Nghiên cứu thiết kế thiết bị đo các đại lượng điện truyền tin theo chuẩn USB

Nghiên cứu thiết kế thiết bị đo các đại lượng điện truyền tin theo chuẩn USB Nghiên cứu thiết kế thiết bị đo các đại lượng điện truyền tin theo chuẩn USB Nghiên cứu thiết kế thiết bị đo các đại lượng điện truyền tin theo chuẩn USB luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

bộ giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hµ néi luận văn thạc sỹ khoa học nghiên cứu phân bố áp suất ổ thuỷ động thiết bị BK-BDAS2005 với vị trí cấp dầu khác ngành: Máy dụng cụ công nghiệp mà số: ngô việt dũng Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Văn Hùng hà nội 2006 Mục lục Lời cam đoan Danh mục ký hiệu, bảng, hình vẽ, đồ thị Mở đầu Chương 1: Sơ lược lịch sử phát triển Tribology 1.1: Mét sè nÐt vỊ Tribology tr­íc vµ sau Công nguyên 1.2: Nghiên cứu ma sát từ TK15 đến TK 20 1.3: Quá trình nghiên cứu từ TK 20 đến 1.4: Phân loại dạng bôi trơn Chương 2: Các phương trình thuỷ động 12 2.1: Phương trình Reynolds cho dòng chảy chiều 14 2.2: Phương trình Reynolds cho dòng chảy chiều 17 2.3 : ứng dụng phương trình Reynolds giải số toán 21 2.4 : Xử lý thiết kế ổ trượt 36 2.5: Những kết nghiên cứu thực nghiệm Thế giới 52 2.6: Một số dạng bôi trơn đĩa tròn, điều kiện biên Reynold 68 Chương 3: Thực nghiệm khảo sát trường áp suất ổ thuỷ động 3.1: Thiết bị BK-BĐAS 2005 78 3.2: Thực nghiệm khảo sát trường áp suất 89 Chương 4: Kết bàn luận Tài liệu tham khảo Phần phụ lục 95 Danh mục bảng: tt chương Chương trang Bảng 2.1: Tóm tắt giá trị thông số ổ Bảng 2.2: Giá trị thông số ổ trục dài vô hạn tên bảng Chương Bảng 3.1: Giá trị áp suất điểm đo Danh mục hình vẽ đồ thị: tt tên hĩnvẽ, đồ thị Hình1.1: Phân loại tương đối bôi trơn Hình2.1: Sơ đồ chủ yếu bôi trơn thuỷ động Hình2.2: Nguyên lý dòng chảy liên tục Hình2.3: ổ hẹp vô hạn Hình2.4: Profin màng dầu có dạng hàm số mũ Hình2.5: Sự thay đổi chiều dày màng dầu nhỏ Hình 2.6: Mặt phẳng cuối pâtnh trượt Hình 2.7: ỉ bËc Reyleigh H×nh 2.8: ỉ cã chiỊu réng hữu hạn 10 Hình 2.9: Đường cong tải trọng không thứ nguyên 11 Hình 2.10: ổ đỡ đơn giản 12 Hình 2.11: ổ đỡ có chiều dài L đường kính D=2R 13 Hình 2.12: Các thành phần lực 14 Hình 2.13: Sự tha đổi góc chất tải hàm số độ lệch tâm 15 Hình 2.14: Lưu lượng không thứ nguyên Q* 16 Hình 2.15: Phân bố áp suất không thứ nguyên P* 17 Hình 2.16: Độ lệch tâm tương đối 18 Hình 2.17: Ma sát ổ trục 19 Hình 2.18: Mô men ma sát không thứ nguyên trang 20 Hình 2.19: Các ổ trục gián đoạn 21 Hình 2.20: Các ổ đỡ phần 22 Hình 2.21: Cung cấp dầu ổ thông thường 23 Hình 2.22: Giới hạn làm việc ổn định 24 25 Hình 2.23a+b: Báo cáo Martin Garner, ( trÝch dÉn tõ J.A Williams, Engynering Tribology (1994) Published in the United States by Oford University) H×nh 2.24: Dự báo chiều dày màng dầu 26 Hình 2.25: Mô hình hai xylanh tải với bán kính R1 R2 27 28 Hình 2.26: Điều kiện Sommerfelds đầy đủ điều kiện biên Reynolds Hình 3.1: Sơ đồ động thiết bị BK-BDAS2005 29 Hình 3.2: Cụm ổ đỡ bôi trơn thuỷ động 30 Hình 3.3: Bản vẽ lắp thiết bị BK-BDAS2005 31 Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý đĩa phát sung tranzito quang 32 Hình 3.5: Biểu đồ áp suất với tải trọng W=350N 33 Hình 3.6: Biểu đồ áp suất với tải trọng W=450N 34 Hình 3.7: Biểu đồ áp suất theo chu vi ổ 35 Hình 3.8: Vị trí cấp dầu đường tín hiệu 36 Hình 3.9: Biểu đồ áp suất điểm đo 37 Hình 3.10: Vùng cấp dầu tối ưu Phần phụ lục: 38 Hình P1: Sơ đồ tính toán ổ 39 Hình P2: Sơ đồ chân tín hiệu IC EM8450AP Lời cam đoam: Tôi Ngô Việt Dũng lớp cao học khí 2003 ngành Máy Dụng cụ công nghiệp Số hiệu học viên: 328 Tôi xin cam đoan: luận văn thạc sỹ, đề tài Nghiên cứu phân bố áp suất ổ thuỷ động thiết bị BK BĐAS với vị trí cấp dầu khác nghiên cứu, tham khảo tài liệu, Thầy giáo: T.S Phạm Văn Hùng Bộ môn Máy Ma sát Trường Đại học Bách khoa Hà Nội hướng dẫn Hà nội, ngày tháng 10 năm 2006 Người viết luận văn: Ngô Việt Dũng mở đầu Lý chọn đề tài Trong khoảng 30 năm trở lại đây, kỹ thuật ma sát bôi trơn tiếp nhận thành tựu lĩnh vực tìm hiểu chế mòn, ma sát tiếp xúc vật rắn, chế bôi trơn Trong thực tiễn đà xuất nhiều loại vật liệu có tính chống mòn ma sát cao, vật liệu bôi trơn tổng hợp có hiệu cao Xuất nhiều phương pháp công nghệ bảo đảm tuổi thọ ®é tin cËy cđa c¸c cơm m¸y, chi tiÕt m¸y sở mòn ma sát Công nghệ bôi trơn có ý nghĩa to lớn kinh tế quốc dân Phần lớn máy móc ( 85 90%) không tiếp tục làm việc nguyên nhân hao mòn chi tiết Hội nghị giảm mòn kỹ thuật tổ chức Mỹ năm 1976 kết ln r»ng: ViƯc øng dơng kü tht ma s¸t sÏ tiết kiệm cho nước Mỹ hàng năm từ 12 đến 16 tỷ đôla Báo cáo hội ma sát học nước Anh năm 1966 thừa nhận hàng năm hiệu kinh tế ứng dụng thành tựu kỹ thuật ma sát 500 triệu Bảng, tương đương với 2% thu nhập kinh tế quốc dân Nền công nghiệp Tây Đức chịu tổn thất to lớn ma sát mòn máy Tổn thất năm 1974 lên đến 100 tỷ Mác, chiếm 1% ngân sách Tôi chọn đề tài Nghiên cứu phân bố áp suất ổ thuỷ động thiết bị BK BDAS2005 với vị trí cấp dầu khác với lý mong muốn kết nghiên cứu góp phần cải thiện điều kiện bôi trơn thiết bị máy móc, kéo dài tuổi thọ cđa chóng, ®ång thêi chøng minh mét sè vÊn ®Ị lý thuyết bôi trơn thuỷ động Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Tribology định nghĩa ngành khoa học kỹ thuật cuả bề mặt liên quan chuyển động qua lại phương pháp lý thuyết thực nghiệm Nó xử lý lúc nhiều khía cạnh ma sát, bôi trơn, mòn Công nghệ bôi trơn chuyên ngành mang nhiều tính lý thuyết kết hợp thực tiễn Nói đến kỹ thuật bôi trơn ma sát nói đến ngành khoa học liên ngành mẻ, kỹ thuật ma sát ( Ma sát, mài mòn, bôi trơn) vấn đề có liên quan ( tuổi thọ, độ tin cậy) Bôi trơn thuỷ động dạng công nghệ bôi trơn mà phần lý thuyết đà có nhiều công trình khoa học nghiên cứu Tuy nhiên, lý thuyết thực tế nhiều vấn đề cần quan tâm giải Thiết bị thí nghiệm BK BDAS2005 đề tài nghiên cứu phân bố trường áp suất ổ thuỷ động thực nghiệm, với trợ giúp đắc lực công nghệ thông tin vào trình đo lường kỹ thuật Đó xu hướng tất yếu giai đoạn công nghiệp hoá đại hoá ngày Trong khuôn khổ luận văn này, đối tượng nghiên cứu trường áp suất ổ thuỷ động Mục đích b»ng thùc nghiƯm kiĨm chøng mét sè kÕt qu¶ lý thuyết, đưa số kết luận trường áp suất ổ Phạm vi phương pháp nghiên cứu tài liệu lý thuyết thực tiễn bôi trơn thuỷ động nước giới Thực nghiệm đo quan sát áp suất ổ thuỷ động trực tiếp thiết bị có thay đổi vị trí lỗ cấp dầu, đưa nhận xét thay đổi hình dạng, điểm cực đại biểu đồ áp suất ý nghĩa khoa học thực tiễn: Cơ sở lý thuyết hình thành áp suất ổ thuỷ động Phân tích số yếu tố ảnh hưởng đến biểu đồ phân bố áp suất khả tải ổ Thiết kế chế tạo thiết bị BK BDAS2005, tiến hành thực nghiệm khảo sát biểu đồ áp suất, đưa biểu đồ áp suất quanh chu vi ổ, từ rút kết luận cần thiết Trong trình nghiên cứu, hướng dẫn nhiệt tình Thầy giáo hướng dẫn TS Phạm Văn Hùng nhóm nghiên cứu, đà hoàn thành luận văn Mặc dù đà cố gắng, luận văn không tránh sai sót Tôi xin góp ý, bảo Thầy Cô giáo bạn đồng nghịêp Tôi xin trân thành cảm ơn chương Sơ lược lịch sử phát triển tribology ************* 1.1 Mét sè nÐt vỊ ma s¸t häc tõ tr­íc công nguyên đến TK15 sau Công nguyên: Nền văn minh cổ mà lịch sử đà thành văn rõ ràng diễn Mesopotamia nghìn năm trước Có chứng rõ ràng họ đà phát triển biết đến số dụng cụ máy móc ma sát, mài mòn bôi trơn tinh vi Họ có xe ngựa có bánh bàn quay thợ gốm, vật dụng đòi hỏi phải dựa nguyên lý cổ trục quay Dấu vết vẽ tường Mesopotamia Ai cập đà diễn tả vận chuyển tảng đá lớn tượng Các thợ thủ công giai đoạn đà hiểu rõ vai trò bôi trơn việc giảm ma sát ván trượt tiếp xúc lăn Những chữ tượng hình Trung Quốc có từ thiên niên kỷ thứ trước Công nguyên tìm thấy cho thấy cỗ xe ngựa cổ có bánh xe quay thợ gốm sử dụng để nung cốc sứ thời điểm xuất vòng trục Trung Quốc vào năm 1500 năm 400 trước Công nguyên Công nghệ ổ trục Trung Quốc phát triển, trục làm đồng bôi trơn dầu thực vật mỡ động vật đà sử dụng cỗ xe ngựa chiến đấu Trong thời kỳ La Mà cổ đại ghi chép liên quan đặc biệt thiết kế ma sát, mòn bôi trơn Nó thể rõ vật dụng, vũ khí lại giai đoạn dụng cụ, máy móc thời kỳ Người Hy Lạp đà tích cực phát triển máy móc thiết bị khí Điều hiển nhiên để vận hành tốt, an toàn người ta đà phải quan tâm đến thiết kế trục bạc Máy tiện biết đến đà phát triển giai đoạn Một giá trị phát minh ý tưởng ma sát, mài mòn, bôi trơn công nghệ giai đoạn kỷ thứ sau Công Nguyên tìm thấy viết tay Mascus Vitruvius Polo kỹ sư, kiến trúc người La Mà Những ghi chép ông đà bị suất thời kỳ tuyên chiến đế quốc La Mà Nhưng coppy đà tìm thấy vào kỷ thứ 15 coi có ảnh hưởng đáng kể đến phát triển kiến trúc ma sát thời kỳ phục hưng Một khảo cổ thú vị theo quan điểm môn học ma sát, mòn, bôi trơn tìm thấy vào cuối năm 20 hồ Nemi cách Rome khoảng 30 km xác tàu lớn tìm thấy ( có vào khoảng năm 50 sau Công nguyên) Trên số tàu người ta tìm thấy bánh xe gỗ đường kính mét, thấy ổ trục trục lăn Các sử gia theo cách không thống phát triển công nghệ ma sát diễn Tây Âu suốt thời kỳ Trung đại ( khoảng thời gian liên tục từ năm 400 đến năm 1450 sau Công nguyên) Mặc dầu xem không nghi ngờ phát triển vững xảy Trung Quốc thời gian Nhiều ý tưởng phát minh có nguồn gốc từ Đông trước đưa vào châu Âu Nhiều máy móc sử dụng suèt thêi kú Trung cæ cã nguån gèc thêi gian sớm Nó đà có đòi hỏi mẫu thiết kế ma sát, mòn bôi trơn tinh vi Đồng hồ treo tường thành tựu kỹ thuật bật kỷ nguyên Mặc dầu vài mẫu vật tồn tại, người ta liệu bạc lót trục đồng đa số trục chúng sắt có phải cặp trục bạc gốc chúng làm thêm sau Tóm lại thời kỳ trước sau công nguyên tượng ma sát đà biết đến có nhiều ứng dụng sống hàng ngày Tuy nhiên, nghiên cứu mặt lý thuyết sơ đẳng, chưa có sở lý luận Về mặt lý thuyết phát minh thuộc Leonard Vinci (14521519) người Pháp, ông đà đưa hiệu ứng ma sát khái niệm hệ số ma sát 1.2 Nghiên cứu ma sát từ TK15 - TK20 Bắt đầu cho thời kỳ cần biết đến phát minh Leonard Vinci đà nói Ông phát minh sơ đồ nguyên lý nhằm giảm hệ số ma sát mà chúng có giá trị đến ngày Cuộc cách mạng khoa học lần thứ (1500 - 1750) ghi nhận bước phát triển quan trọng ngành ma sát khí, đáp ứng yêu cầu chế tạo trang thiết bị ngày phức tạp Tiêu biểu thời kỳ công trình cđa Bernard de Berlidor ( 1697-1761) vỊ kü tht dÉn hướng nâng Euler (1707- 1783) tính toán hệ số góc ma sát hiệu ứng độ nhấp nhô bề mặt Công nghiệp phát triển với tốc dộ ngày cao đà đẩy nhanh tốc độ nghiên cứu ứng dụng ma sát bôi trơn Vấn đề đặt đầy đủ công trình Charles Coulomb (1736 -1806): ma sát học đà kể đến tính chất vật liệu hiệu ứng bôi trơn, mối quan hệ tải trọng đặc tính tĩnh động cặp ma sát Từ ma sát học ngày nghiên cứu rộng sâu hơn; kể đến công trình G.A Him (1815 1890).N.P.Petrov (1826- 1920); B.Tower (1845- 1904) Trong lÜnh vực bôi trơn học giai đoạn bật công trình việc mô hình hoá dòng chảy chất lỏng đơn giản Stokes, hình thành phương trình tổng quát chuyển động chất lỏng cđa L.H.Navier (1785 - 1836), Lt ch¶y cđa Dim i Vitri = For i = To351 A(i) = Next Picture1.ForeColor = vb Red Ratio X1 = Ratio X2= Ratio Y1 = Ratio Y2 = DX1 = -1 DX2 = -1 Them cac gia tri % vao cac Zoom For i = To30 cmbZoomX1.AddItem CStr (20 + i*10) & “%” cmbZoomY1.AddItem CStr (100 + i*10) & “%” cmbZoomX2.AddItem CStr (100 + i*10) & “%” cmbZoomY2.AddItem CStr (100 + i*10) & “%” Next cmbZoomX1.Text = cmbZoomX1.List(8) cmbZoomY1.Text = cmbZoomY1.List(0) cmbZoomX2.Text = cmbZoomX2.List(0) cmbZoomY2.Text = cmbZoomY2.List(0) DrawGr1 DrawGr2 cmbMouse.Text = “Up” For i = To20 CmbDochinhxac AddItem i Next CmbDochinhxac Text = “5” Add Time With Cmb Time AddItem “5” AddItem “10” AddItem “20” AddItem “50” AddItem “100” AddItem “200” AddItem “500” Text = “5” Donvithoigian = Text End With HesoDongBo = 2.4 End Sub Private Sub Timer 1- Timer () ‘su kien thoi gian- bieu dien bieu do1 Dim M As POINTAPI Dim x,y Dim Sereen Width ‘Tang vi tri le DX1 bieu thi thoi gian DX1 + ‘ sau 50ms thi DX tang them don vi If < 2501 Then ‘ Neu 500 Then Temp = DX1* Ratio X1 - 500 End If ‘Ve luoi For i = To 500 If ( i* 16) * Ratio X1 - Temp > And If ( i* 16) * Ratio X1 Temp < 600 Then Picture1.Line( i* 16) * Ratio X1- Temp,0) - ( i* 16) * Ratio X1Temp,310) Picture.CurrentX = ( i* 16) * Ratio X1- Temp Pricture.Currenty = 149 Picture.Print i * ( Donvithoigian1/5) Picture.ForeColor = &HEOEOEO End If End If Next ‘Ve truc toa ben trai Truc Y1 CLs Truc Y1 ForeColor = vbBlue For i = To 15 If i Mod = Then Picture.ForeColor = vbBlue Truc Y1.CurrentX = 10 Truc Y1.CurrentY = 145 - (i *10) * Ratio Y1 Truc Y1 Print i If i Then ‘Then am Truc Y1.CurrentX = 10 Truc Y1.CurrentY = 145 -+(i *10) * Ratio Y1 Truc Y1 Print “-“ & i End If Else Picture1.ForeColor = &HEOEOEO End If Picture1.line(0, 150 -(i*10)* Ratio Y1) -(600, 150 -(i*10)* Ratio Y1) Picture1.line(0, 150 + (i*10)* Ratio Y1)-(600, 150 +(i*10)* Ratio Y1) Next Picture1.ForeColor = vbRed End Sub ‘Bieu thuc thi Private Sub Time 2- Timer () Dim M As POINTAPI Dim x,y Dim RPM As Doublu Dim my Time As Doublu Dim ®o-bv As Doublu DX2 = DX2 + ‘If Vitri < 501 Then Vitri = Vitri + ‘Else ‘ For i = To 500 ‘ B (i) = B (i + 1) ‘Don toa ‘ Next End If GetCursorPos M ‘ If cmb Mouse.Text = “Up” Then ‘ SetCursorPos M.x,Round (Sereen.Height/ Sereen.TwipsPerPixelY)- ‘Else ‘ SetCursorPos M.x,1 ‘ End If y = Abs ( Luu Y- M.y) Luu Y- M.y End If Else ‘ List1.Addltem y ‘ List1 TopIndex = List1 ListCount- If cmbMouse.Text = “Up” Then If Luu Y = Then ‘ SetCursorPos M.x,Round (Sereen.Height/ Sereen.TwipsPerPixelY)- y=0 Luu Y = Round (Sereen.Height/ Sereen.TwipsPerPixelY) End If Else If Luu Y >= Round (Sereen.Height/ Sereen.TwipsPerPixelY) - then SetCursorPos M.x,1 y=0 Luu Y = End If End If ‘Tinh chinh ‘If y 0And Abs ( B ( Vitri2- 1) -y) 500 Then Temp = DX2 * RationX2 - 500 End If Temp = -1 For i =0 To 500 If (i*16) * RationX2 - Temp> And (i*16)*RationX2-Temp < 600 Then Picture2.Line ((i*16) * RationX2-Temp,0) - ( (i*16)*RationX2Temp,310) If i Mod =0Then Picture2.ForeColor = vbBlue Picture2.Line ((i*16) * RationX2-Temp,0) - ( (i*16)*RationX2Temp,310) Picture2.CurrentX = (i*16) * RationX2-Temp Picture2.CurrentX = 140 Picture2Print (i *12) Picture2.ForeColor = & HEOEOEO End If End If Next TrucY2.Cls TrucY2 ForeColor = vbBlue Forr i =0 To 15 If i Mod = 0Then Picture2.ForeColor= vbBlue Truc Y2.CurrentX = Truc Y2.CurrentY = 140- (i* 10) * Ratio Y2 Truc Y2.Print i * (3/5) If i 0Then ‘Them am Truc Y2.CurrentX = 10 Truc Y2.CurrentY = 145+ (i* 10) * Ratio Y2 Truc Y2.Print “-“ & i * 40 End If Else Picture2.ForeColor = & HEOEOEO End If Picture2.line(0, 150 - (i*10) * RatioY2) -(600, 150 - (i* 10)* RatioY2) Picture2.line(0, 150 + (i*10) * RatioY2)-(600, 150 +(i* 10)* RatioY2) Next Picture2.ForeColor = vb Red End Sub Private Sub Vedothi 2() Dim i, Tam Dim Tinh chinh As Double Tinhchinh =1 HÐode hien thi dung thi For i = To vitri If i Then If vitri 2* < 501 Then ‘Chieu dai nho hon 501 Picture2.line((i-1)* RatioX2,150- Tinhchinh *B (i-1).x* RatioY2 * Val (txtC.Text))- (i * RatioX2,150- Tinhchinh *B (i-1).x* RatioY2 * Val (txtC.Text)) ‘ Else ‘ Tam = Vitri2 * RatioX2 - 501 ‘ Picture2.line((i-1)* RatioX2 - Tam,150- Tinhchinh *B (i).x* RatioY2 * Val (txtC.Text)) End If If (150- Tinhchinh*B (i-1).x* RatioY2 * Val (txtC.Text)< Then B (Vitri2) = Next End sub Phụ lục 3: Chức chân vao/ra cña IC VDD 14 oscr op 13 Y2 osc.out 12 Y1 clk 11 X2 data 10 X1 vss l r m Hình P2: Sơ đồ chân tín hiệu IC EM8450AP Tên gọi I/O V dd Chức Nguồn 5V Op I Osc.out O Clock output Clk I/o Ch©n Clock Data i/o Chân liệu Vss R Chân đất I Vµo L I Vµo M I Vµo X1 I Vµo X2 I Vµo Y1 I Vµo Y2 i Vµo Phơ lơc 4: Mét số đơn vị đo áp suất thường dùng luận văn: át = 1kG/cm2 bar= 105 N/m2 (= ¸t) Pa( Pascal) = N/m2 Piezo = 103 N/m2 Bari = 10-1N/m2 ... phần thực nghiệm, tập trung nghiên cứu thiết bị tạo trường áp suất đưa thiết bị số hoá để hiển thị áp suất hình máy tính Phần thí nghiệm, sử dụng thiết bị để nghiên cứu thay đổi trường áp suất... Tôi chọn đề tài Nghiên cứu phân bố áp suất ổ thuỷ động thiết bị BK BDAS2005 với vị trí cấp dầu khác với lý mong muốn kết nghiên cứu góp phần cải thiện điều kiện bôi trơn thiết bị máy móc, kéo... suất khả tải ổ Thiết kế chế tạo thiết bị BK BDAS2005, tiến hành thực nghiệm khảo sát biểu đồ áp suất, đưa biểu đồ áp suất quanh chu vi ổ, từ rút kết luận cần thiết Trong trình nghiên cứu, hướng