Trong nghiên cứu khoa học việc xây dựng hệ thống thí nghiệm cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Đáp ứng đƣợc yêu cầu của vấn đề lý thuyết cần nghiên cứu. - Đảm bảo độ chính xác, độ tin cậy và độ ổn định.
- Đảm bảo việc thu thập và xử lý các số liệu thí nghiệm thuận lợi. - Đảm bảo tính khả thi.
- Đảm bảo tính kinh tế.
Hệ thống thí nghiệm đƣợc trình bày dƣới đây nhằm phục vụ cho đề tài:“Nghiên
cứu thực nghiệm tính năng ma sát cặp ma sát má phanh xe máy”
Hệ thống thiết bị đƣợc đặt tại Phòng thí nghiệm ma sát học viện Cơ khí của trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội.
Hình 3.13. Hệ thống thiết bị thí nghiệm máy đo ma sát BK MS-MFXM. 3.7.2 Sơ đồ nguyên lý, cấu tạo của thiết bị thí nghiệm
Trong đó:
1: Thiết bị tác dụng lực
lên dầu phanh 5:Đồng hồ đo lực 9: Động cơ
2: Đồng hồ đo áp lực dầu phanh
6:Hệ thống ngàm phanh 10: Đĩa phanh xe máy 3:Xy lanh dầu má phanh 7: Bộ ly hợp
4: Má phanh 8: Dây đai
Trình tự thí nghiệm:
- Chuẩn bị các mẫu thí nghiệm, lắp và gá đặt mẫu thí nghiệm vào ngàm phanh. - Set 0 thiết bị;
-
- Đặt tải trọng Q
- Tiến hành lấy số liệu kết quả từ đồng hồ đo lực
- Q
3.7.3Thiết bị thí nghiệm.
Mẫu thí nghiệm:mẫu số 1 là má phanh Viva của hãng Suzuki, mẫu số 2 là má phanh xeSirius của hãng Yamaha, mẫu số 3 là má phanh xe Future của hãng xe Honda.
Hình 3.15. Mẫu chuẩn bị thí nghiệm.
3.16 và 3.17.
h a R1 R2 R3 R4 R5 R6
Hình 3.16 Hình dáng, kích thước của mẫu số 2
b c a d e f k g R
Hình 3.17 Hình dáng, kích thước của mẫu số 1 và 3
Kích thƣớc mẫu số 2 là: a= 2, R1 =10 mm, R2 =75mm, R3 =10mm, R4
=10mm, R5 =48mm, R6 =10mm, h = 10mm
Thông số kích thƣớc mẫu số 1 và số 3 là: a=25 mm, b= 76mm, c= 8,5mm,
d= 19mm, e= 7mm, f= 2mm, R= 59mm, R1= 93mm, k = 10mm, g = 4mm.
a) b) c)
Hình 3.18 Tổ chức bề mặt của 3 loại má phanh xe máy khảo sát trong đó: Mẫu số 1, b) Mẫu số 2, c) Mẫu số 3.
3.7.4 Các thông số cơ bản trong thí nghiệm
- Số vòng quay của đĩa phanh n= 550 vòng/phút;
- –
Bar đến 2 Bar.
- Thử nghiệm với mẫu số 1, mẫu số 2, mẫu số 3;
- Đƣờng kính đĩa phanh D= 220mm;
- Thí nghiệm với điều kiện ma sát khô;
- Diện tích bề mặt vật liệu ma sát của má phanh xe Sn:
Mẫu số 2 là S2=15,07cm2; Mẫu số 1 và 3 bằng nhau S1=S3=13,93 cm2. -
3.7.5 Đo và xử lý số liệu:
Bảng 3.2:Kết quả đo thực nghiệm và tính toán hệ số ma sát
Áp lực dầu phanh
(kgf)
Kết quả đo thí nghiệm của đồng hồ đo lực (số vạch)
Mẫu số 1 Mẫu số 2 Mẫu số 3
0,5 3 3 3 1 8 7 7 1,5 10 7 9 2 14 9 12 2,5 15 13 15 Áp dụng công thức (3.2) ta có: Mp= 2P µ rm.s= 2P µ rd Nên Với MP = Ptt . rd ta có :
Trong đó P là lực dầu phanh tác dụng lên một má phanh:
Ptt tra số vạch trên đồng hồ đo lực theo đƣờng đặc tính
Bảng 3.3: Kết quả tính toán hệ số ma sát µ của mẫu số 3
Áp lực dầu phanh (Bar) Ptt (N) P (N) µ 0,5 9,1 0,070 0,65 1 14,1 0,1413 0,50 1,5 20,25 0,211 0,48 2 23,12 0,282 0,41 2,5 27,53 0,353 0,39
Bảng 3.4: Kết quả tính toán hệ số ma sát µ của mẫu số 1 Áp lực dầu phanh (Bar) Ptt (N) P (N) µ 0,5 7,7 0,070 0,55 1 13,81 0,1413 0,49 1,5 17,30 0,211 0,41 2 21,99 0,282 0,39 2,5 26,12 0,353 0,37
Bảng 3.5: Kết quả tính toán hệ số ma sát µ của mẫu số 2:
Áp lực dầu phanh (Bar) Ptt (N) P (N) µ 0,5 8,9 0,070 0,64 1 13.56 0,1413 0,48 1,5 16,88 0,211 0,40 2 20,86 0,282 0,37 2,5 24,71 0,353 0,35
Hình 3.19. Đồ thị hệ số ma sát phụ thuộc vào áp lực dầu phanh
Nhận xét:
phanh -
cả 3 loại má phanh đều có hệ số ma sát tƣơng đồng nhau.
- Hệ số ma sát cả 3 loại má phanh đều có giá trị cao tại áp lực dầu phanh 0,5 Bar. - 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.5 1 1.5 2 2.5
Mẫu số 1 Mẫu số 2 Mẫu số 3
µ
Áp lực dầu phanh (Bar)
3.8 Kết luận chương 3:
Cặp ma sát má phanh xe máy có tính quyết định đến tính năng làm việc của xe máy, nên việc nghiên cứu hệ số ma sát của các cặp ma sát khác nhau của các hãng xe khác nhau sẽ cho ta thấy sự ảnh hưởng của , vật liệu cặp ma sát, điều kiện vận hành sẽ tạo điều kiện lựa chọn, thiết kế áp lực phanh, vật liệu cặp ma sát sao cho phù hợp với chế độ sử dụng xe máy ở nước ta.
Trong điều kiện phòng thí nghiệm với thiết bị đo ma sát má phanh xe máy qua khảo sát 3 loại vật liệu ma phanh xe máy cho thấy:
- -
-
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận văn đã trình bày tổng quan về vật liệu composite và vật liệu các cặp ma sát má phanh xe máy đúng như lý thuyết ma sát mòn vật liệu, từ đó cho thấy việc lựa chon cặp vật liệu và thiết kế hình dạng của cặp ma sát má phanh xe máy cần phải phù hợp với điều kiện sử dụng,dung tích xilanh, điều kiện khí hậu.
Luận văn tổng hợp nghiên cứu về cơ cấu của hệ thống phanh và tổ chức thực nghiệm khảo sát hệ số ma sát thông qua thiết bị đo.
- Thông qua các kết quả thực nghiệm cho thấy hệ số ma sát của các hãng xe khác nhau đều nằm trong phạm vi từ 0,35 đến 0,65.
- Trong các cặp ma sát khảo sát thì mẫu số 1có hệ số ma sát cao nhất, điều đó cho thấy công nghệ và vật liệu làm má phanh của hãng xe Yamaha ưu việt nhất.
Kiến nghị :
Có thể thay đổi vật liệu làm đĩa phanh từ vật liệu kim loại sang vật liệu gốm, khi ma sát sẽ sinh nhiệt làm đĩa phanh và má phanh cực nóng, đĩa phanh gốm dùng sợi cacbon và các vật liệu gốm có nhiệt độ ổn định nên có ưu thế vượt trội so với đĩa phanh làm bằng thép trong việc tản nhiệt, đĩa phanh gốm nhẹ, bền hơn đĩa phanh thép. Nên khi đó có thể chọn cặp ma sát sao cho có hệ số ma sát giữa vật liệu ma sát và đĩa phanh nhỏ hơn hệ số ma sát giữa lốp xe và bề mặt đường mà vẫn đảm bảo tuổi thọ và hiệu quả phanh sử dụng. Với đĩa phanh gốm nên chọn cặp ma sát có diện tích cặp ma sát lớn để tăng lực ép lên đĩa phanh, giúp tăng hệ số an toàn của hệ thống phanh đĩa.
TAI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Anh Tuấn,Phạm Văn Hùng – Ma sát học, Đại học Bách Khoa Hà Nội. [2] Nguyễn Hoa Thịnh, Nguyễn Đình Đức –Vật liệu Composite cơ học & công nghệ
- NXB khoa học và kỹ thuật – 2002.
[3] Đoàn Thị Thu Loan – Gia công Composite – NXB Bách Khoa – Hà Nội – 2013. [4] Nguyễn Hữu Cẩn – Phanh ôtô cơ sở khoa học và thành tự mới – NXB khoa học
và kỹ thuật Hà Nội – 2004.
[5] Nguyễn Doãn Ý- Giáo trình ma sát mòn bôi trơn Tribology – ĐHBK Hà Nội. [6] Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Văn Thêm- Kỹ thuật ma sát và biện pháp nâng cao
tuổi thọ thiết bị.
[7] Phan Đình Vƣợng, Nguyễn Văn Dƣơng- Sửa chữa xe máy- NXB Giáo Dục –
2003.
[8] Hoàng Trọng Bá- Sử dụng vật liệu phi kim loại trong nghành cơ khí, Hà Nội
1995.
[9] Donald H. Buckley “Friction, Wear and Lubncation in Vacuum”. Washington,
NASALevisResearchCenter, 1971.
[10] Kragelsky, V. V. Alisin Friction, Wear, Lubrication.Tribology handboo, Mir Publishers, 1981.
[11] Mazumdar, Sanjay K. Composites manufacturing: materials, product, anh process engineering. The United states of America. 2002.