কম্পন দমনের জন্য স্টিল ওয়েলডমেন্ট বনাম মিনারেল কাস্ট মেশিন বেস

পিএফটি, শেনজেন

অনিশ্চিত

মেশিনের ভিত্তির ডিজাইন কাঁপুনি নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে মেশিনিং নির্ভুলতা স্থিতিশীল করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই গবেষণায় কাঁপুনি হ্রাসকরণ দক্ষতার দিক থেকে ইস্পাত ওয়েলডমেন্ট এবং খনিজ ঢালাই ভিত্তির তুলনা করা হয়েছে। প্রাকৃতিক কম্পাঙ্ক, হ্রাসকরণ অনুপাত এবং অনুকল্পিত কাটিং ভারের অধীনে সরণ প্রতিক্রিয়া মূল্যায়নের জন্য সসীম উপাদান মডেল তৈরি করা হয়েছিল এবং মডাল পরীক্ষা পরিচালনা করা হয়েছিল। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে 200–500 Hz কম্পাঙ্ক পরিসরে খনিজ ঢালাই ভিত্তির হ্রাসকরণ ক্ষমতা ইস্পাত ওয়েলডমেন্টের তুলনায় 18–25% বেশি। তবে, ইস্পাত ওয়েলডমেন্ট কাঠামোগত দৃঢ়তা এবং প্রাথমিক খরচের দিক থেকে সুবিধাজনক। এই ফলাফলগুলি প্রদর্শন করে যে প্রাপ্ত ফলাফল থেকে পারফরম্যান্স অগ্রাধিকার অনুযায়ী মেশিন ভিত্তির উপাদান নির্বাচনের পরিমাণগত প্রমাণ পাওয়া যায়।

১। পরিচিতি

মেশিন টুল বেসগুলি সিস্টেমের মোট স্থিতিশীলতার জন্য অপরিহার্য। উচ্চ-গতির মেশিনিংয়ের সময় কম্পনগুলি সরাসরি মাত্রার নির্ভুলতা, টুলের ক্ষয় এবং পৃষ্ঠের গুণমানকে প্রভাবিত করে। বেস কাঠামোর জন্য ব্যবহৃত উপাদানের নির্বাচন দৃঢ়তা এবং কম্পন হ্রাসের ক্ষমতা উভয়কেই নির্ধারণ করে। যদিও উৎপাদনের সহজতার কারণে ইস্পাত ওয়েল্ডমেন্টগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে, কিন্তু খনিজ কাস্ট বেসগুলি উন্নত কম্পন হ্রাসের প্রদর্শনের জন্য আলোচনায় এসেছে। এই প্রবন্ধটি নিয়ন্ত্রিত পরীক্ষামূলক পরিস্থিতিতে এই দুটি উপাদানের মধ্যে পার্থক্য পরিমাপ করে তুলনা করে।

2 গবেষণা পদ্ধতি

2.1 ডিজাইন পদ্ধতি

একই জ্যামিতির দুটি প্রোটোটাইপ বেস তৈরি করা হয়েছিল: একটি ওয়েল্ডেড ইস্পাত প্লেট থেকে এবং অন্যটি খনিজ কাস্ট কম্পোজিট থেকে। উভয় ডিজাইনই মেশিন টুল বেসের আদর্শ মাত্রা (1.2 মিটার × 0.8 মিটার × 0.6 মিটার) মেনে চলেছে।

2.2 ডেটা উৎস

• উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলি সরবরাহকারীর ডেটাশীট থেকে নেওয়া হয়েছিল এবং টেনসাইল এবং সংকোচন শক্তি পরীক্ষা দ্বারা যাচাই করা হয়েছিল।

• মে-জুলাই 2025 এর মধ্যে সংঘটিত অভ্যন্তরীণ পরীক্ষাগুলি থেকে কম্পন পরীক্ষার তথ্য সংগ্রহ করা হয়েছিল।

2.3 পরীক্ষামূলক সরঞ্জাম এবং মডেলসমূহ

• ফিনিট এলিমেন্ট এনালাইসিস (FEA): ANSYS 2024 মডাল ফ্রিকোয়েন্সি এবং চাপের বন্টন মডেল করতে ব্যবহৃত হয়েছিল।

• মডাল পরীক্ষা: একটি যন্ত্রবাহিত হাতুড়ি এবং ত্বরণ গ্রাহকগুলি (PCB পিজোট্রনিক্স, মডেল 352C) গতিশীল প্রতিক্রিয়া রেকর্ড করেছিল।

• সংকেত প্রক্রিয়াকরণ: ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া ফাংশনগুলি MATLAB R2024b দিয়ে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল এবং ড্যাম্পিং অনুপাতগুলি বের করা হয়েছিল।

পুনরুৎপাদনযোগ্যতা নিশ্চিত করতে সমস্ত পদ্ধতিগুলি তিনবার পুনরাবৃত্তি করা হয়েছিল।

3 ফলাফল এবং বিশ্লেষণ

3.1 প্রাকৃতিক ফ্রিকোয়েন্সি

সারণী 1 প্রথম তিনটি প্রাকৃতিক ফ্রিকোয়েন্সি সংক্ষিপ্ত করেছে। স্টিল ওয়েলমেন্ট অতিরিক্ত দৃঢ়তার কারণে সামান্য উচ্চতর মান দেখিয়েছে।

টেবিল ১ স্টিল এবং খনিজ কাস্ট বেসের প্রাকৃতিক কম্পনাঙ্ক

3.2 ড্যাম্পিং অনুপাত

চিত্র 1 ড্যাম্পিং অনুপাত তুলনা দেখায়। খনিজ কাস্ট 0.042 পর্যন্ত অর্জন করেছে, যেখানে স্টিল 0.034 এর নিচেই রয়েছে।

চিত্র 1 স্টিল এবং খনিজ কাস্ট বেসের জন্য ড্যাম্পিং অনুপাত (200–500 Hz এর মধ্যে পরিমাপ করা হয়েছে)

3.3 সরণ প্রতিক্রিয়া

সমতুল্য উত্তেজনা বল (300 N) এর অধীনে, খনিজ কাস্ট বেসগুলি গড়ে শীর্ষ সরণ প্রসারিত হার 21% কমিয়েছে।

3.4 তুলনামূলক বিশ্লেষণ

বিদ্যমান গবেষণা [1–2] 15–20% খনিজ কাস্ট উপকরণের জন্য ড্যাম্পিংয়ে উন্নতি প্রতিবেদন করেছে। বর্তমান আবিষ্কারগুলি সরাসরি কাঠামোগত প্রোটোটাইপ দিয়ে এই ফলাফলগুলি নিশ্চিত করে এবং মাঝারি কম্পনাঙ্ক পরিসরে স্থিত প্রকরণ সুবিধাগুলি তুলে ধরে।

4 আলোচনা

খনিজ কাস্টের উচ্চতর কম্পন নিরোধক আচরণ মূলত এর কম্পোজিট মাইক্রোস্ট্রাকচারের জন্য প্রাপ্ত, যেখানে পলিমার-বাঁধাই করা সংযোজনগুলি অভ্যন্তরীণ ঘর্ষণের মাধ্যমে কম্পন শক্তি অপসারণ করে। ইস্পাত ওয়েল্ডমেন্টগুলি কম্পন নিরোধে যদিও কম কার্যকরী, তবু উচ্চ কাঠামোগত দৃঢ়তা প্রদান করে, যা ভারী লোড প্রয়োগের অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে উপকৃত করে।

সীমাবদ্ধতা:

• এই অধ্যয়নে তাপীয় প্রভাবগুলি অন্তর্ভুক্ত করা হয়নি, যদিও সেগুলি দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করতে পারে।

• শুধুমাত্র একটি জ্যামিতিক কনফিগারেশন পরীক্ষা করা হয়েছিল, যা অন্যান্য মেশিন ডিজাইনের সাধারণীকরণকে সীমাবদ্ধ করে।

ব্যবহারিক প্রভাবসমূহ:

• খনিজ কাস্টটি উচ্চ-গতির মেশিনিং সেন্টারগুলির জন্য প্রস্তাবিত যেখানে কম্পন নিরোধ সরাসরি টুলের জীবনকাল এবং পৃষ্ঠতলের মান উন্নত করে।

• ভারী কাটিং লোড সহ খরচ-সংবেদনশীল অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ইস্পাত ওয়েল্ডমেন্টগুলি উপযুক্ত থেকে যায়।

5 সমাপ্তি

পরিমাণগত পরীক্ষায় দেখা গেছে যে 200–500 Hz পরিসরে বিশেষত স্টিল ওয়েলডমেন্টের তুলনায় খনিজ ঢালাই বেসগুলি কম্পন নিয়ন্ত্রণে 18–25% ভালো প্রমাণিত হয়েছে। স্টিল ওয়েলডমেন্টগুলি দৃঢ়তা এবং কম উৎপাদন খরচের ক্ষেত্রে সুবিধা অক্ষুণ্ণ রেখেছে। ভবিষ্যতে গবেষণায় উভয় উপকরণের সুবিধাগুলি একত্রিত করার জন্য উষ্ণতা চক্র পরীক্ষা এবং সংকর বেস কাঠামো অন্তর্ভুক্ত করা উচিত।