Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ tin cậy và chính xác của thiết bị hiệu chuẩn đầu đo mô men xoắn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật............ ....... i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯƠNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-----------------
------------------

TẠ THỊ THUÝ

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ðỘ TIN CẬY

VÀ CHÍNH XÁC CỦA THIẾT BỊ HIỆU CHUẨN ðẦU

ðO MÔ MEN XOẮN 1000 Nm, ðẠT SAI SỐ

( 0,1 – 0,05 )%

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: ðiện khí hoá sản xuất nông nghiệp và nông thôn

Mã số: 60.52.15

Hướng dẫn khoa học: PGS – TS Trần Mạnh Hùng

Hà Nội – 2010

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật............ ....... ii

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là luận văn của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu

trong luận văn là trung thực, chính xác.

Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược

ghi rõ nguồn gốc.

Hà nội, ngày tháng năm 2010

Học viên

Tạ Thị Thuý

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật............ ....... iii

LỜI CẢM ƠN

Sau 2 năm học tập và nghiên cứu tại trường ðại học Nông Nghiệp Hà

Nội, tôi ñã hoàn thành luận văn thạc sĩ kỹ thuật với ñề tài:

"NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ðỘ TIN CẬY VÀ CHÍNH

XÁC CỦA THIẾT BỊ HIỆU CHUẨN ðẦU ðO MÔ MEN XOẮN 1000 Nm,

ðẠT SAI SỐ ( 0,1 – 0,05 )%”

Tôi xin trân thành cảm ơn Bộ môn ðiện Kỹ Thuật - Khoa Cơ ðiện, Viện

Sau ñại học - Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội ñã tạo mọi ñiều kiện

thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Tôi xin trân thành cảm ơn các Thầy giáo, cô giáo ñã tận tình giảng dạy,

hướng dẫn, truyền ñạt những kinh nghiệm, ñóng góp cho tôi nhiều ý kiến quý

báu ñể tôi hoàn thành bản luận văn này.

Tôi xin ñược bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo

PGS - TS. Trần Mạnh Hùng - Viện Cơ ñiện Nông Nghiệp và công nghệ sau

thu hoạch, ñã tận tình hướng dẫn, ñóng góp ý kiến quý báu, giúp ñỡ tôi vượt

qua những khó khăn trong quá trình nghiên cứu ñể hoàn chỉnh luận văn.

Tôi xin ñược bày tỏ lòng biết ơn ñến Ban giám hiệu và lãnh ñạo Trường

Trung cấp Giao thông vận tải Miền Bắc - nơi tôi công tác ñã tạo mọi ñiều kiện

thuận lợi nhất ñể tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu.

Tôi xin ñược cảm ơn các bạn bè, ñồng nghiệp, gia ñình và người thân ñã

ñộng viên khích lệ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Hà nội, ngày tháng năm 2010

Học viên

Tạ Thị Thuý

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật............ ....... iv

MỤC LỤC

Trang

Lời cam ñoan 1

Lời cảm ơn 2

Mục lục 3

Danh mục các chữ viết tắt và kí hiệu 6

Danh mục các bảng 7

Danh mục các hình vẽ, ñồ thị 8

MỞ ðẦU 9

I- Tính cấp thiết của ñề tài 9

II- Mục tiêu của ñề tài 9

III- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG

DỤNG THIẾT BỊ HIỆU CHUẨN ðẦU ðO MÔ MEN XOẮN

TRONG LĨNH VỰC CƠ ðIỆN

11

1.1. Khái quát chung 11

1.1.1. Công nghệ ño mô men xoắn 11

1.1.2. Ứng dụng ñầu ño mô men xoắn trong lĩnh vực cơ ñiện 12

1.1.3. Sự cần thiết phải hiệu chuẩn ñầu ño mô men xoắn 13

1.1.4. Thiết bị hiệu chuẩn ñầu ño mô men xoắn 15

1.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ ño mô men xoắn ngoài

nước

16

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật............ ....... v

1.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng trong nước 18

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

19

2.1. Phương pháp nghiên cứu 19

2.2. Nội dung nghiên cứu 20

2.3. Phương tiện nghiên cứu 20

CHƯƠNG 3:CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ðỂ HOÀN THIỆN

HỆ THỐNG THIẾT BỊ HIỆU CHUẨN ðẦU ðO MÔ MEN XOẮN 21

3.1.Khái quát chung 21

3.1.1. ðầu ño mômen xoắn 21

3.1.2.Thiết bị ño lường ñiện tử hợp bộ 22

3.1.3.Thiết bị gây tải hiệu chuẩn ñầu ño mômen xoắn và các ñặc trưng

chính

25

3.2. Ứng dụng phần mềm Solid works 2009 thiết kế hoàn thiện cánh tay

ñòn hiệu chuẩn 32

3.2.1. ðặc ñiểm của phần mềm Solid works. 32

3.2.2. Sử dụng COSMOS WORKS 2009 mô phỏng tính toán 34

CHƯƠNG 4:GIẢI PHÁP NÂNG CAO ðỘ TIN CẬY VÀ CHÍNH XÁC

CỦA THIẾT BỊ HIỆU CHUẨN ðẦU ðO MÔ MEN XOẮN 1000 Nm,

ðẠT SAI SỐ (0,1 – 0,05)%

40

4.1. Hiện trạng thiết bị hiệu chuẩn ñầu ño mô men xoắn hiện có (1000

Nm, sai số 0,2%) 40

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật............ ....... vi

4.1.1. Nguyên lý hiệu chuẩn ñầu ño mômen xoắn 43

4.1.2. Dải ño và cấp chính xác của thiết bị 45

4.1.3. Cặp cánh tay ñòn-quả cân 46

4.1.4. Ổ ñỡ khử uốn trục truyền mômen xoắn 48

4.1.5. Cơ cấu liên kết và cố ñịnh ñầu ño với trục truyền mômen xoắn 49

4.1.6. Thiết bị ño lường ñiện tử hợp bộ 50

4.1.7. Phần cơ khí của hệ thống ño 53

4.1.8. Số liệu thực nghiệm 55

4.2. Giải pháp nâng cấp 56

CHƯƠNG 5: ðÁNH GIÁ HIỆU QUẢ NÂNG CẤP

THIẾT BỊ HIỆU CHUẨN ðẦU ðO MÔ MEN XOẮN 1000 Nm 59

5.1. ðánh giá hiệu quả nâng cấp 59

5.2. ðộ chính xác của hệ thống thiết bị hiệu chuẩn 62

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

PHỤ LỤC 68

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật............ ....... vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU

AC: Nguồn ñiện xoay chiều

DC: Nguồn ñiện một chiều

ðKðBð: ðộ không ñảm bảo ño

PNT: Phòng thí nghiệm

KHCN: Khoa học công nghệ

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật............ ....... viii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1- Ví dụ về dấu hiệu và một số cách phân loại ñầu ño mômen xoắn

Bảng 4.1- Thông số kỹ thuật chính của hệ thống thiết bị hiệu chuẩn

Bảng 4.2- Số liệu thực nghiệm thử khả năng chịu tải và xác ñịnh mômen ma

sát

Bảng 4.3- Số liệu thực nghiệm ñầu ño mômen xoắn trên thiết bị hiệu chuẩn

Bảng 4.4- So sánh các thông số cơ bản của vật liệu Inox và Nhôm

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật............ ....... ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ðỒ THỊ

Hình 1.1- Cầu ño ñiện trở ứng suất

Hình 1.2- ðầu ño mômen xoắn kiểu truyền tín hiệu không tiếp xúc

Hình 1.3- Ứng dụng ñầu ño mô men xoắn trong bệ thử công suất

Hình 1.4 - Máy ñào rãnh trồng mía

Hình 1.5- Máy gặt ñập liên hợp

Hình 1.6- Máy phay ñất

Hình 1.7- Nguyên lý tạo tải mô men xoắn chuẩn

Hình 1.8- Thiết bị hiệu chuẩn ñầu ño mô men xoắn ñơn giản

Hình 1.9- Thiết bị hiệu chuẩn ñầu ño lực/mô men kiểu cánh tay ñòn-khối

lượng chuẩn tĩnh

Hình 1.10- Thiết bị hiệu chuẩn ñầu ño mô men xoắn của Mỹ

Hình 1.11-Hệ thống hiệu chuẩn ñầu ño momen xoắn 20 kNm của HBM (ðức)

Hình 1.12- Hệ thống hiệu chuẩn ñầu ño mômen xoắn của Anh quốc 2 kNm,

ñộ KðBð 10-5

Hình 1.13- Thiết bị hiệu chuẩn ñầu ño momen xoắn của Vibrometer (Thụy sĩ)

Hình 1.14 - Hình dáng cánh tay ñòn và kết cấu thiết bị hiệu chuẩn ñầu ño

mômen xoắn của Hãng Norbar (Anh Quốc)

Hình 1.15 - Khung hiệu chuẩn lực và mô men của Viện Cơ ñiện nông nghiệp

Hình 1.16 - Một số ñầu ño mô men xoắn do Viện cơ ñiện nông nghiệp thiết kế

chế tạo

Hình 1.17- Sơ ñồ cấu trúc cơ khí thiết bị hiệu chuẩn ñầu ño mômen xoắn

1000Nm, sai số 0,2%

Hình 3.1- Sơ ñồ dẫn suất chuẩn mômen xoắn từ chuẩn quốc gia/quốc tế về ñộ

dài và khối lượng

Hình 3.2- Hợp bộ thiết bị ño và ñầu ño mômen xoắn