Lời nói đầu

Trong thời đại công nghiệp hoá và hiện đại hoá, sự phát triển của ngành máy thủy lực đóng một vai trò quan trọng, góp mặt trong hầu hết các nghành các lĩnh vực. Do có những điểm nổi bật như kết cấu gọn nhẹ, hiệu suất, công suất cao, dễ tự động hóa, độ an toàn cao . nên các hệ thống truyền động thủy lực ngày nay là sự chọn lựa mang tính hiệu quả và kinh tế.

Lĩnh vực mô phỏng chuyển động là lĩnh vực tương đối mới trên thế giới và ở Việt Nam, hầu như không có tài liệu liên quan đến lĩnh vực này trong giảng dạy cũng như trong thực tế và với một số nước nó còn là tài liệu hạn chế tiếp cận.

Dám đi vào tìm tòi những cái mới là điều mà sinh viên trường Đại học Bách Khoa và đặc biệt là sinh viên nghành Thủy Khí nên làm. Sau khi nhận hướng đề tài của giáo viên hướng dẫn, em thấy đây là đề tài còn rất mới và rất thiết thực trong tình hình phát triển nghành thủy lực trong nước hiện nay. Đề tài tính toán thiết kế hệ thống mô phỏng chuyển động phục vụ huấn luyện tăng, thiết giáp là một đề tài khó, cần những hiểu biết tổng thể và cần có hướng nhìn xây dựng một hệ thống mở trong khi có sự hạn chế về tài liệu tham khảo hệ thống tương tự. Tuy vậy, với sự cố gắng của bản thân, cùng với những điều học hỏi từ các thầy cô trong bộ môm Thủy khí - Hàng không và sự hướng dẫn sát sao của giáo viên hướng dẫn, em đã hoàn thành đồ án dưới dạng một thiết kế tổng thể để từ đó có thể chế tạo thành công hệ thống mô phỏng chuyển động trong nước với chi phí thấp, thích ứng với các điều kiện kĩ thuật trong nước hiện có.

Trong quá trình làm đồ án này do còn thiếu kiến thức thực tế cũng như chưa hoàn thiện về kiến thức chuyên môn, cách tiếp cận một vấn đề khoa học cho nên không thể tránh khỏi những sai sót về nội dung cũng như cách thể hiện. Vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo, tham gia góp ý của các thầy, cô, các bạn và những người đã quan tâm tới nội dung đồ án của em.

Để hoàn thành được toàn bộ nội dung đồ án này em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo - TS Hoàng Sinh Trường, thầy giáo TS Phạm Văn Khảo cùng cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn.

Hà nội ngày 5 tháng 5 năm 2005

Sinh viên thực hiện :

Lớp Máy Thủy Khí - K45

Bộ Môn Kĩ Thuật Hàng Không và Thủy Khí

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Mục lục:

TỔNG QUAN

Tổng quan hệ thống mô phỏng chuyển động. 1

Hệ thống mô phỏng chuyển động phục vụ huấn luyện lái xe tăng, thiết giáp. 4

Cấu trúc và nguyên lí làm việc của hệ thống. 7

Chương1 Hệ thống khung giàn cơ khí

1.1 Yêu cầu của khung giàn hệ thống. 17

1.2 Thiết kế sơ bộ khung giàn cơ khí. 18

1.2.1 Chọn hệ truyền động cho hệ thống.                                         18

1.2.2  Tính toán sơ bộ kích thước khung.                                         19

1.2.3 Kiểm nghiệm kích thước đã chọn của khung cơ khí. 28

1.3 Thiết kế chi tiết khung giàn cơ khí.

1.3.1 Chi tiết lắp khớp cầu của xi lanh với khung sàn. 33

1.3.2 Chi tiết lắp đầu dưới của thanh X1 và X2 với khung đế. 37

1.3.3 Chi tiết X1 và X2 (Hình chữ T). 38

1.3.4 Chi tiết trượt trên trục trượt. 40

1.4 Tính bền hệ khung cơ khí.

1.4.1 Xác định tải trọng động cho hệ thống khung giàn. 42

1.4.2 Tính bền cho các mối hàn. 43

Chương2 Hệ thống thủy lực

2.1 Chọn sơ đồ nguyên lý hệ thống thủy lực. 48

2.1.1 Giới thiệu chức năng phần tử thuỷ lực trong hệ thống. 50

2.1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống thuỷ lực. 52

2.2Tính chọn thiết bị trong hệ thống. 54

2.2.1 Tính chọn xilanh, piston. 54

2.2.2 Tính chọn đường ống. 55

2.2.3 Tính chọn bơm nguồn. 57

2.2.4 Tính toán kích thước bể dầu. 61

2.3 Tính chọn van. 66

2.3.1 Giới thiệu van tỷ lệ. 66

2.3.2 Tính chọn van phân phối. 72

2.4 Van tỷ lệ 4WRKE. 72

Chương3 Hệ thống điều khiển

3.1 Chọn phương pháp điều khiển hệ thống . 75

3.2 Giới thiệu về hệ thống PLC S7-200.

3.2.1 Cấu hình phần cứng và đặc tính kỹ thuật. 81

3.2.2 Kết nối phần cứng. 90

3.2.3 Cấu trúc bộ nhớ. 91

3.2.4 Cách thức lập trình. 94

3.3 Truyền thông cho hệ thống mô phỏng. 96

3.3.1 Chuẩn truyền RS23. 97

3.3.2 Chuẩn truyền RS485. 98

3.4 Điều khiển hệ thống.

3.4.1 Phần mềm mô phỏng. 99

3.4.2 Phần mềm điều khiển giàn mô phỏng. 100

3.4.3 Phần mềm test hệ thống. 107

Chương4 Mô phỏng và khảo sát hệ thống

4.1 Mô hình hóa hệ thống cho một mạch vòng điều khiển. 108

4.2 Xây dựng hàm truyền. 110

4.3 Khảo sát hệ thống bằng phần mềm Matlab. 114

Kết luận 11