Ciecze elektroi. magnetoreologiczne

Podobne dokumenty
STEROWANIE STRUKTUR DYNAMICZNYCH Model fizyczny semiaktywnego zawieszenia z tłumikami magnetoreologicznymi

KONSTRUKCJA I BADANIA HAMULCA WAHADŁOWEGO Z CIECZĄ MAGNETOREOLOGICZNĄ

ALGORYTMY STEROWANIA NAPĘDEM ELEKTROHYDRAULICZNYM PRZY POMOCY WAHADŁOWEGO DŻOJSTIKA DOTYKOWEGO Z CIECZĄ MR W UKŁADZIE Z SIŁOWYM SPRZĘŻENIEM ZWROTNYM

HAMULEC ELEKTROMAGNETYCZNY Z CIECZĄ MAGNETOREOLOGICZNĄ 1. WPROWADZENIE

Zespół ustalający położenie tłoka, Seria LU6 Ø mm Blokada i hamowanie: siła sprężyny ustawiona trwale, Luzowanie: sprężone powietrze

Wprowadzenie. Napędy hydrauliczne są to urządzenia służące do przekazywania energii mechanicznej z miejsca jej wytwarzania do urządzenia napędzanego.

BADANIA I MODELOWANIE DRGAŃ UKŁADU WYPOSAŻONEGO W STEROWANY TŁUMIK MAGNETOREOLOGICZNY

WYKORZYSTANIE LASEROWEGO CZUJNIKA ODLEGŁOŚCI DO ESTYMACJI SIŁY PODCZAS STEROWANIA SERWONAPĘDU ELEKTROHYDRAULICZNEGO DŻOJSTIKIEM DOTYKOWYM

Vespa LX 50 2T. pojemność skokowa silnika w cm 3 49 zasada działania silnika dwusuwowy z zapłonem iskrowym. odśrodkowe bezwładnościowe

OGRANICZENIE ZMIAN NACISKU KÓŁ POJAZDU PATROLOWEGO ZE STEROWANYMI TŁUMIKAMI MAGNETOREOLOGICZNYMI

Temat /6/: DYNAMIKA UKŁADÓW HYDRAULICZNYCH. WIADOMOŚCI PODSTAWOWE.

Przetworniki ciśnienia do zastosowań ogólnych typu MBS 1700 i MBS 1750

Śr. tłoka [mm]

Akcesoria do siłowników Elementy ustalające, seria CL1 Zespół ustalający LU6. Broszura katalogowa

Temat: Układy pneumatyczno - hydrauliczne

Hamulce elektromagnetyczne. EMA ELFA Fabryka Aparatury Elektrycznej Sp. z o.o. w Ostrzeszowie

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Układy rewersyjne

Moc Agregatu SERWIS PRP STANDBY. SERIA PROFESSIONAL Wersja otwarta Powered by HIMOINSA

Przegląd oferty. Hamulce i sprzęgła uruchamiane prądem ciągłym. Dane techniczne. Momenty bezwładności, praca tarcia, moc tarcia...

Dynamika układów mechanicznych. dr hab. inż. Krzysztof Patan

BADANIA PNEUMATYCZNEGO SIŁOWNIKA BEZTŁOCZYSKOWEGO

PL B1. Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica,Kraków,PL BUP 08/04. Zbigniew Szydło,Kraków,PL Bogdan Sapiński,Kraków,PL

Przetworniki ciśnienia do zastosowań ogólnych typu MBS 1700 i MBS 1750

MATERIAŁY I KONSTRUKCJE INTELIGENTNE Laboratorium. Ćwiczenie 2

Sprawozdanie. z ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: Współczesne Materiały Inżynierskie. Temat ćwiczenia

Nazwa zamawiającego: Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Al. Jerozolimskie Warszawa Warszawa,

BADANIA ZASTOSOWANIA PRZEKŁADNI Z CIECZĄ MAGNETOREOLOGICZNĄ DO STEROWANIA PRĘDKOŚCIĄ OBROTOWĄ ZESPOŁU NAPĘDOWEGO

ROBOT STEROWANY TRZYOSIOWYM DŻOJSTIKIEM DOTYKOWYM Z CIECZĄ MAGNETOREOLOGICZNĄ

Moc Agregatu SERWIS PRP STANDBY. SERIA PROFESSIONAL wersja wyciszona Powered by HIMOINSA

Amortyzatory Przemysłowe SHOCK ABSORBER

POLITECHNIKA POZNAŃSKA. Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania MECHATRONIKA. Profile dyplomowania Konstrukcje Mechatroniczne

Seria Prowadnice siłownika zaprojektowano w dwóch wersjach:

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

ZASTOSOWANIE CIECZY MAGNETOREOLOGICZNYCH W URZĄDZENIACH DOTYKOWYCH

(R) przy obciążaniu (etap I) Wyznaczanie przemieszczenia kątowego V 2

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Siłownik liniowy z serwonapędem

Siłowniki hydrauliczne. Podwójnego działania VBM SERIA. Uszczelnienia ISO ISO Max. ciśnienie pracy : 250 bar Średnice tłoka : Ø25-80 mm 01/16

Dostępne są dwie wersje prowadzenia: prowadnice w tulejach z brązu spiekanego oraz toczne z łożyskami kulkowymi.

Charakterystyki techniczne

Dane techniczne. Ogólna specyfikacja modelu Astra Nadwozie 3-drzwiowy 5-drzwiowy Kombi. Wysokość (mm) Długość (mm)

Hydrauliczne kontrolery prędkości Ø40 - Ø63

Właściwy silnik do każdego zastosowania _BlueEfficiencyPower_Polnisch_Schrift_in_Pfade.indd :55:33

Sposoby modelowania układów dynamicznych. Pytania

Elektromagnesy prądu stałego cz. 1

Siłowniki hydrauliczne. Podwójnego działania RVCN SERIA. Uszczelnienia ISO Max. ciśnienie pracy : 500 bar Średnice tłoka : Ø mm 04/14

STANOWISKO BADAWCZO-DYDAKTYCZNE DO WYZNACZANIA PARAMETRÓW PRZEKŁADNI ZE SPRZĘGŁEM I HAMULCEM MAGNETOREOLOGICZNYM

napęd łańcuchem, dwa wałki rozrządu w głowicy, popychacze hydrauliczne, 4 zawory na cylinder

Matematyczne modele mikrosilników elektrycznych - silniki prądu stałego

Układy zasilania samochodowych silników spalinowych. Bartosz Ponczek AiR W10

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: RAR AM-s Punkty ECTS: 3. Kierunek: Automatyka i Robotyka Specjalność: Automatyka i metrologia

HAMOWNIA Z CIECZĄ MAGNETOREOLOGICZNĄ

Rozdzielacz hydrauliczny typ WMM22

09 - Dobór siłownika i zaworu. - Opór przepływu w przewodzie - Dobór rozmiaru zaworu - Dobór rozmiaru siłownika

[mm] 0,08 0,07. Skok 35 0,43 0, ,58 0, ,7 1, ,82 1, ,95 1, ,07 1,69

SIMSON S51 JAK NOWY ROK 1984 ZAREJESTROWANY

Zawór redukcyjny warstwowy typ UZRC6

Siłowniki. Konstrukcja siłownika. pokrywa tylna. tylne przyłącze zasilania. cylinder (profil) przednie przyłącze zasilania. tuleja tylnej amortyzacji

Podwójnego działania, magnetyczne, z podwójnym prowadzeniem i kołnierzami Ø20, 25, 32, 40 mm

Dane techniczne. Nowe BMW serii 5 Limuzyna. 530i, 530i xdrive.

Ćwiczenie 1 Dobór mikrosilnika prądu stałego do napędu bezpośredniego przy pracy w warunkach ustalonych

NOWA GENERACJA OSPRZĘTU SIECI TRAKCYJNEJ ZE STOPÓW ALUMINIUM

MODELOWANIE I IDENTYFIKACJA PARAMETRÓW STEROWANYCH TŁUMIKÓW MAGNETOREOLOGICZNYCH

Zasady doboru mikrosilników prądu stałego

Wprowadzenie. Budowa pompy

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 3(89)/2012

Wpływ dodatku Panther na toksyczność spalin silnika ZI

Ćwiczenie: "Silnik prądu stałego"

Karta katalogowa wentylatorów promieniowych

System napędu hybrydowego Toyota. Toyota Motor Poland 2008

Badania heterogenicznej cieczy elektroreologicznej przeznaczonej do zastosowania w sprzęgle hydraulicznym

SIŁOWNIKI ŚRUBOWE FIRMY INKOMA - GROUP

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Napęd hydrauliczny

Zawieszenia pojazdów samochodowych

Dobór silnika serwonapędu. (silnik krokowy)

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CIECZY ELEKTROREOLOGICZNYCH PODCZAS PRZEPŁYWU CIŚNIENIOWEGO

Napędy urządzeń mechatronicznych - projektowanie. Ćwiczenie 1 Dobór mikrosilnika prądu stałego z przekładnią do pracy w warunkach ustalonych

Zawór redukcyjny warstwowy typ UZRC6

Svendborg Brakes: VITECH:

PL B BUP 17/16. JAN HOLNICKI-SZULC, Warszawa, PL ARKADIUSZ MRÓZ, Kraków, PL RAMI FARAJ, Warszawa, PL

OCENA TRWAŁOŚCI ELEKTROREOLOGICZNYCH CIECZY ROBOCZYCH. 1. Wstęp

Urządzenia nastawcze

MCU 450V[T]-5X. Wielofunkcyjne pięcioosiowe centrum obróbkowe.

Funkcja STOP (zatrzymanie)

Dane techniczne samochodów Fiat Panda Trekking i Fiat Panda 4x4.

Errata Zbioru zadań Zrozumieć fizykę cz. 1, pierwszego wydania

Ćwiczenie 6 IZOLACJA DRGAŃ MASZYNY. 1. Cel ćwiczenia

Siłowniki serii 50 powinny być używane zgodnie z wartościami sił obciążających i momentów przedstawionych w odpowiednich tabelach.

PODSTAWOWE CZŁONY DYNAMICZNE

Ciśnienie służące do określania sił działania tłoka 6,3 bar

MAGNETOREOLOGICZNE CIECZE ROBOCZE: MOŻLIWOŚCI KSZTAŁTOWANIA NIEKTÓRYCH WŁAŚCIWOŚCI UŻYTKOWYCH

ZASTOSOWANIE CIECZY NOWEGO TYPU DO ZMIANY MOMENTU OBROTOWEGO W ZESPOLONYM SPRZĘGLE HYDRAULICZNYM

OZNACZENIA NA SCHEMATACH RYSUNKOWYCH. Opracował: Robert Urbanik

Proporcjonalny regulator przepływu, sterowany bezpośrednio typ WDUB6

SPRZĘGŁO MAGNETOREOLOGICZNE O KONSTRUKCJI TARCZOWEJ Z PODMAGNESOWANIEM WYKORZYSTUJĄCYM MAGNES TRWAŁY

Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe

Dane techniczne. Nowe BMW X1. sdrive16d.

9.Tylko jedna odpowiedź jest poprawna. 10. Wybierz właściwą odpowiedź i zamaluj kratkę z odpowiadającą jej literą np., gdy wybrałeś odpowiedź A :

Wybór przystawki odbioru mocy

Siłowniki ze zintegrowanym prowadzeniem serii QCT i QCB. NAPĘDY > Siłowniki serii QC KATALOG > Wydanie 8.7

Transkrypt:

Politechnika Poznańska Ciecze elektroi magnetoreologiczne Andrzej Milecki Instytut Technologii Mechanicznej

Ciecze elektroreologiczne Ciecze elektroreologiczne: są zawiesiną porowatych cząsteczek o średnicy 10 nm takich jak polimery, w cieczy nieprzewodzącej takiej jak chlorowane parafiny i oleje węglowodorowe naprężenie styczne 5 kpa przy 5 kv/mm

Ciecze magnetoreologiczne Ciecze magnetyczne: Ciecze magnetoreologiczne (MRFluid) zawierają ferromagnetyczne cząsteczki o średnicach od 1 do 5 um w olejach silikonowych (naprężenie styczne 100 kpa przy 250 ka/m) Ciecze ferromagnetyczne (Ferrofluid) zawierają cząsteczki ferromagnetyczne o średnicach od ok. 5 do 30 nm w oleju syntetycznym, lekkim oleju mineralnym oraz w nafcie i wodzie Cząstka magnetyczna Osłona Ciecz

Ciecz MR Zawiera od 20 do 60 % cząstek ferromagnetycznych Waga cząsteczek stanowi ponad 80% wagi całej cieczy Dodawane są dodatki zapobiegające grawitacyjnemu osadzaniu się cząstek a) 1 3 2 N S 4

Zachowanie się cieczy magnetoreologicznych w polu magnetycznym przy braku pola zewnętrznego cząstki ułożone są przypadkowo i wypadkowy strumień magnetyczny ma wartość zerową w polu magnetycznym cząstki gromadzą się w łańcuchy ułożone zgodnie z liniami sił pola zmiana następuje w czasie nie przekraczającym 10 ms w silnym polu magnetycznym ciecz zamienia się w masę przypominającą zmarznięte masło N N N N N N S S S S S S

Modele wykorzystania cieczy magnetycznych Sterowanie wartością siły oporu przeciwdziałającej zewnętrznej sile F (a) Sterowanie wartością natężenia przepływu (b) Sterowanie wartością siły ściskającej filtr cieczy magnetoreologicznej (c) F a) b) N N N N MRF v N N N N MRF Q S S S S S S S S c) F, x N N N N MRF S S S S

Warianty budowy tłumików liniowych z cieczami magnetoreologicznymi 1 2 3 4 5 2 3 4 5

Warianty budowy tłumików obrotowych z cieczami magnetoreologicznymi Cewka Wirnik Ciecz ferro Obudowa Linie pola magnetycz.

Tłumiki liniowe firmy Lord Corp. Maksymalna siła tłumienia przy średnicy cylindra 200 mm i średnicy szczeliny 2 mm wynosi ok. 200 kn www.lord.com

Tłumiki liniowe firmy Lord Tłumienie drgań lin, na których zawieszone są mosty x 5 Przeciwdziałanie anie skutkom trzęsie sień ziemi x 4 x 3 x 2 x 1 Sterownik x ziemi ZIEMIA

Zastosowanie cieczy magnetycznych do budowy amortyzatorów samochodowych (Lord Corp.) Czujnik Sygnał wyjściowy Sprężyna Fotel Sterownik komputerowy Sterowany tłumik Sygnał wejściowy W polu magnetycznym DROGA Przy braku pola magnetycznego

Tłumiki samochodowe firmy Lord

Proteza

Amortyzator Delphi Automotive a) tłok cylinder korpus akumulator b) Przy prędkości ruchomego cylindra rzędu 1 m/s maksymalna siła tłumienia wynosi ok. 1000 N przy braku napięcia na cewkach oraz ok. 3000 N przy maksymalnym napięciu. Maksymalny pobór mocy wynosi 20 W

Tłumiki liniowe (opracowanie Instytutu Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej) Przy średnicy tłoka 50 mm i tłoczyska 30 mm, oraz o skoku równym 60 mm do zapełnienia tłumika należało użyć ok. 70 cm 3 cieczy magnetoreologicznej 12 10 Etap I Etap II 2,0 V Siła tłumiąca [kn] 8 6 4 2 1,0 V 0,5 V 0 V 0 0 10 20 30 40 50 60 Prędkość [mm/s] IMt PP

Tłumiki liniowe (opracowanie Instytutu Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej) IMt PP

Tłumiki liniowe (opracowanie Instytutu Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej) IMt PP

Tłumiki obrotowe (opracowanie Instytutu Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej) IMt PP

Tłumik obrotowy (opracowanie Instytutu Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej) (600 obr/min) 12 10 Moment [Nm] 8 6 4 2 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 Napięcie [V] IMt PP

Proces hamowania (prace Instytutu Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej) Pochłaniacz pochłania energię równą pracy W na drodze hamowania xh. W x h = 0 F h dx v x h m MR IMt PP 20

Rysunek zaworu do pochłaniacza z cieczą MR (opracowanie Instytutu Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej) 2 3 4 5 6 IMt PP Promieniowa wysokość szczeliny wynosi od 0,1 do 0,5 mm a jej długość 36 mm Wykorzystano typowy siłownik hydrauliczny produkcji Agromet ZEHS Lubań, o skoku 75 mm, średnicy tłoka 25 mm i tłoczyska 18 mm. 21

Widok pochłaniacza z cieczą MR (opracowanie Instytutu Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej) IMt PP 22

Proces hamowania (prace Instytutu Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej) W wykonywanych seryjnie pochłaniaczach zapewnienie hamowania ze stałą siłą hamującą (przyspieszeniem) jest trudno osiągalne (krzywe oznaczone kolorem czarnym). Rozwiązanie, w którym zastosowana jest ciecz magnetoreologiczna, jako czynnik roboczy (krzywe oznaczone kolorem czerwonym) pozwala na kształtowanie charakterystyki hamowania w zależności od potrzeb. F IMt PP x 0 x h 23

Wyniki badań doswiadczalnych (prace Instytutu Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej) 1000 v [mm/s] 2500 F[N] 800 2000 600 1500 400 1000 200 500 0 0 0,1 t [s] 0,2 0 0 0,1 0,2 t[s] szczelina 0,4 mm, prędkość zmierzona w chwili zderzenia 0,71 m/s, prędkość teoretyczna w chwili zderzenia 0,9 m/s. energia wyhamowywanej masy wynosiła 52,8 J, siła zadana 910 N, długość rozbiegu 0,20 m, masa wózka 134 kg. Uzyskano prawie stałą siłę hamowania oraz bliski liniowemu spadek prędkości łagodne zatrzymanie IMt PP

Redukcja efektu stick slip (prace Instytutu Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej) w k p _ Controller IMt PP v m k y y Control Valve m Zastosowanie tłumika z cieczą MR pozwala na kształtowanie sił oporu ruchu. Dzięki temu uzyskuje się zmniejszenie różnicy między siła tarcia statycznego i dynamicznego i ograniczenie efektu stick-slip 25

Wyniki badań (opracowanie Instytutu Technologii Mechanicznej Politechniki Poznańskiej) a) v [mm/min] Bez tłumika IMt PP 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 t [s] b) 15 10 5 v [mm/min] Z tłumikiem 0 0 5 10 15 20 25 30 t [s] 26

Utrzymanie stałej prędkości P A T Proport. valve Valve controller m Inc.encoder v Force transducer Load drive P L T Active drive MR Damper Damper controller Step motor controller IMt PP W serwonapędach, kiedy pojawiają się gwałtowne zmiany obciążenia następują niepożądane skoki prędkości. Zastosowanie tłumika z cieczą MR pozwala na ograniczenie ich wartości. 27

Redukcja skoku prędkości Skok prędkości (wzrost) po gwałtownym spadku siły obciążającej Bez tłumika Z tłumikiem 200 160 120 v [mm/min] v = 135,4 mm/min max F obc F [kn] 10 8 6 200 160 120 v [mm/min] F obc U F [kn] U [V] 10 8 6 80 40 0 v 0 2 4 6 8 t [s] 10 4 2 0 80 40 0 v = 89,3 mm/min max v 0 2 4 6 8 t [s] 10 4 2 0 IMt PP 28

Tłumik MRF w działku

Układy tłumienia w pojazdach wojskowych (Lord Corp.)

PODSUMOWANIE Przemysłowe zastosowania cieczy reologicznych spotykane są od 30 lat Wytwarzane są ciecze elektroreologiczne i magnetoreologiczne Zmiana wartości natężenia pola elektrostatycznego albo magnetycznego powoduje właściwości tych cieczy Praktyczne zastosowania znajdują ciecze magnetyczne tj. ciecze magnetoreologiczne (MR fluid) i ferromagnetyczne (Ferrofluid)

PODSUMOWANIE Najważniejsze zastosowania to: Tłumiki liniowe i obrotowe (amortyzatory, sprzęgła, hamulce) Uszczelnienia (stosowane w technice próżniowej) Tłumienie drgań (głośniki, silniki skokowe) Zastosowania specjalne (np. serwonapędy) Ochrona przed trzęsieniami ziemi Medycyna

DZIĘKUJĘ BARDZO ZA UWAGĘ Prof. dr hab. inż. A. Milecki Tel. 61 6652187 Andrzej.milecki@put.poznan.pl