CHƯƠNG 1 THUỶ LỰC CÔNG NGHIỆP
3.2. Định hướng nghiên cứu thực nghiệm
Việcnghi n ê c lý ứu thuyết đối ới ệ v h thống AFH là r ấtphức ạp t , nó đòi h ỏi phải ết ợp k h nhiều ỹ ă k n ng tính toán và c lý ác thuyết phức ạp t . Do vậy việc xây dựng được ột m mô h ình thựcnghiệm cho hệ thống AFH s ẽ giúp cho vi nghiệc ên cứu đặc t nêính trở n dễ dàng hơn nhiều. Dưới đây là một s ố định hướngcho việcnghi n cê ứuthứcnghiệm:
3.2.1. Thực nghiệm với một pha đơn.
Mô h ình thực nghiệm ới v m ột pha n đơ được thể hiện trong hình (3.1) v t ới ải trọng nghi n cê ứu là lò xo hoặc b t ình ích áp. Cấu trúc mô h ình thực nghiệm n s dày ử ụng c c ơ ấu đĩa tr lòn ệch tâm dùng để t ạora sự dao động i đ ều hoà dạng sin. Độ ệc l h tâm của đĩa chính là bi n ê độ d ịch chuyển của piston đầu vào.
ú ý r ê c â c
Ch ằng khi thựchiện nghi n cứuthựcnghiệm ầnquan t m đến ác thông số thực nghiệm. Các ôth ng số đó là: độ lệch t m câ ủa đĩa, chiều dài c ủa
đoạn ống s dử ụng, vận tốc truyền âm trong ođ ạn ống, kh lối ượng êri ng của d ầutrong đường ống, độ nhớt động ọc h và l c t độ ớn ủa ải trọng.
T ừ phương trình dao động ủa c piston và d v cáựa ào c th ng sô ố thực nghiệmta c thó x ể ác định được ôth ng số ập t trung G cho một pha n. Tđơ ừ đó có thể đánh á gi được ự ảnh ưởng ủa s h c c ôác th ng số đầu v àođến c ôác th ng số đầu ra củapha.
M
1 2
3
4
6 7
9
8 9
10
11
13 12
5
Hình 3.1. Mô hình thựcnghiệmcho mộtpha đơn của ệh AFH
C ác thiết ị ử ụng b s d cho m ình àyô h n g có : ồm
STT Tên thiết bị
1 H ệthống bù d ầuthuỷ thực 2 Đĩacam lệch tâm
3 B dộ ẫn động đ ện i 4 H ộpgiảm ốc t 5 Van ngắt
6 B ộghi dao động đ ện ừ i t 7 B ộkhuếch đại t u ín hiệ 8 Thiết b ị đo áp suất
9 Thiết b ị đo độ ịch d chuyển ủa c piston 10 T ải trọng lò xo
11 B t ình ích áp 12 Piston đầu ra 13 Piston đầu v ào
3.2.2. Thực nghiệm với hệ thống AFH ba pha.
S ơ đồ thực nghiệm ủa ệ c h thống AFH ba pha được thể hiện trong hình (2.6). Sơ đồ n là sày ự kết hợp của ba pha riêng được ắp l lệch pha nhau một g là óc 1200. Trên sơ đồ n cày ũng được l c ắp ác thiết ị đ b o áp suất và thiết ị b ghi dao động về ự s biến êthi áp n suất trong hệ thống.
C ôác th ng số thực nghiệm mà chúng ta cấn quan t m â đối ới ệ v h thống ba pha này có thểtham kh theo bảo ảng d ưới đây:
Ký hiệu Tên thông số Giá trị tham khảo
a Độ lệch tâm củađĩa 0.4 cm
L Chiểu d oàiđ ạnống 103 cm
α V t ận ốcâm trong ống 9,98.104cm/s
υ Độ nhớt chất lỏng 0,65 cm2/s
∆pch T ổnthất qua van một chiều 0,2 kg/s2 ρ0 Khối lượng êri ng chất ỏng l 0,881.10-6 kgs2/cm4 X10 Độ dịch chuy l nhển ớn ất củapiston 0,5 cm
S1 Diện t m ích ặt cắt ngang củapiston 3,14 cm2
V c t s ới ác ần ố khác nhau của đĩa, ta c thó ể đo được c ác đặc t l ính àm việc và c ác dao động áp suất và lưu lượng bên trong các pha v trên toànà b h ộ ệ thống. 3.3. Tiềm năng ứng dụng của hệ thống AFH
V ớinhững t ính chất đã được nghi n cê ứutrong ch ng 2, chươ úng ta nhận thấy rằng ố s pha của ệ ống h th AFH m ta cà ó thể đặt là bội s cố ủa b m p ton ơ is đơn. Để dao động ủa c áp suất và v t nêận ốc trở n mịn hơn thì s ố pha cũng nhiều hơn, c thó là ể 3 pha, 5 pha…Nếu s dử ụng b ộ chia, thì việc s dử ụng nhiều loại chất ỏng l ác nhau trong ckh ùng một h ệ thống thuỷ ực l là r ất khả thi. Điều n ày ch a có trong các h ư ệ ốngth thuỷ ực l truyền ốngth .
V ớiviệc ử ụng ột ượng s d m l chất ỏng l ôkh ng nhiều, sử ụng ộ d b truyền AFH sẽ l àm cho h thệ ống thu lỷ ực tinh gọn ơ độ h n, ồn giảm đi v già ảm ổn t hao do nhi sinh ra trong hệt ệ thống. Việcứng dụngAFH vào ác thi c ết ị b hàng không như ệ h thống thuỷ ực l êtr n m bay cáy ó là r thể ất phù hợp Đặc. biệt có thể ử s dụng b truyộ ền AFH cho việc đồng b c ộ ác chuyển động quay của hai m v c i áy ới ácđ ều kiện chuyển động nhất định ới ần ố v t s thấp. Sự đồng ộ b n ày được thể hiện g ở óc pha và vận tốc góc, v iới đ ều ện ki mômen thuỷ lực ượcđ
truyền b b ởi ộ truyền AFH phải ớn ơ l h n tổng mômen của t ải trọng và mômen t ổnhao trong hệ thống.
V ới những âph n tích tr n, t i ê ô đề xuất hai ứng ụng d khác nhau cho hai loạichuyển động là: chuyển động ịnh t tiến và chuyển động quay:
S dử ụng ệ h thốngAFH cho máy àng qu s ặng:
V c m sấn đề ủa áy àng quặng là phảithu đượcloại quặng mà ta cần ằng b cách tách chún ra khg ỏi c t ác ạp chất. Việc tách n dày ựa vào s ự khác nhau giữa t ỷ trọng của quặng v t ới ỷ trọng của c t ác ạp chất như đất . Trên máy đá sàng được ắn g nhiều sàng tr n các ê tầng có độ cao khác nhau. Các h v ạt ật chất được đặt lên bề mặt của sàng, các h có kích thạt ướckhác nhau sẽ được lgiữ ại ở c sác àng khác nhau. Các àng ày ho s n ạt động bằng h ệ thống thu lỷ ực AFH.
H ệ thống này sẽ truyền ă n ng lượng thuỷ ực để đ ều l i khiển hoạt động ủa c xilanh thuỷ lực, các xilanh này chuyển độngqua lại để t ạo ra sự dao động cho c sác àng tr n máy. S ê ơ đồ thuỷ ực đ ều l i khiển xilanh cho máy àng qu s ặng thể hiện trong hình (2.6). Bộ truyền AFH gắn ới v van servo để i đ ều khiển xilanh rung. Mô h m sình áy àng quặngđược mô t êảtr n hình (3.2)
Hình 3.2. Mô hình của m sáy àng quặng ử ụng s d Xilanh điều khiển bằng h ệ thốngthuỷ lực H AF
S ự biến êthi n của c ôác th ng số áp suất và lưu lượng trong hệ thống AFH làm cho xilanh rung của m sáy àng rung theo chu kỳ ủa ộ c b truyền AFH.
Khi đó c h ác ạt quặng ẽ được s t ách qua các àng s l ắp trong máy. Với h ệ thống AFH, máy àng s quặng nêtrở n nhỏ gọn và đơn giản h n. Viơ ệc triển khai và c ác thao tác i đ ềukhiển m áyđượcgiảm ớt b .
S dử ụng ộ b truyềnAFH như ột m khớp ối n
Việc truyền mômen đối ới v hai trục quay khác nhau đòi ỏi h phải dùng khớp nối c ơkh hoí ặc thuỷ ực Đối l . v ới khớp ối n thuỷ ực l ì k c r th ết ấu ất phức tạp, kh ng phô ù h v c ợp ới ác chuyển động quay có v t g ận ốc óc thấp. Trong khi đó nếu s dử ụng khớp n c ối ơ khí ôth ng thường s ẽ không đảm ảo b được khả năng truyền mômen lớn mà hđòi ỏi kích thước nhỏ ọn g . Chính vì có thế thể hướng ới t giảipháp là s dử ụng ộ b truyềnAFH.
K ẾTLUẬN
Sau quá trình hai năm học t và ập nghiên cứu ới, v s ự giúp t t đỡ ận ình c c ủa ác giáo sư, giảng êvi n bộ môn Kỹ thuật thuỷ í kh Trường Đại ọc H B ách Khoa Hà Nội đặc biệt là PGS.TS Ngô S Lĩ ộc t ôi đã hoàn thành luận ă v n này.
V t “ới đề ài Nghiên cứu đặc tính của hệ thống thuỷ lực AFH”, đây là m ột đề t mài ới chưa c nhó ững nghiên cứu c c v lý ụ thể ả ề thuyết và thực nghiệm trước đó. V ới những yêu cầu ủa đề c tài, luận văn đã đưa ra được những vấn đề sau:
+ Khái niệm ề v mô h c h ình ủa ệthống thuỷ ực l AFH
+ Kết cấu và nguyên lý l àm việc c h ủa ệthốngthuỷ ực l H AF
+ Nghi n cê ứu v ề khả ă n ng truyền áp suất và lư ượngu l trong hệ thống đối với ừng t pha ri ng biê ệt
+ Tính to án lý thuyết hiệu suất truyền công suất và mômen trong hệ thốngba pha AFH.
+ Nghiên cứu v s ề ự đồng bộ chuyển động ủa c hai máy có s dử ụng b ộ truyềnAFH và s ự ổnđịnh.
+ Khả ă n ng kết hợp giữa AFH với h ẹ thốngthuỷ ực l truyền thống. + Bước đầu đưa ra mô h ình nghiên c ứu thực nghiệm để x ác định đặc t ính thựcnghiệmcho hệ thốngAFH một pha và h ệ thốngAFH ba pha.
+ Đưa ra một s ý tố ưởng cho việcứng ụng ệ d h thốngthuỷ lựcAFH vào thực t côế ng nghiệp.
Tuy nhiên đây mới là chỉ những nghiên cứu bước đầu ề ệ v h thống thuỷ l ực AFH v thì s ôế ẽ kh ng thể tránh khỏi những sai sót, kính mong hội đồng đóng g óp những ý kiến b ổ xung nhđể ững nghiên cứu n ày được đầy , đủ chính x hác ơn tạo đ ều i kiệncho các nghi n cê ứutiếptheo và có thể đưa hệ thống n ày c ácứng ụng d thực ế t công nghiệp.
MỘT SỐ KIẾNNGHỊ
Qua nghi n cê ứu s b ơ ộ đặc t cính ủa h ệ thống thuỷ lực nhiều pha AFH, t có m s ôi ột ố đềxuất cho các nghi n cê ứutiếptheo:
Nghiên cứu lý thuyết: Cần phải t ìm ra những phương trình lý thuyết tổngquát c ủabiến êthi n của c ôác th ng số áp suất và lưu lượng trong qu trìnhá động lực h c h ọc ủa ệ thống nhi pha. ều Đưa ra được đặc t tính ổng hợpcho quá trình truyền mômen từ phần chủ động sang phần ị động ủa ệ ống b c h th nhiều pha và hiệusuất ủa c b ộ truyền t ừ ngu n ồ đến t ảitrọng. Trong quá trình nghi n ê c cứu ũng nên quan t m â đến ết ấu ủa ộ k c c b chia và đặc t c nóính ủa , đây là thiết b có ị khả ă n ng truyền công suất và có thể tách chất ỏng l ành hai buth ồng khác nhau bằng piston hai đầu. T ừ đó có m rthể ở ộng s ố pha trong hệ thống AFH lên 5 pha.
Nghiên cứuthựcnghi : ệm Thiết k và ế chế ạo t c ác thiết ị b thực nghiệm để tiến hành ác c í th nghiệmcho các pha ri ng v cho cê à ả ệ h thống. Có thể thực nghiệm khi lắp épgh v b ới ộ chia, tiến hành thựcnghiệm v c t ới ác ải trọng ác kh nhau, các chuyển động khác nhau. Từ đó v ẽ được c ác đặc t l ính àm việc t ừ thực nghiệm và so sánh v c ới ác đặc t lý ính thuyết, với m ục đích là thiết k ế được c ác thiết b cị ủa h ệ thống AFH và có dthểáp ụng cho th t . ực ế
T ÀI KIỆUTHAM KHẢO
1. Nguyễn âXu n Huy, Phạm Ngọc Hùng: “Thuỷ lực, máy và truyền dẫn thuỷ khí” Học viện khoa h k ọc ỹthuậtquan sự 1998
2. Hoàng B Thị ích Ngọc “ Máy thuỷ lực thể tích” NXB Khoa h k ọc ỹ thuật 3. G. Constantinesco, Proc, conf. Oil. Hydr. Power trasmission and control(1962), p.69. Insts. Mech. Engrn…
4. K.Foster, Transmission of power by sinusoidal wave motion through hydraulic oil in a uniform pipe. Proc. Insts. Mech. Engrn. Vol. 179, Pt.1, No.19,(1964-1965), p.559.
5. T.Takennaka and E. Urata, Oil Hydraulics( in Japanese), (1970), p.234.
6. T. Takennaka, T., and al., Study on AFH: 1st, report, Single piping system. Trans. Japan Soc. Mech. Engrn., Vol 39, p2129,1973
7. Kononenko, V.O., Vibrating system with a Limitted Power supply, 20, Iliffe, 1996.
8. Inoue, J.et al.. On the Multiple Synchronization of Mechanical vibrators. Proc. Of 4th World Congress on the theory of Machines and Mechanisms. IFToMM, vol.2, p 451 457, 1975.-
9. P. R. Nikiforuk, P.N and Vandenberghe, D.G “ A three phase Pulsating Flow Hydraulic Control”, 1971
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Đặc t dao ính động của ma trận {G} trong các phương trình (2.4), (2.6) và (2.11)