Trong thực nghiệm của nghiên cứu, số biến đầu vào là 2 (tải, tốc độ quay); Hàm mục tiêu là hệ số tuổi thọ khi làm việc trong môi trường TCVN 7699-2-30. Thực hiện quy hoạch thực nghiệm (QHTN) toàn phần dạng 2k (theo [8, 10]).
Để kiểm tra tính có nghĩa của các hệ số trong hàm hồi quy, cần phải làm các thí nghiệm tại tâm quy hoạch [10]. Do đó phải làm thêm một thí nghiệm tại tâm quy hoạch.
Để có thể ghi nhận ảnh hưởng rõ nét của môi trường TCVN 7699-2-30 đến mòn, qua đó xác định được tốc độ mòn và tuổi thọ của VMĐB, các thí nghiệm trên (2k
+ 1) được thực hiện trong điều kiện không bôi trơn. Một thí nghiệm tại tâm, có bôi trơn sẽ được làm thêm để so sánh ảnh hưởng của môi trường khi bôi trơn và không bôi trơn (hệ số )
Để kiểm chứng lý thuyết và thực nghiệm – giữa tuổi thọ tính được theo ISO (trong môi trường và bôi trơn tiêu chuẩn) và thực nghiệm đo được (cũng trong cùng điều kiện môi trường và bôi trơn tiêu chuẩn) – bố trí thí nghiệm tại tâm quy hoạch nữa được làm thêm trong điều kiện môi trường và bôi trơn theo ISO.
78
Như vậy, với số biến đầu vào K = 2 Số thí nghiệm sẽ là ntn = 22 + 1 + 1 + 1 = 7. Trong đó năm thí nghiệm đươc quy hoạch để tìm hàm hồi quy hệ số tuổi thọ theo môi trường TCVN 7699-2-30, hai thí nghiệm còn lại: thí nghiệm số 6 để tìm hệ số tuổi thọ giữa bôi trơn và không bôi trơn trong môi trường TCVN 7699-2-30; thí nghiệm số 7 để kiểm chứng lý thuyết. Hình 3.21 thể hiện giá trị các biến đầu vào ở trong 5 thí nghiệm (các điểm QHTN) tạo mòn.
Hình 3.21Các điểm quy hoạch thực nghiệm
Tuổi thọ VMĐB được xác định theo hai thông số chính: “tải” và “tốc độ quay của trục vít me” [39]. Hệ số tuổi thọ khi làm việc trong môi trường theo TCVN 7699-2-30 là tỷ lệ giữa tuổi thọ theo ISO và tuổi thọ khi làm việc trong môi trường theo TCVN 7699-2-30. Do vậy, hàm mục tiêu hệ số tuổi thọ theo môi trường được xác định có dạng tổng quát:
̂ (3.2) Trong đó:
̂
Hệ số tuổi thọ theo môi trường TCVN 7699-2-30, không bôi trơn; F: Tải (N);
n: Tốc độ quay trục vít me (vòng/phút); a0; a1; a2; a12: Hệ số hàm hồi quy thực nghiệm; Lkh mt: Tuổi thọ theo thực nghiệm (giờ);
Lh iso: Tuổi thọ theo ISO (giờ).
Fo
no
(Tải, N) Tốc độ quay
79 Tính chọn giá trị cho các thông số thí nghiệm:
Tải dọc trục ( phụ lục 1)
Fmax = 3500 N Fmin = 2500 N Các giá trị của tải “F”:
F max = 3500 (N)
F 0 = 3000 (N) = 0,5.(Fmax + Fmin) F min = 2500 (N)
Tốc độ quay trục vít me (phụ lục 1)
nmax = 100 vg/ph; nmin = 78 vg/ph Các giá trị tốc độ quay của trục vít me “n”:
n max = 100 (vg/ph)
n 0 = 89 (vg/ph) = 0,5.(nmax + nmin) n min = 78 (vg/ph)
Mã hóa các biến F và n [8, 10], được hai biến mới X1 và X2 tương ứng như bảng 3.2
Bảng 3.2Các biến của ma trận thí nghiệm
STT
Biến tải Biến tốc độ
Giá trị F Mã hóa Giá trị n Mã hóa
F (N) X1 n (vg/ph) X2
1 F1 max = 3500 +1 n2 max = 100 +1
2 F1 (0) = 3000 0 n2 (0) = 89 0
3 F1 min = 2500 -1 n2 min = 78 -1
Các điểm chia (điểm lấy số liệu):
Loại bỏ các điểm ở đầu và cuối hành trình bởi khi đai ốc dừng hoặc tăng tốc, tải và vận tốc không ổn định nên lượng mòn cũng như sai lệch là phi tuyến. Theo [7, 17], lấy các điểm chia thuộc giữa hành trình, cách mỗi đầu khoảng 40 (mm), lấy 12 điểm. Khoảng cách giữa hai điểm lấy số liệu là 2.500 (xung) - đầu đo quay có độ phân giải 5.000 (xung/vòng).
Nhiệt độ, độ ẩm tương đối:
Trong các thí nghiệm từ 1 đến 6, thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm tương đối tuân theo tiêu chuẩn thử nhiệt ẩm biến đổi chu kỳ TCVN 7699-2-30. Trong thí nghiệm thứ 7, do ISO3408 không quy định về môi trường và chế độ bôi trơn, nên môi trường của thí nghiệm này được lấy theo môi trường quy định trong ISO 230 – 2: Tiêu chuẩn về xác định độ chính xác và khả năng lặp lại định vị của trục điều khiển số (200C; RH60%, có bôi trơn).
80
Thời gian cho mỗi thí nghiệm được xác định dựa theo quy định trong TCVN 7699-2- 30. Theo đó, thời gian lấy mẫu là bội số của chu kỳ 24 giờ, và tùy thuộc vào mức độ khắc nghiệt của thử nghiệm. Để xác định tốc độ mòn, từ đó tính được tuổi thọ VMĐB (hết tuổi thọ là đến khi nó không đảm bảo độ chính xác cho phép). Tối thiểu cần xác định được lượng mòn ở hai thời điểm trong giai đoạn mòn ổn định. Mặt khác, VMĐB là một trong những cụm chi tiết có ảnh hưởng rất lớn đến độ chính gia công, do đó nó được chế tạo với độ chính xác cao, được xử lý nhiệt, xử lý chất lượng bề mặt rất tốt, nên thời gian của giai đoạn chạy rà có thể bỏ qua do rất ngắn và nằm trong khoảng thời gian 24 giờ đầu tiên. Do đó, mỗi thí nghiệm sẽ được tiến hành với 2 chu trình nhiệt ẩm nối tiếp (48 giờ), 24 giờ lấy số liệu một lần. Thời điểm lấy số liệu thứ hai (sau 24 giờ) và thời điểm lấy số liệu thứ ba (sau 48 giờ) để xác định tốc độ mòn và tính tuổi thọ dự kiến của VMĐB.
Theo [37], bộ truyền VMĐB có cấp chính xác C7 thì sai lệch một phía cho phép được xác định:
| | | | | | | | (m) (3.3) Sai lệch tối đa cho phép (ứng với tuổi thọ tối đa) với bộ truyền C7:
[U] = max = 2 . ( ep7) = 2 . (31,2) = 62,4 (m) (3.4)