TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG THỬ PHANH
3.3.3.2 Tính toán lựa chọn cảm biến đo lực (loadcell)
Khi phanh mô men cản đặc lên trục động cơ điện thì rôto của động cơ sẽ tạo ra một mô men Mfr có chiều ngược với mô men quay do từ trường cuộn dây starto tạo ra. Mô men Mfr làm cho starto xoay, sự xoay này tác động lên loadcell một lực. Như vậy lực tác dụng lên loadcell lớn nhất khi lực phanh đạt giá trị cực đại. Do đó để lựa chọn thông số loadcell ta cần xác định mô men cản đặt lên trục động cơ khi lực phanh đạt giá trị cực đại .
Mô men cản cả hệ thống bao gồm: lực phanh, mô men quán tính ru lô, lực ma sát các ổ bi. Để thuận tiện cho việc tính toán ta qui đổi mô men tại bộ phận làm việc thành mô men cản trên trục của một động cơ điện ().
Hình 3.8: Sơ đồ truyền động băng thử phanh
- Mô men cản phanh
(3-7) (3-8) Suy ra: (3-9) (3-10) -: tỉ số truyền hộp giảm tố
- : hiệu suất truyền
-Mô men quán tính ru lô
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có:
Do ru lô là khối trụ tròn ta có: suy ra:
Mô men cản tổng lớn nhất của hệ thống đặt lên trục động cơ điện:
Do mô men cản trên hệ thống cân bằng với mô men làm xoay starto ta có:
Thế vào phương trình (3-9) và biến đổi ta được:
Trong đó:
-: lực đo được khi stator xoay tác động lên loadcell. - : chiều dài cánh tay đòn tác dụng lên loadcell,. -hiệu suất truyền của hộp giảm tốc
-: hiệu suất bộ truyền xích -: tỉ số truyền,
Thế các giá trị vào biểu thức (3-10) ta được:
Như vậy lực tác dụng lớn nhất lên mỗi loadcell là:
Ta thấy giá trị cảm biến đo lực phụ thuộc vào thông số kỹ thuật của bệ đo như đường kính ru lô, tỉ số truyền, cánh tay đòn. Do đó, ta có thể hiệu chỉnh chiều dài cánh tay đòn để đặt giá trị tải ban đầu. Điều này làm cho việc chọn cảm biến thay thế rất dễ dàng và hiệu chỉnh được sai số của hệ thống.