Luận văn thạc sĩ: Thiết kế, chế tạo mô hình mạng cân bằng động bánh xe

Chia sẻ: Sdfas Vfdtg | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

198
lượt xem 31
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiết kế, chế tạo mô hình mạng cân bằng động bánh xe đề tài đóng góp một phần nhỏ vào lý thuyết cân bằng động vào phương pháp xác định lượng mất cân bằng trên bánh xe.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ: Thiết kế, chế tạo mô hình mạng cân bằng động bánh xe

1 2 Công trình ñư c hoàn thành t i B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG LƯƠNG HÀ TÂY Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS. TS. Lê Cung Ph n bi n 1: PGS.TS. Ph m Đăng Phư c THI T K , CH T O MÔ HÌNH MÁY CÂN B NG Đ NG BÁNH XE Ph n bi n 2: PGS.TS. Tr n Xuân Tùy Chuyên ngành: S N XU T T Đ NG Mã s : 60.52.60 Lu n văn ñã ñư c b o v trư c h i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p Th c sĩ K thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 05 tháng 12 năm 2011. TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng. Đà N ng - Năm 2011 - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng.
3 4 M Đ U xe.T ñó thi t k và ch t o hoàn ch nh m t mô hình máy cân b ng ñ ng bánh xe. 1. TÍNH C P THI T C A Đ TÀI 3. Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U - Trong ch t o máy móc thi t b cơ khí, b t kỳ m t chi ti t quay - Nghiên c u các d ng m t cân b ng c a bánh xe, nguyên lý làm nào ñư c ch t o ra ñ u có th b m t cân b ng, do s phân b kh i vi c c a máy cân b ng ñ ng, xây d ng sơ ñ thi t b ghi ño tín hi u lư ng không ñ ng ñ u c a chi ti t. Khi chi ti t quay s sinh ra l c và nh n ñư c nh m xác ñ nh các lư ng m t cân b ng. momen l c quán tính. L c quán tính bi n thiên có chu kỳ là nguyên - Đ tài ch gi i h n vi c thi t k và ch t o mô hình máy cân nhân gây nên các ph n l c ñ ng ph trong các g i ñ chi ti t. Thành b ng ñ ng cho bánh xe lo i nh c th như bánh xe mô hình ph n ph n l c ñ ng ph này cũng bi n thiên có chu kỳ, ph n l c 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U ñ ng ph là m t trong nh ng nguyên nhân gây ra hi n tư ng rung Phương pháp nghiên c u c a ñ tài là k t h p gi a lý thuy t ñ ng c a máy và móng máy. nh m xây d ng nguyên lý làm vi c c a máy cân b ng ñ ng, xây - Đ i v i ôtô, bánh xe m t cân b ng do các nguyên nhân chính: d ng sơ ñ ghi ño tín hi u phát ra t v t quay b m t cân b ng, xây do k t c u không ñ ng nh t khi ch t o bánh xe, do bánh xe b bi n d ng chương trình xác ñ nh lư ng m t cân b ng, và th c nghi m d ng cong vênh sau m t th i gian ho t ñ ng, bánh xe b n t v m t thông qua vi c ch t o hoàn ch nh m t mô hình máy cân b ng ñ ng vài b ph n do ho t ñ ng trong m t th i gian dài, các thành ph n l p 5. Ý NGHĨA KHOA H C VÀ TH C TI N C A Đ TÀI ghép c a bánh xe b xê d ch, bánh xe b mòn không ñ u… Bánh xe b Đ tài ng d ng công ngh s n xu t t ñ ng trong vi c ghi ño tín m t cân b ng có th gây nh ng nh hư ng l n ñ n tính an toàn v n hi u và tính toán xác ñ nh v trí và lư ng m t cân b ng v i ñ chính hành khi xe làm vi c v i t c ñ cao. Vi c nghiên c u lý thuy t cân xác yêu c u. Đ tài mang tính ý nghĩa khoa h c và th c ti n cao, b ng ñ ng, xây d ng mô hình nguyên lý làm vi c c a máy, thi t k ñóng góp m t ph n nh vào lý thuy t cân b ng ñ ng, vào phương và ch t o mô hình máy cân b ng ñ ng bánh xe, xây d ng ph n m m pháp xác ñ nh lư ng m t cân b ng trên bánh xe, ñ ng th i góp ph n x lý tín hi u thu th p ñ x lý tình tr ng m t cân b ng c a bánh xe t o nên m t mô hình máy cân b ng ñ ng có th phát tri n và ng ñ t ñ chính xác yêu c u v i giá thành th p là công vi c r t c n thi t d ng vào vi c cân b ng bánh xe t i các xư ng s n xu t ô tô, nâng cao và ñây cũng chính là n i dung nghiên c u c a ñ tài này. kh năng làm vi c t c ñ cao và m c ñ an toàn c a ô tô. 2. M C ĐÍCH NGHIÊN C U 6. C U TRÚC C A LU N VĂN Nghiên c u t ng quan v s m t cân b ng c a bánh xe, nghiên G m 4 chương: c u các phương pháp cân b ng ñ ng, t ñó thi t k xây d ng sơ ñ Chương 1: T ng quan v v n ñ m t cân b ng. nguyên lý làm vi c h p lý c a máy cân b ng ñ ng bánh xe, xây d ng Chương 2: Nguyên t c cân b ng ñ ng v t quay dày. sơ ñ thu nh n tín hi u, phân tích và x lý các tín hi u nh n ñư c và Chương 3: Thi t k và ch t o mô hình máy cân b ng ñ ng xây d ng chương trình xác ñ nh các lư ng m t cân b ng trên bánh bánh xe. Chương 4: Thi t k m ch ñi n t và xây d ng ph n m m.
5 6 Chương 1 Chương 2 T NG QUAN V V N Đ M T CÂN B NG NGUYÊN T C CÂN B NG Đ NG V T QUAY DÀY 1.1. Tình hình nghiên c u trong và ngoài nư c 2.1. Đ ng l c h c rotor Sau ñây là m t trong nh ng hình nh v máy cân b ng ñ ng hi n 2.1.1. Rotor c ng nay ñã có m t trên th trư ng Vi t Nam 2.1.2. Rotor m m 2.1.3. Đ ng l c h c c a rotor [M]{X}''+[C]{X}'+[K]{X} = {F(t)} (2.1) * T n s riêng và các d ng riêng: [M]{X}''+[C] {X}'+[K] {X} = {0} (2.2) t Un = {Φn}{U} (2.3) Hình1.5. Máy cân b ng roto Hình 1.6. Máy cân b ng bánh xe ∑ m.a.ω 2 . cos(ωt + ψ ) 1.2. Các d ng m t cân b ng {F (t )} =  ∑ m.a.ω 2 . sin(ωt + ψ )    (2.4)  0  1.2.1. M t cân b ng tĩnh   1.2.2. M t cân b ng moment 2.1.4. Nguyên t c cân b ng v t quay dày 1.2.3. M t cân b ng ñ ng 2.2. Cân b ng v t quay dày N u rotor v a b m t cân b ng tĩnh v a b m t cân b ng moment, 2.2.1. K thu t cân b ng thì nó ñã b m t cân b ng ñ ng. M t cân b ng ñ ng xem như rotor có hai kh i lư ng dôi dư có ñ l n khác nhau hai ñ u, và góc l ch 2.2.1.1. L p ñ t các ñ i tr ng cân b ng nhau b ng m t góc khác không, khác 180 0 2.2.1.2. B trí các ñ i tr ng cân b ng 1.2.3.1. M t ñ ng tr c song song 1.2.3.2. M t ñ ng tr c do l ch góc 1.2.3.3. M t ñ ng tr c h n h p, v a l ch tâm tr c, v a l ch góc 1.2.3.4. Cong tr c 1.3. Nguyên nhân, tác h i c a bánh xe m t cân b ng Bánh xe ch u toàn b tr ng lư ng c a xe, tr c ti p xúc v i m t ñư ng và truy n l c ñ y khi v n hành ho c ch u l c hãm khi gi m t c, bánh xe b méo, không tròn, qu ñ o c a tâm tr c bánh xe không song song v i m t ñư ng mà là ñư ng lư n sóng d n ñ n các chi ti t c a h th ng treo, lái cũng như thân xe càng b rung xóc m nh. Hình 2.2. Rotor ñ i x ng ñơn, các ki u b trí ñ i tr ng cân b ng
7 8 2.2.1.3. Các m t ph ng cân b ng - Như v y, ñ cân b ng v t quay dày, c n ph i cân b ng c l c 2.2.1.4. Các ñ i tr ng cân b ng quán tính và momen l c quán tính nghĩa là ph i có: 2.2.2. Nguyên t c cân b ng v t quay dày = 0 và M qi = 0 ∑P qi - Trong v t quay dày, kh i lư ng coi như phân b trên các m t ph ng khác nhau và vuông góc v i tr c quay. Sau khi tr ng tâm S 2.2.3. Phương pháp cân b ng v t quay dày c a v t quay dày ñã ñư c ñưa v n m trên tr c quay, t c là t ng l c 2.2.3.1. Phương pháp ba l n th quán tính c a nó ∑Pqi = 0 , nhưng v n có th ch u tác ñ ng m t momen + L n th th nh t: quán tính ∑ M qi ≠ 0 vuông góc v i tr c quay. - Cho v t quay ñ u v i v n t c góc ω,v n t c này s dùng cho các l n th k ti p. Lư ng m t cân b ng mI r I trên m t ph ng (I) gây ra l c quán tính: P I = ω2 mI r I - Biên ñ dao ñ ng ño ñư c t i M trên khung là AI. Do ñó: P I =kAI v i k là h s t l . + L n th th hai: - G n thêm lên v t quay, trong m t ph ng (I), t i v trí xác ñ nh b ng bán kính vectơ r , m t ñ i tr ng th có kh i lư ng m. Cho v t Hình 2.4. V t quay dày quay ñ u v i v n t c góc ω. - Xét v t quay dày (hình 2.4) có hai kh i lư ng m1, m2 l n lư t - Lư ng m t cân b ng trên m t ph ng (I) bây gi là m. r và n m trên hai m t ph ng (1) và (2) vuông góc v i tr c quay. V trí c a mI . r I gây ra l c quán tính: P a = PI + P m1, m2 l n lư t ñư c xác ñ nh b ng các bán kính vectơ r1 và r2 . - V i P = ω 2 mr là l c quán tính do ñ i tr ng th m gây ra. - Gi s m1= m2 và r1 = - r2 .Cho v t quay ñ u v i v n t c góc - Biên ñ dao ñ ng ño ñư c t i M là Aa Do ñó: Pa = k . Aa ω. Các kh i lư ng m1, m2 gây nên l c quán tính ly tâm b ng: + L n th th ba: ∑ P = ω 2m1 r1 và ∑ P = ω 2 m2 r 2 - Tháo ñ i tr ng th m ra và g n nó vào v t quay trong m t q1 q2 ph ng (I), t i v trí xác ñ nh b ng bán kính vectơ r . Cho v t quay Rõ ràng: ∑P = P q1 + Pq2 = 0 ñ u v i v n t c góc ω. 2 Mq = Pq1.L = ω .m1.r1.L - Lư ng m t cân b ng trên m t ph ng (I) bây gi là -m r và mI r I Ng u l c này gây ra các ph n l c ñ ng ph R A và R B trong gây ra l c quán tính: P b = PI − P kh p quay A và B Biên ñ dao ñ ng ño ñư c t i M là Ab.
9 10 Do ñó : Pb = k.Ab thí nghi m như trên s xác ñ nh ñư c − mII r II t ñó xác ñ nh ñư c - Th c hi n xong ba l n th , ta d ng hình ñ xác ñ nh lư ng m t kh i lư ng ñ i tr ng cân b ng và v trí ñ t ñ i tr ng trên m t ph ng cân b ng mI r I (hình 2.6). D ng hình bình hành OACB có hai c nh (II): mcb ( II ) r cb ( II ) = − mII r II l n lư t là Pa và Pb , ñư ng chéo OC s b ng: OC = 2 PI 2.2.3.2.Phương pháp các h s nh hư ng Hình 2.7. Cân b ng ñ ng trên hai m t ñ ng th i V10   a11 a12   B1  V  =  a   (2.5) 1Hình 2.6. Phương pháp 3 l n th  20   12 a22   B2  - V i các giá tr Ab, Aa, AI ño ñư c, ta d ng tam giác oac có ba - L n ch y th nh t: Rotor tr ng thái nguyên g c, v i các lư ng c nh l n lư t là : oa = Ab; ac = Aa ; oc = 2AI B1,B2 c n xác ñ nh trong m t ph ng i,ii. Ti n hành ño V10 và V20. - Hai tam giác OAB và oab ñ ng d ng v i nhau vì các c nh t l - L n ch y th nhì: G n m t v t kh i lư ng th M1 lên m t ph ng i, OA OB OC và ño V11, V21. = = =k oa ob oc - L n ch y th ba:Tháo M1 g n kh i lư ng th M2 trên măt ph ng - Do ñó n u g i I là trung ñi m c a OC, i là trung ñi m c a oc và ii, và ño V12 và V22. (oi,ai ) = α thì ( IB, IC ) = α , t c là góc h p b i các bán kính vectơ V10   a11 a12   B1 + M 1  rI và bán kính vectơ r b ng (r ,rI ) = α , phương chi u c a bán kính V  = a a22   B2  (2.6)  20   12   vectơ rI ñã xác ñ nh: V10   a11 a12   B1  oi OI oi p mr oi Và V  = a  B + M  (2.7) = → = I = I I → mI rI = mr.  20   12 a22   2 2 ai OA ai p mr ai (2.5), (2.6) và (2.7) cho phép tính ñư c αij và t ñó tính B1 và B2. N u - Như v y xác ñ nh ñư c lư ng m t cân b ng m1 rI trên m t tính ñư c Vkl - Vko ch do các kh i lư ng th , chúng ta nh n ñư c ph ng (I), t ñó xác ñ nh ñư c kh i lư ng ñ i tr ng cân b ng và v trí tu n t : αkl = (Vkl - Vko)/MI v i k = 1, 2, 3, ... (2.8) Và tính ñư c kh i ñ t ñ i tr ng trên m t ph ng (I): mcb ( I ) r cb ( I ) = −mI r I lư ng m t cân b ng - Đ xác ñ nh lư ng m t cân b ng mII r II trên m t ph ng (II), ta  B1  −1 V10  gá v t quay lên máy sao cho m t ph ng (I) ñi qua g i ñ A. Làm l i  B  = [α ] V  (2.9)  2  20 
11 12 2.3. Tiêu chu n cân b ng Chương 3 2.3.1. Lư ng m t cân b ng còn dư THI T K , CH T O MÔ HÌNH MÁY CÂN B NG Đ NG 2.3.2. V n t c cân b ng BÁNH XE 2.4. Tính năng k thu t c a m t s máy cân b ng ñ ng 3.1. Thi t k và l a ch n các ph n t cơ khí c a mô hình 2.5. Các phương án máy cân b ng ñ ng 3.1.1. M u th (Bánh xe mô hình) 2.5.1. Máy cân b ng ñ ng có m t g i ñ ñàn h i Hình 2.14. Máy cân b ng ñ ng m t g i ñ ñàn h i Hình 3.1.Bánh xe mô hình mô ph ng Hình 3.2. Bánh xe mô hình th c t 2.5.2. Cân b ng t i ch nh máy tính kh l p trình 2.6. Nh n xét và k t lu n ch n phương án cho máy 3.1.2. Đ ng cơ d n ñ ng Ch n phương án phù h p nh t là thi t k ch t o mô hình máy cân b ng ñ ng bánh xe , mô hình máy thi t k bao g m: + Ph n truy n ñ ng cơ khí dùng ñ i d t, tr c ñư c ñ t trên hai g i ñ c ng. + Ph n thu nh n tín hi u l c dùng c m bi n l c t n s cao ñ t dư i hai g i ñ c ng. + Ph n thu nh n tín hi u t c ñ c a tr c quay dùng c m bi n quang ñ t c ñ nh trên khung và mi ng ch n nh n bi t m i vòng Figure Hình 3.3. Sơ ñ phân b l c quay ñư c ñ t trên tr c quay. - Gi s v t ñ ng yên, thì khi ñó mômen xo n sinh ra ph i cân + Ph n ñi u khi n và x lý tín hi u t c m bi n quang và c m b ng v i moment c n Mx= Mc v i kho ng cách hai g i ñ A, B là a = bi n t c ñ c dùng vi ñi u khi n l p trình giao ti p v i máy tính. 250mm, kho ng cách g i ñ B t i bánh xe c n cân b ng là b = + Ph n tính toán và th hi n k t qu dùng máy tính, máy tính 100mm. G i FA là l c tác d ng t i g i ñ A, FB là l c tác d ng t i g i nh n d li u t vi ñi u khi n. ñ B. N u b qua kh i lư ng c a tr c, ta có:
13 14 F = mbx.g = 2.10 = 20 (N) ξ : H s trư t c a ñai FA + FB = F = 20 (N) - N u b qua h s trư t c a ñai thì ta có: i = d2 / d1 = 20/20 = 1 FA.a = F.b - Góc ôm ñai α = 1800 – (d1 - d2).570 / a = 1800 → FA = F.b/a = 20.100/250 = 8 (N) - L c vòng Ft = 1000.P / v = 1,5 (N) → FB = 20 - 8 = 12 (N) - Đ i v i ñai v i cao su, ñai da, s i bông, s i len thì ng su t căng - T ñó ta tính ñư c l c ma sát gi a con lăn v i rotor: Fms = f.N ban ñ u σ0 = 1,6 MPa, khi b truy n ñ t th ng ñ ng, kho ng cách Trong ñó f là h s ma sát lăn. Khi con lăn thép lăn trên thép thì tr c không l n và ñi u ch nh ñư c. h s ma sát gi a chúng là 0,01 - L c căng ban ñ u F0 = σ0.δ.b V y: FmsA = 0,01.8 = 0,08 (N) Trong ñó: σ0: ng su t căng ban ñ u FmsB = 0,01.12 = 0,12 (N) δ: b dày ñai = 1,5 mm - Mômen c n Mc s là : Mc= Fms.R b: b r ng ñai = 10 mm - v i R là bán kính c a tr c rotor cân b ng, Rmax = 0,025 (m) F0 = 1,6.1,5.10 = 24 (N) -3 Suy ra: McA = 0,08. 0,025 = 2.10 (N.m) - L c tác d ng lên tr c -3 McB = 0,12. 0,025 = 3.10 (N.m) Fñ = 2F0.sin(α/2) = 2.24.sin(180/2) = 48 (N) -3 → Mc = McA + McB = 5.10 (N.m) 3.1.4. Tr c d n ñ ng - V n t c góc c a ñ ng cơ khi quay v i t c ñ 2000 (v/p) - V i kho ng cách hai g i ñ A, B là a = 250 mm, kho ng cách ω = 2.π.n/60 = 2.3,14.2000 / 60 = 209 (rad/s) g i ñ B v i ñai là b = 40 mm, kho ng cách ñai v i bánh xe là c = - Công su t làm vi c tính theo công th c : 60mm. G i FA , FB là ph n l c tác d ng t i g i ñ A, B. Fñ là l c tác Plv = (1,04÷1,08).Mc. ω / 1000. η d ng lên tr c c a ñai, F là l c c a bánh xe, Ft là l c vòng c a bánh - Ta l y hi u su t truy n ñ ng c a ñai b ng 0,96 c a lăn là 0,99. ñai. B qua kh i lư ng tr c, ta có: → η = ηñ.ηol.ηol = 0,99.0,99.0,96 = 0,94 + F = mbx.g = 2.10 = 20 (N) -3 -3 → Plv = 1,08.5.10 .209 / 1000.0,94 = 1,2.10 (kW) = 1,2 W + FyA + FyB = Fñ + F = 48 + 20 = 68 (N) - Ch n lo i ñ ng cơ có công su t N = 3 W + FyA.a = F.(b+c) + Fñ.b 6 - Moment xo n T = 9,55.10 .P/n = 14325 (N.mm) → FyA = [F.(b+c)+ Fñ.b ]/a 3.1.3. Truy n ñ ng ñai = [20.(40+60) + 48.40] / 250 = 15,68 (N) - T s c a b truy n ñai là : i = d2 / d1.(1 – ξ) → FyB = 68 - 15,68 = 52,32 (N) d2 = 20 mm - Đư ng kính bánh ñai l n + Ft = FxA + FxB = 1,5 (N) d1 = 20 mm - Đư ng kính bánh ñai nh + FxA.250 = -Ft.40
15 16 → FxA = -1,5.40 / 250 = -0,24 (N) 3.1.5. G i ñ v t quay → FxB = 1,5 - (-0,24) = 1,74 (N) 3.1.6. Đ máy - Moment u n do l c vòng Ft gây ra T = Ft.20 = 1,5.20 = 30 (N.mm) Hình 3.9. B n v ñ máy mô ph ng 3.2. Ch c năng, sơ ñ ñ ng và c u trúc c a máy cân b ng ñ ng thi t k 3.2.1. Ch c năng 3.2.2. Sơ ñ ñ ng và c u trúc máy Mô hình máy cân b ng ñ ng thi t k có c u trúc như hình 3.10 Figure Hình 3.7. Bi u ñ n i l c phân b trên tr c Hình 3.10. C u trúc mô hình máy cân b ng ñ ng 3.3. Mô hình máy cân b ng ñ ng bánh xe 3.3.1. Mô hình máy cân b ng ñ ng mô ph ng FigureHình 3.8. B n v chi ti t tr c Hình 3.11. Mô hình máy cân b ng ñ ng mô ph ng
17 18 3.3.2. Mô hình máy cân b ng ñ ng ch t o th c t - G i F1, F2 là l c quán tính ly tâm gây ra b i lư ng m t cân b ng trên m t ph ng (I) và m t ph ng (II). G i Fa và Fb là ph n l c t i các g i ñ A và B. G i φA , φB là góc l ch c a 2 ph n l c Fa và Fb so v i h quy chi u chu n. Và g i φ1, φ2 là góc l ch c a l c quán tính ly tâm F1, F2 so v i h quy chi u chu n. Figure 2 Hình 3.12. Mô hình máy cân b ng ñ ng ch t o th c t - Fa, Fb tính ñư c nh ñ c giá tr c m bi n và h s calib k1, k2: 3.4. Calib c m bi n l c và xác ñ nh lư ng m t cân b ng + Fa = Famax trong dãy giá tr m ng, góc l ch pha φa là giá tr mà 3.4.1. Calib c m bi n l c Famax trong m ng. + Fb = Fbmax trong dãy giá tr m ng, góc l ch pha φb là giá tr mà Fbmax trong m ng. + Fax = Fa.cos(φa), Fay = Fa.sin(φa). + Fbx = Fb.cos(φb), Fby = Fb.sin(φb). - Khi rôto quay t do, ta xác ñ nh ñư c F1, F2 trong m t ph ng cân b ng (I) và (II) theo hai ph n l c t i g i ñ FA và FB như sau: Hình 3.13. Phân b l c khi calib c m bi n + M t ph ng (I): F1x = (Fax*(a+b) - Fbx*b) F = mbx.g F1y = (Fay*(a+b) - Fby*b) FA + FB = F F1 = Square(F1x2 + F1y2) F.(b + c/2) – FA.a = 0 Góc l ch pha p1=|actang(F1y/F1x *180/3.14|. 3.4.2 Tính toán lư ng m t cân b ng + M t ph ng (II): F2x = [Fax*(a+b+c) - Fbx*(b+c)] F2y = [Fay*(a+b+c) - Fby*(b+c)] F2 = Square(F2x2 + F2y2) Góc l ch pha p2 = |actang(F2y/F2x) *180/3.14|. - Lư ng m t cân b ng: Um1 = (F1*1000000)/(V n t c)2 Um2 = (F2*1000000)/(V n t c)2 - Kh i lư ng m t cân b ng: M1 = Um1 / r M2 = Um2 / r Figure 3Hình 3.14. Sơ ñ tính toán lư ng m t cân b ng
19 20 Chương 4 → m&&(t ) ≈ − mu (t ) → r (t ) ≈ −u (t ) r && THI T K M CH ĐI N T XÂY D NG PH N M M r = f(u): tín hi u ñ u ra là hàm c a chuy n v , nên ta có nguyên 4.1. Thi t b thu nh n tín hi u lý c a ñ u ño chuy n v . 4.1.1. L a ch n c m bi n l c - V n t c: cr (t ) >> m&&(t ) + kr (t ) & r → cr (t ) ≈ − mu (t ) → r (t ) ≈ −(m / c)u (t ) = −(1 / 2αω 0 )u (t ) & && & & r = f( u ): tín hi u ñ u ra là hàm c a v n t c, nên ta có nguyên lý & c a ñ u ño v n t c. - Gia t c: kr (t ) >> mr&(t ) + cr (t ) & & → kr (t ) ≈ −mu (t ) → r (t ) ≈ −(m / k )u (t ) = −(1 / ω0 )u (t ) 2 && && && r = f( u ): tín hi u ñ u ra là hàm c a gia t c. && b. Đ u ño gia t c 4.1.1.2. C m bi n t i ñ ng FigureHình 4.1. Sơ ñ kh i c a thi t b ño rung ñ ng 4.1.1.1. Đ u ño rung ñ ng: a. Đo rung ñ ng: m&&(t ) + cr (t ) + kr (t ) = −mu (t ) r & && V i u(t) là tín hi u rung ñ ng ñ u vào c n ño, r(t) là tín hi u ñ u ra. FigureHình 4.5. B c m bi n áp l c 4.1.1.3. K t lu n FigurHình 4.2. Đ u ño rung ñ ng - Chuy n v : m&&(t ) >> cr (t ) + kr (t ) r & Hình 4.8. C m bi n l c ñ ng ceramic
21 22 4.1.2. L a ch n c m bi n ño t c ñ 4.2.2. T ng quan v giao ti p USB 4.1.2.1. Encoder 4.2.3. T ng quan PIC18F2550 4.2.4. M ch ñi n t FigurHình 4.9. Nguyên lý làm vi c cơ b n c a encoder 4.1.2.2. C m bi n quang t c ñ F Hình 4.11. C m bi n quang t c ñ c a hãng HP 4.1.2.3. K t lu n 4.2. Thi t k m ch ñi n t 4Hình 4.15. Sơ ñ m ch ñi n v b ng Capture 4.2.1. Nguyên lý ho t ñ ng Hình 4.17. M ch th c t Hình 4.12. Sơ ñ nguyên lý ph n ñi n t thu nh n và x lý tín hi u Fig
23 24 4.3. Xây d ng chương trình vi ñi u khi n 4.3.1. Gi i thi u v ngôn ng l p trình CCS 4.3.2. Lưu ñ thu t toán chương trình l y d li u Hình 4.20. Chương trình giao ti p máy tính 4.4. M ch n p và chương trình n p cho PIC18F2550 4.4.1. Ph n m m n p 4.4.2. K t n i m ch n p v i PC 4.4.3. K t n i m ch n p v i PIC 4.4.4. Làm vi c v i PIC FigurHình 4.18. Thu t toán thu nh n tín hi u t c m bi n l c 4.5. Ngôn ng l p trình LabView 4.6. K t qu ch y chương trình FiguHình 4.19. Thu t toán ng t ngoài Hình 4.23. Thu t toán tính toán lư ng m t cân b ng
25 26 K T LU N VÀ HƯ NG PHÁT TRI N 1. Nh ng k t qu ñ t ñư c + Thi t k và mô ph ng mô hình máy cân b ng ñ ng bánh xe b ng ph n m m SolidWorks 2006. + Ch t o thành công mô hình th cân b ng ñ ng bánh xe cút kít. + Thi t k m ch ñi u khi n ñ ng cơ, thu nh n tín hi u t hai c m bi n l c b ng ph n m m OrCad và ch t o m ch thành công. + Tìm hi u v LabView và l p trình ph n m m tính toán, giao ti p v i vi ñi u khi n. Hình 4.24. Giao di n c a chương trình xác ñ nh lư ng m t cân b ng + Xây d ng giao ti p USB gi a vi ñi u khi n PIC18F2550 và LabView thành công. + Chương trình tính toán lư ng m t cân b ng bánh xe ng n g n, tính toán d cho ngư i s d ng. + K t qu thu nh n tín hi u và tính toán lư ng m t cân b ng n ñ nh và xác ñ nh ñư c lư ng m t cân b ng c a bánh xe khá nhanh. 2. Hư ng phát tri n + Thi t k l i board m ch ñi u khi n và x lý lo i b nh ng tín hi u nhi u. + V cơ khí thi t k chuyên d ng và ch c ch n hơn, ñ m b o yêu c u k thu t và ñ chính xác cao ñ lo i b nh ng dao ñ ng Hình 4.25. Đ th l c và góc l ch ñ không mong mu n. B ng 4.2.K t qu thu nh n khi ti n hành th trên mô hình + L p trình tính toán, phân tích d li u và t n s l y m u cao Góc pha m t cân b ng (ñ ) Lư ng m t cân b ng (g.mm) Kh i lư ng m t cân b ng (g) hơn, ñ m b o ñ chính xác khi cân b ng v t quay cao hơn. S l n φ1 φ2 U1 U2 m1 m2 1 75,45 58 10560 8130 352 271 2 76,45 57,5 10650 7950 355 265 3 76 55,45 10200 8100 340 270 4 75,25 55 10920 8130 364 271 5 77,45 55,45 10500 8070 350 269