Tôi xin cảm ơn Trƣờng Đại h c Bách Khoa Hà Nọ ội, Phòng Đào tạo, Viện Cơ khí, đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn.. Rung động trên tr c chính máy công c .... Đánh g
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - QUÁCH TRƢỜNG GIANG NGHIÊN CỨU RUNG ĐỘNG CỤM Ổ TRỤC CHÍNH MÁY TIỆN CNC TRÊN CƠ SỞ MÒN LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội – Năm 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 1706118 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - QUÁCH TRƢỜNG GIANG NGHIÊN CỨU RUNG ĐỘNG CỤM Ổ TRỤC CHÍNH MÁY TIỆN CNC TRÊN CƠ SỞ MÒN Mã đề tài : CTM15B-18 LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS BÙI TUẤN ANH Hà Nội – Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đuợc công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan thơng tin trích dẫn luận văn đuợc rõ nguồn gốc Hà Nội, Ngày 14 tháng 09 năm 2018 Tác giả luận văn QUÁCH TRƢỜNG GIANG LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết, tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hƣớng dẫn khoa học TS Bùi Tuấn Anh tận tình hƣớng dẫn, nghiêm khắc bảo suốt trình làm luận văn, định hƣớng giải vấn đề khoa học cho luận văn Đổng thời chỉnh sửa cấu trúc luận văn, để luận văn hoàn thành thời hạn Tôi xin cảm ơn Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, Phịng Đào tạo, Viện Cơ khí, tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình làm luận văn Tơi xin bày tỏ lịng cám ơn Ban lãnh đạo Công ty TNHH Xây dựng kỹ thuật Thƣơng mại Hà nội tạo điều kiện để hoàn thành luận văn đảm bảo tiến độ Đặc biệt cảm ơn anh Phạm Minh Tâm – Nghiên cứu sinh Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội (2011-2018) cho phép tham gia nghiên cứu thiết bị thực nghiệm Tác giả bày tỏ lòng biết ơn nghiệp, góp ý kiến xây dựng để luận văn có chất lƣợng cao MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC I DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT III DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU IV DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VI DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VIII MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Luận văn Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Phƣơng pháp nghiên cứu Nội dung Luận văn Các kết Chƣơng TỔNG QUAN I.1 Đặc điểm, vai trị cụm trục máy CNC I.1.1 Vỏ trục I.1.2 Động I.1.3 Trục 10 I.1.4 Ổ trục 11 I.2 Các yêu cầu kỹ thuật cụm trục máy CNC 18 I.2.1 Các yêu cầu kỹ thuật cụm trục máy CNC 18 I.2.2 Nguyên tắc thiết kế cụm trục máy CNC 19 I.3 Rung động trục máy cơng cụ 22 I.4 Tổng quan đánh giá chất lƣợng cụm trục máy cơng cụ CNC 28 I.4.1 Các nghiên cứu nƣớc 28 I.4.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 37 Kết luận chƣơng 39 Chƣơng CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG LÀM VIỆC CỤM Ổ TRỤC CHÍNH MÁY CNC 40 II.1 Tuổi thọ độ tin cậy cụm ổ trục máy CNC 40 II.1.1 Tuổi thọ cụm ổ trục máy CNC 40 II.1.1.1 Tải trọng động hƣớng kính danh định Cr 40 I II.1.1.2 Tải trọng động hƣớng kính tƣơng đƣơng 43 II.1.1.3 Tuổi thọ sửa đổi danh định 46 II.1.2 Độ tin cậy cụm ổ trục máy CNC 51 II.1.2.1 Khái niệm 51 II.1.2.2 Đặc trƣng độ tin cậy 52 II.1.3 Xác định tuổi thọ ổ lăn theo độ tin cậy 52 II.2 Đánh giá cụm tuổi thọ cụm ổ trục máy CNC theo tiêu chí mịn .53 II.3 Đánh giá chất lƣợng cụm trục máy CNC sở rung động 55 II.3.1 Tổng quan rung động 55 II.3.2 Cấu trúc tín hiệu rung động .56 II.3.3 Phân tích xử lý tín hiệu đo 57 II.3.3.1 Các giá trị tín hiệu đặc trƣng 57 II.3.3.2 Phép lọc tín hiệu 58 Kết luận chƣơng 60 Chƣơng THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 61 III.1 Thiết bị Điều kiện thí nghiệm: 61 III.2 Lựa chọn thông số thực nghiệm .62 III.3 Thực nghiệm xác định tƣơng quan mòn rung động a 63 III.3.1 Kết thí nghiệm 63 III.3.2 Đồ thị biểu diễn quan hệ mòn gia tốc a rung động 64 III.3.3 Xác định tƣơng quan qua hàm hồi quy Tdc với a 66 III.3.4 Xác định quan hệ Tdc [a] theo tải P 67 Kết luận chƣơng 68 KẾT LUẬN 69 KHUYẾN NGHỊ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 II DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CNC Computer Numerical Control (máy công cụ điều khiển số) RMS Root Mean Square (giá trị trung bình hiệu dụng) DB Double back Bacsk to Back ISO International Organization for Standardization TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam AC Alternating Current CBM Condition Based Maintenance LTSC Long Time STSC Short Time DIN Deutsches Institut für Normung AM Ampitude Modulation FM Frequency Modulation rpm Round per minute III DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu a Ý nghĩa Gia tốc rung động Đơn vị mm/s2 rms [a] Giá trị trung bình hiệu dụng giới hạn cho phép gia tốc Tdc Thời gian điều chỉnh máy Lƣợng mịn tổng cộng µm [] Lƣợng mịn tổng cộng giới hạn cho phép µm P Preload Tải trƣớc tác dụng lên cụm ổ trục N mm/s2 L 10 Tuổi thọ ổ Cr Khả tải động ổ N Pr Tải trọng động tƣơng đƣơng N P Tải tƣơng đƣơng q Số mũ phƣơng trình tuổi thọ ổ lăn bm triệu vịng Hệ số danh định thép ổ lăn chất lƣợng cao fc Hệ số phụ thuộc vào hình học phận vật liệu i Số dãy lăn α Góc tiếp xúc danh nghĩa Z Số lƣợng lăn ổ lăn dãy Dw độ Đƣờng kính trung bình qua bi mm d Đƣờng kính ổ lăn mm D Đƣờng kính ngồi ổ lăn mm C0 Khả tải tĩnh X Hệ số Y Hệ số Fr Fa Tải hƣớng kính Tải dọc trục aiso Hệ số tuổi thọ sửa đổi a1 Hệ số tuổi thọ sửa đổi với độ tin cậy Lnm u N N N Tuổi thọ sửa đổi triệu vòng Ứng suất mỏi giới hạn IV Ứng suất thực eC Hệ số nhiễm bẩn κ Tỷ số độ nhớt Độ nhớt động thực tế 1 Độ nhớt động chuẩn n Tốc độ R(t) vịng/phút Xác suất khơng hỏng thời gian hoạt động T Tuổi thọ ổ lăn t Thời gian làm việc (t) Cƣờng độ hỏng Tốc độ mòn theo thời gian m Số lần điều chỉnh, bảo dƣỡng ổ trục k Hệ số tuổi thọ bôi trơn tiêu chuẩn không bôi trơn l Hệ số gia tốc giới hạn cho phép trạng thái có bơi trơn không bôi trơn J Tuổi thọ xác định theo thực nghiệm Độ cứng vững N/µm Py Lực tác dụng theo phƣơng hƣớng kính bề mặt gia cơng N y Lƣợng dịch chuyển trục theo phƣơng lực µm Tín hiệu rung động trung bình x(t) Tín hiệu rung động Fa Tải dọc trục N Fr Tải hƣớng kính N pa Áp suất qua van điều chỉnh lực dọc trục bar pr Áp suất qua van điều chỉnh lực hƣớng kính bar A f Diện tích Tần số mm2 Hz fmax Tần số cực đại Hz fmin Tần số cực tiểu Hz Nhiệt độ độ t0 V DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ kết cấu động học máy tiện CNC Hình 1.2 Cụm trục máy tiện CNC Hình 1.3 Các phƣơng pháp dẫn động trục Hình 1.4 Trục tích hợp Hình 1.5 Cấu tạo cụm trục máy CNC Hình 1.6 Hình dạng vỏ trục máy cơng cụ Hình 1.7 Tích hợp động trục 10 Hình 1.8 Hệ thống làm mát cho động trục vịng bi 10 Hình 1.9 Cấu tạo điển hình trục máy CNC truyền động đai 11 Hình 1.10 Các phận ổ lăn 12 Hình 1.11 Ảnh hƣởng góc tiếp xúc khả chịu tải 12 Hình 1.12 Các kiểu bố trí vòng bi khác 13 Hình 1.13 Back – to – back 13 Hình 1.14 Cách bố trí trƣớc - sau 13 Hình 1.15 Cách bố trí mặt đối mặt trƣớc - sau 14 Hình 1.16 Một số phƣơng pháp bơi trơn ổ lăn 14 Hình 1.17 Sự ảnh hƣởng nhiệt độ đến kích thƣớc số phần trục 14 Hình 1.18 Làm mát khơng khí 15 Hình 1.19 Trục điều khiển đai máy tiện CNC 16 Hình 1.20 Sơ đồ hệ thống bơi trơn trục .16 Hình 1.21 Ngun lý bơi trơn khơng khí 17 Hình 1.22 Hệ thống bơi trơn Macro 17 Hình 1.23 Hệ thống bôi trơn Micro-Fog 18 Hình 1.24 Sơ đồ bố trí trục 19 Hình 1.25 Máy phay CNC trục kiểu đứng 20 Hình 1.26 Máy phay CNC trục kiểu quay 20 Hình 1.27 Đầu trục bố trí kiểu động học song song 21 Hình 1.28 Đầu trục có nhiều cụm trục 21 Hình 1.29 Kết cấu cụm trục máy CNC 22 Hình 1.30 Kết cấu phần lắp ổ bi với cụm trục động liền trục 22 Hình 1.31 Đốm gây cân 23 Hình 1.32 Đáp ứng biên độ roto không cân 24 VI