Chương 3: XÁC ĐỊNH BỘ THÔNG SỐ THỦY TĨNH CƠ BẢN CHO MÁY MÀI TRÒN NGOÀI
3.3. Xây dựng chương trình mô phỏng tính toán các thông số thủy tĩnh cơ bản
3.3.2. Xây dựng chương trình tính toán
Phần mềm hỗ trợ thiết lập chương trình mô phỏng tính toán có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn các thông số phù hợp cho các thiết kế trong kỹ thuật, nhanh chóng xác định được các thông số đặc trưng phù hợp bằng việc thay đổi các điều kiện làm việc trong phạm vi cho phép của thiết bị. Chương trình được thiết lập mô phỏng tính toán cho máy mài tròn ngoài 3K12, các thông số ban đầu được xác định trên cơ sở điều kiện làm việc điển hình của máy, khi đó, một số thông số được đưa ra trước và được sử dụng như đầu vào trong chương trình mô phỏng tính toán. Các dòng máy khác có thể làm tương tự.
Học viên chọn Matlab guide với ưu điểm có thể thiết kế giao diện trực quan, có thể giúp người sử dụng nhanh chóng lựa chọn được bộ thông số tính toán phù hợp để thiết lập chương trình tính toán nói trên.
Khởi động chương trình với giao diện lựa chọn Matlab guide.
Trong cửa sổ GUIDE Quick Start có nhiều lựa chọn theo một trong các khuôn mẫu sau:
Create New GUI: Tạo một hộp thoại GUI mới theo một trong các loại sau:
Blank GUI (Default): Hộp thoại GUI trống không có một điều khiển uicontrol nào cả.
GUI with Uicontrols: Hộp thoại GUI với một vài uicontrol như
Vi Thị Nhung – CTM16B
button... Chương trình có thể chạy ngay.
GUI with Axes and Menu: Hộp thoại GUI với một uicontrol axes và button, các menu để hiển thị đồ thị.
Modal Question Dialog: Hộp thoại đặt câu hỏi Yes, No
Hình 3. 9. Giao diện khởi động Oven Existing GUI: Mở một project có sẵn.
Với một chương trình mới, ta có thể lựa chọn Blank GUI để bắt đầu thiết kế giao diện chương trình cho mục đích riêng.
Giao diện thiết kế tương tự với các chương trình lập trình giao diện như Visual Basic, Visual C++... Ta có thể lựa chọn biểu tượng trên thanh công cụ phía trái để thiết lập giao diện chương trình. Một số chức năng trên thanh công cụ:
✓ Push Button: Thiết kế các nút bấm.
✓ Slider: Thiết kế Thanh trượt.
✓ Radio Button: Nút nhỏ hình tròn để chọn lựa.
✓ Check Box: Thiết kế nút tích dấu nhắc.
Vi Thị Nhung – CTM16B
✓ Edit Text: Thiết kế khung hiển thị số.
✓ Static Text: Thiết kế khung viết thông báo hoặc hiển thị kết quả.
✓ Pop-up Menu: Thiết kế hộp chức năng, có dấu nhắc thả xuống.
✓ List Box: Tương tự như Pop-up Menu nhưng các chức năng được show ra
✓ Axes: Làm việc với hệ trục (vẽ biểu đồ, dán ảnh).
✓ Panel: Khung đặt các hình, biểu đồ, nút bấm.
✓ Button Group: Đặt các nút hay các khung hiển thị.
✓ ActiveX Control
✓ Toggle Button
Hình 3. 10. Giao diện Blank GUI cho thiết kế chương trình
Trên thanh menu có thể được sử dụng để thực hiện các yêu cầu thực thi, ví dụ trong menu Tools có các chức năng sau:
✓ Run (Ctr + T): Nhấn vào để chạy chương trình mà ta đã viết. Có lỗi là hiện ra ngày.
✓ Align Object: Dùng để làm cho các điều khiển sắp xếp gọn đẹp theo ý mình như cùng căn lề bên trái...
Vi Thị Nhung – CTM16B
✓ Grid and Rulers: Dùng để cấu hình về lưới trong giao diện vì nó sẽ coi giao diện như một ma trận các ô vuông nhỏ, ta sẽ thay đổi giá trị này để cho các điều khiển có thể thả ở đâu tùy ý.
✓ Menu Editor: Trình này để tạo menu cho điều khiển.
✓ Tab Order Editor: Sắp xếp Tab order là thứ tự khi ta nhấn phím Tab.
✓ Gui Options: Lựa chọn cho giao diện GUI.
Thiết lập giao diện chương trình và thuộc tính điều khiển các phần tử:
Trên cơ sở yêu cầu của bài toán, ta thiết lập giao diện chương trình điều khiển từ thanh công cụ, sau đó gán các thuộc tính điều khiển để lập trình điều khiển chính xác. Ví dụ thay đổi thuộc tính của một Edit Text, ta nháy đúp vào EditText bên trái để xuất hiện cửa sổ các thuộc tính của điều khiển. Có thể sắp xếp theo chức năng hoặc theo thứ tự A-Z của tên thuộc tính bằng nút hiện ở gõ bên trái.
Hình 3. 11. Các thuộc tính điều khiển các phần tử
Vi Thị Nhung – CTM16B
Hai thuộc tính quan trọng của các nút chức năng là Tag và String:
Tag: Đây là thuộc tính để đặt tên điều khiển. Dùng tên này có thể thao tác đến các thuộc tính của đối tượng.
String : Là xâu kí tự hiện lên khung chương trình.
Viết chương trình: Chương trình thực hiện các yêu cầu thiết kế, khi nhấn vào một Push Button thì chương trình được thực thi (hàm Callback).
Áp dụng xây dựng chương trình mô phỏng tính toán ổ thủy tĩnh:
Thông số đầu vào: Bao gồm các thông số xác định trước phù họp với điều kiện làm việc của máy mài 3K12. Trong trường hợp này có thể bao gồm: Đường kính ngõng trục, chiều rộng ổ đỡ, chiều dài buồng dầu, độ nhớt của dầu, khe hở tương đối và tốc độ quay của trục chính (Hình 3.12).
Hình 3. 12. Giao diện chương trình mô phỏng tính thông sô thủy tĩnh cơ bản
Thông số tính toán: Hiển thị kết quả tính toán. Trong chương trình này, các kết quả tính toán và biểu đồ phân bố áp suất trên chiều dài ổ đỡ thủy tĩnh được đưa ra (hình 3.13).
- Chiều dầy màng dầu nhỏ nhất hmin (àm).
Vi Thị Nhung – CTM16B
- Độ lệch tâm tương đối .
- Áp suất cấp dầu pz (N/mm2).
- Khả năng tải P (N).
- Lưu lượng tổng cộng Q (cm3/s).
- Độ cứng màng dầu J (kg/àm).
- Công suất tiêu hao N (W).
Sau khi xây dựng giao diện, tiến hành viết chương trình:
Hình 3. 13. Viết chương chình điều khiển
Chạy chương trình, kiểm tra lỗi và sửa lại.
Chương trình mô phỏng tính toán các thông số thủy tĩnh cơ bản cho máy mài tròn ngoài tương tự 3K12. Chương trình giúp người thiết kế, chế tạo có thể lựa chọn bộ thông số phù hợp với yêu cầu làm việc của ổ bằng cách thay đổi thông số đầu vào dựa trên điều kiện làm việc của máy.
Chạy chương trình:
Trường hợp 1(TH1): Bộ thông số đầu vào o Đường kính cổ trục: 70 mm o Tốc độ quay của trục: 3000 vg/ph
Vi Thị Nhung – CTM16B
o Chiều dài buồng dầu: 28 mm o Chiều rộng ổ: 56 mm
o Khe hở tương đối: 3E-4
o Độ nhớt dầu bôi trơn: 3.5mpa.s
Hình 3. 14. Mô phỏng tính thông số thủy tĩnh cơ bản cho TH1
Kết quả nhận được:
o Chiều dầy màng dầu nhỏ nhất hmin (àm): 5 o Độ lệch tâm tương đối : 0,523
o Áp suất cấp dầu pz (N/mm2): 6,67 o Khả năng tải P (N): 12857
o Lưu lượng tổng cộng Q (cm3/s): 0,00018 o Độ cứng màng dầu J (kg/àm): 142,57 o Công suất tiêu hao N (W): 0,056 Trường hợp 2(TH2): Bộ thông số đầu vào
o Đường kính cổ trục: 70 mm
Vi Thị Nhung – CTM16B
o Tốc độ quay của trục: 3000 vg/ph o Chiều dài buồng dầu: 28 mm o Chiều dài ổ: 56 mm
o Khe hở tương đối: 4E-4
o Độ nhớt dầu bôi trơn: 3.5mpa.s
Hình 3. 15. Mô phỏng tính thông số thủy tĩnh cơ bản cho TH2
Kết quả nhận được:
o Chiều dầy màng dầu nhỏ nhất hmin (àm): 5 o Độ lệch tâm tương đối : 0,64
o Áp suất cấp dầu pz (N/mm2): 7,48 o Khả năng tải P (N): 17693
o Lưu lượng tổng cộng Q (cm3/s): 0,00029 o Độ cứng màng dầu J (kg/àm): 179,23 o Công suất tiêu hao N (W): 0,071
Chương trình mô phỏng chạy thành công, giúp cho người dùng lựa chọn đươc bộ thông số thủy tĩnh phù hợp với yêu cầu chế tạo, làm việc.
Vi Thị Nhung – CTM16B
3.4. Kết Luận
Ở chương này đề tài đã nghiên cứu phương pháp tính toán các thông số cơ bản của ổ thủy tĩnh từ đó áp dụng và xác định được một phương án kỹ thuật khả thi với bộ thông số kỹ thuật của cụm ổ thủy tĩnh trục chính máy mài tròn ngoài trên cơ sở các thông số thủy động cơ bản tương tự máy 3K12.
Để đảm bảo cụm ổ trục chính máy mài 3K12 làm việc ở chế độ bôi trơn ướt hoàn toàn thì các thông số thủy tĩnh cơ bản của cụm trục chính như sau:
Đường kính trục D =70mm Khe hở tương đối = 3.10-4 Độ lệch tâm tương đối: = 0,52 Tải hướng kính: F = 6050N
Chiều dày màng dầu nhỏ nhất: hmin = 5àm Áp suất bơm dầu: ps ≥ 6,56 N/mm2
Lưu lượng dầu: Q ≥ 1,8.10-4 (cm3/s) Độ nhớt của dầu à = 3,5mpa.s
Số buồng dầu 4, bôi trơn theo phương pháp áp suất không đổi, kiểu trực tiếp.
Tỷ lệ chiều dày vách với chiều rộng: a = b = 0,25L= 14mm Chiều dài buồng dầu b1≥ 28 mm
Hình 3. 16. Thông số kích thước ổ theo tính toán
56.00 ỉ70.00
28.00 14.00 4.00
14