Chương 11: Qui luật chuyển động của khâu dẫn Qui luật chuyển động của khâu được dẫn Qui luật chuyển động parabol (hình a).Trong pha nâng ứng vớigóc pha 1 ta phân biệt được các góc 1 và góc 1 ,trong giới hạn của từng góc này gia tốc có giá trò dương hay âm không đổi .Ký hiệu số 1 1 1 k ,ta có: 1 1 11 1 k k ; (3.3) 1 11 1 1 k . Hệ thức giữa chuyển vò ,vận tốc và gia tốc của cần đẩy có thể xác đònh được dễ dàng 1 b d ds ; (3.4) 2 2 1 bS ( 0 ) Và )()( 1111 bb d ds (3.5) 2 )( .).(. 2 1 1111 1 1 bbbS )( 11 Khi 0, 111 d ds Nên 11 1 1 1 1 Kb b (3.6) Và hSSS 11 Nên ta cũng có 1 1 1 1 1 K S S (3.7) Và 1 1 1 K hk S 1 1 1 K h S (3.8) Trong trường hợp biết trước chuyển vò h của cần đẩy và chọn trước hệ số k 1 , từ những hệ thức suy ra giá trò của b’ 1 và b” 1 : 1 2 1 1 2 1 1 1 )1.(22 k KhS b (3.9) 1 2 )1 1 2 1 1 1.(2 2 kh S b Và giá trò của vận tốc cực đại của cần đẩy 1 11 1 max1 2 h b v (3.10) nghóa là vận tốc cực đại của cần không phụ thuộc vào hệ số k 1 . Bây giờ ta có thể phân tích ảnh hưởng của hệ số k1 đến qui luật chuyển động của cần.Khi k 1 giảm, gia tốc dương của cần đẩy a=b 1 ’ 1 2 sẽ tăng .Khi k 1 =0 thì a còn gia tốc âm trong lúc này sẽ giảm xuốnggiá trò 2h/ 1 2 1 2 .Thời điểm bắt đầu nâng sẽ có va đập .Khi k 1 = sẽ có va đập cứng ở cuối pha nâng .Tuy nhiên tác dụng của các pha đập cứng nàylên các khâu của cơ cấu có khác nhau .Khi k 1 =0 gia tốc dương ở đầu phan nâng lớn vô hạn , về lý thuyết mà nói ứng suất tăng lên vộ hạn , thực tế chúng sẽ đạt đến giá trò hữu hạn do tính chất đàn hồi của các khâu .Khi k 1 = ,gia tốc âm ở cuối pha nâng sẽ lớn vô hạn ,trong cơ cấu sẽ có liên kết một chiều sẽ có sự tháo khớp tạm thời ,gia tốc thực tế sẽ có giá trò hữu hạn,phụ thuộc lực đàn hồi lò xo . Cuối cùng căn cứ vào hệ thức (3.9) chọn trước giá trò lớn nhất của gia tốc a 1 ’=b 1 ’. 1 2 , ứng với khi đó lực quán tính không lớn , ta có thể xác đònh được k 1 : 1 2 1 2 1 2 1 1 2 1 1 2 .2 2. 2 ha h hb h k (3.11) đối với động cơ nhiệt :0< k 1 <1 Qui luật chuyển động đường thẳng. Trên hình b trình bày qui luật chuyển động của khâu được dẫn trong trường hợp này .vận tốc tăng đột ngột từ 0 đến v ở đầu pha nâng và không thay đổi trong suốt thời gian ứng với góc 1 và giảm đi đột ngột ở thời điểm ứng với cuối góc 1 .Trên đồ thò vận tốc , d ds ứng với những điểm này có gián đoạn .Gia tốc nói chung bằng 0 ,nhưng về mặt lý thuyết có giá trò lớn hơn vô hạn tại những điểm gián đoạn này .Lực quán tính tương ứng tại ấy cũng lớn vô hạn và có va đập cứng . Trong thực tế để giảm lực quán tính đến một giá trò cho phép,người ta thay đoạn đồ thò ở hai bên điểm gãy trên đồ thò chuyển vò bằng một đoạn đường cong chuyển tiếp (hình c) chẳng hạn như những đường sin hay cosin… Qui luật chuyển động đường sin .Gia tốc khâu được dẫn biến đổi theo qui luật đường sin (hình d) với chu kỳ T bằng thời gian ứng với pha hạ có biểu thức t T Aa . 2 sin. (3.12) Trong trường hợp gia tốc,vận tốc và chuyển vò của khâu được dẫn được coi là hàm số của góc quay của cam , tasẽ có những hệ thức : 1 22 2 2 sin. 2 h d Sd 11 2 cos1. h d dS (3.13) 11 2 sin 2 1 hS 1 0 Theo các biểu thức (3.13) ,vận tốc d dS v và gia tốc 2 2 2 d Sd a không những phụ thuộc vào chuyển vòcủa khâu được dẫn mà còn phụ thuộc góc pha 1 ( gia tốc tỉ lệ với bình phương 1 ,vận tốc tỉ lệ nghòch vớ 1 ).Cần chú ý đến nhận xét này khi chọn góc các pha . Qui luật chuyển động này là có ưu điểm là không có va đập cứng hay mềm ,song so với qui luật parabol thì gia tốc cực đại ( khi cùng giá trò góc 1 và chuyển vò h của cần đẩy )lại lớn hơn . 57.1 4 2 lần Qui luật chuyển động đường cosin .Khi đó gia tốc khâu được dẫn biến đổi theo qui luật (hình e). t T Aa 2 cos. (3.14) Sau khi tích phân hai lần và tính các hằng số tích phân ,ta tìm được hệ thức giữa chuyển vò ,vận tốc và gia tốc của cần đẩy theo góc quay của cam : 1 cos1. 2 h S 11 sin. 2 h d dS (3.15) 1 2 2 2 2 cos 2 h d Sd so với trường hợp quy luật chuyển động parabol ,khi có cùng góc pha 1 và chuyển vò h của cần đẩy gia tốc cực đại sẽ lớn hơn 23.1 8 2 lần .Ngoài ra ở đầu và cuối pha nâng có va đập mềm. Quy luật chuyển động hình thang. Gia tốc sẽ biến đổi theo quy luật hình thang(hình f) ,đồ thò vận tốc sẽ gồm các đoạn parabol và đoạn thẳng nối tiếp nhau.Đồ thò chuyển vò sẽ gồm các đoạn parabol bậc ba và bậc hai.Trong trường hợp này sẽ không có va đập và có thể làm cho gia tốc cực đại nhỏ hơn trường hợp chuyển động của quy luật đường sin. Sau khi tham khảo các quy luật chuyển động của cơ cấu và những phân tích trên, ta chọn quy luật chuyển động cosin vì nó phù hợp với cơ cấu của hệ thống. Hệ thống điều khiển của ta là dùng một bộ cam để chứa chương trình điều khiển, mỗi cam sẽ điều khiển một van phân phối thông qua một công tắt Basic Switch kiểu con lăn. Hoạt động: Khi trục cam quay, cam tác dụng lên con lăn của công tắt, kích hoạt solenoid của van phân phối, từ đó điều khiển xylanh khứ hồi. Trên trục cam ta bố trí các cam có góc lệch tương đối với nhau, các góc lệch này quyết đònh sự phối hợp chuyển động của các cơ cấu. Ta chọn qui luật chuyển động đường Cosin. Bộ phận công tác Động cơ : Trong dây chuyền sử dụng tất cả 4 động cơ.Tuy nhiên chỉ chú ý đến 2 mà thôi,đó là dộng cơ chính để làm cho cơ cấu cam ,cơ cấu di chuyển hoạt động, và động cơ để vặn tảm. Còn 2 cơ cấu kia dùng để trộn phôi công suất rất nhỏ chỉ có nhiệm vụ kích hoạt cho phôi liệu dễ dàng di chuyển xuống giá đỡ. Rơle: Rơle là một trong số các thiết bò đơn giản nhất,được sử dụng thông thường nhất trong các mạch bảo vệ điện tử. Kích cỡ nhỏ và giá tiền thấp thì ngược với độ bền và tính sử dụng linh hoạt của nó trong nhiều loại công việc khác nhau mà nó thực hiện. Rơle có thể đònh nghóa đơn giản là một công tắc điều khiển điện với một hoặc nhiều tiếp điểm. Sự hoạt động của rơle Rơle thật sự không khác gì nhiều so với công tắc được hoạt động bởi điện có phần hơi khác do một ai đó đầy lên một nút bấm bật tắc một chức năng hoặc xoay một núm vặn. Hình 8-1 cho thấy một sự minh hoạ đơn giản của một rơle điện tử hoạt động như thế nào. Cuộn dây rơle chỉ đơn giản là cuộn dây nhỏ với một lõi kim loại cố đònh khi công tắc điều khiển được đóng. Dòng điện đi qua rơle tạo nên một từ trường. Lõi kim loại được từ hoá hút một đầu của phần ấn kim loại khi đầu phấn ứng của kim loại được kéo xuống lõi thì đầu kia sẽ quay hướng lên, giống như một chiếc ván bập bênh. Đầu cuối đó được nối động cơ khí với cần lắc của bộ tiếp điểm rơle, được gọi là bộ nối chung của bộ tiếp. Khi đầu nối chung được kéo lên thì tiếp điểm thường đóng mở và tiếp điểm thường mở đóng. Cũng hoàn toàn giống như một công tắc được kích động ,một bộ các tiếp điểm bò tác động để thay đổi trạng thái. 1.Lõi của dây rơle; 2.Khớp quay kim loại; 3.Công tắc điều khiển ;4.Tiếp điểm thường mở ;5.Tiếp điểm chung ;6.Tiếp điểm thường đóng; 7.Các tiếp điểm của rơle; 8.Cuộn dây rơle; 9.Nguồn cấp . Hình 1: Sơ đồ về một sự hoạt động của rơle điện từ. Xylanh: Dùng 6 xylanh (cấp cán, cấp ruột, cấp tảm, vặn tảm,phiến kẹp,chốt tỳ.) . 0 ) Và )() ( 111 1 bb d ds (3 .5) 2 )( .) .(. 2 1 111 1 1 1 bbbS )( 11 Khi 0, 111 d ds Nên 11 1 1 1 1 Kb b . có: 1 1 11 1 k k ; (3 .3) 1 11 1 1 k . Hệ thức giữa chuyển vò ,vận tốc và gia tốc của cần đẩy có thể xác đònh được dễ dàng 1 b d ds ; (3 .4) 2 2 1 bS ( 0 ) . 11 1 1 1 1 Kb b (3 .6) Và hSSS 11 Nên ta cũng có 1 1 1 1 1 K S S (3 .7) Và 1 1 1 K hk S 1 1 1 K h S (3 .8) Trong trường hợp bi t trước chuyển