Đang tải... (xem toàn văn)
luận văn
Trờng Đại học Nông nghiệp I Luận văn Cao học Học viên : Cao Minh Thắng - Khoá 12 1 bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học nông nghiệp I cao minh thắng Tên đề tài thăm dò khả năng giảm rung động cơ một xi lanh chế tạo tại Việt Nam bằng phơng pháp ngoài động cơ Chuyên ngành : Kỹ thuật Máy và thiết bị cơ giới hoá Nông - Lâm nghiệp Mã số : 60 - 52 - 14 Ngời hớng dẫn khoa học PGS. TS. Bùi Hải Triều Hà Nội 2005 Trờng Đại học Nông nghiệp I Luận văn Cao học Học viên : Cao Minh Thắng - Khoá 12 2 lời cam đoan - Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và cha hề đợc sử dụng để bảo một học vị nào. - Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đợc chỉ rõ nguồn gốc. Cao Minh Thắng ii Trờng Đại học Nông nghiệp I Luận văn Cao học Học viên : Cao Minh Thắng - Khoá 12 3 lời cảm ơn - Tôi xin bầy tỏ lòng biết ơn chân thành của mình đối với thầy Bùi Hải Triều cùng tập thể các thầy cô giáo trong bộ môn Ô tô - Máy kéo, Khoa Cơ điện, trờng Đại học nông nghiệp I Hà Nội đã tận tình hớng dẫn và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài. - Chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp trong khoa Vật lý trờng Đại học S phạm Thái Nguyên đã giúp đỡ và cộng tác cùng tôi trong quá trình học tập. - Chân thành cảm ơn Công ty Diezel Sông Công đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Cao Minh Thắng Trờng Đại học Nông nghiệp I Luận văn Cao học Học viên : Cao Minh Thắng - Khoá 12 4 Mục lục Trang Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục iv Các ký hiệu vii Danh mục các bảng viii Danh mục các hình vẽ viii Mở đầu 1 Chơng 1: Tổng quan 2 1.1 Tình hình sử dụng động cơ nhỏ ở Việt Nam 2 1.2 Phát triển chế tạo động cơ ở Việt Nam 2 1.3 Phân tích đánh giá rung động trên các động cơ một xi lanh đang hoạt động tại Việt Nam 5 Chơng 2: Cơ sở lý thuyết 7 2.1 Lực và mô men lực tác dung lên cơ cấu biên tay quay 7 2.2 Phơng pháp cân bằng động cơ 10 2.2.1 Khái niệm về cân bằng động cơ 10 2.2.2 Cân bằng động cơ một xi lanh 13 2.2.2.1 Cân bằng lực quán tính của khối lợng chuyển động tịnh tiến 13 2.2.3 Cân bằng động cơ nhiều xi lanh 17 2.2.3.1 Cân bằng động cơ hai xi lanh một hàng 17 2.2.3.2 Cân bằng động cơ bốn xi lanh một hàng 18 2.2.3.3 Cân bằng động cơ sáu xi lanh một hàng 20 2.2.3.4 Cân bằng động cơ chữ V hai xi lanh với góc giữa hàng 900 21 2.2.3.5 Cân bằng động cơ chữ V tám xi lanh với góc giữa hàng 900 22 Trờng Đại học Nông nghiệp I Luận văn Cao học Học viên : Cao Minh Thắng - Khoá 12 5 2.3 Lý thuyết dao động 25 2.3.1 Những vấn đề chung 25 2.3.2 Phơng pháp mô hình hoá 27 2.3.3 Dao động cỡng bức của hệ chịu kích động điều hoà 30 Chơng 3: Nghiên cứu cân bằng động cơ một xi lanh TS 130 31 3.1. Xác định trị số các khối lợng chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay không cân bằng 31 3.1.1 Khối lợng chuyển động tịnh tiến không cân bằng 31 3.1.2 Khối lợng chuyển động quay không cân bằng 31 3.2 Phân tích các lực và mô men tự do không cân bằng tác động lên động cơ 34 3.2.1 Các thông số kỹ thuật của động cơ 35 3.2.2 Các số liệu tính trớc 35 3.2.3 Xây dựng đồ thị công 36 3.2.4 Đồ thị J = f(x) 39 3.2.5 Đồ thị lực tác dụng lên đỉnh piston P1 = f() 40 3.2.6 Đồ thị T = f() và Z = f() 41 3.3 Phân tích cân bằng động cơ TS130 theo cơ sở chế tạo 44 3.3.1 Cân bằng lực quán tính của khối lợng chuyển động quay PK 45 3.3.1.1 Tính toán cân bằng PK 45 3.3.1.2 Tính khối lợng đối trọng 46 3.3.1.3 Tính khối lợng cần thiết để cân bằng hết PK 49 3.3.2 Cân bằng lực quán tính của khối lợng chuyển động tịnh tiến cấp 1 PJ1= mR2cos 50 3.3.2.1 Tính khối lợng trục cân bằng 54 3.4 Phân tích xác định các lực và mô men kích thích dao động còn lại sau khi cân bằng 64 3.4.1 Phân tích điều hoà mô men lực khí thể 66 3.4.2 Phân tích điều hoà mô men lực kích thích 61 Trờng Đại học Nông nghiệp I Luận văn Cao học Học viên : Cao Minh Thắng - Khoá 12 6 Chơng 4: Nghiên cứu khả năng giảm rung ngoài động cơ theo mô hình dao động 62 4.1 Xây dựng mô hình dao động 62 4.1.1 Các thông số của động cơ có liên quan 62 4.1.2 Xây dựng mô hình tổng quát 63 4.1.3 Mô hình dao động một bậc tự do 65 4.2 Khảo sát trên mô hình dao động 66 4.2.1 phơng trình vi phân chuyển động 66 4.2.2 Khảo sát tần số riêng tránh cộng hởng 69 4.2.3 Khảo sát dao động cỡng bức để tìm giá trị C, K hợp lý 70 4.3 Phân tích dự kiến kết cấu đệm giảm rung 71 V. Kết luận và đề nghị 74 Tài liệu tham khảo 75 Phụ lục 1 77 Phụ lục 2 79 Trờng Đại học Nông nghiệp I Luận văn Cao học Học viên : Cao Minh Thắng - Khoá 12 7 Các ký hiệu Ký hiệu Tên gọi P B c B áp suất có ích trung bình G B c B Hiệu suất tiêu hao nhiên liệu n Số vòng quay định mức của động cơ D Đờng kính xi lanh S Hành trình Piston Tỷ số nén Tốc độ góc quay trục khuỷu R Bán kính quay trục khuỷu L Chiều dài thanh truyền V B h B Dung tích xi lanh M B tt B Khối lợng thanh truyền M B np B Khối lợng Piston + xéc măng + Chốt. Trờng Đại học Nông nghiệp I Luận văn Cao học Học viên : Cao Minh Thắng - Khoá 12 8 Danh mục các bảng Bảng 3.1 Giá trị đồ thị công 37 Bảng 3.2 Giá trị đồ thị hàm T = f() và Z = f() 41 Bảng 3.3 Tính khối lợng trục khuỷu 50 Bảng 3.4 Tính khối lợng má cân bằng 52 Bảng 3.5 Kết quả tính hệ số Fuarice và M B BK B 58 Danh mục các hình vẽ cà đồ thị Hình 2.1 Sơ đồ lực và mô men lực tác dụng lên cơ cấu biên tay quay 8 Hình 2.2 Sơ đồ cân bằng lực quán tính của khối lợng chuyền động tịnh tiến ở động cơ 1 xi lanh 15 Hình 2.3 Sơ đồ cân bằng lực quán tính ly tâm 17 Hình 2.4 Sơ đồ cân bằng lực và mô men lực động cơ 2 xi lanh một hàng 18 Hình 2.5 Sơ đồ cân bằng lực và mô men lực động cơ 4 xi lanh một hàng 20 Hình 2.6 Sơ đồ cân bằng lực và mô men lực động cơ 6 xi lanh một hàng 21 Hình 2.7 Sơ đồ cân bằng lực và mô men lực động cơ chữ V 2 xi lanh một hàng với góc giữa hàng 90 P o P 22 Hình 2.8 Sơ đồ cân bằng lực và mô men lực động cơ chữ V 8 xi lanh một hàng với góc giữa hàng 90 P o P 24 Hình 2.9 Quy đổi độ cứng 29 2.10 Mô hình dao động 1 bậc tự do 30 3.1 Sơ đồ tính khối lợng má khuỷu 31 3.2 Đồ thị công 39 3.3 Đồ thị J = f(x) 40 3.4 Đồ thị P B 1 B = f() 40 3.5 Đồ thị T = f() và Z = f() 44 3.6 Sơ đồ lắp trục cân bằng 45 3.7 Sơ đồ tính toán cân bằng P B K B 46 3.8 Sơ đồ tính khối lợng đối trọng 47 Trờng Đại học Nông nghiệp I Luận văn Cao học Học viên : Cao Minh Thắng - Khoá 12 9 3.9 Sơ đồ xác định trục cân bằng 51 3.10 Sơ đồ xác định toạ độ trọng tâm má cân bằng 52 3.11 Biểu đồ biên độ các thành phần điều hoà giảm theo sự tăng cấp điều hoà 60 4.1 Kích thớc hình học của động cơ TS130 62 4.2 Toạ độ trọng tâm động cơ 63 4.3 Mô hình dao động tổng quát 6 bậc tự do 64 4.4 Mô hình dao động phẳng 65 4.5 Mô hình dao động 1 bậc tự do 65 4.6 Sự thay đổi biên độ theo K 70 4.7 Mô hình Kenvin và đệm giảm rung, giảm chấn dầu 72 4.8 Mô hình Macxoen mắc song song với 1 mô hình Kenvin và đệm giảm rung 2 khối lợng 73 Trờng Đại học Nông nghiệp I Luận văn Cao học Học viên : Cao Minh Thắng - Khoá 12 1 Mở đầu 1. Đặt vấn đề Trong những thập kỷ này, khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, khi các thành tựu khoa học đạt đợc ngày càng cao, thì các thiết bị máy móc ngày càng hoàn thiện hơn về mọi mặt. Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học nói chung, động cơ đốt trong ngày càng đợc cải tiến và phạm vi ứng dụng đợc mở rộng nhằm phục vụ cho nhu cầu cuộc sống. Trong quá trình thực hiện công nghiệp hoá- hiện đại hoá nớc nhà, những năm gần đây một số nhà máy cơ khí ở Việt Nam đã chế tạo đợc một số chủng loại động cơ Diesel. Thực tế khi động cơ làm việc, chất lợng cha cao, còn rung động nhiều, làm giảm tuổi thọ các chi tiết, gây ảnh hởng xấu cho toàn bộ động cơ. Điều quan trọng đối với mỗi động cơ cũng nh các thiết bị, máy móc khi chế tạo phải thoả mãn những yêu cầu kỹ thuật làm việc ổn định trong suốt thời hạn phục vụ đã định. Để đáp ứng yêu cầu đó tôi chọn đề tài: Thăm dò khả năng giảm rung động cơ 1 xi lanh chế tạo tại Việt Nam bằng phơng pháp ngoài động cơ 2. Mục đích đề tài. Khảo sát thực tiễn, xây dựng mô hình dao động, tính toán độ cứng của đệm giảm rung. . tôi chọn đề tài: Thăm dò khả năng giảm rung động cơ 1 xi lanh chế tạo tại Việt Nam bằng phơng pháp ngoài động cơ 2. Mục đích đề tài. Khảo sát thực tiễn,. động cơ nhỏ ở Việt Nam 2 1.2 Phát triển chế tạo động cơ ở Việt Nam 2 1.3 Phân tích đánh giá rung động trên các động cơ một xi lanh đang hoạt động tại Việt