L ỜI CAM ĐOAN
2.3.Tính chọn phƣơng án thiết kế thiết bị
2.3.1. Động cơ:
a. Phƣơng án 1: sử dụng động cơ 1 chiều. - Ƣu điểm: rẻ tiền, dễ sửa chữa.
- Nhƣợc điểm: cấu tạo thƣờng cồng kềnh, khó bố trí trên thiết bị nhỏ gọn, khó khống chế đƣợc tốc độ; khi đảo chiều thời gian trễ lớn.
b. Phƣơng án 2: sử dụng động cơ servo.
- Ƣu điểm: nhỏ gọn, dễ bố trí trên thiết bị thí nghiệm; có sẵn mạch điều khiển đồng bộ, dễ dàng điều chỉnh tốc độ và đảo chiều động cơ.
- Nhƣợc điểm: giá thành cao, khó sửa chữa.
c. Kết luận: với hai phƣơng án trên, tác giả lựa chọn phƣơng án 2, phù hợp với kết cầu thiết bị và cấu trúc luận văn. Do thiết bị thí nghiệm nhỏ gọn,
2.3.2. Phƣơng án dẫn động tịnh tiến:
a. Phƣơng án 1: sử dụng vít me bi.
- Ƣu điểm: Hoạt động ổn định, hiệu suất truyền cao, có sẵn gối đỡ di động. Rất sẵn trên thị trƣờng, đủ loại để lựa chọn, giá thành rẻ.
- Nhƣợc điểm: khó sửa chữa khi xảy ra sự cố (thông thƣờng phải thay). b. Phƣơng án 2: sử dụng bộ truyền thanh răng - bánh răng.
- Ƣu điểm: sễ chế tạo, sửa chữa, thay thế.
- Nhƣợc điểm: hiệu suất truyền thấp; diện tích bố trí rộng. c. Phƣơng án 3: sử dụng cơ cấu tay quay - con trƣợt.
- Ƣu điểm: đơn giản, gọn nhẹ, hiệu suất truyền cao, rất phù hợp với dao động có biên độ ổn định.
- Nhƣợc điểm: Lắp ghép đòi hỏi độ chính xác cao, khó điều chỉnh khi cần thay đổi biên độ dao động.
d. Kết luận: từ các phƣơng án trên, qua khảo sát tác giả lựa chọn phƣơng án sử dụng vít me bi làm cơ cấu dẫn động. Do phƣơng án này đơn giản, có sẵn trên thị trƣờng, giá thành rẻ; chỉ cần lựa chọn tỷ số chuyền hợp lý sẽ dễ dàng điều chỉnh biên độ dao động.
2.3.3. Hành trình làm việc của thiết bị:
Với mẫu thử là xi lanh giảm chấn của xe máy, hành trình làm việc của thiết bị chỉ cần đảm bảo tạo chuyển động khứ hồi của gối di động trong phạm vi biên độ không quá 100 mm.
Tuy nhiên, để tăng tính linh hoạt về khả năng làm việc của thiết bị khi thí nghiệm với một số loại giảm chấn khác (ví dụ: giảm chấn ô tô), tác giả lựa chọn thiết kế phạm vi hành trình của gối di động đến 500 mm, điều chỉnh thông qua vít me bi.
2.3.4. Phƣơng án đo lƣờng, xử lý số liệu.
a. Để đo lƣờng đƣợc các thông số lực (F), khoảng dịch chuyển của pistong (Y). Tác giả lựa chọn phƣơng án nhƣ sau:
- Đo lực F: sử dụng cảm biến đo lực có khả năng đo đƣợc đến tải trọng 500 lb ≈ 226,8 kg ≈ 2.222,64 N.
- Đo chuyển dịch pistong (X): dử dụng cảm biến dịch chuyển thẳng LVDT kiểu AC đo đƣợc trong phạm vi biên độ 100 mm.
b. Các giá trị lực (F), chuyển dịch (X), vận tốc (V) xác định qua phân tích dữ liệu tƣơng tự analog, thu thập qua bộ chuyển đổi tƣơng tự số DAQ ghép nối với máy tính. Sử dụng phần mềm Labview để ghi nhận, xử lý dữ liệu và điều khiển thiết bị
2.3.5. Chọn công suất, vận tốc quay của động cơ và bộ vít me bi
a. Công suất động cơ P (kW):
P = (F x V) / (η x 1000) Trong đó:
F - lực cản lớn nhất của giảm chấn thủy lực; Fmax = 1.000 N. V - vận tốc dịch chuyển của xi lanh; Vmax = 300 mm/s = 0,3 m/s. η - hiệu suất hệ thống; η = 0,8.
Từ đó, công suất định mức của động cơ:
P = (1.000 x 0,3) / (0,8 x 1000) = 0,375 kW b. Vận tốc quay của động cơ n (vòng/phút):
Với phƣơng án sử dụng bộ truyền chuyển động là vít me bi, vận tốc quay của động cơ đƣợc tính nhƣ sau:
n = [V x 60] / [t x m] Trong đó:
V - vận tốc chuyển động tịnh tiến dọc trục vít me; Vmax = 300 m/s. t - bƣớc vít me; xem xét giải bƣớc vít me t = [10, 15, 20] mm.
m - số đầu mối vít me; xem xét một số vít me có m = [1, 2] đầu mối. Từ đó, vận tốc quay của động cơ:
Vận tốc tịnh tiến V (mm/s)
Bƣớc vít me t (mm)
Số đầu mối của vít me Vận tốc quay n (vòng/phút) 300 10 1 1.800 300 10 2 900 300 15 1 1.200 300 15 2 600 300 20 1 900 300 20 2 450
Từ bảng kết quả nêu trên, cùng với việc khảo sát thị trƣờng sẽ có sự lựa chọn tốc độ quay của động cơ cho phù hợp.
CHƢƠNG 3
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM