Dynamic vibration dampers for console instruments

Геннадiй Олександрович Оборський; Олександр Андрійович Оргіян; Валентин Миколайович Тiхенко; Ганна Василівна Баланюк; Василь Михайлович Колеснік

doi:10.15276/opu.1.65.2022.01

Автор(и)

Геннадiй Олександрович Оборський Національний університет "Одеська політехніка" https://orcid.org/0000-0002-5682-4768
Олександр Андрійович Оргіян https://orcid.org/0000-0002-1698-402X
Валентин Миколайович Тiхенко Національний університет "Одеська політехніка"
Ганна Василівна Баланюк Національний університет "Одеська політехніка" https://orcid.org/0000-0003-1628-0273
Василь Михайлович Колеснік

DOI:

https://doi.org/10.15276/opu.1.65.2022.01

Ключові слова:

ударний гасник, чутливість налагодження, амплітуда, частота, зазор, борштанга, сила

Анотація

Максимальна ефективність динамічних гасників коливань (ДГК) досягається за оптимальних значень їх параметрів. Інерційні ДГК налаштовують за власною частотою та демпфуванням, причому оптимальні значення параметрів гасника залежать від спектрального складу подавлених коливань. Для нелінійних ДГК оптимальні значення параметрів (наприклад, зазору або попереднього стиснення) також залежать від інтенсивності зовнішніх впливів на об'єкт. Для багатоелементних ДГК слід оптимізувати кількість інерційних елементів гасника. Умови оптимального настроювання інерційного ДГК – це умови антирезонансу. У роботі досліджено налаштування ударного ДГК з в’язким тертям. Для визначення оптимального значення зазору між масою гасника та його корпусом вирішено нелінійну задачу методом точкових перетворень. Визначено вплив відхилень від оптимального налагодження ударного ДГК на розмах коливань. Встановлено, що малі відхилення від оптимуму викликають значний приріст розмаху коливань (у 2...5 разів), що призводить до необхідності налаштування ударного ДГК з високою точністю. У роботі оцінено чутливість віброгасника до похибки оптимізації параметрів. Також вивчені особливості налаштування багатоелементних ДГК, що вбудовуються в розточувальну борштангу для восьми типів гасників при варіюванні їх конструктивних особливостей. При дослідженнях частотних характеристик за міру ефективності прийнято співвідношення максимальних значень A0max/Aгmax де A0max – амплітуда коливань у системі без гасника. Встановлено вплив діаметрального зазору та зусилля осьового стиснення на ефективність ДГК різних типів.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Chockalingam S., Ramabalan S., Govindan K. Chatter control and stability analysis in cantilever boring bar using FEA methods. Materials Today: Proceedings. 2020. 33. P. 2577–2580. DOI: https://doi.org/:10.1016/j.matpr.2019.12.166.

Biju C.V., Shunmugam M.S. Performance of magnetorheological fluid based tunable frequency boring bar in chatter control. Measurement: Journal of the International Measurement Confederation. 2019. 140. P. 407–415. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2019.03.073.

Chockalingam S., Natarajan U., Selvam M., Cyril A.G. Investigation on Machinability and Damping Properties of Nickel–Phosphorus Coated Boring bar. Arabian Journal for Science and Engineering. 2016. 41 (2). P. 669–676 (2016). DOI: https://doi.org/10.1007/s13369-015-1830-7.

Chockalingam S., Natarajan U., George Cyril A. Damping investigation in boring bar using hybrid copper-zinc particles. JVC/Journal of Vibration and Control. 2017. 23 (13). P. 2128–2134. DOI: https://doi.org/10.1177/1077546315610946.

Ramesh K., Alwarsamy T., Jayabal S. Investigation of chatter stability in boring tool and tool wear prediction using neural network. International Journal of Materials and Product Technology. 2013. 46 (1). P. 47–70. DOI: https://doi.org/10.1504/IJMPT.2013.052789.

Ramesh K., Alwarsamy T., Jayabal S. ANN prediction and RSM optimization of cutting process parameters in boring operations using impact dampers. Journal of Vibroengineering. 2012. 14 (3). P. 1160–1175.

Rubio L., Loya J.A., Miguélez M.H., Fernández-Sáez J. Optimization of passive vibration absorbers to reduce chatter in boring. Mechanical Systems and Signal Processing. 2013. 41 (1–2). P. 691–704. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2013.07.019.

Marhadi K.S., Kinra V.K. Particle impact damping: Effect of mass ratio, material, and shape. Journal of Sound and Vibration. 2005. 283 (1-2), P. 433–448. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2004.04.013.

Thomas M.D., Knight W.A., Sadek M.M. IMPACT DAMPER AS A METHOD OF IMPROVING CANTILEVER BORING BARS. American Society of Mechanical Engineers (Paper). 1974. (74-WA/DE-9), 8 p.

Lawrance G., Sam Paul P., Varadarajan A.S., Paul Praveen A., Ajay Vasanth X. Attenuation of vibration in boring tool using spring-controlled impact damper. International Journal on Interactive Design and Manufacturing. 2017. 11 (4). P. 903–915. DOI: https://doi.org/10.1007/s12008-015-0292-1.

Sims N.D., Amarasinghe A., Ridgway K. Particle dampers for workpiece chatter mitigation. American Society of Mechanical Engineers, Manufacturing Engineering Division, MED. 2005. 16–1, P. 825–832. DOI: https://doi.org/10.1115/IMECE2005-82687.

Suyama D.I., Diniz A.E., Pederiva R. The use of carbide and particle-damped bars to increase tool overhang in the internal turning of hardened steel. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016. 86 (5–8). P. 2083–2092. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-015-8328-z.

Song Q., Shi J., Liu Z., Wan Y., Xia F. Boring bar with constrained layer damper for improving process stability. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016. 83 (9-12). P. 1951–1966. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-015-7670-5.

Siddhpura M., Paurobally R. A review of chatter vibration research in turning. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2012. 61. P. 27–47. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools. 2012.05.007.

Alammari Y., Sanati M., Freiheit T., Park S.S. Investigation of Boring Bar Dynamics for Chatter Suppression. Procedia Manufacturing. 2015. 1. P. 768–778. DOI: https://doi.org/10.1016/j.promfg. 2015.09.059.16. Lu Z., Lu X., Masri S.F. Studies of the performance of particle dampers under dynamic loads. Journal of Sound and Vibration. 2010. 329 (26). P. 5415–5433. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2010.06.027.

Pratt J.R., Nayfeh A.H. Chatter control and stability analysis of a cantilever boring bar under regenerative cutting conditions. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2001. 359 (1781). P. 759–792. DOI: https://doi.org/10.1098/ rsta.2000.0754.

Hessainia Z., Belbah A., Yallese M.A., Mabrouki T., Rigal J.-F. On the prediction of surface roughness in the hard turning based on cutting parameters and tool vibrations. Measurement: Journal of the International Measurement Confederation. 2013. 46 (5). P. 1671–1681. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.measurement.2012.12.016.

Oborsky G., Orgiyan A., Tonkonogiy V., Aymen A., Balanyuk A. Investigation of dynamic effects in combined operations of fine turning and boring. In: Tonkonoji V., et al. (eds.) Advanced Manufacturing Processes. InterPartner-2019. Mechanical Engineering Lecture Notes, Odessa, September 10–13, 2019, Springer, Cham 2020, P. 226–235. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-40724-7_23.