NGUYÊN LÝ MÁY GV: ThS TRƯƠNG QUANG TRƯỜNG KHOA CƠ KHÍ – CƠNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP.HCM Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Nguyên Lý Máy Chương ĐỘNG LỰC HỌC MÁY Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -2- Trường ĐH Nông Lâm TPHCM ĐẠI CƯƠNG -Việc xác định chuyển động máy tác dụng lực vấn đề động lực học máy Ths Trương Quang Trường - Nhiệm vụ quan trọng động lực học xác định hàm số chuyển động khâu, có tính đến lực mơmen qn tính, khối lượng, tính chất đàn hồi vật liệu, lực cản môi trường chuyển động máy…, cân lực qn tính, bảo đảm Cơ Khí – Cơng Nghệ máy làm việc bìnhKhoa ổn… -3- Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I KHÂU THAY THẾ - CÁC ĐẠI LƯỢNG THAY THẾ Khâu thay - Chuyển động khâu máy phụ thuộc vào chuyển động khâu dẫn Để biết chuyển động thực máy ta cần biết chuyển động thực khâu dẫn Chọn khâu dẫn làm khâu thay Yêu cầu: - Động khâu thay động toàn cấu chuyển động: Et = Ei - Công suất lực tác động lên cấu công suất lực tác động lên khâu thay thế: Nt = Ni Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -4- Trường ĐH Nông Lâm TPHCM I KHÂU THAY THẾ - CÁC ĐẠI LƯỢNG THAY THẾ Các đại lương thay a Khối lượng thay 2 n Cân động năng: mt V  mi Vsi  J si i  2 i 1 2 n   Vsi   i    mt    mi    J si     V   i 1   V  Các giá trị (Vsi/V) (i/V) xác định dựa vào họa đồ vận tốc b Momen quán tính thay 2 n J  m V  J  Cân động năng: t si i   i si 2 i 1 2 n   Vsi   i    J t    mi    J si        i 1    Các giá trị (Vsi/) (i/) xác định dựa vào họa đồ vận tốc Ths Trương Quang Trường -5- Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I KHÂU THAY THẾ - CÁC ĐẠI LƯỢNG THAY THẾ Các đại lương thay c Lực thay n Cân công suất: Pt V    Pi Vi cos  i  M i i  i 1   V Pt    Pi i cos  i  M i i  V V i 1  n  Các giá trị (Vi/V) (i/V) xác định dựa vào họa đồ vận tốc d Momen thay n Cân công suất: M t     Pi Vi cos i  M i i  i 1   V M t    Pi i cos i  M i i    i 1  n  Các giá trị (Vi/) (i/) xác định dựa vào họa đồ vận tốc Ths Trương Quang Trường -6-6- Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM II PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁY Phương trình động 2  Ad  Ac  E 2 J t  J t1.  M td d   M tc d   1 2 Trong đó: + E: độ biến thiên động cấu E = E2 – E1, với E1, E2 động khâu thay thời điểm t1 t2 + Mtđ, Mtc: mômen thay lực phát động lực cản + Ađ, Ac: công lực phát động công lực cản khoảng thời gian từ thời điểm t1 đến t2, tương ứng với góc quay khâu thay 1 2 + 1, 2: vận k tốc góc Vk khâu thay thời điểm t1 t2  Ths Trương Quang Trường 1 Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ -7- Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM II PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁY Đặc điểm động lực học thời kỳ chuyển động máy + Thời kỳ chuyển động mở máy: Bắt đầu mở máy  1 =  1 =  Ađ – Ac = E >  Công động > Công cản  Máy chuyển động nhanh dần, công thừa biến thành động + Thời kỳ chuyển động bình ổn:  1 = 2  Ađ – Ac = E =  Công động = Công cản  Chuyển động khâu thay chuyển động + Thời kỳ chuyển động tắt máy: Khi tắt máy  2 =  2 =  Ađ – Ac = E <  Biến thiên động âm  động giảm dần Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Trườngthay chuyển động chậm dần Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Quang Khâu II PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁY Đặc điểm động lực học thời kỳ chuyển động máy  t Mở máy Chuyển động bình ổn Tắt máy Các thời kỳ chuyển động máy Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM II PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁY Phương trình chuyển động máy viết dạng momen d  J t 2  2 dJ t d M  Md  Mc     Jt  d   d dt (phương trình dạng sử dụng) Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III CHUYỂN ĐỘNG THẬT CỦA MÁY     Trong giải toán phân tích động học cấu, ta giả sử khâu dẫn quay Thực tế, lực tác động lên máy ln thay đổi, vị trí cấu ln ln thay đổi Vì chuyển động thật khâu dẫn không Xác định chuyển động thật máy, tức xác định vận tốc khâu dẫn vị trí cấu Xét khâu thay khâu quay, có mơmen qn tính Jt, chịu tác động mômen thay Mtđ Mtc Trong thực tế, đại lượng Mt hàm ,  t; hàm thơng số , , t Ví dụ:  Động điện: Mđ = Mđ()  Động đốt trong: Mđ = Mđ(,)  Máy bơm, quạy ly tâm: Mc = Mc()  Máy ép: Mc = Mc()… Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 11 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III CHUYỂN ĐỘNG THẬT CỦA MÁY Dựa vào phương trình chuyển động máy, xác định vận tốc góc khâu dẫn:   2 [ Eo   ( M đ  M c )d  ] Jt 1 Thay đại lượng   =  ()  Bài toán giải xong Thực tế, hàm Mđ, Mc, Jt cho trước thường dạng bảng số hay đồ thị Giải toán phương pháp số hay phương pháp đồ thị Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 12 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III CHUYỂN ĐỘNG THẬT CỦA MÁY Phương pháp số - Biểu thức vận tốc viết lại dạng   12 i 1  2    M td  M tc  d   J i 1    J i 1   1  1    Hay 1    Trong E i   J i 1   E i   E i   J i  12 i  E i   i1   M d  M c  d i ;  M i 1   M i   i 1  i  Ths Trương Quang Trường - 13 - Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM III CHUYỂN ĐỘNG THẬT CỦA MÁY Phương pháp số Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 14 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III CHUYỂN ĐỘNG THẬT CỦA MÁY Phương pháp đồ thị - Xây dựng đồ thị J   , M c   , M d   - Cộng đồ thị M    M d    M c   - Tích phân đồ thị M    đồ thị E    đồ thị E   - Xây dựng đồ thị E  J  (đường cong Wittenbauer) từ đồ thị E   đồ thị J   Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 15 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III CHUYỂN ĐỘNG THẬT CỦA MÁY Jt M Mc() Phương pháp đồ thị Md() a)  d) i A Ac() b) Ad()   E E e) E Eo c)  max i min KhoaCơEKhí – Cơng Nghệ i i Ths Trương Quang Trường - 165- Ji ĐH Nông Lâm TPHCM Trường Jt III CHUYỂN ĐỘNG THẬT CỦA MÁY Phương pháp đồ thị Từ đường cong Wittenbauer xác định vận tốc 1 sau: + Tại  = k, động momen quán tính máy có giá trị: k k E  E  Jk   J   k Xác định điểm K đường cong + Gọi  k    OJ,OK  , ta có k E    J OE k tan    OJ k J  k  /  J J  k   E k + Do E  k  J  k  E  k  /  E k E     E tan k E  tan k  1  k   J J J  k  Trường hợp tổng quát, đường cong E(J) gồm ba giai đoạn: Khởi động, chuyển động bình ổn tắt máy Trong giai đoạn bình ổn,  biến thiên Khoa maxCơ  Vận Khí – Cơng Nghệ Ths Trường ĐH Nông Lâm TPHCM tốc Trương máy Quang biếnTrường thiên khoảng 1min - 17 1max - .. .Nguyên Lý Máy Chương ĐỘNG LỰC HỌC MÁY Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường -2- Trường ĐH Nông Lâm TPHCM ĐẠI CƯƠNG -Việc xác định chuyển động máy tác dụng lực vấn đề động lực học máy. ..  i  Ths Trương Quang Trường - 13 - Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III CHUYỂN ĐỘNG THẬT CỦA MÁY Phương pháp số Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 14 - Trường. .. CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁY Đặc điểm động lực học thời kỳ chuyển động máy  t Mở máy Chuyển động bình ổn Tắt máy Các thời kỳ chuyển động máy Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông