Danh mục

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo bộ điều khiển máy khảo nghệm ma sát phục vụ công tác giảng dạy và nghiên cứu tại Trường Đại học Nha Trang

Số trang: 6      Loại file: pdf      Dung lượng: 1.56 MB      Lượt xem: 12      Lượt tải: 0    
tailieu_vip

Xem trước 2 trang đầu tiên của tài liệu này:

Thông tin tài liệu:

Bài báo này tóm tắt kết quả thiết kế và chế tạo bộ điều khiển máy khảo nghiệm ma sát, bộ điều khiển giúp người nghiên cứu quan sát quá trình thay đổi các thông số như lực ma sát, lực ép nhiệt độ,... Bộ điều khiển thiết kế có khả năng điều khiển vận tốc trượt nhờ sử dụng thuật toán PID điều khiển tốc độ động cơ. Bằng cách sử dụng các phương pháp xử lý mẫu đã loại bỏ các giá trị nhiễu nên kết quả đo được tin cậy và chính xác hơn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thiết kế và chế tạo bộ điều khiển máy khảo nghệm ma sát phục vụ công tác giảng dạy và nghiên cứu tại Trường Đại học Nha Trang Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2013 THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY KHẢO NGHIỆM MA SÁT PHỤC VỤ CÔNG TÁC GIẢNG DẠY VÀ NGHIÊN CỨU TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG DESIGN AND FABRICATION OF TRIBOLOGY TESTING MACHINE CONTROLLER USED FOR TEACHING AND RESEACH AT NHA TRANG UNIVERSITY Trần Văn Hùng1 Ngày nhận bài: 04/9/2012; Ngày phản biện thông qua: 06/6/2013; Ngày duyệt đăng: 10/12/2013 TÓM TẮT Bài báo này tóm tắt kết quả thiết kế và chế tạo bộ điều khiển máy khảo nghiệm ma sát, bộ điều khiển giúp người nghiên cứu quan sát quá trình thay đổi các thông số như lực ma sát, lực ép nhiệt độ,... Bộ điều khiển thiết kế có khả năng điều khiển vận tốc trượt nhờ sử dụng thuật toán PID điều khiển tốc độ động cơ. Bằng cách sử dụng các phương pháp xử lý mẫu đã loại bỏ các giá trị nhiễu nên kết quả đo được tin cậy và chính xác hơn. Từ khóa: bộ điều khiển máy khảo nghiệm ma sát, giải thuật PID ABSTRACT This article presents the design and fabrication of tribology testing machine controller, the controller can help the researchers to observe the changing process of parameters such as friction, force, temperature, ect.. The controller is able to control the sliding velocity by using PID algorithm to drive the speed of the electric motor. By using sample processing methods to reduce noise, so the measurement results are more reliable and accurate. Keywords: tribology testing machine controller, PID algorithm I. ĐẶT VẤN ĐỀ Ma sát ngoài (khô) giữa các bề mặt tiếp xúc là hiện tượng cực kỳ phức tạp, nó bị chi phối bởi nhiều yếu tố như sự tác động của các yếu tố sử dụng: tải trọng, tốc độ trượt và đặc biệt là tính chất của vật liệu cũng như đặc tính hình học của bề mặt tiếp xúc [1]. Mặc dù đã có nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước đưa ra các mô hình toán để mô tả hiện tượng ma sát, nhưng cho đến nay chưa có mô hình nào có thể mô tả một cách đầy đủ các mối quan hệ trong quá trình ma sát. Các mô hình đưa ra chỉ có thể 1 giúp ta hiểu phần nào bản chất của hiện tượng, còn nhiều vấn đề phải bàn vì các thông số đưa ra trong các phương trình rất khó xác định và lựa chọn chính xác cho mỗi trường hợp. Bản thân các thông số này cũng thay đổi trong quá trình ma sát do sự tương tác qua lại giữa các thông số cơ nhiệt động học và tác động của môi trường hóa học. Vì vậy, công cụ tốt nhất để xác định được hệ số ma sát của cặp lắp ghép là thực nghiệm. Với phương pháp và tiêu chuẩn thực nghiệm khác nhau giá trị của hệ số ma sát của cùng một cặp lắp ghép cũng có thể là các giá trị khác nhau. KS. Trần Văn Hùng: Khoa Cơ khí - Trường Đại học Nha Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 21 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Đến nay đã có những thuyết và các công thức được đưa ra để tính toán giá trị hệ số ma sát, nhưng chúng rất phức tạp. Các tham số trong các công thức tính hệ số ma sát là các thông số động, chúng biến đổi theo không gian và thời gian, thường có tác động tương hỗ lẫn nhau, nên việc áp dụng các mô hình toán này gặp nhiều khó khăn và trong quá trình thực hiện dễ gặp các sai lầm có tính hệ thống. Phương pháp thực nghiệm với việc mô phỏng điều kiện làm việc thực tế, trong điều kiện kỹ thuật điện tử và tin học phát triển như hiện nay, đã cho những kết quả rất khả quan, không những giúp nhanh chóng xác định được giá trị của hệ số ma sát mà còn tìm được mối quan hệ giữa giá trị của thông số này với các thông số liên quan khác. Các thiết bị khảo nghiệm về ma sát hiện nay rất phong phú, từ những thiết bị đơn giản đến các thiết bị có kết cấu phức tạp ứng dụng các công nghệ hiện đại, có khả năng khảo sát sự ảnh hưởng của các thông số hoạt động, vật liệu, môi trường đến hệ số ma sát, có thể xác định được sự hao mòn cũng như hiệu quả bôi trơn đối với các cặp ma sát. II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Đối tượng nghiên cứu - Bộ điều khiển máy khảo nghiệm ma sát. 2. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu được sử dụng dựa trên tính toán lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, trong đó chủ yếu vào phép “Trial and error” có định hướng. Trong nghiên cứu này, các quả cân chuẩn được sử dụng để chuẩn hóa bộ phận đo lực: bộ điều khiển sẽ hiển thị giá trị thực đo được tương ứng với từng quả cân, sau đó tìm ra các hệ số ki (i: 1→n). Từ các hệ số ki ta sẽ xác định được độ tuyến tính và hàm chuyển đổi các thông số khác được tiến hành xác định tương tự vậy. Qui trình nghiên cứu chế tạo bộ điều khiển máy khảo nghiệm ma sát theo các bước sau: - Khảo sát yêu cầu kỹ thuật bộ điều khiển máy khảo nghiệm ma sát; - Tính toán các giá trị đầu vào ra, từ đó thiết kế sơ bộ hệ thống điều khiển; - Xây dựng phương án chế tạo bộ điều khiển; - Thử nghiệm, kiểm tra và hoàn chỉnh. Mô hình điều khiển theo sơ đồ sau: 22 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Số 4/2013 Hình 1. Sơ đồ điểu khiển Máy tính (computer): Thay đổi, hiển thị và gửi xuống MCU giá trị các tham số hệ thống như tốc độ, nhiệt độ dầu bôi trơn. Số liệu của hệ thống sẽ được hiển thị trên màn hình máy tính dưới dạng đồ thị, liên tục theo thời gian. Đồng thời các giá thị này sẽ được lưu trữ trên PC theo thời gian, việc này giúp người sử dụng dễ dàng xử lý sau khi khảo sát. Vi điều khiển (MCU): Nhận lệnh trên PC, đo và điều khiển tốc độ động cơ và nhiệt độ dầu. Các giá trị thực tốc độ động cơ, nhiệt độ dầu bôi trơn được tính toán, cập nhật và gửi liên tục lên PC. Cảm biến (Sensor): Cảm biến đo lực, cảm biến đo nhiệt độ, encoder. Chúng biến đổi các đại lượng vật lý không điện thành các đại lượng vật lý dưới đạng dòng, áp, và tần số để MCU nhận biết được. Cơ cấu chấp hành (Actuator): Khuếch đại, cách ly tín hiệu điều khiển từ MCU để điều khiển động cơ và bộ gia nhiệt. Thanh điện trở nhiệt sẽ gia nhiệt cho dầu bôi trơn. Từ 110VAC qua bộ điều khiển sau đó chỉnh lưu về điện DC và cấp cho động cơ, tốc độ động cơ được MCU đo dựa vào một Encoder quang gắn ...

Tài liệu được xem nhiều: