Hình 4.26 Miền sai số đo lực nén của TBTNGCTTL
3.3. Chuẩn bị thực nghiệm
3.3.1. Giới thiệu đối tượng nghiên cứu thực nghiệm
Qua nghiên cứu nhu cầu thử nghiệm gối cầu tải trọng lớn ở trong nước cũng như ưu, nhược điểm của các thiết bị thử nghiệm gối cầu tải trọng lớn hiện có ở nước ta hiện nay, Nhóm tác giả đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thành công thiết bị thử nghiệm gối cầu tải trọng 8000 tấn. Hiện nay đây là thiết bị thử nghiệm gối cầu lớn
nhất, hiện đại nhất ở Việt Nam do Viện Khoa học và Công nghệ Giao thơng Vận tải thiết kế chế tạo.
Hình 3.1. Sơ đồ thiết bị TNGCTTL
1.Bàn nâng 2. Gối thí nghiệm 3. Khung thử tải 4. Cơ cấu treo bộ đẩy ngang
5. Vít me điều chỉnh chiều cao kích đẩy ngang 6. Cơ cấu đẩy ngang 7. Động cơ 1,5 kW dẫn
8. Xích truyền động bàn nâng di chuyển 9. XLTL thẳng đứng động bàn nâng di chuyển
10. Bộ nguồn tạo tải đứng 11. Bộ nguồn tạo tải ngang 12.Tấm trung gian
Bảng 3.1. Các thông số kỹ thuật của thiết bị thử nghiệm gối cầu 8.000 tấn
I Khung thử tải IV Hệ XLTL đẩy ngang
1 Kích thước khung thử tải (dài x rộng x
cao) 2200x3200x3400 mm 20 Lực lớn nhất: Fmax = 900 tấn 2 Kích thước khoang làm việc (dài x rộng
x cao) 2100 x 2100 x 1800 mm 21
Áp suất làm việc: Pmax = 52 MPa
3 Tải trọng thẳng đứng: Fđmax = 8.000 tấn 22 Hành trình: Hmax = 250mm 4 Tải trọng ngang: Fnmax = 900 tấn V Hệ XLTL tạo tải thẳng đứng
5 Góc xoay thí nghiệm: =0,02 rad 23 Lực làm việc:Fmax = 8.000 tấn 6 Hệ số ma sát: đáp ứng được yêu cầu 24 Áp suất: Pmax = 62 MPa 7 Tải trọng thiết kế gối lớn nhất thí
nghiệm: 5.200 tấn 25
Hành trình làm việc: Hmax = 200mm
8 Sai số lực nâng 0,95 FS
VI Hệ điều khiển và quan trắc số liệu tự động
9 Tổng trọng lượng máy: 90.000 Kg
II Bộ nguồn tạo tải thẳng đứng 26 Kiểu điều khiển: Tự động / bằng tay
10 Áp suất làm việc lớn nhất: Pmax = 70
MPa 27
Kiểu hiển thị: Hiện thị số trên LCD
11 Lưu lượng riêng: 8,7 cm3/vòng
28
Điều khiển tộc độ gia tải nén thẳng đứng: Tự động / bằng tay
12 Lưu lượng làm việc: 12 l/ph
13 Công suất động cơ điện dẫn động: 5 kW 29
Điều khiển tốc độ gia tải hệ thống đẩy ngang: Tự động / bằng tay
14 Tốc độ động cơ: 1440 vòng/phút 15 Khả năng điều chỉnh lưu lượng: vô cấp
30
Điều khiển tốc độ bàn nâng di chuyển: Tự động / bằng tay
III Bộ nguồn tạo tải nằm ngang
15 Áp suất làm việc lớn nhất: Pmax = 60 MPa
31
Ghi nhận số liệu quan trắc: Tự động
16 Lưu lượng làm việc: 4 ÷ 10 l/ph
17 Công suất động cơ điện dẫn động: 5 kW 32
Tự động lưu trữ số liệu khi gặp sự cố về điện
18 Tốc độ động cơ: 1440 vòng/phút 19 Khả năng điều chỉnh lưu lượng: vô cấp
Mô tả hoạt động của thiết bị:
Hệ bàn nâng di chuyển (1) có thể di chuyển vào- ra nhờ động cơ điện hai chiều 1,5 kW (7) thơng qua bộ truyền xích (8). Khi bàn nâng (1) chạy ra ngồi, hệ thống cổng trục 10 tấn sẽ nâng gối cầu (2), XLTL, tấm trung gian (12) gá lắp lên bàn nâng như sơ đồ hình 3.1.
Gá lắp xong, bàn nâng di chuyển vào trong khoang làm việc của khung thử tải. Cơ cấu đẩy ngang (6) được hạ xuống nhờ hệ thanh treo (4) và gá lắp với tấm trung gian và tấm đệm đầu kích bằng các chốt. Thanh ren (5) dùng để điều chỉnh chiều cao của thiết bị tạo tải ngang để phù hợp với chiều cao của nhiều loại gối khác nhau.
Bộ nguồn tạo tải đứng (10) sẽ cung cấp nguồn dầu thủy lực cho hệ kích (9) để tạo lực nén cho gối. Khi lực nén thẳng đứng đạt đến lực cần thiết, thì hệ tạo tải ngang (6) sẽ tác động lực ngang vào gối thông qua tấm trung gian (12).
3.3.2. Giới thiệu về thiết bị đo
3.3.2.1. Đầu đo chuyển vị gối cầu
Trong quá trình thử nghiệm gối cấu để đảm bảo kết quả đo chính xác, người ta lắp 4 encoder ở 4 góc của gối để đo chuyển vị thẳng đứng. Có nhiều loại của các hãng khác nhau, ở đây chọn Rotary Encoder kiểu VL10-06G-10-30F-2000BM của hãng Penon.
Hình 3.2. Encoder dây rút
Những tính năng kĩ thuật của encoder như sau: + Số xung trên một vòng quay: 2000 xung + Kiểu xung ra: Hở Collector, dòng tối đa 30 mA
+ Dây ra: Xung ra khi quay cùng chiều kim đồng hồ, khi ngược chiều, dây Zero. + Tần số phản ứng tối đa: 100 KHz
+ Nguồn cung cấp: 5 đến 24 VDC
3.3.2.2. Đầu đo áp suất
TT Thông số Giá trị
1 Nhiệt độ môi trường -40 đến 1250C 2 Điện áp tín hiệu đầu ra 0 đến 5 V
3 Dịng tín hiệu ra 4 đến 20mA
4 Áp suất làm việc 0 đến 600 bar
Cảm biến đo áp suất để đo áp suất trong đường ống thuỷ lực. Trong phạm vi luận án đầu đo thông dụng kiểu áp điện đã được chọn. Đầu đo là một kết cấu kín và chắc chắn, một đầu có ren để bắt vào một nhánh rẽ trên đường ống cần đo. Khi áp lực tác động lên màng áp điện của đầu đo sẽ có tín hiệu điện ở đầu ra. Trong đầu đo đã có mạch điện tử để tín hiệu ra là tiêu chuẩn có thể ghép nối với các thiết bị hiển thị khác. Hình ảnh dưới đây là loại đầu đo MI-08S-OE-2000 của Cộng hồ Liên Bang Đức (Hình 3.3.) được lựa chọn.
Hình 3.3. Hình ảnh và thơng số kỹ thuật của đầu đo áp suất MI-08S-OE-2000
3.3.2.3. Đầu đo lưu lượng
Hình 3.4. Hình ảnh và thơng số kỹ thuật của đầu đo lưu lượng
Để đo lưu lượng, lựa chọn đầu đo do hãng AW-LAKE của Mỹ sản xuất có ký hiệu R4S-7HV-50 và thông số như dưới đây.
TT Thông số đầu đo lưu lượng R4S-7HV-50 Giá trị
1 Nhiệt độ môi trường -10 đến 1160C
2 Điện áp nguồn đầu vào 12 đến 35 V
3 Điện áp tín hiệu đầu ra 0 đến 5 V
4 Dịng tín hiệu ra 4 đến 20 mA
5 Tần số 0 đến 2000 Hz
6 Lưu lượng 0 đến 200 lít/phút
3.3.2.4. Thiết bị xử lý số liệu
Bộ chuyển đổi tín hiệu NI- USB 6009 của hãng NATIONAL INSTRUMENT cung cấp các đặc tính thu thập dữ liệu cơ bản cho các ứng dụng như: ghi dữ liệu đơn giản, đo lương di động, thực hành và thí nghiệm. Với 8 ngõ vào analog (tại 14 bits, 48 kS/s) và 2 ngõ ra analog (tại 12 bits), 12 TTL/CMOS digital I/O lines, 01 bộ đếm 32-bit, 5 MHz, Trigging số và Bus-powered. Hình ảnh bố trí chung và chi tiết các kênh tín hiệu của NI USB-6009 thể hiện ở Hình 3.5 và Hình 3.6.
Hình 3.5. Bộ chuyển đổi tín hiệu NI-USB 6009.
1- Vỏ; 2- Vít kết nối; 3- Kênh tín hiệu; 4- Cáp USB
Hình 3.6. Chi tiết kênh tín hiệu của NI USB-6009.
1- Các kênh tín hiệu người dùng; 2- Kênh cuối; 3- Ngõ vào/ra;
4- Kênh tín hiệu vi phân đầu vào tương tự; 5- Kênh tín hiệu đầu vào tương tự.