Hình 4.26. Miền sai số đo lực nén của TBTNGCTTLtrước và sau khi áp dụng các giải pháp trước và sau khi áp dụng các giải pháp
Bảng 4.11 cho thấy, việc áp dụng các giải pháp kĩ thuật đã giúp cho sai số đo lực của thiết bị TNGCTTL giảm xuống đáng kể, ở mức lực nén 955 tấn (75x105Pa) đã đạt được sai số đo lực 1%, ở lực nén 1250 Tấn (100x105Pa) sai số đo lực đã giảm từ 2,96% khi chưa áp dụng các giải pháp xuống còn 0,49% khi đã áp dụng các giải pháp kĩ thuật, tương ứng với mức giảm lên đến 2,47%.
Hình 4.26 cho thấy miền sai số đo lực nén của thiết bị đã thu hẹp đáng kể, tương ứng với độ chính xác cảu thiết bị TNGCTTL được nâng lên. Trước khi áp dụng các giải pháp, với lực nén từ 2500 Tấn trở lên (180.105 Pa) thì TBTNGCTTL
đảm bảo cấp chính xác 1, nhưng sau khi áp dụng các giải pháp thì ở mức lực nén 955 tấn (75x105Pa) thì TBTNGCTTL đã đạt được sai số đo lực 1%.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4
1. Dựa vào mơ hình tính tốn (2.70) đã nghiên cứu ảnh hưởng đến dao động áp suất của hệ thống TĐTL của các yếu tố như sau: Lưu lượng bơm thủy lực (hình 4.1, hình 4.2, hình 4.3), Độ nhớt dầu thủy lực (hình 4.4, hình 4.5, hình 4.6), Tải trọng thí nghiệm (hình 4.7), Bình tích áp (hình 4.10), chiều dài đường ống thủy lực (hình 4.11, hình 4.12, hình 4.13).
2. Đã ứng dụng bình tích áp vào hệ thống TĐTL của TBTNGCTTL. Đã bổ sung bằng lý thuyết ảnh hưởng cuả bình tích áp đưa vào hệ phương trình ĐLH (2.70) để mơ phỏng nhằm đánh giá ảnh hưởng của hệ TĐTL có bình tích áp và khơng có bình tích áp (hình 4.10). Đã kiểm chứng bằng thực nghiệm để so sánh ảnh hưởng của hệ TĐTL trước và sau khi có bình tích áp (Hình 4.20). Với việc lắp thêm bình tích áp đã giảm được hệ số kđ của hệ TĐTL từ 1,07 xuống 1,03, đồng thời giảm sai số phép đo lớn nhất từ 7,8% xuống còn 3,2%.
3. Đã xác định được bằng lý thuyết và có kiểm chứng bằng kết quả thực nghiệm mức độ ảnh hưởng của vị trí lắp sensor áp suất đến biên độ dao động áp suất hệ TĐTL. Bằng lý thuyết đã xác định được chênh lệch áp suất giữa 2 vị trí lắp sensor là Pca (cơng thức 4.2). Từ đó có thế xác định được các ảnh hưởng của vận tốc dịng chảy (Hình 4.8), kích thước hình học của tuy ơ thủy lực (hình 4.10) đến sai số của phép đo áp suất trong hệ TĐTL của thiết bị. Đã điều chỉnh vị trí lắp sensor áp suất từ vị trí sau van phân phối về trước XLTL nhờ đó giảm sai số đo lớn nhất của phép đo lên tới 3,18 % (Bảng 4.6), đồng thời loại bỏ ảnh hưởng của kích thước hình học đường ống, vận tốc dòng chảy đến kết quả phép đo, góp phần nâng cao độ chính xác của thiết bị.
4. Đã ứng dụng biến tần vào điều chỉnh lưu lượng cho phù hợp khi thí nghiệm gối cầu của TBTNGCTTL. Từ bơm có lưu lượng cố định là 12l/ph, với việc sử dụng biến tấn điều chỉnh số vòng quay để lưu lượng xuống còn 3l/ph đã giảm sai số lớn nhất của phép đo xuống 5,1%.
5. Sau khi áp dụng các giải pháp kĩ thuật: lắp bình tích áp, chuyển vị trí lắp sensor đo áp suất, điều chỉnh lưu lượng bơm đã giúp cho sai số đo lực của thiết bị
TNGCTTL giảm xuống đáng kể, ở mức lực nén 955 tấn (75x105Pa) đã đạt được sai số đo lực 1%, ở lực nén 1250 Tấn (100x105Pa) sai số đo lực đã giảm từ 2,96% khi chưa áp dụng các giải pháp xuống còn 0,49% khi đã áp dụng các giải pháp kĩ thuật, tương ứng với mức giảm lên đến 2,47%. Miền sai số đo lực nén của thiết bị đã thu hẹp đáng kể, tương ứng với độ chính xác của thiết bị TNGCTTL được nâng lên. Trước khi áp dụng các giải pháp, với lực nén từ 2500 Tấn trở lên (180.105 Pa) thì TBTNGCTTL đảm bảo cấp chính xác 1, nhưng sau khi áp dụng các giải pháp thì ở mức lực nén 955 tấn (75x105Pa) thì TBTNGCTTL đã đạt được sai số đo lực 1%.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I. Kết luận
Luận án đã giải quyết được các nhiệm vụ nghiên cứu và mục tiêu đề ra. Các kết quả thu được có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao với các kết quả cụ thể như sau:
1. Đã xây dựng được mơ hình ĐLH hệ thống TĐTL của TBTNGCTTL do Việt Nam chế tạo như biểu thức (2.70) và giải bằng phần mềm matlab Simulink, kết quả thu được hoàn toàn trùng khớp với kết quả thực nghiệm với sai số 1,59% (Hình 3.14) chứng tỏ mơ hình tốn đưa ra là hoàn toàn đúng đắn.
2. Trên cơ sở nghiên cứu thực nghiệm nhiều loại gối cầu tải trọng lớn với các thí nghiệm khác nhau thu được mối quan hệ lực – biến dạng nén gối cầu là phương trình bậc hai (biểu thức 2.67). Đã kiểm chứng bằng thực nghiệm trên 3 loại gối cầu khác nhau với các kết quả như hình 3.9, hình 3.10, hình 3.11 là hồn tồn phù hợp với tiêu chuẩn thí nghiệm gối cơng bố [30]. Điều đó cho thấy biểu thức (2.67) là hồn tồn đúng đắn.
3. Dựa vào mơ hình tốn (2.70) ta thấy rằng tại đầu mỗi nấc gia tải, biên độ dao động của áp suất trong hệ thống TĐTL dao động xung quanh giá trị trung bình là rất lớn (Hình 2.13), với sai số lớn nhất 3,4% trong khi yêu cầu đối với thiết bị đo lường là sai số không quá 1%. Đây là nguyên nhân gây ra sai số kết quả đo của thiết bị TNGCTTL.
4. Dựa vào mơ hình tính tốn (2.70) đã nghiên cứu ảnh hưởng đến dao động áp suất của hệ thống TĐTL của các yếu tố như sau: Lưu lượng bơm thủy lực (hình 4.1, hình 4.2, hình 4.3), Độ nhớt dầu thủy lực (hình 4.4, hình 4.5, hình 4.6), Tải trọng thí nghiệm (hình 4.7), Bình tích áp (hình 4.10), chiều dài đường ống (hình 4.11, hình 4.12, hình 4.13).
5. Đã đề xuất và kiểm chứng bằng thực nghiệm việc lắp sensor áp suất gần hệ xy lanh thuỷ lực. Đối với thiết bị thử nghiệm gối cầu 8000 tấn của Viện Khoa học và Công nghệ GTVT, giải pháp này làm biên độ dao động áp suất lớn nhất của hệ thống thuỷ lực khi làm việc giảm lên đến 3,18% so với đặt tại đầu ra của van phân phối thuỷ lực.
6. Đã đề xuất và kiểm chứng bằng thực nghiệm việc ứng dụng lắp bình tích áp vào hệ thống TĐTL của TBTNGCTTL. Nhờ việc lắp bình tích áp mà sai số trong việc đo áp suất đã giảm được 4,6% so với trước khi lắp bình tích áp.
7. Đã đề xuất và kiểm chứng bằng thực nghiệm việc lắp biến tần để thay đổi bơm có lưu lượng cố định thành bơm có lưu lượng thay đổi. Với việc sử dụng biến tần điều chỉnh lưu lượng xuống 3 lít/phút đã giúp giảm sai số trung bình 5,1%.
8. Sau khi áp dụng các giải pháp kĩ thuật: lắp bình tích áp, chuyển vị trí lắp sensor đo áp suất, điều chỉnh lưu lượng bơm miền sai số đo lực nén của thiết bị đã thu
hẹp đáng kể, tương ứng với độ chính xác cảu thiết bị TNGCTTL được nâng lên. Trước khi
áp dụng các giải pháp, với lực nén từ 2500 Tấn trở lên (180.105 Pa) thì TBTNGCTTL đảm
bảo cấp chính xác 1, nhưng sau khi áp dụng các giải pháp thì ở mức lực nén 955 tấn
(75x105Pa) thì TBTNGCTTL đã đạt được sai số đo lực 1%.
II. Kiến nghị
1. Đối với thiết bị thí nghiệm gối cầu tải trọng lớn, khi thử nghiệm ở các cấp tải nhỏ từ 10-15% năng lực của thiết bị, sai số đo lực nén là rất lớn. Vì vậy khơng nên thí nghiệm cho các gối cầu có tải trọng thiết kế nhỏ dưới 10% năng lực của thiết bị. Điều này khiến cho kết quả đo khơng được chính xác.
2. Đối với hệ XLTL sau thời gian làm việc, gioăng phớt sẽ bị mòn gây ra hiện tượng rò lọt dầu, tụt áp làm giảm khả năng giữ tải vì vậy cần lắp thêm van khóa tải để bảo vệ hệ thống TĐTL của thiết bị.
CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN
1. Ths Phạm Đình Nam, TS Nguyễn Văn Thịnh, PGS.TS Thái Hà Phi, “Thiết bị thí
nghiệm gối cầu tải trọng 6.400 Tấn được thiết kế chế tạo trong nước và ứng dụng trong thực tiễn phục vụ ngành GTVT”, Tạp chí Giao thơng vận tải (Số 8/2016).
2. Ths Phạm Đình Nam, PGS.TS Thái Hà Phi, TS.Trần Xuân Bộ, KS Nguyễn Ngọc Hải, “Nghiên cứu động lực học thiết bị thí nghiệm gối cầu tải trọng 6.400 Tấn”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Việt Nam (Tập 62 - Số 11 - tháng 11/2020).
3. Pham DN., Thai HP., Nguyen NH., Tran XB. (2021) Modelling and Simulating Hydraulic System of a Testing Equipment for Bridge Bearings with a Capacity of 6400 Tons. In: Long B.T., Kim YH., Ishizaki K., Toan N.D., Parinov I.A., Vu N.P. (eds) Proceedings of the 2nd Annual International Conference on Material, Machines and Methods for Sustainable Development (MMMS2020). MMMS 2020. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-69610-8_98
4. NCS Phạm Đình Nam, PGS.TS Thái Hà Phi. “Nghiên cứu Động lực học hệ
TĐTL làm cơ sở khoa học nhằm nâng cao độ chính xác của thiết bị thí nghiệm gối cầu tải trọng lớn do Việt Nam chế tạo”, Tạp chí Cơ khí Việt Nam (ISSN
0866-7056), (số 1+2, năm 2022).
5. NCS Phạm Đình Nam, PGS.TS Thái Hà Phi. “Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật
nhằm nâng cao độ chính xác của thiết bị thí nghiệm gối cầu tải trọng lớn do Việt Nam chế tạo phục vụ ngành GTVT”, Tạp chí Giao thơng vận tải (ISSN 2354-
0818), số tháng 5/2022
6. Phạm Đình Nam, “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị kiểm tra sức chịu tải gối cầu
tải trọng đến 5000 tấn”, mã số DT143010. Đề tài NCKH cấp bộ năm 2014-2015.
7. Ths Phạm Đình Nam, “Một số giải pháp trong thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra
đánh giá chất lượng gối cầu siêu tải trọng đến 5.000 Tấn”. Tuyển tập báo cáo -
TÀI LIỆU THAM KHẢO I- Tiếng việt
1. Vũ Thanh Bình. “ Động lực học truyền động thủy lực trên máy xây dựng - xếp
dỡ”.
2. Vũ Thanh Bình, Nguyễn văn Thịnh. “Nghiên cứu xây dựng mơ hình bài tốn
động lực học của van an tồn trong hệ thống truyền động thủy lực có xét đến ảnh hưởng của nhiệt độ chất lỏng công tác”. Thông tin KHKT, Trường ĐH GTVT, số
1-2000. 66-71
3. Vũ Thanh Bình, Nguyễn văn Thịnh. “Nghiên cứu xây dựng mơ hình bài tốn
động lực học hệ thống truyền động thủy lực có kể đến ảnh hưởng của mơi trường”. Thông tin KHKT, Trường ĐH GTVT, Hà Nội 1995.
4. Vũ Thanh Bình, Nguyễn Xuân Khang. “Nghiên cứu ảnh hưởng của lọai chất
lỏng công tác tới năng lực khai thác hệ thống truyền động thủy lực trên các máy xếp dỡ trong khai thác thực tế”. Tạp chí Thơng tin KHKT. Trường Đại học
GTVT Số 1/1994; 45-53.
5. Vũ Thanh Bình, Nguyễn Xuân Khang. “Nghiên cứu xác định áp lực động lớn
nhất trong hệ thống truyền động thủy lực trên các máy xây dựng khai thác trong môi trường nhiệt đới”. Tuyển tập kết quả nghiên cứu khoa học. Viện Khoa học
kỹ thuật GTVT Số 1/1994.
6. Nguyễn Xuân Chính - Lê Minh Long (Viện KHCN XD). “Thiết kế, chế tạo và
sử dụng khung gia tải 50.000 kN”.
7. Trần Dỗn Đình, Nguyễn Ngọc Lễ. “Truyền dẫn thủy lực trong chế tạo máy”. Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2002.
8. Trần Quang Hùng, Phạm Duy Hải.“Động lực học và mô phỏng van servo điều
khiển bơm thủy lực theo tải”. Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 5-2009, Tr20-22.
9. Nguyễn Văn Khang. “Dao động kỹ thuật”. NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2011.
10. Nguyễn Xuân Khang, Nguyễn Văn Thịnh. “Những biện pháp giảm áp lực động
trong hệ thống truyền động thủy lực trên các máy xây dựng”. Tạp chí giao
vận tải, Hà Nội 5/2001.37,67-38.
11. Nguyễn Xuân Khang. “Nghiên cứu cơ sở khoa học chế tạo thiết bị thi công
chuyên dùng phục vụ xây dựng cơng trình giao thơng ở Việt Nam”. Tuyển tập
Báo cáo Hội nghị KHCN Cơ khí chế tạo toàn quốc lần thứ hai. Tháng 11/2009; 116-122
12. Nguyễn Xuân Khang. “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng khai thác
kỹ thuật hệ thống truyền động thủy lực trên các máy thi cơng cơng trình giao thơng vận tải”. Tập san Viện Khoa học và Công nghệ GTVT. Số 3/1998; 32-36
13. Nguyễn Xuân Khang. “Những chỉ tiêu và giải pháp kỹ thuật trong nghiên cứu,
thiết kế, chế tạo các thiết bị thủy lực phục vụ thi cơng cơng trình GTVT”. Tập san
Viện Khoa học kỹ thuật GTVT; Số 4/1996; 23-25.
14. Nguyễn Xuân Khang, Nguyễn Văn Thịnh. “Những kết quả nghiên cứu ban đầu
ảnh hưởng của độ ẩm tới tính năng kỹ thuật hệ thống truyền động thủy lực trên các máy xây dựng khai thác trong môi trường nhiệt đới”. Tập san Viện Khoa học
kỹ thuật GTVT. Số 1/1996; 35-38.
15. Nguyễn Xuân Khang. “Nghiên cứu biện pháp nâng cao tuổi thọ các đường ống
thuỷ lực trên các máy xây dựng khai thác trong môi trường nhiệt đới”. Tập san
Viện Khoa học và Công nghệ GTVT. Số 3/1999; 33-35
16. Nguyễn Xuân Khang, Nguyễn Văn Thịnh. “Tính tốn nhiệt độ làm việc của chất
lỏng cơng tác và xác định vị trí làm mát hợp lý trong HTTĐTL trên các máy xây dựng và xếp dỡ”. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị KHCN Viện KH&CN GTVT.
Năm 2000; 167-174.
17. Nguyễn Xuân Khang, Nguyễn Văn Thịnh. “Góp phần nâng cao hiệu suất làm
mát chất lỏng công tác trong hệ thống TĐTL trên các máy xây dựng”. Tạp chí
Giao thơng Vận tải. Số 3/2001; 64, 65.
18. Nguyễn Xuân Khang, Nguyễn Văn Thịnh. “Phương pháp giảm áp lực động
trong hệ thống truyền động thuỷ lực trên các máy xây dựng”. Tạp chí Giao thơng
Vận tải. Số 5/2001; 67-68, 37.
ma sát đến mô phỏng hệ thống lái trợ lực thủy lực”. Tạp chí Điện tử Khoa học
và Cơng nghệ. Trang 36 của Tạp chí 9(130).2018.
20. Phạm Văn Nghệ, Đỗ Văn Phúc.“Máy búa và Máy ép thủy lực” (2002).NXB Giáo Dục
21. Nguyễn văn Thịnh. “Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường khí hậu nhiệt đới
tới các thơng số cơ bản của hệ thống truyền động thủy tĩnh trên các máy xây dựng và xếp dỡ” (2001). Luận án tiến sỹ kĩ thuật
22. Nguyễn Viết Trung, Trần Việt Hùng. “Mố trụ cầu - Gối Cầu”. Đại học Giao thông Vận tải. Hà Nội 2004.
23. Trần Xuân Tùy.“Hệ thống điều khiển tự động thủy lực” (2002).NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội.
24. Trần Xuân Tùy. “Góp phần nghiên cứu động lực học hệ thủy lực truyền dẫn tịnh
tiến”. Luận án tiến sĩ kĩ thuật, Đà Nẵng 1997.
25. Lê Quý Thủy. “Bơm thủy lực”. Đề tài cấp nhà nước KC-10-18 (1994)
26. Phạm Văn Vĩnh. “Cơ học chất lỏng ứng dụng”. Trường Đại học Giao thông vận tải.
27. Nguyễn Văn Vịnh. “Bài giảng động lực học máy xây dựng”. Trường Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội 2013.
28. Nguyễn Doãn Ý. “Xử lý số liệu thực nghiệm trong kĩ thuật”. NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội (2009).
29. TCVN 10268-2014: Gối cầu kiểu chậu – Yêu cầu kĩ thuật 30. TCVN 10269-2014: Gối cầu kiểu chậu - Phương pháp thử 31. TCVN 5755: Cấp chính xác của phương tiện đo - Yêu cầu chung. 32. Tiêu chuẩn thi cơng cầu đường bộ-TCCS 02:2010/TCĐBVN
II. Tiếng nước ngồi
34. A. Bureček, L. Hružík and M. Vašina: Simulation of Dynamics of System with
Hydraulic Lines and Linear Hydraulic Motor with Mass Load. EPJ Web of
Conferences, DOI: 10.1051/C; Published by EDP Sciences, 2013. http://www.epj-conferences.org.
35. AASHTO LRFD 2012 Bridge Design Specifications
36. AASHTO LRFDCONS-3-2010 LRFD Bridge Construction Specifications 37. AASHTO Bridge Bearings
38. AASHTO LRFDCONS-3-2010 LRFD Bridge Construction Specifications 39. AASHTO M251 Standard Specification for Plain and Laminated Elastomeric
Bridge Bearings.
40. B. Yao, F. Bu, G.T.C. Chiu (2000). An adaptive robust motion control of single rod hydraulic actuators: theory and experiments. IEEE/ASME Trans. On Mechatronics, Vol.5, pp.79-91.
41. C. Bazsó, C.J. Hős: An experimental study on the stability of a direct spring
loaded poppet relief valve. Department of Hydrodynamic Systems, Budapest
University of Technology and Economics, P.O. Box 91, 1521 Budapest,