Báo Cáo Tư Duy Hệ Thông Trong Vật Lý Kỹ Thuật 1 Hệ Thống Thang Máy.pdf

BỘ MÔN VẬT LÝ -

BÁO CÁO

TƯ DUY HỆ THÔNG TRONG VẬT LÝ KỸ THUẬT 1

Hà Nội – 2024

Sinh viên thực hiện:Trịnh Bổng

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU 5

Chương I Hệ thống thang máy 6

1 Giới thiệu chung 6

2 Cấu tạo và chức năng 6

3 Nguyên lý hoạt động 8

4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống thang máy 10

Chương II Hệ thống chống bó cứng phanh – ABS 11

1 Giới thiệu chung 11

Chương III Máy bay trực thăng 16

1 Giới thiệu chung 16

2 Cấu tạo 16

2.1 Thân máy bay 16

2.2 Cánh quạt chính 17

2.3 Cánh quạt đuôi 17

Danh mục hình ảnh

HMnh 1 Cấu tạo thang máy 7

HMnh 2 Các bộ phận hoạt động của thang máy 8

HMnh 3 Các loại ròng rọc 9

HMnh 4 Một số hMnh ảnh bảo tri thang máy 10

HMnh 5 Cấu tạo hệ thống chống bó cứng phanh 11

HMnh 6 Cảm biến tốc độ 12

HMnh 7 Van thủy lực 13

HMnh 8 Hệ thống điều khiển 13

HMnh 9 Khi có ABS và không có ABS 14

HMnh 10 Cấu tạo động cơ máy bay 17

HMnh 11 Các lực giúp máy bay cất cánh 19

LỜI NÓI ĐẦU

Với mỗi một sinh viên nói chung và sinh viên chuyên ngành kỹ thuậtnói riêng việc tích lũy kiến thức qua các giáo trMnh, các bài giảng trên lớp làrất quan trọng và cần thiết, tuy nhiên sẽ thật là thiếu sót nếu chúng ta khôngtMm hiểu về ứng dụng của những kiến thức đó trong cuộc sống và sản suất.

Với bài báo cáo tư duy hệ thống trong vật lý kỹ thuật 1, đã giúp em hiểuđược về các kiến thức vật lý được áp dụng vào đời sống con người và cáchhoạt động của chúng.

Trong quá trMnh viết báo cáo do trMnh độ và thời gian có hạn nên khôngthể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của cácthầy cô để hoàn thiện phần kiến thức mà em đã được học.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 19 tháng 01 năm 2024 Sinh viên thực hiện

Trịnh Bổng

Chương I Hệ thống thang máy

1 Giới thiệu chung

Trong đời sống, thang máy đã không còn quá xa lạ đối với mọi người,từ các toàn nhà cao ốc , các công trMnh, hay nhà riêng đều cũng có thểbắt gặp.

Thang máy là một thiết bị vận tải chạy theo chiều đứng để vận chuyểnngười, hàng hoá giữa các tầng của một con tàu, công trMnh xây dựnghoặc cấu trúc khác Có nhiều loại thang máy như: thang máy nânghàng, thang máy gia đMnh, thang máy tải khách, thang máy tải giườngbệnh, thang máy tải hàng, thang tải thực phẩm

2 Cấu tạo và chức năng

• Cấu tạo thanh máy gồm các bộ phận:

1 Bộ giảm chấn: Đây là một trong những bộ phận cực kỳ quan trọng trong hệthống thang máy, giúp dừng thang máy hoặc đối trọng khi thang máy vậnhành vượt quá mốc.

2 Cabin: Chính là không gian bên trong dùng để vận chuyển hàng khách hoặchàng hóa

3 Khung cabin: Khung đỡ cabin.

4 Xích bù trừ: Xích bù trừ khối lượng cáp tải

5 Tử điện: Tủ điều khiền dùng để hoạtđộng của thang máy.

6 Đối trọng: Cân băng khối lượng cabin7 Bao che đối trọng: Đảm bảo an toàn

cho người sửa chữa không bị tiếp xúcvới đối trọng khi kiểm tra hoặc sửachữa hố thang máy

8 Bộ chống quá tốc: thiết bị phát hiệnquá tốc.

9 Cáp của bộ chống quá tốc: Cáp đượcnối với hệ thống chống quá tốc để kíchhoạt thắng cơ.

10 Puli căng cáp của bộ chống quá tốc:Tạo độ căng cáp cho cáp của bộ chốngquá tốc.

11 Ray dẫn hướng: Ray dẫn hướng chocabin di chuyển theo chiều thẳngđứng.

12 Shoe dẫn hướng: Thiết bị dẫn hướngcabin chạy dọc theo ray dẫn hướng.13 Hộp vận hành HIP: Được sử dụng để

vận hành khi thang máy bảo trM bảodưỡng, lắp ráp phần trên cùng.

14 Cáp tải: Truyền lực dẫn động máy kéo đến cabin lẫn đối trọng.15 Bộ truyền của tầng: Thiết bị mở và đóng cửa tầng.

16 Bộ báo tải: Thiết bị xác định tải trọng cabin.

H nh 1 Cấu tạo thang máy

17 Thắng cơ: Dừng cabin trong trường hợp quá tốc độ.18 Máy kéo: Di chuyển cabin bằng cáp tải.

19 Cáp hành trMnh: Cáp cung cấp tính hiệu cũng như nguồn điện cho ca bin

3 Nguyên lý hoạt động

— Đối với dòng thang máy mới nhất hiện nayáp dụng nguyên lý dùng bánh xe ròng rọc đểthay thế cho trục quay trước đây Thiết kếcủa loại thang máy này có động cơ được nốitrực tiếp với các bánh xe để dây cáp quấnquanh bánh xe ròng rọc, đầu cáp sẽ được nốivào cabin của thang máy, đầu còn lại sẽ nốivào với đối trọng để rạo sự cân bằng.— Các ròng rọc được kết nối với một động cơ

điện Khi động cơ quay làm quay ròng rọc,ròng rọc sẽ làm cho dây cáp di chuyển vàkéo cabin thang máy di chuyển theo hướngthiết đặt sẵn, khi động cơ quay theo chiềungược lại thM ròng rọc quay theo chiều ngượclại và làm cho cabin thang máy di chuyểntheo chiều ngược lại chiều định sẵn.— Cả cabin thang máy và đối trọng đều di

chuyển và trượt trên ray dẫn hướng qua hệthống đường ray dẫn trượt theo hai bên củagiếng thang máy Đường ray giữ cabin vàđối trọng giảm sự lắc lư qua lại và nó cũngđược sử dụng với mục đích an toàn để dừngcabin trong trường hợp khẩn cấp.

H nh 2 Các bộ phận hoạt động của thang máy

— Nguyên lý hoạt động của thang máy dựa trên kiên thức vật lý về nguyên lýhoạt động của ròng rọc.

— Ròng rọc là một loại máy đơn giản bao gồm một sợi dây và một bánh xe córãnh Sợi dây phù hợp với rãnh trên bánh xe và kéo dây sẽ làm bánh xequay Ròng rọc được sử dụng phổ biến để nâng hạ các vật thể, đặc biệt làcác vật nặng

— Có 2 loại ròng rọc: ròng rọc cố định và ròng rọc động.

• Ròng rọc cố định: làm thay đổi hướng của lực tác dụng vào nó, mà khônglàm thay đổi được độ lớn của lực Ròng rọc này không được lợi về lựcnhưng được lợi về chiều.

• Ròng rọc động: Giúp kéo vật lên cao với 1 lực nhỏ hơn trọng lượng của vật;cường độ lực: F < P Loại ròng rọc này tuy không được lợi về chiều nhưngđược lợi về lực Khi dùng ròng rọc động, ta được lợi hai lần về lực nhưnglại thiệt hai lần về đường ( 2F = P ).

Để phát huy tác dụng của ròng rọc người ta thường sử dụng một hệ thốnggồm cả ròng rọc cố định và cả ròng rọc động, hệ thống đó gọi là Palăng Trong1 Palăng có thể có hai hay nhiều ròng rọc cố định và nhiều ròng rọc động.

H nh 3 Các loại ròng rọc

4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống thang máy

Vật tư, thiết bị: Một thiết bị thang máy được cấu tạo từ hơn 300 linhkiện, bộ phận khác nhau, mỗi bộ phận lại đảm nhiệm một nhiệm vụ,vai trò Tất cả tạo thành một khối vững chắc, do đó, bất cứ một thiết bịnào không đạt chuẩn chất lượng thM đều khiến cho thang máy hoạtđộng không ổn định VM thế để đảm bảo thiết bị thang máy an toàn,bền bỉ thM tất cả các vật tư cấu thành đều phải đạt chuẩn về chất lượng.Bảo trM, bảo dưỡng: Đối với bất kM linh kiện điện tử nào cũng có tuổithọ Nó sẽ bị hao mòn bởi nhiều nhân tố nhưng có một điều chắc chắnlà sau một thời gian sử dụng các thiết bị sẽ xuống cấp Thang máy cầnđược bảo trM theo định kM để đảm bảo quá trMnh vận hành một cách tốtnhất và giảm thiểu rủi ro trong quá trMnh sử dụng.

H nh 4 Một số h nh ảnh bảo tri thang máy

Chương II Hệ thống chống bó cứng phanh – ABS 1 Giới thiệu chung

Hệ thống phanh ABS là cơ cấu an toàn chủ động của ô tô.

Hệ thống phanh có tác dụng giảm tốc độ, dừng và đỗ ô tô trong trườnghợp cần thiết

Khi ô tô phanh gấp trên đường trơn thM hiện tượng hãm cứng bánh xedễ xảy ra Điều này khiến bánh xe bị trượt dài trên đường khi phanh,gây nguy hiểm cho người ngồitrên xe.

Hệ thống phanh ABS chống bó cứng ra đời để giải quyết vấn đề này.

2 Cấu tạo

H nh 5 Cấu tạo hệ thống chống bó cứng phanh

- Cấu tạo gồm: Cảm biến tốc độ, van thủy lực, hệ thống điều khiển

– Van mở (người lái tác động lực bao nhiêu thM áp lực phanh sẽ tạo lực

tương đương truyền trực tiếp đến bánh xe)

– Van khóa (áp lực phanh nhận được nhiều hơn áp lực người lái tác

– Van nhả (áp lực phanh nhận được ít hơn lực người lái tác động)

H nh 8 Hệ thống điều khiển

2.4.Liên kết giữa các bộ phận

– Cảm biến tốc độ thường được đặt ở trên mỗi bánh xe hoặc ở bộ vi sai

tùy theo trường hợp.

– Cảm biến này sẽ được nối trực tiếp đến đĩa phanh, đồng thời sẽ nối

với bộ xử lý hệ thống để báo tín hiệu khi tài xế đạp chân phanh.

– Hệ thống điều khiển khi nhận tín hiệu để có thể điều khiển được

phanh thM cần nối tới van thủy lực.

– Van thủy lực có chức năng điều khiển Bơm thủy lực có nhiệm vụ bơm

và xả để thay đổi áp lực lên các bánh xe thông qua hệ thống van thuỷlực

3 Nguyên lý hoạt động

– ABS hoạt động trên nền tảng nguyên lý khá cơ bản Nguyên lý hoạtđộng của ABS là nhờ vào các cảm biến tốc độ trên từng bánh xe, gửithông tin về cho ECU ABS và từ đó ECU ABS sẽ nắm bắt được vậntốc quay trên từng bánh xe và phát hiện ngay tức khắc khi bánh xe nàocó hiện tượng bị “bó cứng” khi người lái đạp phanh đột ngột, dẫn tớihiện tượng bị trượt khỏi mặt đường.

Phân tích kiến thức liên quan đến vật lý:

– Lực ma sát của hệ thống

– Lực quán tính– Chuyển động quay tròn

H nh 9 Khi có ABS và không có ABS

Các yếu tố ảnh hưởng

– Sau một thời gian thM dầu phanh có thể hết và ko thể sử dụng ABS

được nữa cần phải cấp dầu phanh 18

– ECU là bộ não của hệ thống phanh ABS dễ bị hỏng, hư hại do sử dụng

lâu ngày hoặc tiếp xúc nhiệt độ cao, khi bị hư hại sẽ ko nhận dc tínhiệu phanh do đó sẽ ko kích hoạt được hệ thống ABS cần phải đi bảotrM xe thường xuyên

– Tùy từng các loại xe nên trang bị các loại phanh ABS khác nhau cho

phù hợp với trọng lượng của xe và bánh xe

Chương III Máy bay trực thăng

1 Giới thiệu chung

Máy bay trực thăng hay máy bay lên thẳng là một loại phương tiện bay cóđộng cơ, hoạt động bay bằng cánh quạt, có thể cất cánh, hạ cánh thẳngđứng, có thể bay đứng trong không khí và thậm chí bay lùi Trực thăng córất nhiều công năng cả trong đời sống thường nhật, trong kinh tế quốc dânvà trong quân sự.

Trực thăng ngày nay được thiết kế với rất nhiều sơ đồ hoạt động khácnhau Trong đó sơ đồ cơ bản gồm một cánh quạt nâng và một cánh quạtđuôi là phổ biến hơn cả.

2 Cấu tạo

- Máy bay trực thăng được cấu tạo gồm các bộ phận chính gồm: Thân máybay, cánh quạt chính, cánh quạt đuôi.

2.1 Thân máy bay

Thân máy bay có cấu tạo chính gồm 3 bộ phận: Khoang lái, đuôi máy bayvà động cơ

– Khoang lái: Bên trong chứa bộ phận điều khiển trung tâm, quyết định

mọi hoạt động của trực thăng

– Đuôi máy bay: Có kích thước khá dài, ở phần sau cùng có gắn cánh quạt

đuôi

– Động cơ: Nằm trong thân máy, dọc theo chiều dài của thân Có cấu tạo

phức tạp: (1): Động cơ tuabin khí (2): Trục dẫn động (3): Hộp số chính(4): Trục nối cánh quạt chính (5)(6): Các thanh truyền động (7): Rotocánh quạt đuôi.

H nh 10 Cấu tạo động cơ máy bay

2.2.Cánh quạt chính

Cấu tạo:

– Đa phần có 4 cánh hoặc nhiều hơn ở 1 số sơ đồ thiết kế khác như 2

cánh quạt nâng trước sau và 1 cánh quạt nâng đồng trục với 8 cánh.

– Cánh quạt chính nằm ngang và rất dài tùy vào độ nặng và lớn của thân

mà mỗi cánh có thể từ vài m đến cả chục m

– Có thể nghiêng để thay đổi mặt phẳng quay và thay đổi góc tấn.2.3.Cánh quạt đuôi

Cấu tạo:

– Nằm dọc, nhỏ hơn cánh quạt chính nhiều lần

– Thường có 2 hoặc 4 cánh và có thể thay đổi góc tấn của cánh

Chức năng: Giúp máy bay thăng bằng được trên không trung Giúp máy baycó thể quay trái, quay phải

3 Nguyên lý hoạt động3.1 Cánh quạt chính

– Nhiệm vụ của cánh quạt chính là tạo ra lực nâng để thắng trọng lực của

máy bay.

– Trong quá trMnh quay cánh quạt tác dụng vào không khí 1 lực và ngược lại

theo định luật III Newton không khí tác dụng lên cánh quạt một phản lựchướng lên trên.

– Bằng cách thay đổi mặt phẳng quay của cánh quạt và góc tấn chính sẽ giúp

máy bay tiến ra phía trước, lùi lại phía sau, hay sang trái, sang phải.

3.2.Cánh quạt đuôi

– Theo định luận bảo toàn mômen xung lượng thM khi cánh quạt quay theo

chiều kim đồng hồ thM phần còn lại của máy bay có xu hướng quay ngượclại.

– Do đó việc cánh quạt đuôi quay sẽ tạo ra một mômen cân bằng với mômen

do cánh quạt chính gây ra giúp máy bay cân bằng trong không trung.

– Nhờ việc thay đổi công suất và góc tấn của cánh quạt đuôi, máy bay có thể

chuyển hướng sang trái, phải dễ dàng.

4 Chức năng của máy bay trực thăng

– Trong lĩnh vực giao thông vận tải: trực thăng có vai trò rất lớn trong vận tải

hàng không đường ngắn, trong các điều kiện không có đường băng, sân bayvà để chở các loại hàng hoá cồng kềnh, siêu trường, siêu trọng vượt quákích thước khoang hàng bằng cách treo dưới thân.

– Trong đời sống thường nhật: trực thăng được sử dụng như máy bay cứu

thương, cứu nạn, cảnh sát, kiểm soát giao thông, an ninh, thể thao, báo chívà rất nhiều các ứng dụng khác.

Các lực giúp máy bay cất cánh:Mô hMnh lực nâng khí động học:- Thrust: lực đẩy (tạo bởi động cơ)

- Drag: lực cản của không khí- Weight: trọng lực

- Lift: lực nâng khí động học Zhukovski, Bernoulli.

H nh 11 Các lực giúp máy bay cất cánh

- Trực thăng thắng được trọng lực và bay lên được là nhờ lực nâng khí độnghọc(lực nâng Zhukovski) Đó là kết quả của sự chênh lệch áp suất không khítại mặt trên và mặt dưới của cánh nâng khi dòng khí chuyển động tươngđối chảy bao bọc qua vật thể Để có lực nâng khí động học thM thiết diện cánhnâng phải không đối xứng qua trục chính và đường biên của mặt trên phảilớn hơn của mặt dưới Khi không khí chảy bao quanh hMnh cánh khí động sẽcó lực nâng khí động học và đồng thời xuất hiện lực cản HMnh khí động họcnào cho hiệu ứng lực nâng càng cao mà lực cản càng ít thM được coi làcó hiệu suất khí động học càng tốt.

- Khi không khí chảy qua hMnh khí động là cánh nâng, tại mặt dưới sẽ có ápsuất cao hơn so với mặt trên và hệ quả là sẽ xuất hiện một lực tác động từdưới lên vuông góc với cánh Lực nâng đó có độ lớn bằng tổng diện tích cáccánh nhân với chênh lệch áp suất hai mặt Độ chênh lệch áp suất phụ thuộcvào hiệu suất khí động học của cánh, góc tấn và vận tốc dòng chảy Như vậykhi cánh quạt nâng đạt đến vận tốc quay nào đó thM chênh lệch áp suất (đồng

nghĩa với lực nâng) sẽ đủ để thắng trọng lực và trực thăng có thể bay lênđược.

5 Các yếu tố ảnh hưởng– Hiện tượng cộng hưởng:

VM chỉ có một cánh quạt nâng chịu toàn bộ trọng lực máy bay và lực đẩyngang nên đường kính cánh quạt và vận tốc quay phải lớn, dễ dẫn đến cáchiện tượng cộng hưởng rung lắc gây gãy cánh quạt.

– Gió:

Những cơn gió thổi ngang thân có thể làm vô hiệu cánh quạt đuôi khiến máybay mất thăng bằng.

Kết luận

Sau quá trình tìm hiểu và làm bài đã giúp em cũng cố và nắmvững hơn các kiến thức cơ bản cũng như thu nhận thêm các kiếnthức và kinh nghiệm thực tế

Vì quá trình làm bài thời gian ngắn ngủi vì vậy em vẫn cònrất nhiều thiếu sót trong bài báo cáo, rất mong được sự góp ýcủa cô để em có thể hiểu rõ hơn những phần mình còn thiếu.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn cô Lê Thanh Hải đãgiúp đỡ và tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bài báo cáo này.

Em xin chân thành cảm ơn!