- 8 3 Böôùc cuûa caùc moùc ñöôïc
1-Nguyeân lyù vaän chuyeån phoâi baèng rung ñoäng :
Giả sử có phôi B đặt trên mặt phẳng nằm ngang A (hình 3.20a), nếu cho mặt phẳng chuyển động từ trái qua phải với gia tốc a, lúc này sẽ có những lực tác dụng lên phôi B như sau :
- Lực ma sát : Fms = P.f , với P là trọng lực của vật B, còn f là hệ số ma sát, lực này có xu hướng làm vật B chuyển động theo A.
- Lực quán tính : Fqt = m.a , với m là khối lượng của vật B, a là gia tốc chuyển động của A. Lực quán tính này có tác dụng ngược lại lực ma sát là cản trở chuyển động của vật B theo A.
- Nếu Fms > Fqt thì vật B sẽ di chuyển cùng mặt phẳng A.
- Nếu Fms < Fqt thì vật B sẽ di chuyển ngược chiều với mặt phẳng A.
Như vậy nếu khi cho mặt phẳng A chuyển động sang phải với gia tốc a đủ lớn để thỏa mãn Fms < Fqt còn khi A chuyển động qua trái gia tốc a đủ nhỏ để Fms > Fqt thì vật B sẽ dịch chuyển trên mặt phẳng A từ phải qua trái. Tuy nhiên để tạo một dao động đi-về có gia tốc khác nhau rất khó khăn, nên ta tìm cách thay đổi giá trị lực ma sát để thỏa mãn các điều kiện trên.
Theo hình 3.20b ta gắn mặt phẳng A vào
hệ bản lề bốn khâu, các thanh đặt nằm nghiêng một góc so với mặt phẳng nằm ngang và cho chúng dao động qua lại. Cùng với các thanh nghiêng, mặt phẳng và chi tiết nằm trên nó cũng chuyển động theo. Khi các đòn bẩy chuyển động sang phải (trong phạm vi góc ) thì mặt phẳng chuyển động qua phải và đi xuống thấp. Ngược lại khi các đòn bẩy chuyển động qua trái, mặt phẳng vừa qua trái vừa nâng lên cao.
Ta qui ước rằng trong cả hai trường hợp chuyển động đều có gia tốc là a . Để đơn giản cho việc tính toán, ta có thể cho rằng chuyển động xảy ra theo hai hướng nằm ngang và thẳng đứng, đồng thời gia tốc được chia làm hai thành phần là ngang (an) và đứng (ađ). Cần chú ý rằng lực ma sát sẽ đổi chiều khi ta đổi chiều chuyển động.
Hình 3.20 Nguyên lý vận
chuyển bằng rung động
a Fms Fms Fqt A B P a) Fqt Fms P c) Pđ Pn A B a Fms Fqt P b) ađ an B
- 87 -
Khi mặt phẳng chuyển động qua phải và đi xuống, lực ma sát tính bằng công thức :
Fms = m (g - ađ) f
Khi mặt phẳng chuyển động qua trái và đi lên, lực ma sát tính bằng công thức :
Fms = m (g + ađ) f.
ađ : gia tốc thẳng đứng .
So sánh hai công thức trên ta thấy rằng khi mặt phẳng chuyển động về phía dưới gia tốc sẽ làm giảm bớt lực ma sát, nếu ađ > g thì Fms < 0 .Lúc đó chi tiết dưới tác dụng của lực quán tính sẽ rời khỏi mặt phẳng và ở lại phía sau mặt phẳng. Thời điểm tiếp theo khi mặt phẳng chuyển động về phía trên cũng là lúc vật thể đang rơi xuống và chạm vào mặt phẳng ở một vị trí khác so với vị trí ban đầu và lúc này lực ma sát sẽ lớn hơn lực quán tính nên vật thể sẽ dính chặt vào mặt phẳng và chuyển động theo mặt phẳng sang trái, sự việc sẽ lặp lại ở chu kỳ tiếp theo . Kết quả là khi toàn thể hệ thống dao động thì chi tiết sẽ chuyển động từng bước giật từ phải qua trái trên mặt phẳng nằm ngang.
Muốn vận chuyển vật trên mặt phẳng nghiêng ta dùng sơ đồ 3.20c, vật thể nằm trên mặt phẳng nghiêng, trọng lượng P được phân thành hai thành phần : Pn – thành phần theo phương song song với mặt phẳng và Pđ - thành phần theo phương vuông góc với mặt phẳng. Khi mặt phẳng nằm nghiêng chuyển động về phía dưới và về phía trên thì lực Pn đều tác dụng theo cùng một hướng .
Muốn cho chi tiết chuyển động từ phải sang trái trên mặt phẳng nghiêng ta cần phải bảo đảm những điều kiện sau đây:
Khi mặt phẳng chuyển động về phía dưới: Fms + Pn < Fqt . ( chi tiết sẽ rời khỏi mặt phẳng và ở lại phía sau mặt phẳng). Khi mặt phẳng chuyển động về phía trên : Fms > Pn + F qt . ( chi tiết sẽ chuyển động theo mặt
phẳng ).
Hai điều kiện trên có thể thực hiện được bằng cách cho hệ thống dao động nhanh. Phễu cấp phôi rung động làm việc theo nguyên lý này.