Thiết kế, chế tạo thiết bị thí nghiệm xác định đặc tính động lực học của xi lanh giảm chấn thủy lực (Luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
******&******

ĐÀO MẠNH LÂN

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC
CỦA XI LANH GIẢM CHẤN THỦY LỰC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Thái Nguyên, tháng 11 năm 2017

i


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
******&******

ĐÀO MẠNH LÂN

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC
CỦA XI LANH GIẢM CHẤN THỦY LỰC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
Mã số: …………………………

KHOA CHUN MƠN

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

PGS.TS Ngơ Nhƣ Khoa

Thái Nguyên, tháng 11/2017

i

PHÒNG ĐÀO TẠO


LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Đào Mạnh Lân
Học viên: Lớp Cao học K16
Đơn vị công tác: Công ty TNHH MTV Cơ điện và Vật liệu nổ 31
Tên đề tài: “Thiết kế, chế tạo thiết bị thí nghiệm xác định đặc tính
động lực học của xi lanh giảm chấn thủy lực”
Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí
Mã số: ..............
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của cá nhân tơi. Các ý
tƣởng, thiết kế, chế tạo cũng nhƣ các số liệu là hồn tồn trung thực, chƣa
từng đƣợc cơng bố trong bất kỳ một cơng trình nào khác./.
Thái Ngun, ngày … tháng 11 năm 2017
HỌC VIÊN

Đào Mạnh Lân

ii

LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành kỹ thuật cơ khí với đề tài
“Thiết kế chế tạo thiết bị thí nghiệm xác định đặc tính động lực học của
xi lanh giảm chấn thủy lực” là kết quả của quá trình học tập, nghiên cứu của
bản thân, với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, đồng nghiệp và ngƣời thân.
Qua đây, tơi xin đƣợc bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với
thầy giáo PGS.TS Ngô Nhƣ Khoa, đã trực tiếp định hƣớng, hƣớng dẫn, cung
cấp tài liệu và các thông tin khoa học cần thiết để hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Nguyễn Đăng Hào - giáo viên
Trƣờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái nghuyên, đã tận tình giúp đỡ tơi
trong tồn bộ q trình thực nghiệm để hoàn thành nội dung nghiên cứu.
Xin đƣợc cảm ơn Ban Giám hiệu, Phịng Đào tạo, các thầy cơ giáo
Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, đồng nghiệp và đơn vị
công tác đã tạo điều kiện để tôi hồn thành tốt chƣơng trình học tập và nội
dung nghiên cứu khoa học.
Mặc dù đã cố gắng song do kiến thức và kinh nghiệm cịn hạn chế nên
đề tài khó tránh khỏi thiếu sót. Kính mong q thầy cơ, đồng nghiệp góp ý để
tơi có thể hồn thiện kiến thức, ứng dụng tốt hơn trong thực tế.
Tác giả xin chân thành cảm ơn./.

iii


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
iv


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. iii

MỤC LỤC ......................................................................................................... v
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT ........... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .................................................................. viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ......................................................................... ix
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ GIẢM CHẤN VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 4
1.1. Tổng quan về một số loại giảm chấn ..................................................... 5
1.2. Tổng quan về thiết bị thí nghiệm ........................................................... 8
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ BÀI TOÁN THIẾT KẾ ................................................ 18
2.1. Cơ sở xác định thông số thiết bị........................................................... 18
2.2. Chọn nguyên lý thiết bị ........................................................................ 19
2.3. Tính chọn phƣơng án thiết kế thiết bị. ................................................. 20
CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM ................... 24
3.1. Lựa chọn thành phần tiêu chuẩn của thiết bị. ...................................... 24
3.2. Thiết kế phần cơ khí của thiết bị. ....................................................... 262
3.3. Chế tạo, lắp ráp, chạy thử thiết bị. ..................................................... 262
3.4. Thông số của thiết bị. ......................................................................... 265
CHƢƠNG 4. HIỆU CHUẨN THIẾT BỊ ........................................................ 32
4.1. Đối tƣợng, phƣơng tiện hiệu chuẩn ..................................................... 32
4.2. Hiệu chuẩn hệ thống đo lực ................................................................. 27
4.3. Hiệu chuẩn hệ thống đo chuyển dịch ................................................... 29
CHƢƠNG 5. THỰC NGHIỆM VỚI THIẾT BỊ ............................................ 37
5.1. Lấy mẫu và tiến hành thí nghiệm. ........................................................ 37
5.2. Xử lý số liệu thí nghiệm. ...................................................................... 40
5.3. Nhận xét ....................................................................................................….39

v


CHƢƠNG 6. KẾT LUẬN .............................................................................. 47

6.1. Kết quả đạt đƣợc .......................................................................................….40
6.2. Thông số cơ bản của thiết bị, phạm vi sử dụng ........................................….40
6.3. Hƣớng phát triển tiếp theo ........................................................................….41

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 49
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 50

vi


DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT

Diễn giải nội dung đầy đủ

STT

Kí hiệu

1

F

2

V (m/s)

Vận tốc chuyển dịch của pistong

3

X

Khoảng dịch chuyển của pistong

4

Vloadcell

Tín hiệu điện áp của cảm biến loadcell

5

V (vol)

Điện áp

6

KF

Hệ số tỷ lệ giữa lực và vận tốc

7

Kx

Hệ số tỷ lệ giữa lực và chuyển dịch của pistong

8

t

Bƣớc của vít me

9

I

Độ nhậy của điện áp

10

ω

Tần số dao động

18

P

Cơng suất động cơ

21

η

Hiệu suất

22

n

Tốc động vịng quay

Lực ma sát (lực cản) pistong

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, PHỤ LỤC
Bảng 4.1. Kết quả trị số lực nén và điện áp .................................................... 29
Bảng 4.2. Kết quả trị số chuyển dịch và điện áp............................................. 30
Bảng 5.1. Các giá trị vận tốc ........................................................................... 34
Bảng 5.2. Giá trị trung bình của V (mm/s) và F (N) ....................................... 38
Phụ lục 1. Số liệu khảo sát mối quan hệ giữa F (N) và X (mm) ........................... 54
Phụ lục 2. Số liệu khảo sát mối quan hệ giữa X (mm) và V (mm/s) .................... 55
Phụ lục 3. Số liệu khảo sát mối quan hệ giữa F (N) và V (mm/s) ........................ 56

viii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1. Một số xi lanh giảm chấn cỡ nhỏ thơng dụng [1] ..........................................1
Hình 2. Xi lanh giảm chấn trong máy giặt [2] ............................................................1
Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo giảm xóc sau sau xe máy [3] ................................................5
Hình 1.2. Dầu dịch chuyển trong xi lanh giảm xóc sau sau xe máy [3] .....................5
Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý giảm xóc xe máy [3] ........................................................6
Hình 1.4. Cấu tạo giảm chấn máy giặt [2] ..................................................................7
Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý giảm chấn máy giặt ..........................................................7

Hình 1.6. Một dạng thiết bị thí nghiệm điển hình sử dụng ngun lý thủy lực [4] ....9
Hình 1.7. Thiết bị kiểm tra cho một sản phẩm [4] ....................................................10
Hình 1.8. Thiết bị kiểm tra cho nhiều sản phẩm [4] .................................................10
Hình 1.9. Giá chuyển hƣớng toa xe lửa [5] ...............................................................10
Hình 1.10. Thiết bị kiểm tra giảm chấn ngành đƣờng sắt [4] ...................................10
Hình 1.11. Gá kẹp bằng tay và gá kẹp bằng thủy lực [4]..........................................11
Hình 1.12. Hệ thống đo lƣờng nhiệt độ, khơng khí/ nƣớc làm mát ..........................11
Hình 1.13. Hệ thống đo lƣờng giảm chấn đƣợc tích hợp trên xe tải, trong phịng thí
nghiệm, trong dây chuyền sản xuất …………………………………………………9
Hình 1.14. Thành phần cơ bản của thiết bị kiểm tra xi lanh giảm chấn [4]..............12
Hình 1.15. Quan hệ lực - chuyển dịch, lực - vận tốc của giảm chấn thủy lực với biên
độ dao động 2mm, tần số = 0.5Hz [4] .......................................................................13
Hình 1.16. Quan hệ giữa lực - chuyển dịch, lực - vận tốc của giảm chấn thủy lực với
biên độ dao động 2 mm, tần số dao động thay đổi từ 0,1 Hz đến 10 Hz .................12
Hình 1.17. Một dạng thiết bị kiểm tra giảm chấn ma sát [6] ....................................15
Hình 1.18. Quan hệ giữa lực - chuyển dịch giảm chấn ma sát [6] ............................16
Hình 1.19. Quan hệ giữa lực - vận tốc giảm chấn ma sát [6] ...................................16
Hình 2.1. Nguyên lý hoạt động của thiết bị thí nghiệm ............................................19
Hình 3.1. Động cơ servo [8] ......................................................................................24
Hình 3.2. Cảm biến đo lực [10].................................................................................20

ix


Luận văn đầy đủ ở file: Luận văn full