luận văn tốt nghiệp. Li Hợp Lưu Chất Từ Biến

Lưu chất từ biến là một loại lưu chất thông minh được phát hiện ra năm 1940 bởi J.Rabinow. Tuy nhiên, mãi đến năm 1990, sau khi cải thiển và phát triển thì lưu chất MR mới được ứng dụng và phát triển mạnh mẽ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM

Giảng viên hướng dẫn: PGS.Ts Nguyễn Quốc Hưng

Sinh viên thực hiện :

LỜI NÓI ĐẦU

Như chúng ta đã biết công nghiệp hóa hiện đại hóa luôn là đề tài cho sự phát triểncủa các nước trên thế giới Công nghiệp hóa bao giờ cũng gắn liền với cơ khí hóa Do đó,Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy là một trong những nghành mũi nhọn không kém phầnquan trọng

Đặc biệt là đối với nước ta: một nước đang trong quá trình hội nhập, tiếp thu vàvận dụng những thành tựu khoa học - kỹ thuật tiên tiến, hiện đại nhằm đưa đất nước tiếnlên theo con đường công nghiệp hóa và hiện đại hóa

Để đáp ứng yêu cầu của thời đại, cũng như củng cố lại kiến thức đã học và tăngcường khả năng tư duy sáng tạo trong nghành chế tạo máy nên em đã chọn đề tài “ Thiết

kế và tối ưu phanh MRB có nhiều cuộn dây nằm hai hai bên vỏ”

Đây là đề tài nghiên cứu chế tạo một mô hình hệ thống phanh lưu chất từ biến.Khả năng phanh của hệ thống là dựa vào lưu chất, và ứng dụng của hệ thống trong thực tếrất cao

Do đó, việc thiết kế và chế tạo phải đảm bảo tối ưu hóa và khả năng làm việc tốtcủa hệ thống là yêu cầu đặt lên hàng đầu

Tuy nhiên do thời gian có hạn đây cũng là lần đầu thực hiện đề tài thiết kế và chếtạo do chưa có kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi những sai sót trong quá trìnhtinh toán thiết kế và tra cứu các số liệu và quá trình gia công lắp ráp Kính mong sự thôngcảm của quí thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn

Sinh viên thực hiện

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài một cách hoàn chỉnh, bên cạnh sự nổ lực cổ gắng của bảnthân còn có sự hướng dẫn nhiệt tình của quý Thầy Cô, cũng như sự động viên ủng hộ củagia đình và đồng nghiệp trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện đồ án Vớilòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, nhóm chúng em xin bày tỏ lời cám ơn tới:

PGS.TS Nguyễn Quốc Hưng, người đã hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt

nhất cho chúng em hoàn thành đề tài này

Các Thầy Cô trong khoa gia công CNC đã hết lòng giúp đỡ để em hoàn thành đề

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Tp Hồ Chí Minh, Ngày … tháng … năm 2014

Giáo viên hướng dẫn

PGS TS Nguyễn Quốc Hưng

MỤC LỤC

Chương I GIỚI THIỆU

-Lưu chất từ biến là một loại lưu chất thông minh được phát hiện ra năm 1940

bởi J.Rabinow Tuy nhiên, mãi đến năm 1990, sau khi cải thiển và phát triển thìlưu chất MR mới được ứng dụng và phát triển mạnh mẽ

1.1.1 Thành phần của lưu chất từ biến MRF:

Lưu chất từ biến gồm 3 thành phần chính : Các hạt từ tính ( Chiếm một phần nhỏkhối lượng từ 20-45%), chất vận chuyển và tổng hợp các chất phụ gia Tổng hợp các phầnnày tạo thành một hỗn hợp đồng nhất mà nó quyết đinh đến ứng suất chảy dẻo lớn nhất,phạm vi nhiệt độ hoạt động, độ từ thẩm… Điều này giải thích cho việc có nhiều loại lưuchất MR khác nhau

Các hạt từ tính: các hạt từ tính được chọn là các hạt sắt cacbonyl vì có độ bão hòa

từ cao Các hạt sắt cacbonyl thu được do sự phân hủy sắt pentacacbonyl Fe(CO)5 dẫn đếncác hạt từ có hình dạng hình cầu đường kính từ 1-10 µm Các hạt hình cầu làm cho nó ít

bị mài mòn hơn, cứng hơn, và bên hơn Đặc biệt, các hạt này được phủ một lớp da bênngoài chứa đến 97.8 % là kim loại.Quá trình xử lí để lấy được các hạt sắt cacbonyl nàykhác tốn kém nên người ta đang nghiên cứu các công nghệ xử lí khác ít tốn kém hơn,như kĩ thuật xử lí nước atomization

Chất lỏng nền: chất lỏng nền được lựa chọn dựa vào độ nhớt của nó, nhiệt độ hoạt

động, khả năng tương thích với các thành phần khác của lưu chất Thường thì chất lỏngnềnlà dầu hidrocacbon, dầu khoáng sản, dầu tổng hợp nhờ bền, dễ kiếm vá sự sẵn cócủa các chất phụ gia Ở đây, thông thường, thì dầu silicon được dùng trong lưu chất từbiến vì độ nhớt cũng như khả năng tương thích với thành phần khác

Các chất phụ gia: các chất phụ gia có nhiều công thức, tỉ lệ pha trộn khác nhau

thường độc quyền cho từng loại lưu chất Nhìn chung, các chất phụ gia đều có chức nănggiải quyết các vấn đề như sự lắng đọng, kết tụ, ngăn chặn oxi hóa, giảm độ mài mòn củacác hạt sắt từ

1.1.2 Nguyên lí hoạt động của MRF

-Ở trạng thái bình thường, khi không có từ trường đi qua lưu chất, các hạt

-Ở trạng thái có tác dụng của từ trường bên ngoài, các hạt sắt từ trong lưu

chất sẽ gắn kết, sắp xếp lại với nhau theo hình dạng các đường sức từ có khảnăng chống phá vỡ lien kết Độ bền của các liên kết phụ thuộc vào độ lớn của

từ trường bên ngoài đưa vào

Hình 1:Nguyên lí hoạt động của MRF

a) Không có từ trường đi qua.

b) Có từ trường đi qua.

1.1.3 Thuộc tính của lưu chất từ biến

Độ nhớt

Độ nhớt ở trạng thái không hoạt động của lưu chất từ biến đóng vai trò quan trong

Nó quyết định đến vận tốc, moment nhỏ nhất của đầu ra khi không có tác động của từtrường Ngoài ra nó còn ảnh hưởng đến yếu tố nhiệt độ của thiết bị liên quan đến lực vàmoment

Độ nhớt của lưu chất từ biến chịu ảnh hưởng của 2 yếu tố:

- Độ nhớt của chất lỏng nền

- Mật độ của các hạt từ nhỏ

Khi tăng mật độ các hạt từ lên, thì độ nhớt của lưu chất cũng tăng lên

Ứng suất chảy dẻo là yếu tố quan trọng nhất trong các thuộc tính của lưu chất từbiến Nó quyết định đến lực hoặc moment sinh ra lớn nhất khi có từ trường

Các yếu tố quyết định ứng suất chảy dẻo lớn nhất khi có từ trường trong lưu chấtVật liệu các hạt từ tính quyết định đến độ bão hòa từ của hạt từ tính, nên nó quyếtđịnh đến ứng suất chảy dẻo của lưu chất

Mật độ các hạt từ quyết định đến ứng suất chảy dẻo của lưu chất Tuy nhiên, một

số nhà nghiên cứu đã thí nghiệm và chỉ ra rằng khi tăng mật độ các hạt lên thì độ nhớt củalưu chất tăng lên nhanh hơn rất nhiều so với ứng suất chảy dẻo lớn nhất Điều này ảnhhưởng trực tiếp đến tỉ lệ giữa lực hoặc moment của thiết bị sinh ra ở trạng thái có từtrường và khi không có từ trường

Khi thay đổi một phần các hạt từ biến cho kích thước lớn hơn ta có thể đạt đượcứng suất chảy dẻo lớn nhất đồng thời giảm được độ nhớt

Hình 2 Ứng suất chảy dẻo và độ nhớt khi thay đổi tỉ lệ kích thước các hạt sắt từ

Ứng suất chảy dẻo của lưu chất (Psi)

Độ nhớt của lưu chất (Pa.s)

Chiều tăng mật độ từ thông

100%

hạt lớn100%

hạt nhỏ

Từ tính của lưu chất MRF

Dưới tác dụng của từ trường, mọi vật liệu đều thể hiện khả năng phản ứng củamình với từ trường bên ngoài Vật liệu chống lại, không cho từ trường đi qua, gọi là vậtliệu kháng từ Vật liệu có khả năng cho từ trường đi qua nhưng rất ít gọi là vật liệu thuận

từ Vật liệu cho phép từ trường đi qua mạnh gọi là vật liệu sắt từ Đặc trưng cho khả năngphản ứng của vật liệu, người ta xét trên độ từ thẩm của vật liệu (µ).Vật liệu kháng từ có

độ từ thẩm nhỏ µ <1 Vật liệu thuận từ µ=1 Vật liệu sắt từ µ>1 Để đơn giản, thôngthường độ từ thẩm của vật liệu được đánh giá dựa trên mối quan hệ giữa cường độ từtrường (H) và mật độ từ thông (B)

H

B=µ.

(1)Trong đó:

B: Mật độ từ thông (T)

H: Cường độ từ trường (A/m)

: Độ từ thẩm của vật liệu

Tuy nhiên, bằng các thực nghiệm, từ tính của vật liệu được thể hiện bằng mối quan

hệ giữa cường độ từ trường (H) và mật độ từ thông (B) đặc trưng bằng đường cong B-H

Tương tự vậy, từ tính của MRF cũng được thể hiện bằng đường cong B-H nhưhình 3

Mật độ từ thông, B(T)

Từ đồ thị trên ta cũng có thể nhận ra rằng, một yếu tố không kém phần quan trọngkhi nói về từ tính của lưu chất MRF đó chính là độ bão hòa từ Độ bão hòa từ là khả năng

từ hóa cực đại của lưu chất Khi lưu chất đã bão hòa từ, thì lúc đó, cho dù cường độ từtrường có tăng lên bao nhiêu lần nữa thì mật độ từ thông vẫn chỉ là một giá trị cực đại lúc

đã bão hòa Thông thường lưu chất MRF 132DG có độ bão hòa từ là 1.65 T

Từ tính MRF chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như mật độ các hạt sắc từ, khả năng

từ hóa của các hạt sắt từ, nhiệt độ…

Độ bền và hiện tượng In use thickening

Lưu chất sau một thời gian dài hoạt động, chịu ứng suất cao, tỉ lệ cắt cao thì độnhớt ở trạng thái không có từ trường sẽ tăng lên, và sau một thời gian thì tạo thành mộtlớp dày và lưu chất hoàn toàn mất đi những đặc tính ban đầu Sở dĩ xảy ra hiện tượng này

là sau một thời gian hoạt động, các lớp vỏ của các hạt từ bị vỡ ra tạo thành nhiều mảnhnhỏ Giải pháp cho tình trạng này là sử dụng các hạt có độ cứng cao, thay đổi chất phụ giasao để chống mài mòn, chống ma sát

1.1.4 Mô hình toán học của lưu chất MRF

Mô hình toán học của MRF đóng vai trò quan trọng trong trong quá trìnhnghiên cứu và phát triển của các thiết bị MR Hơn nữa, mô hình chính xác có thể

dự đoán hiệu suất của các thiết bị MR là một phần quan trọng trong việc chế tạo racác thiết bị Khi có từ trường tác động MRF thể hiện tính chất phi tuyến Một loạtcác mô hình phi tuyến đã được sử dụng để mô tả ứng xử của MRF, bao gồm các

mô hình chảy dẻo Bingham, mô hình hai độ nhớt, mô hình Herschel-Bulkley và

mô hình chảy dẻo Erying Mặc dù đã có một số mô hình đã được phát triển và ápdụng cho MRF, hai mô hình phổ biến nhất đã được sử dụng rộng rãi với độ chínhxác và chi phí tính toán hợp lý là mô hình chảy dẻo Bingham và mô hình chảy dẻoHerschel-Bulkley Vì vậy, hai mô hình này được sử dụng rộng rãi trong mô hìnhtoán của MRF

Mô hình chảy dẻo Bingham

Mô hình chảy dẻo Bingham gồm phần tử rắn liên kết song song với các phần tử chất nhớtNewton Loại này thì ứng suất cắt tỉ lệ thuận với tốc độ cắt và được biểu thị như sau:

( )H sgn γ. ηγ.y

: Tốc độ trượt của lưu chất

Sgn: là hàm dấu Đó là chất lỏng ở trạng thái đứng im, ảnh hưởng bởi độ nhớt đàn hồi chođến khi tốc độ cắt lớn hơn giá trị tới hạn τytrong khi nó di chuyển như một chất lỏngNewton khi vượt qua giá trị tới hạn Mô hình chảy dẻo Bingham được thể hiện trong hình

4 thể hiện những tính chất MRF phụ thuộc vào ứng suất

Trong trường hợp này, chất lỏng sẽ bị trượt dày hay trượt mỏng, đặc biệc là khiMRF chịu tốc độ cắt cao, cấu tạo này sẽ cho kết quả tốt hơn Trong trường hợp này môhình nhớt dẻo Herschel-Bulkley là phù hợp và được biểu thị như sau:

1/

(3)K: là thông số độ đặc

m: là hệ số chất lỏng của MRF

m>1: chất lỏng trượt mỏng, m<1: chất lỏng trượt dày, m=1 Mô hình Herschel-Bulkleygiống như mô hình Bingham

Trong rất nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, các thông số K,µ, là hằng số Nhưng thực

tế, các thông số này bị ảnh hưởng bởi từ trường Zubieta đã đề xuất chảy dẻo cho MRFdựa trên mô hình chảy dẻo Bingham là căn bản kết hợp với mô hình nhớt dẻo Herschel-Bulkley Các mô hình này sau đó được áp dụng trong một số nghiên cứu Tính chất lưubiến của MRF phụ thuộc vào từ trường và có thể được ước tính bằng công thức sau:

2 0

Bảng 1 :Các thông số cơ bản của MRF

1.2 Ứng dụng:

1.2.1 Các kiểu ứng dụng (Mode) của MRF

Hiện nay, MRF đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng khá rộng rãi trên thếgiới; Trong các ứng dụng, MRF thường được ứng dụng dưới bốn dạng chính: dòng chảy(flow mode), trượt (shear mode), nén (squeeze mode), thắt ( Pinch mode)

Hình 5 Model của MRF

Ở chế độ dòng chảy: Lưu chất MR chảy qua một kênh dẫn, từ trường đặt theo

hướng vuông góc với chiều dòng chảy Sức cản của dòng chảy được điều chỉnh bằngcường độ dòng điện đặt vào từ trường mà không cần thêm bất cứ bộ phận cơ khí nào Chế

độ dòng chảy được ứng dụng nhiều trong các hệ thống giảm sốc

Ở chế độ trượt: Lưu chất được đặt giữa 2 bề mặt phẳng song song, từ trường đặt

theo hướng vuông góc với mặt phẳng, việc thay đổi cường độ dòng điện vào từ trườnggiúp thay đổi ứng suất ma sát làm tăng lực ma sát giữa bề mặt lưu chất và bề mặt đĩa.Chính vì vậy, chế độ trượt được ứng dụng vào thiết kế phanh, li hợp

Tốc độLực

Dòng chảy

Áp suất

Vùng không từ tính

Chuyển vịLực

Ở chế độ nén: Lưu chất được đặt giữa 2 mặt phẳng song song, từ trường đặt theo

hướng vuông góc với mặt phẳng Khi cấp từ trường cho lưu chất, lưu chất có khả năngchịu nén Khi đặt lực lên một mặt phẳng, độ chuyển vị tương đối của 2 mặt phẳng phụthuộc vào cường độ từ trường Biên độ chuyển vị khi đặt từ trường vào lưu chất thườngrất nhỏ, chỉ khoảng vài mm nhưng lại có khả năng chịu đựng được lực tác dụng vào lớn.Hiện tại chưa có nhiều ứng dụng trong chế độ này

Ở chế độ thắt: Chế độ thắt về căn bản giống chế độ dòng chảy tuy nhiên từ

trường đặt song song với dòng chảy Ngoài ra, dòng chảy được ngăn cách bởi 1 vùng vậtliệu không từ tính, chính vì vậy, từ trường qua lưu chất không đồng nhất.Cụ thể là tạivùng bị ngăn cách bằng vật liệu không từ tính, lưu chất tại đó có các đường sức từ chạyqua lưu chất nhiều hơn các chỗ khác

1.2.2 Một số ứng dụng của MRF

Hiện nay đã có rất nhiều ứng dụng MRF trong nghiên cứu và phát triển một trongnhững ứng dụng được nghiên cứu và phát triển nhiều nhất là phanh lưu chất từ biến(MRB).Hệ thống phanh lưu chất từ biến (MRB) hiện nay hoàn toàn có thể đáp ứng tương

tự như hệ thống ABS trên xe ô tô Nhờ vào khả năng hoàn toàn điều khiển được với thờigian đáp ứng nhanh, khi kết hợp với các loại cảm biến vận tốc… ta hoàn toàn có thể điềukhiển phanh nhấp nhả như những gì hệ thống ABS có thể làm Ngoài ra còn có thêmnhững ưu điểm khác:

Năng lượng vận hành thấp: chỉ cần cung cấp dòng điện tối đa 3A thì MRB đã cóthể đạt được yêu cầu phanh hoàn toàn

Thiết kế và kết cấu khá đơn giản

Không cần hệ thống thủy lực đồng nghĩa với việc không có ống dẫn thủy lực nên

sẽ không chiếm dụng khoảng không nhiều

Không có ma sát giữa các bộ phận kim loại với nhau nên sẽ không có sự hao mòn

do ma sát

Dễ dàng điều khiển, đặc biệt chỉ cẩn phanh thông qua sợi dây điện

Thời gian đáp ứng nhanh: 20ms

Phốt

Cuộn dây

Vỏ phanh

Từ thông

MRFĐĩa phanhTrục

Hình 6: Phanh lưu chất từ biến truyền thống

Hình 6 mô tả một mô hình thắng từ biến truyền thống Lưu chất từ biến được đặtgiữa đĩa phanh và vỏ phanh Khi cấp điện vào cuộn dây, cuộn dây sẽ sinh ra từ trường điqua lưu chất làm lưu chất hóa dẻo tăng ứng suất ma sát giữa bề mặt đĩa phanh và vỏphanh, tạo nên moment phanh Các vòng phốt được lắp để ngăn chặn sự rò rĩ của lưu chất

ra bên ngoài làm sụt moment phanh

Ứng dụng MRF chế tạo bộ phận giảm chấn: Giảm chấn (damper) là một bộ

phận không thể thiếu trong ô tô cũng như nhiều máy móc khác, nó có tác dụng bảo vệ bộphận đàn hồi cũng như dập tắt dao động Hầu hết các loại giảm chấn thông thường đều có

độ cứng không thay đổi, vì vậy nếu mặt độ nhấp nhô của mặt đường trùng với tần số daođộng của thiết bị giảm chấn hoặc độ nhấp nhô mặt đường quá lớn thì hiệu quả của giảmchấn sẽ giảm đi đáng kể hoặc thậm chí là vô hiệu

Việc thiết kế bộ giảm chấn có khả năng điều chỉnh độ cứng trở nên cần thiết vì nó

có thể bù đắp những khuyết điểm của bộ giảm chấn thông thường, với khả năng điềukhiển được, MRF đã được nghiên cứu và ứng dụng trong thiết kế giảm chấn Nó có khảnăng tùy biến độ cứng của giảm chấn phụ thuộc vào độ nhấp nhô của mặt đường làm chodao động được dập tắt nhanh nhất, hiệu quả nhất mà người ngồi trên xe vẫn cảm thấythoải mái nhất

Về mặt kết cấu, giảm chấn sử dụng MRF có cấu tạo hoàn toàn khác so với các loạigiảm chấn thông thường khi nó hoàn toàn không sử dụng lò xo mà vẫn đảm bảo đầy đủ

về tính năng hoạt động

Từ thôngCuộn dây

Kênh lưu chất

Hình 7: Mô hình giảm chấn

Hình 7 là một trong những ứng dụng được nghiên cứu nhiều hiện nay đó là giảm chấn Khi xe di chuyển trên đoạn đường bằng phẳng, lúc đó không cần giảm chấn, dòng điện không cấp vào cuộn dây Khi qua những đoạn đường gồ ghề, cần giảm chấn, thì dòng điện cấp vào cuộn dây sinh ra từ trường đi qua các kênh dẫn điều chỉnh độ cứng củalưu chất MRF để dập tắt dao động một cách nhanh nhất

Ứng dụng MRF chế tạo khối gá động cơ: Cơ cấu gá động cơ (engine mount) là

một bộ phận quan trọng trong xe hơi, tàu thủy…nó dùng để gá đặt động cơ trên khung xe

và đảm bảo cho động cơ và các bộ phận truyền động (động cơ - hộp số - trục cát đăng)trên xe hoạt động ổn định Cơ cấu gá động cơ còn được sử dụng để giảm những rungđộng từ động cơ truyền tới khung xe nhờ đó mà người ngồi trong xe cảm thấy thỏa máihơn Nhiều kiểu cơ cấu gá động cơ đã được nghiên cứu và phát triển, trong đó một sốkiểu đã được đưa vào sản xuất và cung cấp trên thị trường

Việc phân loại gá động cơ có thể dựa vào tác động của nguồn năng lượng bênngoài, về cơ bản, cơ cấu gá động cơ có thể chia làm ba loại: loại thụ động (passivemount), chủ động (active mount) và bán chủ động (semi-active mount) Loại cơ cấu gáđộng cơ thụ động thường hay sử dụng là cơ cấu gá bằng vật liệu cao su (rubber mount),loại này đã được sử dụng rộng rãi từ thập niên 30 thế kỷ trước, ưu điểm của loại này làkích thước nhỏ gọn, giá thành rẻ và dễ bảo trì thay thế Cơ cấu gá động cơ bằng cao su có

hệ số giảm chấn thấp, hoạt động hiệu quả ở tần số hoạt động cao nhưng không hoạt độngtốt trong những tần số cộng hưởng Để giải quyết những hạn chế này, môt số cơ cấu gáđộng cơ bằng thủy lực (hydraulic mount) được phát triển và ứng dụng trong một số dòng

xe Gá động cơ thủy lực sử dụng quán tính do dòng chảy của chất lỏng giữa hai khoangđàn hồi (làm bằng cao su) Độ cứng động lực của cơ cấu gá động cơ bằng thủy lực caonhưng lại không giảm được những rung động ngoài dải cộng hưởng như cơ cấu gá bằngcao su, đặc biệt là vùng có tần số cao

Để cải thiện hoạt động, cơ cấu gá động cơ dạng chủ động được phát triển và đãđược sử dụng trên thị trường Dạng cơ cấu này sử dụng một lực tác động từ bên ngoài và

có thể dùng các thuật toán điều khiển để hệ thống gá hoạt động tốt hơn trong nhữngtrường hợp có những dao động bất thường Hệ thống gá động cơ chủ động có khả nănghoạt động tốt hơn trong một dải tần số rộng, nhưng nó không được sử dụng rộng rãi vì cơcấu phức tạp, cần năng lượng lớn và giá thành cao Những hạn chế trên có thể được giảiquyết bằng việc ứng dụng cơ cấu gá động cơ bán chủ động Cơ cấu này thường bao gồmmột cơ cấu gá bị động tích hợp với một hệ thống tự động điều chỉnh lực gảm chấn Vì

vậy, cơ cấu gá bán chủ động có thể hoạt động như mong muốn mà không cần nguồn nănglượng lớn cũng, kết cấu không quá phức tạp và giá thành vừa phải

Gần đây đã có nhiều nghiên cứu về dạng gá động cơ bán chủ động sử dụng MRF.Nhờ vào khả năng điều khiển được, MRF có thể hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu trongviệc điều chỉnh lực giảm chấn trong cơ cấu gá

Hình 8: Đồ gá cơ khí

Hình 8 là mô hình đồ gá cơ khí Về mặt cơ bản nó hoạt động giống như giảm chấn,khi có điện đi qua cuộn dây thì làm lưu chất trong kênh dẫn bị hóa dẻo Sự thay đổi dòngđiện làm thay đổi độ cứng của lưu chất trong kênh dẫn

Haptics

Haptics là một thuật ngữ có nghĩa tương tự như hệ thống phản hồi xúc giác Nógiúp ta có thể cảm nhận như mình đang trực tiếp cầm, nắm hay làm việc gì đó mặc dùchúng ta đang ở rất xa và chỉ quan sát trực tiếp qua camera

Ngày nay Haptics đang được ứng dụng khá rộng rãi nhất là trong lĩnh vực y học,điều này giúp cho một bác sĩ có thể thực hiện những ca mổ quan trọng từ xa Mặc dù

Nhờ vào khả năng đáp ứng nhanh, MRF đã nhanh chóng được nghiên cứu và ứngdụng vào trong lĩnh vực này, cụ thể là găng tay MR Thực chất của găng tay MR là sự kếthợp giữa các MRB lại với nhau, nó làm cản chuyển động của các ngón tay tương ứng vớilực phản hồi thực tế Từ đó người đeo găng tay có thể cảm giác được như đang trực tiếpthao tác.

Phụ thuộc vào độ lớn của từ trường và cách đưa từ trường vào ta có thể điều chỉnhvan theo kiểu ON/OFF hoặc theo áp suất ngõ vào

1.3 Mục đích nghiên cứu

Hiện nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu,phát triển và đạt được những thành tựunhất định trong ứng dụng lưu chất từ biến vào lĩnh vực cơ khí như sử dụng lưuchất MR trong thiết kế phanh, giảm chấn, li hợp… Ở đây, em tập trung nghiêncứu về vấn đề thiết kế phanh lưu chất từ biến Liệu rằng các đề tài nghiên cứu vềphanh đã được công bố đã thật sự tối ưu về khối lượng và moment yêu cầu haychưa? Dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Quốc Hưng, một kiểu phanh mớiđược đề xuất có khả năng tối ưu hơn so với các kiểu phanh cũ Và đề tài này, em sẽtập trung trình bày về thiết kế tối ưu, phanh lưu chất từ biến có nhiều cuộn dâynằm hai bên vỏ Đồng thời kết quả nghiên cứu sẽ được so sánh, đánh giá và kiểmtra bằng thực nghiệm

Hình 10: Cấu tạo van MR

Chương II Li hợp lưu chất từ biến 2.1 Tổng quan về nghiên cứu và ứng dụng của li hợp MRF

Trên thực tế, đã có khá nhiều các nghiên cứu liên quan đến hình dạng MRB nhằmmục đích tối ưu hóa hoạt động của li hợp, trong đó tập trung chủ yếu trong việc tối tưuhình dạng đĩa quay

- Phanh đĩa là loại phanh thông dụng nhất và cũng là dạng thiết kế đầu tiên

của MRB Đây là loại phanh chuẩn được tung ra thị trường

+ Ưu điểm của loại phanh này là dễ chế tạo và đạt được nhiều kết quả tối ưu về trọnglượng cũng như kích thước

o +Tuy nhiên, ứng dụng này lại không thích hợp trong trường hợp vị trí lắp đặt của MRB dạng hình trụ dài và nhỏ

Hình 11: Kết cấu MRB dạng đĩa

o Phanh tang trống : Dạng phanh này có thể khắc phục được nhược điểm

của loại phanh trên vì lực phanh được tạo ra trên bề mặt trụ của tang trống tuy nhiên nó tạo ra momen quán tính khá lớn Để khắc phục nhược điểm

đó, dạng tang trống ngược đã được thiết kế và giảm đáng kể momen quán tính

MRFCuộn dây

loại phanh trên, đồng thời khắc phục được nhược điểm chúng, đây là sự kết hợp giữa: phanh dạng đĩa và phanh dạng tang trống, phanh dạng đĩa và phanh dạng tang trống ngược Thực tế nghiên cứu cho thấy, phanh dạng kết hợp mang lại hiệu quả tối ưu hơn so với các dạng khác.