Investigation of the effect of the vibration wedge on the vibration isolation of the guillotine shears machine

Abstract

In this study, the effect of elastomer vibration wedges on workbench vibration isolation was investigated to provide vibration isolation of guillotine shears. For this purpose, first, vibration
magnitudes on the body and the ground of the guillotine shear were determined experimentally. Then, four vibration wedges selected according to the weight and capacity of the machine were placed under the workbench legs. The effect of the vibration wedge on the vibration on the body of the machine and on the floor was examined. The vibration values of the workbench and the floor were measured simultaneously with a four-channel accelerometer. The differences between the measurement results made with and without vibration wedges are shown on the graphs. As a result, it has been observed that by using vibration wedge in the ground connection of the guillotine shears, it reduces the vibration both in the workbench body and the ground. 

Keywords

• Guillotine shears
• Vibration wedge
• Damping

Titreşim takozunun giyotin makas tezgâhında, titreşim yalıtımına etkisinin araştırılması

Abstract

Giyotin makas kesme sırasında titreşim oluşturur ve titreşimlerin makinenin yerleştirildiği zemine iletmesini minumuma indirgemek için yalıtım yapılır. Giyotin makasın gövdesinde ve zemindeki titreşim büyüklükleri deneysel yollarla belirlenmiştir. Titreşim takozunun tezgâh gövdesindeki ve zemine geçen titreşime etkisi, titreşim takozsuz ve titreşim takozlu duruma göre incelenmiştir. Dört kanallı ivme ölçerle yer değiştirme, hız ve ivme değerleri ölçülmüştür. Titreşim ölçümü 1000 mm boyunda ve 2 mm kalınlığındaki sac levhanın kesimi esnasında yapılmıştır. Tezgâh ağırlığına ve kapasitesine göre seçilen dört adet titreşim takozu tezgâh ayaklarına yerleştirilmiştir. Tezgâhın ve zeminin titreşim büyüklükleri eş zamanlı olarak ölçülmüştür. Titreşim takozlu ve titreşim takozsuz yapılan ölçüm sonuçları arasındaki farklar grafikler üzerinde gösterilmiştir. Sonuç olarak, giyotin makasın zemin bağlantısında titreşim takozu kullanılması hem tezgâh gövdesindeki hem de zemine geçen titreşimi azalttığı görülmüştür.

Keywords

• Giyotin makas
• Titreşim takozu
• Sönümleme
• Tezgâh zemin yalıtımı

References

1. S.S. Rao, Mechanical Vibrations, 5th Edition, vol. 1, Prentice Hall, University of Miami, 2010.
2. A. Yardımeden and A. Turan, “Farklı kesme parametreleriyle AISI 1040 çeliğin tornalanmasında oluşan titreşimlerin ve yüzey pürüzlülüğün incelenmesi,” DÜMF Mühendislik Degisi, vol. 9, no. 1, pp. 269-278, Nisan 2018.
3. T. Surmann and D. Biermann, “The effect of tool vibrations on the flank surface created by peripheral milling,” CIRP Annals-Manufacturing Technology, vol. 57, no.1, pp. 375-378, 2008. Doi: https://doi.org/10.1016/j.cirp.2008.03.059
4. A. Rashid and C. M. Nicolescu, “Design and implementation of tuned viscoelastic dampers for vibration control in milling,” International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 48, no. 9, pp. 1036-1053, July 2008. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2007.12.013
5. K. Tatar and P. Gren, “Measurement of milling tool vibrations during cutting during laser vibrometry,” International Journal of Machine Tools & Manufacture, vol. 48, no. 3-4, pp. 380-387, March 2008. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2007.09.009
6. A. Devillez and D. Dudzinski, “Tool vibration detection with eddy current sensors in machining process and computation of stability lobes using fuzzy classifiers,” Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 21, no. 1, pp. 441-456, January 2007. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2005.11.007
7. L. Zheng and S.Y. Liang, “Identitication of cutter axis tilt in end milling,” ASME Journal of Manufacturing Science and Engineering, vol. 119, no. 2, pp. 178-185, May 1997. Doi: https://doi.org/10.1115/1.2831093
8. İ. Küçükrendeci, “Endüstriyel uygulamalar için alternatif mekanik titreşim yalıtım elemanı tasarımı,” OHÜ Müh. Bilim. Derg./OHU J. Eng. Sci., vol. 7, no. 2, pp. 929-936, 2018. Doi: 10.28948/ngumuh.445395

9. CR Fuller, S.J. Elliott and P.A Nelson, Active control of vibration. Academic Press, 1996.
10. Y. Taşkın, “Taşıt titreşimlerinin analizi ve konrolü,” Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye, 2008.
11. L. Sun, “Experimental investigation of vibration damper composed of acoustic metamaterials,” Applied Acoustics, vol. 119, pp. 101 – 107, April 2017. Doi: https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2016.12.013
12. H. Yazıcı, “Çok serbestlik dereceli bir yapının titreşimlerinin bulanık mantıkla kontrolü,” Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye, 2006.
13. A. Preumont, Vibration control of active structures: an introduction, 4th Edition, Springer International Publishing, 2018.
14. V. Kahya and O. Araz, “Yüksek hızlı demiryolu köprülerinde aşırı titreşimlerin azaltılmasında paralel bağlı ayarlı kütle sönümleyiciler için basit bir tasarım yöntemi,” Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, vol. 35, no.2, pp. 607-618, 2020. Doi: 10.17341/gazimmfd.493102
15. D.D. Gürsoy, “Bir eksantrik presin pasif titreşim kontrolü yöntemleri ile titreşim izolasyonu,” Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye, 2008.
16. D.B. DeBra, “Vibration isolation of precision machine tools and instruments,” CIRP Annals, vol. 41, no. 2, pp. 711-718, 1992. Doi: https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)63257-0
17. K. Mori, D. Kono, I. Yamaji and A. Matsubara, “Vibration reduction of machine tool using viscoelastic damper support,” Procedia CIRP, vol. 46, pp. 448-451, May 2016. Doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.03.129
18. K. Mori, D. Kono, I. Yamaji and A. Matsubara, “Modeling of viscoelastic damper for reduction in low frequency residual vibration in machine tools,” Precision Engineering, vol. 50, pp. 313-319, October 2017. Doi: https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2017.06.004
19. A. Alaçam, “Titreşim Takozları,” e-tekerlek.com, https://www.e-tekerlek.com/titresim-takozlari. [Erişim: Şubat 05, 2020].
20. H. Dilipak and V. Yılmaz, “AISI 1050 çeliğinin karbür takımlarla frezelenmesinde oluşan titreşimlerin incelenmesi ve istatistiksel analizi,” Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, vol. 27, no. 2, pp. 285-294, Mart 2012.
21. E. Özcan, “CNC tezgahlarda kullanılan kesici takımlarda takım aşınmasının kesme performansına dinamik etkileri,” Doktora Tezi, Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye, 2001.
22. C.K. Toh, “Vibration analysis in high speed rough and finish milling hardened steel,” Journal of Sound and Vibration, vol. 278, no. 1-2, pp. 101-115, November 2004. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2003.11.012
23. A.H. El-Sinawi and R. Kashani, “Improving surface roughness in turning using optimal control of tool's radial position,” Journal of Materials Processing Technology, vol. 167, no.1, pp. 54-61, August 2005. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2004.09.079
24. C. Eken, “Üretim tezgahlarında zemin titreşimi ve yalıtımı üzerine bir araştırma,” Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyonkarahisar, Türkiye, 2017.
25. E. Karabulut, “Giyotin sac kesme tezgahı zemin titreşim hareketinin araştırılması,” Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyonkarahisar, Türkiye, 2019.