Nghiên cứu thiết kế ổ đệm khí ứng dụng cho máy đo tọa độ ba chiều

1 Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ BỬU KHƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ Ổ ĐỆM KHÍ ỨNG DỤNG CHO MÁY ĐO TỌA ĐỘ BA CHIỀU Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : ……………………………………………… Cán chấm nhận xét : …………………………………………………………… Cán chấm nhận xét : …………………………………………………………… Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 07 tháng 01 năm 2009 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) …………………………… …………………………… …………………………… …………………………… …………………………… Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHIà VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: LÊ BỬU KHƯƠNG Phái nam: Nam Ngày, tháng, năm sinh : 11/01/1979 Nơi sinh : Tỉnh Thừa Thiên Huế Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy MSHV : 00406733 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ Ổ ĐỆM KHÍ ỨNG DỤNG CHO MÁY ĐO TẠO ĐỘ BA CHIỀU II- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: – Trình bày tổng quan ổ đệm khí – Nghiên cứu sở lý thuyết giải toán động cho ổ đệm khí – Tính tốn thiết kế ổ đệm khí cho máy đo ba chiều CMM – Xây dựng mơ hình tiến hành thực nghiệm III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : ngày 21 tháng 01 năm 2008 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS.THÁI THỊ THU HÀ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua TRƯỞNG PHÒNG ĐT-SĐH Ngày tháng năm 2008 TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CÁM ƠN Trước tiên em xin chân thành cám ơn cô PGS.TS.Thái Thị Thu Hà tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trình thực luận văn Xin chân thành cám ơn Thầy Cô Bộ Môn Chế Tạo Máy, Khoa Cơ Khí, Thầy Cơ Phịng Đào Tạo Sau Đại Học truyền đạt kiến thức kinh nghiệm nghiên cứu khoa học tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn Xin chân thành cám ơn bố mẹ, anh chị em gia đình bạn bè, đồng nghiệp, cám ơn Công ty Nhựa Duy Tân tạo điều kiện thuận lợi, hổ trợ, động viên giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn Tp.HCM, ngày tháng năm 2008 Học viên Lê Bửu Khương TÓM TẮT LUẬN VĂN Ngày hệ thống dẫn động sử dụng ổ đệm khí thay cho hệ thống trượt máy yêu cầu có độ xác cao Ưu điểm ổ đệm khí ma sát khơng, độ mài mịn khơng tồn tại, khơng phát sinh nhiệt q trình làm việc, khơng có dầu bơi trơn q trình hoạt động , đồng thời ổ đệm khí lại khơng gây ô nhiễm môi trường nên thuận lợi lớn cho người thiết kế máy Công việc nghiên cứu xuất phát từ yêu cầu ngày cao máy gia cơng xác, từ u cầu thực tiển Tham khảo số tài liệu từ nước nước ngồi ổ đệm khí, từ luận văn có nội dung sau Chương :Tìm hiểu vai trị ổ đệm khí máy gia cơng xác, máy chuyển động với tốc độ cao, đồng thời tìm hiểu thêm ưu nhược điểm ổ đệm khí Chương :Nghiên cứu sở lý thuyết giải toán động cho ổ đệm khí, tìm hiểu số loại ổ đệm khí, vật liệu thơng số ảnh hưởng tới độ ổn định ổ đệm khí q trình hoạt động Chương : Tính tốn ,thiết kế ổ đệm khí cho máy đo ba chiều CMM, tìm hiểu ngun lý hoạt động máy CMM để tính tốn, lựa chọn bố trí ổ đệm khí thích hợp Chương : Xây dựng mơ hình, chế tạo tiến hành thực nghiệm, kiểm nghiệm thực tế ổ đệm khí mơ hình để từ đánh giá xác thông số lý thuyết thông số đo mơ hình Kết luận văn nghiên cứu ổ đệm khí thiết kế mơ hình thực nghiệm, tạo tiền đề cho việc ứng dụng vào thực tế sau SUMMARY Nowaday, drive mechanism is used air bearing to replace for slide mechanism in high precision machine The main advantage of air bearing are zero friction, zero wear, don’t generate temperature in the motion and air bearing don’t cause pollution so this is big advantages for machine designers The study derives from needs more and more precision machine high required, from practical required Reference from foreign and Viet Nam documents about air bearing, following contents has been carried in the thesis Chapter 1: Researching the role of air bearing in high precision machines, and researchs advantages ,disadvantages of air bearing Chapter 2: Researching theory fundamental to solve dynamic problems, research some type of air bearing, materials and some parameters effects to stable of air bearing in the motion Chapter : To calculate, to design air bearing for Coordinate Machine Measuring(CMM), research CMM operation principles Hence, to calculate, choose and arrange air bearing Chapter Setting model and to carry out experimental, practical test air bearing by the model Hence, to evaluate more exactly theory parameter and measuring parameter in the model The result of research in the thesis is: design the experimantal model, to create the major predicate for practical application in future NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ Ổ ĐỆM KHÍ ỨNG DỤNG CHO MÁY ĐO TỌA ĐỘ BA CHIỀU Nội dung Trang CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ Ổ ĐỆM KHÍ ……………………………….8 CHƯỜNG NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN ĐỘNG CHO Ổ ĐỆM KHÍ ………………………………………… 18 2.1 Khái niệm phân loại ổ đệm khí ……………………………… 18 2.2 Các loại ổ đệm khí ………………………………………………….19 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ xác ổ đệm khí ………… 30 2.4 Thiết kế ổ đệm khí nhiều lỗ khí bố trí hình trịn …………………….60 2.5 Thiết kế ổ đệm khí lỗ khí …………………………………… 63 2.6 Thiết kế ổ đệm khí dạng hình chữ nhật …………………………… 66 2.7 Thơng số thiết kế ổ đệm khí dạng chữ nhật ……………………… 67 2.8 Ổ đệm khí đối xứng ……………………………………………… 70 2.9 Ổ trượt lỗ khí cân ……………………………………………72 2.10 Chọn lựa vật liệu thiết kế hệ thống hơi………………………… 79 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ Ổ ĐỆM KHÍ CHO MÁY ĐO BA CHIỀU CMM ……………………………………………………………… 87 3.1 Mơ hình hóa việc dẫn hướng tuyến tính ổ đệm khí ……………87 3.2 Tính ổ đệm khí cho máy đo ba chiều CMM ………………… 95 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH VÀ TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM 4.1 Xây dựng mơ hình thực nghiệm………………………………………120 4.1.1 Tính tốn thiết kế ổ đệm khí trịn dạng lỗ khí…………… 122 4.1.2 Tính tốn thiết kế ổ đệm khí với nhiều lỗ khí bố trí hình trịn 126 4.2 Tiến hành thực nghiệm ………………………………………………133 4.2.1 Thiết lập mơ hình thực nghiệm thực tế ………………………133 4.2.2 Các bước tiến hành thực nghiệm …………………………….133 4.2.3 Áp suất không đổi, tải trọng thay đổi ……………………… 134 4.2.4 Áp suất thay đổi, tải trọng không đổi …………………… .134 4.2.5 Biểu đồ thể hiện mối liên hệ khả tải trọng(W) khe hở ( h0 ) …………………………………………………………………….135 4.2.6 Biểu đồ thể hiện mối liên hệ độ cứng vửng (K) khe hở( h0 ) áp suất bar bar …………………………………………… 136 4.2.7 Kết luận…………………………………………………………137 KẾT LUẬN Những vấn đề đạt ……………………………………… .138 Hướng phát triển tương lai ………………………………….139 PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG TỔNG QUAN LUẬN VĂN Để thích ứng với yêu cầu ngày cao thị trường loại máy gia cơng xác, loại máy CNC gia cơng tốc độ cao, máy đo ba chiều…, xu tự động hóa sản xuất ngày địi hỏi máy móc gia cơng phải ổn định, xác… Vì phận máy gia cơng địi hỏi có độ xác cao, khơng thể khơng kể đến ổ đệm khí (Air Bearing) Kỹ thuật bạc đạn đại diện cho thời kỳ đầu ngành khí, bạc đạn phát triển kỷ trước làm cách mạng cải tiến ổ trượt có từ lâu ổ trượt có giới hạn việc ứng dụng môtơ điện hay bánh xe Tương tự bạc đạn ngày có giới hạn kỹ thuật việc ứng dụng sản xuất bán dẫn, scan có độ phân giải cao, máy gia cơng tốc độ cao… Từ yêu cấu kỹ thuật đặt ra, đời ổ đệm khí điều tất yếu, ổ đệm khí đại diện cho hệ việc thiết kế bạc đạn Ổ đệm khí có chứng minh kết tối ưu việc ứng dụng vào máy đo ba chiều CMM 20 năm qua Một số tiến ổ đệm khí ma sát khơng, độ mài mịn, chuyển động tốc độ cao khả có độ xác cao, đồng thời khơng có dầu bơi trơn q trình hoạt động(khơng giống ổ bi hay ổ lăn phải có dầu bơi trơn) thuận lợi lớn cho người thiết kế máy Tuy nhiên lợi ích ngày khơng ứng dụng nhiều ổ đệm khí khó gia cơng khơng thương mại hố gần 1.1 Sơ lược trình hình thành phát triển ổ đệm khí Một ổ đệm khí loại ổ đệm khí mà khí chất bôi trơn Cũng chất bơi trơn ổ đệm, phục vụ cho hai mục đích: hổ trợ tải trọng ngồi, hai bôi trơn cho hai bề mặt Trong nguyên tắc này, khả chịu lực ổ đệm khí cung cấp nhiều tượng vật lý áp lực bên ngoài, liên hệ đến chuyển động trượt, chuyển động nén, hiệu ứng siêu âm, hiệu ứng phản lực, hiệu ứng Bernoulli, hiệu ứng giản nở hiệu ứng nhiệt Ổ đệm khí nén ngồi thường hay sử dụng lĩnh vực khí xác Trong phần với bơi trơn khí, liên quan đến chuyển động qua khe hở bù hiệu ứng nén lớp màng, hiệu ứng giới hạn khe hở ổ đệm phận điều tiết vào Nghiên cứu ổ đệm khí q trình thực nghiệm dịng khí hai bề mặt song song[ Willis, 1828], Hai mươi sáu năm trước, Him[Him, 1854] trình bày rõ khí sử dụng chất bôi trơn, kỹ thuật ổ đệm khí bị giới hạn trình độ kỹ thuật lúc Điều quan trọng đột phá lý thuyết bắt nguồn phương trình áp suất cho màng khơng khí mỏng [Reynolds, 1886] Hơn thế, với tiến vượt bậc cơng nghiệp, ổ đệm màng khí bắt đầu xuất máy móc Thực tế sử dụng ổ đệm khí khơng xuất W.H.Wood [Wood, 1890] phát minh hệ thống cân đối trọng sử dụng khí Ứng dụng sớm cho hệ thống đo lường thực NPL(National Physics Laboratory, UK) năm 1930 Tuy nhiên ổ đệm khí (cách nói tổng quát cho tất lọai ổ đệm khí) khơng nêu lên hêt nguy xảy năm 1959 Hội nghị khoa học ổ đệm khí giới khai mạc [Fuller, 1959] Vì ổ đệm khí ứng dụng lĩnh vực khí Trong lĩnh vực khí xác, ổ đệm khí phổ biến cung cấp giải pháp tối ưu ổ đệm kiểu khác 127 Vị trí : Tấm đế • Khối lượng: 30 kg Phân tích lực: ™ Cũng giống ổ đệm loại lỗ khí, ổ đệm nhiều lỗ khí phía chịu lực tải trọng gây , hai ổ hai bên có vai trò dẫn hướng hệ thống Hai ổ đệm thực nghiệm ta sử dụng dạng ổ lỗ khí(Circular Thrust Bearing), ổ đệm ổ nhiều lỗ khí(Annular thrust Bearing ) Lực tác dụng lên ổ ủeọm laứ : ắ ã P = (m1 + m2 + m3 ) g = (12.5 + + 0.8)9.81 = 179.5( N ) • Ổ đệm nhiều lỗ khí (Annular thrust Bearing) thường hay sử dụng kết hợp với ổ đệm trượt (Journal Bearing), nên việc sử dụng khoảng trống giới hạn bề rộng mặt trượt có rãnh hẹp Với kết bề rộng khe hẹp lớp màng khí mỏng bề mặt ổ đệm có liên quan Nếu sử dụng lỗ khí (Pocketed orifice) khả tồn dạng búa hơi(pneumatic hammer)(ổ đệm bị nghiêng) xảy Từ số ổ đệm nhiều lỗ khí tự cân bằng(Inherently compensated orifices) Q trình thiết kế bên có nhiều lỗ khí khác hay tự cân bằng(Inherently compensated orifices) ¾ Vị trí nguồn cung cấp: Một số vị trí nguồn cung cấp khí bán kính Rc nằm bán kính ổ đệm bên bán kính ngồi Rc = R1 + R0 • Với vị trí này, tạm chấp nhận, khơng đưa tới việc lưu lượng dòng chảy nhỏ nhất, có giới hạn dịng ngồi thấp dịng cung 128 cấp Dịng chảy xác xảy nơi mà giới hạn dòng vào cân giới hạn dòng Rc = R0 Ri • Đây cơng thức đưa việc cân dòng dòng sử dụng thuật tốn thích hợp để diễn tả dịng chảy phân khúc chu kỳ Đường biên đặc trưng cho khả tải trọng độ cứng vững chức thông số đầu vào As ξ • Thơng số đầu vào As ξ có cơng thức As ξ = 7.89 x10 nd 02 0 Ph x log e R0 ( ) Ri (4.8) • Dành cho dạng lỗ khí, cho dạng lỗ khí cân có sẵn As ξ = 31.55nd f 0 Ph x log e R0 ( ) Ri (4.9) Số lượng phân tán đi, mơ hình đường cung cấp xác tính tốn hiệu ổ đệm khí n = số lượng lỗ hàng kín N = tổng số lượng lỗ cung cấp (nhiều hàng kín) ξ = 0.5 log e ( R0 / Ri ) d / D = d f / Rc cho dạng lỗ khí tự cân d / D = d r / Rc cho dạng lỗ khí ¾ Tính tốn lưu lượng Lưu lượng ( m / s ) tính tốn theo cơng thức sau 129 G= Gh03 P02 ( m3 / s ) 1.71x1012 log e ( R0 / Ri ) (4.10) Trong P0 áp suất cung cấp( kN / m ), h0 khe hở ( μm ), d , d f đường kính lỗ khí(mm), Trong thiết kế, lỗ khí sử dụng ổ đệm nhiều lỗ khí , theo quy luật tổng quát chiều sâu lỗ khí b(mm) đảm bảo vấn đề búa hơi(pneumatic hammer)(ổ đệm bị nghiêng) không xảy b≤ 0.2( R02 − Ri2 )h0 d R2 N (4.11) ¾ Tính tốn cho ổ đệm khí nhiều lỗ khí bố trí dạng hình trịn: Thông số đầu vào Ro = D0 / = 65 / = 32.5mm Rc = 18mm Do Rc = R0 Ri =9,96mm P0 =5atm(506 kN/ m ), h0 =20 μm , n=8 lỗ khí, d R = 3,2mm Độ cứng vững ổ đệm khí dạng lỗ khí (pocketed orifices) K= 0.44π ( R02 − Ri2 )( P0 − Pa ) 0.44 x3.14 x957.05 x0.406 = = 26.5( N / μm) 20 h0 (4.12) Phương trình khả tải trọng W = 0.26π ( R02 − Ri2 )( P0 − Pa ) = 0.26 x3.14 x957.05 x0.406 = 316( N ) (4.13) Lưu lượng qua ổ đệm khí Q= 0.27h03 P02 0.27 x 20 x0,506 = = 6.8 x10 −5 (m / s ) (4.14) 6 3.42 x10 x log e ( R0 / Ri ) 3.42 x10 x log e (32.5 / 9.96) 130 Phương trình khí d xác định với Aξ = 0.6 As ξP0 h = 7890 xnx0.5 log e ( R0 / Ri ) d0 = 0.6 x0.506 x 20 ≈ 0.35( μm) (4.15) 7890 x8 x0.5 x log e (32.5 / 9.9) Chiều sâu lỗ khí xác định theo công thức(4.11) sau: b≤ 0.2( R02 − Ri2 )h0 0.2(32.5 − 9.9 )20 = ≤ 0.05mm nd R2 x10 x3.2 Phải có kiểm tra để giới hạn lỗ khí cung cấp vào khí vào lỗ khí thoả mãn : πd 02 Hay x d 02 = ≤ 0.5 πd R h0 4d R h0 d 02 0.35 x10 = = 0.478 ≤ 0.5 4d R h0 x3.2 x 20 Khi giá trị nhỏ 0.5 thiết kế thoả mãn, cơng thức độ nghiêng ổn định có giá trị : K= 0.23π ( R02 − Ri2 ) R0 Ri ( P0 − Pa ) 0.23x958.24 x32.5 x9.9 x0.406 = = 1.44 x10 ( Nm / rad ) (4.16) h 20 Tính hợp lý ổ đệm khí nhiều lỗ khí bố trí vịng trịn theo điều kiện sau 4( R02 − Ri2 )h0 x958.24 x 20 = = 20.04 > 20 1000 Nd R b 1000 x8 x3.2 0.05 (4.17) Giá trị gần đạt 20 μm Nếu giá trị biên gần giá trị đưa đạt yêu cầu, kết hiểm chứng 131 ¾ Dao động hệ thống : Từ mô hình thực nghiệm ta mô hình hóa hình học theo dạng sau : µm Hình 4.5 Mơ hình hố mơ hình thực nghiệm với ổ đệm khí nhiều lỗ khí ¾ Trong 1: Phần dẫn hướng 2:Lò xo 3: Phần tải trọng ¾ Phương trình dao động từ (4.1): M x + Kx = Trong x độ biến dạng lò xo , tần số dao động từ (4.2)là: f = 2π K 26.5 x10 = = 191.6 Hz , w = 2πf = 1203.25 rad/s M x3.14 18.3 Với M = 18.3 Kg, K = 26.5 N / μm = 26.5 x10 N / m ¾ Vậy phương trình dao động trở thành: 132 18.3 x + 26.5 x10 x = Điều kiên biên : x ( 0) = x ; x ( 0) = x Phương trình dao động từ (4.3),(4.4) laø: x(t ) = A sin( wt + φ ) Với w x x0 A = x + ( ) ; φ = tan −1 ( n ) wn x 0 Giaû thiết hệ thống cân tónh thì: x(0) = −Δ st = − Mg g = − = − 6.77 x10 −6 (m) K wn Vaän tốc ban đầu là: x = 0.1(m / s) x0 0.1 A = x + ( ) = (−6.77 x10 −6 ) + ( ) = 0.83x10 − (m) wn 1203.25 φ = tan −1 ( 1203.55 x(−6.77 x10 −6 ) ) = −82 0.1 ¾ Vậy phương trình dao động laø : x(t ) = 0.83x10 −4 sin(1203.55t − 82 ) 133 4.2 Tiến hành thực nghiệm 4.2.1 Thiết lập mơ hình thực nghiệm thực tế Hình 4.6 Mơ hình thực nghiệm thực tế để đo chiều cao khe hở ổ đệm phía với tải trọng áp suất thay đổi 4.2.2 Các bước tiến hành thực nghiệm: • Gắn đồng hồ so mặt tải trọng , đầu đồng hồ so hai vị trí đầu cuối ổ đệm phía để cân chỉnh ổ đệm khỏi bị nghiêng, đồng thời hai đồng hồ so đo chiều cao khe hở ổ đệm khí q trình thực nghiệm 134 • Cách tính tốn lập đồ thị Tải trọng - khe hở độ cứng vữngkhe hở: Thiết lập áp suất(P) bar; thay đổi tải trọng có giá trị khe hở tương ứng biểu đồ độ cứng vững có từ biểu đồ tải trọng • Cơng thức tính tốn lý thuyết : + Độ cứng vững từ (3.1): K = +Tải trọng từ (3.2): 0.27πR02 ( P0 − Pa ) h0 W = 0.15πR02 ( P0 − Pa ) • Các thơng số đo được: 4.2.3 Bảng số liệu áp suất không đổi, tải trọng thay đổi Áp suất(P) bar Áp suất(P) bar Tải trọng(W) 15kg 20kg 25kg 30kg 35kg Khe hở( h0 ) 0.018 0.016 0.015 0.013 0.012 Tải trọng(W) 15kg 20kg 25kg 30kg 35kg Khe hở( h0 ) 0.02 0.018 0.017 0.015 0.013 4.2.4 Bảng số liệu áp suất thay đổi, tải trọng không đổi Tải trọng(W) Áp suất(P) 5bar 6bar Khe hở( h0 ) 0.016 0.018 7bar Rung động(bất ổn định) Áp suất(P) Khe hở( h0 ) 20kg Tải trọng(W) 135 5bar 6bar 0.013 0.015 7bar Rung động(bất ổn định) Áp suất(P) 5bar 6bar Khe hở( h0 ) 0.012 0.013 7bar Rung động(bất ổn định) 30kg Tải trọng(W) 35kg 4.2.5 Biểu đồ thể hiện mối liên hệ khả tải trọng(W) khe hở ( h0 ) Hình 4.7 Biểu đồ thể hiện mối liên hệ khả tải trọng (W) khe hở( h0 ) 4.2.6 Biểu đồ thể hiện mối liên hệ độ cứng vửng (K) khe hở( h0 ) áp suất bar bar 136 Áp suất(P) bar Áp suất(P) bar Độ cứng vững,K 18.1 20.1 21.3 24.2 27.8 Độ cứng vững,K 20.1 22.6 24.2 27.8 30.2 Khe hở( h0 ) 20 18 17 15 13 Khe hở( h0 ) 18 16 15 13 12 Hình 4.8 Biểu đồ thể hiện mối liên hệ độ cứng vững (K) khe hở( h0 ) 137 • Nhận xét : Ngay áp suất tăng lên khả tải trọng tăng lên Khi khe hở tăng lên độ cứng vững giảm xuống 4.2.7 Kết luận Những vấn đề đạt tiến hành thực nghiệm này: Mục đích thí nghiệm đánh giá tính ổn định ổ đệm khí dạng lỗ khí nhiều lỗ khí bố trí dạng hình trịn áp suất thay đổi để từ ứng dụng việc chế tạo máy gia cơng xác hay máy đo ba chiều CMM Từ hai biểu đồ cho thấy phụ thuộc áp suất khe hở hay tải trọng khe hở theo quy luật định, đồng thời với kết thực nghiệm giúp nghiên cứu kỹ hiệu nhiều loại ổ đệm khí khác với chi phí thấp 138 KẾT LUẬN Những vấn đề đạt Qua thời gian nghiên cứu tìm hiểu ổ đệm khí, tơi đạt kết sau: ¾ Tìm hiểu trình hình thành phát triển ổ đệm khí, loại ổ đệm khí khác ứng dụng thực tế, ưu nhược điểm ổ đệm khí so với loại ổ bi, bạc trượt, bạc đỡ… truyền thống Ưu điểm ổ đệm khí ứng dụng máy xác, máy chuyển động với tốc độ cao đặc biệt ứng dụng máy đo ba chiều CMM(Trình bày chương 1) ¾ Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật nguyên lý hoạt động, yếu tố ảnh hưởng đến độ xác loại ổ đệm khí để thiết kế, thông số ổ đệm khí, ứng dụng ổ đệm khí u cầu khác nhau(Trình bày chương 2) ¾ Tìm hiểu nguyên lý làm việc cách bố trí ổ đệm khí máy đo ba chiều CMM, từ nghiên cứu, tính tốn, thiết kế ổ đệm khí cho vị trí cụ thể, tính tốn dao động hệ thống bố trí ổ đệm khí máy,(Trình bày chương 3) ¾ Để tìm hiểu rõ ổ đệm khí, tơi thực bước sau: Nghiên cứu, tính tốn thơng số ổ đệm khí bao gồm ổ đệm khí có lỗ khí ổ đệm khí có nhiều lỗ khí(Ổ đệm khí hai tầng), thiết kế, chế tạo mơ hình dùng ổ đệm khí(Trong chương 4) Tiến hành thực nghiệm mơ hình dùng ổ đệm khí có lỗ khí nhằm mục đích: ƒ So sánh thơng số thực tế đo so với thông số lý thuyết ƒ Vẽ đồ thị thể mối liên hệ khe hở tải trọng, khe hở độ cứng vững ổ đệm khí áp suất thay đổi 139 Thay ổ đệm khí lỗ khí phía mơ hình ổ đệm khí có nhiều lỗ khí bố trí hình trịn(Ổ đệm khí hai tầng) mục đích: ƒ So sánh thông số thực tế đo so với thơng số lý thuyết ƒ So sánh tính ổn định hai loại ổ đệm tiến hành thực nghiệm Đưa nhận xét sau tiến hành thực nghiệm ¾ Tìm hiểu quy trình gia cơng phận mơ hình thực nghiệm (Trong phần phụ lục) Việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo ổ đệm khí đóng góp lớn việc chế tạo máy xác, máy chuyển động tốc độ cao Tuy nhiên kết bước đầu để ứng dụng vào thực tế, cần phải tiến hành nhiều thực nghiệm khác như: Các đường kính ổ đệm khí khác hay kích thước lỗ khí khác nhau… ảnh hưởng tới khe hở ổ đệm nào, kiểm tra thông số ảnh hưởng đến ổ đệm khí đầy đủ trước ứng dụng vào thực tế Hướng phát triển tương lai ¾ Để thiết kế ổ đệm khí ứng dụng máy xác phải có thời gian nghiên cứu mức tìm hiểu qui trình cơng nghệ gia cơng thiết bị máy móc gia cơng, thiết bị đo để đảm bảo độ xác gia cơng ổ đệm theo yêu cầu ¾ Các bước tương lai thiết kế, chế tạo ổ đệm khí dạng bạc trượt để ứng dụng chuyển động quay ¾ Ổ đệm khí phần quan trọng số chuyển động xác Những phân tích, tính tốn chi phí cao vấn đề quan trọng cản trở lớn việc ứng dụng trong ngành công nghiệp Nếu vấn đề khắc phục ứng dụng rộng rãi, đồng thời ma sát rò rĩ vấn đề cần quan tâm đến 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Alexander H Slocum, Precision Machine design, Society of Manufacturing Engineers SME, 582-620 [2] Junming Wang, Design Of Gas Bearing System For Precision Application [3] John A Bosch, Coordinate Measuring Machines and Systems, book published 1995 [4] J.P.Khatait, W.Lin and W.J.Lin, Design and development of orifice-type aerostatic thrust bearing [5] New Way Precision, Air bearing application and design guide [6]PinkEG,StoutKJ.Designproceduresfororificecompensatedgas [7] S.Graham Kelly, Fundamental of mechanical vibration, the University Akron [8]StoutKJ,NaultM.Designproceduresforhybridgasjournalbearingsemployingcapillary restrictors.In:Proceedingsofthe9thInternational GasBearing Symposium , 1986 ; Washington,DC, [9]WilcockDF,editor.Designofgasbearings.MechanicalTechnologyIncorporated NewYork:Latham,1967.journalbearingsbasedonexperimentaldata.TribolInt1978; February:191–203.1986 [10]YoudenDH.Hydrostaticbearingtechnologyforprecisionengin-eering 14thAnnual ASPEMeeting ,1999;Monterey,CA,1999 TĨM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : LÊ BỬU KHƯƠNG Ngày tháng năm sinh: 11/01/1979 Nơi sinh : Thành Phố Huế Địa liên lạc - 170/29/13 Lạc Long Quân, phường 8, quận Tân Bình, Tp HCM - Điện thoại : (08)39743768 - Di động : 090 818 7521 - Email ™ : buukhuong79@yahoo.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO - Từ năm 1997 Æ 2002 : Sinh viên trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh - Từ năm 2006 Ỉ 2008 : Học viên cao học khóa trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh ™ Q TRÌNH CƠNG TÁC - Từ năm 2003 đến : Công tác Công ty TNHH Nhựa Duy Tân - Địa : 298 Hồ Học Lãm, quận Bình Tân , Tp Hồ Chí Minh ... future NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ Ổ ĐỆM KHÍ ỨNG DỤNG CHO MÁY ĐO TỌA ĐỘ BA CHIỀU Nội dung Trang CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ Ổ ĐỆM KHÍ ……………………………….8 CHƯỜNG NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN ĐỘNG CHO Ổ. .. đệm khí 2.2 Các loại ổ đệm khí : Có hai loại ổ đệm khí bản: Ổ đệm động lực học ổ đệm tĩnh học 2.2.1 Ổ đệm khí động lực học: Ổ đệm động lực học phụ thuộc vào mối liên hệ chuyển động bề mặt ổ đệm. .. chặn Ổ đệm Ổ đệm Trục Trục Hình 1.2 Dạng ổ đệm khí trục khoan PCB Một số ví dụ thực tế ứng dụng số máy sau : • Trong hệ thống đo lường : - Máy đo ba chiều (CMM) - Máy đo độ nhám máy đo độ tròn