Nghiên ứu xây dựng hệ thống ơ điện tử phụ vụ đo mòn vít me đai ố bi máy cnc

Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả Trang 5 TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Luận văn nghiên cứu xây dựng hệ thống cơ điện tử phục vụ đo mòn vít me - đai ốc bi được trình bày gồm 03 chương: C

TRƯ NG Đ Ờ ẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐẶ NG QUANG THẨM Ngành Cơ điệ n t ử

Giả ng viên hư ớ ng dẫn: TS Trần Đức Toàn

HÀ NỘI, 2020

Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061132203781000000

TRƯ NG Đ Ờ ẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

phục vụ đo mòn vít me - đai ốc bi máy CNC

CỘNG HÒA XÃ H I CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Ộ

Độ ậ c l p – Tự do – H ạnh phúc

BẢ N XÁC NH N CH NH S A LUẬN VĂN THẠC SĨ Ậ Ỉ Ử

H ọ và tên tác giả luận văn: Đặng Quang Thẩm

Đề tài luận văn: Nghiên cứu xây dựng hệ ố th ng cơ điện tử ph c v đo ụ ụmòn vít me - đai ốc bi máy CNC

Chuyên ngành: Cơ điệ ử n t

Mã số SV: CB180014

Tác giả, Người hướng d n khoa h c và H i đ ng chấm luận văn xác nhận ẫ ọ ộ ồtác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên b n h p Hả ọ ội đồng ngày29/10/2020với các nội dung sau:

- S ửa các tên hình nh, tên bảng bị sai ả

- Gộp nội dung chương 3, chương 4 vào thành một chương (Chương 3)

- S ửa, đánh số lại phần trích dẫn, tài liệu tham khảo

- S ửa các l i chính tảỗ , căn lề nội dung luận văn

Ngày 26 tháng 11 năm 2020 Giáo viên hướ ng d n ẫ Tác giả luận văn

TS Trầ n Đ ứ c Toàn Đặng Quang Thẩ m

CHỦ Ị T CH HỘI ĐỒNG

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện các nội dung luận văn, em gặp rất nhiều khó khăn về trang thiết bị ậ v t tư để tiến hành thực hiện luận văn Đầu tiên, em xin

gử ờ ải l i c m ơn tới TS Trầ n Đ ứ c Toàn, người đã trực tiếp tận tình hướng d n giúp ẫ

đỡ và tháo gỡ nh ng khó khăn cho em trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện ữnhiệm vụ của luận văn này Em xin chân thành cảm ơn tớ ậi t p th các thầy cô giáo ểtrong bộ môn Máy và Ma sát học - Viện Cơ Khí - Đạ ọi h c Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho em được làm việc và giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn này

Em xin chân thành cám ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2020

Tác giả

Đặng Quang Thẩm

TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN

Luận văn nghiên cứu xây dựng hệ thống cơ điện tử phục vụ đo mòn vít me - đai ốc bi được trình bày gồm 03 chương:

Chương 1: Tổng quan về vít me đai ốc bi.–

Nghiên cứu tổng quan về vít me – đai ốc bi, các đặc tính cơ bản của vít me - đai ốc bi và các công trình nghiên cứu về vít me – đai ốc bi trong và ngoài nước Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán và nguyên lý hệ thống đo mòn vít me -đai ốc bi

Trong chương này đưa ra lý thuyết tính toán về lượng mòn của vít me đai ốc

-bi và nguyên lý của hệ thống đo mòn vít me đai ốc -bi

-Chương 3: Tính toán và mô phỏng hệ thống đo mòn vít me đai ốc bi

-Đưa ra được yêu cầu đối với hệ thống đo, xây dựng phương án thiết kê hệthống đo tối ưu và nêu được phương pháp đo mòn vít me - đai ốc bi

Mô phỏng hệ thống và đánh giá kết quả đo thực nghiệm

i

MỤC LỤC

MỤC LỤ i C

DANH MỤC HÌNH iii

DANH MỤC BẢNG v

MỞ ĐẦ 1 U CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VÍT ME – ĐAI ỐC BI 3

1.1 Tổng quan về vít me – đai ốc bi 3

1.1.1 Đ c điặ ểm c a vít me – đai ốc bi 3 ủ 1.1.2 Ứng dụng của vít me – đai ốc bi 5

1.2 Phân loại vít me – đai ốc bi 6

1.2.1 Theo hình dáng và kết cấu 6

1.2.2 Theo c p chính xácấ 12

1.2.3 Theo công dụng 17

1.3 Các dạng hỏng vít me – đai ốc bi 18

1.4 Các đ c trưng, tính toán cơ bặ ản c a vít me – đai ốc biủ 21

1.4.1 Độ ứ c ng ch ng bi n dố ế ạng đàn hồi [19] 21

1.4.2 Tải tĩnh dọc trục danh nghĩa Coa [22] 21

1.4.3 Tả ội đ ng dọc trục danh nghĩa Ca [22] 22

1.4.4 Tải dọc trục sửa đổi [22] 22

1.4.5 Tuổi thọ vít me – đai ốc bi [22] 23

1.5 Vật liệu làm vit me – đai ốc bi 24

1.6 Một số nghiên c u vứ ề vít me – đai ốc bi trên thế ớ gi i 25

1.7 Một số nghiên c u tứ ại Vi t Namệ 32

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 33

CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN VÀ NGUYÊN LÝ HỆ TH NG Ố ĐO MÒN VÍT ME – ĐAI ỐC BI 34

2.1 Tổng quan v mòn về ật liệu 34

2.1.1 Khái niệm v mòn và mòn ma sát 34 ề 2.1.2 Ảnh hưởng c a các y u t cơ b n đến mòn 35 ủ ế ố ả 2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán lượng mòn của vít me – đai ốc bi [5] 39

ii

2.3 Phân tích, lựa chọn hệ thống đo sai số vít me – đai ốc bi. 44

KẾT LUẬN CHƯƠNG II 47

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG HỆ TH NG ĐO MÒN Ố VÍT ME – ĐAI ỐC BI 48

3.1 Yêu c u c a máy thí nghiầ ủ ệm đo. 48

3.2 Thiết kế cơ khí của máy thí nghiệm. 48

3.2.1 Mộ ốt s phương án bố trí h thệ ống đo 48

3.2.2 Phương án tạo tải [5, 12, 13] 50

3.3 Hệ ố th ng điều khiển c a máy thí nghiủ ệm. 54

3.3.1 Modul điều khiển Adruino 2560 .55

3.3.2 Giao diện điều khiển .59

3.3.3 Lưu đồ ả gi i thu t chương trình điều khiển và hiển thị .60 ậ 3.4 Phương pháp đo. 60

3.5 Tổ ợ h p máy thí nghiệm. 63

3.6 Thông số mô ph ng và tính toán biỏ ến d ngạ 64

3.6.1 Xác định các thông số mô phỏng .64

3.7 Kết qu mô ph ng và ví dả ỏ ụ ự th c nghiệm. 65

KẾT LUẬN CHƯƠNG III 68

KẾT LUẬN CHUNG 69

Kết Luận: 69

Tài Liệu Tham Khảo 70

iii

DANH M C HÌNH Ụ

Hình 1.1 Phương pháp xây dựng lên vít me – đai ốc bi 3

Hình 1.2 Các bộ phận chính của vít me– đai ốc bi [1] 3

Hình 1.3 Hình ảnh một số bộ truyền vít me đai ốc bi– 5

Hình 1.4 Vít me– đai ốc bi sử dụng để dịch chuyển bàn máy trong trung tâm gia công [1] 5

Hình 1.5 Vít me – đai ốc bi loại có ren trái và loại có ren phải 6

Hình 1.6 Vít me – đai ốc bi loại có ren mộ ầt đ u mối [29] 7

Hình 1.7 Vít me – đai ốc bi loại có ren nhiều đầu mối [29] 8

Hình 1.8 Đai ốc có ren nhiều đ u mối [29] 8ầ Hình 1.9 Vít me – đai ốc bi loại có rãnh hồi bi theo lỗ trên đai ốc [29] 9

Hình 1.10 Vít me – đai ốc bi loại có rãnh hồi bi kiểu ống [29] 9

Hình 1.11 Vít me – đai ốc bi loại có rãnh hồi bi giữa hai vòng ren kế ế ti p [29] 9

Hình 1.12 Vít me – đai ốc bi loại có kết cấu khử khe hở nhờ ấ t m đệm [29] 10

Hình 1.13 Loại có hai rãnh bi, khoảng cách tăng (giảm) so với bước vít khoảng α [29] 11

Hình 1.14 Kh khe hử ở bằng tăng kích thước bi [29] 11

Hình 1.15 Kế ất c u kh khe hởử và đ t t i bặ ả ằng lò xo [29] 12

Hình 1.16 Thông số độ chính xác của bước vít me [17] 12

Hình 1.17 Rỉ sét bề mặt vít me – đai ốc bi [14,18] 19

Hình 1.18 Tróc rỗ ề b mặt làm vi c vít me ệ – đai ốc bi [22] 19

Hình 1.19 Vít me – đai ốc bi bịcong trục vít me [16] 20

Hình 1.20 Mòn đai ốc, mòn trục vít c a vít me ủ - đai ốc bi [12] 20

Hình 1.21 Mô tả kiểu ma sát trong vít me - đai ốc bi [16] 26

Hình 1.22 Lượng mòn, tải đặt trước ph thuộcvận tốc và số hành trình [19] 27ụ Hình 1.23 Ảnh hưởng t c đ quay trục vít đếố ộ n tăng (gi m) t i đ t trước [11] 27ả ả ặ Hình 1.24 Mô hình hóa hệ Bi chặn - vít me đai ốc và bi [22] 28–

Hình 1.25 Tải tác động lên bi trong bộ truy n vít me – đai ốc bi [32] 29ề Hình 1.26 Quan hệ ầ t n số các bi vào tải, t c đ quay nvàđường kính bi Dố ộ W [27] 29

iv

Hình 1.27 Thay đổi nhiệ ột đ trong bộ truyền vít me – đai ốc bi [31] 30

Hình 1.28 Biến đổi nhiệt độ dẫn tới sai lệch vị trí đai ốc [30] .30

Hình 1.29 Quan hệ tu i thổ ọ tương đối với mật đ nước trong chất bôi trơn [32]ộ .31

Hình 1.30 Phân phối tải trên các bi và khi một viên bi có lỗi kích thước [26] 31

Hình 2.1 Sự ph thuộc mòn vào thời gian t hoặc quãng đường ma sát L [4] 34ụ Hình 2.2 Đồ thị nguyên tắc sự phụ thuộc của mòn vào vận tốc [4] 36

Hình 2.3 Hệ hai lò xo ch u tị ải [5] 40

Hình 2.4 Quan hệ ữ gi a mòn tổng cộng và mòn dọc trục [5] 41

Hình 2.5 Mô hình hóa hệ Vít me – đai ốc – bi trước và sau mòn [5] 44

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý phương án sử dụng đ ng hồ so gắồ n c định 49ố Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý phương án sử ụ d ng đ ng h so di động 49ồ ồ Hình 3.3 Sơ đ nguyên lý phương án sồ ử dụng kết hợp thước quang đo thẳng (LS) và thước quang đo quay (RE) [5] 50

Hình 3.4 Sơ đồ đặ ảt t i lên vít me – đai ốc bi 51

Hình 3.5 Tạ ảo t i nh t i tr ng 52ờ ả ọ Hình 3.6 Tạo tải nhờ h ệ thống thủy lực có pittong – xilanh tích hợp vớ ối s ng trượt 53

Hình 3.7 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển .54

Hình 3.8 Sơ đồ thành phần c a Adruino 2560ủ .55

Hình 3.9 Giao diện điều khiển 59

Hình 3.10 Sơ đ đo mòn tồ ại B – mòn má trái ren 61

Hình 3.11 Sơ đ đo mòn tồ ại B – mòn má phải ren 61

Hình 3.12 Tổ ợ h p máy thí nghiệm 63

v

DANH M C B Ụ ẢNG

Bảng 1.1 ep cho phép với bộ truyền c n độ chính xác định vị cao [13] 14ầ Bảng 1.2 ep cho phép với bộ truyền có không yêu cầu độ chính xác định vị cao [13] 14

Bảng 1.3Vup cho phép theo cấp chính xác [13] 14

Bảng 1.4 V300p cho phép theo c p chính xác [13]ấ 15

Bảng 1.5 V2πp cho phép theo c p chính xác [13]ấ 15

Bảng 1.6 Cấp chính xác c n thiầ ết cho các tr c máy cụ ủa NSK [29] 16

Bảng 1.7 Cấp chính xác c n thiầ ết cho các tr c máy cụ ủa HIWIN [15] 16

Bảng 1.8 Hệ ố s ph thuộụ c đ ộchính xác 23

Bảng 1.9 Hệ ố s ph thuộụ c x lý khí khi nhiệt luyện thép 23ử Bảng 1.10 Vật li u và phương pháp nâng cao chất lượệ ng b mặt 25ề Bảng 1.11 Hệ s ố ma sát trong vít me – đai ốc bi theo mô phỏng và ước tính,so sánh [55] 26

Bảng 2.1 Mô tả sai lệch vị trí đai ốc do biến dạng đàn hồi [5] 41

Bảng 3.1 Thông số k ỹ thuật vít me – đai ốc bi 65 Bảng 3.2 Kết qu đo mòn 66ả

Trong sự phát triển, hiện đại hóa của ngành cơ khí và đặc biệt là trong lĩnh vực cơ khí chế tạo và gia công cơ khí chính xác, chúng ta không thể không kể tới tầm quan trọng của máy công cụ CNC Các máy CNC không chỉ chiếm ưu thế về

độ chính xác và độ phức tạp trong gia công sản phẩm mà gia công CNC còn đem lại hiệu quả kinh tế rõ rệt do giảm thiểu thời gian gia công nhờ tự động hóa cao các chuyển động phụ (cấp phôi, thay dao, bù dao, ), hoặc thực hiện đồng thời nhiều nguyên công khác nhau

Các chuyển động tịnh tiến dao hoặc phôi trong máy công cụ cần có các cơ cấu truyền động từ động cơ đến cơ cấu chấp hành như: Vít me – đai ốc, bánh răng – thanh răng hoặc tay quay thanh truyền Do vít me – – đai ốc bi có kết cấu khử khe hở, ma sát nhỏ nên độ chính xác truyền động và hiệu suất cao hơn Vì vậy, vít

me - đai ốc bi ngày càng được sử dụng rộng rãi trong máy công cụ, đặc biệt là máy công cụ CNC và đem lại hiệu quả kinh tế rõ rệt

Do độ chính xác vít me - đai ốc bi quyết định độ chính xác chi tiết được gia công nên trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu, khảo sát các vấn đề liên quan tới cụm chi tiết vít me - đai ốc bi Kết quả nghiên cứu về việc xác định độ mòn của vít

me - đai ốc bi là cơ sở cho việc tính toán xác định độ chính xác của sản phẩm, tạo tiền đề cho việc lập kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế vít me - đai ốc bi trong vận hành sản xuất thực tế

2

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn

Đưa ra được nguyên lý tính toán và xây dựng được hệ thống đo mòn vít me – đai ốc bi

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu là các loại vít me - đai ốc bi nói chung và trong phần

mô phỏng là vít me - đai ốc bicó mã hiệu: R -16 5T3 FSI , thường được sử dụng - -Gtrong công nghiệp

Phạm vi nghiên cứu:

- Xác định độ mòn vít me – đai ốc bi

4 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với mô phỏng

- Nghiên cứu lý thuyết mòn, các yếu tố ảnh hưởng đến mòn, mối quan hệ giữa mòn và độ chính xác, tuổi thọ của vít me - đai ốc bi

Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng hệ thống đo, phương pháp đo, thiết kế hệ thống tạo tải, thiết kế nguyên lý làm việc cho hệ thống đo mòn vít me đai ốc bi.–

 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

Ý nghĩa khoa học

- Nghiên cứu, đưa ra phương pháp xác định độ mòn và giúp nghiên cứu nâng cao tuổi thọ của vít me - đai ốc bi

Ý nghĩa thực tiễn

- Kết quả nghiên cứu có thể dùng để tham khảo cho việc đo mòn vít me đai -

ốc bi, là tiền đề cho việc xác định sai số sản phẩm, từ đó có kế hoạch điều chỉnh, bảo dưỡng, thay thế phù hợp cho từng đối tượng sử dụng có yêu cầu độ chính xác khác nhau

3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VÍT ME – ĐAI ỐC BI

1.1 Tổng quan về vít me – đai ốc bi

1.1.1 Đặc điểm của vít me đai ốc bi –

B ộ truyền vít me – đai ốc bi là một trong các loại của bộ truyền vít me – đai ố c, có tác d ng biến chuyển động quay củ ụ a tr c vít thành chuyển động ụ tịnh tiến của đai ốc và ngượ ạ c l i, hi n đượ ử ệ c s dụng khá phổ biến trong các máy móc, thiết bị

Hình 1.1 Phương pháp xây dựng lên vít me– đai ốc bi

Hình 1.2 Các bộ phận chính của vít me đai ốc bi – [1]

4

 Đặc điểm chính của bộ truyền vít me đai ốc bi:–

Vít me – đai ốc bi có đặc điểm khác biệt so với các bộ truyền vit me – đai ốc thường đó là ma sát trong bộ truyền là ma sát tổng hợp cả lăn và trượt Đặc điểm này làm cho hiệu suất của bộ truyền cao hơn, mất mát do ma sát ít hơn, đáp ứng rất tốt với yêu cầu khởi động nhanh và dừng chính xác

Trong vít me – đai ốc bi có rãnh hồi bi, tạo điều kiện để các bi chuyển động tuần hoàn trong đai ốc bị Đặc điểm này làm cho tải trung bình đặt lên từng viên

bi là tương đối đều nhau, không có hiện tượng mòn cục bộ một hoặc một số viên

bi trong bộ truyền

Bằng các biện pháp khử khe hở trong bộ truyền, có kết cấu dạng modul, bao gồm các chi tiết tiêu chuẩn, thuận lợi cho việc gia công, chế tạo và lắp ráp chính xác Do đó, vít me – đai ốc bi có độ chính xác truyền động cao hơn, được ứng dụng trong thiết kế chế tạo CNC và trong nhiều lĩnh vực khác

 Ưu điểm của vít me – đai ốc bi:

- Tổn thất ma sát ít, hiệu suất của bộ truyền cao ƞ 0,9

- Không có khe hở trong mối ghép ren và có thể tạo ra lực căng cho trước bảo đảm độ cứng vững hướng trục cao, bảo đảm độ chính xác truyền dẫn cao, nhấtlà khi đảo chiều chuyển động

- Hệ số ma sát lăn phụ thuộc rất nhỏ vảo vận tốc lăn của bi trong vùng làm việc, giúp nâng cao khả năng chuyển động ổn định

- Độ chính xác dịch chuyển bị hạn chế bởi sai số chế tạo, cần có rãnh để đưa con lăn trở về

- Độ cứng chống biến dạng thấp hơn so với bộ truyền vít me đai ốc – kháccùng kích thước

- Khả năng chống quá tải thấp hơn so với bộ truyền khác

 Nhược điểm của vít me – đai ốc bi:

- Vít me - đai ốc bi có khả năng chịu tải kém hơn so với vít me thường ( do đặc điểm cấu tạo)

- Ngoài ra do cần độ chính xác rất cao nên chế tạo khó khăn và giá thành vẫn còn đắt so với vít me thường

Hình 1.4 Vít me– đai ốc bi sử dụng để dịch chuyển bàn máy trong trung tâm gia công

[1]

6

Trong máy công cụ CNC, trục vít me thường được lắp đặt cố định dọc trục với thân máy, đai ốc được lắp cố định với bàn máy Khi vít me thực hiện chuyển động nhờ hệ thống truyền dẫn, làm cho đai ốc tịnh tiến dọc trục vít me và đưa bàn máy chuyển động theo Lượng dịch chuyển của đai ốc được tính theo góc quay của trục vít me và có thể thay đổi nhờ động cơ Servo Bàn máy có tác dụng thực hiện chuyển động chạy dao trong quá trình gia công nên yêu cầu độ chính xác cao vì nó quyết định đến độc chính xác gia công Chính vì vậy, vít me – đai ốc bi là cụm chi tiết có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng quá trình gia công

Ngoài ra, vít me – đai ốc bi còn được sử dụng trong một số lĩnh vực khác như trong công nghệ hóa dầu, thủy điện…Hoặc sử dụng trong một số trường hợp đặc biệt dùng để nâng theo chiều thẳng đứng với tải trọng lớn và yêu cầu độ chính xác cao như hệ thống nâng tại đơn vị nơi bản thân đang công tác

1.2 Phân loại vít me – đai ốc bi

1.2.1 Theo hình dáng và kết cấu

Trên thế ớ gi i hiện nay có rất nhiều hãng nổi tiếng cung cấp các loại vít

me - đai ốc bitiêu chuẩn như: Thomson; Carry; Steinmeyer; Kurim; NSK; KSK; HIWIN; GTEN; TBI; NIKO,SKF,…

Mỗi hãng có nh ng ký hiữ ệu riêng, có sản phẩm theo tiêu chu n riêng, ẩ

có sản ph m theo tiêu chuẩ ẩn chung Tuy nhiên, có thể phân loại vít me - đai

ốc bi như sau:

 Phân loại theo chiều c a ren vít ủ

Theo cách phân lo i này, có hai loạ ại ren vít là ren trái và ren phải B ộtruyền có ren trái tuy đượ đề ậc c p đến [ ,15 17,20,30], nhưng ít được s n xuất ả

sẵn, đ i trà Có thể ểạ hi u mặc định vít me - đai ốc bi có ren phải Hình 1.5 mô

t ả hai loạ vít me - đai ốc bi có ren trái và phải: i

Ren trái

Ren phải

Hình 1.5 Vít me – đai ốc bi loại có ren trái và loại có ren phải

7

Phân loại theo số đầu mối ren:

- Loại có ren mộ t đ u mối: L ầ à loại phổ thông và hi n ệ được s d ng khá ử ụrộng rãi Ren mộ ầt đ u mối là lo i truyền chuyển đạ ộng với độ chính xác cao hơn so với ren nhiều đầu mố ởi b i ch tạo đơn gi n hơn và bưế ả ớc vít thư ng nhỏ hơn Hình ờ1.6 mô tả ren mộ ầt đ u mối:

Hình 1.6 Vít me – đai ốc bi lo i ạ có ren một đầu mối [29]

Với ợi thế ề khả năng thay đl v ổ ối t c đ nhờ độộ ng cơ servo và hệ ố s ma sát nhỏ hơn rất nhiều so với các bộ truy n vít me - đai ốc ma sát trượt thông thường ềnên khi c n truyầ ền chuyển động v i v n t c lớớ ậ ố n thì v n có th dùng lo i ẫ ể ạ có ren một đầu mối và thay đổ ối t c độ nhờ động cơ servo mà không bắt buộc cần đến b truyền ộvít me - đai ốc bilo i có ren nhi u đầu mối ạ ề

- Loại có ren nhiều đầu mối: Là loại được chế ạ t o phức tạp hơn so với loại ren mộ ầt đ u mối Do các mối ren khi được ch tạo đều có sai số bước và sai số tích ếlũy, nên cần sự chính xác rất cao giữa khoảng cách các mối ren trên đai c và ốkhoảng cách gi a các mữ ối ren trên tr c vít me tụ ại các tiết diện khác nhau Hình 1.7 thể hiện hình ảnh vít me - đai ốc bi có ren nhiều đầu mối:

8

Hình 1.7 Vít me – đai ốc bi lo i ạ có ren nhiều đầu mối [29]

Loại vít me - đai ốc bi có ren nhi u đ u mối thường có góc xoắn vít l n ề ầ ớnên lực dọc trục tác động lên các bi trong bộ truy n vít me - đai ốc bi có ren ềnhiều đầu mối nh hơn so vớỏ i lo i m t đ u mối [7,8], ưu điểạ ộ ầ m c a b vít me ủ ộ

- đai ốc bi có ren nhiều đ u mốầ i là t s truy n lớn hơn so vớỷ ố ề i lo i mộạ t đ u ầ

m ối

Việc ch tế ạo phức tạp hơn so với đai c có ren m t đ u mối có cùng độ ố ộ ầchính xác Loại có ren nhiều đầu mối, c m đai c có hai rãnh bi độ ậụ ố c l p với nhau, không thay đổ ải t i đ t trướặ c B truy n ki u này không đượộ ề ể c s d ng ử ụrộng rãi Hình 1.8 mô tả đai ốc cho ren nhiều đầu m i ố

Hình 1.8 Đai ốc có ren nhiều đầu mối [29]

 Phân loại theo kiểu h i bi trên đai ốc: ồ

- Loại có rãnh h i bi theo l ồ ỗ trên đai ốc: Rãnh hồi bi song song với đư ng tâm ờđai ốc Đư ng d n bi đến rãnh hồi bi đượờ ẫ c b trí trên n p c a đai ốố ắ ủ c K t c u vít ế ấ

me - đai ốc bi lo i có rãnh hồi bi theo lỗ trên đai ốc đượạ c ch ra trên hình 1.9 Ưu ỉđiểm c a lo i này là rãnh hồi bi nằm bên trong đai ốc nên gọn và tính công nghệ ủ ạcao, phân phối tải đều hơn Tuy nhiên, kích thước đai ốc to hơn, hạn ch hành trình ếhơn so với vít me - đai ốc bi cùng cỡ

Má ng đổi hướng bi Đai ốc Rãnh hồi bi

Trục vít me

9

Hình 1.9 Vít me – đai ốc bi lo i ạ có rãnh hồi bi theo lỗ trên đai ốc [29]

- Loạ i có rãnh h i bi ki u ống: Là loại có phương án hồ ồ ể i bi ph biến nhất hiện ổnay do ưu điểm d chế ạễ t o, s a chữa và căn chỉnh, kích thướử c đai c không lớn ố

Ống h i bi đư c lắp vào đai ốồ ợ c n m trong giới hạn kích thước đường kính ngoài ằcủa đai ốc Nhược đi m c a phương án này là phân phố ựể ủ i l c trên đai ốc không đều,

độ bền mòn của đầu ống th p, k p ch t ống có độ tin cậy không cao Hình 1.10 thể ấ ẹ ặhiện vít me – đai ốc bi loại có rãnh hồi bi kiểu ống

Rãnh hồi bi Trục vít me

Hình 1.10 Vít me – đai ốc bi lo i có rãnh h i bi ki u ống ạ ồ ể [29]

- Loạ i có rãnh h i bi gi a hai vòng ren kế tiếp: Rãnh hồi bi đượ ồ ữ c b trí trên ốmột máng lót đặc biệt Để đặ t máng lót rãnh hồi bi, trên đai ốc cóphân b các hốc ốcách đều theo chu vi và được th hiện như hình 1.11 Kế ấể t c u này khác v i các k t ớ ếcấu khác ở ch đườỗ ng h i bi là đườồ ng n i hai rãnh kố ế ế ti p nhau và có ưu điểm: Kích thước đường kính đai ốc nh ỏhơn kích thước c a b truyền vít me khác có ủ ộcùng đường kính, không bị mòn nhanh, có độ tin c y cao, chiềậ u dài rãnh h i bi ồnhỏ

 Phân loại theo cách đặ ảt t i trước và kh ửkhe hở:

- Loại kh ử khe hở và đặ ả t t i trướ c b ng tấ ằ m đ m: Loại này đượ ệ c đ t t i đểặ ả kh ửkhe hở bằng cách ghép nố ộim t tấm đệm vào giữa hai đai ốc Khi muốn tải đặt trước

là kéo, chiều dày t m đ m là dươngấ ệ Khi muốn tả ặt trước là nén, chiều dày tấm i đđệm là âm

Với chiều dày tấm đệm khác nhau cho phép thay đổ ải t i đặt trước làm thay đổi độ ứ c ng của b truyền vít me - đai ốc bi Phương pháp này có kế ấộ t c u đơn giản hơn nhưng có nhược đi m là điềể u ch nh khó khăn Hình 1.12 ỉ mô tả vít

me – đai ốc bi lo i có k t c u kh khe hởạ ế ấ ử và đ t tải trướặ c b ng t m đ m ằ ấ ệ

Tấm đệm Tấm đệm

T ả i trư c kéo ớ T ả i trư c kéo ớ T ả i trư c nén ớ T ả i trư c nén ớ

Hình 1.14 Khử khe hở ằng tăng kích thước bi [29] b

- Loại kh ử khe hở và đặ ả ằt t i b ng lò xo: Là loại dùng lò xo có tải đặt trước khá ổn đ nh, khả năng thay đổ ảị i t i đ t trư c d dàng Tuy nhiên đ đàn hặ ớ ễ ộ ồi của cụm đai ốc cao, sẽ có chuyển vị lớn hơn khi tải tác động l n B truy n này thường ớ ộ ề

Đai ốc bi

P h P h ±α Ph

Đai ốc Trục vít

P h P h

Bi chịu tải

Bi tạo khoảng cách Đai ốc

Trục vít Đai ốc

Trục vít

Theo c p ấ chính xác làm việc yêu cầu của máy, thiế ịt b cơ khí, cùng với

tải làm việc và tuổi thọ ự kiế d n, b truyền vít me - đai ốc bi đượ ựộ c l a ch n sử ọ

dụng phải phù hợp ISO 3408 – 3 quy định phân loại vít me - đai ốc bi theo

cấp chính xác dựa vào lượng sai l ch v trí đai ốc bi Trong đó, vít me - đai ốc ệ ị

bi được phân theo các c p chính xác khác nhau: C0; C1; C10 Chữ ố đằấ s ng

sau càng lớn thể hiện độ chính xác th p dấ ần [15, , 25 29]

Hình 1.16 thể hiện ý nghĩa các thông số hình học theo cấp chính xác của

vít me - đai ốc bi cho trong bộ tiêu chuẩn ISO 3408

Hình 1.16 Thông số độ chính xác của bước vít me [ ] 17

Trên hình

lu: Chiều dài đoạn ren vít me có ích; l: Chiều dài trục vít me;

C: Giá trị sai số tích lũy bước vít; Vup:Miền giá trị đo thự c c a mỗi phép đo; ủ

Đai ốc A Lò xo Đai ốc B

Tải ngoài

Đai ốc A Đai ốc B

Lò xo

13

e: Sai lệch vị trí của đai ốc; V2πp : Độ ệ l ch khi đai ốc quay một vòng ren;

V300p:Độ ộ r ng miền phân bố giá tr v ịtrí khi đai ốc di chuyển trên đoạn 300 mm ị

bất kỳ;

ep: Chấp nhận sai số trong hành trình quy định

Xét một vít me đai c bi, khi cho vít me quay, đai ố ị- ố c t nh ti n tế ừ điểm bắt

đầu (đi m O) đ n v trí A mong muốn, cách O mộể ế ị t kho ng OA Theo danh nghĩa ảchỉ ầ c n cho vít me quay số vòng là n =

 với Ph là bước vít danh nghĩa Do sai

s ố chế ạo, giá trị thực của bướ t c thư ng không bằng giá trị bước danh nghĩa (Pờ h)

mà là (Ph ± ∆p) Lúc đó đai ốc s đi đ n v trí cách A mộẽ ế ị t kho ng OA ± ∆p * n ảGiá trị ∆p * n = C là giá tr sai sị ố tích lũy do bước vít, cũng là lượng d ch chuyển ị

cần bù cho bộ truyề vít me - đai ốc bi n

Khi thực hiện phép d ch chuy n, không chị ể ỉ có sai số tích lũy do bước vít mới ảnh hưởng đ n sai l ch v trí c a đai ốc Trong quá trình làm vi c, do vít me còn ế ệ ị ủ ệchịu tải, ma sát, gây bến dạng đàn hồi, làm cho giá trị sai lệch vị trí đai ốc không đúng bằng C mà là C ± ep Giá trị epchủ ếu là ph y ụ thu c vào biếộ n dạng đàn hồi

và khe hở ọ d c trục, dấu “+” hay “-” tùy theo chiều chuy n độể ng c a đai ốc ủ

ISO 3408 - 3 thể hiện các thông số đo và quy định cho giá trị ủ c a các thông

s ố liên quan tới đ ộchính xác vít me - đai ốc bi tùy theo cấp chính xác Trong đó

có quy định thống nhất về đi u ki n không tề ệ ải khi đo Trên hình 1.16 thể hiện ý nghĩa các thông số hình học theo cấp chính xác quy định trong b ộ tiêu chuẩn ISO

 ” khi đai ốc đi theo chi u ngưề ợc Giá trị Vup là do sai số phép

đo, do rung động và các yếu tố ngẫu nhiên

Khi chiều dài đoạn ren làm việc Lu càng lớn, đ ng nghĩa vớ ộồ i b truyền vít me

- đai ốc bi s ẽ có độ cứng vững kém hơn, mất ổn định hơn, các biến d ng kéo ạ – nén

và uốn sẽ ớ l n hơn làm cho sai lệch v trí đai c nhiềị ố u hơn Do đó khi chiều dài đoạn ren ch u tải khác nhau, giá trị của C và eị p cho phép ứng với cùng mức c p ấchính xác cũng khác đi Bảng 1.1 quy định giá trị ep cho phép theo cấp chính xác

c a ủ vít me - đai ốc bi và chi u dài đoạn vít me làm việcề

B ng 1.2ả e p cho phép với bộ truyền có không yêu cầu độ chính xác đị nh vị cao [13]

Mức tối đa sai lệch cho phép ep (µm)Tiêu chuẩn cho từng cấp chính xác

e = ± L

300vTrong mỗi phép đo, lượng sai l ch gi a các k t qu đo do rung động và ệ ữ ế ảcác yếu tố ngẫu nhiên ch cho phép trong giỉ ới hạn nhấ ịt đ nh Nếu quá giới hạn này cần xem lại máy và thiế ịt b đo Bảng 1.3 cho bi t lượế ng sai l ch do ệrung động và các yếu tố ngẫu nhiên giữa các kết quả đo trong cùng một phép

đo

Bảng 1.3Vup cho phép theo c p chính xácấ [ ] 13

16

Dựa vào tiêu chuẩn ISO, mỗi hãng có những quy định riêng về cấp chính xác cần thiết cho các trục c a máy CNC B ng 1.6 là yêu c u c p chính xác củ ả ầ ấ ần thiết của vít me – đai ốc bi s dụng cho các trụ ủử c c a các máy NC, CNC của mộ ốt s hãng:

Bảng 1.6 Cấp chính xác cần thiết cho các trục máy của NSK [29]

1.3 Các dạng hỏng vít me – đai ốc bi

Truyền đ ng ộ VMĐB khi làm việc, theo lý thuyết có thể gặp mộ ố ạt s d ng

hỏng sau [9]:

Hỏng do quá tải:

Khi tải trọng tĩnh lớn hơn giá tri tải tr ng tĩnh cho phép, vít me - đai ốc bi sẽ ọ

b hị ỏng dạng: v ỡ bi, biến d ng d o b mặt làm viạ ẻ ề ệc, gãy, đứt trục; nứt, v đai c ỡ ố

Hỏng do ỏm i:

Khi chịu tải theo chu kỳ, mặc dù tải nhỏ hơn giá trị cho phép, nhưng do các

vết nứt tế vi xuất hiện kết hợp với sự đổi dấu ứng su t khi làm việc sẽấ phát tri n ểdần đến n t, gãy hoặc vỡ ứ

Thực tế, máy công cụ CNC là thiết bị ồ g m các chi tiết, cụm chi tiết có độ chính xác rất cao, được trang b các thiết bị tự động hóa hiện đại, tuổi thọ theo thiết ị

k hế ằng chục nghìn giờ, nên máy CNC thường được trang bị các cơ cấu c nh báo ả

và phòng quá tải ở nhiều cấp đ , do đó rộ ất hiếm gặ vít me - đai ốc bi trong máy p CNC bị ỏ h ng theo trường h p h ng do quá tải làm đứợ ỏ t, gãy, v bi, hoặc do vít me ỡ

19

mất ổn định Dạng h ng do vít me bị ấỏ m t ổn đ nh, ch ỉxuất hiện với máy CNC có ị

kết cấ vít me đai ốc bi không cứng vững, mộu - t đ u đ t ầ ể ự do ho c do trong quá ặtrình lắp đặt không đạt gây sai số Chủ ế y u vít me - đai ốc bi b hỏng là do m iị ỏ , và mòn do ăn mòn, mài mòn

Ở các nước công nghiệp phát triển cao như Mỹ, Đ c, Nhật hỏng máy móc, ứthiết bị được hi u là khi máy không đạt độ chính xác gia công, khi đó máy, thiế ịể t b

s bẽ ắt buộc phải loại bỏ khỏi dây truy n sề ản xu t, hoặc chuy n ấ ể đổi đối tượng, mục đích sử ụ d ng, hoặc coi là rác thải công nghiệp Như vậy, mòn do ăn mòn, mài mòn

là dạng h ng chỏ ủ yếu củ các thiế ịa t b , máy móc

Dưới đây là mộ ốt s hình ảnh v h ng vít me - đai ốc bi: ề ỏ

Hình 1.17 Rỉ sét b mặt vít me – đai ốc bi[ , ] ề 14 18Hình 1.17 thể hiện hình ảnh vít me - đai ốc bib r ị ỉ sét bề ặt làm việc do bảo m

quản, sử ụ d ng trong điều kiện môi trường làm việc không tốt

Hình 1.18 Tróc rỗ ề ặ b m t làm việc vít me – đai ốc bi[ ] 22Hình 1.18 thể hiện hình nh vít me - đai ốc bi b ả ị tróc rỗ ề ặt làm việc do b mmòn mỏi

20

Hình 1.19 Vít me – đai ốc bi b cong trục vít me [ ] ị 16Hình 1.19 thể hiện hình ả vít me - đai ốnh c bib biị ến dạng (cong) do kết cấu kém cứng vững

Hình 1.20 Mòn đai ốc, mòn trục vít của vít me - đai ốc bi[ ] 12

Như vậy, khái niệm tuổi thọ, hay hỏng là khi vít me đai ốc bi không đủ - độchính xác cho phép ở ấ c p chính xác ban đầu

Mòn là nguyên nhân chủ yếu gây sai hỏng vít me - đai ốc bi Khi lượng mòn

đạ ớt t i m c giới hạn, sai số b ứ ộ truyền đạt mức tối đa cho phép là lúc bộ truy n vít ề

me - đai ốc bi h t tu i th cế ổ ọ ủa nó và coi là hỏng

Trên thực tế ổ, t ng hợp mòn do ăn mòn (hóa học) và kết hợp với mài mòn (cơ học) là dạng mòn của vít me - đai ốc bi: mòn cơ hóa, trong đó mòn oxy hóa là dạng mòn quan trọng nhất–“là quá trình phá hủy dần d n bầ ề mặ ủt c a chi ti t khi ma sát, ế

do tương tác các lớp bề m ặt hoạt tính bị biến dạng d o v ẻ ới oxy không khí hay của dầu bôi trơn hấ p th trên bề ặ ụ m t Mòn oxy hóa thể hi n ệ ở ự s hình thành các lớp màng hấp thụ hóa h ọc, của các hợp chất hóa học giữa kim lo i v ạ ới oxy và bong

tách c a lủ ớp màng ấy ra khỏi bề ặ m t ma sát Mòn oxy hóa là quá trình ổ n đ nh, ị cân bằng động giữa phá hủy và ph c h i các l ụ ồ ớp màng oxit, đặc trưng cho điều kiện làm việc bình thường c a c p ma sát” [4] ủ ặ

Bộ truy n vít me - đai ốc bi khi ề chị ảnh hưởng quá trình mòn sẽ ảu gi m dần kích thước, dẫn đ n đế ộ chính xác suy gib ị ảm, sai l ch vị trí tương đối củệ a c p ma ặ

21

sát tăng lên làm tăng va đ , rung đập ộng Khi áp suất tại điểm va đ p lớn gây biến ậ

dạng dẻo bề ặ m t, ch t lượấ ng b mặt xấề u đi d n đ n ma sát và mòn tăng lên Quá ẫ ếtrình mòn chị ảnh hưởu ng r t nhi u cấ ề ủa môi trường b o qu n và s dụng ả ả ử

1.4 Các đặc trưng, tính toán cơ bản của vít me – đai ốc bi

Vít me – đai ốc bi là c m chi tiết truyền động chính xác đượụ c thi t k chế tạo ế ế

có tiêu chuẩn hóa cao, vì vậy dù có r t nhiấ ều chủng loại vít me đai ố– c bi v i các ớ

ký hiệu và ngu n gồ ốc khác nhau nhưng vẫn cơ b n giống nhau về các thông số ảhình học và các đặc trưng M t s ộ ố đặc trưng cơ bản của bộ truyền vít me - đai ốc

1.4.1 Độ cứng chống biến dạng đàn hồi [19]

Độ ứ c ng vững dọc trục cụ vít me - đai ốc bi được tính toán xác định theo m từng chủng loại, kích thước, vật liệ Nhìn chung u có thể xác định dựa trên công thức quy đ nh như sauị :

RS: Độ ứng ững ủa trụ vít me - đai ốc bi đoạ c v c c n ch u tải; ị

Rnu,ar: Độ ứng ng c vữ của đai ốc bi

Cácgiá trị RS; Rnu,ar phụ thuộc vào đặc điểm b truyền và được nêu trong [27] ộ

1.4.2 Tải tĩnh dọc trục danh nghĩa Coa [ ] 22

C = k z i sinα D cosφ (N) (1.2) Trong đó:

: Số bi ch u t i trên một vòngzị ả  =   π

 φ. z;

i: Số vòng bi chịu tải;

Cs: Tải đ ng t i đa cho một vòng bi chịu tải trên trục (N); ộ ố

Cn: Tải đ ng t i đa cho một vòng bi chịu tải trên đai ốc ộ ố (N);

CS = fC (cos α)0,86 zl2/3 DW1,8 tan α (cos ϕ)1.3;

1.4.4 Tải dọc trục sửa đổi [ ] 22

Tải tĩnh sửa đổi C0am

C0am = C0a fh0 fac (1.4) Trong đó:

f: hệ ố s ph thuộc độ ứụ c ng cho tải tĩnh,f = Đ      1;

fac: h s ệ ố phụ thuộc cấp chính xác

f: h s ệ ố phụ thu c độ cứng cho tải động,fộ = Đ      1;

fm: h s ệ ố phụ thu c vào x ộ ử lý khí khi luyện thép

Bảng 1.9 Hệ s ố phụ thuộc xử ý kh khi nhiệt luyện thép l í

Khi vít me – đai ốc bi làm việc một chi u: ề

Tuổi thọ tính theo số vòng quay:

L = 

 10 (vòng) (1.6)Tuổi thọ tính theo giờ:

L = .  (h) (1.7) Trong đó:

Fm: Tả ọi d c tr c tương đương ụ

nm: Tốc đ quay tương đương ộ

Khi vít me – đai ốc bi làm việc hai chiều:

Tuổi thọ được tính tương tự công th c 1.6 và 1.7ứ cho từng chiều (tải tương đương tính riêng cho từng chiều) và tuổi thọ tổng hợp được tính theo công thức:

L = L/+ L// (vòng) (1.8)Trong đó:

24

L1; L2: Tuổi thọ tính cho từng chiều, l n lượầ t là chi u 1 và chiều 2 (ngược ề

lại)

1.5 Vật liệu làm vit me – đai ốc bi

Vật liệu làm vít me, bi, đai ốc đòi hỏi ch u được tải trọng tĩnh và va đ p tương ị ậđối cao, b mề ặt chịu mòn cao, độ cứng HRC = 58 – 62 Để đạ t đư c cơ tính tổng ợhợp cao nhất, vật liệu làm vít me - đai ốc biphải được nhiệt luy n t t kệ ố ết hợp với các biện pháp nâng cao chất lượng b mặt ề

Mỗi hãng chế ạ t o s dử ụng vật liệu và công nghệ luy n kim khác nhau, đặc ệbiệt là những sản phẩm đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật và đ ộchính xác cao bởi những sản phẩm này làm nên thương hiệu và mang b n sả ắc riêng của hãng

Độ ứ c ng và mộ ố ật s v t li u làm vít me - đai ốc bi được các hãng công bố ệ[ ,20 21,29]:

1.6 Một số nghiên cứu về vít me – đai ốc bi trên thế giới

Các vấn đề k ỹ thuật mang tính phổ biến hầu như đã được nghiên cứu và công

b bố ởi các nhà khoa học nghiên cứu độc lậ và các hãng sản xuất vít me– đai ốc p

bi trên thế giới như: Thomson, Kurim, NSK, SKF, Steimeyer, HIWIN

Tổng quan, trong các lĩnh vực nghiên cứu về vít me - đai ốc bi, có thể ể k ra

một số công trình nghiên cứu sau:

Các nghiên cứu về ma sát trong bộ truyền vít me - đai ốc bi [ ,18 23,24], chỉ

ra rằng trong tiếp xúc giữa bi với các rãnh bi trên trục vít me và đai ốc có bi n d ng ế ạđàn hồi, ma sát gi a các bi vữ ới rãnh là tổng hợp ma sát trượt và ma sát lăn Đây là dạng tiếp xúc Hertz Khi mô tả ma sát trong bộ truyền vít me - đai ốc bi, [18,23]

mô tả ma sát trong bộ truyền như những chiếc lông đàn hồi trong chiếc bàn chải,

26

độ lệch của lông gây ra bởi hai mặt có chuy n độể ng tương đ i làm tăng lên ốlực ma sát, được th hi n ể ệ ở hình 1.21

Hình 1.21 Mô tả ể ki u ma sát trong vít me - đai ốc bi [ ]16

Lực ma sát tạo ra từ vi c “uốn – đàn hồệ i” c a lông: ủ

F = σ z + σ.+ σ ν (1.9) Trong đó:

300

0,4937 0,1019 1x10-7

258

23,4 1,9 11,9

14 Nghiên cứu về vận tốc bộ truyền vít me - đai ốc bi[10,11], cho th y có sấ ự ảnh hưởng t y u t v n tốc đến mòn Theo đó, vớ ảừ ế ố ậ i t i đặt trước ban đầu 1470 (N), đặt tải dọc trục 588(N) ch y vạ ới vậ ốc 31,4 (rad/s) ∼ 300 (vòng/phút) v i 2.000 (hành n t ớtrình) thì lượng mòn dọc trục kho ng 10ả -9(m); lượng mòn lớn hơn khi tốc độ quay

lớn hơn, lư ng mòn tương ng tăng lên xợ ứ ấp xỉ ố s lần bằng số ần tăng củ ố l a s hành trình; Tải đặt trước tương ng gi m d n tuy n tính theo số hành trình, tốc độ ứ ả ầ ế quay

27

của trục vít càng cao thì tốc độ giảm của tải đặt trước càng tăng Hình 1.22 thể hiện

mối quan hệ lượng mòn, tả ối, t c độ và s hành trình ố

Hình 1.22 Lượng mòn, tải đặt trước ph thuộcvận tốc và số hành trình [ ] ụ 19Khi nghiên cứu quan hệ giữa vận tốc và tải đặt trước [11] cho th y có sấ ự liên quan của hai yếu tố này Theo đó, khi tốc độ quay c a trủ ục vít thay đổi, ảnh hưởng

đến s tăng, giảự m t i t trước tác dụng lên bộ truyả đặ ền, tả đặt trưới c s tăng lên với ẽlượng tăng khoảng 0,5 (N/(vòng/phút)) và giảm cũng tương ứng v i m c giảm như ớ ứtrên Hình 1.23 thể hiện quan h tốc đệ ộ và tải đặt trước

Hình 1.23 Ảnh hưởng t c độ quay trục vít đến tăng (giảố m) t i t trước [ ] ả đặ 11Khi nghiên cứu về biến d ng đàn hồi trong vít me - ạ đai ốc bi [22,25], chỉ ra sai lệch bộ truyền (sai lệch vị trí đai ốc) ứng với đặc tính tải, v n tốậ c và kích thư c ớ

b ộ truyề , theo đó sai lệch vị trí đai ốc do biến dạng đàn hồ ẽn i s tương đ i tuyến ốtính với tải, v n tốc ậ

Tả ặ i đ t trước

Tải đặt trước ban đầu: 1470(N) Tải dọc trục: 588N

28

Lý giải cho việc này [22], hệ ồm vòng bi chặ g n, tr c vít me, đai ốc và ụ

bi được mô hình hóa như là hệ nối tiếp Độ cứng của hệ ẽ phụ thuộc hệ số s

độ cứng của từng phần tử và có dạng của hệ các lò xo nối tiếp

Hình 1.24thể hiện việc mô hình hóa vít me - đai ốc bi

Hình 1.24 Mô hình hóa hệ Bi ch n - ặ vít me đai ốc và bi [22] –

0, đồng th i là giao điểờ m c a hai quá trình giảm lực và tăng lực, thay đổi chiều ủchuyển động, do đó sai lệch v trí đai ố ạị c t i hai điểm này là bằng 0

Góc tiếp xúc cũng nh hưả ởng t i bi n d ng đàn hồ ủớ ế ạ i c a b truy n [25,26], ộ ềkhi góc tiếp xúc tăng (α tăng) sẽ làm gi m t i nén tác d ng vào bi làm giảm biến ả ả ụdạng đàn hồ ủi c a bi (tăng cứng, gi m bi n d ng đàn hồả ế ạ i, sai l ch) ệ

Mô hình

độ ng l c h c ự ọ

Mô hình độ ứ c ng

29

Nghiên cứu về rung động trong bộ truyền [12,32 cho th nguyên nhân gây ] ấyrung động trong bộ truy n là quá trình thay đổ ựề i l c đột ngột tác d ng lên bi khi bi ụtrong giai đoạn chuyển tiếp giữa rãnh bi trên tr c ren vít và trong ụ ống hồi bi - hình 1.25

Hình 1.25 T i ả tác động lên bi trong bộ truy n vít me – đai ốc bi[ ] ề 32

Hình 1.26 Quan hệ ần số các bi vào tải, t c t ố độ quay n và đường kính bi DW [ ] 27

Ứng v i giá trị ốớ t c đ quay và đường kính trục vít me nhất định, có thể điều ộchỉnh đượ ầc t n s l c th c tếố ự ự tác đ ng vào bộộ truy n nhờ chọn lại đường kính bi ề

của bộ truyền Tần số ực tác động không phải tần số ộ l c ng hưởng c a b truyền ủ ộbởi một ph n c a nó đã gây ra sự sai lệch c a hầ ủ ủ ệ thống [27] Mối quan hệ này được thể hiện trên hình 1.26

Nghiên cứu về biến đổi nhiêt trong bộ truyền vít me - đai ốc bi [ ,28 30,31] chỉ

ra sự tăng nhiệt, tốc đ tăng giảm nhiệt ở các giai đoạộ n khi b truy n làm việc, có ộ ề

t i ả

tốc độ quay (vòng/phút)

Trọ ng lư ng bàn = 1000kg ợ