1. ĐẶT VẤN ĐỀ
3.2.1 Mô hình thiết kế
Để làm rõ ảnh hƣởng phân bố áp suất trên bề mặt đệm khí của việc phân tách đệm khí độc lập đến độ cứng vững của ổ khí quay, tác giả đã đƣa ra ba phƣơng án thiết kế kết cấu của ổ khí. Việc mô phỏng đƣợc thực hiện trên 3 mô hình: mô hình 1: các rãnh trên bề mặt bạc đệm khí đƣợc nối thông nhau, mô hình
2: các rãnh dẫn hình chữ nhật với lỗ đột thắt đƣợc bố trí xung quanh bề mặt bạc
đệm khí, không có đƣờng thoát khí phân tách thành các đệm khí riêng biệt, mô hình 3: các rãnh dẫn hình chữ nhật với lỗ đột thắt trung tâm, đƣợc phân tách nhau bởi rãnh thoát khí tạo thành các đệm khí riêng biệt. Từ các kết quả mô phỏng sẽ lựa chọn ra phƣơng án tốt nhất để tiến hành gia công chế tạo và thực nghiệm trên mô hình đã mô phỏng. Hình 3.1 đến hình 3.7 là các phƣơng án thiết kế cho ổ trục khí tĩnh bao gồm các chi tiết giữa trục, bạc và nắp dƣới. Trong đó hình 3.7 là kết cấu mô hình lắp ráp cho ổ khi tĩnh.
Thiết kế chi tiết bạc cho mô hình 1 với các rãnh khí chiều rộng rãnh 0,5 và chiều sâu 0,3 liên kết với nhau nhƣ hình khai triển dƣới đây:
Hình 3. 1 Đệm khí các rãnh dẫn liên kết với nhau
Thiết kế chi tiết bạc cho mô hình 2 với các rãnh khí chiều rộng 0,5 và chiều sâu 0,3 đƣợc liên kết với nhau thành sáu vùng đệm khí hình chữ nhật.
Hình 3. 2 Đệm khí dạng rãnh dẫn liên kết hình chữ nhật
Thiết kế chi tiết bạc cho mô hình 3 với các rãnh khí chiều rộng 0,5 và chiều sâu 0,3 đƣợc liên kết với nhau thành 6 vùng đệm khí hình chữ nhật nhƣng các vùng độc lập với nhau tạo thành những vùng khí riêng biệt trong ổ khí.
Hình 3. 3 Đệm khí dạng rãnh dẫn liên kết hình chữ nhật phân lập
Hình 3. 4 Bản vẽ chi tiết trục
Hình 3. 6 Bản vẽ chi tiết bạc
Hình 3. 7 Mô hình bản vẽ lắp ráp
Trong chƣơng 2 đã phân tích định vị khi nắp mô hình ổ khí quay giữa chi tiết trục, nắp và bạc đƣợc định vị 5 bậc tự do. Nếu chế tạo các chi tiết không đảm bảo chính xác khi nắp ráp một số bậc định vị có thể bị khống chế nhiều lần dẫn đến số bậc định vị trùng nhau. Nhƣ vậy khi nắp ráp ổ khí sẽ xảy ra hiện tƣợng siêu định vị. Để ổ khí có thể hoạt động không bị siêu định vị chỉ còn một bậc tự do quay của trục thì ổ khí phải đƣợc chế tạo đảm bảo đƣợc chính xác.
Sau khi lắp ráp chi tiết theo bản vẽ, khảo sát khe hở lớp đệm khí giữa bạc, đệm khí dƣới và trục quay trong khoảng 1 – 12 µm, nhƣ mô hình không gian khí chảy trong ổ khí (Hình 3.7). Để ổ khí có thể hoạt động không bị tiếp xúc điều kiện khi gia công chế tạo chính xác ở cấp chính xác khi lắp ráp theo bảng 3 [79] giữa lỗ và trục là H7/f7, giữa vai trục và nắp H7/g6 điều kiện cần:
Δđộ tròn + Δđộ thẳng < Δz1 và Δđộ phẳng + Δ// < Δz2 + Δz3
Trong đó: Δz1 khe hở giữa trục và lỗ bạc
Δz2, Δz3 khe hở mặt đầu bạc với trục và nắp ổ khí Δ// Độ không song song giữa đệm dƣới, các vai trục
Δđộ tròn là tổng sai lệch độ tròn của trục và lỗ bạc ổ khí (A) Δđộ thẳng là tổng sai lệch độ thẳng của trục và lỗ bạc ổ khí (A) Δđộ phẳng là tổng sai lệch độ phẳng của vai trục, nắp và mặt đầu lắp ghép của bạc.
Theo hình vẽ 3.2 và 3.4 ta có
Δđộ tròn + Δđộ thẳng = 0.02 + 0.024 = 0.044 < Δz1 = Δz1tb = 0.052 Δđộ phẳng + Δ// = 0.006 + 0.01 = 0.016 < Δz2 + Δz3 = 0.017
Nhƣ vậy để ổ có thể hoạt động đƣợc thì điều kiện phƣơng trình 3.3, 3.2 phải thỏa mãn phƣơng trình 3.1