Mô hình thí nghiệm Hình 3.5 và được mô tả trên Hình 3.7, bao gồm: một bộ hộp số
bánh răng công nghiệp được truyền động bởi động cơ có điều khiển tốc độ bằng biến tần, cơ cấu tạo tải, hệ đo gồm 01 đầu đo mô men xoắn trên trục dẫn động, 01 đầu đo pha quang học, 01 gia tốc kế. Chi tiết cụ thể từng thiết bị được liệt kê trong Bảng 3.3. Toàn bộ hệ đo được điều khiển bởi một máy tính đo với phần mềm DASYLAB. Hệ
thống đo có thể thực hiện một số chức năng đo đạc: đo mô men xoắn tại một điểm trên trục truyền động, đo gia tốc dao động theo ba phương vuông góc tại một vị trí trên vỏ
hộp số, đo tín hiệu pha tham chiếu trên trục dẫn.
Đầu đo gia tốc dao động:
Loại đầu đo gia tốc thông dụng nhất hiện nay là loại được tích hợp với cảm biến áp
điện Hình 3.4, còn gọi là gia tốc kế áp điện (piesoelectric accelerometer). Nguyên lý của cảm biến áp điện dựa trên hiệu ứng áp điện do Pierre Curie tìm ra năm1880. Nguyên tắc hoạt động của đầu đo có thể mô tả ngắn gọn như sau: đầu đo làm việc như
một hệ dao động cưỡng bức, lượng biến dạng tuyệt đối của phần tử cảm biến sẽ tỷ lệ
tuyến tính với lực nén trên bề mặt các tấm vật liệu áp điện. Đầu đo sẽ tạo ra tín hiệu
điện áp với cường độ tỷ lệ với biên độ của gia tốc dao động (tuyệt đối) của đối tượng
đo. Ngoài ra còn một loại thông dụng nữa là đầu đo pha dao động bằng tia laze đã trình bày tại chương 1 (Hình 1.11).
Ưu điểm của đầu đo gia tốc:
- Hoạt động không cần nguồn cung cấp điện. - Kết cấu cứng vững và nhỏ gọn, khối lượng bé. - Phạm vi đo được (dải tần, biên độ) rất rộng. - Dễ dàng định vị và lắp đặt trên đối tượng đo. - Hoạt động rất ổn định trong một thời gian dài. - Chủng loại rất phong phú do nhiều hãng chế tạo.
Mô hình thí nghiệm:
Mô hình thí nghiệm Hình 3.5 bộ truyền bánh răng một cấp được xây dựng tại phòng thí nghiệm chẩn đoán thuộc Bộ môn cơ học ứng dụng, Đại học Bách Khoa Hà Nội [3]. Số răng bánh chủ động là 25 răng, số răng bánh bị động là 31 răng. Bánh răng thí nghiệm bị nứt một chân răng của bánh răng chủđộng 25 răng. Tốc độ trục quay động cơđược thay đổi bằng biến tần xung quanh tần số 68.5Hz (Bảng 3.2). Tín hiệu đo bởi
Chương 3. CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG CỦA HỘP SỐ BÁNH RĂNG
đầu đo gia tốc gắn bên ngoài hộp số, được lấy mẫu với tần số lấy mẫu là 10kHz. Số điểm lấy mẫu là 4096 điểm. Tần số ăn khớp bậc 1 bằng tần số trục quay nhân với số
răng bánh dẫn, thay đổi quanh 1712Hz.
Hình 3.5. Hình ảnh (a) mô hình thí nghiệm và (b) hệđo dao động
Tham số Bánh 1 Bánh 2
Kiểu Răng nghiêng tiêu chuẩn
Vật liệu thép Mođun (mm) 3 Tỷ số truyền 1,24 Số răng Zi 25 31 Tốc độ quay đầu vào 4110 v/ph (68.5 Hz) (a) (b) bánh răng bịđộng bánh răng chủđộng Hình3.6. Cặp bánh răng trụ
Hình 3.7. Mô hình thí nghiệm
TT Thiết bị Model Hãng SX Số lượng
1 Gia tốc kế áp điện EE 0011 ENDEVCO, USA 01
2 Đầu đo pha quang học MM 0024 B&K, Denmark 01
3 Máy đo đa năng DEWE-3000 DEWETRON, Austria 01
4 Phanh từ QSB-1525 TSUBAKI, JAPAN 01
5 Biến tần 3 pha 1,5kW Tự chọn
model SIEMENS, Đức 01
6 Động cơ 3 pha 1,5kW Tự chọn
Model ViHem, Việt Nam 01
7 Bàn giảm chấn Tự sản xuất Việt Nam 01
8 Bộ máy tính PC xhi ử lý tín
ệu sau đo FPT Elead Việt Nam 01
Chương 3. CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG CỦA HỘP SỐ BÁNH RĂNG
63