1. ĐẶT VẤN ĐỀ
4.4. THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤC
PHƢƠNG NGANG
+ Điều kiện thực nghiệm
Thiết bị và dụng cụ thực nghiệm
Ổ khí quay đã chế tạo theo các nghiên cứu bản vẽ đƣa ra tại chƣơng 3
Máy nén khí FuSheng model 03 – E sản xuất 3/2012 (áp suất nén max = 10bar) Bộ lọc khí MODEL 010
Kích thƣớc 64,5 mm x 14,6 mm x 14,6 mm Lƣu lƣợng lớn nhất 11,5 m³/min
Áp lực lớn nhất ≤1,0MPa
Bộ lọc khí bao gồm : 1 lọc tinh + 1 lọc thô + 1 siêu tinh Bộ điều áp chính xác MIDIFIL 15
1 cảm biến đo áp suất SPSA1
1 Đầu đo Laser ZX-LDA11-N (ZX-LD30V) của hãng OMRON Corporation đƣợc sử dụng để xác định khoảng cách + Khối V + Các quả nặng tải trọng - Nhiệt độ thực nghiệm: 250C + Mô hình thực nghiệm 1. Ổ khí quay 2. Quả nặng tải trọng 3. Khối V 4. Bàn máp 5. Đồng hồ đo laser
Hình 4. 11 Mô hình kiểm tra tải theo phƣơng ngang + Hình ảnh thực nghiệm
Đầu đo laser Ổ khí quay Qủa nặng
Bộ hiển thị
Điều áp Cảm biến áp suất
+ Tiến hành thực nghiệm
- Cấp khí nén cho ổ quay.
- Điều chỉnh để đầu laser đi qua đỉnh trục, lấy số liệu x1 khi chƣa cấp khí cho ổ.
-Cấp khí nén cho ổ khí, lấy giá trị x2 của đầu đo laser, hiệu số |x1-x2| chính là khe hở hƣớng kính của bạc đệm khí mặt trụ phía dƣới của ổ khi chƣa có tải hƣớng kính.
- Đặt tải hƣớng kính 2 đầu trục, mỗi đầu các khối lƣợng 0,5kg, điều chỉnh đầu
laser vào đỉnh trục và đo 2 giá trị khi chƣa cấp khí và cấp khí giống các bƣớc ở trên lấy hiệu số |x1-x2|
- Thực hiện thí nghiệm cho đến khi giá trị x1=x2, khi đó tải hƣớng kính của ổ khí không thắng đƣợc tải sinh ra do các quả nặng đặt vào trục theo phƣơng hƣớng kính, trục và bạc đệm khí mặt dƣới tiếp xúc với nhau.
- Lặp lại các phép đo đến khi trục và bạc tiếp xúc ta đƣợc bảng sau Bảng 4. 2 Kết quả đo khe hở khí giữa trục và bạc đệm khí khi tải
trọng hƣớng kính thay đổi (µm) Lần đo 1(µm) Lần đo 2(µm) Lần đo 3(µm) Lần đo 4(µm) Lần đo 5(µm) Lần đo 6(µm) Lần đo 7(µm) Lần đo 8(µm) . 79
D ịc h ch uy ển ( m ic ro m et ) 14 12 10 8 6 4 2 0 0 Tải trọng F (kg)
Hình 4. 13 Đồ thị độ dịch chuyển trục theo phƣơng ngang
Nhận xét
Khi đặt tải tăng dần từ 1kg đến 7kg thì trục với bạc tiếp xúc.
Từ đồ thị ta thấy khi khe hở giảm tức là tải đặt lên lớn hay lực tác động lên theo phƣơng hƣớng tâm tăng.
Đồ thị có hình dạng gần nhƣ tuyến tính ta có thể nhận thấy đặc tính của ổ khí giống nhƣ 1 lò xo có độ cứng k
Độ cứng hƣớng tâm trung bình của ổ khí là
k J k
Trong quá trình hoạt động, dƣới tác động của một lực đẩy hƣớng tâm 5N thì trục mới đi lệch vị trí 1 μm. Tức là muốn trục quay hoạt động ổn định trong phạm vi định tâm nhỏ hơn 1μm thì các lực đẩy hƣớng tâm phát sinh bất thƣờng trong quá trình quay phải nhỏ hơn 5N.
Độ cứng hƣớng tâm đạt đƣợc so với tính toán mô phỏng ở chƣơng nhỏ hơn với mô phỏng. Nguyên nhân có thể do quá trình gia công chế tạo các lỗ đột thắt và xung điện cƣc rãnh dẫn trên bề mặt trụ độ sâu của các rãnh không đƣợc đều nhau, gia công ở phía trong bề mặt lỗ khó và không chính xác về kích thƣớc, sai lệch hình dạng dọc trục không đều đặc biệt vị trí 2 đầu của lỗ bạc khe hở lớn làm tổn thất khí, không duy trì đƣợc áp suất. Theo công thức tính toán lực nâng theo điện khí tƣơng đƣơng ở chƣơng 2, lực nâng tỷ lệ với bình phƣơng đƣờng kính lỗ đột thắt d1 do đó chỉ cần sai số nhỏ của d1 sẽ dẫn đến thay đổi lớn về lực nâng và độ cứng.