1. Lịch sử phát triển của máy công cụ CNC
2.3.1.1 Kiểm nghiệm sự gia tăng nhiệt độ
Hệ thống bôi trơn hỗn hợp khí - dầu đòi hỏi phải quan tâm đến các tham số, chẳng hạn như chu kỳ bôi trơn, áp suất khí tại các vị trí bôi trơn, áp suất khí tại trục chính, khối lượng dầu trong mỗi chu kỳ, kích thước của van phân phối dầu, cũng như các loại dầu và độ nhớt. Mặc dù bôi trơn khí - dầu đã được áp dụng cho các ổ lăn với trục tốc độ cao, tuy nhiên vẫn còn ít thông tin nghiên cứu đến các khía cạnh nhiệt độ. Với nhu cầu ngày càng tăng đối với gia công tốc độ cao, nhiệt sinh ra của ổ lăn dẫn đến không chỉ gây biến dạng của trục, mà còn thay đổi khe hở khe hở của ổ lăn, do đó làm thay đổi đặc tính của ổ lăn [8,9].
Nguyên tắc của bôi trơn hỗn hợp khí - dầu là giọt dầu sẽ bị phân tách ra bởi áp suất khí, và được di chuyển theo hướng của dòng khí trong ống đến các đầu phun, bôi trơn các ổ lăn.
Với nghiên cứu theo phương pháp về ảnh hưởng sự gia tăng nhiệt độ đối với gia công tốc độ cao khi thực hiện thí nghiệm nghiên cứu đối với bôi trơn cụm trục chính được gối lên bốn vòng bi gốm ở phía trước, hai vòng bi ở phía sau, các đường kính vòng ngoài của ổ bi là 110mm, đường kính vòng trong là 70mm, chiều rộng là 20mm, sắp xếp ngược chiều để đảm bảo độ cứng cao (hình 2.18).
50
Hình 2.18. Sơ đồ đo kiểm tra trục chính.
Hình 2.19. Hệ thống bôi trơn hỗn hợp khí - dầu.
Với thí nghiệm này, để kiểm soát nhiệt độ, hệ thống gắn 8 cặp nhiệt độ đo tại các vị trí các nguồn nhiệt có khả năng gây biến dạng nhiệt (hình 2.18). Nhiệt độ gây ra trên trục chính chủ yếu từ sự ma sát của các ổ lăn, để phân tích nhiệt độ của các vòng bi, các cặp nhiệt độ này được gắn sâu bên trong trục. Quá trình đo nhiệt độ trên trục được diễn ra đồng thời, trục quay với tốc độ quy định (hình 2.19). Khi tất cả các cặp nhiệt độ tăng lên đến mức ổn định, dừng trục chính và ghi lại các giá trị nhiệt độ.
51
2.3.1.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng các tham số bôi trơn đối với trục cao tốc bằng thực nghiệm
Mục đích của phương pháp này là nghiên cứu sự gia tăng nhiệt độ trên trục chính cao tốc được bôi trơn bằng hỗn hợp khí-dầu. Phương pháp này được áp dụng để phân tích các yếu tố hiệu quả. Xác định tỷ lệ phần trăm của mỗi yếu tố và các thiết lập tối ưu hiệu quả các thông số để sự gia tăng nhiệt độ là thấp nhất [8].
Trước khi xác định điều kiện bôi trơn tối ưu, các tham số phải được xác định, ví dụ các yếu tố chính có thể ảnh hưởng đến sự gia tăng nhiệt độ. Từ những kiểm tra và đánh giá trước đây, yếu tố gia tăng nhiệt độ trong trục chính tốc độ cao với hệ thống bôi trơn khí - dầu có thể được xác định bao gồm: độ nhớt dầu, chiều dài ống, khối lượng dầu mỗi chu kỳ, chu kỳ bôi trơn và áp suất không khí. Sau đây là mô tả ngắn gọn về các kết quả nghiên cứu hiệu quả.
Độ nhớt của dầu
Độ nhớt của dầu ảnh hưởng đến điều kiện bôi trơn. Các loại dầu có độ nhớt thấp thường ít được lựa chọn, vì khi có tải lớn, khả năng chịu tải có thể không đủ, do đó làm giảm tuổi thọ của các ổ lăn. Nên sử dụng dầu với độ nhớt cao phù hợp với tải trọng của máy.
Độ dài ống
Ống kết nối phân phối chất bôi trơn tới trục chính. Các ống cung cấp cần phải có đủ khoảng cách để dầu và không khí có thời gian trộn đều trước khi vào các trục chính. Nếu ống quá ngắn, dầu có thể không có thời gian để kịp phân tán trước khi đến vị trí bôi trơn, do đó gây ra sự bôi trơn không đồng nhất.
Khối lượng dầu mỗi chu kỳ
Khối lượng của mỗi giọt dầu đi qua thông qua van phân phối ảnh hưởng đến quá trình bôi trơn. Dầu quá ít thì không đủ bôi trơn, còn nếu dầu quá nhiều sẽ gây ra ma sát lớn. Khối lượng dầu thích hợp có thể làm giảm sự gia tăng nhiệt độ trong quá trình hoạt động.
Chu kỳ bôi trơn
52 Áp suất không khí
Áp lực khí nén được cung cấp bởi một máy nén khí đối với hệ thống bôi trơn rất quan trọng, thông thường sử dụng với áp suất khoảng 5 bar, áp suất khí được điều chỉnh bởi một van điều áp. Khí nén đẩy dầu chảy trong ống. Không khí sẽ giúp phân phối dầu đồng nhất cũng như để làm mát các ổ lăn. Vì vậy, có thể nói áp suất không khí không chỉ ảnh hưởng đến tình trạng bôi trơn mà còn tăng hiệu quả làm mát.