Bài 6
Nâng cao chất lượng
máy
Bài 4: Cân bằng máy 2
6.1. Cân bằng máy
6.1.1 Khái niệm
Nhận xét
Phản lực khớp động do
Ngoại lực
Lực quán tính => phản lực động phụ
Phản lực động phụ
Biến thiên có chu kỳ
Khi vận tốc của máy lớn, có thể rất lớn so với thành
phần lực do ngoại lực gây ra
Bài 4: Cân bằng máy 3
Ví dụ: Đĩa mỏng quay quanh trục không đi qua trọng tâm
Tốc độ n = 9000 vg/ph
Khối lượng m = 10 kg
BK lệch tâm rS = 2 mm
R>>B
P
qt
B
w
rs
R
G
79 trang |
Chia sẻ: Tài Huệ | Ngày: 21/02/2024 | Lượt xem: 13 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Bài giảng Nguyên lý máy - Bài 6: Nâng cao chất lượng máy - Nguyễn Trọng Du, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
P
R
1
R
2
w2smr
w2smr
w 2qt sP mr 18000N
P mg 100N
qtP P
6.1. Cân bằng máy
6.1.1 Khái niệm
Bài 4: Cân bằng máy 4
Phản lực động phụ là một trong những nguyên nhân gây
ra rung động cho máy và nền móng
Tác hại của rung động
Biên độ rung lớn (đặc biệt khi cộng hưởng) ảnh hưởng
đến quá trình công nghệ mà máy thực hiện
Tăng ma sát trong khớp động
Tăng nguy cơ phá hủy do hiện tượng mỏi của vật liệu
Rung động truyền qua nền móng tới các thiết bị, công
trình, con người ở ‘xung quanh’
6.1. Cân bằng máy
6.1.1 Khái niệm
Bài 4: Cân bằng máy 5
2 lớp bài tính cân bằng máy
Cân bằng vật quay: triệt tiêu (giảm) lực quán tính của
các khâu
Cân bằng cơ cấu nhiều khâu: giảm phản lực động
phụ từ máy truyền xuống nền móng
Cân bằng vật quay
Cân bằng máy
Cân bằng cơ cấu
CB tĩnh CB động CB tĩnh CB động
6.1. Cân bằng máy
6.1.1 Khái niệm
Bài 4: Cân bằng máy 6
Giả thiết: vật quay rắn tuyệt đối
Phân loại vật quay
Vật quay mỏng
Vật quay dày
Vật quay mỏng
Vật quay dày
Có thể mất CB tĩnh
Có thể mất CB: tĩnh,
động, hoặc toàn phần
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay
Bài 4: Cân bằng máy 7
Hiện tượng mất cân bằng tĩnh: Khi vật ở trạng thái tĩnh
ta cũng thấy vật mất CB
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay
Vật có xu hướng quay lắc
đến vị trí trọng tâm thấp nhất
Trọng tâm
Bài 4: Cân bằng máy 8
Hiện tượng mất cân bằng tĩnh: Khi vật ở trạng thái tĩnh
ta cũng thấy vật mất CB
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay
Vật có xu hướng quay lắc
đến vị trí trọng tâm thấp nhất
Trọng tâm
Bài 4: Cân bằng máy 9
Hiện tượng mất cân bằng động: chỉ thấy khi vật quay do
tác động không những của lực quán tính mà đặc biệt là
mô-men lực quán tính
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay
0
180
Trọng tâm nằm trên trục quay → ở trạng thái tĩnh không phát
hiện mất CB
1 2 m m m
1 2 r r r
2
1 2 q qP P mr
1 2 q q qM lP lP
1 2 0 q q qP P P
Bài 4: Cân bằng máy 10
Hiện tượng mất cân bằng động: chỉ thấy khi vật quay do
tác động không những của lực quán tính mà đặc biệt là
mô-men lực quán tính
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay
0
180
Trọng tâm nằm trên trục quay → ở trạng thái tĩnh không phát
hiện mất CB
1 2 m m m
1 2 r r r
2
1 2 q qP P mr
1 2 q q qM lP lP
1 2 0 q q qP P P
Bài 4: Cân bằng máy 11
Tổng hợp
tác động không những của lực quán tính mà đặc biệt là
mô-men lực quán tính
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay
0
180
Trọng tâm nằm trên trục quay → ở trạng thái tĩnh không phát
hiện mất CB
1 2 m m m
1 2 r r r
2
1 2 q qP P mr
1 2 q q qM lP lP
1 2 0 q q qP P P
Bài 4: Cân bằng máy 12
Khi VQM quay với vận tốc góc
có các khối lượng tại
VQM cân bằng khi là một
hệ lực cân bằng
là hệ lực phẳng và đồng
quy nên
Điều kiện CB:
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay – PP CB VQM
⃗
⃗
⃗
⃗
2
iq i i
P m r
iq
P
iq
P
1
i i
n
q q q
i
P P P
ir
im
0qP
Bài 4: Cân bằng máy 13
Để cân bằng VQM, cần và chỉ cần tạo ra một lực quán
tính để triệt tiêu
Trong đó
Nguyên tắc: cần và chỉ cần 1 khối lượng cân bằng (đối
trọng)
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay – PP CB VQM
cbP
⃗
⃗
⃗
⃗
qP
0cb qP P
2
cb cb cbP m r
Bài 4: Cân bằng máy 14
Phương pháp dò trực tiếp
Phương pháp đối trọng thử
Phương pháp hiệu số mô-men
Trạng thái cân
bằng phiếm định
Trọng tâm
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay – PP CB VQM
Bài 4: Cân bằng máy 15
Phương pháp dò trực tiếp
Phương pháp đối trọng thử
Phương pháp hiệu số mô-men
Trọng tâm
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay – PP CB VQM
Bài 4: Cân bằng máy 16
m
Lượng gắn thêm
Khoan bớt m
Để đưa đĩa về trạng thái cân
bằng phiếm định, ta dùng mát-tít
đắp dần lên phần cao nhất của
đĩa và nằm trên đường tròn bán
kính r nào đó để dễ đắp matít.
Vừa làm vừa thử cho đến khi
đạt được trạng thái cân bằng
phiếm định. Sau đó ta lấy lượng
mát-tít vừa đắp ra để cân, để
biết khối lượng tổng của lượng
matít đắp vào. Tiếp theo ta gắn
vào vị trí vừa lấy ra đối trọng với
khối lượng tương đương.
Ta cũng có thể khoan bớt một lượng kim loại ở vị trí đối xứng qua tâm để
làm cho đĩa cân bằng. (chọn vị trí dễ khoan và không ảnh hưởng đến độ bền
của đĩa)
Phương pháp đối trọng thử
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay – PP CB VQM
Bài 4: Cân bằng máy 17
Trên mặt phẳng thứ i có:
Khi quay với VT sinh ra
VQD cân bằng khi là một hệ lực cân bằng
là hệ lực không gian, sẽ là hệ lực cân bằng khi
⃗
⃗
⃗
, 1...i im r i n
2
iq i i
P m r
iq
P
iq
P
1
0
i
n
q q
i
P P
1
( ) 0
i
n
q q
i
M M P
và
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay – PP CB VQD
Bài 4: Cân bằng máy 18
Phương pháp chia lực
Thay thế một lực bằng hai lực song song có cùng tác dụng
về lực và momen
1 2
1 2. .
iP P P
P a P b
Thanh AB có lực P đặt
tại C
Ta thay thế lực P bởi
hai lực P1 và P2 hoàn
toàn tương đương về
tác dụng lực và mômen
nếu:
P1
P
P2
a b
A C B
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay – PP CB VQD
Bài 4: Cân bằng máy 19
(I) (II)
⃗
⃗
⃗
Nguyên tắc: cần và chỉ cần 2 đối trọng đặt trong 2
mặt phẳng khác nhau vuông góc với trục quay
6.1. Cân bằng máy
6.1.2 Cân bằng vật quay – PP CB VQD
⃗
⃗
⃗
{
} phẳng, đồng quy
{
} phẳng, đồng quy
{ }
=
+
=
( − )
với
Bài 4: Cân bằng máy 20
6.1. Cân bằng máy
6.1.3 Cân bằng cơ cấu
Lực truyền xuống nền gây rung rộng!
Bài 4: Cân bằng máy 21
Cơ cấu phẳng hệ chất điểm có khối tâm chung S: ⃗
Thu gọn hệ lực quán tính về khối tâm chung
Véc tơ chính
Mô men chính
Cơ cấu CB toàn phần nếu
= 0
= 0
Cơ cấu CB động nếu = 0
Cơ cấu CB tĩnh nếu = 0
Có = − ⃗ → ⃗ = 0 → Phải bố trí khối lượng các
khâu sao cho khối tâm chung cố định
6.1. Cân bằng máy
6.1.3 Cân bằng cơ cấu
Bài 4: Cân bằng máy 22
rS là bán kính véc tơ khối tâm chung của cơ cấu.
ri là bán kính véc tơ khối tâm của khâu thứ i có khối lượng mi.
const
m
rm
r
n
i
Si
S
i
1
.
n
i
imm
1
với
6.1. Cân bằng máy
6.1.3 Cân bằng cơ cấu
Bài 4: Cân bằng máy 23
Khối tâm chung của cơ cấu được xác định bởi véctơ rS :
Xét cơ cấu tay quay con trượt
s S
SS
S3
r3
r
r2r
1
1
2
A
B
C
1 1 2 2 3 3. . .
s
m r m r m r
r
m
1 1 2 1 2 3 1 2 3; ;
r s r l s r l l s
1 1 2 1 2 3 1 2 3. .( ) .( )
s
m s m l s m l l s
r
m
1 1 2 3 1 2 2 3 2 3 3. ( ). . . .
s
m s m m l m s m l m s
r
m
với
6.1. Cân bằng máy
6.1.3 Cân bằng cơ cấu – Ví dụ
Bài 4: Cân bằng máy 24
Muốn rS không đổi, điều kiện sau buộc phải thỏa mãn:
Đây là những điều kiện của trọng tâm khâu (1) và (2) để khối tâm
chung S của cơ cấu tay quay con trượt có vị trí không đổi, khi đó
cơ cấu sẽ được cân bằng.
Xét cơ cấu tay quay con trượt
s S
SS
S3
r3
r
r2r
1
1
2
A
B
C
1 1 2 3 1
2 2 3 2
. ( ). 0
. . 0
m s m m l
m s m l
2 3
1 1
1
3
2 2
2
( )
.
.
m m
s l
m
m
s l
m
6.1. Cân bằng máy
6.1.3 Cân bằng cơ cấu – Ví dụ
Bài 4: Cân bằng máy 25
Phần đối trọng
6.1. Cân bằng máy
6.1.3 Cân bằng cơ cấu – Ví dụ
Bài 4: Cân bằng máy 26
- Xác định ω2, ω3, vSi
- Xác định ε2, ε3, aSi
- Xác định Pqti, Mqti, các áp lực
khớp động R12, R23, R41, R43
- Xác định lực quán tính và mô men
lực quán tính tác dụng lên cơ cấu
- Xác định φ2, φ3 theo góc φ1
- Xác định xSi, ySi của trọng
tâm các khâu (i = 1,2,3), tọa
độ khớp
Bài tính vị trí
Bài tính GT
Bài tính VT
Bài tính lực
Tính lực qt
6.1. Cân bằng máy
6.1.3 Cân bằng cơ cấu – Ví dụ mô phỏng số
Bài 4: Cân bằng máy 27
Thông số Khâu thứ i (i = 1,2,3,4)
1 2 3 4
li(m) 0,105 0,270 0,330 0,360
mi(kg) 5 10 15
JSi(kgm
2) 0,05 0,1 0,15
* *
1 1
* *
3 3
m 4 (kg) -0,0875 (m)
;
m 1 (kg) 1,1098 (m)
6.1. Cân bằng máy
6.1.3 Cân bằng cơ cấu – Ví dụ mô phỏng số
Bài 4: Cân bằng máy 28
Trước cân bằng Sau cân bằng
Khối tâm chung cơ hệ sau cân bằng
6.1. Cân bằng máy
6.1.3 Cân bằng cơ cấu – Ví dụ mô phỏng số
Bài 4: Cân bằng máy 29
Lực truyền xuống nền
Lực truyền xuống nền
Trước cân bằng Sau cân bằng
6.1. Cân bằng máy
6.1.3 Cân bằng cơ cấu – Ví dụ mô phỏng số
Bài 4: Cân bằng máy 30
Lực quán tính trước cân bằng
Lực quán tính sau cân bằng
6.1. Cân bằng máy
6.1.3 Cân bằng cơ cấu – Ví dụ mô phỏng số
Bài 4: Cân bằng máy 31
Bài tập(1)
Bài 4: Cân bằng máy 32
Bài tập (1)
Bài 4: Cân bằng máy 33
Bài tập (1)
Bài 4: Cân bằng máy 34
Bài tập (2)
Bài 4: Cân bằng máy 35
Bài tập (2)
Bài 4: Cân bằng máy 36
Bài tập (3)
Bài 4: Cân bằng máy 37
Bài tập (3)
Bài 4: Cân bằng máy 38
Bài tập (3)
Bài 4: Cân bằng máy 39
Bài tập (3)
Bài 4: Cân bằng máy 40
Bài tập (4)
Bài 4: Cân bằng máy 41
Bài tập (4)
Bài 4: Cân bằng máy 42
Bài tập (4)
Bài 4: Cân bằng máy 43
Bài tập (4)
Bài 4: Cân bằng máy 44
Bài tập (4)
Bài 4: Cân bằng máy 45
Bài tập (5)
Bài 4: Cân bằng máy 46
Bài tập (5)
Bài 4: Cân bằng máy 47
Bài tập VN
Bài 4: Cân bằng máy 48
Bài tập VN
Bài 4: Cân bằng máy 49
Nội dung
Phần 1: Cấu trúc động học của cơ cấu
Phần 2: Những vấn đề cơ bản trong thiết kế nguyên lý máy
Phân tích động học
Phân tích lực
Cải thiện chất lượng làm việc máy (động lực học máy)
Làm đều chuyển động máy
Cân bằng máy
Phần 3: Lý thuyết về các cơ cấu có khớp cao
Cơ cấu cam
Cơ cấu bánh răng
Bài 4: Cân bằng máy 50
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.1 Đặt vấn đề
Giả thiết là khâu dẫn chuyển động đều chỉ là gần đúng!
Dư thừa
Hoặc thiếu hụt của công suất lực phát động so với
công suất lực cản
Thực tế khâu dẫn chịu tác động của
Các lực tác động trên cơ cấu
Yếu tố về cấu tạo: Khối lượng, mômen quán tính.
=> nên vận tốc của khâu dẫn không thể là hằng số =>
nghiên cứu về chuyển động thực của máy.
Bài 4: Cân bằng máy 51
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.1 Đặt vấn đề
Bài 4: Cân bằng máy 52
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.1 Đặt vấn đề
Bài 4: Cân bằng máy 53
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.1 Đặt vấn đề
Xác định các đại lượng thay thế và lập phương trình
chuyển động thực của máy.
Xác định chuyển động thực của máy và các chế độ
chuyển động của máy.
Biết cách làm đều chuyển động bình ổn của máy.
Bài 4: Cân bằng máy 54
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.2. PTchuyển động và đại lượng thay thế
Phương trình biến thiên động năng: “Tổng công của tất
cả các lực tác động lên cơ hệ trong một khoảng thời gian
bằng biến thiên động năng của cơ hệ trong khoảng thời
gian đó”
E - E0 = E = Ađ + Ac
Ađ - công động (công của lực phát động), Ađ luôn dương.
Ac - công cản (công của các lực cản), Ac có thể âm hay
dương.
E0 - động năng ở thời điểm t0
E – động năng ở thời điểm t
E - biến thiên động năng.
Bài 4: Cân bằng máy 55
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.2. PTchuyển động và đại lượng thay thế
Có mômen của lực phát động Md đặt lên khâu dẫn quay
với vận tốc góc ω1 => công suất tức thời của lực phát
động
d 1.dN M
Do 2 véctơ và luôn cùng phương, chiều:
Công động Ad trong khoảng thời gian (t0,t):
dMdtMdtN d
t
t
d
t
t
d
000
1
0, là vị trí tương ứng của khâu dẫn tại t0, t.
1d dN M
dA
Bài 4: Cân bằng máy 56
Xét máy có n khâu động, khâu i có:
: Ngoại lực tác dụng
: Mô men ngoại lực
: Vận tốc của điểm đặt lực
: Vận tốc góc
Công suất tức thời
của các lực cản
Công cản
n
i
iiiic MvPN
1
1 1 1
. .n i i i i
tt
i
P v M
M
Đặt
Mtt :mômen thay thế các lực cản về khâu dẫn (mômen cản
thay thế)
0
C ttA M d
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.2. PTchuyển động và đại lượng thay thế
t
t
n
i
iiii
t
t
c dtMvPdtN
00
1
0
1 11
dM
v
P
n
i
i
i
i
iAc =
Bài 4: Cân bằng máy 57
1 1 1
. .n i i i i
tt
i
P v M
M
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.2. PTchuyển động và đại lượng thay thế
Việc thay thế này dựa trên nguyên tắc công suất không
đổi: công suất của mômen cản thay thế phải bằng công
suất của tất cả các lực cản trên toàn máy.
Như vậy Mtt là đại diện cho chế độ lực tác động
Bài 4: Cân bằng máy 58
Xét máy có n khâu động, khâu i có:
: Khối lượng của khâu
: Vận tốc của trọng tâm khâu
: Mô men quán tính đối với trọng tâm
: Vận tốc góc
2 2
2 2 2
1
1 1 1 1 1
1 1
. . . . .
2 2
n n n
Si i
i i Si Si i i Si
i i i
v
E E m v J m J
2
1
1
.
2
ttE J
2 2
1 1 1
. .
n
Si i
tt i Si
i
v
J m J
Với
Động năng toàn máy
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.2. PTchuyển động và đại lượng thay thế
ttJ
Bài 4: Cân bằng máy 59
Việc thay thế này dựa trên nguyên tắc động năng không
đổi: động năng của khâu thay thế phải bằng động năng
của tất cả các khâu trên toàn máy.
Như vậy Jtt là đại diện cho máy về phương diện cấu tạo
2 2
1 1 1
. .
n
Si i
tt i Si
i
v
J m J
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.2. PTchuyển động và đại lượng thay thế
Bài 4: Cân bằng máy 60
• Khi thay các kết quả thu được khi thiết lập công thức xác định
công động Ad , công cản Ac và động năng E vào phương trình biến
thiên động năng ta sẽ có phương trình chuyển động thực của máy
như sau:
0
2 2
1 0 1 0
1 1
. .
2 2
tt tt d ttJ J M M d
0
0 2
1 1 0
2
. .tt d tt
tt tt
J
M M d
J J
Trong đó : ω1( φ0 ) – vận tốc góc của khâu thay thế (1) tại vị trí φ0
Jtt (φ0) – mômen quán tính thay thế tại vị trí φ0
ω1(φ) – vận tốc góc của khâu thay thế (1) tại vị trí φ
Jtt (φ) – mômen quán tính thay thế tại vị trí φ
• Thiết lập được công thức tính vận tốc thực khâu dẫn:
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.2. PTchuyển động và đại lượng thay thế
Bài 4: Cân bằng máy 61
Từ việc nghiên cứu chuyển động thực của toàn máy, bằng khái
niệm mômen cản thay thế Mtt và mômen quán tính thay thế Jtt,
bài toán chuyển thành nghiên cứu chỉ một khâu giả định, có cấu
tạo biểu thị bằng mômen quán tính thay thế Jtt, trên khâu đó có
chế độ lực tác động biểu thị bằng mômen động Mđ và mômen
cản thay thế Mtt.
Khâu giả định đó được gọi là khâu thay thế.
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.2. PTchuyển động và đại lượng thay thế
Bài 4: Cân bằng máy 62
Căn cứ vào sự biến thiên của vận tốc khâu dẫn w1(), ta có thể
phân loại chuyển động của máy thành:
+ Chuyển động không bình ổn: là chuyển động trong đó vận tốc
góc khâu dẫn biến thiên không có chu kì.
+ Chuyển động bình ổn: là chuyển động trong đó vận tốc góc
khâu dẫn biến thiên có chu kì.
chuyển động của máy
trải qua 3 giai đoạn:
mở máy
làm việc
tắt máy.
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.3. Các chế độ chuyển động
Bài 4: Cân bằng máy 63
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.3. Các chế độ chuyển động
Bài 4: Cân bằng máy 64
Trong giai đoạn mở máy, chế độ làm việc là không bình ổn, tổng
công (Ađ+Ac) > 0.
Trong giai đoạn làm việc, chế độ làm việc là bình ổn. Cứ sau mỗi
khoảng thời gian nhất định, năng lượng cung cấp cho máy phải
bằng năng lượng máy tiêu thụ. Góc quay của khâu dẫn ứng với
khoảng thời gian được gọi là chu kỳ công A.
Chu kỳ công A là góc quay của khâu dẫn để cho tổng công của
các lực trên toàn máy bằng không.
Trong giai đoạn tắt máy, chế độ làm việc là không bình ổn, tổng
công (Ađ+Ac) < 0.
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.3. Các chế độ chuyển động
Bài 4: Cân bằng máy 65
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.3. Các chế độ chuyển động – Chế độ bình ổn
Bài 4: Cân bằng máy 66
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.3. Các chế độ chuyển động – Chế độ bình ổn
Bài 4: Cân bằng máy 67
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.3. Các chế độ chuyển động – Chế độ bình ổn
Bài 4: Cân bằng máy 68
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.3. Các chế độ chuyển động – Chế độ không bình ổn
Bài 4: Cân bằng máy 69
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.4. Xác định chuyển động thực của máy
1
2
tt
E
J
Bài 4: Cân bằng máy 70
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.4. Xác định chuyển động thực của máy
1
2
tt
E
J
Đồ thị quan hệ E(J) - đồ thị Vittenbao (Wittenbauer)
Bài 4: Cân bằng máy 71
Giả sử cần xác định vận tốc thực khâu dẫn tại thời điểm nào đó, ví
dụ tại vị trí k cùng các trị số Ek, Jk ứng với điểm K trên đồ thị:
1 1
2 2. . 2
.
.
k E k E
k k k
k J k J
E E
tg
J J
Từ đó ta cũng có thể xác
định giá trị lớn nhất và bé
nhất của vận tốc góc khâu
dẫn:
max và min là các góc hợp
bởi tiếp tuyến trên và dưới của
đồ thị E(J) với trục hoành.
minmin1maxmax1
2
;
2
tgtg
J
E
J
E
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.4. Xác định chuyển động thực của máy
Bài 4: Cân bằng máy 72
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.5. Làm đều chuyển động của máy
Hệ số không đều của chuyển động máy
• Vận tốc góc khâu dẫn w1 dao động quanh giá trị trung bình w1tb:
• Hệ số không đều:
đánh giá chất lượng của chuyển động bình ổn.
• Hệ số không đều cho phép
Với mỗi loại máy, tuỳ thuộc yêu cầu kĩ thuật, độ chính xác của sản
phẩm, người ta quy định một hệ số không đều cho phép [].
2
min1max1
1
tb
tb1
min1max1
Bài 4: Cân bằng máy 73
Hệ số không đều cho phép của một số loại máy:
Loại máy []
Máy bơm 1/5 1/30
Máy dệt 1/40 1/50
CTM thường 1/20 1/50
Động cơ đốt trong 1/80 1/150
Động cơ điện 1/100 1/300
Động cơ máy bay 1/200
Khi ≤ [] thì chuyển động bình ổn của máy được coi là chuyển động
“đều”.
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.5. Làm đều chuyển động của máy
Bài 4: Cân bằng máy 74
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.5. Làm đều chuyển động của máy – Sử dụng bánh đà
• Làm đều chuyển động máy thực chất là làm giảm biên độ dao
động của w1 thông qua giảm gia tốc góc . Điều này chỉ có thể thực
hiện được bằng cách tăng J, do Mcb là do điều kiện làm việc của
máy quyết định, còn Mđ phụ thuộc động cơ được chọn. Giải pháp sẽ
là lắp lên khâu dẫn hoặc một trong các khâu có tỷ số truyền không
đổi so với khâu dẫn một khối lượng phụ gọi là bánh đà.
• Bánh đà được chế tạo sao cho khối
lượng được tập trung ở vành ngoài, với
mục đích sao cho với cùng một khối
lượng cho trước, sẽ có mômen quán
tính của bánh đà Jđ lớn và kích thước
gọn. Với bánh đà như trên, mômen
quán tính được tính theo công thức:
D
Bánh đà
2
d
.
4
dm DJ
Bài 4: Cân bằng máy 75
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.5. Làm đều chuyển động của máy – Sử dụng bánh đà
Giả thiết:
- Mđ, Mtt và Jtt là các hàm của góc quay của khâu dẫn
- Giá trị [],w1tb được cho trước
- Hệ số không đều hiện tại []
Kết luận:
- Xác định mômen quán tính của bánh đà để sau khi lắp
bánh đà lên khâu dẫn, sẽ có = []
Nguyên tắc: giảm biên độ dao động của w1().
Bài 4: Cân bằng máy 76
Từ và
tb1
min1max1 ][][][
2
][][ min1max1
1
tb
2
][
1][ 1max1
tb
2
][
1][ 1min1
tb
2
ax 1max
2
J
m
E
tg
2
in 1min
2
J
m
E
tg
;
;
Xác định được [max], [min]
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.5. Làm đều chuyển động của máy – Xác định momen bánh đà
Bài 4: Cân bằng máy 77
Trên đồ thị E(J) đã có, vẽ hai tiếp tuyến trên và dưới hợp với trục
hoành các góc ,max = [max] và
,
min = [min]. Hai tiếp tuyến này cắt
nhau tại O’ là gốc của hệ toạ độ mới E’O’J’, chúng cũng cắt trục OE
kéo dài tại a và b.
Dễ dàng nhận thấy:
,max = [max] < max
,min = [min] min
w’1max = [w1max] < w1max
w’1min = [w1min] w1min
Có thể thấy dải dao động
của w1() đã được thu hẹp
sau khi bánh đà được gắn
lên máy.
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.5. Làm đều chuyển động của máy – Xác định momen bánh đà
Bài 4: Cân bằng máy 78
Giả sử trục OE kéo dài cắt trục O’J’ tại P
Jđ = O’P . J
Ta có:
Pa = O’P.tg[max] ; Pb = O’P.tg[min]
ab = (tg[max] - tg[min]) . O’P
Từ đó ta tính được:
Jđ = (5.3)Jtgtg
ab
][][ minmax
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.5. Làm đều chuyển động của máy – Xác định momen bánh đà
Bài 4: Cân bằng máy 79
6.2. Chuyển động thực của máy
6.2.5. Làm đều chuyển động của máy – Ý nghĩa bánh đà
• Bánh đà khi được lắp thêm vào khâu nào sẽ làm tăng quán tính của
khâu đó => gây trở ngại cho sự biến thiên vận tốc.
• Khi công động Ađ tăng, nếu không có bánh đà thì vận tốc góc w1 sẽ
tăng nhanh. Nhờ có bánh đà, một phần của lượng năng lượng tăng
lên phải làm quay bánh đà. Ngược lại, khi công cản Ac tăng, bánh đà
đang quay nhanh sẽ trả lại năng lượng cho máy giúp w1 không bị
biến thiên đột ngột.
Vậy: Bánh đà có nhiệm vụ thu năng lượng thừa, trả năng lượng
thiếu cho máy trong một chu kỳ chuyển động. Bánh đà không sinh
thêm hay tiêu bớt đi năng lượng của máy.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- bai_giang_nguyen_ly_may_bai_6_nang_cao_chat_luong_may_nguyen.pdf