Sơ lược về sự phát triển phanh xe

Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Má phanh phận quan trọng ô tô nói riêng, phương tiện giao thơng nói chung, phận dễ bị mài mịn, hư hỏng Trung bình xe sau sử dụng từ 3÷5 tháng phải thay má phanh lần nên tốn chi phí Đồng thời má phanh ô tô đa số có chứa sợi amiang (từ 30%÷70%) nên q trình phanh bụi amiang bị mài mòn bay ngồi gây nhiễm mơi trường Do u cầu đặt phải tìm loại nguyên liệu thay cho amiang má phanh đồng thời không gây ô nhiễm môi trường, tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền nước nhẳm làm giảm chi phí sản xuất dẫn đến giảm giá thành sản phẩm 1.2 Giới thiệu phanh xe 1.2.1 Sơ lược phát triển phanh xe Hệ thống phanh xe có chức làm giảm tốc độ dừng hẳn xe cách chuyển động xe thành nhiệt thông qua lực ma sát khuếch tán nhiệt môi trường xung quanh Việc tạo ma sát để làm chậm trình chuyển động phương tiện phận gọi má phanh đảm nhiệm Mặc dù xét khối lượng giá thành má phanh chiếm phần nhỏ phương tiện vai trị lớn Thử nghĩ n ếu khơng có phận xe cộ để dừng lại Do tính chất quan trọng việc giảm tốc độ xe dừng hẳn môi trường làm việc khắc nghiệt nên vật liệu làm má phanh xe phải có số tính chất định như:  Khả chống rỉ sét, nhẹ, bền  Ít gây tiếng ồn  Hệ thống ma sát với má ổn định  Giảm khả mài mòn má  Tốc độ mài mịn chậm  Ít có tác động xấu đến mơi trường sống Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều Từ trước đến nay, ngưởi ta sử dụng nhiều vật liệu làm phanh Ví dụ phanh xe ngựa làm từ gổ da Hiện nay, nhiều vật liệu làm má phanh sử dụng sở vật liệu hữu cơ, polymer tơ sợi thực vật Sự đời ngành đường sắt năm 1800 đòi hỏi vật liệu sử dụng làm má phanh phải đảm bảo tốt việc giảm tốc độ dừng hẳn xe Để đáp ứng tính chất cần thiết, hầu hết vật liệu làm má phanh làm từ hỗn hợp nhiều vật liệu khác khơng có vật liệu có đầy đủ tính chất cần thiết phanh Đến nay, có 2000 loại vật liệu sử dụng làm phanh xe đa dạng sử dụng nhiều phanh xe thương mại (Weintrach, 1998) Theo Nicholsan (1995) Herbcert Frood công nhận phát minh vật liệu làm má phanh năm 1897, làm từ vật liệu cotton có tẩm bitan sử dụng cho xe bị, xe ngựa tơ thời kỳ đầu Phát minh ông dẫn đến thành lập công ty Ferodo, công ty hoạt động lĩnh v ực hệ thống phanh xe ngày Những má phanh dệt từ vật liệu dạng sợi, đến năm 1920 thay vật liệu đúc có chứa sợi amiang Những má phanh hỗn hợp vật liệu đúc có kim loại giới thiệu vào năm 1950 năm 1960 vật liệu bán kim loại phát triển, chúng có hàm lượng kim loại cao.[1] Vai trò má phanh xe giới đường Trong phương tiện xe cộ lưu thơng hệ thống phanh phận đơn giản, giá trị nhỏ so với phận khác hệ thống thiếu phương tiện tham gia lưu thơng nhờ mà ta dễ dàng giảm tốc độ xe dừng hẳn xe theo ý muốn Mặc dù hệ thống phanh xe phát tri ển mạnh xuất loại xe đạt tốc độ cao (có xe với vận tốc đạt 100km/h vịng giây) Nhưng mơi trường làm việc khắc nghiệt nên cần sai sót, khuyết điểm nhỏ dẫn đến tai nạn khơng lường được, việc khơng có khuyết điểm hệ thống phanh không đạt Chính mà tai nạn giao thơng lỗi hệ thống phanh xảy nhiều Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều Theo thống kê nước tai nạn giao thơng đường có khoảng 60% đến 70% người gây (như lái xe say rượu, mệt mỏi, buồn ngủ,…), 10% đến 15% hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật 20% đến 30% đường sá xấu Trong nguyên nhân hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật tỷ lệ tai nạn cụm ô tô gây nên thống kê sau:  Phanh chân 52,2% ÷ 74,4%  Phanh tay 4,9% ÷ 16,1%  Lái 4,9% ÷ 19,2%  Ánh sáng 2,3% ÷ 8,7%  Bánh xe 2,5% ÷ 10%  Các hư hỏng khác 2% ÷ 18,7% Từ số liệu ta thấy rằng, tai nạn hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn tai nạn kỹ thuật gây nên Cũng th ế mà hệ thống phanh ngày cải tiến tiêu chuẩn, thiết kế, chế tạo sử dụng ngày nghiêm ngặt chặt chẽ Ở nước ta trước việc kiểm tra xe định kỳ cịn mang tính chất thơ sơ, tùy tiện, dựa quan sát mắt, không dựa tiêu chuẩn chưa dùng thiết bị đo Từ ngày thực nghị định 36CP Chính phủ Bộ giao thơng vận tải tiêu chuẩn bước đầu để kiểm tra phanh dù ng phương tiện đo để xác định hiệu phanh Hiện nước có 79 trạm đăng kiểm phương tiện giới đường với phương tiện đại kể thiết bị để kiểm tra phanh Tuy nhiên thiết bị kiểm tra phanh có nước ta cịn hạn chế dạng bệ thử với tốc độ thấp, thiết bị kiểm tra phanh định kỳ đường chưa có, thiết bị để nghiên cứu phanh ô tô lại Hệ thống phanh ngày đư ợc cải tiến nhằm tăng hiệu phanh, tăng tính ổn định hướng tính dẫn hướng phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an tồn chuyển động tăng hiệu vận chuyển ô tô Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều 1.2.2 Vật liệu làm má phanh Có nhiều cơng thức vật liệu khác sử dụng để làm má phanh tơ tựu chung lại chia loại vật liệu thành nhóm vật liệu chính:  Nhóm vật liệu mài mịn  Nhóm bổ trợ ma sát  Nhóm chất tăng cường cho vật liệu  Nhóm chất gắn kết 1.2.2.1 Nhóm vật liệu mài mịn Khả mài mịn giúp đ ảm bảo độ bề mặt vật liệu Chúng tăng cường ma sát, đặc biệt bắt đầu phanh Bảng 1.1 Công dụng vài loại vật liệu dung má phanh Vật liệu Nhơm oxít Mơ tả/ thích Tham khảo Dạng hydrated thêm vào tác Nicholson (1995) nhân tạo bề mặt mài mòn Dạng anhydroch (khan) chất mài mòn Fused loại cứng mài mịn tốt Sắt oxít Fe2O3 hoạt động chất mài mòn Nichisol (1995) nhẹ Fe3O4 v ậy Thạch anh Phần tử khoáng dạng bột (SiO2) Erixksson (2000) Có thể tự nhiên tổng hợp dạng Hoonton (1969) (SiO2) Zirconi ZrSiO4 Jang (2000) Silicate Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều 1.2.2.2 Nhóm chất bổ trợ ma sát Các chất thêm vào làm tăng khả ma sát phanh xe, tác dụng với oxy để điều khiển đặc tính bề mặt tiếp xúc Chúng nêu bảng 1.2 Bảng 1.2 Đặc tính số vật liệu phụ trợ gây ma sát Vật liệu Mơ tả/ thích Tham khảo Atimony Chất bơi trơn rắn tăng cường độ ma sát, bôi Jang (2000) Trisulfide trơn > 450oC, Sb2S3 có thuộc tính độc Đồng thau Loại chứa 62% Cu – 38% Zn, cải thiện ma Nicholson (1995) Nichosol (1995) sát ướt phục hồi khả ma sát phụ gia thông thường Carbon Rẻ dùng rộng rãi, có nhiều (graphit) loại nhiều nguồn gốc Một số chúng Nicholson (1995) Spurr (1972) có chất mài mịn nhiễm, cháy khơng khí t0> 700oC, mức độ chịu ma sát phụ thuộc vào độ ẩm kết cấu Ceramic Sản phẩm đặc biệt gồm Al- Si, chất phụ l Fe Microsphores hoc Tioxớt, kớch thc 10 ữ 350àm, phủ đầy PQ corporation (1993) với mật độ thấp để làm giảm mài mòn rdor điều kiện ma sát Đồng (copper) Được dùng loại bột điều khiển Nicholson (1995) trường nhiệt “Frition dust” Được tổng hợp từ DVHĐ vài phụ gia (bụi ma sát) để giảm cháy nổ giúp cho việc phân tán nhiệt Chì Oxides PbO dùng để điều chỉnh ma sát, Nicholson (1995) lưu ý tính độc Metals- fluxing Pb, Sp, Bi, Mo tạo hợp kim, dùng để ổn định bề mặt ma sát Hooton (1969) Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều Metals oxidevarious Fe3O4 cải thiện ma sát lạnh, ZnO bôi trơn Nicholson (1995) gây bóng thắng trống, Cr2O3 tăng ma sát Metals PbS phụ gia bôi trơn rắn mềm, giúp giảm Sulfidevarious mài mòn đ ệm rotor, giảm tiếng ồn, MoS2 BBU (1993) dính chặt với bề mặt kim loại graphite có phạm vi chịu nhiệt rộng hơn; ZnS chất bôi trơn rẻ, rắn dùng cho tải nhiệt cao hỗn hợp thư ờng dùng Mullite, kyanite, Mullite, kyanite, Sillimanite dễ nát vụn, giúp Sillimanite, điều khiển ma sát, điều khiển alumina mài mịn bề mặt counter nhờ vào Hooton (1969) đặc tính khó gãy chúng Bột ma sát tạo thành cho DVHĐ phản ứng với axít, Pharaformandehit, HMTA Nó có tính chất khả tạo ma sát lớn, chịu mài mòn tốt, hệ số ma sát ổn định nhiệt độ thay đổi, chịu nhiệt chịu axít, khả kết dính tốt, khơng độc hại tới mơi trường người Chính nhờ tính chất mà dùng để thay thành phần amiăng má phanh xe, chiếm từ 20% đến 70% thành phần má phanh 1.2.2.3 Các chất nền, chất tăng cường Các chất giúp đảm bảo liên kết vật liệu ma sát vài chất có thêm chức tốt khác, chúng kim loại, hợp kim, gốm sứ vật liệu hữu cơ, nêu bảng 1.3 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều Bảng 1.3 Một số chất dùng má phanh Vật liệu Mơ tả/ thích Tham khảo Amiăng Chất thông thường vật liệu làm Spurr (1972), má phanh Rhee (1974), Nicholson (1995) BaSO4 Chất trơ bản, giúp chống mài mịn Nicholson (1995) ổn định nhiệt độ cao CaCO3 Giá thành thấp khơng hồn tồn ổn Nicholson (1995) định nhiệt độ cao Nguyên liệu từ Cải thiện độ bền va đập hệ thống gắn kết dầu vỏ hạt giảm tiếng ồn phanh điều Cotton Sợi gia cố cho khn Spurr (1972) Sợi oxít hỗn Sợi gia cố, sản xuất từ sợi khoáng xỉ hợp bản, hỗn hợp S (40 ÷ 50%), Al (5 ÷ Sloss 25%), Ca (34 ÷ 42%), Mg (3 ÷ 10%) vật liệu phi hữu khác (0 ÷ 7%) có chức điều kiện việc chậm mài mòn tăng hiệu phanh La(OH)2 dùng để tránh săn mòn phụ Nicholson (1995) Lime (La(OH)2) Rubber- gia Fe Dùng bột ổn định để tăng cường liên kết Nicholson (1995) dienne, Mitrile phát triển khả chống mài mòn Kẽm oxít ZnO có chức chống mài mịn, có Nicholson (1995) thể đánh bóng trống phanh 1.2.2.4 Nhóm chất gắn kết Chất gắn kết có vai trị trì cấu trúc má phanh ổn định biến dạng học nhiệt.Ngồi cịn có tác dụng giữ thành phần má phanh lại Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều với nhau.Việc chọn lựa chất gắn kết đóng vai trị quan trọng việc sản xuất má phanh Do má phanh phải thường xuyên hoạt động điều kiện nhiệt độ cao nên chất gắn kết trước hết phải có khả chịu nhiệt tốt Các chất gắn kết thông dụng nhựa phenolic, nhựa epoxy – modified phenolic, nhựa silicone – modified phenolic dùng nhiều sản xuất má phanh Đặc điểm cua chúng thể bảng 1.4 Bảng 1.4.Đặc điểm chất gắm kết Tên Nhựa phenolic Ưu điểm Rẻ tiền, dễ sản xuất Nhược điểm Dễ vỡ, chịu va đập kém, dễ bị phân hủy nhiệt độ thấp (450oC), độc hại Nhựa epoxy- Chịu nhiệt cao nhựa phenolic modified Vẫn dựa cấu trúc nhựa phenolic, có độc tính cao Silicone- modified Chịu nhiệt, chịu va đập tốt, có tính kị Có độc tính cao, mắc phenolic resin nước cao tiền Nhựa novolac sản xuất từ DVHĐ, H2SO4 paraformandehyde cho có khả hấp thu nhiệt tạo ma sát bảo đảm hiệu cho trình phanh Đây sản phẩm xuất lớn Ấn Độ Những ưu điểm so với nhựa phenolic chỗ chúng cho vật liệu mềm mà có hiệu tốt mài mịn phanh Nói chung Polymer s DVHĐ có ưu điểm sau:  Có độ mềm dẻo cao có mạch cacbua hydro dài nhánh thế;  Hịa tan tốt nhiều dung mơi;  Tương thích với nhiều loại Polymer khác;  Khả chế biến cải thiện;  Chịu mài mòn tốt, độ suy giảm ma sát thấp;  Chịu nhiệt cách điện tốt; Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều  Có khả chống chịu vi sinh, mối, trùng,… Ngồi nhựa tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có nước dầu vỏ hạt điều giá rẻ nên có ưu giá tránh ô nhiễm mơi trường Do xem sản phẩm thay phù hợp cho nhựa phenolic 1.2.3 Đặc điểm sợi Amiăng Amiăng hydrat magie silicat: Mg3Si2O5(OH)4 Hàm lượng amiăng dùng má phanh vào khoảng 30÷ 70%.Nicholson (1995) cho amiăng có nhiều tính chất tích cực  Amiăng có nhiệt độ ổn định, vào khoảng 5200oC tạo silicat  Amiăng giúp tái tạo bề mặt ma sát trình sử dụng  Silicat sinh từ amiăng có độ cứng mài mòn tốt amiăng  Amiăng cách nhiệt tốt  Amiăng dễ gia công  Amiăng chịu mài mịn tốt  Nó bền mềm dẻo  Giá thành hợp lý 1.2.4 Tình hình sử dụng Amiăng phanh xe Amiăng có ưu điểm tốt hệ thống phanh ngược lại gây nhiễm mơi trường Do đặc điểm phải chịu mài mịn điều kiện làm việc, từ sinh hạt bụi amiăng có kích thước nhỏ, chúng dễ dàng khuếch tán khơng khí hít vào nguy hiểm cho phổi Những nguyên cứu y khoa sợi amiăng dễ tạm trú phổi dẫn đến ảnh hưởng xấu đường hô hấp, lâu dài gây bệnh ung thư phổi Năm 1986 quan bảo vệ môi trường “Emironmetal Protection Agency” (EPA) đề xuất việc cấm sử dụng amiăng Lệnh cấm yêu cầu tất xe không dùng amiăng hệ thống phanh vào năm 1993 EPA đưa lệnh cấm vào năm 1993, thật khó tìm vật liệu có ưu điểm kỹ thuật Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều amiăng (có nhiều hệ thống phanh dùng amiăng lậu) Ford sử dụng lớp lót amiăng sau năm 1993 kiểu xe Crown Victoria, ngưng sử dụng chúng Một số dịng xe nhập có giá trị cao Land Rover cịn trang bị hệ thống phanh có dùng amiăng Sản phẩm phanh xe có dùng amiăng sử dụng thị trường “chợ đen”, người nghĩ amiăng thay vật liệu khác từ nhiều năm trước Năm 1996 phận nghiên cứu Market Scope (một đơnvị nhà xuất Bad Cox) báo cáo vật liệu lót amiăng lắp đặt 9,5% dịch vụ xe 1.2.5 Vật liệu có khả thay amiăng phanh xe Nicholson (1995) loạt vật liệu thay cho amiăng Hầu hết chúng khơng giống amiăng đáp ứng tính chất amiăng Wollastonite (calcium Silicate); Vermiculite (hydrated calcium aluaminum Silicate); mica (aluminum Silicate); sợi Eiberfrax polyacrylonotrilc (PAN), polyester, sợi thủy tinh sợi aramid Hình 1.1.Một số loại má phanh có thị trường 10 ceramic; Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều Hình 3.3 Tìm cực trị độ hút nước theo phương pháp luân phiên biến công cụ Solver Excel 3.5.4.3 Kết luận umin= 2,396 x1 = -1, x2 = -1, x3 = x1 = 1, x2 = 1, x3 = -1 Hay: độ hút nước đạt giá trị tối thiểu sản xuất điều kiện sau:  Tép = 180oC  Pép = 140atm  Tnung = 240oC Và  Tép = 200oC  Pép = 160atm  Tnung = 220oC 3.6 Xác định độ bền va đập 3.6.1 Thiết bị Máy thử chuyên dùng 3.6.2 Chuẩn bị mẫu thử  Mỗi má phanh cưa lấy mẫu khoảng sản phẩm theo kích thước 15,5 x 10,5 x 5,5 mm (dài x rộng x dày) 72 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều  Mài gia công mẫu đá mài, cho mẫu có sai lệch cho phép đạt sau: o Chiều dài (a) 15 ± 0,1 mm o Chiều rộng (b) 10 ± 0,1 mm o Chiều dầy (δ) ± 0,1 mm 3.6.3 Tiến hành thử Mẫu mài gia cơng đến kích thước kẹp vào vị trí đặt mẫu thử, cho đối trọng tác dụng lực lên mẫu diện tích mặt cắt 10 x diện tích mặt gãy mẫu Kết đo độ bền va đập thể bảng 3.11 Bảng 3.11 Kết đo độ bền va đập STT Lực đo (kN) Mẩu 46.28 Mẩu 42.97 Mẩu 42.72 41.19 44.50 41.44 47.04 40.93 41.95 37.37 39.41 39.15 43.99 39.66 39.15 43.99 50.35 39.66 46.79 39.66 39.66 45.51 38.39 46.79 49.33 48.31 46.02 10 57.47 58.24 53.91 11 39.66 47.80 41.44 12 38.39 39.92 40.17 13 51.37 55.18 51.37 14 42.97 36.61 33.56 15 42.97 40.17 42.72 73 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều 16 41.44 51.62 37.12 17 48.57 38.64 37.63 18 48.06 43.99 49.33 3.6.4 Kết thí nghiệm xử lý kết 3.6.4.1 Xử lý số liệu – xác định phương trình hồi quy Chọn dạng phương trình hồi quy: ^ y  b0  b1 x1  b2 x2  b3 x3  b12 x1x2  b13 x1x3  b23 x2 x3  b11x1'  b22 x2'  b33 x3' Trong đó: N x 'j  x 2j  x ji N  x 2j    x 2j  k (2  2 ) N Lập bảng thí nghiệm với: N  k  2k  n0 Cách xác định  kế hoạch trực giao hỗn hợp:  k  5,   2k   2k 1 (k  0,5n0 )   k 1 k 2 k  5,     (k  0,5n0 )  Giá trị  = √ x 'j  x 2j  −2 N x N ji = 1,414  x 2j  k (2  2 )  x 2j  N Kết sau xử lý thể bảng 3.12 74 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều 75 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều Tính tốn hệ số hồi quy theo công thức: N N N  ( x j )i yi  yi N  ( x j xl )i yi  ( x ' j )i yi b0  i 1 , b j  i N1 , b jl  i N1 , b jj  i N1 2 N (x j ) i  ( x j xl ) i  ( x ' j ) 2i i 1 i 1 i 1 Từ kết thí nghiệm ta tính được: b0 b1 b2 b3 b12 b13 b’1 b23 b’2 b’3 43,936 -0,935 0,777 1,519 -0,657 1,442 0,551 2,643 -2,848 -0,876 Kiểm định có nghĩa hệ số phương trình hồi quy Ta thực bốn thí nghiệm tâm: STT y ytb 41,95 43,39 41,61 47,13 43,52 y-ytb (y-ytb)2 -1,57 2,46178 -0,13 0,01618 -1,91 3,64142 3,60 12,99224 Phương sai tái sinh tính theo số nghiệm lặp tâm: Sts2 = _ n0 ( yi  y0 ) =6,37054  n0  i 1 Sts= 2,52399 Phương sai Sbi xác định theo số thí nghiệm N cơng thức: Sbi2  Sts2 k x i 1 Sb0 Sb1 Sb2 Sb3 Sb12 0,5949 0,7286 0,7286 0,7286 0,8924 Sb13 Sb23 Sb’1 Sb’2 Sb’3 0,8924 0,8924 0,8924 0,8924 0,8924 76 i Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều Tính ý nghĩa hệ số kiểm định theo tiêu chuẩn Student theo công thức: tbi  bi  i Sbi tb0 tb1 tb2 tb3 tb12 73,8535 -1,2828 1,0668 2,0846 -0,7366 tb13 tb23 tb’1 tb’2 tb’3 1,6157 0,6178 2,9621 -3,1918 -0,9821 Chọn mức ý nghĩa α ta tra đư ợc t(α,p) theo bảng phân phối Student, p=N–K–1= 18–4–1=13 =>t(α,p) = 2,1604 Sau loại bỏ hệ số ý nghĩa (có tỉ số t nhỏ giá t(α,p)), ta nhận phương trình hồi quy dạng khơng có thứ nguyên: = 43,936+ 2,64328(x12- 2/3)- 2,8482(x22-2/3) Để kiểm tra tính tương thích phương trình thu đư ợc, ta xác định phương sai dư: Sts2= 6,37054 k Sdu2 = S du2  ^ (y  y ) i 1 i i N  K 1 = 19,44232 Sdu2 19, 44232 F   3, 05191 Sts 6,37054 Với mức ý nghĩa: p= ,05, Bậc tự f1 = N – K –l = 18 – – = 13, f2 = 4-1 =3 F0.95(13, 3) = 26,9830 =>Phương trình tương thích v ới thực nghiệm 3.6.4.2 Tối ưu độ bền va đập Phát biểu toán tối ưu Bài toán tối ưu 77 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều Độ hút nước có phương trình hồi quy là: = 43,936+ 2,64328(x12- 2/3)- 2,8482(x22-2/3)  Điều kiện ràng buộc : -1 x1, x2  Tìm Max(F)  Cho điều kiện dừng: εx = εF = ε = 0,1 Để giải toán tối ưu này, ta sử dụng phương pháp luân phiên biến Phương pháp giải tương tự tối ưu độ mài mòn ma sát Thực giải Excel Ta lập bảng tính dạng sau:  Trong bảng cột A,B ta đặt biến x1,x2  Ở cột C ta đặt giá trị hàm u, cột E ta tính sai số: Δ Sau lần lặp tiến hành kiểm tra điều kiện dừng, thỏa mãn dừng lại, khơng tiêp tục lặp đến đạt yêu cầu Ta lập bảng tìm cực trị sau: Ơ Cơng thức A4 Ban đầu B4 Ban đầu C4 Hàm f(x1,x2) =43.936+2.64328*(A4^2-2/3)-2.8482*(B4^2-2/3) D6 Δ =ABS(A4-A6)+ABS(B6-B4) E4 Ban đầu -1 F4 Ban đầu G4 Hàm f(x1,x2) =43.936+2.64328*(E4^2-2/3)-2.8482*(F4^2-2/3) H6 Δ =ABS(E4-E6)+ABS(F6-F4)  Kết tính tốn trình bày hình 3.4 78 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều Hình 3.4 Tìm cực trị độ bền va đập theo phương pháp luân phiên biến công cụ Solver Excel 3.6.4.3 Kết luận umax= 46,716 x1 =1, x2 = x1 =-1, x2 = Hay: độ bền va đập đạt giá trị tối thiểu sản xuất điều kiện sau:  Tép = 200oC  Pép = 150atm Và  Tép = 180oC  Pép = 150atm 79 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều CHƯƠNG KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ ép, áp suất ép nhiệt độ nung lên độ mài mòn ma sát má phanh Căn theo phương trình hồi quy, ta thấy yếu tố nhiệt độ ép, áp suất ép nhiệt độ nung có ảnh hưởng lên độ mài mịn ma sát Độ mài mòn ma sát đ ạt giá trị tối thiểu sản xuất điều kiện sau:  Tép = 180oC  Pép = 160atm  Tnung = 240oC  %mm = 0,0711% Và  Tép = 180oC  Pép = 140atm  Tnung = 220oC  %mm = 0,0711% 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ ép, áp suất ép nhiệt độ nung lên độ cứng Căn theo phương trình h ồi quy, ta thấy, khoảng khảo sát, yếu tố khảo sát ảnh hưởng đến độ cứng má phanh Điều vùng khảo sát, độ cứng sản phẩm làm bị thay đổi Ngồi độ cứng má phanh cịn chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố khác độ xít đặc sản phẩm lượng vật liệu đặt khuôn,… 4.3 Ảnh hưởng nhiệt độ ép, áp suất ép nhiệt độ nung độ hút nước, hút dầu má phanh Độ hút nước hút dầu má phanh làm lớn, vượt TCVN nhiều.điều giải thích mẫu làm tồn tượng nứt gãy bên vật liệu tạo thành lỗ xốp giữ nước dầu Điều giải thích ngun như: 80 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều  Vật liệu trước ép trộn không  Vật liệu ép bên tồn khơng khí chưa hết ngồi dẫn đến hình thành bọt khí bên sản phẩm  Việc lấy sản phẩm sau ép, lúc cịn mềm sản phẩm bị dính vào khn gây đứt gãy bên Căn theo phương trình h ồi quy thu được, ta có độ hút nước đạt giá trị tối ưu điều kiện:  Tép = 180oC  Pép = 140atm  Tnung = 240oC  %hn = 2,4% Và  Tép = 200oC  Pép = 160atm  Tnung = 220oC  %hn = 2,4% Độ hút dầu đạt giá trị tối ưu tại:  Tép = 180oC  Pép = 160atm  Tnung = 240oC  %hd = 4,6% 4.4 Ảnh hưởng nhiệt độ ép, áp suất ép nhiệt độ nung lên độ bền va đập má phanh Căn theo phương trình hồi quy thu được, ta có độ bền va đập đạt giá trị tối ưu tại:  Tép = 200oC  Pép = 150atm  Độ bền va đập= 46,716kN Và 81 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều  Tép = 180oC  Pép = 150atm  Độ bền va đập= 46,716kN Rõ ràng theo phương trình, vùng kh ảo sát, nhiệt độ nung ảnh hưởng đến độ bền va đập 4.5 Kiến nghị Đối với độ mài mòn ma sát: Độ mài mòn ma sát số quan trọng sản phẩm má phanh Việc xây dựng mơ hình tối ưu cần phải tiếp tục nghiên cứu tìm hiểu thêm Đối với độ cứng: cần khảo sát thêm yếu tố khác ảnh hưởng đến độ cứng như: vật liệu ép, độ xít đặc sản phẩm sau ép… Mở rộng thêm khoảng khảo sát yếu tố nhiệt độ ép, áp suất ép, nhiệt độ nung Độ cứng sử dụng thang đo Shore A, thang đo cao su Hiện tiêu khơng đạt TCVN cịn độ đàn hồi cao, đo độ cứng Brinell Cần nghiên cứu khắc phục cách thay đổi tỉ lệ chất thay đổi chất độn để tăng thêm độ cứng cho sản phẩm Đối với độ hút nước, hút dầu: cần khắc phục tượng nứt gãy bên vật liệu cách:  Trộn vật liệu thật trước ép  Khn ép địi hỏi phải có lỗ để khơng khí hết bên ngồi  dùng chất chống dính khn hữu ích để lấy sản phẩm khơng bị dính gây khuyết tật bề mặt bên sản phẩm Đối với độ bền va đập tiêu đ ạt TCVN, ta cần nghiên cứu thêm ảnh hưởng điều kiện khác lên tiêu này, mơ rộng thêm khoảng khảo sát 4.6 Kết luận Quy trình sản xuất má phanh từ chất kết dính bột ma sát làm từ dầu vỏ hạt điều aramid để thay cho quy trình truyền thống làm từ Amiăng 82 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều chứng minh nghiên cứu trước hướng phát triển hoàn toàn đắn Nhưng để phát triển lên thành quy trình sản xuất hồn thiện cần địi hỏi thêm nhiều nghiên cứu để xác định yếu tố ảnh hưởng t ối ưu chất lượng sản phẩm để đưa vào sản xuất quy mô công nghiệp Trong khuôn khổ luận văn khảo sát ảnh hưởng yếu tố: nhiệt độ ép, áp suất ép nhiệt độ nung lên tiêu: độ mài mòn ma sát, đ ộ cứng, độ hút nước hút dầu Và giải toán tối ưu cho riêng tiêu: độ mài mòn độ cứng Đây bước tiến để tiến đến toán tối ưu đa mục tiêu sau dự đốn sơ tính chất, chiều hướng sản phẩm nghiên cứu thực nghiệm sau 83 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thành Trí, Châu Ngọc Thạch, Hệ thống thắng xe ô tô (cấu tạo – nguyên tắc hoạt động – bảo dưỡng – sửa chữa), Nhà Xuất Bản Trẻ, Tp Hồ Chí Minh, 2004 [2] TCVN 5774 – 1993, TCVN 6444 – 1998 (ISO: 6597 – 1980), TCVN 5658 – 1999, Má phanh, yêu cầu kỹ thuật, Hà Nội, 1999 [3] Phạm Đình Thanh, Hạt điều sản xuất chế biến, Nhà Xuất Bản Nông Nghiệp, Tp Hồ Chí Minh, 2003 [4] Nguyễn Cao Đức, Nguyễn Mạnh Phát, Trinh Hồng Tùng, Phạm Hữu Hanh, Giáo trình thí nghiệm vật liệu xây dựng, Nhà Xuất Bản Xây Dựng, Hà Nội, 2009 [5] Nguyễn Văn Dán, Công nghệ vật liệu mới, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia, Tp Hồ Chí Minh, 2009 [6] Trịnh Văn Dũng, Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột má phanh (bột ma sát) từ dầu vỏ hạt điều, Tạp Chí Phát Triển Khoa Học Công Nghệ, 6, 59 – 65, 2007 [7] Nguyễn Anh Tuấn, Phạm Văn Hùng, Ma sát học, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội, 2007 [8] Trịnh Văn Dũng, Ứng dụng tin học cơng nghệ hóa học – thực phẩm, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia, Tp Hồ Chí Minh, 2009 84 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều PHỤ LỤC Danh mục loại hóa chất dùng thí nghiệm Bột ma sát làm từ dầu vỏ hạt điều Paraformaldehyt Bột than trấu Silic oxit (SiO2) Bari Sunfat (BaSO4) Sợi Aramid 85 Khảo sát công nghệ ép má phanh từ bột ma sát chất kết dính từ dầu vỏ hạt điều Hình ảnh quy trình sản xuất hỗn hợp vật liệu ép Hỗn hợp trước gia nhiệt Hỗn hợp sau gia nhiệt 1h Hỗn hợp sau thêm vào Paraformaldehyt Chất kết dính làm từ dầu vỏ hạt điều Hỗn hợp vật liệu ép sau khuấy trộn 86 ... Copolymer cardanylacrylate.Tuy nhiên chưa thấy thông báo khả chống hà sơn màng Các tác giả Khoa Hóa, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQG Hà Nội chế tạo lớp sơn từ tổ hợp nhựa phenol – nhựa epoxy... Gạch lát hoa Má phanh ôtô Hà Nội biên soạn Tổng cục Tiêu chuẩn- Đo lường- Chất lượng đề nghị Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trường ban hành [2] Theo tiêu chuẩn TCVN 5774 – 1993, tiêu lý c má phanh... gặp khơng khí có màu nâu thẫm, chiếm khoảng 13% DVHĐ có tính ăn da, dạng phenol tự nhiên Các nhà khoa học Backer, Haack, Dawson,… chứng minh cấu trúc cardol 5-pentadecadienylresorcinol Paul Yeddanapalli