Công ty Thiết bị xây dựng Volvo Nhà cung cấp thiết bị xây dựng Volvo giải quyết vấn đề rung

ồn nhờ các giải pháp thử nghiệm của LMS

Máy móc và thiết bị công nghiệp

Sản phẩm

LMS

Thách thức doanh nghiệp

Giải quyết tiếng ồn trong cabin

của máy xúc cỡ nhỏ.

Tìm các giải pháp cho các vấn

đề rung và ồn ngày càng

nghiêm trọng.

Mang đến cho thiết bị các tính

năng tiết kiệm chi phí, hiệu quả

và êm ái.

Chìa khóa thành công

Đo chuyển vị dựa trên khuyến

nghị của các kỹ sư của

Siemens PLM Software.

Thêm khối lượng khoảng 10 kg để thay đổi lực quay

của trục truyền động và cải

thiện hoạt động.

Tiết kiệm thời gian với phần

mềm LMS Test.Lab dễ dùng

Kết quả

Mang lại những tiến bộ đáng

kể trong việc giải quyết tiếng

ồn lớn trong cabin

Đã phát hiện ra cần phải nâng

cao chất lượng của bánh răng

để giảm rung động.

Volvo sử dụng các công cụ phần

mềm PLM và hỗ trợ kỹ thuật của

Siemens để giải quyết các vấn đề

NVH (Noise, Vibration,

Harshness)

Tầm quan trọng của đặc tính âm thanh

Công ty Thiết bị xây dựng Volvo (VCE) vẫn

đang tiếp tục tìm cách cải tiến để có thể đáp

ứng nhiều hơn mong đợi của khách hàng

ngay từ lúc đầu. Trong hơn 180 năm, VCE đã

thiết kế và sản xuất xe kéo, máy xúc, máy

đào đất, máy thi công làm đường và các máy

xây dựng khác giúp người lái xe cảm thấy an

toàn, thoải mái và dễ điều khiển. Các phần

mềm PLM và các kỹ sư của Siemens giúp VCE

cung cấp “chất lượng theo thiết kế” bằng

cách hỗ trợ nhiều công đoạn trong

quy trình kỹ thuật. Chẳng hạn, gần đây, các

kỹ sư NVH đã đạt được những tiến bộ

đáng kể với giải pháp cho vấn đề tiếng ồn

của bánh răng trong các máy xúc cỡ nhỏ

với sự trợ giúp từ các giải pháp LMS.

Trung tâm phát triển và thử nghiệm lớn

với hơn 900 kỹ sư ở Eskilstuna, Thụy Điển,

nơi thành lập VCE, là minh chứng cho sự

cống hiến của công ty trong việc tạo ra

những mẫu thiết kế chất lượng. Trung

tâm đã sử dụng bộ thu thập dữ liệu LMS

SCADAS™ và phần mềm LMS Test.Lab™

của Siemens PLM Software để giải quyết

các vấn đề kỹ thuật đa dạng nhất.

www.siemens.com/plm/lms

Kết quả (continued)

Hỗ trợ hiệu quả cho khách hàng

Có được cái nhìn sâu sắc hơn

bằng cách thực hiện phân tích

rung động xoắn.

“Ưu tiên ban đầu của chúng tôi là độ bền,

nhưng vấn đề về âm học đang trở nên quan

trọng hơn trong quá trình thiết kế", Reza

Renderstedt, trưởng nhóm thử nghiệm NVH

cho máy xúc nói. “Khách hàng đang yêu cầu

sự thoải mái nhiều hơn trong vấn đề rung

động và ồn. Họ muốn các thiết bị xây dựng có

hiệu suất tốt, êm ái và giảm thiểu chi phí.

VCE cố gắng cải thiện mức độ thoải mái về

âm học bằng cách giảm thiểu các kích thích

gây ồn. Đó là một nhiệm vụ khá khó khăn và

phải mất nhiều năm để hoàn thiện. May thay,

tại VCE, chúng tôi hiểu rằng sản phẩm ít ồn

thì khung gầm của nó phải tốt. Từ đó, bạn chỉ

phải giải quyết các vấn đề nhỏ hơn qua nhiều

năm.”

Xác định nguyên nhân

Một trong những vấn đề mà VCE đã và

đang phải giải quyết trong một thời gian là

việc loại trừ tiếng cót két bên trong cabin

của máy xúc cỡ nhỏ, chỉ xảy ra khi vị trí thứ

9 của trục dẫn động đạt tốc độ vòng tua

cao (hơn 2,400 vòng/phút). Tại vị trí đó,

mức độ ồn tăng đột ngột hơn 5 dB trong

khi đáng nhẽ mức độ tăng tiếng ồn phải là

tuyến tính.

Renderstedt cho biết: "Vì tiếng cót két chỉ

đáng kể từ lúc đó trở đi, do vậy rất khó

để xác định và tìm nguyên nhân", “Tất cả

những gì chúng tôi biết chắc chắn là tiếng

ồn do rung kết cấu. Xét cho cùng, những

phương tiện này là những chiếc máy hạng

nặng có mô men xoắn cao, giảm chấn kết

cấu trên khung kém và các trục được gắn

cứng trên khung.”

Lần nghiên cứu ban đầu về nguyên nhân

gây ra tiếng ồn đã không mang lại kết quả

gì. VCE đã thử thay các bánh răng, các cách

gắn cabin khác nhau, nâng cao chất lượng

bánh răng và đưa các trục mới hoàn toàn

vào nhưng tiếng ồn trục hộp số vẫn còn là

một vấn đề nan giải.

“Giải pháp cho vấn đề tiếng ồn này chỉ là một ví dụ về cách mà các giải pháp thử nghiệm LMS của Siemens PLM Software giúp VCE đạt được cam kết về chất lượng của họ.” Reza Renderstedt

Đội trưởng

Thử nghiệm rung ồn máy xúc

Công ty Thiết bị xây dựng Volvo

Tìm kiếm giải pháp

Trong một nỗ lực tiếp theo để giải quyết vấn

đề, nhóm nghiên cứu đã thử hai giải pháp

của phần mềm thử nghiệm âm học LMS

Test.Lab. Trước tiên, một phân tích hình thái

biến dạng khi vận hành (operating deflection

shape - ODS) được thực trên trục trước để

đánh giá kiểu rung động trong điều kiện vận

hành. Các phép đo ODS được thực hiện

trong 10 vòng chạy xe sử dụng 60 vị trí đặt

cảm biến khác nhau, một cách thử nghiệm

rất tốn thời gian, đặc biệt tập trung vào mô

hình biến dạng tại tốc độ 2.520 vòng/phút

khi đó tiếng rít trong cabin lớn nhất. Các kỹ

sư thử nghiệm lưu ý rằng mức độ rung động

cũng như mức độ tiếng ồn bên trong cabin

thực sự cao ở tốc độ đó. Tuy nhiên, tiếng ồn

lớn nhất tại tốc độ xung quanh 3.000 vòng /

phút dường như không liên quan đến các

rung động với biên độ lớn.

"Dù mức ồn tổng thể tăng lên khi mức độ rung tăng lên, nhưng không có sự tương

quan trực tiếp giữa độ rung cường độ cao và

tiếng ồn trong cabin,” Renderstedt nói:

"Tóm lại, thử nghiệm đó đã không giúp ích gì

cho chúng tôi.”

Ngoài ra, phân tích modal trên một toàn bộ

một chiếc máy xúc đã không mang lại bất

kỳ kết quả có ích nào.

"Sau mỗi lần vận hành, chúng tôi đã thử

nghiệm bằng phương pháp tác động bằng

búa xung (hammer inpact) nhằm xác định

ứng xử modal của trục bánh trước không liên

quan đến lực đang tác động," Rendersted

cho biết: “Không có tần số nghi ngờ nào

được phát hiện”.

Lần thử nghiệm thứ ba với sự hợp tác chặt

chẽ với bên dịch vụ kỹ thuật LMSTM, đã

mang lại kết quả cuối cùng. Nhóm thử

nghiệm đặt ba cảm biến trên trục trước -

một bên trái và một ở bên phải trục dẫn

động, thêm một cảm biến trên phần bánh

răng của trục và đo chuyển vị bên trong vỏ

máy trong quá trình tăng tốc. Nó cho thấy

rằng chuyển vị tại các trục bên (trái và

phải) lớn hơn nhiều tại phần bánh răng của

trục ở vị trí trục đẩy thứ 9. Hơn nữa, các

cực đại của rung động của vỏ tại vòng bi

của trục bánh răng có liên quan đến các giá

trị chuyển vị cực trị tại 210 và 375 hertz

(Hz) một cách rõ ràng. Những điều này và

những nghiên cứu tiếp theo đã làm rõ rằng

trục trước đã gây ra tiếng rít.

"Các kỹ sư của LMS đã có một ý tưởng

tuyệt vời là đo chuyển vị" Renderstedt cho

biết “Trên thực tế, chúng tôi đã hơi do dự

khi thử điều này vì thử nghiệm này có thể

làm hỏng trục, nhưng nó hoàn toàn đáng

để thử. Với một vài cảm biến đơn giản,

chúng tôi đã đạt được kết quả rất tốt.”

“Các kỹ sư của LMS có một

ý tưởng tuyệt vời để đo

chuyển vị. Trên thực tế,

chúng tôi đã hơi do dự khi

thử điều này vì thử nghiệm

này có thể làm hỏng trục,

nhưng nó hoàn toàn đáng

để thử. Với một vài cảm

biến đơn giản, chúng tôi đã

đạt được kết quả rất tốt.”

Reza Renderstedt

Đội trưởng

Thử nghiệm rung ồn máy xúc Công ty Thiết bị Xây dựng

Volvo

Kết hợp cùng nhau

Theo kết quả này, các kỹ sư đã quyết định

phải hiểu vấn đề sâu hơn thông qua phân

tích rung động xoắn. Hai cảm biến laser,

một ở gần phía sau và một ở gần góc

trước của mặt bích nối với trục trước của

trục đẩy, đã cho thấy một điểm cực đại

trong cộng hưởng xoắn trên đường truyền

tại 370 Hz. Kết hợp tất cả các mảnh ghép

lại, các kỹ sư của VCE có thể kết luận rằng

rung động xoắn là do kích thích với biên

độ lớn từ trục trước tại 2.400 vòng/phút.

Vì vậy họ biết rằng họ phải nâng cao chất

lượng của bánh răng để giảm rung động.

Trong khi đó, các giải pháp đã được đề xuất

để giải quyết các vấn đề. Dựa trên các thử

nghiệm bổ sung, nhóm đã xác định rằng việc

thêm một khối lượng khoảng 10 kg sẽ thay

đổi tính động lực học của trục và cải thiện

hoạt động của nó. Một bộ giảm chấn khối

lượng phù hợp cũng có thể hữu ích nếu

không có cấu hình trục truyền động đủ tốt.

"Vẫn còn có cách khác nhưng ít nhất

chúng tôi biết mình đang đi đúng

hướng" Renderstedt nói: "Siemens

PLM Software thực sự đóng góp rất

nhiều vào kết quả này. LMS Test.Lab

là một nền tảng các giải pháp thử

nghiệm dễ dùng, với cái nhìn và cảm

nhận tuyệt vời, giúp chúng tôi tiết

kiệm thời gian.”

Ông lưu ý: “Về phần mình, Đội dịch

vụ kĩ thuật của LMS luôn luôn sẵn

sàng giúp đỡ. Bất cứ khi nào có vấn

đề, chúng tôi có thể gọi đội ngũ hỗ

trợ khách hàng hoặc các kỹ sư hỗ trợ

chúng tôi. Giải pháp cho vấn đề tiếng

rít này chỉ là một ví dụ về các giải

pháp thử nghiệm LMS từ Siemens

PLM Software giúp VCE đạt được sự

cam kết về chất lượng của họ.”

“Về phân mình, đội ngũ dịch

vụ kỹ thuật LMS luôn luôn sẵn

sàng giúp đỡ. Bất cứ khi nào

có vấn đề, chúng tôi có thể

gọi đội ngũ hỗ trợ khách hàng

hoặc các kỹ sư hỗ trợ.”

Reza Renderstedt

Đội trưởng

Thử nghiệm rung ồn máy xúc

Công ty Thiết bị Xây dựng Volvo

Giải pháp/Dịch vụ

LMS Test.Lab

www.siemens.com/plm/

lms-test-lab

LMS SCADAS

www.siemens.com/plm/

lms-scadas

“LMS Test.Lab là một nền tảng dễ sử dụng cho các giải pháp thử nghiệm, với cái nhìn và cảm nhận tuyệt vời, giúp chúng tôi tiết kiệm thời gian.”

Hoạt động kinh doanh chính

của khách hàng

Các sản phẩm và dịch vụ của

Volvo Construction Equipment

được cung cấp tại hơn 125 quốc

gia thông qua các đại lý độc quyền

hoặc độc lập. Khách hàng đang sử

dụng các máy móc của Volvo

trong các mỏ khai thác đá và mỏ

đá, các ngành công nghiệp liên

quan đến năng lượng (như dầu và

khí đốt), cơ sở hạ tầng nặng, tiện

ích, xây dựng đường xá, xây dựng,

phá hủy, tái chế, phân phối vật

liệu công nghiệp và lâm

nghiệp.

www.volvoce.com

Địa chỉ khách hàng

Eskilstuna

Thuỵ Điển

Reza Renderstedt

ĐộI trưởng

Thử nghiệm rung ồn máy xúc

Công ty Thiết bị Xây dựng Volvo

T

h

e

p

l

o

t

s

s

h

o

w

t

h

e

torsional vibration of the front prop shaft close to the front

axle flange (upper plot) and close to the center bearing (lower

display). Order 9 vibration reaches a peak at 370 Hz.

Đồ thị chỉ ra sự rung động xoắn của trục truyền động trước gần với bích nối trục trước (đồ thị trên) và

gần với vòng bi trung tâm (đồ thị dưới). Order thứ 9 đạt cực trị ở 370 Hz