Sau khi hoàn thành mô hình, nhóm sinh viên đã tiến hành làm thí nghiệm để kiểm chứng lại kết quả tính toán và thiết kế chế tạo mô hình.
- Nội dung thí nghiệm
Trong bài thí nghiệm này, nhóm sinh viên sẽ tiến hành gây tải trọng thay đổi và đo vận tốc cơ cấu chấp hành thông qua giá trị thời gian dịch chuyển trên các khoảng hành trình bằng nhau. Vì các khoảng hành trình là như nhau nên việc đánh giá vận tốc trên hành trình sẽ thông qua việc đánh giá thời gian dịch chuyển của cơ cấu chấp hành trên hành trình đó.
- Phương pháp thí nghiệm
Theo thực nghiệm tại mô hình, đặt van tiết lưu tại độ mở 50%. Áp suất hệ thống 2 bar và khoảng tác dụng của lò xo bắt đầu từ 20cm trên hành trình (điểm A trên đồ thị), tiến hành thí nghiệm.
Chia hành trình piston thành 4 khoảng bằng nhau, tiến hành gây tải trọng khác nhau lên cơ cấu gây tải và đo thời gian trên các khoảng hành trình. Lập lại nhiều lần với các mức tải trọng khác nhau thu được kết quả như sau:
Kết quả thực nghiệm trên mô hình: Khoảng hành trình piston h(cm) 0÷10 10÷20 20÷30 30÷39 ∑t Thời gian (s) Flx 6.94 6.9 7.25 6.6499 27.5 Flx + 9kG 7.45 6.95 7.25 6.8324 28.35 Flx + 18kG 7.85 7.45 8.2 7.45 30.95
Vận tốc của piston theo công thức: ( )
s cm t
s
v= trên mỗi hành trình ta có vận tốc trung bình của piston như bảng sau:
Khoảng hành trình piston h(cm) 0÷10 10÷20 20÷30 30÷39 vtb Vận tốc (cm/s) Flx 1.44 1.45 1.38 1.38 1.42 Flx + 9kG 1.34 1.44 1.38 1.34 1.38 Flx + 18kG 1.27 1.34 1.22 1.21 1.26
Hình 8-7: Đồ thị vận tốc trung bình của piston trên hành trình với các mức gây tải khác nhau
Flx:- lực lò xo; Flx+9kG:- lực lò xo và 9kG; Flx+18kG:- lực lò xo và 18kG; A:- điểm bắt đầu tác dụng lực lò xo lên cơ cấu gây tải.
Ứng với các mức gây tải khác nhau (mỗi khối tải trọng có trọng lượng 9kG), nhìn vào đồ thị ta thấy:
Khí tải trọng tác dụng lên cơ cấu chấp hành tăng (bằng cách tăng số lượng khối tải trọng lên cơ cấu chấp hành) vận tốc của cơ cấu có xu hướng chậm lại (các đường đồ thị tương ứng với các giá trị tải trọng 18kG và 9kG nằm phía đưới đường Flx).
Trên mỗi đường đồ thị vận tốc cơ cấu chấp hành thay đổi và có xu hướng giảm nhẹ, thay đổi vận tốc rõ ràng nhất khi lò xo của cơ cấu gây tải bắt đầu tác dụng lên hệ thống ở hành trình 20 cm. Tuy nhiên ta nhận thấy là độ chênh lệch về vận tốc cơ cấu chấp hành không lớn so với trường hợp thay đổi tải đột ngột. Điều đó có thể giải thích do quán tính của hệ thống đặc biệt là quán tính của piston trong van giảm áp.
So sánh các đường trên đồ thị ta nhận thấy ở hành trình ban đầu khi chưa có lực lò xo tác dụng (trước điểm A) đường Flx + 9kG và Flx + 18kG có độ dốc lớn trong khi đường Flx gần như nằm ngang. Điều đó được giải thích là do quán tính của hệ lớn khi khối lượng vật nâng lớn, tức là gia tốc từ khi piston đứng yên tới khi đạt vận tốc yêu cầu nhỏ, thời gian để piston đạt tới vận tốc ổn định sẽ tăng. Mặt khác khi bắt đầu khởi động bơm, thời gian để động cơ điện đạt đến vận tốc định mức cũng là nguyên nhân gây cho vận tốc ban đầu của cơ cấu nhỏ, thời gian đạt vận tốc ổn định tăng khi tải tác dụng lớn.
Trên hành trình từ điểm A đến h = 32 cm, trong vùng tải trọng nhỏ vận tốc gần như bằng nhau khi tải trọng thay đổi (thể hiện bằng hai đường Flx và Flx+9kG gần như trùng nhau trong khi đường Flx+18kG thấp hơn hai đường còn lại) điều này hợp với lý thuyết đã trình bày ở trên (xem đồ thị hình 6-11) khi FL tăng dẫn đến p2 = p3
làm vận tốc cơ cấu chấp hành giảm, khi FL tăng đến khi p2 ≈ 0 thì vận tốc cơ cấu chấp hành bằng 0.
Trên hành trình cuối của piston (từ h=32÷39) cm, lúc này lò xo thay đổi tải trọng bị nén tối đa, lực tác dụng lên piston là lớn nhất, mặt khác piston chuyển động chậm dần về 0, các đường đồ thị thể hiện sự thay đổi vận tốc khác nhau ứng với các mức gây tải khác nhau. Đường Flx gần như vẫn nằm ngang, điều đó chứng tỏ vận tốc piston tiếp tục ổn định cho tới khi piston gần tới vị trí trên cùng (v=0), trong khi đó hai đường còn lại ứng với các mức tải Flx+9kG và Flx+18kG có xu hướng giảm.
Như vậy có thể nói bộ điều tốc hoạt động tốt trong khoảng hành trình từ điểm A (h = 20 cm) đến h = 32 cm với mức gây tải nhỏ (trong khoảng tác dụng của tải trọng Flx đến Flx + 9kG)
9.2 Kết luận về đề tài
Sau hơn ba tháng thực hiện, chúng em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp:”Thiết kế hệ thống truyền động thủy lực ổn định vận tốc cơ cấu chấp
hành chịu tải trọng 1000kN” của mình.
Đề tài chú trọng hai vấn đề: xây dựng cơ sở lý thuyết về điều khiển và ổn định vận tốc cơ cấu chấp hành, chế tạo mô hình thực nghiệm, thiết kế chế tạo bộ ổn định tốc độ để minh họa cho những tính toán lý thuyết.
Trong quá trình thiết kế và chế tạo đã nảy sinh rất nhiều vấn đề kỹ thuật mà sinh viên phải giải quyết, Với khoảng thời gian không nhiều và kiến thức còn hạn chế do đó chắc chắn đề tài không tránh khỏi thiếu sót. Kính mong nhận được sự giúp đỡ của thầy cô để chúng em hoàn thiện tốt hơn.
Kết quả thí nghiệm trên mô hình cho thấy mô hình đã thể hiện được những tính toán lý thuyết trình bày trong đồ án.
Ma sát và tốn thất do rò rỉ trong cơ cấu cũng là nguyên nhân dẫn dến kết quả thí nghiệm chưa được lý tưởng.
9.3 Hướng phát triển của đề tài
Đề tài hoàn thành với bộ điều tốc và mô hình hệ thống truyền động thủy lực, tuy nhiên do hạn chế về khả năng gia công nên kết cấu của bộ điều tốc do nhóm sinh viên thiết kế và chế tạo còn khá đơn giản. Trong thời gian tới nhóm sinh viên (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
sẽ tiếp tục nghiên cứu chế tạo ra các bộ điều tốc có khả năng làm việc trong môi trường công nghiệp.
Trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước việc áp dụng công nghệ điện tử vào điều khiển thủy lực ngày càng trở nên phổ cập, vì vậy yêu cầu đặt ra là nghiên cứu chế tạo các thiết bị thủy lực điều khiển điện tử trong các dây chuyền tự động hóa phù hợp với các nhà máy sản xuất trong thực tế hiện nay.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Đinh Ngọc Ái, Đặng Huy Chi...“Thuỷ lực và máy thuỷ lực - tập II” NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp. Hà Nội - 1972.
[2]. Nguyễn Văn May. “Bơm, quạt, máy nén”. NXB Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội– 2007.
[3]. Hoàng Thị Bích Ngọc. “Máy thủy lực thể tích”. NXB Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội -2000.
[4]. Hoàng Bá Chư, Trương Ngọc Tuấn. “Sổ tay thủy khí động lực học ứng dụng”. NXB Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội – 2001.
[5]. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm. “Thiết kế chi tiết máy”. NXB Giáo dục 2001.
[6]. Nguyễn Trọng Hiệp. “Chi tiết máy - Tập I, II”. NXB Giáo dục 1997.
[7]. Nguyễn Doãn Ý. “Ma sát mòn bôi trơn Tribology”. NXB Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội – 2008.
[8]. Trần Xuân Tùy. “ Hệ thống truyền động thủy Lực”. Đại học Bách Khoa Đà Nẵng. Đà Nẵng – 2007
[9]. Tô Xuân Giáp, Vũ Hào, Nguyễn Đắc Tam, Vũ Công Tuấn, Hà Văn Vui “Sổ tay thiết kế cơ khí tập 3”. NXB Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội – 1980.
[10] http://www.princehyd.com/Default.aspx?tabid=42 tháng 4 năm 2010.
[11]http://www.daerospace.com/HydraulicSystems/FlowControlValveDesc.php
tháng 4 năm 2010.
[12] http://www.hydraulics.vn/forum/forumdisplay.php?f=30 tháng 5 năm 2010. [13] http://www.honda-engines.com/ tháng 5 năm 2010.