TS Lê Đình Tuân, Trưởng bộ môn kỹ thuật tàu thủy, Trường ĐH Bách khoa TP Hồ Chí Minh, đã thành công trong việc chế tạo và sản xuất máy cân bằng động HnB100…

Máy cân bằng động dùng để đo lực rung động do mất cân bằng của các chi tiết quay nhanh trong máy bay, tàu thủy, ô-tô, xe máy, thiết bị khai thác dầu khí…

Máy cân bằng động HnB100 bao gồm bốn cụm: truyền động, dẫn động, cơ hệ đàn hồi, đo lường và xử lý tín hiệu.

Giá thành của máy cân bằng động chỉ khoảng 40% so với giá nhập ngoại của Đức. Máy đã được sản xuất và chuyển giao công nghệ cho một số đơn vị trong nước.

Được biết, đây là chiếc máy cân bằng động đầu tiên được chế tạo và sản xuất thành công ở Việt Nam.

Giới thiệu:

Những nguyên nhân chấn động

– Những nguyên nhân của chấn động có thể là : lực thay đổi xuất hiện trong máy, dao động truyền nguồn bên ngoài hay sự tác động tương hỗ của chúng.
Lực gây dao động mà chúng ta thường gặp nhất là lực quán tính của chi tiết chuyển động của máy, đặc biệt là lực ly tâm quán tính mất cân bằng của chi tiết quay.
– Ở một vận tốc quay của một cơ cấu, một khối lượng mất cân bằng dù nhỏ cũng có khả năng gây ra lực ly tâm mất cân bằng rất lớn. Ví dụ như khối lượng mất cân bằng nặng 100g, đặt cách trục quay 0,5m với vận tốc quay 10000v/phút sẽ gây lực ly tâm mất cân bằng hơn 5 tấn.
Một số nguyên nhân gây chấn động :
– Giữa cổ trục và ổ trục có khe hở lớn
– Do cổ trục bị ôvan hay đa diện
– Sự lệch tâm của trục nối trong máy
– Tự dao động, từ nguồn khác truyền đến
– Chế độ bôi trơn ổ không tốt, v.v…

Cân bằng lực quán tính trong máy:

Lực quán tính mất cân bằng là một trong những kích động chính của chấn động máy.
Khi chế tạo máy trong công xưởng người ta đã tìm cách để khử lực quán tính mất cân bằng. Để nhằm mục đích đó người ta tiến hành cân bằng tĩnh và cân bằng động chi tiết quay.Tuy nhiên, vì cân bằng trong điều kiện không phải là điều kiện làm việc thực tế của chi tiết máy như điều kiện nhiệt độ, áp suất, vận tốc, tải trọng, lưu chất, lưu lượng, v.v…, nên quá trình cân bằng động chính xác nhất cũng không thể khử hết hoàn toàn lực ly tâm mất cân bằng.
Những phương pháp cân bằng
Tất cả các phương pháp cân bằng chi tiết trong máy đều dựa vào việc đo chấn động máy nhờ các cảm biến.
Trong một máy sự dao động của nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, thành phần mà người làm công tác thử rung cho máy phải nắm được, từ đó phân tích, tìm phương pháp khắc phục từng yếu tố.
Một trong những vấn đề quan trọng là cân bằng các chi tiết tròn xoay trong điều kiện quay.

1. Sự mất cân bằng tĩnh và động
Sự mất cân bằng tĩnh được xác định ở trạng thái tĩnh của chi tiết. Tuy nhiên, khi chi tiết ở trạng thái tĩnh không thể phát hiện được lực ly tâm mất cân bằng. Cho nên chỉ có thể tìm và khử nó khi chi tiết quay, người ta dùng cân bằng động.
Cân bằng động tương đối vạn năng và chính xác hơn, nhưng lại phức tạp hơn và đòi hỏi phải có những thiết bị phức tạp. Do đó trong mọi trường hợp nếu có thể cân bằng tĩnh mà bảo đảm được chính xác thì nên cố gắng dùng phương pháp đơn giản này để cân bằng các chi tiết máy.

2. Cân bằng tĩnh
Cân bằng tĩnh các chi tiết máy có thể tiến hành khá đơn giản có độ chính xác khá cao bằng cách dùng thiết bị được gọi là bàn cân bằng có 2 thanh song song. Bàn này gồm 2 thanh lăng kính định hướng nằm song song. Đặt chi tiết lên hai thanh định hướng, khối mất cân bằng của chi tiết sẽ nằm ở vị trí thấp nhất khi quay chi tiết.

3. Cân bằng động
Khác với CB tĩnh ở chỗ là việc xác định giá trị và chỗ đặt tải trọng cân bằng tiến hành ở trạng thái động của chi tiết. Phương pháp này có ưu điểm là cân bằng tới độ chính xác cao hơn CBT.

Nguyên lý làm việc của máy cân bằng động

Máy có 2 ổ đỡ chi tiết và dưới mỗi ổ đỡ có lắp cảm biến, mỗi cảm biến này đo được rung động của mỗi ổ đỡ khi máy quay – dẫn động bởi môtơ điện. Tín hiệu rung này sẽ được hệ thống điện tử phân tích và xử lý số liệu và chỉ rõ vị trí mất cân bằng ở từng mặt phẳng, góc độ. Kết quả cuối cùng là máy cho biết thêm vào hoặc lấy ra khối lượng bao nhiêu trên vị trí mất cân bằng.
Cấu tạo các chi tiết của máy
1. Con lăn giữ đối ứng
2. Con lăn đỡ
3. Bệ ổ đỡ
4. Chi tiết nén đối ứng
5. Giá lắp con lăn
6. Bệ ổ đỡ
7. Bệ máy
8. Trục nối cardan
9. Hộ dẫn động cùng với hộp giảm tốc
10. Cần gạt của hộp số (tuỳ kiểu máy)

Hoàng P11 (St)