بررسی ارتعاش جانبی مته در فرآیند سوراخکاری بتن

مته‌ها در صنایع کاربردهای متعددی دارند. یکی از کاربردهای آنها در فرایند سوراخ‌کاری بتن (کرگیری یا مغزه‌گیری) است که می‌توان آن را به صورت یک سیستم روتور سرآویز روتوردیسک مدل‌سازی کرد. در این مقاله ارتعاش جانبی یک مته سوراخ‌کاری بتن، که به صورت یک سیستم سرآویز روتوردیسک تحت تاثیر نیروی محوری مدل‌سازی شده است، مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای این منظور ابتدا معادلات حاکم بر ارتعاش جانبی سیستم و شرایط مرزی آن با استفاده از اصل همیلتون استخراج می‌شود. سپس معادلات حاکم با استفاده از روش مودهای فرضی حل شده و دو فرکانس طبیعی اول ارتعاش جانبی سیستم به روش تحلیلی محاسبه می‌شوند. در ادامه اثر تغییر پارامترهای اصلی سیستم همانند سرعت دورانی مته، قطر مته و مقدار نیروی محوری، بر مقدار فرکانس‌های طبیعی مورد مطالعه قرار می‌گیرد و نتایج به صورت نمودارهایی ارائه می‌شوند. نتایج حاصل نشان می‌دهد پارامترهای اصلی سیستم همانند طول مته، قطر مته، نیروی محوری و سرعت دورانی تاثیر قابل توجهی روی مقدار فرکانس طبیعی سیستم دارد. با توجه به اینکه فرکانس طبیعی سیستم به صورت نیمه تحلیلی استخراج شده است، نتایج می‌تواند مورد استفاده مهندسان طراح، برای بهینه‌سازی اینگونه سیستم‌ها قرار گیرد.

Investigating the lateral vibration of the drill in the concrete drilling process

Drills have many applications in industry. One of the applications of drills is in the process of converting which can be modeled as a rotordisk overhung system. In this paper, the lateral vibration of a concrete drill is studied. For this purpose, first, the governing equations the lateral vibration of the system and its boundary conditions are derived using the Hamilton principle. The governing equations are then solved using the Assumed mode method and the first two natural frequencies of the lateral vibration of the system are calculated by the analytical method. In the following, the effect of changing the main parameters of the system, such as the rotational speed of the drill, the diameter of the drill, and the axial force on the natural frequencies is studied and the results are presented in the form of graphs. The results show that the main parameters of the system, such as axial force and rotational speed, have a significant effect on the value of the system’s natural frequencies. The results can be used by design engineers to optimize such systems.