Nghiên cứu ảnh hưởng của tải ngoài và tốc độ quay đến tuổi thọ, độ tin cậy của cụm ổ trục chính máy tiện cnc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Phạm Minh Tâm NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI NGOÀI VÀ TỐC ĐỘ QUAY ĐẾN TUỔI THỌ, ĐỘ TIN CẬY CỦA CỤM Ổ TRỤC CHÍNH MÁY TIỆN CNC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội – 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Phạm Minh Tâm NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI NGOÀI VÀ TỐC ĐỘ QUAY ĐẾN TUỔI THỌ, ĐỘ TIN CẬY CỦA CỤM Ổ TRỤC CHÍNH MÁY TIỆN CNC Ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 9520103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS PHẠM VĂN HÙNG PGS.TS NGUYỄN THÙY DƯƠNG Hà Nội – 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất nội dung luận án “Nghiên cứu ảnh hưởng tải tốc độ quay đến tuổi thọ, độ tin cậy cụm ổ trục máy tiện CNC” cơng trình nghiên cứu riêng tơi, thực hướng dẫn tập thể cán hướng dẫn: PGS TS Phạm Văn Hùng PGS TS Nguyễn Thùy Dương Các số liệu, kết luận án trung thực, trích dẫn đầy đủ chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 13 tháng năm 2023 Tập thể hướng dẫn PGS TS Phạm Văn Hùng PGS TS Nguyễn Thùy Dương Tác giả luận án Phạm Minh Tâm i LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới tập thể hướng dẫn gồm PGS.TS Phạm Văn Hùng PGS.TS Nguyễn Thùy Dương tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức vô quý báu mặt chuyên môn suốt trình thực luận án Với ý kiến đóng góp đầy trách nhiệm, tập thể thầy nhóm chun mơn Máy Ma sát học, Khoa Cơ khí chế tạo máy, Trường Cơ khí, Đại học Bách Khoa Hà Nội giúp tác giả hoàn thiện luận án này, xin tỏ lòng biết ơn tới Quý thầy Để hồn thành luận án này, xin cảm ơn tập thể lãnh đạo cán bộ, giảng viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vinh tạo điều kiện thời gian, công việc cho tác giả, xin ghi nhận hứa nỗ lực thời gian cơng tác trường thân yêu Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè bên cạnh, chia sẻ động viên lúc khó khăn Hà Nội, ngày 13 tháng năm 2023 Tác giả luận án Phạm Minh Tâm ii M ỤC L ỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ xii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xv MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu luận án Đối tượng phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Phương pháp nghiên cứu Nội dung luận án Các kết CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CỤM TRỤC CHÍNH MÁY TIỆN CNC 1.1 Cụm trục máy tiện CNC 1.1.1 Máy tiện CNC ứng dụng công nghiệp 1.1.2 Các yêu cầu kỹ thuật cụm trục máy tiện CNC 1.1.3 Kết cấu cụm trục máy tiện CNC 1.2 Cụm ổ trục máy tiện CNC 10 1.2.1 Các kết cấu cụm ổ trục 11 1.2.2 Tải đặt trước cụm ổ trục máy cơng cụ 13 1.2.3 Một số dạng hỏng cụm ổ trục 16 1.3 Tổng quan tuổi thọ độ tin cậy cụm ổ trục máy cơng cụ CNC 18 1.3.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 18 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước 29 1.4 Xác định vấn đề cần nghiên cứu 31 KẾT LUẬN CHƯƠNG 33 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN TUỔI THỌ VÀ ĐỘ TIN CẬY CỤM Ổ TRỤC CHÍNH MÁY CƠNG CỤ CNC 34 iii 2.1 Tính tốn tuổi thọ độ tin cậy cụm ổ trục theo tiêu bền mỏi34 2.1.1 Tuổi thọ cụm ổ trục 34 2.1.2 Độ tin cậy cụm ổ trục 42 2.2 Tính tốn tuổi thọ độ tin cậy cụm ổ trục theo tiêu mịn 47 2.2.1 Các giai đoạn trình mịn cụm ổ trục 47 2.2.2 Tính tốn tuổi thọ độ tin cậy cụm ổ trục theo tiêu mịn 49 2.3 Tính toán tuổi thọ độ tin cậy cụm ổ trục theo tiêu cứng vững 51 2.3.1 Các giai đoạn suy giảm độ cứng vững 51 2.3.2 Tính tốn tuổi thọ độ tin cậy cụm ổ trục theo tiêu cứng vững 52 2.4 Đánh giá chất lượng cụm ổ trục sở rung động 54 2.4.1 Rung động phân tích rung động 54 2.4.2 Cấu trúc tín hiệu rung động cụm ổ trục 55 2.4.3 Phân tích xử lý tín hiệu rung động 56 2.4.4 Rung động cụm ổ trục máy tiện CNC 58 KẾT LUẬN CHƯƠNG 61 CHƯƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH LƯỢNG MÒN TỔNG HỢP DỌC TRỤC, ĐỘ CỨNG VỮNG VÀ RUNG ĐỘNG CỤM Ổ TRỤC CHÍNH MÁY TIỆN CNC 62 3.1 Mục đích yêu cầu thực nghiệm 62 3.2 Xây dựng, tích hợp hệ thống thiết bị thực nghiệm 62 3.2.1 Đối tượng nghiên cứu 62 3.2.2 Xây dựng thiết bị thực nghiệm 65 3.2.3 Tổ hợp máy thực nghiệm 76 3.3 Quy hoạch xử lý số liệu thực nghiệm 78 3.3.1 Quy hoạch thực nghiệm 78 3.3.2 Lựa chọn thông số thực nghiệm 79 3.4 Trình tự tiến hành thực nghiệm 81 KẾT LUẬN CHƯƠNG 83 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ TÍNH TỐN TUỔI THỌ, ĐỘ TIN CẬY CỤM Ổ TRỤC CHÍNH MÁY TIỆN CNC 84 4.1 Quan hệ thời gian điều chỉnh giá trị đại lượng đặc trưng rung động với tải ngồi tốc độ quay theo tiêu mịn 84 iv 4.1.1 Kết thực nghiệm mối quan hệ lượng mòn tổng hợp dọc trục U giá trị đại lượng đặc trưng rung động RMS theo thời gian t 84 4.1.2 Xác định hàm hồi quy giá trị giới hạn đại lượng đặc trưng rung động [RMS]U thời gian điều chỉnh TdcU theo lượng mòn tổng hợp dọc trục giới hạn [U] 88 4.1.3 Sự phụ thuộc thời gian điều chỉnh TdcU, giá trị giới hạn đại lượng đặc trưng rung động [RMS]U theo tải P tốc độ quay n 90 4.2 Quan hệ thời gian điều chỉnh giá trị đại lượng đặc trưng rung động với tải tốc độ quay theo tiêu cứng vững 92 4.2.1 Kết thực nghiệm mối quan hệ độ cứng vững J giá trị đại lượng đặc trưng rung động RMS theo thời gian t 92 4.2.2 Xác định hàm hồi quy thời gian điều chỉnh TdcJ giá trị giới hạn đại lượng đặc trưng rung động [RMS]J theo độ cứng vững giới hạn [J] 97 4.2.3 Sự phụ thuộc thời gian điều chỉnh TdcJ, giá trị giới hạn đại lượng đặc trưng rung động [RMS]J theo tải P tốc độ quay n 98 4.3 Tính tốn tuổi thọ theo độ tin cậy cụm ổ trục 101 4.3.1 Kết thực nghiệm tâm quy hoạch điều kiện bôi trơn tiêu chuẩn 101 4.3.2 Tuổi thọ trung bình cụm ổ trục máy tiện CNC Eclipse 300 102 KẾT LUẬN CHƯƠNG 108 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 PHỤ LỤC Phụ lục Các giá trị X Y ổ đỡ Phụ lục Sơ đồ mạch điện điều khiển mạch động lực hệ thống thiết bị thí nghiệm máy tiện CNC Eclise 300 Phụ lục Một số hình ảnh trình thực nghiệm v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CNC Computer Numerical Control (Máy công cụ điều khiển số) BPFO Ball Pass Frequency Outer (Tần số tiếp xúc điểm vịng ngồi với lăn) BPFI Ball Pass Frequency Inner (Tần số tiếp xúc điểm vòng với lăn) BSF Ball Spin Frequency (Tần số tiếp xúc điểm lăn với vịng ngồi vịng trong) DB Double Back Back to Back (Lắp cặp ổ lăn kiểu lưng đối lưng) DF Double Face Face to Face (Lắp cặp ổ lăn kiểu mặt đối mặt) DT Tandem (Lắp cặp ổ lăn kiểu nối tiếp) RMS Root Mean Square (Giá trị trung bình hiệu dụng) ISO International Organization for Standardization (Tổ chức tiêu chuẩn giới) Bi-LSTM Bidirectional Long Short-Term Memory (Bộ nhớ chiều ngắn dài hạn) RUL Remaining Useful Life (Tuổi thọ lại) CNN Convolutional Neural Network (Mạng nơ-ron tích chập) MEMS AE TCVN Microelectro Mechanical Systems (Thiết bị tích hợp vi điện tử) Acoustic Emission (Bức xạ âm thanh) Tiêu chuẩn Việt Nam PLC Programmable Logic Controller (Bộ điều khiển logic khả lập trình) CNN Convolutional Neural Network (Mạng nơ-ron tích chập) SBN Spindle Bearing Noise (Mức độ ồn cụm ổ trục chính) SDM Spindle Defect Metric (Chỉ số sai lệch trục chính) AC Alternating Current (Dòng điện xoay chiều) CBM Condition Based Maintenance (Kỹ thuật giám sát tình trạng) LTSC Long Time Servicing Chanel (Kênh giám sát dài hạn) STSC Short Time Servicing Chanel (Kênh giám sát ngắn hạn) AM Ampitude Modulation (Điều chế biên độ) FM Frequency Modulation (Điều chế tần số) rpm Revolutions per minute (Vòng/phút) vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu Ý nghĩa A Diện tích tác dụng xylanh khí nén a1 Hệ số tuổi thọ sửa đổi với độ tin cậy a ISO Hệ số tuổi thọ sửa đổi theo điều kiện làm việc a oU Lượng mòn tổng hợp dọc trục ban đầu cụm ổ trục Đơn vị mm µm b’ 11, b’ 12 Các hệ số phương trình hồi quy thực nghiệm tính J b’ 21,b’ 22,b’ 23 Các hệ số phương trình hồi quy thực nghiệm tính RMS theo J b 11, b 12 Các hệ số phương trình hồi quy thực nghiệm tính U b21,b 22,b 23 Các hệ số phương trình hồi quy thực nghiệm tính RMS theo U bm Hệ số danh định thép ổ lăn chất lượng cao C0 Khả tải tĩnh ổ lăn N Cr Tải trọng động hướng kính danh định ổ lăn N Cu Tải trọng mỏi giới hạn vật liệu ổ lăn N d Đường kính ổ lăn mm D Đường kính ngồi ổ lăn mm ∆φ Độ phân giải phổ tần số D pw Đường kính trung bình ổ lăn qua lăn mm Dịch chuyển theo phương hướng kính µm Dw Đường kính trung bình ổ lăn mm eC Hệ số nhiễm bẩn Fa Tải trọng dọc trục tác dụng lên ổ trục N Fr Tải hướng kính tác dụng lên ổ trục N Tải đặt trước ổ trục N Tần số rung động Hz δ FPreload f vii Ký hiệu Ý nghĩa fc Hệ số phụ thuộc vào hình dáng hình học vật liệu Đơn vị ổ lăn f max Tần số biên giới hạn rung động Hz fmin Tần số biên giới hạn rung động Hz f Ny Tần số Nyquist Hz γ mU Tốc độ mịn trung bình cụm ổ trục µ m/ h i Số dãy lăn J Độ cứng vững cụm ổ trục N/µm Jm Độ cứng vững trung bình cụm ổ trục N/µm J0 Độ cứng vững ban đầu cụm ổ trục N/µm [J] Độ cứng vững giới hạn cụm ổ trục N/µm K J_W Hệ số tuổi thọ cụm ổ trục theo tiêu cứng vững tuổi thọ theo tiêu mòn tâm thực nghiệm K L_UL Hệ số tuổi thọ cụm ổ trục thử nghiệm mài mịn bơi trơn tiêu chuẩn thử nghiệm mài mòn gia tốc tâm thực nghiệm k J k Các hệ số thực nghiệm tính tốn tuổi thọ cụm ổ trục L10 Tuổi thọ ổ lăn theo tiêu bền tính theo số vịng triệu vòng quay L10h Tuổi thọ ổ lăn theo tiêu bền tính theo L nm Tuổi thọ sửa đổi ổ lăn h triệu vòng ν Độ nhớt động học thực tế dầu bôi trơn cPs ν1 Độ nhớt động học theo tiêu chuẩn dầu bơi trơn cPs n Tốc độ quay trục Vịng/phút nm Tốc độ quay trục trung bình vịng/phút n max Tốc độ quay trục lớn Vịng/phút n Tốc độ quay trục nhỏ Vịng/phút P Tải tương đương N viii KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Kết nghiên cứu tuổi thọ độ tin cậy cụm ổ trục máy cơng cụ CNC theo lượng mòn tổng hợp dọc trục, độ cứng vững giá trị đại lượng đặc trưng rung động tải tốc độ quay thay đổi, đưa số kết luận sau: Phương pháp hệ thống thiết bị đáp ứng thực nghiệm xác định mối quan hệ lượng mòn tổng hợp dọc trục U, độ cứng vững J, giá trị đại lượng đặc trưng rung động RMS tính tốn tuổi thọ độ tin cậy cụm ổ trục máy tiện CNC Eclipse 300 tải ngồi tốc độ thay đổi Đã lượng hóa mối quan hệ giá trị giới hạn đại lượng đặc trưng rung động [RMS] cụm ổ trục máy tiện CNC theo giá trị lượng mịn tổng hợp dọc trục giới hạn [U] theo giá trị độ cứng vững giới hạn [J] Mối quan hệ thể phương trình (4.5) (4.12) [ RMS]U [ U] -b12  =b21  +b22 b  11  [J]-b' '  [ RMS] J =b 21  ' 12  b 11 [U] -b12  b11  +b23  (4.5)   '  [J]-b +b'  12 +b'  22 b ' 23   11  (4.12) Giá trị giới hạn [RMS] xác định thơng qua tải ngồi (P) tốc độ quay (n) điều kiện thực nghiệm phương trình (4.7) (4.14) [ RMS]U ( n,P ) = 0,6797 - 0,0006938 n + 0.002559 P + ⋅10 -7 n2 -5,02 ⋅10-7 P2 (4.7) [ RMS]J ( n, P ) = 0,653 − 0,002437 n + 0,005052 P - 9,675 ⋅10 n −1,005 ⋅10 P2 (4.14) − − Đây quan trọng cho thấy việc áp dụng kỹ thuật giám sát chất lượng cụm ổ trục rung động mang lại hiệu lớn dừng máy tiết kiệm thời gian Các phương trình (4.6) (4.13) biểu diễn mối quan hệ thời gian điều chỉnh (T dc) cụm ổ trục máy cơng cụ CNC phụ thuộc vào tải ngồi (P), tốc độ (n) điều kiện thực nghiệm tương ứng với tiêu mòn hay tiêu cứng vững 109 Td cU ( n, P) = 324,9 − 0,2484.n - 0,01829 P + 5,262 ⋅10−5.n2 + 7,19 ⋅10−6.n.P Td cJ ( n, P) = 279,1296 − 0,2079n − 0,004P + 4,4687 ⋅10−5 n + 5,1653 ⋅10−7 P n (4.6) (4.13) Tuổi thọ dự kiến cụm ổ trục máy tiện CNC Eclipse 300 phụ thuộc vào độ tin cậy theo tiêu mòn tiêu cứng vững tải tốc độ quay thay đổi Tuổi thọ dự kiến cụm ổ trục theo tiêu mòn khoảng 85% so với tiêu cứng vững Phương pháp thực nghiệm mòn gia tốc cho cụm ổ trục máy cơng cụ CNC áp dụng cho thiết bị cơng nghiệp nói chung Phương pháp làm giảm thời gian nghiên cứu, thử nghiệm, cho phép xác định tuổi thọ độ tin cậy thông qua giá trị đại lượng đặc trưng rung động Tuy nhiên, thực tế cần phải có thực nghiệm bơi trơn tiêu chuẩn để xác định hệ số tuổi thọ liên quan 110 KIẾN NGHỊ, HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Các kết luận án sở liệu ban đầu cho việc giám sát có điều kiện (CBM – Condition Based Maintenance) cụm ổ trục máy cơng cụ sở khảo sát rung động Tuy nhiên, dẫn Tiêu chuẩn [25], [31], liệu kênh tham khảo quan trọng giá trị rung động cịn phụ thuộc vào cấp xác máy, gam cơng suất tốc độ trục máy cơng cụ CNC Các nghiên cứu rung động cụm ổ trục máy cơng cụ tiến hành theo hướng: Một nghiên cứu với chủng loại, công suất máy công cụ CNC khoảng vận tốc tải ngồi khác nhau, từ đề xuất mức rung động giới hạn cho nhóm máy đó; Hai nghiên cứu giải pháp phân tích rung động đo để có kết xác việc giám sát chất lượng cụm ổ trục máy tiện CNC 111 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Phạm Văn Hùng, Nguyễn Thùy Dương, Phạm Minh Tâm (2021), “Study on the Stiffness, Longevity and Reliability of the Spindle Unit of Eclipse 300 CNC Lathe with Different External Load”, Engineering and Technology for Sustainable Development, vol 31, iss 2, pp 58–64 Phạm Minh Tâm, Nguyễn Anh Tuấn (2021), “Xây dựng hệ thống thiết bị giám sát tình trạng làm việc cụm ổ trục máy công cụ CNC phục vụ đào tạo Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vinh”, Tạp chí Thiết bị giáo dục, trang 7-9, số 250, kỳ 1, tháng 10/2021 Van Hung Pham , Minh Tam Pham, Thuy Duong Nguyen (2022), “A Method to Evaluate Wear and Vibration Characteristics of CNC Lathe Spindle”, Tribology in Industry, Vol 44, No (2022) 352-359, DOI: 10.24874/ti.1206.10.21.04 SCOPUS (Q3) Hung Pham Van, Tam Pham Minh, Duong Nguyen Thuy, (2023), “An experimental method for determining the service life and reliability of the CNC lathe main spindle bearing assembly”, Manufacturing Review, 10, eISSN : 2265-4224 ISI (Q2) 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] E Abele, C Brecher Y Altintas (2010), “Machine tool spindle units” CIRP Annals - Manufacturing Technology, pp pp 781-802 [2] Archenti A, Rastegari A and Mobin M (2017), "Condition Based Maintenance of Machine Tools: Vibration Monitoring of Spi ndle Units" IEEE 63nd Annual Reliability and Maintainability Symposium [3] Phạm Văn Hùng (2005) , "Cơ sở máy công cụ", Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [4] De a Calle, N L & Lamikiz, A (2009), "Machine Tools for High Performance Machining" , Springer, pp 1-45 [5] NSK company (2022), "Bearing Catalouge" [6] SKF Company, "Tài liệu hướng dẫn bảo trì, lắp đặt thiết bị SKF", 2022 [7] Iternational Standard (2007), "ISO281:2007 Roolling bearings-Dynamic Load ratings and rating life" [8] Liu, J (2020), “A dynamic modelling method of a rotor-roller bearinghousing system with a localized fault including the additional excitation zone” Journal of Sound Vibration 2020, 469, 115144 [9] Liu, J.; Xu, Y.; Pan, G (2021), “A combined acoustic and dynamic model of a defective ball bearing” , Journal of Sound and Vibration, volume 501, issue 116029 [10] Zhang, W.H.; Deng, S.E.; Zhang, S.; Wang, J.; Zheng, J.T (2021), “Abnormal wear mechanism and improvement of high-speed cylindrical roller bearing” Shock Vib 2021, 2522386 [11] Ye, L.; Hu, Y.S.; Deng, S.; Zhang, W.H.; Cui, Y.C.; Xu, J (2022), “A novel model for evaluating the operation performance status of rolling bearings based on hierarchical maximum entropy bayesian method.” Lubricants 2022, 10, 97 113 [12] Jiankai Sun, Xin Zhang, Jiaxu Wang (2023), “Lightweight bidirectional long short-term memory based on automated model pruning with application to bearing remaining useful life prediction”, Engineering Applications of Artificial Intelligence, volume 118, issue 105662, 2023 [13] Zhang, T., Chen, X., Jiaming, G U., & Wang, Z (2018), “Influences of preload on the friction and wear properties of high -speed instrument angular tact ball bearings”, Chinese Journal of Aeronautics, Vol 31(3), p 597 – 607 [14] Rajkumar Bhimgonda Patil, Basavraj S Kothavale, Laxman Yadu Waghmode, Shridhar G Joshi (2017), “Reliability analysis of CNC turning center based on the assessment of tren ds in maintenance data: A case study” International Journal of Quality & Reliability Management, Vol 34 No [15] Te Li, Petr Kolar, Xin-Yong Li& Jian Wu (2020), “Research Development of Preload Technology on Angular Contact Ball Bearing of High Speed Spindle”, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, p 1163–1185 [16] Diwang Ruan, Jin Wang, Jianping Yan, Clemens Gühmann (2023), “CNN parameter design based on fault signal analysis and its application in bearing fault diagn osis”, Advanced Engineering Informatics, volume 55, issue 101877 [17] International Standard (2004), "ISO13041-1: Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres" [18] Harris, T.A (2006), "Rolling Bearing Analysis", New York, JohnWiley and Sons [19] R B Randall (2011), "Vibration-based condition monitoring: industrial, aerospace and automotive applications" , John Wiley & Sons, pp 511-522 [20] Liang Ye,Wenhu Zhang,Yongcun Cui and Sier Deng (2023), “Dynamic Evaluation of the Degradation Process of Vibration Performance for Machine Tool Spindle Bearings" , 208 MDPI Journals Awarded Impact Factor, Volume 23, Issue 11 114 [21] Nguyễn Phong Điền (2015), "Kỹ thuật đo phân tích dao động học", Nhà xu ất Giáo dục Việt Nam [22] Hikmet Bal, Kerem Ate,Tuncay Karaỗay, Nizami Aktỹrk (2022), "Effect of Preload on the Vibrations of EHL Angular Contact Ball Bearings: Theoretical and Experimental Results" volume 10 [23] Grzegorz Wszołek, Piotr Czop , Jakub Słoniewski , Halit Dogrusoz (2020), “Vibration monitoring of CNC machinery using MEMS sensors” Journal of vibroengineering, volume 22, issue pp.735-750 [24] J Žarnovský, I Kováč, R Mikuš, J Fries, M (2019), “Vibration Diagnostics of CNC Machining” , Manufacturing technology, vol 19 no 2, p 350–356 [25] International Standard (2009), "ISO10816: 2009 Mechanical vibration Evaluation of machine vibratio n by measurements on non-rotating parts" [26] H Miao, C Li, C Wang, M Xu , Y Zhang (2021), “The vibration analysis of the CNC vertical milling machine spindle system considering nonlinear and nonsmooth bearing restoring force” , Mechanical Systems and Signal Processing, volume 161, pp 1-21 [27] Hoshi, T (2020), “Damage Monitoring of Ball Bearing”, CIRP Annals Manufacturing Technology , volume 55(1), pp 427-430 [28] Neuebauer, R., Fisher, J & Pracedicow (2011), “Condition-based preventive maintenance of main spindles ”, volume 5(1), pp 95-102 [29] Côme de Castelbajac, Mathieu Ritou, Laporte Sylvain, Bent Furet (2013), “Monitoring of distributed defects on HSM spindle bearings” , Original title: Surveillance avancée et amélioration du procédé d’UGV, pp 159-168 [30] Vogl, G W & Donmez, M (2015), “A defect-driven diagnostic method for machine tool spindles” , CIRP Annals-Manufacturing Technology, Volume 64, pp pp 377-380 [31] International Standard (2014), "17243-1:2014, ISO/TR-Machine tool spindles Evaluation of machine tool spindle vibrations by measurements on 115 spindle housing Part 1: Spindles with rolling element bearings and integral drives operating at speeds between 600 -1 and 30 000 min-1" [32] T, Butdee S and Kullawong (2015), “Life Prediction of a Spindle CNC Machining Centre Using Natural” , Industrial Engineering & Management, Volume 4, Issue [33] International Standard (2009), “ISO7919-3:2009 Mechanical vibration -Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts Part 3: Coupled industrial machines” [34] Đào Duy Trung (2006), "Nghiên cứu số vấn đề động lực học cụm tr ục máy tiện", Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [35] Viện nghiên cứu Cơ khí (2006), "Nghiên cứu quy trình cơng nghệ kiểm sốt, đánh giá tr ạng thái kỹ thuật máy móc, thiết bị bằ ng phương pháp phân tích dao đ ộng, nhiệt độ dầu bôi trơn”, Đề tài Nghiên cứu khoa học cấ p qu ốc gia, Việt Nam [36] Nguyễn Trọng Du, "Chẩn đoán hư hỏng hộp số bánh phân tích th ời gian – tần số dao động học", Luận án Tiến sĩ, Đại họ c Bách Khoa Hà Nội, 2015 [37] Nguyen Phong Dien, Nguyen Trong Du, (2019), “Phát sớm hư hỏng ổ đỡ lăn phép lấy mẫu tín hiệu dao động miền vị trí góc” , Hội nghị Khoa học toàn quốc lần thứ động lực học điều khiển, pp 5561 [38] Phùng Xuân Sơn (2011), "Nghiên cứu ảnh hưởng rung động đến chất lượng chi tiết mài phẳng", Luận án tiến sỹ, Trường Đại họ c Bách Khoa Hà Nội [39] Lại Huy Thiện (2020), "Nghiên cứu giám sát rung động động diesel tàu bi ển", Luận án Tiến sĩ, Đại học Hàng hải Việt Nam [40] Phan Văn Hiếu (2017), “Nghiên cứu phát giảm rung động gia công máy CNC ba tr ục tốc độ cao”, Tạp chí Khoa học Trường Đại họ c Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, tập 3/2017, pp 21-28 116 [41] Võ Minh Trí (2015), “Khảo sát rung động máy phay cnc mini tsv2013-33”, Hội nghị toàn quốc lần thứ Điều khiển Tự động hoá - VCCA [42] Thi-Thao Ngo and Van-The Than (2018), "An Improvement of Model Analysis for Spindle Based" , International Conference on Engineering Research [43] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (2013), "TCVN 7011-8:2013: Quy tắc kiểm tra máy công c ụ - Phần 8: Rung động" [44] Tiêu chuẩn Việt Nam (2008), "TCVN 4173: 2008: Ổ lăn - Tải động tu ổi thọ danh định" [45] International Standard (1999), "1281-2, ISO/TR: Rolling bearings – Explanatory notes on ISO 281 – Part 2: Modified rating life calculation, based on a systems approach of fatigue stresses" [46] Ioannldes, E, Bergling, G, Gabelli (1999), “An Anatytical Formulation for the Life of Rolling”, Acta Polytechnica Scandinavica Mechanical Engineering, Series No 137 [47] International Standard (2000), “ISO 4406: Hydraulic fluid power – Fluids – Methods for coding the level of contamination by solid” [48] Nguyễn Doãn Ý (2004), "Độ tin cậy thiết kế chế tạo máy hệ khí", Nhà xu ất Xây dựng [49] Nguyễn Trọng Hiệp (2007), "Chi tiết máy, Tập 1,2", Nhà Xuất Giáo dục [50] Nguyễn Anh Tuấn, Phạm Văn Hùng (2007, "Kỹ thuật ma sát", Hà Nội: Nhà xu ất Khoa học Kỹ thuật [51] N D Ý (2008), "Giáo trình ma sát mịn bơi trơn", NXB Khoa học kỹ thuật, 2008 [52] Holroyd, Pislaru, Crinela and Ford, Derek G Geoffrey (2003), “Determination of stiffness and damping sensitivity for computer numerically controlled machine tool drives” , Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, no ISSN 0954-4062, pp 1165-1177 117 [53] Huihui Miao a, Changyou Li a, , Chenyu Wang a , Mengtao Xua , Yimin Zhang (2012), “The vibration analysis of the CNC vertical milling machine spindle system considering nonlinear and nonsmooth bearing restoring force” , Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 161, pp 107113 [54] I.V.Kragelsky at all (1981), "Friction wear lubrication", Pulisher [55] Hung Pham Van, Duong Nguyen Thuy, Tam Pham Minh (2020), "An experimental study of effect of the external load on the stiffness and longevity of spindle", International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development (IJMPERD), vol 10, no 3, pp 183-192 [56] Guanghua Xu, Tao Xu, Qin Zhang, Cheng Hua, Hu Zhang and Kuosheng Jiang (2012), "Experimental study on bearing preload optimum of machine tool spindle" , International Congress on Condition Monitoring and Diagnostic Engineering [57] Alecop Company (2012), "CNC Eclipse 300 Catalouge" [58] AIRTAC (2022), "Catalog xi lanh khí nén" [59] Mitutoyo (2022), "Mitutoyo Product Cataloge" [60] Nguyễn Ngọc Cẩn (2006), "Thiết kế máy cắt kim loại", Nhà Xuất Bản Đại h ọc Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [61] SKF Company (2011), "Microlog CMX-A44 Catalouge" [62] Nguyễn Doãn Ý (2008), "Xử lý số liệu thực nghiệm kỹ thuật", NXB Khoa h ọc Kỹ thuật 118 PHỤ LỤC Phụ lục Các giá trị X Y ổ đỡ Kiểu ổ Tải chiều trục tương đối a,b  ≤  X Y Ổ dãy  >  X Y  ≤  X Y Ổ hai dãy  >  X Y e 0   0,19 0 2 0,172 0,172 2,3 2,3 0,22 0,345 0,345 1,99 1,99 0,26 0,689 0,689 1,71 1,71 0,28 Ổ bi đỡ 0,56 0,56 1,03 1,03 1,55 1,55 0,3 1,38 1,38 1,45 1,45 0,34 2,07 2,07 1,31 1,31 0,38 3,45 3,45 1,15 1,15 0,42 5,17 5,17 1,04 1,04 0,44 6,89 6,89 1 0   0 2 0,173 0,172 2,78 3,47 0,23 0,346 0,345 2,4 3,23 0,26 Đối với kiểu ổ 0,692 0,689 2,07 2,78 0,3 này, sử dụng 1 0,78 1,04 1,03 1,87 2,52 0,34 giá trị X, Y α=5 1,38 1,38 e áp dụng 1,75 2,36 0,36 cho ổ bi đỡ 2,08 2,07 1,58 2,13 0,4 dãy 3,46 3,45 1,39 1,87 0,45 5,19 5,17 1,26 1,69 0,5 6,92 6,89 1,21 1,63 0,52 0,175 0,172 1,88 2,18 3,06 0,29 0,35 0,345 1,71 1,98 2,78 0,32 0,7 0,689 1,52 1,78 2,47 0,36 1,05 1,03 1,41 1,63 2,29 0,38 1,4 1,38 0,46 1,34 1,55 0,75 2,18 0,8 α=100 2,1 2,07 1,23 1,42 0,44 Ổ bi 3,5 3,45 1,1 1,27 1,79 0,49 chặn 5,25 5,17 1,01 1,17 1,64 0,54 6,89 1,16 1,63 0,54 0,178 0,172 1,47 1,65 2,39 0,38 0,357 0,345 1,4 1,57 2,28 0,4 0,714 0,689 1,3 1,46 2,11 0,43 1,07 1,03 1,23 1,38 0,46 α=150 1,43 1,38 0,44 1,19 1,34 1,93 0,47 2,14 2,07 1,12 1,26 1,82 0,5 3,57 3,45 1,02 1,14 1,66 0,55 5,35 5,17 1,12 1,63 0,56 7,14 6,89 1,12 1,63 0,56 0,43 1,09 0,7 1,63 0,57 α=20 0,4 0,87 0,92 0,67 1,41 0,68 α=20 α=20 0,39 0,76 0,78 0,63 1,24 0,8 1 0,37 0,66 0,66 0,6 1,07 0,95 α=20 0,35 0,57 0,55 0,57 0,93 1,14 α=20 0,33 0,5 0,47 0,54 0,81 1,34 α=20 Ổ bi tự lựa 0,4 0,4cotα 0,42cotα 0,65 0,65cotα 1,5tgα Ổ tháo rời dãy (ổ manhêtô) 0,5 0,2 a Giá trị lớn cho phép phụ thuộc vào kết cấu ổ (khe hở bên chiều sâu rãnh đư ờng lăn) Việc sử dụng cột thứ hay cột thứ hai ph ụ thuộc vào thông tin sẵn có b Các giá trị X, Y e cho tải chiều trục tương đối trung gian và/hoặc góc tiếp xúc trung gian xác định b ằng nội suy tuyến tính c Đối với giá trị f0 , xem ISO 76 Phụ lục Sơ đồ mạch điện điều khiển mạch động lực hệ thống thiết bị thí nghiệm máy tiện CNC Eclise 300 Phụ lục Một số hình ảnh q trình thực nghiệm Hình ảnh máy cơng cụ CNC Elipse 300 trình chuẩn bị, lắp đặt thêm thiết bị phục vụ thực nghiệm Hình ảnh hệ thống thiết bị thực nghiệm sau lắp đặt hồn thiện vào Máy cơng cụ CNC Elipse 300 3 Hình ảnh thu thập liệu rung động trình thực nghiệm 4 Hình ảnh tổng thể hệ thống thực nghiệm trình thực nghiệm Hình ảnh phá hủy vịng ngồi vịng cụm trục mịn q giới h ạn