NGHIÊN cứu PHƯƠNG PHÁP đảm bảo độ CHÍNH xác của CHUẨN mô MEN DÙNG ổ KHÍ QUAY

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Vũ Văn Duy NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐẢM BẢO ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA CHUẨN MƠ MEN DÙNG Ổ KHÍ QUAY LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Vũ Văn Duy NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐẢM BẢO ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA CHUẨN MƠ MEN DÙNG Ổ KHÍ QUAY Chun ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 62520103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS Vũ Toàn Thắng PGS Vũ Khánh Xuân Hà Nội – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng Những nội dung, số liệu sử dụng phân tích luận án có nguồn gốc rõ ràng, công bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận án tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với điều kiện Việt Nam Các kết chưa có tác giải cơng bố nghiên cứu khác Người hướng dẫn khoa học Nghiên cứu sinh PGS TS Vũ Toàn Thắng Vũ Văn Duy PGS TS Vũ Khánh Xuân LỜI CÁM ƠN Trong q trình hồn thành Luận án, tơi hướng dẫn tận tình tập thể hướng dẫn khoa học, tạo điều kiện Viện Đào tạo Sau đại học; Viện Cơ khí; giảng viên thuộc Bộ mơn Cơ khí Chính xác Quang học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Để phục vụ cho q trình nghiên cứu tơi được: Phòng Đo lường Độ dài; Phòng Đo lường Khối lượng – Viện Đo lường Việt Nam; Trung tâm Đo lường Quân đội – Bộ Quốc Phòng tạo điều kiện cho tơi tìm hiểu tài liệu Chuẩn Đo lường, trang thiết bị thí nghiệm hợp tác nghiên cứu khoa học Ban Giám hiệu, Trung tâm Đào tạo thường xuyên - Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, tạo điều kiện cho nghiên cứu khoa học, Khoa, Trung tâm Đào tạo giúp gia công số thiết bị phục vụ cho thực nghiệm liên quan đến nội dung đề tài Tôi Giáo sư, Phó giáo sư, Tiến sĩ đồng nghiệp góp ý, tư vấn nhiều ý kiến cung cấp số tài liệu liên quan đến thực nội dung đề tài Đồng thời, Nghiên cứu sinh Bộ mơn Cơ khí xác Quang học, Viện Cơ khí chia sẽ, động viên q trình hồn thành thủ tục, đảm bảo hoàn thành nội dung luận án Tôi xin chân thành cám ơn sâu sắc tập thể, cá nhân hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thời gian qua, đặc biệt xin bày tỏ biết ơn đến tập thể hướng dẫn PGS Vũ Toàn Thắng, PGS Vũ Khánh Xuân Tôi xin cám ơn đồng nghiệp, bạn bè gia đình động viên, chia sẻ với thời gian thực đề tài nghiên cứu Xin trân trọng cám ơn! Hà Nội, Ngày 16 tháng năm 2017 Tác giả luận án Vũ Văn Duy Mục lục DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 1.Danh mục chữ viết tắt, thuật ngữ 2.Danh mục ký hiệu .5 MỞ ĐẦU 10 Lý lựa chọn đề tài luận án 10 Mục đích, đối tượng, phương pháp phạm vi nghiên cứu .11 Mục đích 11 Đối tượng nghiên cứu 11 Phương pháp nghiên cứu 11 Phạm vi nghiên cứu 11 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu .11 Những kết 12 CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ MÁY CHUẨN MÔ MEN .13 1.1 Tính thiết việc xác định mô men công nghiệp .13 1.2 Định nghĩa mơ hình vật lý tạo mơ men lực .17 1.2.1 Khái niệm mô men lực .17 1.2.2 Mơ hình vật lý để tạo mô men chuẩn 17 1.2.3 Một số thành phần tác động đến độ không đảm bảo đo thiết bị chuẩn mô men 18 1.3 Một số nghiên cứu nước nước 18 1.3.1 Tình hình nghiên cứu nước 18 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước 24 1.4 Nhận xét: .26 CHƯƠNG .NGHIÊN CỨU Ổ KHÍ QUAY DÙNG TRONG MÁY CHUẨN MÔ MEN .27 2.1 Lý sử dụng ổ khí quay máy chuẩn mơ men 27 2.2 Giới thiệu ổ khí quay 28 2.3 Các vấn đề thiết kế ổ khí quay dùng máy chuẩn mô men 30 2.3.1 Ổ khí quay chịu lực hướng tâm sử dụng máy chuẩn mô men.32 2.3.2 Xây dựng công thức tính lực nâng đệm khí mặt trụ theo phương pháp điện khí tương đương .34 2.4 Mô phân bố áp suất bề mặt đệm khí 42 2.5 Thực nghiệm xác định khả khơng tiếp xúc khí 46 2.5.1 Mục đích thực nghiệm: 46 2.5.2 Mơ tả thí nghiệm 46 2.5.3 Điều kiện thí nghiệm 47 2.5.4 Tiến hành thí nghiệm .47 2.5.5 Nhận xét 47 2.6 Xác định mô men ma sát, hệ số ma sát ổ khí quay chịu lực hướng tâm 47 2.6.1 Xây dựng phương pháp 48 2.6.2 Thực nghiệm xác định mô men ma sát, hệ số ma sát ổ khí quay chịu lực hướng tâm 49 Mục đích thí nghiệm 49 Điều kiện thí nghiệm xác định giá trị mơ men ma sát: .49 Mơ tả thí nghiệm: 49 Biện giải: 50 2.7 Thực nghiệm xác định khả tải ổ khí quay 52 2.7.1 Mục đích thí nghiệm: .52 2.7.2 Sơ đồ thực nghiệm 52 2.7.3 Điều kiện thực nghiệm 52 Tiến hành thí nghiệm: .52 2.7.4 Kết thí nghiệm: 53 2.7.5 Nhận xét: 53 2.8 Kết luận chương II: .53 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI LÀM VIỆC CỦA CÁNH TAY ĐỊN THUỘC MÁY CHUẨN MƠ MEN DÙNG Ổ KHÍ QUAY 54 3.1 Đặt vấn đề .54 3.2 Phương pháp xác định xác chiều dài làm việc cánh tay đòn máy chuẩn mơ men dùng ổ quay đệm khí 54 3.2.1 Trình bày phương pháp 54 3.2.2 Đánh giá kết độ không đảm bảo đo đạt với điều kiện thực tế 57 3.3 Kết thực nghiệm 60 Mục đích thí nghiệm 60 Điều kiện thí nghiệm: .60 Trình tự thí nghiệm: 60 Biện luận: 62 3.4 Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến kết q trình thí nghiệm 62 3.4.1 Độ khơng đảm bảo đo q trình xác định vị trí cân 62 3.4.2 Độ khơng đảm bảo đầu đo đọc giá trị Y (theo phương thẳng đứng) 63 3.4.3 Độ không đảm bảo đo mẫu khơng vng góc với phương nằm ngang (bề mặt mẫu khơng vng góc với trục cánh tay đòn) .64 3.4.4 Độ khơng đảm bảo đo đầu đọc theo phương nằm ngang (phương dịch chuyển nặng) – phương đầu giá trị x không trùng với phương nằm ngang 64 3.4.5 Độ không đảm bảo trọng tâm khối lượng dịch chuyển (trọng tâm lăn) 64 3.5 Kết luận chương III .64 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ ĐỘ ĐẢM BẢO ĐO CỦA MÁY CHUẨN MƠ MEN DÙNG Ơ KHÍ QUAY 66 4.1 Đặt vấn đề 66 4.2 Đánh giá yếu tố tác động đến độ không đảm bảo đo máy chuẩn mô men .66 4.2.1 Xây dựng cơng thức tính độ khơng đảm bảo đo: .66 4.2.1.1 Độ không đảm bảo đo tải 67 4.2.1.2 Độ không đảm bảo đo gia tốc trọng trường 67 4.2.1.3 Độ không đảm bảo đo khối lượng riêng khơng khí .67 4.2.1.4 Độ không đảm bảo đo khối lượng vật liệu làm tải 68 4.2.1.5 Sai số cánh tay đòn .68 4.2.1.6 Một số yếu tố khác tác động đến độ không đảm bảo đo .68 4.3 Kết luận chương IV: 71 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 72 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH Đà CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .74 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC 79 PHỤ LỤC 80 PHỤ LỤC 81 PHỤ LỤC 82 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 1.Danh mục chữ viết tắt, thuật ngữ TT Ký hiệu, chữ viết tắt VMI CMM KRISS Tiếng Việt Tiếng Anh Viện Đo lường Việt Nam Viet Nam Metrology Institute Máy đo toạ độ Coordinate Measuring Machine Viện Nghiên cứu Chuẩn đo lường Khoa học Quốc gia Hàn Quốc Korea Research Institute of Standards and Science 2.Danh mục ký hiệu TT Ký hiệu Tiếng Việt ui Độ không đảm bảo đo đại lượng i urle Độ không đảm bảo đo tương đối P Áp suất P0 Áp suất nguồn Q Tải trọng r Chiều rộng rãnh khí s Chiều sâu rãnh khí z Khe hở rn Bán kính ngồi đệm khí 10 r0 Bán kính rãnh dẫn khí 11 L1 Độ dài làm việc cánh tay đòn bên trái 12 f Hệ số ma sát ổ quay 13 K Độ cứng đệm khí 14 L2 Độ dài làm việc cánh tay đòn bên phải 15 l1 Độ dài khoảng cách từ trọng tâm đối trọng bên trái đến tâm quay 16 l2 Độ đài khoảng cách từ trọng tâm đối trọng bên phải đến tâm quay 17 m1 Khối lượng đối trọng 18 m2 Khối lượng thêm vào (bớt đi) để trở lại trạng thái cân cánh tay đòn 19 y0 Giá trị đầu đo laser theo phương Y 20 x0 Giá trị đầu đo laser theo phương X DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Thiết bị hiệu chuẩn dụng cụ giới hạn mô men lực .13 Hình 1.2: Một số thiết bị đo mô men (Các mối ghép chịu tải động) [30] 14 Hình 1.3: Một số thiết bị đo mô men (Các mối ghép chịu tải va đập) .15 Hình 1.4: Một số thiết bị chịu tải trọng dao động 15 Hình 1.5: Thiết bị đo mơ men có giá trị nhỏ.[30] 15 Hình 1.6: Xe container chạy bị rơi bánh xe không đủ lực siết chặt .16 Hình 1.7: Một mối ghép ren ô tô không xiết chặt [27] 17 Hình 1.8: Mơ hình vật lý tạo mô men chuẩn 17 Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý chuẩn đầu mô men [20] 19 Hình 1.10 Sơ đồ cấu tạo cánh tay đòn mô men[16] 19 Hình 1.11 Máy chuẩn mơ men Viện đo lường Tây Ban Nha[17] 20 Hình 1.12 Sơ đồ máy chuẩn mô men 1kNm Mexico [11] 21 Hình 1.13 Sơ đồ máy chuẩn mô men 1kNm Thổ nhĩ kỳ [9] 22 Hình 1.14: Máy chuẩn đầu mô men lực KRISS [18] 22 Hình 1.15 Máy chuẩn đầu mơ men Viện Đo lường Quốc gia Barazil[19] 24 Hình 1.13: Thiết bị hiệu chuẩn mơ men VMI .24 Hình 1.14: Máy hiệu chuẩn dụng cụ đo mô men Trung tâm Đo lường Quân đội 25 Hình 2.1: Ổ quay khí kiểu hình chữ H [22] .28 Hình 2.2 Ổ quay khí kiểu hình chữ X[22] 29 Hình 2.3 Ổ khí quay chịu lực dọc trục 30 Hình 2.4: Các loại ổ khí chịu tải hướng kính dùng cho máy chuẩn mơ men [10] .31 Hình 2.5: Bố trí đệm khí bề mặt trục 32 Hình 2.6: Bố trí đệm khí trục quay .32 CHƯƠNG 762 Với vật liệu thép C45 không nhiệt luyện, modul đàn hồi 205.10 (N/mm ), bán kính tay đòn R500, đường kính trục quay 100, chiều dài trục tính từ điểm gối đỡ 400, độ võng chịu tải 1000 N 12 m CHƯƠNG 763 = 53 m Như ta có độ khơng đảm bảo đo cánh tay đòn là: u L uL  10, x105 L CHƯƠNG 764 CHƯƠNG 765 đo 4.2.1.6 Một số yếu tố khác tác động đến độ không đảm bảo CHƯƠNG 766 - Yếu tố không nằm ngang trục quay CHƯƠNG 767 Khi trục quay không nằm ngang, phương truyền mơ men phụ thuộc góc lệch  trục (hình 4.1), có sai lệch lực, ký hiệu P1 CHƯƠNG 768 CHƯƠNG 769  P1  P  P P.(1  cos  )    2.sin ( ) P P (4.5) Vì  nhỏ nên coi: CHƯƠNG 770 (4.6) CHƯƠNG 771 Do sai lệch lực:  � 2 �  P1  � � �2 � CHƯƠNG 772 (4.7) CHƯƠNG 773 CHƯƠNG 774 Với độ lệch theo phương ngang không mm/m, ta có: CHƯƠNG 775  P1  Hình 4.1: Độ lệch trục không cân bệ máy (1.103 )  0,5.106 CHƯƠNG 776 - Yếu tố dao động tải treo: CHƯƠNG 777 Khi treo lên tải khơng hồn tồn đứng n mà động quanh trục thẳng đứng (Hình 4.2) dao động tương tự chuyển động Tại điểm thấp dao động, lực quán lớn nhất, xác định theo công thức: CHƯƠNG 778 (4.8) P2=P+m.a CHƯƠNG 779 Trong đó: R dây, dao Coi lắc tính h Hình 4.2: Dao động tải 69 CHƯƠNG 780 m: khối lượng toàn tải CHƯƠNG 781 a: gia tốc chuyển động điểm dao động thấp CHƯƠNG 782 Sai số yếu tố dao động cân P2 xác định sau: CHƯƠNG 783 (4.9) CHƯƠNG 784  P2  P2  P m.a a   P m.g g Theo định luật bảo tồn lượng thì: CHƯƠNG 785 (4.10) CHƯƠNG 786 Với gia tốc dao động: CHƯƠNG 787 (4.11) CHƯƠNG 788 v2 � v  a.R R h  R  R.cos   R.(1  cos  ) Như : CHƯƠNG 791 (4.13) CHƯƠNG 792 a Theo quan hệ hình học (hình 6) ta có: CHƯƠNG 789 (4.12) CHƯƠNG 790 m.v  m.g.h � v  2.g h � � a.R  2.g R.(1  cos  ) � a  4.g.sin � ��g. �2 � Sai số: CHƯƠNG 793 (4.14) CHƯƠNG 794 Theo thiết kế chiều dài R=1000 mm, thực nghiệm cho thấy dao động tải khơng vượt q ±2 mm, từ ta có: CHƯƠNG 795 CHƯƠNG 796 �2 � 6  P2  � � 4.10 1000 � � - Độ không đảm bảo đo tính đến mơ men ma sát ổ khí quay: CHƯƠNG 797 Các sai số tác động đến giá trị mơ men chuẩn phân tích cần tính đến sai số ma sát ổ trục trình độ cơng nghệ chế tạo hạn chế nên tượng tiếp xúc bề mặt đệm khí sống dẫn chưa khử hết được, bị chạm số đỉnh Mặt khác xét bôi trơn khơng khí khơng khí có độ nhớt Do đó, giá trị mơmen chuẩn cân với tổng mô men ma sát mô men kháng thiết bị cần lấy chuẩn: CHƯƠNG 798 Mô men gây ma sát ổ trục 70 CHƯƠNG 799 (4.15) CHƯƠNG 800 Tms  f P.R Với: CHƯƠNG 801 f: hệ số ma sát ổ quay CHƯƠNG 802 P: Tổng tải trọng tác dụng lên ổ trọng lượng trục quay, chưa có tải P trọng lượng trục quay CHƯƠNG 803 R: bán kính ổ trục CHƯƠNG 804 Như ta có bảng tổng hợp độ không đảm bảo đo sau: Bảng 4.1 Bảng đánh giá tổng hợp độ không đảm bảo đo CHƯƠNG CHƯƠNG 805 806 TTT phần CHƯƠNG CHƯƠNG 811 812 Thành CHƯƠNG 807 CHƯƠNG CHƯƠNG 808 809 CHƯƠNG 810 ui ci (ui.ci) (%) Khối CHƯƠNG 813 CHƯƠNG CHƯƠNG 814 815 CHƯƠNG 816 2,89.10-6 lượng tải CHƯƠNG CHƯƠNG 817 818 Gia 4,5.10-8 Khối 3,3.10-2 Khối 8,7.10-3 10,6.10-5 Độ 0,5.10-6 4.10-6 Mô 4,70.10-5 10 đảm bảo đo mở rộng 0,88.10-8 0,25.10-12 1,6.10-12 0,22.10-8 Độ không CHƯƠNG 863 CHƯƠNG 864 CHƯƠNG 861 CHƯƠNG 862 1,07.10-4 Độ không CHƯƠNG 869 CHƯƠNG 870 CHƯƠNG 867 CHƯƠNG 868 2,14.10-4 đảm bảo đo tổng hợp CHƯƠNG CHƯƠNG 865 866 1,7.10-12 menCHƯƠNG 855 CHƯƠNG CHƯƠNG 856 857 CHƯƠNG 858 ma sát CHƯƠNG CHƯƠNG 859 860 1,5.10-4 Dao độngCHƯƠNG 849 CHƯƠNG CHƯƠNG 850 851 CHƯƠNG 852 tải CHƯƠNG CHƯƠNG 853 854 24,5.10-12 lệchCHƯƠNG 843 CHƯƠNG CHƯƠNG 844 845 CHƯƠNG 846 theo phương ngang CHƯƠNG CHƯƠNG 847 848 1,5.10-4 Chiều dàiCHƯƠNG 837 CHƯƠNG CHƯƠNG 838 839 CHƯƠNG 840 cánh tay đòn CHƯƠNG CHƯƠNG 841 842 20,25.10-16 CHƯƠNG 831 CHƯƠNG CHƯƠNG 832 833 CHƯƠNG 834 lượng riêng tải CHƯƠNG CHƯƠNG 835 836 CHƯƠNG 825 CHƯƠNG CHƯƠNG 826 827 CHƯƠNG 828 lượng riêng không khí CHƯƠNG CHƯƠNG 829 830 8,4.10-12 tốcCHƯƠNG 819 CHƯƠNG CHƯƠNG 820 821 CHƯƠNG 822 trọng trường CHƯƠNG CHƯƠNG 823 824 71 CHƯƠNG 871 CHƯƠNG 872 4.3 Kết luận chương IV: CHƯƠNG 873 - Trên sở phương pháp xác định áp suất đệm khí phân bố áp suất bề mặt đệm khí, tính tốn kích thước đệm khí bề mặt trụ ổ quay đệm khí chịu lực hướng tâm, giảm bớt thời gian chi phí cho việc chế tạo, thử nghiệm ổ quay đệm khí với áp suất nguồn tải trọng khác CHƯƠNG 874 - Việc đánh giá độ không đảm bảo đo thiết bị chuẩn mô men chế tạo Bộ môn Cơ khí Chính xác Quang học - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Với sai số yếu tố cấu thành: cánh tay đòn 10,6.10-5; tải 8,7.10-3 ước lượng độ không đảm bảo đo thiết bị chuẩn mô men 4,70.105 CHƯƠNG 875 - Hai yếu tố tác động lớn đến độ không đảm bảo đo thiết bị tạo chuẩn mơ me chiều dài cánh tay đòn mô men ma sát CHƯƠNG 876 - Kết dự báo độ xác chế tạo thiết bị chuẩn mơ men, sở đưa phương pháp để hạn chế, đảm bảo thông số đầu vào để giảm ảnh hưởng yếu tố thành phần đến độ không đảm bảo đo máy chuẩn mô men CHƯƠNG 877 CHƯƠNG 878 CHƯƠNG 879 CHƯƠNG 880 CHƯƠNG 881 CHƯƠNG 882 CHƯƠNG 883 CHƯƠNG 884 CHƯƠNG 885 CHƯƠNG 886 72 CHƯƠNG 887 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN CHƯƠNG 888 Sau thời gian nghiên cứu lý thuyết, tiến hành làm thực nghiệm Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Viện Đo lường Việt Nam, luận án đạt số kết sau: CHƯƠNG 889 Đã phân tích yếu tố ảnh hưởng đến độ không đảm bảo đo thiết bị chuẩn mô men, xác định độ khơng đảm bảo đo, từ có biện pháp hạn chế làm giảm ảnh hưởng thành phần đến độ khơng đảm bảo đo, sở để xây dựng thiết bị chuẩn mô men xác CHƯƠNG 890 Đưa phương pháp xác định mơ men ma sát ổ khí quay sau chế tạo.Với thiết bị đầu đo laser cân vi lượng, tiến hành thực nghiệm xác định mơ men ma sát ổ khí sử dụng máy chuẩn mô men chế tạo Tms = 4,7.10-5, kết sở để đánh giá đảm bảo độ không đảm bảo đo máy chuẩn mô men CHƯƠNG 891 Đã đưa phương pháp xác định độ dài làm việc cánh tay đòn thiết bị chuẩn mơ men theo ngun tắc cân mô men lực Ưu điểm phương pháp xác định cánh tay đòn thiết bị chuẩn mơ men lắp ráp hồn chỉnh Nguyên tắc phương pháp đo di chuyển khối lượng vị trí khác cánh tay đòn bù lại lượng cân mô men thêm khối lượng vào quang treo cánh tay đòn, từ tính độ dài cánh tay đòn Với trình độ khoa học cơng nghệ phát triển, thiết bị đo chiều dài bang laser có độ xác nhỏ µm thiết bị đo khối lượng có độ xác nhỏ miligam phương pháp trở nên hiệu nhằm xác định xác cánh tay đòn, yếu tố đảm bảo độ xác giá trị mô men chuẩn Với độ không đảm bảo đo tương đối cân chuẩn sử dụng (F1) 2,9.10-6 độ không đảm bảo đo tương đối đầu đo Laser để xác định khoảng cách dịch chuyển tải 3,7.10-5, sử dụng phương pháp đo xác định chiều dài làm việc cánh tay đòn thiết bị tạo mơ men chuẩn sử dụng ổ khí quay, với độ khơng đảm bảo tương đối chiều dài cánh tay đòn 3,5.10-5 Nếu chiều dài danh nghĩa L cánh tay đòn 500 mm ta đạt kết đo L1 với độ không đảm bảo đo tuyệt đối uL1 17 10-6 m CHƯƠNG 892 Xây dựng cơng thức tính lực nâng đệm khí bề mặt trụ chịu tải hướng kính áp dụng phương pháp điện khí tương đương Với đặc điểm khe hở bề mặt đệm khí thay đổi từ tâm chi tiết bạc trục lệch tâm, quan hệ hình học để xác định chiều dài chảy diện tích chảy theo khe hở tâm đệm khí, từ tính sức cản lực nâng đệm khí, xây dựng biểu đồ lực nâng theo khe hở z tâm đệm khí Kết dự báo khả tải phục vụ cho việc thiết kế đệm khí bề mặt trụ chịu tải hướng tâm Với đệm khí trụ bán kính 100mm, kích thước đệm khí có chiều dài cung 105mm, chiều rộng 50mm, chiều dài chảy từ rãnh dẫn mép ngồi đệm khí 15mm, đường kính đột thắt 0,5mm, áp suất nguồn cấp 4bar khả tải lớn đệm khí lên đến 1300 N, độ cứng đệm khí đến 153N/µm - Đối với bề mặt đệm khí có cấu tạo phức tạp, việc tính tốn đệm khí theo phương pháp điện khí tương đương gặp nhiều khó khăn Sử dụng mơ phần tử hữu hạn để xác định phân bố áp suất bề mặt đệm khí, đồng thời tính tốn 72 lực nâng đệm khí bề mặt trụ ổ khí quay chịu lực hướng tâm, giúp cho việc thiết kế thuận tiện, giảm bớt thời gian chi phí cho việc chế tạo, thử nghiệm ổ quay đệm khí với áp suất nguồn tải trọng khác CHƯƠNG 893 Đã xây dựng thành công thiết bị thực nghiệm chuẩn mô men 500Nm sử dụng ổ quay đệm khí với chiều dài cánh tay đòn 500mm, đệm khí bề mặt trụ bố trí đỡ hai đầu trục lắp cánh tay đòn có khả chịu tải hướng kính lên đến 1000N mà khơng bị tiếp xúc khí Đã đánh giá độ không đảm bảo đo thiết bị chuẩn mơ men chế tạo Bộ mơn Cơ khí Chính xác Quang học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 4,70.10-5 với sai số yếu tố cấu thành: cánh tay đòn 10,6.10-5; tải 8,7.10-3 Kết dự báo độ xác chế tạo thiết bị chuẩn mơ men, sở đưa phương pháp để hạn chế, đảm bảo thông số đầu vào để giảm ảnh hưởng yếu tố thành phần đến độ không đảm bảo đo máy chuẩn mơ men Mơ hình thực nghiệm chứng tỏ khả làm chủ công nghệ giúp cho việc nghiên cứu thiết kế chế tạo chuẩn mô men lực cấp Quốc gia CHƯƠNG 894 CHƯƠNG 895 73 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH Đà CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN CHƯƠNG 896 [1] Vu Van Duy, Nguyen Van Tan, Doan Manh Hung, Tran Nguyen Hung, Truong Cong Tuan, Vu Toan Thang (2014) Design and Manufacturing the Air Rotary Bearing Using In Standard Torque Machine The 15th International Symposium on Eco-Materials processing and Design – ISEPD 2014, pp 255-260 CHƯƠNG 897 [2] Vũ Văn Duy, Nguyễn Thị Anh, Nguyễn Xn Phúc, Vũ Tồn Thắng (2017) Mơ phân bố áp suất bề mặt đệm khí trụ phần mềm Ansys Tạp chí Cơ khí Việt Nam, ISSN 0866-7056, tr 19-22 CHƯƠNG 898 [3] Vũ Văn Duy, Vũ Toàn Thắng, Vũ Văn Quang (2017) Xác định lực nâng đệm khí mặt trụ chịu lực hướng tâm theo phương pháp điện khí tương đương Tạp chí Cơ khí Việt Nam, ISSN 0866-7056, tr 46-52 CHƯƠNG 899 [4] Vu Van Duy, Vu Toan Thang, Pham Van Hung (2017) Evaluation of measurement uncertainty for torque standard machine using air rotary bearing Applied Mechanics and Materials (AMM) ISSN 1662-7482 (accepted - Chấp nhận đăng) CHƯƠNG 900 [5] Vũ Văn Duy , Vũ Toàn Thắng, Vũ Khánh Xuân (2017) Phương pháp xác định xác chiều dài làm việc cánh tay đòn thiết bị chuẩn mơmen Tạp chí Khoa học Công nghệ Trường Đại học Kỹ thuật (Chấp nhận đăng) CHƯƠNG 901 74 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG 902 Tài liệu Tiếng Việt [1] Nguyễn Tiến Thọ (2005-2006) Nghiên cứu Thiết kế chế tạo hệ dẫn động đệm khí máy đo tọa độ CMM Đề tài cấp mã số B2005-28-163 [2] Nguyễn Dỗn Ý (2013) Ma sát mòn Bơi trơn NXB Xây dựng [3] Đinh Bá Trụ, Hoàng Văn Lợi (2013) Hướng dẫn sử dụng Ansys Học viện Kỹ thuật Quân [4] Tạ Thị Thúy Hương (2016) Cơ sở đảm bảo độ xác phép đo sai lệch độ tròn Luận án Tiến sỹ kỹ thuật [5] Tơ Bá Đạt (2007) Nghiên cứu chế tạo ổ khí quay dùng cho máy chuẩn mô men Luận văn thạc sỹ khoa học [6] Vũ Duy Quang, Phạm Đức Nhuận (2009) Giáo trình kỹ thuật thủy khí Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [7] Vũ Toàn Thắng (2005) Xây dựng phương pháp đo sai lệch độ tròn hệ tọa độ cực Luận án tiến sỹ kỹ thuật CHƯƠNG 903 CHƯƠNG 904 CHƯƠNG 905 Tài liệu Tiếng Anh [8] Atsuhiro Nishino, Koji Ogushi, Kazunaga Ueda (2014) Uncertainty evaluation of a 10Nm dead weight torque standard machine and comparison with a 1kNm dead weight torque standard machine Journal of Measurement 49, Elsevier Publication [9] C Doğan, O Akkoyunlu, C Kuzu National Metrology Institute of Turkey (UME) (2002) DEVELOPMENT OF THE kN·m STATIC TORQUE STANDARD MACHINE AT UME 18th IMEKO TC3 conference on Force, Mass and Torque 2002, Proceedings of a meeting held 24-26 September 2002, Celle, Germany [10] Diedert Peschel, Dietmar Mauersberger, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig, Germany (1994) Determination of the friction of aerostatic radial bearings for the lever-mass system of torque standard machines XIII IMEKO WORLD CONGRESS, Torino, Italy, September - 9, 1994 [11] D Ramirez-Ahedo, J C Torres-Guzman, F Martinez-Juarez (2007) Hybrid torque standard machine for kNm developed in CENAM IMEKO 20th TC3, 3rd TC16 and 1st TC22 International Conference, Cultivating metrological knowledge, 27th to 30th November Merida, Mexico [12] Drik Roske (1997) Some problems concerning the level arm length intorque metrology, PII:S0263-2241 (97)00006-7, Measurement Vol.20, No 1, pp 23-32, 75 Elsevier [13] H.L.WUNSCH (1961) The design of air bearing and their application to measuring instruments and machine tools Int J Math Tool Des Res Vol 1, 10p 198-212 Printed in Great Britain [14] H Gassmann, T Allgeier and U Kolwinski, A NEW DESIGN OF PRIMARY TORQUE STANDARD MACHINES, GTM Gassmann Thesis Messtechnik, GmbH 64404 Bickenbach, Germany [15] Koji OHGUSHI, Takashi OTA, Kazunaga UEDA and Eiji FURUTA, Design and Development of 20 kN.m Deadweight Torque Standard Machine, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology [16] Koji Ohgushi *, Takashi Ota, Kazunaga Ueda (2007) Uncertainty evaluation of the 20 kN deadweight torque standard machine Mass and Force Standard Section, NMIJ, AIST, Tsukuba Central 3, 1-1-1 Umezono, Tsukuba 305-8563, Japan, Measurement 40, 797–802, Elsevier Journals [17] Jose A.Robles Carbonell, Jorge L.Robles Verdecia, Alfonso Lobo Robledo (2006) Torque Standard Machines at CEM XVIII IMEKO world congress, Metrology for Sustainable Development, September, 17-22,2006 Rio de Janeiro, Brazil [18] P.Yon-Kyu, K Min-Seok, K.Jong-Ho, C.Jae-Hyuk, K.Dae-Im (2007), Establishment of torque standards in kriss of Korea Imeko 20 th TC3 3rd TC16 and 1sd TC22 international conference [18] [19] Rafael S Oliveira, Rodrigo F Guilherme, Luiz C Cabral (2011) Influece of operationals parameters on a hand-operated torque standard machine Measurement [20] S Merlo (2001) The uncertainty of torque primary standards: a comprehensive analysis Measurement 29, 279–285, Elsevier Journals [21] Stigler, Stephen M., The History of Statistics (1986) The Measurement of Uncertainty Before 1900 Cambridge, MA: Belknap Press of Harvard University Press ISBN 0-674-40340-1 [22] Calibration Engineering Hohmann Company (2013) “New X type air bearing for torque calibration machines up to 20 kNm with higher load capacity” – Datasheet catalog [23] New Way Precision Instruction (2003) Air bearing - Application and Design [24] OMRON, User’s manual, smart sensors, Laser type ZX-L-N series [25] OIML R111-1:2004 (2004) Weights of classes E1, E2, F1, F2, M1, M1-2, M2, M2-3 and M3 Part 1: Metrological and technical requirements [26] http://archimedespalimpsest.org/about/history/archimedes.php [27] http://www.gedore-torque.com; 76 [28] http://www.newwayairbearings.com; [29] http://www.pbclinear.com [30] http://www.torqueleader.com [31] TEST REPORT (2015) Certificate No.: 1501-00281-002, KRISS (Korea Research Institute of Standard and Science) CHƯƠNG 906 CHƯƠNG 907 CHƯƠNG 908 77 CHƯƠNG 909 CHƯƠNG 910 CHƯƠNG 911 CHƯƠNG 912 CHƯƠNG 913 CHƯƠNG 914 CHƯƠNG 915 CHƯƠNG 916 CHƯƠNG 917 CHƯƠNG 918 CHƯƠNG 919 CHƯƠNG 920 CHƯƠNG 921 CHƯƠNG 922 PHỤ LỤC 78 CHƯƠNG 923 PHỤ LỤC CHƯƠNG 924 Bản vẽ chi tiết trục CHƯƠNG 925 CHƯƠNG 926 Hình PL Bản vẽ chi tiết trục quay CHƯƠNG 927 79 CHƯƠNG 928 PHỤ LỤC CHƯƠNG 929 Bản vẽ thiết kế chi tiết bạc lắp CHƯƠNG 930 CHƯƠNG 931 50±0.1 25 45° 15 45° 275±0.1 l? M6 M6 21,5 103±0.01 134 M6 Ø8 Ø214 Ø6 12,46 20 7±0.01 240 CHƯƠNG 932 CHƯƠNG 933 Hình PL Bản vẽ chi tiết bạc lắp CHƯƠNG 934 CHƯƠNG 935 CHƯƠNG 936 CHƯƠNG 937 CHƯƠNG 938 CHƯƠNG 939 CHƯƠNG 940 CHƯƠNG 941 CHƯƠNG 942 CHƯƠNG 943 CHƯƠNG 944 CHƯƠNG 945 80 CHƯƠNG 946 CHƯƠNG 947 CHƯƠNG 948 CHƯƠNG 949 CHƯƠNG 950 CHƯƠNG 951 PHỤ LỤC CHƯƠNG 952 Bản vẽ thiết kế chi tiết thân cánh tay đòn CHƯƠNG 953 CHƯƠNG 954 11 7,5 Ø8 103 134±0.1 R3 118 90 20+0.05 75 37,5 M6 Ø6 R5 42 20 245±0.2 15 CHƯƠNG 955 CHƯƠNG 956 Hình PL 3: Bản vẽ thiết kế chi tiết thân cánh tay đòn CHƯƠNG 957 CHƯƠNG 958 CHƯƠNG 959 CHƯƠNG 960 CHƯƠNG 961 CHƯƠNG 962 CHƯƠNG 963 81 CHƯƠNG 964 PHỤ LỤC CHƯƠNG 965 CHƯƠNG 966 Bản vẽ chi tiết đầu cánh tay đòn CHƯƠNG 967 CHƯƠNG 968 CHƯƠNG 969 CHƯƠNG 970 CHƯƠNG 971 116 100 15 60 20 5 l?Ø20 0.03 250±0.1 75 20-0.015 R5 75 183 250±0.1 365 0± 05 34 R50 30 80 40 135±0.1 CHƯƠNG 972 CHƯƠNG 973 Hình PL : Bản vẽ chi tiết đầu cánh tay đòn CHƯƠNG 974 CHƯƠNG 975 CHƯƠNG 976 CHƯƠNG 977 CHƯƠNG 978 CHƯƠNG 979 82 ... bị chuẩn mô men dùng làm chuẩn quốc gia để hiệu chuẩn thiết bị xác định mô men thứ cấp CHƯƠNG 14 Đối tượng nghiên cứu CHƯƠNG 15 Nghiên cứu phương pháp thiết bị chuẩn mô men sử dụng ổ khí quay. .. Mô men ma sát ổ quay, điều hạn chế việc sử dụng ổ khí quay Ổ khí nghiên cứu thiết bị chuẩn mơ men ổ chịu lực hướng kính, có hệ số ma sát nhỏ Việc nghiên cứu ổ khí chịu lực hướng kính để đảm bảo. .. dụng ổ khí quay máy chuẩn mô men 27 2.2 Giới thiệu ổ khí quay 28 2.3 Các vấn đề thiết kế ổ khí quay dùng máy chuẩn mơ men 30 2.3.1 Ổ khí quay chịu lực hướng tâm sử dụng máy chuẩn