Bài giảng Nguyên lý máy: Bài 4 - TS. Phạm Minh Hải

9/20/2017<br /> <br /> Cân bằng máy là gì?<br /> Nhận xét:<br /> - Phản lực khớp động do: ngoại lực và lực quán<br /> tính (-> phản lực động phụ)<br /> - Phản lực động phụ:<br /> • biến thiên có chu kỳ<br /> • khi vận tốc của máy lớn, có thể rất lớn so với<br /> thành phần lực do ngoại lực gây ra<br /> <br /> Bài giảng Nguyên lý máy<br /> Bài 4. Cân bằng máy<br /> TS. Phạm Minh Hải<br /> Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy và Robot<br /> Email: hai.phamminh1@hust.edu.vn<br /> Google site : tsphamminhhaibkhn<br /> <br /> 1<br /> <br /> Cân bằng máy là gì?<br /> <br /> Cân bằng máy là gì?<br /> <br /> • Phản lực động phụ là một trong những nguyên<br /> nhân gây ra rung động cho máy và nền móng<br /> Tác hại của rung động:<br /> - Biên độ rung lớn (đặc biệt khi cộng hưởng)<br /> - Tăng ma-sát trong khớp động<br /> - Tăng nguy cơ phá hủy do hiện tượng mỏi của<br /> vật liệu<br /> - Rung động truyền qua nền móng tới các thiết<br /> bị, công trình, con người ở ‘xung quanh’<br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> 3<br /> <br /> 2 lớp bài tính cân bằng máy:<br /> a) Cân bằng vật quay: triệt tiêu (giảm) lực quán<br /> tính của các khâu<br /> b) Cân bằng cơ cấu nhiều khâu: giảm phản lực<br /> động phụ từ máy truyền xuống nền móng<br /> Phương pháp:<br /> - Phân bố lại khối lượng trên các khâu<br /> - Thay đổi khối lượng các khâu<br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> 4<br /> <br /> 1<br /> <br /> 9/20/2017<br /> <br /> Cân bằng vật quay<br /> <br /> Cân bằng vật quay<br /> <br /> 1. Cân bằng vật quay mỏng (VQM)<br /> <br /> a) Điều kiện cân bằng của VQM<br /> Khi VQM quay với vận tốc góc ω, ࡼ௤௜ = ݉௜ ߱ଶ ࢘௜<br /> <br /> Giả thiết: không có biến dạng (vật quay cứng)<br /> Phân loại vật quay:<br /> a) Vật quay mỏng là vật quay có khối lượng<br /> phân bố trên cùng một mặt phẳng vuông góc<br /> với trục quay<br /> b) Vật quay dày là vật quay có khối lượng phân<br /> bố trên nhiều mặt phẳng khác nhau vuông<br /> góc với trục quay<br /> <br /> ࡼ௤ଶ<br /> <br /> ࡼ௤ଵ<br /> <br /> ݉ଵ<br /> <br /> ࢘ଵ<br /> <br /> ࢘ଶ<br /> ࢘௡<br /> <br /> ࢘௜<br /> <br /> ݉௜<br /> <br /> ࡼ௤௜<br /> <br /> ω<br /> <br /> ݉௡<br /> ࡼ௤௡<br /> <br /> • VQM cân bằng khi {ࡼ௤௜ } là một hệ lực cân bằng<br /> • N/x: {ࡼ௤௜ } là hệ lực phẳng và đồng quy, nên: {ࡼ௤௜ }<br /> 5<br /> <br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> ࡼ௤<br /> <br /> ݉ଶ<br /> <br /> Đ/k cân bằng VQM : ࡼ௤ = 0<br /> <br /> ࡼ௤ = ∑௡ ࡼ௤௜<br /> ௜ୀଵ<br /> 6<br /> <br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> Cân bằng vật quay<br /> <br /> Cân bằng vật quay<br /> <br /> 1. Cân bằng vật quay mỏng (VQM)<br /> <br /> 1. Cân bằng vật quay mỏng (VQM)<br /> <br /> b) Nguyên tắc cân bằng VQM<br /> <br /> c) Phương pháp cân bằng tĩnh VQM<br /> <br /> Để cân bằng VQM, cần và chỉ cần tạo ra một lực quán tính<br /> ࡼ௖௕ để triệt tiêu ࡼ௤<br /> ࡼ௤ଶ<br /> ࡼ௤<br /> ࡼ௤ଵ<br /> <br /> ݉ଵ<br /> <br /> ࢘ଵ<br /> <br /> ࡼ௖௕<br /> <br /> ݉ଶ<br /> <br /> ࢘ଶ<br /> <br /> ࢘௡<br /> <br /> ࢘௜<br /> <br /> ݉௜<br /> <br /> ࡼ௤௜<br /> <br /> ω<br /> <br /> ݉௡<br /> ࡼ௤௡<br /> <br /> ࡼ௤ + ࡼ௖௕ = 0 trong đó ࡼ௖௕ = ߱ଶ ݉௖௕ ࢘௖௕<br /> <br /> Nguyên tắc cân bằng VQM: cần và chỉ cần 1 khối lượng cân bằng (đối<br /> 7<br /> Nguyên<br /> trọng) lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> ࡼ௤ଶ<br /> ࡼ௤ଵ<br /> <br /> Đặt<br /> <br /> ࢘ଵ<br /> <br /> ௡<br /> <br /> 1<br /> ࢘ௌ = ෍ ݉௜ ࢘௜ ,<br /> ݉<br /> ௜ୀଵ<br /> <br /> m = ∑௡ ݉௜<br /> ௜ୀଵ<br /> <br /> ݉ଶ<br /> <br /> ݉ଵ<br /> <br /> ࢘ଶ<br /> ࢘௡<br /> <br /> ௡<br /> <br /> ௡<br /> <br /> ௜ୀଵ<br /> <br /> ࢘௜<br /> <br /> ݉௜<br /> <br /> ࡼ௤௜<br /> ω<br /> <br /> ݉௡<br /> ࡼ௤௡<br /> <br /> ௜ୀଵ<br /> <br /> ࡼ௤ = ෍ ࡼ௤௜ = ߱ଶ ෍ ݉௜ ࢘௜ = ߱ଶ ݉࢘ௌ<br /> <br /> Để ࡼ௤ = 0, phải có ࢘ௌ =0<br /> trọng tâm VQM phải nằm trên trục quay<br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> 8<br /> <br /> 2<br /> <br /> 9/20/2017<br /> <br /> Cân bằng vật quay<br /> <br /> Cân bằng vật quay<br /> <br /> 1. Cân bằng vật quay mỏng (VQM)<br /> <br /> 2. Cân bằng vật quay dày (VQD)<br /> a) Điều kiện cân bằng VQD<br /> <br /> d) Kỹ thuật cân bằng tĩnh<br /> -<br /> <br /> Phương pháp dò trực tiếp<br /> Phương pháp đối trọng thử<br /> Phương pháp hiệu số mô-men<br /> …<br /> <br /> ࡼ௤ଶ<br /> <br /> ࡼ௤ଵ<br /> ݉ଵ<br /> <br /> ࢘ଵ<br /> <br /> Trọng tâm<br /> <br /> • trên mặt phẳng thứ i có:<br /> ݉௜ , ࢘௜ (i=1..n)<br /> • ࡼ௤௜ = ݉௜ ߱ଶ ࢘௜<br /> <br /> ݉ଶ<br /> <br /> ࢘ଶ<br /> <br /> ω<br /> ࢘௡<br /> <br /> ݉௡<br /> ࡼ௤௡<br /> <br /> • VQD cân bằng khi {ࡼ௤௜ } là một hệ lực cân bằng<br /> Trạng thái cân bằng<br /> phiếm định<br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> • N/x: {ࡼ௤௜ } là hệ lực không gian, sẽ là 1 hệ lực cân bằng khi<br /> ∑௡ ࡼ௤௜ = 0 và ∑௡ ࡹ(ࡼ௤௜ ) = 0<br /> ௜ୀଵ<br /> ௜ୀଵ<br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> Cân bằng vật quay<br /> <br /> Cân bằng vật quay<br /> <br /> 2. Cân bằng vật quay dày (VQD)<br /> <br /> 10<br /> <br /> 2. Cân bằng vật quay dày (VQD)<br /> <br /> b) Nguyên tắc cân bằng VQD<br /> (I)<br /> ࡼூ<br /> ௤ଵ<br /> <br /> ࡼூ<br /> ௤ଶ<br /> <br /> ࡼ௤ଵ<br /> <br /> {ࡼ௤௜ }<br /> <br /> ቊ<br /> <br /> ࢞ଶ<br /> <br /> ࢘௡<br /> <br /> ࢞௡<br /> <br /> {ࡼூ } phẳng, đồng quy<br /> ௤௜<br /> <br /> {ࡼூூ } phẳng, đồng quy<br /> ௤௜<br /> <br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> ࡼூூ<br /> ௤ଵ<br /> <br /> ࢘ଶ<br /> <br /> ࢘ଵ<br /> <br /> ࢞ଵ<br /> <br /> (II)<br /> <br /> ݉ଶ<br /> <br /> ݉ଵ<br /> <br /> ࡼூ<br /> ௤௡<br /> <br /> c) Nguyên lý máy cân bằng động kiểu khung<br /> <br /> ࡼ௤ଶ<br /> <br /> ݉௡<br /> <br /> ࡼூூ<br /> ௤ଶ<br /> ࡼூூ<br /> ௤௡<br /> <br /> (I)<br /> <br /> (II)<br /> <br /> ω<br /> <br /> A ∼ ࡼூூ<br /> ௤<br /> <br /> ࡼ௤௡<br /> <br /> 0<br /> <br /> L<br /> <br /> k<br /> Nguyên tắc c/b VQD: cần và chỉ cần<br /> 2 đối trọng đặt trong 2 mặt phẳng<br /> khác nhau vuông góc với trục quay<br /> 11<br /> <br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> c<br /> <br /> 12<br /> <br /> 3<br /> <br /> 9/20/2017<br /> <br /> 1. Cân bằng vật quay<br /> <br /> 1.2 Cân bằng vật quay dày (VQD)<br /> A1<br /> <br /> d) Phương pháp 3 lần thử<br /> <br /> A2<br /> <br /> Vật quay mỏng hay Vật quay dày?<br /> <br /> - Lần 1: ω, Ao<br /> Ao ∼ ࡼூூ<br /> ௤<br /> <br /> 2Ao<br /> rt<br /> <br /> - Lần 2: ω, mtrt , A1<br /> At ∼ ࡼ௤௧<br /> <br /> A1<br /> At<br /> <br /> mt<br /> <br /> A2<br /> α<br /> <br /> D<br /> <br /> Ao<br /> <br /> A1 = Ao + At<br /> <br /> -rt<br /> <br /> - Lần 3: ω, -mtrt , A2<br /> A2 = Ao - At<br /> <br /> mt<br /> <br /> ݉௢ ‫ݎ‬௢ = ݉௧ ‫ݎ‬௧<br /> <br /> ‫ܣ‬௢<br /> ‫ܣ‬௧<br /> <br /> A1 + A2 = 2Ao<br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> 13<br /> <br /> L<br /> <br /> - Kích thước: L/D<br /> - Tốc độ quay khi làm việc: nlàm việc<br /> - Mức độ rung động cho phép của máy (mức độ quan trọng)<br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> 14<br /> <br /> Máy cân bằng<br /> <br /> Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy<br /> <br /> 15<br /> <br /> 4<br /> <br />