Nghiên cứu hệ thống phanh sử dụng dầu từ trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu hệ thống phanh sử dụng dầu từ trường NGUYỄN TIẾN HỒNG Hoang.nt151542@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật tơ Chuyên ngành Cơ khí động lực Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Thanh Tùng Bộ mơn: Ơ tơ xe chuyên dụng Viện: Cơ khí động lực Chữ ký GVHD HÀ NỘI, 12/2021 Lời cảm ơn Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Trần Thanh Tùng tạo hội hướng dẫn em làm đề tài: “Nghiên cứu hệ thống phanh sử dụng dầu từ trường” Cùng với hỗ trợ nhiệt tình bạn thành viên SiCoLAB CLB BKStech Và môn học ý nghĩa bổ sung thêm kiến thức thầy Bộ mơn Ơ tơ xe chun dụng Cảm ơn Bách Khoa thân thương! năm học tập làm việc để hồn thành luận văn cao học khơng q dài khơng q ngắn để em có kỷ niệm khó quên Một lần em xin cảm ơn sâu sắc tới thầy Trần Thanh Tùng – người hướng dẫn tiếp lửa cho em để em hồn thành luận văn Em xin chúc thầy ln mạnh khỏe tiếp tục đào tạo hệ trẻ tài Cảm ơn toàn thể bạn đồng hành anh quãng thời gian làm luận văn Bách Khoa Chúc bạn có kết học tập tốt phát triển tương lai Hy vọng có hội bước xã hội phía bên ngồi Tóm tắt nội dung luận văn Luận văn đưa mơ hình phanh sử dụng dầu từ trường Thiết kế phanh để kiểm nghiệm sử dụng phần mềm Siemens NX Sau có mơ hình thiết kế 3D đưa vào phần mềm mơ từ trường Altair Flux để tính tốn mơmen phanh đầu Khi có thơng số mơ-men theo mong muốn đưa thiết kế gia cơng Cùng với để đo mơ-men phanh bệ thử mômen phanh lắp đặt Cuối tiến hành thí nghiệm so sánh kết mô-men phanh đưa nhận xét đánh giá mơ hình thực tế kết mơ Về ứng dụng đề tài nhà khoa học quan tâm tiếp tục phát triển giới Ứng dụng dầu từ trường phát triển trên: hệ thống treo, van điều tiết,… HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Nguyễn Tiến Hoàng Đề tài luận văn: Nghiên cứu hệ thống phanh sử dụng dầu từ trường Chun ngành: Kỹ thuật Ơ tơ Mã số SV: 20202835M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 17/01/2022 với nội dung sau: - Bảng danh mục ký hiệu viết tắt Chương V gộp với chương IV với đề tài Chính xác hóa danh mục tham khảo Sửa lỗi soạn thảo in ấn Ngày 19 tháng 01 năm 2022 Giáo viên hướng dẫn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Tác giả luận văn MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan 1.2 Động mục đích nghiên cứu Động Mục đích 1.3 Đối tượng nghiên cứu Các thiết kế phanh từ trường Phanh từ trưởng kiểu trống kiểu trống âm Phanh từ trường kiểu đĩa Phanh từ trường kết hợp kiểu đĩa kiểu trống (Hybird) 10 Phanh từ trường có roto hình chữ T 11 Phanh từ trường nhiều cực 11 1.4 So sánh loại phanh từ trường khác 12 1.5 Đề mục luận văn 13 Kết luận CHƯƠNG 1: 14 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15 2.1 Dầu từ trường 15 Thành phần 15 Đặc tính dầu từ trường 16 Các mơ hình tốn học ứng xử chất lỏng từ trường 19 Những trạng thái hoạt động 22 2.2 Định luật điện từ 23 Định luật Ampere 23 Định luật Gauss 24 Định luật Ohm 24 Định luật Kirchhoff 25 2.3 Mạch từ với lớp dầu từ trường 25 2.4 Phần mềm Altair Flux 26 Khái niệm 26 Thuật giải phần mềm 27 2.5 Tính tốn mô-men phanh từ trường 29 Kết luận CHƯƠNG 2: 32 CHƯƠNG MÔ PHỎNG, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 33 3.1 Mơ hình mơ 33 3.2 Mô từ trường 34 Xây dụng toán 34 Kết 37 Mô-men phanh 41 Kết luận CHƯƠNG 43 CHƯƠNG THIẾT KẾ, GIA CÔNG VÀ LẮP ĐẶT PHANH TỪ TRƯỜNG SÁU CỰC VÀ HAI LỚP DẦU 44 4.1 Kiểm bền tĩnh 44 Xây dựng toán 44 Kết 45 4.2 Cấu tạo 48 Thiết kế 48 Các chi tiết trang thiết bị 49 4.3 Quy trình tháo lắp 54 Lắp cụm stato 55 Lắp cụm roto 57 Quy trình tháo 59 4.4 Định hướng nghiên cứu phát triển 59 Mục đích 59 4.5 Cấu tạo bệ thử 59 Thiết kế 59 4.6 Thiết bị thử 60 Tổng kết CHƯƠNG 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Dầu từ trường - MRF Hình 1.2 Bệ thử đánh giá độ rung ồn sung [8] Hình 1.3 Kết cấu phanh hai lớp từ trường Hình 1.4 Giảm chấn MagneRide Delphi Hình 1.5 Kết cấu phanh từ trường cổ điện: a) dạng đĩa - b) dạng trống Hình 1.6 Phanh từ trường: a) kiểu trống –b) kiểu trống âm Hình 1.7 Kết cấu phanh từ trường kiểu đĩa [4] Hình 1.8 Kết cấu phanh đĩa gia cơng [5] Hình 1.9 Phanh từ trường nhiều đĩa 10 Hình 1.10 Phanh từ trường kết hợp kiểu đĩa kiểu trống với cuộn cuộn dây 10 Hình 1.11 Phanh từ trường có roto hình chữ T 11 Hình 1.12 Phanh từ trường nhiều cực: a) lớp dầu bên b) lớp dầu bên [26] 11 Hình 1.13 Bán kính roto so với mô-men xoắn đầu thiết kế phanh từ trường khác (đường đứt nét: kết mơ đường liên tục: tính tốn gần đúng) 12 Hình 2.1 Hình ảnh tế vi bột sắt cacbonyl 15 Hình 2.2 Độ nhớt dầu từ trường theo tốc độ cắt 16 Hình 2.3 a) Ứng suất lớn theo thành phần thể tích hạt (dưới mật độ từ thơng 1T) – b) Độ nhớt theo thành phần thể tích hạt [9] 17 Hình 2.4 a) Ứng suất chảy tối đa so với từ trường - b) Đặc tính B-H, cho cơng thức chất lỏng khác (φw phần trọng lượng hạt) 17 Hình 2.5 Ứng xử mơ hình Bingham 19 Hình 2.6 Ứng xử mơ hình Herschel-Bulkey 20 Hình 2.7 Đường cong từ trễ 21 Hình 2.8 Chế độ chảy dầu từ trường 22 Hình 2.9 Chế độ cắt dầu từ trường 22 Hình 2.10 Chê độ ép dầu từ trường 23 Hình 2.11 Cường độ từ trường: a) vịng dây b) N vòng dây 23 Hình 2.12 Từ thơng mạch điện 24 Hình 2.13 a) Định luật Kirchhoff dòng điện b) Định luật Kirchhoff điện áp 25 Hình 2.14 Mạch từ với khe hở chứa dầu từ trường: a) mạch điện từ b) mạch từ tương đương 26 Hình 2.15 Ứng dụng Flux vào mô cảm biến 26 Hình 2.16 Ứng dụng Flux vào trình tối ưu nhiệt 27 Hình 2.17 Một số ứng dụng Altair Flux toán điện từ trường 27 Hình 2.18 Phương pháp tiếp cận đồ họa Newton-Raphson 28 Hình 2.19 Mơ hình phanh từ trường sáu cực hai lớp dầu từ trường 29 Hình 2.20 Ứng suất theo cường độ từ trường dầu từ trường MRF-140CG 31 Hình 3.1 Mơ hình phanh từ trường: a) Phanh kiểu trống lớp dầu; b) Phanh từ trường sáu cực lớp dầu; c) Phanh từ trường sáu cực lớp dầu 33 Hình 3.2 Chia lưới mơ hình: a) Phanh kiểu trống lớp dầu; b) Phanh từ trường sáu cực lớp dầu; c) Phanh từ trường sáu cực lớp dầu 35 Hình 3.3 Đường cong cường độ từ trường H – cảm ứng từ B thép AISI 1018 35 Hình 3.4 Vị trí quấn dây ba kiểu phanh từ trường 36 Hình 3.5 Đặt điều kiện giải toán từ trường tĩnh 37 Hình 3.6 Cường độ từ trường H ba kiểu phanh: a) kiểu trống; b) kiểu sáu cực lớp dầu; c) kiểu sáu cực hai lớp dầu 38 Hình 3.7 Đường từ thông phanh từ trường đa cực hai lớp dầu 39 Hình 3.8 Phóng to đường từ thơng bên phanh từ trường 39 Hình 3.9 Cường độ từ trường lớp dầu ba kiểu phanh từ trường khác 40 Hình 3.10 Cảm ứng từ B mơ hình phanh từ trường: a) kiểu trống; b) kiểu sáu cực lớp dầu; c) kiểu sáu cực hai lớp dầu 41 Hình 3.11 Mơ-men phanh ba kiểu phanh từ trường 42 Hình 4.1 Phần mềm Simsolid 44 Hình 4.2 Điều kiện biên chi tiết: Stato, roto roto 44 Hình 4.3 Ứng suất chuyển vị Stato, roto roto 46 Hình 4.4 Vị trí có ứng suất chuyển vị nhỏ lớn chi tiết: roto trong, roto stato 47 Hình 4.5 Bản thiết kế 3D chi tiết phanh cực lớp dầu từ trường 48 Hình 4.6 Kích thước 50 Hình 4.7 Kích thước 61905-2Z 51 Hình 4.8 Kích thước ổ bi 6009-2Z 51 Hình 4.9 Kích thước 52 Hình 4.10 Kích thước 53 Hình 4.11 Khóa C 53 Hình 4.12 Các chi tiết gia cơng phanh 54 Hình 4.13 Khe hở quấn dây thiết kế 55 Hình 4.14 Stato bao stato 56 Hình 4.15 Sáu cuộn dây đồng quấn vào stato 57 Hình 4.16 Phanh sử dụng dầu từ trường 58 Hình 4.17 Vị trí bơm dầu tháo dầu 58 Hình 4.18 Phanh từ trường sáu cực hai lớp dầu sau hồn thành lắp đặt 58 Hình 4.19 Bản thiết kế 3D bệ thử 60 Hình 4.20 Bệ thử phanh từ trường 60 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh vài thông số kiểu phanh từ trường 13 Bảng 2.1 So sánh đặc tính dầu từ trường chất lỏng điện 17 Bảng 2.2 Đặc tính số loại dầu từ trường thị trường 21 Bảng 3.1 Số phần tử chia lưới 34 Bảng 3.2 Cường độ từ trường H vị trí tập trung ba kiểu phanh 37 Bảng 3.3 Tính tốn mơ-men phanh ba kiểu phanh từ trường 42 Bảng 4.1 Thông số vật lý thép từ tính AISI 1018 45 Bảng 4.2 Ứng suất chuyển vị lớn stato 45 Bảng 4.3 Ứng suất chuyển vị nhỏ stato 46 Bảng 4.4 Ứng suất chuyền vị lớn roto 47 Bảng 4.5 Ứng suất chuyền vị nhỏ roto 47 Bảng 4.6 Ứng suất chuyền vị lớn roto 48 Bảng 4.7 Ứng suất chuyển vị nhỏ roto 48 Bảng 4.8 Các trang thiết bị cấu thành phanh sử dụng dầu từ trường 49 Bảng 4.9 Số đo ô bi 61905-2Z 50 Bảng 4.10 Bảng thông số 61905-2Z 51 Bảng 4.11 Kích thước ổ bi 6009-2Z 52 Bảng 4.12 Ứng dụng điều kiện hoạt động 25X42X6 HMSA10 RG 52 Bảng 4.13 Ứng dụng điều kiện hoạt động 65X90X10 HMSA10 RG 53 Bảng 4.14 Dòng điện lớn với tiết diện dây khác 56 Cụm cố định có chứa chi tiết lắp ghép cố định phần giá đỡ phanh Cụm gồm có: phần chắn trước, Stato, phần chắn sau, ổ bi, phớt chắn dầu, khóa C bu lông lắp ghép Phớt chắn dầu trước sau có tác dụng ngăn dầu từ trường lột khe hở rô to stato Để giữ cho khoảng cách rô to stato đảm bảo 0.5 mm ổ bi trước sau lắp đặt Trong cụm cố định có phần stato chứa cuộn dây, cực 80 vịng dây với tiết diện dây dẫn 0.5mm Hai cuộn dây cạnh cấp dịng điện ngược chiều Dòng điện cấp vào cuộn dây 3A, vậy, công suất tối đa cực 240 A-vịng Xen kỹ cuộn dây đồng nhơm chữ T với mục đích ngăn từ trường không mong muốn ảnh hưởng lẫn làm giảm hiệu phanh Tấm chắn trước sau stato nhằm giữ dầu từ trường không cho lột vào bên cuộn dây Cuối nhôm đỡ toàn phanh từ trường gắn với phần cố định cịn bu lơng M6 Phần cụm quay liên kết với đai ốc M20 Các chi tiết trang thiết bị Bảng 4.8 đưa thống kế thiết thị cấu thành lên phanh sử dụng dầu trường Hầu hết sản phẩm theo tiêu chuẩn đặt mua trang Misumi Bảng 4.8 Các trang thiết bị cấu thành phanh sử dụng dầu từ trường Tên thiết bị STT Mã thiết bị Ổ bi – Trục roto D25 61905-2Z Ổ bi – Tấm chắn trước D65 61913-2Z Ổ bi – Trục roto D45 6009-2Z Phớt chắn dầu – Trục roto D25 25X42X6 HMSA10 RG Phớt chắn dầu – Tấm chắn trước D65 65X90X10 HMSA10 RG Khóa C STWN25 Khóa C STW-65 Khóa C RTW-90 Khóa C RTW-75 10 Gioăng D30-36 NPBR30 11 Bu lông M20 cho MRB - 12 Đệm vênh cho MRB - 13 Bu lông M3 cho MRB SCB3-20 14 Trục roto Gia cơng 49 15 Roto ngồi Gia cơng 16 Stato Gia công 17 Tấm chắn trước Gia công 18 Tấm chắn sau Gia công 19 Thanh nhôm chữ T Gia cơng - Khơng có thơng tin 4.2.2.1 Ổ bi Ổ bi lựa chọn theo đường kính tiêu chuẩn Φ25, Φ45 Φ65 hãng SKF Những vị cần lắp phía trước trục roto bắt với chắn trước (Φ25) phía sau bắt với chắn sau (Φ45) Ngồi ra, vị trí chắn trước roto cần ổ bi để dẫn động chuyển động quay (Φ65) Hình 4.6 Kích thước Bảng 4.9 Số đo ô bi 61905-2Z Kích thước Giá trị (mm) Đường kính (d) 65 Đường kính ngồi (D) 90 Bề dày (B) 13 Đường kính vịng bi (d1) 73 Đường kính vịng bi ngồi (D2) 84.78 Góc bo r1,2 Đặc tính bản:     Định mức tải động (C): 15,1 kN Định mức tải trọng tĩnh (C0): 16 kN Giới hạn tải trọng mỏi (Pu) 0,68 kN Tốc độ tham chiếu: 15000 vòng/phút 50 Hình 4.7 Kích thước 61905-2Z  Tốc độ giới hạn: 7500 vịng/phút  Hệ số tính tốn (kr): 0,025  Hệ số tính tốn (f0): 16,6 Bảng 4.10 Bảng thơng số 61905-2Z Kích thước Giá trị (mm) Đường kính (d) 25 Đường kính ngồi (D) 42 Bề dày (B) Đường kính vịng bi (d1) 30.9 Đường kính vịng bi ngồi (D2) 39.45 Góc bo r1,2 0.3 Đường kính giữ bi ngồi Da 40.5 Đường kính giữ bi da 27 - 30.5 Hình 4.8 Kích thước ổ bi 6009-2Z 51 Bảng 4.11 Kích thước ổ bi 6009-2Z Kích thước Giá trị (mm) Đường kính (d) 45 Đường kính ngồi (D) 75 Bề dày (B) 16 Đường kính vịng bi (d1) 54.75 Đường kính vịng bi ngồi (D2) 67.8 Góc bo r1,2 Đường kính giữ bi ngồi Da 40.5 Đường kính giữ bi da 27 - 30.5 4.2.2.2 Phớt chắn dầu Để giữ cho dầu từ trường tránh bị rò rỉ hoạt động Trong cấu tạo phanh có phớt chắn đầu nối trước phanh: 25X42X6 HMSA10 RG 65X90X10 HMSA10 RG  Phớt chắn dầu 25X42X6 HMSA10 RG d1 25 mm Đường kính D 42 mm Đường kính ngồi b mm Bề dày Hình 4.9 Kích thước Bảng 4.12 Ứng dụng điều kiện hoạt động 25X42X6 HMSA10 RG Nhiệt độ hoạt động -40°C đến 100°C Nhiệt độ chịu thời gian ngắn 120°C Số vòng quay trục bên 3840 v/p Bề mặt tiếp xúc với trục 5.03 m/s Áp suất bề mặt 0.03 N/mm² 52  Phớt chắn dầu 65X90X10 HMSA10 RG d1 65 mm Đường kính D 90 mm Đường kính ngồi b 10 mm Bề dày Hình 4.10 Kích thước Bảng 4.13 Ứng dụng điều kiện hoạt động 65X90X10 HMSA10 RG Nhiệt độ hoạt động -40 °C – 100 °C Nhiệt độ chịu thời gian ngắn 120 °C Số vòng quay trục bên 2640 v/p Bề mặt tiếp xúc với trục 8.9 m/s Áp suất bề mặt 0.03 N/mm² 4.2.2.3 Khóa C Để giữ cho phớt chắn dầu ổ bi tránh di chuyển dọc trục khóa C sử dụng Có khóa C sử dụng với để ngăn ổ bi dung để ngăn phớt chắn dầu Mã STWN25 RTW-90 dùng để chăn phớt, mã STW-65 RTW-75 dùng để ngăn ổ bi Hình 4.11 Khóa C 4.2.2.4 Các chi tiết gia cơng Với cấu tạo phanh sử dụng lớp dầu gia cơng chi tiết sau: Roto trong, roto ngồi, stato, chia, chắn trước, chắn sau nhơm hình chữ T Hình 4.12 thể chi tiết gia công Vật liệu gia công thép 53 Hình 4.12 Các chi tiết gia cơng phanh từ tính AISI 1018 Các miếng đệm chữ T làm nhôm vật liệu phi từ tính để hạn chế từ thơng di chuyển trực tiếp từ cực sang cực lân cận Với thiết kế 3D NX đưa vẽ gia công đưa gia công Trong thiết kế để đảm bảo tính lắp ráp vị trí cần lưu ý gia cơng: Bán kính stato chắn trước sau, bán kính trục rơ to trong, vị trí lắp đặt rơ to rơ to ngồi phanh Những kích thước cần độ xác cao để đảm bảo lắp với không bị kẹt hoạt động trơn chu, đặc biệt khe hở dầu từ trường khoảng 0.5mm 4.3 Quy trình tháo lắp Về quy trình lắp đặt chung chia làm cụm chính: cụm stato cum roto Sau lắp với nhau, lưu ý lắp ghép với cần phải vệ sinh trước chi tiết, với cụm riêng có quy trình sau: * Đối với cụm stato: i ii iii iv v Quấn dây đồng vào cực stato Lắp bao ngăn dầu từ vào stato lắp nhôm vào Lắp ô bi 61913-2Z vào chắn sau khóa C Lắp chắn sau vào stato vít M3 Lắp chắn trước vào stato 11 vít M3 (1 lỗ để dây điện chạy qua) * Đối với cụm rô-to: i ii iii iv v vi Lắp với rotongồi (ngăn dầu rị rì lớp dầu ngồi dùng gioăng phía sau) bu long M20 Bơm dầu từ trường vào khe hở khe hở Lắp ổ bi 61905-2Z vào trục rototrong lắp khóa C mã STWN25 vào Lắp phớt chắn dầu 25X42X6 HMSA10 RG khóa C mã STWN2 sau ô bi Để ngăn rò rỉ dầu bên Lắp ổ bi 61913-2Z vào chắn trước khóa C mã STW-65 vào Lắp phớt chắn dầu 65X90X10 HMSA10 RG khóa C mã RTW-90 sau ổ bi Để ngăn rò rỉ dầu bên 54 Lắp cụm stato Lắp từ ngồi quấn dây Xác định diện tích quấn dây dịng điện lớn cấp vào 4.3.1.1 Dịng điện cấp cho phanh Tính dịng tải theo công thức:  A = SxJ PT 4-1 đó, J mật độ cho phép dịng tải chịu mm2 diện tích dây Mật độ cho phép dòng tải (J) Ampe chịu tải mm2 dây đồng cho phép khoảng từ 3A đến 6A/mm2 Tiêu chuẩn máy tốt chọn mật độ thấp, tiết diện dây phải lớn Ở mức độ thơng thường ta chọn J=5A/mm2 Để thiết bị có tiêu chuẩn cao chất lượng nên chọn J=3/mm2 S  diện tích tiết diện dây đồng loại trịn nên tính diện tích hình trịn Ta có cơng thức tính diện tích hình trịn tương đương với tiết diện dây trịn sau: Theo bán kính (R): S = R2  x 3,14 PT 4-2 Hoặc Theo đường kính (D):  S= D2  x 3,14 PT 4-3 Hình 4.13 Khe hở quấn dây thiết kế Từ cơng thức tính sẵn số loại dây có tiết diện khác để bạn tham k hảo áp dụng trình làm việc Hình 4.13 khe hở phần stato chắn trước Đây khoảng không gian thể quấn dây thiết, thực tế quấn dây gặp khó khăn nhiều cịn có lớp giấy cách điện nên không gian thu hẹp lại       Diện tích quân dây đồng có: Chiều rộng: 9.75 mm Chiều dài: 10 mm Diện tích: S= 9.75x10 = 97.5 mm2 Giấy cách điện bên dày: mm Diện tích quấn dây là: 7.75x8 = 62 (mm2) 55 Bảng 4.14 Dòng điện lớn với tiết diện dây khác J=3A/mm2 J=4A/mm2 J=5A/mm2 Dây Rộng Dài Tổng số (mm) (hàng) (hàng) vòng 0.5 15 16 240 2.3 3.1 0.6 12 13 156 3.4 4.5 5.6 0.7 11 11 121 4.6 6.2 7.6 0.8 10 90 10 0.9 8 64 7.6 10.1 12.7 56 9.4 12.6 15.7 Đối với thiết bị phanh sử dụng dầu từ trường mong muốn cấp dịng lớn 5A nên chọn dây đồng với đường kính dây 0.6mm loại dây đồng thông dụng hay dùng quấn mơ tơ điện, máy phát điện Trong tính tốn lý thuyết 156 vịng cực, thực tế giấy cách điện dày hơn, kỹ quấn dây khơng có khe hở lớp dây đồng nên cực quấn 80 vòng Hình 4.14 Stato bao ngồi stato Lưu ý quấn dây:  Xác định vị ví cần quấn dây Lên khung quấn dây giá đỡ nhựa để cố định vị trí quấn dây  Quấn tay lớp dây xếp lên sau lớp dùng keo cố định dây lại  Khơng để dây bị xước đứt mạch bị hở (dùng đồng hồ đo để kiểm tra mạch)  Khi quấn nên kiểm tra liên tục có lắp chắn trước chắn sau lại không  Bọc giấy cách điện tránh để xước (đứt) quấn xong 56  Khi xong cực cần để đoạn dây đồng khoảng 20-30 cm để đấu nối cấp điện cho cuộn dây Sau quấn dây xong lắp chia cho nhơm chữ T vào khe hở cuộn dây Đấu dây điện cuộn cạnh cho đầu vào cuộn dây đấu với đấu cuộn khác cạnh Mục đích cấp điện vào hai cuộn dây cạnh có dịng điện ngược chiều theo cặp Nhằm tăng cường độ từ trường tạo khe hở roto stato Hình 5.11 dây đưa hình ảnh cuộn dây quấn bọc cách điện giấy điện Để làm kín kít phần stato chắn trước, chắn sau có gioăng làm kín Bên cạnh vịng bi có tác dụng giữ cho roto va stato quay riêng biệt (tránh ma sát giữ khoảng cách để dầu từ trường nằm xác Lắp chắn trước chắn sau để hồn thành cụm stato phanh (cụm cố định) vít M3 Lắp bi 61913-2Z vào chắn sau khóa C tiếp sau Hình 4.15 Sáu cuộn dây đồng quấn vào stato Lắp cụm roto Lắp roto roto ngồi đai ốc M20 có đệm vệnh để tránh bị tháo lỏng trình hoạt động phanh Kiểm tra xem quay có bị vướng hay ma sát khơng Làm kín kít gioăng phía sau Bơm dầu từ trường vào khe hở khe hở Lắp ổ bi 61905-2Z vào trục roto lắp khóa C mã STWN25 vào Lắp phớt chắn dầu 25X42X6 HMSA10 RG khóa C mã STWN2 sau ô bi Để ngăn rò rỉ dầu bên Lắp ổ bi 61913-2Z vào chắn trước khóa C mã STW-65 vào Lắp phớt chắn dầu 65X90X10 HMSA10 RG khóa C mã RTW-90 sau ổ bi Để ngăn rò rỉ dầu bên ngồi Hình 5.12 phanh sau bơm dầu từ trường vào khe hở Sau vệ sinh lắp phớt lại cụm phanh hoàn chỉnh 57 Hình 4.16 Phanh sử dụng dầu từ trường Ở phía sau có vị trí dung tháo dầu bơm dầu bắt bu lơng M3, dầu có độ đặc nên tháo dầu cần có tác động vào lỗ dầu thoát vị trí lỗ cịn lại Làm kín kít gioăng cao su Hình 4.17 Vị trí bơm dầu tháo dầu Hình 4.18 Phanh từ trường sáu cực hai lớp dầu sau hồn thành lắp đặt 58 Quy trình tháo Khi tháo bước ngược lại lắp cụm lại với Nhưng cần lưu ý:      Khi tháo dầu không để bị bắn, cần khay đựng Tháo dây điện tránh để bị đứt Khóa C cứng nên kẹp cẩn thận khơng bị văng vào người Tháo ổ bi lắp ghép ổ bi lắp ghép trung gian nên chặt Tránh va đập, rơi làm biến dạng chi tiết ảnh hưởng đến khe hở vị trí lắp ghép  Tháo xong vệ sinh lại chi tiết gia công dầu 4.4 Định hướng nghiên cứu phát triển Sau có cấu phanh từ trường sáu cực từ hai lớp dầu nhóm nghiên cứu tiến hành thử nghiệm đo đạc thơng số qua bệ thử phanh Q trình thí nghiệm q trình nghiên cứu hồn thiện nốt nên chưa đưa vào luận văn Mục đích Khi muốn đo đạc hiệu suất hay tính tốn thiết bị cần có thiết bị bệ thử kiểm tra xem thiết bị có hoạt động hiệu hay độ sai lệch thiết kế thực nghiệm Ví dụ, để đo lực phanh mô-men phanh xe ô tơ cần có bệ thử phanh trạm đăng kiểm Tương tự, để đo đạc tính tốn mơ-men phanh phanh sử dụng dầu từ trường cần bệ thử Mục đích bệ thử để đo mô-men phanh phanh sử dụng dầu từ trường 4.5 Cấu tạo bệ thử Thiết kế Ý tưởng thiết kế bệ thử xây dựng khung nhơm định hình vừa chắn mà lại khơng q nặng đảm bảo độ cứng vững Hình 64 thiết kế 3D bệ thử, gồm có nhôm jig để đỡ thiết bị Các nhôm định hình gồm có 23 (4 dài 120cm, dài 54cm, dài 40cm, dài 32cm, dài 26cm dài 25cm) dài 120cm làm bề mặt phẳng lắp đặt jig cụm chi tiết khác lên jig để đỡ phía sau động Các cịn lại làm lắp khung hình hộp chữ nhật 59 Hình 4.19 Bản thiết kế 3D bệ thử 4.6 Thiết bị thử Ở khung để đỡ thiết bị để thử đo mô-men phanh sử dụng dầu từ trường sinh Động nguồn tạo chuyển động quay, qua hộp số tới thiết bị phanh Khớp nối mềm lắp nhằm giảm độ lệch trục với tránh gây cưỡng chuyển động quay Mạch điện để điều chỉnh tốc độ động cơ, cấp dòng điện cho thiết bị phanh sử dụng dầu từ trường nhận tín hiệu từ biến trở để tính tốn Màn hình hiển thị máy tính với chế độ hiển thị khác Hình 4.20 Bệ thử phanh từ trường Tổng kết CHƯƠNG Từ tính tốn mơ Chương đưa lựa chọn kết cấu phanh từ trường sáu cực hai lớp dầu Đưa chi tiết cụ thể cụm phanh từ trường đa cực hai lớp dầu Cùng với quy trình tháo lắp hai cụm là: stato roto:  Kết cấu chi tiết thiết kế  Gia công mua sắm chi tiết: roto, stato, ổ bi, khóa C, phớt chắn dầu  Quy trình tháo lắp vài lưu ý 60 KẾT LUẬN Lĩnh vực nghiên cứu dầu từ trường cấu chấp hành cịn mẻ Việt Nam phát giới vào năm 40 kỷ XX Có số ứng dụng như: giảm chấn, ngàm, phanh, ly hợp,… Dựa vào những nghiên cứu trước đề tài luận văn nghiên cứu tập trung vào phanh từ trường Từ kết cấu phanh khác nghiên cứu mơ phỏng, phân tích đánh giá để đưa thiết kế phanh Cùng với em đưa sở lý thuyết điện từ trường kết hợp tính tốn mơ-men phanh để đánh giá cách tương đối xác Tập trung phân tích vào ba kiểu phanh chính: kiểu trống, kiểu sáu cực lớp dầu kiểu sáu cực hai lớp dầu Sau tính tốn định lựa chọn mơ hình phanh từ trường sáu cực hai lớp dầu để thiết kế gia công Trong luận văn đưa mơ hình lắp đặt phanh từ trường Để góp phần hồn thiện q trình nghiên cứu việc tiến hành gia cơng, lắp đặt bệ thử mơ-men phanh q trình Việc lắp đặt bệ thử nhằm mục đích đánh giá kết mô thực nghiệm để từ có sở đánh giá hiệu phanh Trong quãng thời gian nghiên cứu đạt vài kết mơ phỏng, tính tốn để lựa chọn mơ hình phanh từ trường Bên cạnh cịn vài hạn chế khơng tránh khỏi nên mong thầy góp ý để em bổ sung thêm 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] J.L Sproston, L.C Yanyo, J.D Carlson, and A.K El Wahed, “Controllable fluids in 2002 - status of ER and MR fluid technology” In Proceedings of Actuator 02, pp 333–338, 2002 T Black, J.D Carlson Synthetic, Mineral Oils and Bio-Based Lubricants, chapter 35: Magnetizable Fluids, pp 565–583 Rabinow, “J The magnetic fluid clutch” AIEE Transactions, pp 13081315, 68, 1948 Rabinow, “J Magnetic fluid torque and force transmitting device” USA Patent Classification, 2575360, 1951 V A Neelakantan, G N Washington, “Modeling and Reduction of Centrifuging in Magnetorheological (MR) Transmission Clutches for Automotive Applications” Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 16(9), 703–711, 2005 R Rizzo, A Musolino, F Bucchi, P Forte, F Frendo, “A multi-gap magnetorheological clutch with permanent magnet,” Smart Materials and Structures, 24(7), 075012, 2015 S J Mcmanus, K A Clair, P É Boileau, J Boutin, S Rakhja, “Evaluation of vibration and shock attenuation performance of a suspension seat with a semi-active magnetorheological fluid damper” Journal of Sound and Vibration, 253(1), pp 313–327, 2002 M Ahmadian, J C Poynor, “An Evaluation of Magneto Rheological Dampers for Controlling Gun Recoil Dynamics,” Shock and Vibration, 8(34), pp 147–155, 2001 T Kikuchi “Gap-size effect of the compact MR fluid,” Electro-Rheological Fluids and Magneto-Rheological Suspensions pp 221-227, 2011 A Poznic, D Miloradovic, A Juhas, “A new magnetorheological brake`s combined materials design approach” Journal of Mechanical Science and Technology, 31(3), pp 1119–1125, 2017 S Acharya, H Kumar, “Investigation of magnetorheological brake with rotor of combined magnetic and non-magnetic materials,” SN Applied Sciences, 1(9), 2019 A Farjoud, N Vahdati, Yap Fook Fah “Mathematical Model of Drum-type MR Brakes using Herschel-Bulkley Shear Model,” Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 19(5), pp 565–572, 2017 N Q Hung, S B Choi, “Optimal design of a novel hybrid MR brake for motorcycles considering axial and radial magnetic flux,” Smart Materials and Structures, 21(5), 055003, 2012 Y Shiao, Ng Q Anh, “Development of a multi-pole magnetorheological brake,” Smart Materials and Structures, 22(6), 065008, 2013 C Rossa, A Jaegy, J Lozada, A Micaelli, “Design Considerations for Magnetorheological Brakes,” IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 19(5), 1669–1680, 2014 Y Shiao, N A Ngoc, “Study of Yield Stress Effect on a New Magnetorheological Brake,” Proc ICASI2015, p 6, 2015 62 [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] B Ackermann, R Elferich “Application of magnetorheological fluids in programmable haptic knobs,” In Proceedings of Actuator 2000, Bremen, Gremany, 2000 J.D Carlson, “Smart Materials,” chapter 17: Magnetorheological Fluids, pp 17.1–17.8 CRC Press, 2009 T Black and J.D Carlson, “Synthetic, Mineral Oils and Bio-Based Lubricants,” chapter 35: Magnetizable Fluids, pages 565–583 Taylor and Francis, 2006 J.W Bender, J.D Carlson, “Properties and applications of commercial magnetorheological fluids” In Proceedings of SPIE 5th International Symposium on Smart Structures and Materials, San Diego, California, 1998 J Rabinow, “Magnetic fluid torque and force transmitting device,” US patent 2,575,360, 1951 J D Park, H Kim, S G Lee, M J Choi, H C Cho, J K Ryu, “Design of a MR-fluid brake with multi-layered disks for a compact actuating device,” 2016 16th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS), 2016 N Q Hung, V T Lang, S B Choi, “Optimal design and selection of magnetorheological brake types based on braking torque and mass,” Smart Material and Structures, 24 067001, 2015 T.M York, C.D Gilmore, T.G Libertiny, “Magnetorheological fluid coupling device and torque load simulator system” US patent 5,598,908, 1997 Y Shiao, N Q Anh, “Structural Analysis and Validation of the Multi-pole Magnetorheological Brake for Motorcycles,” Procedia Engineering, 76, pp 24–34, 2014 Y Shiao, N Q Anh “Development of a multi-pole magnetorheological brake,” Smart Materials and Structures, 22(6), 065008, 2013 Lord Technical Data 2019 MRF-140CG Magneto Rheological Fluid Website: www.lord.com N.Q Hung, V T Lang, S B Choi, “Optimal design and selection of magneto-rheological brake types based braking torque and mass” Smart Material and Structures, 24, 067001, 2015 J.D Carlson What makes a good MR fluid Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 13:431–435, 2003 J.D Carlson Smart Materials, chapter 17: Magnetorheological Fluids, pp 17.1–17.8 CRC Press, 2009 J.D Carlson, M.R Jolly, “MR fluid, foam and elastomer devices” Mechatronics, 10, pp 555–569, 2000 F.D Goncalves, J H Koo, M Ahmadian, “A review of the state of the art in magnetorheological fluid technologies - part i: MR fluid and MR fluid models,” The Shock and Vibration digest, 38, pp 203–219, 2006 63 ... Jacobi hệ thống Mô-men phanh lớp dầu từ trường