CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỘNG LỰC HỌC DẪN ĐỘNG PHANH KHÍ NÉN
2.1Cơ sở lý thuyết về mô hình hóa.
Khi nghiên cứu động lực học của hệ thống dẫn động bằng khí nén, cần phải thiết lập được các phương trình toán học mô tả quá trình làm việc của hệ thống hay nói cách khác là mô tả toán học hệ thống. Tuy nhiên bản chất vật lý của các hiện tượng xảy ra trong hệ thống rất phức tạp lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như kích thước đường ống, tính chất lưu thông của dòng chảy, áp suất của dòng khí,…nên việc mô phỏng một cách hoàn toàn chính xác là không thể thực hiện được, đặc biệt là quá trình quá độ và cho tới nay chưa có được những biểu thức toán học biểu diễn một cách chính xác quá trình lưu thông của dòng khí trong hệ thống. Do vậy, người ta thường phải dùng các phương pháp tính toán mô phỏng gần đúng để giải quyết bài toán này và sau đó bổ xung vào các công thức những hệ số thực nghiệm.
Cho tới nay có khá nhiều phương pháp tính toán và mô phỏng dẫn động phanh khí nén. Nói chung, chúng đều tồn tại các ưu nhược điểm nhất định. Trong phạm vi của đề tài này chỉ trình bày một phương pháp gọi là phương pháp mô phỏng tập trung (phương pháp tính toán áp suất tập trung tại điểm nút cho mạch dẫn động khí nén). Phương pháp này đạt được độ chính xác cần thiết và có ưu điểm là tương đối đơn giản, dễ thực hiện và cho phép nghiên cứu những hệ thống từ đơn giản đến phức tạp với độ chính xác cao.
Bản chất của phương pháp mô phỏng tập trung dựa trên 2 nguyên tắc sau:
Thể tích khí trong tất cả các phần tử của hệ thống (van, xi lanh chấp hành, đường ống,…) được coi là tập trung tại một dung tích và sức cản của các phần tử này được tập trung tại một tiết lưu.
Áp dụng quy tắc tính dòng điện đi qua điểm nút để tính lưu lượng khí đi qua điểm nút của sơ đồ mô phỏng.
31
Cho tới nay có khá nhiều cách tính toán dẫn động phanh khí nén, và chúng đều tồn tại những ưu nhược điểm nhất định. Trong phạm viluận văn, tôi xin trình bày một phương pháp tính: Phương pháp tính toán áp suất tập trung tại điểm nút cho mạch dẫn động khí nén. Phương pháp này đã đạt được một độ chính xác cần thiết và rất thuận tiện cho quá trình tính toán không chỉ với các mạch dẫn động đơn giản mà cả với những mạch dẫn động có sơ đồ kết cấu phức tạp. Phương pháp này cho phép đơn giản hóa bài toán mô phỏng và quy về việc xác định:
Quan hệ giữa các thông số dòng chảy đi qua điểm nút;
Quan hệ giữa các thông số dòng chạy đi qua tiết lưu;
Quan hệ giữa các thông số dòng chảy đi vào dung tích.