Thiết kế, chế tạo thiết bị thí nghiệm xoắn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - NGUYỄN THU HƯỜNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM XOẮN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Thái Nguyên – 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tôi là: Nguyễn Thu Hường - Học viên cao học lớp K15 chun ngành Kỹ thuật Cơ khí, khóa 2012 - 2014 trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên Sau hai năm học tập, rèn luyện nghiên cứu trường, lựa chọn thực đề tài tốt nghiệp “ Thiết kế, chế tạo thiết bị thí nghiệm xoắn” Được giúp đỡ hướng dẫn tận tình Thầy giáo PGS.TS Ngơ Như Khoa nỗ lực thân, đề tài hồn thành Tơi xin cam đoan số liệu kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Thái Ngun, ngày 27 tháng 12 năm 2014 Học viên Nguyễn Thu Hường Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Lời tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Ngô Như Khoa - Thầy tận tình hướng dẫn, bảo,giúp đỡ Tơi nhiều q trình Tơi nghiên cứuvàhồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Chú Nguyễn Đức Dũng – Xưởng khí Dũng Trình, Chú nhiệt tình giúp đỡ, bảoTơi thời gian Tôi triển khai thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp, Phòng quản lý đào tạo sau đại học, Khoa Cơ khí mơn Chế tạo máy tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Cuối Tơi muốn bày tỏ lòng cảm ơn gia đình Tơi, bạn bèđã ủng hộ động viên Tơi suốt q trình làm luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Nguyễn Thu Hường Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC BẢNG BIỂU viii CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO MOMEN 10 CHƯƠNG 2CƠ SỞ BÀI TOÁN THIẾT KẾ 2.1 Cơ sở xác định thông số kĩ thuật thiết bị 2.1.1 Momen xoắn vùng đàn hồi 2.1.2 Momen xoắn vùng biến dạng dẻo .8 2.2 Phân tích tốn thiết kế .8 2.3 Chọn sơ thành phần cho thiết bị 13 CHƯƠNG 3THIẾT KẾ HỆ THỐNG 27 3.1 Thiết kế hệ thống thiết bị thí nghiệm 27 3.2 Kiểm nghiệm khả tải truyền .29 3.2.1 Bộ truyền đai .29 3.2.1.1 Kiểm nghiệm khả tải bánh đai chủ động 29 3.2.1.2 Kiểm nghiệm khả tải bánh đai bị động 30 3.2.2 Bộ truyền xích 34 3.3 Xác đinh khả tải cho thiết bị thí nghiệm .37 CHƯƠNG 4THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ TẠO MOMEN XOẮN 39 4.1 Thiết kế khung đỡ 39 4.2 Thiết kế đĩa kẹp .39 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 4.3 Thiết kế tay đòn 39 4.4 Thiết kế trục 40 CHƯƠNG HIỆU CHỈNH THIẾT BỊ 48 5.1 Thiết kế mơ hình hiệu chỉnh .48 5.2 Kết đánh giá 50 5.3 Kết luận kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO .56 PHỤ LỤC 57 Bảng kết thí nghiệm lần đo lực mơ hình thí nghiệm 57 Bảng xử lí kết đo tính tốn quy đổi giá trị điện áp loadcell 59 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Kí hiệu Diễn giải nội dung đầy đủ τ Ứng suất cắt σ Ứng suất pháp G Modun đàn hồi cắt E Modun đàn hồi θ Góc xoắn tỉ đối υ Góc xoắn tuyệt đối ρ,R Bán kính trục chịu xoắn D, d Đường kính trục chịu xoắn γ Biến dạng cắt 10 Jp Momen quán tính 11 M Z, T Momen xoắn 12 MZY Momen xoắn miền đàn hồi 13 MZU Momen xoắn miền biến dạng dẻo 14 L, l Chiều dài 15 P Công suất xoắn trục mẫu thí nghiệm 16 PY Cơng suất xoắn trục mẫu thí nghiệm miền đàn hồi Công suất xoắn trục mẫu thí nghiệm miền biến 17 PU dạng dẻo 18 Pdc Công suất động Công suất động xoắn trục mẫu thí nghiệm miền 19 PYdc đàn hồi Cơng suất động xoắn trục mẫu thí nghiệm miền 20 PUdc biến dạng dẻo 21 η Hiệu suất 22 n Tốc động vòng quay 23 i Tỉ số truyền truyền 24 Lđai Chiều dài dây đai Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 25 K Loại dây đai 26 a *, a1 Khoảng cách trục 27  Đường kính bánh đai 28 α Góc ơm lắp bánh đai 29 Zđai Số chêm dây đai 30 [P0] Công suất cho phép 31 Kd Hệ số tải trọng động 32 Cα Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ơm bánh đai nhỏ 33 Cl Hệ số kể đến ảnh hưởng đến chiều dài đai 34 Cu Hệ số kể đến ảnh hưởng tỉ số truyền 35 v Vận tốc 36 qm10 Khối lượng 1m đai có 10 chêm 37 Mtd, Mx, My Momen ngoại lực 38 F0đai Lực căng đai ban đầu 39 Fr Lực hướng kính tác dụng lên trục 40 Fvđai Lực căng đai lực li tâm sinh 41 Ft Lực vòng 42 Z1, Z2 Số đĩa xích 43 Q Tải trọng phá hủy xích 44 D0 , Da , Df Đường kính vòng chia, vòng đỉnh, vòng chân đĩa xích 45 Z Giá trị điện áp ứng với Kg loadcell 46 M Khối lượng 47 Vin Điện áp kích thích 48 Vout Điện áp đầu hiển thị 3570 49 QĐ Vout Điện áp đầu quy đổi theo điện áp loadcell 50 TB Vout Điện áp đầu trung bình hiển thị 3570 51 VTT out Điện áp đầu tính tốn loadcell 52 VKD Điện áp khoảng đo 53 ∆% Sai số D DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hiệu Nội dung Trang Hình 1.1 Thiết bị đo momen dạng tĩnh Hình 1.2 Thiết bị đo lực xiết hay vặn nắp chai Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Thiết bị đo momen dạng động sử dụng thu tín hiệu có vòng trượt – chổi quét Thiết bị đo momen dạng động sử dụng thu sử dụng máy biến áp quay sử dụng khớp nối Thiết bị đo momen dạng động sử dụng thu tín hiệu khơng dây ( sóng hồng ngoại radio ) 3 Hình 1.6 Cấu tạo thiết bị đo momen dạng động vòng trượt – chổi quét Hình 1.7 Thiết bị thí nghiệm xoắn gia lực tay Hình 1.8 Thiết bị thí nghiệm xoắn gia lực động Hình 2.1 Sơ đồ xác định đặc tính xoắn vật liệu Hình 2.2 Nguyên lí hoạt động thiết bị thí nghiệm 12 Hình 3.1 Sơ đồ thiết kế thiết bị thí nghiệm xoắn 25 Hình 3.2 Sơ đồ đoạn trục lắp bánh đai bị động ổ 29 Hình 3.3 Biểu đồ momen ngoại lực tác dụng lên trục lắp bánh đai ổ 30 Hình 3.4 Sơ đồ đoạn trục lắp xích ổ 32 Hình 3.5 Biểu đồ momen ngoại lực tác dụng lên trục lắp xích ổ 32 Hình 4.1 Hình vẽ 3D thiết kế, chế tạo khung đỡ 37 Hình 4.2 Bản vẽ chế tạo đĩa kẹp 38 Hình 4.3 Hình vẽ 3D tay đòn lắp với loadcell, gối trục vẽ chế tạo tay đòn 39 Hình 4.4 Bản vẽ chế tạo trục 40 Hình 4.5 Mơ hình 3D thiết bị thí nghiệm hồn chỉnh 41 Hình 4.6 Thiết bị đo hồn chỉnh 42 Hình 5.1 Mơ hình thí nghiệm giá trị lực tác dụng – điện áp 44 Hình 5.2 Đồ thị momen - điện áp đầu hiển thị 3570 48 DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu Nội dung Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN Trang http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng tra modun ứng suất cho số vật liệu thông dụng Bảng giá trị momen lớn vùng đàn hồi vùng biến dạng dẻo số vật liệu thông dụng Bảng giá trị góc xoắn lớn vùng đàn hồi số vật liệu thông dụng 19 10 Bảng 2.4 Bảng giá trị công suất xoắn 14 Bảng 2.5 Bảng tỉ số truyền i 16 Bảng 2.6 Bảng hiệu suất phương án ghép nối truyền 17 Bảng 2.7 Bảng tính sơ cơng suất động 18 Bảng 3.1 Thông số đĩa xích 26 Bảng 3.2 Thơng số xích lăn hai dãy 26 Bảng 5.1 Bảng thông số loadcell 43 Bảng 5.2 Bảng tính tốn sai số phép đo 46 Bảng Bảng kết lần thí nghiệm 51 Bảng Bảng kết xử lí kết thí nghiệm quy đổi điện áp 54 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO MOMEN Việc xác định giá trị momen xoắn có ý nghĩa quan trọng nhiều lĩnh vực thực tiễn.Giá trị momen xoắn dùng để xây dựng đường đặc tuyến làm việc động cơ, máy phát, từ xác định cơng suất động cơ, máy phát xác định khả tải động cơ, dùng để xác định momen quay bánh đà, hộp giảm tốc Giá trị momen xoắn cũngđược dùng việc xác định lực vặn bulong – đai ốc mối ghép kẹp chặt chi tiết, đặc biệt mối ghép kẹp chặt chi tiết chuyển động để tránh tượng tự tháo lỏng, hay dùng để xác định lực vặn sử dụng q trình đóng nắp chai tự động Trong lĩnh vực học vật liệu, giá trị momen xoắn xác định nhằm khảo sát ứng xử học vật liệu trạng thái trượt túy Thông qua việc đo giá trị momen xoắn,góc xoắn, biến dạngsẽ cho phép xây dựng biểu đồ momen xoắn – góc xoắn hay biểu đồmomen xoắn – biến dạng vùng đàn hồi vùng biến dạng dẻo vật liệu Từ đó, dùng cho việcxác định modun đàn hồi trượt cách trực tiếp dùng để xây dựng biểu đồ ứng suất – biến dạng cắtvà xác địnhgiá trị ứng suất cắt lớn đối vớimỗi loại vật liệu Bên cạnh đó, việc xây dựng mối tương quan momen xoắn – góc xoắn, ứng suất – biến dạng cắt vật liệu dùng làm sở tốn tính tốn thiết kế trục truyền động kĩ thuật, cho phép xác định sơ loại vật liệu kích thước trục thiết kế, dùng cho toán tối ưu hóa thiết kế kĩ thuật Trong thực tế có thiết bị đo giá trị momen xoắn : thiết bị đo momen xoắn dạng tĩnh thiết bị đo momen xoắn dạng động Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Luận văn Thạc Sĩ Kĩ Thuật 47 Chuyên ngành: Kĩ Thuật Cơ khí Cách vận hành thiết bị: Trục mẫu kẹp chặt đầu đĩa kẹp Việc thay đổi khoảng cách gá kẹp trục mẫu dịch chuyển cấu vít me – đai ốc, tay đòn lắp loadcell trượt giá đỡ thiết bị Gối trục có chuyển động quay lắp với hộp giảm tốc động cơ, động cơđược nối với công tắc tơ dùng để điều khiển chiều quay (công tắc tơ dùng để điều khiển động quay chiều kim đồng hồ quay ngược chiều kim đồng hồ)và nối với nút ấn điều khiển Trong q trình thí nghiệm xoắn trục, việc dừng động để quan sát ghi chép số liệu kết đo việc điều khiển chiều quay động thực nút ấn nối với công tắc tơ Thực hiện: Nguyễn Thu Hường Luận văn Thạc Sĩ Kĩ Thuật 48 Chuyên ngành: Kĩ Thuật Cơ khí CHƯƠNG HIỆU CHỈNH THIẾT BỊ 5.1 Thiết kế mơ hình hiệu chỉnh Thiết bị chế tạo thiết bị tao momen Giá trị momen đo momen phản lực tích số lực tác dụng với chiều dài cánh tay đòn Giá trị lực tác dụng đo loadcell IL 1000 vàhiển thị hiển thịDC Strain Gage 3570 Thông số loadcell IL 1000 Phạm vi đo 1000 kg Quá tải 150% Điện áp đầu 2±0,002 mV/V Điện áp kích thích - 15 V Bảng 5.1 Bảng thông số loadcell Việc xây dựng mơ thí nghiệm nhằm mục đích xác định quan hệ giá trị lực tác dụng – điện áp đầu hiển thị 3570 để so sánh kết đo thực với kết tính tốn theolí thuyết đánh giá sai số phép đo Sử dụng điện áp kích thích 10V, tính tốn điện áp đầu cho giá trị momen với điện áp loadcell mV/V Chiều dài cánh tay đòn thiết kế chế tạo cho thiết bị thí nghiệm 0,254 m 1000 kg load cell tương ứng với giá trị điện áp kích thích 10V tính theo hệ thức sau: 1:1000 kg = Z : 20 mV Z 2.10 = 0,02 (mV) 1000 Vậy 1Kg tương ứng với 0,02 mV Mơ hình kiểm nghiệm giá trị lực sử dụng tay đòn 1m điện áp cài đặt hiển thị thiết bị 3570 có giá trị 1,5 mV/V – 10 V Hệ thức liên hệ mơ hình kiểm nghiệm sau: M z  M l5  M l Thực hiện: Nguyễn Thu Hường (5.1) Với: - M2, M3(Kg): lực tác dụng lên cân đo loadcell - l5, l6: chiều dài tay đòn mơ hình kiểm nghiệm chiều dài tay đòn lắp loadcell, l5= 1m, l6 = 0,254 m Hệ thức quy đổi giá trị điện áp hiển thị 3570 giá trị điện áp loadcell sau với VKD  5(V ) : QĐ D Vout  Vout 1,  Vin (mV (5.2) ) VKD QĐ Với: -V out (mV ) : điện áp quy đổi giá trị điện áp thực loadcell D -Vout (mV ) :điện áp hiển thị hiển thị 3570 - Vin (mV ) :điện áp kích thích - VKD (mV ) :điện áp khoảng đo cho hiển thị 3570 Việc gia lực xác định giá trị lực tương ứng với giá trị điện áp hiển thị thiết bị 3570 thực kích thủy lực Mơ hình thí nghiệm xác định giá trị momen sau: s Loadcell DC strain gauge 3570 Kích thủy lực Cân đồng hồ thị lực tay đòn Hình 5.1 Thực nghiệm đo giá trị lực tác dụng – giá trị điện áp 5.2 Kết đánh giá Tiến hành bước thực nghiệm:Tạo momen cách gia lực cánh tay đòn thơng qua cấu kích thủy lực, ghi nhận giá trị cân đồng hồ đo giá trị điện áp loadcell hiển thị 3570 Từ kết đo đánh giá sai số theo công thức: QĐ TT Vout  out %  V TT 100 Vout TT Với: -V out (mV ) : điện áp tính tốn theo lí thuyết loadcell M1 (kg) Kết bước đo cho bảng sau: Vout (mV) V (mV) out QĐ TT Mz(N.m) M2 (kg) ∆% 50 19,69 0,382 0,394 -2,97 70 27,56 0,53 0,551 -3,84 90 35,43 0,6855 0,709 -3,27 10 100 39,37 0,766 0,787 -2,72 12 120 47,24 0,912 0,945 -3,48 14 140 55,12 1,068 1,102 -3,12 15 150 59,06 1,124 1,181 -4,83 17 170 66,93 1,279 1,339 -4,45 19 190 74,80 1,456 1,496 -2,68 20 200 78,74 1,54 1,575 -2,21 22 220 86,61 1,674 1,732 -3,36 24 240 94,49 1,828 1,890 -3,27 25 250 98,43 1,916 1,969 -2,67 27 270 106,30 2,086 2,126 -1,88 29 290 114,17 2,237 2,283 -2,03 30 300 118,11 2,322 2,362 -1,70 32 320 125,98 2,468 2,520 -2,05 34 340 133,86 2,65 2,677 -1,01 35 350 137,80 2,726 2,756 -1,09 37 370 145,67 2,856 2,913 -1,97 39 390 153,54 3,012 3,071 -1,92 40 400 157,48 3,085 3,150 -2,05 42 420 165,35 3,251 3,307 -1,70 44 440 173,23 3,396 3,465 -1,98 45 450 177,17 3,472 3,543 -2,01 47 470 185,04 3,624 3,701 -2,07 49 490 192,91 3,802 3,858 -1,46 50 500 196,85 3,891 3,937 -1,17 52 520 204,72 3,967 4,094 Bảng 5.2 Bảng so sánh sai số phép đo -3,11 QĐ Với: + Vout (mV ) : Điện áp quy đổi giá trị điện áp thực loadcell TT + Vout (mV ) :Điện áp tính tốn theo lí thuyết loadcell Vout (mV) Vout (mV) M1 (kg) Mz(N.m) M2 (kg) QĐ TT 54 540 212,60 4,183 4,252 -1,62 55 550 216,54 4,249 4,331 -1,89 57 570 224,41 4,459 4,488 -0,65 59 590 232,28 4,623 4,646 -0,49 60 600 236,22 4,674 4,724 -1,07 62 620 244,09 4,867 4,882 -0,31 64 640 251,97 5,057 5,039 0,35 65 650 255,91 5,134 5,118 0,31 67 670 263,78 5,295 5,276 0,37 69 690 271,65 5,385 5,433 -0,88 70 700 275,59 5,476 5,512 -0,65 72 720 283,46 5,718 5,669 0,86 74 740 291,34 5,87 5,827 0,74 75 750 295,28 5,954 5,906 0,82 77 770 303,15 6,119 6,063 0,92 79 790 311,02 6,283 6,220 1,01 80 800 314,96 6,363 6,299 1,01 82 820 322,83 6,521 6,457 1,00 84 840 330,71 6,672 6,614 0,87 85 850 334,65 6,773 6,693 1,20 87 870 342,52 6,946 6,850 1,40 89 890 350,39 7,105 7,008 1,39 90 900 354,33 7,185 7,087 1,39 92 920 362,20 7,337 7,244 1,28 94 940 370,08 7,52 7,402 1,60 95 950 374,02 7,614 7,480 1,79 97 970 381,89 7,765 7,638 1,67 99 990 389,76 8,009 7,795 2,74 100 1000 393,70 8,021 7,874 1,87 ∆% Bảng 5.2 Bảng tính tốn sai số phép đo Từ bảng 5.2 cho thấy có sai số kết đo thực kết tính tốn,sai số kết đo thực bao gồm: sai số chế tạo tay đòn, sai số loadcell, sai số hiển thị Từ kết số liệu xử lítrong bảng 2( Phụ lục), sử dụng phần mền excel xây dựng phương trình cho kết đo, giá trị đồ thị xác định cách loại bỏ bớt nhiễu sau lần thí nghiệm lấy trung bình cho giá trị kết đo Đồ thị mối quan hệ momen điện áp hiển thị hiển thị 3570 sau : Hình 5.2 Đồ thị momen – điện áp đầu hiển thị 3570 D Phương trình V out = 0,0026MZ(mV) với sai số bình phương R = 0,9994 phương trình đặc trưng cho mối tương quan lực tác dụng điện áp đầu hiển thị 3570 Phương trình dùng để xác định giá trị momen tiến hành thí nghiệm xoắn vật liệu thiết bị đo.Với sai sốcủa kết đo:  max  2,8%,   2, 2% 5.3 Kết luận kiến nghị Việc triển khai thực đề tài đạt số kết sau: - Đã thiết kế, chế tạo thiết bị đo momen có phạm vi đo giá trị momen : Mz = : 1000 N.m với giá trị hiển thị đạt độ xác: max  M z  2,8% ( N m) M  M  2, 2% ( N m) Mz z z Phần trăm tải cho thiết bị: 5% - Thiết bị thí nghiệm xoắn chế tạo có tốc độ quay n = 0,54 (vg/ph) phạm vi đo góc xoắn: Trong vùng đàn hồi:   30 0 Trong vùng biến dạng dẻo:  360  Thiết bị chế tạo sử dụng cho mục đích: - Tiến hành thí nghiệm quan sát, khảo sát đặc tính chịu xoắn vật liệu vùng đàn hồi vùng biến dạng dẻo vật liệu - Dùng cho việc thiết kế, chế tạo thiết bị đo momen tĩnh động ứng dụng thực tiễn Tuy nhiên, trình thực đề tài, điều kiện hạn chế nên thiết bị chế tạo chưa giải hết vấn đề sau: - Thiết bị chưa có tính chun dụng chưa tự động hóa: giá trị momen đo khơng hiển thị trực tiếp hiển thị mà giá trị momen xác định tính tốn quy đổi - Khơng có thiết bị chỉnh có độ xác cao để đánh giá, xác định lại xác sai số kết đo thiết bị chế tạo TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, 2 PGS Hà Văn Vui, TS Nguyễn Chỉ Sáng, THs Phan Đăng Phong, Sổ tay thiết kế khí tập 1, 2, 3 Jame M Gere, Mechanics al of materials, sixth edition Torsion tests, www.sut.ac.th/engineering/Metal/ /10_Torsion%20test.p William J Palm III, System dynamics, Second edition Cataloge Flender ship standard industrial planetary gear unit, w3app.siemens.com/ /Documentsu20Catalogs/MD31.1_ Cataloge Shaft mount worm gear and bevel reducer www.emersonindustrial.com/en-US/ /Catalog/Form_9242E.pdf Dodge Gear engineering Cataloge www.baldor.com/pdf/CA1601_Catalog/CA1601.pdf PHỤ LỤC Bảng kết thí nghiệm lần đo lực mơ hình thí nghiệm out D1 VDou2 Vou D3 VDou4 Vout D5 F1 (kg) Mz ( N.m) 50 (mV ) 0,124 (mV ) 0,128 (mV ) 0,146 (mV ) 0,128 (mV ) 0,126 70 0,169 0,177 0,197 0,181 0,172 90 0,252 0,236 0,221 10 100 0,245 0,25 0,284 0,266 0,25 12 120 0,303 0,309 0,334 0,323 0,3 14 140 0,345 0,354 0,379 0,362 0,352 15 150 0,373 0,379 0,403 0,39 0,372 17 170 0,423 0,429 0,453 0,444 0,427 19 190 0,483 0,488 0,506 0,505 0,485 20 200 0,514 0,512 0,533 0,527 0,514 22 220 0,556 0,56 0,577 0,572 0,558 24 240 0,608 0,61 0,628 0,625 0,61 25 250 0,638 0,638 0,656 0,65 0,64 27 270 0,693 0,696 0,71 0,699 0,697 29 290 0,749 0,746 0,756 0,744 0,747 30 300 0,777 0,773 0,781 0,766 0,772 32 320 0,83 0,825 0,831 0,819 0,824 34 340 0,885 0,885 0,889 0,869 0,88 35 350 0,911 0,908 0,912 0,89 0,907 37 370 0,954 0,955 0,957 0,937 0,947 39 390 1,006 1,003 1,003 0,985 0,997 40 400 1,038 1,03 1,03 1,014 1,025 42 420 1,086 1,085 1,08 1,065 1,077 44 440 1,133 1,135 1,122 1,108 1,128 45 450 1,159 1,159 1,146 1,137 1,154 47 470 1,212 1,212 1,191 1,184 1,2 49 490 1,269 1,273 1,249 1,239 1,26 50 500 1,297 1,301 1,271 1,265 1,293 52 520 1,34 1,351 1,315 1,318 1,334 V t t t Bảng Bảng kết lần thí nghiệm F1 (kg) Mz ( N.m) 54 55 57 59 60 62 64 65 67 69 70 72 74 75 77 79 80 82 84 85 87 89 90 92 94 95 97 99 100 out D1 V VDou2 t Vou D3 t VDou4 t Vout D5 (mV ) (mV ) (mV ) (mV ) 540 550 570 590 600 620 640 650 670 690 700 720 740 750 770 790 800 820 840 850 870 890 900 920 940 950 970 990 (mV ) 1,397 1,425 1,481 1,535 1,564 1,617 1,676 1,7 1,755 1,806 1,834 1,893 1,945 1,974 2,03 2,094 2,117 2,172 2,221 2,257 2,314 2,37 2,399 2,448 2,519 2,555 2,605 2,662 1,408 1,44 1,495 1,548 1,578 1,628 1,69 1,717 1,772 1,825 1,915 1,964 1,992 2,047 2,115 2,149 2,023 2,258 2,298 2,364 2,416 2,449 2,498 2,566 2,594 2,649 2,704 1,366 1,393 1,449 1,5 1,525 1,58 1,649 1,679 1,735 1,79 1,821 1,88 1,938 1,965 2,023 2,088 2,117 2,168 2,225 2,258 2,318 2,368 2,395 2,448 2,507 2,533 2,588 2,643 1,371 1,399 1,459 1,518 1,544 1,592 1,656 1,689 1,737 1,789 1,821 1,874 1,927 1,957 2,008 2,066 2,137 2,183 2,212 2,27 2,322 2,347 2,396 2,454 2,484 2,536 2,58 1,389 1,425 1,483 1,54 1,566 1,622 1,691 1,717 1,768 1,824 1,853 1,91 1,961 1,988 2,042 2,101 2,129 2,181 2,226 2,258 2,314 2,367 2,391 2,441 2,494 2,526 2,572 2,622 1000 2,694 2,736 2,676 2,609 2,651 Bảng Bảng kết lần thí nghiệm Bảng xử lí kết đo tính tốn quy đổi giá trị điện áp loadcell Do có sai số kết sử dụng loadcell: sai số tính lặp lại lần đo; sai số khơng tuyến tính tăng lực làm uốn cong đường thẳng điện áp đầu ra; sai số biến dạng dư theo thời gian đo điều kiện lực tác dụng, môi trường đo hay thông số ảnh hưởng khác giữ nguyên; sai số độ trễ lần đọc khác với giá trị lực, lần đọc thứ tăng lực từ giá trị nhỏ tới lớn lần đọc thứ giảm lực từ giá trị lớn nhỏ ; ảnh hưởng nhiệt độ môi trường đo tới hệ số giãn nở nhiệt load cell Do đó, tiến hành xử lí số liệu đo cách loại bỏ nhiễu tính giá trị trung bình với kết đovà tính tốn quy đổi giá trị điện áp đo thực loadcell TB QĐ D1* (mV) Vout D2* (mV) Vout D3* (mV) V out F1(kg) Mz(N.m) Vout (mV) V out (mV) 50 0,126 0,128 0,128 0,127 0,382 70 0,181 0,172 0,177 0,177 0,530 90 0,221 0,236 0,229 0,686 10 100 0,266 0,25 0,25 0,255 0,766 12 120 0,3 0,303 0,309 0,304 0,912 14 140 0,362 0,352 0,354 0,356 1,068 15 150 0,372 0,373 0,379 0,375 1,124 17 170 0,423 0,427 0,429 0,426 1,279 19 190 0,483 0,485 0,488 0,485 1,456 20 200 0,512 0,514 0,514 0,513 1,540 22 220 0,556 0,558 0,56 0,558 1,674 24 240 0,608 0,61 0,61 0,609 1,828 25 250 0,638 0,64 0,638 0,639 1,916 27 270 0,693 0,696 0,697 0,695 2,086 29 290 0,744 0,746 0,747 0,746 2,237 30 300 0,772 0,773 0,777 0,774 2,322 32 320 0,819 0,824 0,825 0,823 2,468 34 340 0,88 0,885 0,885 0,883 2,650 35 350 0,907 0,908 0,911 0,909 2,726 37 370 0,947 0,954 0,955 0,952 2,856 39 390 1,003 1,003 1,006 1,004 3,012 40 400 1,025 1,03 1,03 1,028 3,085 42 420 1,08 1,085 1,086 1,084 3,251 44 440 1,128 1,133 1,135 1,132 3,396 45 450 1,159 1,154 1,159 1,157 3,472 47 470 1,2 1,212 1,212 1,208 3,624 49 490 1,26 1,269 1,273 1,267 3,802 50 500 1,293 1,297 1,301 1,297 3,891 52 520 1,315 1,318 1,334 1,322 3,967 Bảng Bảng kết xử lí kết thí nghiệm quy đổi điện áp F1(kg) D1* D2* D3* TB QĐ Mz(N.m) Vout (mV) V out (mV) V out (mV) V out (mV) V out (mV) 54 540 1,389 1,397 1,397 1,394 4,183 55 550 1,399 1,425 1,425 1,416 4,249 57 570 1,481 1,483 1,495 1,486 4,459 59 590 1,535 1,54 1,548 1,541 4,623 60 600 1,544 1,564 1,566 1,558 4,674 62 620 1,617 1,622 1,628 1,622 4,867 64 640 1,676 1,69 1,691 1,686 5,057 65 650 1,717 1,7 1,717 1,711 5,134 67 670 1,755 1,768 1,772 1,765 5,295 69 690 1,789 1,79 1,806 1,795 5,385 70 700 1,821 1,834 1,821 1,825 5,476 72 720 1,893 1,91 1,915 1,906 5,718 74 740 1,945 1,961 1,964 1,957 5,870 75 750 1,974 1,988 1,992 1,985 5,954 77 770 2,03 2,042 2,047 2,040 6,119 79 790 2,088 2,094 2,101 2,094 6,283 80 800 2,117 2,117 2,129 2,121 6,363 82 820 2,168 2,172 2,181 2,174 6,521 84 840 2,221 2,225 2,226 2,224 6,672 85 850 2,257 2,258 2,258 2,258 6,773 87 870 2,314 2,314 2,318 2,315 6,946 89 890 2,367 2,368 2,37 2,368 7,105 90 900 2,391 2,395 2,399 2,395 7,185 92 920 2,441 2,448 2,448 2,446 7,337 94 940 2,494 2,507 2,519 2,507 7,520 95 950 2,526 2,533 2,555 2,538 7,614 97 970 2,572 2,588 2,605 2,588 7,765 99 990 2,643 2,662 2,704 2,670 8,009 100 1000 2,651 2,676 2,694 2,674 8,021 Bảng Bảng kết xử lí kết thí nghiệm quy đổi điện áp ... Cơ sở xác định thông số kĩ thuật thiết bị Thiết bị thiết kế, chế tạo thiết bị thí nghiệm (thiết bị tạo momen xoắn) , nguyên lí xác định giá trị momen thiết bị tạo dựa vào định luật III Niuton:... Hình 1.8 Thiết bị thí nghiệm xoắn gia lực động Hình 2.1 Sơ đồ xác định đặc tính xoắn vật liệu Hình 2.2 Ngun lí hoạt động thiết bị thí nghiệm 12 Hình 3.1 Sơ đồ thiết kế thiết bị thí nghiệm xoắn 25... cần đặt phải có thiết bị xác định đặc tính chịu xoắn trục mẫu vật liệu thí nghiệm Vì tác giả chọn đề tài: “ Thiết kế, chế tạo thiết bị thí nghiệm xoắn ” CHƯƠNG CƠ SỞ BÀI TOÁN THIẾT KẾ 2.1 Cơ