Bản báo cáo thực hành thí nghiệm kỹ thuật cơ khí bài i Đo dao Động bằng thiết bị vm53a hãng rion của nhật

BÀI I: ĐO DAO ĐỘNG BẰNG THIẾT BỊ VM53A HÃNG RION CỦA NHẬT 1.1 Mục đích của việc đo độ rung:Việc đo dao động dùng để xác định giá trị mức độ rung động của các hoạt động diễn ra trong cuộc

*KHOA CƠ KHÍ*

BẢN BÁO CÁO THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CƠ KHÍ

GVHD : NGUYỄN VĂN DŨNG

NGUYỄN HỮU HÀO SVTH : LÊ HOÀNG PHI

MSSV : 6251041059 Lớp : CQ.62.CKĐL

Tp Hồ Chí Minh

Ngày nay, đất nước ta đang trên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa, trong đó

ngành Cơ khí giữ vai trò mũi nhọn Ngành Cơ khí tạo ra nhiều sản phẩm đáp ứng

nhu cầu xã hội ngày càng cao, đồng thời đóng góp quan trọng vào sự phát triểnkinh tế - kỹ thuật của quốc gia Do đó, kỹ sư cơ khí và các cán bộ kỹ thuật cơ khíkhông chỉ cần kiến thức sâu rộng mà còn phải biết vận dụng linh hoạt kiến thức đãhọc để giải quyết các vấn đề cụ thể trong sản xuất và sửa chữa thực tiễn sau này

Trong chương trình học, môn “Thí nghiệm kỹ thuật cơ khí” đóng vai trò quan

trọng, giúp sinh viên củng cố kiến thức lý thuyết, nghiên cứu và giải quyết vấn đề

kỹ thuật thông qua thực nghiệm Môn học không chỉ trang bị khả năng sử dụng cácdụng cụ đo hiện đại mà còn giúp sinh viên:

- Tiếp xúc trực tiếp với thực tế của một thí nghiệm cụ thể

- Kiểm chứng lại lý thuyết đã học, từ đó xây dựng mối liên hệ tổng quan giữa lýthuyết và thực tế

- Hiểu rõ trình tự và cách tiến hành một thí nghiệm hoàn chỉnh trên cơ sở trangthiết bị hiện đại

- Xây dựng các đặc tính động cơ từ kết quả đo thực nghiệm

Với tầm quan trọng đó, môn học này là một bước chuẩn bị cần thiết cho sinh viêntrước khi tốt nghiệp

Để hoàn thành tốt công việc của mình, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Trường Đại học Giao thông Vận tải – Phân hiệu tại TP.HCM, Bộ môn Cơ khí, và đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Dũng, người đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận

lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện

TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2024

BÀI I: ĐO DAO ĐỘNG BẰNG THIẾT BỊ VM53A HÃNG RION CỦA NHẬT 1.1 Mục đích của việc đo độ rung:

Việc đo dao động dùng để xác định giá trị mức độ rung động của các hoạt động diễn

ra trong cuộc sống hàng ngày Từ đó dùng để so sánh với các giá trị tối đa cho phép vềmức độ rung của các hoạt động trên để đưa ra kết luận liệu các dao động đó có ảnh hưởngtới sức khỏe của con người hay không Đối với các ngành cơ khí nói riêng và kỹ thuật nóichung thì công việc này được dùng để đo giá trị độ rung động của 1 chiếc xe khi vận hànhtrên đường cũng như khi vận hành tại chỗ, hay đo độ rung động của 1 chiếc máy ở xưởngsản xuất…, kết quả đo được đưa ra so sánh với các giá trị tối đa cho phép về độ rungđộng Từ đó ta có thể biết được liệu chiếc xe hay chiếc máy đó có thể gây ảnh hưởng tớisức khỏe của người sử dụng hay không Đây là một công tác quan trọng dùng để đánh giáchất lượng và độ an toàn của các loại máy móc

Để đánh giá mức độ rung động cho phép đối với một số hoạt động, ta dựa vào quychuẩn 27 của bộ tài nguyên môi trường do Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia vềtiếng ồn và rung động biên soạn Có thể tham khảo qua các bảng sau:

TT Khu vực Thời gian áp dụng trong

ngày

Mức gia tốc rungcho phép, dB

TT Khu vực

Thời gian áp dụng trong ngày

và mức gia tốc rung cho phép, dB

6 giờ - 21 giờ 21 giờ - 6 giờ

Bảng 2 - Giá trị tối đa cho phép về mức gia tốc rung đối với hoạt động sản xuất, thương

mại, dịch vụ.

1.2 Giới thiệu về thiết bị VM53A:

VM-53/53A bao gồm thiết bị chính và đầu đo gia tốc 3 kênh PV-83C Thiết bị đượcthiết kế để đo độ rung mặt đất Dữ liệu đo được lưu trong bộ nhớ trong, VM53A còn cókhả năng lưu trong thẻ nhớ với số lượng lớn

Hình 1.1: Thiết bị đo dao động VM53A

*Thông số kĩ thuật của máy VM-53/53A:

 Tiêu chuẩn áp dụng: JSC 1510:1995

 Thiết bị đo độ rung theo 3 chiều và lưu kết quả vào bộ nhớ trong VM-53

 Chế độ màn hình kép cho phép đọc giá trị độ rung ở màn hình chính và đồng thờitheo dõi dạng sóng cường độ rung ở màn hình phụ Màn hình phụ có thể hiển

 Thiết bị gồm máy chính VM53 và đầu đo gia tốc 3 chiều PV-83C

 Thiết bị tuân theo tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản JIS (JIS C 1510:1995) và quyđịnh trong luật Weight and Measure Act

 Thiết bị chủ yếu đo rung mặt đất để đánh giá mức độ ô nhiễm độ rung

 Thiết bị thể hiện được giá trị độ ồn tuơng ứng với đường cong trọng số đại diệncho độ nhạy cảm sinh học của con người mức rung

 Các chức năng tự động lưu dữ liệu và chức năng timer đa dạng cho phép thự Thựchiện phép đo trong dài hạn

 Các chức năng đo:

+ Độ rung Lv

+ Độ gia tốc rung Lva

+ Giá trị trung bình của độ rung: Lveq

+ Giá trị trung bình của độ gia tốc rung: Lvaeq

+ Giá trị phân vị percentile của độ rung/độ gia tốc rung (L5, L10, L50, L90, L95)+ Giá trị độ rung và độ gia tốc rung max/min: Lmin, Lmax (với mỗi thông số đo

ta đều có thể chọn chế độ1 chiều hoặc 3 chiều) Dải tần số của rung: 1~80Hz

 Dải đo của độ rung:

+ Độ rung: 25~120dB (chiều Z), 30~120dB (chiều X, Y)

+ Độ gia tốc rung: 30~120dB (0dB = 10^-5 m/s2)

+ Thiết bị có thểđược đặt tại một trong 6 dải đo, mỗi dải cách nhau một bước là10dB, dải đo được đặt độc lập cho 3 chiều: (10~70), (20~80), (30~90),(40~100), (50~110), (60~120) dB

 Thời gian đo: 10s, 500s, 1', 5', 10', 15', 30', 1h, 4h, 8h, 24h hoặc tùy chọn trong dải

từ 0~199h 59m 59s

 Chức năng lưu dữ liệu:

+ Lưu dữ liệu bằng tay: dữ liệu đo Lv, Lva, Lveq, L5, L10, L50, L90, L95 tại thờiđiểm lưu được lưu vào bộ nhớ

+ Lưu trữ tự động Store 1:

 Dữ liệu Lv, Lva được liên tục lưu lại mỗi 100ms hoặc 1s (tùy người sử dụngchọn) Thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình có thể được điều khiển quatimer

 Lưu vào bộ nhớ trong: 86400 x 1 giá trị cho 1 trục và 28800 x 3 giá trị cho 3trục.

 Lưu vào thẻ CF: lưu thành nhiều file, mỗi file chứa dữ liệu của 199h 59m59s đo, số file tùy dung lượng thẻ nhớ

+ Lưu trữ tự động Store 2:

 Dữ liệu Lveq hoặc Lvaeq, Lmax, Lmin, L5, L10, L50, L90, L95 đo trongmột khoảng thời gian đã chọn được lưu lại Thời điểm bắt đầu và kết thúcquá trình có thể được điều khiển qua timer

 Lưu vào bộ nhớ trong: 4500 x 1 giá trị cho 1 trục và 1500 x 3 giá trị cho 3trục

 Lưu vào thẻ CF: lưu thành nhiều file, mỗi file chứa tối đa 4500 kết quả, sốfile tùy dung lượng thẻ nhớ

 Chức năng so sánh:

+ Đầu ra sẽ được kích hoạt khi giá trị Lv, Lva vượt quá một giá trị tham chiếu.Gia trị tham chiếu này được người dùng tự chọn trong dải 30~120dB, bước1dB

+ Chức năng này chỉ áp dụng với kênh đo 1 chiều trên màn hình chính

+ Đầu ra của mạch so sánh là đầu ra kiểu collector hở, áp đặt vào max là 24V.+ Thời gian đặt trễ cho đầu ra 0~9s theo bước 1s, thơi gian tự động reset chọntrong dải 0~90s, chế độ tự động reset có thể được bật hoặc tắt

 Chức năng Clock: đặt thời gian cho timer trong chế độ đo tự động

 Đầu ra hiệu chuẩn: đầu ra 31.5Hz, sóng sin tích hợp để hiệu chuẩn các thiết bị khác

 Đầu ra AC/DC: 3 đầu ra BNC, chọn giữa AC và DC, 1Vrms đầy thang cho AC và2.5V đầy thang cho DC (0.25V/10dB), trở kháng ra 600 Ohm

 Đầu ra printer

 Giao diện nối tiếp

 Hiển thị: màn hình chính dạng LED thanh, màn hình phụ dạng LCD ma trận điểm128x64, có đèn trợ sáng

 Nguồn cấp: Pin, AC Adapter hoặc bộ pin di động kích thước: 200x56x175 mm

 Trọng lượng: 1kg

 Đầu đo gia tốc PV-83C: 3 chiều, độnhạy 60mV/m/s2, 67 (dia) x 40.7 (H) mm,

1.3 Cách sử dụng thiết bị:

Các chế độ, nút điều khiển thiết bị:

Hình 1.2 Các nút bấm trên máy VM-53/53A.

Các chức năng hiển thị giá trị đo của thiết bị: Chế độ màn hình kép cho phép đọc giátrị độ rung ở màn hình chính và đồng thời theo dõi:

 Dạng sóng cường độ rung ở màn hình phụ Màn hình phụ có thể hiển thị dạng sóngcủa độ rung theo thời gian (1 trục hoặc 3 trục)

Hình 1.3 Viewport hiển thị đồ thị ở 3 trục và giá trị tương ứng của chúng.

 Đồ thị bargraph (3 trục)

 Hiển thị giá trị của một loạt thông số cần đo

Hình 1.4 Máy VM-53/53A cùng với cảm biến rung bên phải

1.4 Các bước đo và kết quả:

1.4.1 Các bước đo:

 Mở nguồn cho máy bằng cách nhấn và giữ nút power

 Đặt đầu đo lên mặt phẳng chịu rung động

 Nhấn nút XYZ để hiển thị các giá trị

 Điều chỉnh các khoảng giá trị cho phù hợp bằng cách nhấn các mũi tên đi lên hoặc

đi xuống khi màn hình hiển thị under hoặc over tương ứng với các trục x, y, z

 Để lấy số liệu thì cứ 1s ta lấy một số liệu, mỗi giá trị X,Y,Z ta lấy 180 số liệu

Vì đây là 1 thí nghiệm đơn giản để hiểu về cách đo cũng như vận hành máy đo độrung Nên thời gian thí nghiệm ở đây sẽ là 3 phút tương ứng với 180 giây Thực tế thì yêucầu tối thiểu là 1 giờ để có thể thu thập số liệu 1 cách chuẩn xác nhất

76 78 80 82 84 86 88

BÀI II: ĐO TIẾNG ỒN BẰNG MÁY ĐO TIẾNG ỒN RION NL-42A

2.1 Mục đích của việc đo tiếng ồn:

Âm thanh trong cuộc sống của ta rất đa dạng, nhờ âm thanh con người cũng như cácloài động vật khác có thể giao tiếp được với nhau Thông qua màng nhĩ cảm nhận rungđộng các tần số khác nhau hay nói khác là do sự va đập của các sóng âm trong không khítác động đến màng nhĩ và truyền đến các dây thần kinh làm chúng ta có thể cảm nhậnđược âm thanh Do đó, nếu tần số các sóng quá cao cũng gây ảnh hưởng đến sức khỏe củacon người, cụ thể chúng ta chỉ có thể nghe được các mức âm thanh có độ lớn khoảng từ 0– 130dB Nếu mức âm quá cao thì có thể ảnh hưởng đến sức khỏe và đặc biệt có thể gây

tử vong nếu mức âm quá lớn

Do đó, mục đích của việc xác định các thông số của tiếng ồn giúp đưa ra các kết quả

dự đoán về mức độ nguy hại của âm thanh đến sức khỏe con người Từ đó sẽ có các biệnpháp bảo vệ thích hợp, cũng như các tác nhân gây ra tiếng ồn sẽ được giảm thiểu và loại

 Mức tiếng ồn tỷ lệ thời gian (Lx): 5 giá trị sẽ được lựa chọn tùy ý

 Có thể đo mức độ tiếng ồn tương đương Leq

 Có thể đo tiếng ồn môi trường cần thiết trong vấn đề vệ sinh an toàn lao động

 Dải tuyến tính 141 dB

 Cài đặt chức năng RS-232C Có thể xử lý dữ liệu trên máy tính

 Cài đặt chức năng lưu trữ Có thể lưu tối đa 100,000 dữ liệu

Hình 2.1 minh họa máy đo tiếng ồn Rion NL-42A

Hình 2.2 Đo mức âm ở các chế độ và tần số khác nhau.

Đo âm trung bình-thấp nhất-cao nhất

Sau đây là bảng tham khảo đặc trưng của 1 số dạng âm thanh trong môi trường:

Cường độ âm

40 dB Tiếng nói chuyện nhỏ ở nơi yên tĩnh

60 dB Tiếng ồn giao thông ở nơi vắng

80 dB+ Tiếng ồn ở đường cao tốc ở khoảng cách gần

85 dB Tổn hại đến thính giác sau 8 giờ tiếp xúc

100 dB Máy khoan đá khí nén ở khoảng cách gần

100 dB Tổn hại thính giác sau 15 phút tiếp xúc

110 dB+ Động cơ phản lực, còi xe cứu hỏa, máy bay cất cánh

120 dB Tổn thương thính giác khi tiếp xúc trong thời gian ngắn (Xuất hiệncác triệu chứng như đau nhức tai khi nghe)

Bảng 2.1 - Mức năng lượng âm thanh tính theo dB của 1 số loại âm thanh trong cuộc

sống.

 

2.3 Các bước đo và kết quả đo

*Các bước đo:

 Bước 1: Bấm nút start để khởi động máy

 Bước 2: Chọn chế độ tức thì (fast) hoặc chu kì (slow)

 Bước 3: Tiến hành di chuyển đến địa điểm đo và tiến hành đo Ở đây ta tiến hành

đo ở 3 địa điểm khác nhau để lấy số liệu

 Bước 4: xử lý số liệu, vẽ biểu đồ và so sánh với âm tiêu chuẩn

*Các bước tiến hành đo:

 Bước 1: Xác định khu vực đo : Trước nhà c2 – Phân hiệu ĐH Giao thông vận tảitại TP HCM để xác định độ ồn giao thông đoạn đường Lê Văn Việt

 Bước 2: Mở máy đo tiếng ồn, gá máy lên đồ gá

 Bước 3: Điều chỉnh máy đo ở chế độ cần đo

 Bước 4: Đo ở chế độ fast trọng số A và slow trọng số C ở mức trung bình Mỗi chế

độ sẽ đo 15 phút nhưng chỉ lấy 200 số liệu, mỗi giây lấy 1 số liệu

 Bước 5: Ghi số liệu và tiến hành tính toán

Bảng 2.2 - giới hạn cho phép áp suất âm.

Chế độ đoLAF

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 57

58 59 60 61 62 63 64 65 66 67

Mức tiếng ồn tối đa cho phép tại khu vực trường học là:

- Ban ngày (06h00 - 21h00): 70 dBA

- Ban đêm (21h00 - 06h00): 55 dBA

Vậy có thể nhận định ĐHGTVT tại cơ sở 2 đạt phép về độ ồn

BÀI III: ĐO NỒNG ĐỘ KHÍ THẢI 3.1 Mục đích của việc xác định nồng độ khí thải:

 Qua các thông số đo được ta xác định được trạng thái của xe từ đó có biện pháp điều chỉnh.

 Đối chiếu với các quy chuẩn về môi trường và đánh giá mức độ ô nhiễm của phương tiện, máy móc, cơ sở thải ra môi trường.

3.2 Thiết bị bridge 4/5 gas:

3.2.1 Đặc tính kỹ thuật máy Bridge analyzers:

 Phạm vi đo: Đây là phạm vi các khí xả mà máy có thể đo được Máy Bridge analyzers có thể đo được 5 loại khí Với CO (carbon monoxide), CO2 (carbon dioxide), O2 (oxi) sẽ hiển thị ở dạng % (phần trăm) Còn HC (hydrocarbon), NOx (nitrogen oxides) sẽ hiển thị số với đơn vị là ppm (parts per million: 1 phần triệu) Các giá trị tối đa mà máy đo được ở các khí, cụ thể:

+ HC (Hexane và Propane): 0 – 9,999 ppm HC (Metan): 0 – 5%

 Độ chính xác: Tất cả các khí có độ sai lệch cho phép là 5%

 Thời gian đáp ứng: Đây là thời gian mà máy đo khí xả cần để hiển thị kết quả đo sau khi mẫu khí xả được lấy Cụ thể là ít hơn 8 giây đến 90% giá trị cuối cùng.

 Độ nhạy: Dữ liệu có sẵn trong 30 giây, cập nhật 4 lần mỗi giây.

 Giao diện người dùng: Máy phân tích có màn hình hiển thị, nút điều khiển và giao diện người dùng dễ sử dụng để cài đặt và đọc kết quả đo.

 Nguồn điện: Máy có thể hoạt động bằng pin từ 2 – 2,5 giờ, dùng sạc cắm vào máy hoặc dùng nguồn trực tiếp từ Acqui…

 Nhiệt độ làm việc: từ -10C ÷ 40C

+ Thân chính: 4,5”H x 7,25”W x 3,75”D

+ Tay cầm: 12,5”H x 7,25”W x 4,25”D

 Trọng lượng:

+ Máy phân tích bao gồm cả phần vỏ lắp ráp khoảng 1,81 kg.

+ Bao gồm tay cầm, que đo và đầu dò khoảng 2,72 kg

 Công suất: Tối thiểu là 3W – từ nguồn pin bên trong đến nguồn điện từ 9 đến 15V bên ngoài Chế độ sạc yêu cầu tối đa là 7W đến từ nguồn cung cấp bên ngoài.

 Độ tin cậy: Thời gian trung bình giữa các lần hỏng là 10000 giờ.

Hình 2.1 Thiết bị đo khí thải Bridge Analyzers loại 5 khí xả.

 CO: Cho biết nồng độ CO trong khí xả.

 CO2: Cho biết nồng độ CO2 trong khí xả.

 HC: cho biết nồng độ HC trong khí xả và NOx nếu bật nút NOx/OPT.

 Zero: reset máy để làm sạch kết quả đo lần trước rồi sau đó mới bắt đầu đo.

 BAT POWER: hiển thị mức pin và tình trạng sạc của máy.

3.2.2 Phương pháp vận hành máy Bridge analyzers:

*Để thực hiện việc đo khí thải, ta phân ra làm 2 giai đoạn và tuân theo các bước sau:

Giai đoạn 1: Lắp đặt và cài đặt máy.

 B1: Lấy bộ máy phân tích, que đo, đĩa lọc, bộ lọc, ống dẫn khí, tay cầm ra khỏi hộp đựng

 B2: Lắp que đo có gắn cảm biến vào tay cầm, kế tiếp là lắp các đĩa lọc tại vị trí đầu vào và ra (nếu cần) của bộ lọc Sau đó lắp bộ lọc có gắn đĩa lọc vào tay cầm.

 B3: Lắp ống dẫn khí vào bộ lọc đã được lắp với tay cầm, đầu còn lại của ống dẫn khí lắp với đuôi của máy phân tích.

 B4: Bật nguồn cho máy Bước này cần lưu ý những điều sau:

+ Máy phân tích sẽ hiển thị ở trạng thái “lamp test”, máy bơm trong máy sẽ lập tức được kích hoạt và sẵn sàng hút không khí ở phía đuôi của máy Màn hình sẽ hiển thị dấu gạch ngang (–) ở các vị trí viewport trừ phần viewport HC sẽ hiển thị phần nhiên liệu cần đo Ví dụ, máy hiển thị là H – C6 thì có nghĩa là nhiên liệu sắp được phân tích là xăng dầu.

+ Lúc vừa khởi động máy (khi nguồn chuyển sang màu xanh lá), ta có thể thay đổi phần nhiên liệu phân tích bằng cách nhấn nút NOx/OPT Viewport HC sẽ nhấp nháy và ta có thể sử dụng nút lên xuống để chọn các phần nhiên liệu như:

 LPG (Liquefied Petroleum Gas) = Propane – C3

 CNG (Compressed Natural Gas) hoặc LNG (Liquefied natural gas) cũng tương đương với Metan – C1

+ Để lưu nhiên liệu được chọn, nhấn nút NOx/OTP 1 lần nữa Màn hình hiển thị HC ngưng nhấp nháy và phần nhiên liệu được chọn sẽ được hiển thị.

+ Lưu ý : nhiên liệu được chọn sẽ được lưu lại trong bộ nhớ nguồn bảo vệ Nhiên liệu được lưu cuối cùng trong suốt quá trình khỏi động được kích hoạt ưu tiên trước Điều này nghĩa là chế độ máy phân tích nhiên liệu có thể được cài đặt và giữ lại cho lần kế tiếp sử dụng, và không phải được cài đặt mỗi lần chương trình phân tích được mở.

Giai đoạn 2: Đo và thu thập số liệu khí thải.

 B1: Nhấn giữ nút Zero đến khi màn hình nhấp nháy thì thả ra Máy sẽ thực hiện việc hút oxi, tại viewport O2 sẽ hiển thị giá trị thích hợp khoảng 19 – 22% (nhiệt độ phòng khí) còn các viewport khác sẽ được đưa về 0.

 B2: Lưu ý: nếu O2 không được đưa về giá trị thích hợp thì phải reset lại quátrình hút khí bằng cách nhấn giữ nút Zero đến khi nào giá trị O2 nằm trongphạm vi thích hợp thì mới tiến hành đo.

 B3: Để thực hiện việc đo khí thải, đưa que đo có gắn cảm biến vào vị trí ống

xả của xe hoặc nguồn thải khí Màn hình hiển thị sẽ nhảy số nếu có khí thải.