Phân tích đặt điểm cấu tạo, khai thác kỹ thuật và sử dụng phanh động cơ, chương 5 potx

Chương 5: Thiết bị cân
l
ự
c
Là thiết bị không thể thiếu trong thiết bị đo công suất loại
cân bằng. Đây là
t
h
iết
bị đo lực (momen) lấy ra từ thiết bị gây
t
ải. Thiết bị gây lực rất đa dạng, dựa
v
à
o
nguyên tắc làm việc
có thể chia làm các loại
s
a
u
:
 Thiết bị cân lực kiểu cơ
họ
c
 Thiết bị cân lực kiểu thuỷ lực khí
n
é
n
 Thiết bị cân lực kiểu đàn hồi dùng chuyển đổi
đ
iệ

n
1.3.2.1 Thiết bị cân lực kiểu cơ
họ
c
:
Nguyên tắc đo của thiết bị này là dựa trên nguyên lý cân
b
ằng lực cần đo
v
ới
trọng lực hay lực đàn hồi đã biết. Việc sử
dụng các cơ cấu cánh tay đòn cho
ph
é
p
các đối trọng không
lớn để cân bằng những lực tương đối lớn. Hệ thống cánh
ta
y
đòn có thể xây dựng theo hai
các
h
:
 Thay đổi vị trí đối trọng trên cánh tay
đòn
 Thay đổi vị trí của đối
t
rọng
Trong các cân cơ học, cân kiểu con lắc đơn là đơn giản
nh

ất
.
Nguyên lý: dưới tác dụng của lực F truyền từ thiết bị gây tải
sang hệ thống
cá
nh
tay đòn làm hệ thống quay đi một góc cho
t
ới khi cân
b
ằ
ng.
l
1
l
Φ
Hình: thiết bị cân lực kiểu cơ
họ
c
Phương trình cân bằng viết cho hệ thống như
sau:
F.l. cosΦ = G.l
1
.sinΦ
+M
ms
+
M
’
Trong

đó
:
l , l
1
:là chiều dài các cánh tay
đòn
G: trọng lượng của đối
t
rọng
M
ms
: momen ma sát tại các
kh
ớ
p
M
’
: momen ổn định của cánh tay đòn do trọng lượng của
cánh tay
đòn và các
cơ
cấu liên quan gắn trên cánh
tay
đòn.
Vì M
’
phụ thuộc vào góc quay nên để thuận lợi người ta thay
b
ằ
ng

dM
'
M
Φ
,
M
Φ
=
: gọi là độ ổn định của cánh tay
đòn
d



M
Φ
> 0 thì M
’
tăng theo góc
qu
a
y
M
Φ
<0 thì M
’
giảm theo góc quay, lúc này lực tác dụng
c
ủa F, G không lớn
v

à
cánh tay đòn không cân bằng vì vậy
không th
ể tiến hành phép đo. Nếu bỏ qua
lực
ma sát ở các khớp nối thì từ công thức trên ta
c
ó
:

(
tag


M

)



l
.
F
Khi Φ đủ nhỏ thì
ta
gΦ
≈
Φ

G

.
l
1
l
1
.
G
M

(1


)


G
.
l
1
l
.
F
l
1
.
G
Như vậy ta thấy M
Φ
/l
1

.G là số hạng kể đến tính chất thực
c
ủa hệ thống cánh
ta
y
đòn. Khi tỉ số này giảm, hệ thống con lắc đi gần đến hệ thống lí
tưở
ng.
Trong trường hợp Φ đủ lớn, để giảm ảnh hưởng đến sai số
của phép đo người
ta
thay thế cánh tay đòn bằng một bánh
r
ăng hình quạt có bán kính R=l, nhờ đó
m
à
cánh tay đòn của
l
ực tác dụng không đổi. Lúc này đặc tính tĩnh của hệ thống
c
ó d
ạ
ng

(
sin


M


)



l
.
F

G
.
l
1
l
1
.
G
Người ta căn cứ
vào
t
ổng
:
sin


M



để đánh giá tính chính xác của
phép

đo.

G
.
l
1
1.3.2.2 Thiết bị cân lực kiểu thuỷ lực và khí
n
é
n:
Cả hai thiết bị này có nguyên tắc đo chung là biến đổi lực
c
ần đo thành áp
su
ất
của chất lỏng hay khí. Áp suất đo được nhờ áp
k
ế
.
Cấu tạo chung gồm một cặp piston, xylanh có khả năng đo
được lực từ xa
v
ới
một giá trị bất
k
ì
.
Lực cần đo khi tác dụng vào piston sẽ gây ra một áp lực trên
ch
ất lỏng và

c
húng
có quan hệ với nhau theo biểu
t
h
ức:
F= p. S
h
hay
p
=
F
/
S
h
Như vậy nếu S
h
= const thì p và F tỉ lệ với nhau. Do đó dùng
áp kế đo được p
t
h
ì
sẽ có được F. Tuỳ theo cách làm cho S
h
=
const ng
ười ta chia thiết bị cân lực
k
iể
u

này
t
h
à
nh
:
Lực kế kiểu chất lỏng
tĩ
nh
Lực kế kiểu chất lỏng hay chất khí có bộ phận truyền
d
ẫ
n
Lực kế kiểu
bù
Các cân thuỷ lực có phạm vi đo khá rộng từ vài trăm đến hàng
tri
ệu Newton,
s
ai
số đo khoảng 0.2%, có nhược điểm là độ chính
xác phép
đo phụ thuộc nhiệt độ
v
à
tính chất của chất lỏng, kết cấu
khá ph
ức
tạ
p