SKF đang giới thiệu các kỹ thuật mô hình hóa và mô phỏng mới cho phép các công cụ phần mềm được sử dụng nhiều hơn như một phương pháp phân tích hơn là một phương pháp tính toán. Với sự phát triển này, các kỹ sư SKF có thể dễ dàng thực hiện các phân tích để khám phá trong không gian thiết kế rộng hơn nhiều cho một ứng dụng khách hàng cụ thể, liên quan đến nhiều yếu tố trong các điều kiện vận hành khác nhau.
SKF có nhiều kinh nghiệm
với các công cụ mô phỏng. Các công cụ này liên tục được phát triển và các chức năng và khả năng mới được bổ sung để mô phỏng tất cả các thành phần chính – ổ trục, trục, phớt, bánh răng và vỏ – như một hệ thống hoàn chỉnh trong các mô hình gần với thực tế hơn. Ngày nay, SKF sử dụng rộng rãi các công cụ phần mềm trong các hoạt động kỹ thuật ứng dụng để nghiên cứu các ứng dụng của khách hàng trong các điều kiện vận hành cụ thể.
Những phát triển gần đây trong mô hình hóa và mô phỏng nhằm mục đích giải quyết những thách thức lớn, đặc biệt liên quan đến xu hướng và yêu cầu thay đổi của khách hàng.
Đầu tiên, nhu cầu đánh giá nhiều hơn một tùy chọn thiết kế cho một ứng dụng nhất định ngày càng tăng. Điều này làm tăng thêm tính phức tạp của nhiệm vụ mô phỏng. Ví dụ, đối với hệ thống ổ trục cho tua bin gió, SKF đã đưa ra một số đề xuất thiết kế trước khi thu hẹp lựa chọn xuống chỉ còn một vài phương án thay thế để khách hàng cân nhắc. Bằng cách sử dụng các kỹ thuật mới được triển khai trong các công cụ SKF, có thể thực hiện hàng trăm mô phỏng trên các giải pháp ổ trục được đề xuất này để xác định giải pháp phù hợp nhất cho ứng dụng của khách hàng.
Thứ hai, có vấn đề về độ bền và độ nhạy. Điều này liên quan đến cách ổ trục và các thành phần khác hoạt động theo các điều kiện thực tế trong một ứng dụng, có thể khác đáng kể so với tiêu chuẩn thiết kế. Trong một số ứng dụng, khách hàng muốn biết thêm về hiệu suất của giải pháp được đề xuất trong các điều kiện vận hành khác nhau. Nếu một vài biến có phạm vi giá trị lớn vì chúng khó kiểm soát, thì hiệu suất của ổ trục sẽ bị ảnh hưởng như thế nào? Để đảm bảo rằng ổ trục hoạt động ở trạng thái ổn định trong máy của khách hàng, điều quan trọng là phải biết điều kiện vận hành nào cần được kiểm soát với sự thay đổi ít nhất.
Vấn đề thứ ba liên quan đến việc mô hình hóa nhiều hơn một biến cùng lúc. Mặc dù việc liên quan đến nhiều yếu tố như các biến trong mô hình hóa và mô phỏng là khá phổ biến, nhưng không dễ để phân tích hiệu ứng kết hợp của nhiều yếu tố cùng một lúc. Với một biến duy nhất, các kỹ sư có thể dễ dàng sắp xếp một vài mô phỏng giữa các giá trị tối thiểu và tối đa trong phạm vi và sau đó vẽ một đường cong đẹp sau khi thực hiện chúng. Khi có ba hoặc bốn yếu tố liên quan, có hai khó khăn chính. Một khó khăn nằm ở thiết kế mô phỏng, khó khăn còn lại nằm ở việc phân tích kết quả tính toán hoặc ít nhất là hình ảnh hóa kết quả. Một cách để khắc phục điều này là thay đổi một tham số tại một thời điểm với tất cả các tham số khác được cố định, sau đó, sau khi thực hiện các mô phỏng được thiết kế, hãy thay đổi từng yếu tố khác. Theo cách này, các kỹ sư có thể thu thập thông tin về hệ thống đang chạy trong một số điều kiện cụ thể, điều này tốt hơn là không có gì. Tuy nhiên, họ vẫn có thể bỏ lỡ tổng quan về hiệu suất của hệ thống, đặc biệt là liên quan đến hiệu ứng kết hợp của tất cả các yếu tố này.
Lợi ích của các kỹ thuật mới của SKF
Thế hệ công cụ mô phỏng và lập mô hình mới nhất của SKF được thiết kế để ứng phó với những xu hướng này và giúp các kỹ sư sử dụng công cụ dễ dàng hơn, chẳng hạn như có thể thay đổi các thông số và thực hiện nhiều mô phỏng dễ dàng hơn.
Một tính năng quan trọng của thế hệ phần mềm mới cung cấp sự hiểu biết này là phương pháp Six Sigma đã được tích hợp vào các công cụ mô hình hóa và mô phỏng của SKF. Six Sigma đã được áp dụng thành công trong sản xuất để xác định và loại bỏ nguyên nhân gây ra lỗi và đã được sử dụng trong các lĩnh vực kỹ thuật và kinh doanh khác để cải thiện chất lượng và tăng sự hài lòng của khách hàng. Trọng tâm là một hộp công cụ hỗ trợ nhiều nhiệm vụ kỹ thuật như thiết kế mô phỏng, nghiên cứu độ nhạy, phân tích độ mạnh và tối ưu hóa kết quả. Các công cụ như vậy cũng quan trọng như nhau trong mô hình hóa và mô phỏng. Tại SKF, các chức năng này được cung cấp trong các công cụ mô hình hóa và mô phỏng thế hệ tiếp theo. Chúng có thể được truy cập bằng giao diện người dùng đồ họa tương tác rất sạch sẽ và đơn giản, với tất cả sự phức tạp về toán học và các yếu tố Six Sigma khác ẩn sau màn hình. Ngoài ra, các công cụ phần mềm mới trình bày kết quả theo cách trực quan, trực quan hơn.
Trên thực tế, việc tích hợp phương pháp Six Sigma theo cách này giúp cuộc sống của cả kỹ sư SKF và khách hàng dễ dàng hơn nhiều. Đối với kỹ sư SKF, điều đó có nghĩa là nhiều kỹ sư hơn có thể thực hiện những phân tích phức tạp mà trước đây chỉ những người có kiến thức và kinh nghiệm đặc biệt mới có thể thực hiện.
Đối với khách hàng, họ có nhiều khả năng nhận được nhiều tùy chọn thiết kế hơn là một lựa chọn duy nhất. Ngoài ra, họ có thể có được nhiều thông tin hơn về bất kỳ tùy chọn nào, chẳng hạn như tùy chọn đó có nhạy cảm với biến động đầu vào hay tùy chọn này có mạnh mẽ hơn tùy chọn khác không.
Một lợi ích khác của việc tích hợp với các công cụ Six Sigma là người dùng không cần phải thiết kế mô phỏng trong một công cụ, thực hiện hàng trăm mô phỏng trong một công cụ khác rồi phân tích trong công cụ thứ ba. Trong phần mềm mới, tất cả đều được tích hợp trong một môi trường phần mềm thống nhất, thông qua giao diện người dùng đồ họa tương tác đơn giản và sạch sẽ có thể sử dụng sau khi đào tạo cơ bản.
Lợi ích cho một ứng dụng thực tế của SKF
Trong một ví dụ về hộp số công nghiệp, mục tiêu là cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống thông qua việc kiểm soát quá trình tạo nhiệt độ. Ngoài việc sử dụng phần mềm mô hình hóa, một mô hình vật lý đã được sử dụng. Thử nghiệm đã được thực hiện trên một giàn thử nghiệm FZG chứa một sự sắp xếp lưng vào lưng của hai hộp số trục đơn ( hình 1 ). Các trục được hỗ trợ bởi các ổ bi rãnh sâu hướng tâm. Trong thiết lập này, nhiệt độ của vị trí vòng ngoài của các ổ trục được sử dụng để đánh giá sự phát triển nhiệt độ tổng thể ( hình 2 ).
Bốn yếu tố đã được xác định để kiểm soát nhiệt độ của vòng ngoài như thể hiện trong Bảng 1 .
Mỗi yếu tố trong bốn yếu tố này – độ phát xạ, độ dẫn điện, vận tốc không khí xung quanh và các thông số lưu biến – sau đó được mô hình hóa để xác định ảnh hưởng của chúng đến nhiệt độ vòng ngoài. Hình 3 cho thấy điểm bắt đầu cho mô phỏng với cài đặt hiện tại đã biết cho ứng dụng liên quan đến nhiệt độ vòng ngoài và bốn yếu tố được hiển thị dưới dạng biểu đồ tọa độ song song. Sau 100 mô phỏng với các đầu vào khác nhau ( hình 4 ), nhiệt độ vòng ngoài cho thấy sự biến động kết quả rộng. Một khía cạnh quan trọng của công cụ mô hình hóa và mô phỏng mới là các kỹ sư có thể chạy hàng trăm mô phỏng, trong trường hợp này được thiết kế theo phương pháp Monte Carlo. Sử dụng các thanh trượt tối thiểu và tối đa đơn giản trong giao diện đồ họa của phần mềm, có thể lọc và phân tích hiệu ứng của từng yếu tố riêng lẻ.
Giải pháp tối ưu lý thuyết được thể hiện trong hình 5 , thu được bằng cách lọc và thực hiện một loạt các mô phỏng mới. Rõ ràng là trong trường hợp độ phát xạ, không có nhiều cơ hội để cải thiện giữa đường cơ sở và tình huống tối ưu; đối với vận tốc không khí xung quanh, nhiệt độ vòng ngoài nhạy cảm với yếu tố này và việc tăng giá trị này sẽ làm giảm nhiệt độ vòng ngoài, trong khi đối với các thông số độ dẫn điện và lưu biến, độ nhạy với các yếu tố này là rất thấp.
Khi giải pháp được thiết kế kết hợp cải thiện vận tốc không khí xung quanh được mô hình hóa, lợi ích của việc giảm nhiệt độ vòng ngoài có thể thấy rõ ( hình 6 ). Phân tích mô phỏng đã xác nhận rằng việc kiểm soát vận tốc không khí xung quanh là giải pháp tốt nhất để giảm nhiệt độ của vòng ngoài ổ trục trong ứng dụng cụ thể này. Theo mô phỏng, nhiệt độ vòng ngoài ổ trục sẽ giảm từ phạm vi 74 – 81 °C xuống một trong 69 – 75 °C.
Đối với khách hàng, kết quả thực tế là chỉ cần thêm một chiếc quạt, hiệu suất sẽ được cải thiện đáng kể. Đối với SKF, điều này chứng minh sức mạnh và lợi thế mà việc tiếp cận phần mềm và công cụ mô hình hóa được cải tiến có thể mang lại cho khách hàng. Khách hàng ngày càng muốn hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của thiết kế thiết bị của họ, và SKF đang chứng minh rằng họ có cả công cụ và kiến thức để cung cấp phân tích đó và đưa ra các giải pháp tốt hơn.
 |
Ứng dụng SKF AuthenticateCó hai cách để kiểm tra tính xác thực bằng ứng dụng SKF Authenticate,
Tải xuống ứng dụng SKF Authenticate NGAY BÂY GIỜ trên App Store hoặc Google Play miễn phí bằng cách nhấp vào liên kết có liên quan hoặc quét mã dưới đây.
|