Nhìn vào bảng 1.2 và hình 1.8, thấy rằng, ở áp suất nén càng nhỏ sai số khi đo lực nén qua áp suất càng lớn và ngược lại ở áp suất càng cao, lực nén càng cao thì sai số đo lực càng giảm, nói cách khác thiết bị TNGCTTL càng đảm bảo độ chính xác cấp 1 (sai số đo lực 1%). Với áp suất nén từ 180.105 Pa trở lên, tương ứng với lực nén từ 2300 Tấn trở lên thì thiết bị TNGCTTL đảm bảo cấp chính xác 1. Vậy với gối cầu có tải trọng nén thẳng đứng dưới 2300 tấn thì sao? Làm thế nào để đảm bảo sai số dưới 1% khi đo lực nén thông qua áp suất của hệ thống TĐTL? Chỉ có một cách duy nhất là nghiên cứu làm giảm biên độ dao động của áp suất trong hệ thống TĐTL của thiết bị TNGCTTL.
* Nhận xét chung:
- Như đã nói ở trên, các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của thiết bị có thể kể đến như là: áp suất động của hệ thống TĐTL, Kết cấu thép chịu lực của thiết bị, thiết bị đo, môi trường khai thác…. Tuy nhiên, qua tìm hiểu tổng quan về các thiết bị thử nghiệm gối cầu tải trọng lớn ở trong và ngoài nước nhận thấy rằng:
+ Các thiết bị thử nghiệm gối cầu tải trọng lớn có lực nén đến hàng nghìn tấn, do đó khơng có đầu đo lực nào đáp ứng được. Vì vậy, việc đo lực gián tiếp qua áp suất của hệ thống TĐTL là tất yếu. Tuy nhiên, độ chính xác của kết quả đo lực nén lại phụ thuộc vào sự hoạt động ổn định của hệ thống TĐTL tức là phải hạn chế các yếu tố gây ra dao động cho hệ thống TĐTL.
+ Ảnh hưởng của môi trường khai thác: các thiết bị thử nghiệm luôn được đặt trong các phịng thí nghiệm tn thủ chặt chẽ về điều kiện nhiệt độ, độ ẩm theo tiêu chuẩn. Chính vì vậy, các phịng thí nghiệm ln có các thiết bị để điều hịa nhiệt độ,
độ ẩm phù hợp với điều kiện thử nghiệm. Do đó ảnh hưởng của mơi trường khai thác sẽ bị loại trừ.
+ Ảnh hưởng của kết cấu thép chịu lực: Với phương pháp đo biến dạng gối bằng encoder hoặc đồng hồ so gá trực tiếp vào giữa thớt trên và thớt dưới của gối thì đã loại bỏ hồn tồn ảnh hưởng của các biến dạng hệ thống. Chính vì vậy có thể bỏ qua ảnh hưởng của biến dạng của kết cấu thép đến độ chính xác của thiết bị thử nghiệm.
Do vậy, muốn nâng cao độ chính xác của thiết bị TNGCTTL, trong khn khổ luận án sẽ tập trung vào các giải pháp giảm dao động áp suất trong hệ TĐTL của thiết bị.
1.4. Tổng quan các cơng trình đã nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến luận án
Với mong muốn nâng cao độ chính xác của thiết bị TNGCTTL, NCS tìm hiểu các cơng trình nghiên cứu về thiết bị thử nghiệm gối cầu tải trọng lớn, về động lực học và các yếu tố ảnh hưởng đến biên độ dao động áp suất của hệ thống TĐTL, mối quan hệ giữa lực nén và biến dạng của gối chậu tải trọng lớn.
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.4.1.1. Nghiên cứu về thiết bị thử nghiệm gối cầu tải trọng lớn
Tài liệu [50]: Mageba có một trong những thiết bị thử nghiệm gối cầu lớn
nhất trên thế giới với tải lên đến 100.000 kN. Thiết bị nén khổng lồ được chế tạo riêng để thử nghiệm gối cầu cầu và đã được sử dụng thành công từ năm 1981. Đã có nhiều gối cầu được thử nghiệm trên thiết bị này, tải trọng lớn nhất đã từng thử nghiệm lên đến 90.000 kN.
Thiết bị có thể thử nghiệm với tải trọng thẳng đứng lên đến 10.000 kN, tải trọng ngang lên tới 10.000kN với các chuyển dịch ngang đến ±200 mm. Một hệ thống đo lường và xử lý dữ liệu điện tử hiện đại ghi lại các lực và biến dạng trong q trình thử nghiệm. Nó có thể tính tốn, xử lý, và ghi lên đến 14 giá trị đo khác nhau.
Thiết bị bao gồm hai phần chính:
- Khung bê tơng dự ứng lực với kích thước bên ngồi khoảng (9 x 9 x 3,5)m, kích thước khoang làm việc (3 x 2,6 x 3,5)m.
Tài liệu [62], Công ty Pillar – Đài Loan đã lắp ráp thiết bị thử nghiệm gối
cầu 6000 tấn vào năm 2000, được xem là hệ thống thử nghiệm lớn nhất Châu Á, lớn thứ 2 trên thế giới, đáp ứng nhu cầu kiểm tra tính năng hồn thiện của các loại trụ đỡ - gối cầu.
Thiết bị có khả năng tạo ra lực nén lớn nhất lên đến 6000 tấn, lực đẩy ngang 600 tấn, tốc độ đẩy ngang 9,3mm/giây, tốc độ thẳng đứng 0,58mm/giây, diện tích khoang làm việc 2000mm x 2000mm.
Nhận xét: Các tài liệu này chỉ dừng lại ở mức độ giới thiệu tính năng, năng
lực của thiết bị TNGCTTL mà chưa công bố cấu tạo, sơ đồ thủy lực và các nghiên cứu chuyên sâu về thiết bị. Việc chế tạo thiết bị thử nghiệm đặc thù, hiện đại là bí kíp cơng nghệ riêng của từng hãng nên những nghiên cứu, thiết kế của những thiết bị này khơng được cơng bố rộng rãi. Chính vì vậy, NCS sẽ tìm hiểu các cơng trình nghiên cứu đối với các thiết bị có nguyên lý làm việc tương đương.
1.4.1.2. Nghiên cứu về động lực học, các yếu tố ảnh hưởng đến biên độ dao động áp suất và nghiên cứu mô phỏng hệ thống truyền động thuỷ lực của thiết bị có liên quan
a. Tài liệu [42]
Các tác giả xem xét ảnh hưởng của mơ hình ma sát đến độ chính xác mơ phỏng của xi lanh thủy lực bằng cách sử dụng ba mơ hình ma sát: mơ hình ma sát ở trạng thái ổn định, mơ hình LuGre và mơ hình LuGre sửa đổi. Hoạt động của xi lanh thủy lực được đo các thơng số đầu vào hình sin khác nhau tới van servo. Các mô phỏng được tiến hành trong các điều kiện tương tự như khi thực nghiệm. Các tác giả tiến hành so sánh kết quả mô phỏng với kết quả đo thực nghiệm (Hình 1.9) để nhận xét về phương pháp mô phỏng.