5. Phương pháp nghiên cứu
2.4.5 Xác nhận thí nghiệ m
Phương pháp tạo mô hình nhiệt được đề xuất trên một trục chính của máy tiện ngang. Hình 2.17 cho thấy sự xây dựng thí nghiệm, trong đó trục chính được dẫn
hướng bởi một AC motor và một công cụ phân tích trục chính được sử dụng để đo sự tản nhiệt của đầu trục chính. Ba cảm biến nhiệt được lắp đặt cho sự thu thập dữ
liệu nhiệt độ dựa trên sự biến dạng dài nhiệt của các thành phần máy được đơn giản hoá.
Hình 2.17 Thiết lập thí nghiệm cho mẫu thử giãn nhiệt
Một mẫu được thực hiện tại một tốc độ trục chính đã được lập trình như hình 2.18(a). Hình 2.18(b) để chứng minh sự thay đổi nhiệt độ. Nhiệt độ đo được của cảm biến 1 và 2 được sử dụng cho mô hình đào tạo sai số nhiệt. Sự tản nhiệt được
đo và kết quả mô hình được so sánh trong hình 2.19 cũng như sai số còn lại.
Hình 2.18 Kết quả thí nghiệm của mẫu 1 (a) Tốc độ trục chính, (b) sự biến đổi nhiệt độ.
Hình 2.19 Kết quảđo được và tạo mô hình của thí nghiệm trục chính.
Hai bộ mẫu thử khác được chỉđạo đểđiều tra sựổn định của mô hình sai số nhiệt
được tìm thấy. Sự thay đổi tốc độ trục chính được hiển thị trong hình 2.20. Sự thay
đổi duy nhất của tốc độ trục chính giữa sự xác định và các mẫu thiết lập là vì trong thời gian của giai đoạn nóng lên là được ngắn lại hoặc dài ra khoảng 50%. Mô hình tạo mẫu đầu tiên được sử dụng để dự đoán sai số nhiệt trong hai mẫu thẩm định. Những sai số nhiệt được đo và được dựđoán cũng được hiển thị trong hình 2.20
Nó có thể được nhìn từ kết quả thí nghiệm mà hầu hết sự mở rộng trục chính có thểđược diễn tả bằng mô hình đã được tìm ra. Trong suốt giai đoạn làm lạnh, tuy nhiên, sự khác nhau giữa sai số nhiệt được đo và sai số dựđoán là rộng hơn so với giai đoạn nóng lên. Lý do có thể do FEA( finite element analysis) của mẫu trục chính được đơn giản hoá mà không đưa vào cấu trúc bên trong của trục chính. Nguồn nóng không chỉ đơn thuần từ sức nóng được sinh ra bởi AC motor, mà còn từ sự cọ sát của trục chính cũng sinh ra. Nó được cho rằng một mô hình CAD cụ thể
hơn sẽ tăng cường kết quả của FEA và sự tăng thêm cảm biến nhiệt để có được nhiều kiểu nhiệt hơn cũng sẽ cải thiện thêm sự hiệu quả của mô hình nhiệt. Để
chứng minh phương pháp nhiệt chiếm ưu thế, hằng số thời gian tương ứng được
được đánh giá bằng sự điều chỉnh đường cong tương ứng. Sự thay đổi nhiệt đổi nhiệt độ của các cảm biến được lắp đặt là được thu thập sau mỗi mẫu thửđược xem trong hình 2.21. Một hàm số của công thức sau:
T(t) = A1 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − + ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − + ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − − 1 1 − 2 1 − 3 1 τ 2 τ 3 τ t t t e A e A e 2.17
được sử dụng để phù hợp với dữ liệu nhiệt độ được thu thập, dựa vào sự giả định mà chỉ 3 phương pháp chiếm ưu thế quá trình nhiệt. Hằng số thời gian được đánh giá là τ1=363.6min, τ2 = 61.7min và τ3 = 27.0 phút. Trọng tải phân bố của mỗi một phương pháp trong 3 mẫu thửđược hiển thị trong hình 2.22. Đối với mỗi cảm biến, tỷ lệ giữa trọng lượng dưới những điều kiện làm việc khác nhau là khá ổn định, cho thấy rằng sự thay đổi nhiệt độ luôn luôn kết hợp với những dạng nhiệt cùng một tỷ
lệ.
Thực tế này chứng minh sự tồn tại sự liên quan quan trọng của nhiệt. Nhưđã
được thừa nhận điều kiện bên trong suốt thời gian khởi động và giai đoạn hạ nhiệt là khác nhau chút ít, nhưng thực tế rằng một vài phương pháp để giữ quá trình tản nhiệt đã được tiết lộ.
Hình 2.21 Sự biến đổi nhiệt độ sau mỗi mẫu thử
(a) mẫu 1, (b) mẫu 2 và (c) mẫu 3.
Hình 2.22 Phân bố tải trọng của ba dạng nhiệt độđầu tiên (a) Sensor 1, (b) Sensor (2) và (c) Sensor 3