1. ĐẶT VẤN ĐỀ
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng tốc độ quay đến áp suất trung bình trên bề mặt bạc
Khảo sát ảnh hưởng của áp suất trung bình trên bề mặt bạc phục thuộc tốc độ quay chỉ ra ở hình 3.18. Khi tăng tốc độ quay từ 5000 đến 20000 vòng/phút, áp suất trung bình trên bề mặt giảm từ 0,38MPa xuống 0,337MPa, điều đó cũng có nghĩa là tăng tốc độ quay thì độ cứng vững hướng kính cũng có xu hướng giảm
Hình 3. 18 Quan hệ giữa vận tốc quay và áp suất trung bình trên bề mặt bạc Trong quá trình khảo sát ổ khí quay sử dụng mô phỏng, có thể trích áp suất tại các điểm trên bề mặt ổ, điều này cho phép phân tích sự phân bố áp suất trên bề mặt ổ khí. Như hình 3.19, áp suất tại điểm A là 397014Pa = 0,397MPa và điểm B là 399794Pa = 0,4MPa
Hình 3. 19 Trích áp suất trên bề mặt ổ tại các điểm A và B
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
Trong nghiên cứu này, ba mô hình mô phỏng ổ khí quay với các đệm khí thông nhau, đệm khí hình chữ nhật lỗ thắt trung tâm thí thoát ở giữa bạc và các đệm khí riêng biệt đã được thiết lập để so sánh độ cứng vững. Khi trục bị đẩy ra khỏi tâm (vị trí cân bằng tâm trục trong ổ khí quay), xuất hiện lực ngược chiều với chiều đẩy do sự thay đổi của áp suất khí phân phối trong khe hở giữa trục và nắp ổ trục trong ổ khí quay. Đối với mô hình (1) và mô hình (2), lực này thay đổi
riêng cho từng vùng mang khí rãnh, do đó lực này thay đổi nhiều hơn so với thay đổi khe hở không khí. Áp suất không khí tại mỗi điểm trong khe hở không khí bị thay đổi đáng kể do vùng mang không khí được tách biệt trong trục và bạc trong ổ khí. Với các thông số thiết kế như kích thước đường kính danh nghĩa ϕ20mm, rãnh cấp khí chữ nhật rộng 0,5mm và sâu 0,3mm, độ nhám bề mặt 0,32μm, áp suất đầu vào 4bar, tốc độ quay 20000vòng/phút, khe hở đệm khí 12μm, chênh lệch lực đẩy giữa mô hình (1) và mô hình (3) là 13 lần khi trục bị đẩy lệch tâm ra xa 11μm. Điều này chỉ ra rằng cần tạo các ổ khí riêng biệt xung quanh chu vi trục chính để tăng độ cứng vững của lớp màng khí nén giữa trục và bạc.
Qua mô phỏng sự thay đổi về lực đẩy của đệm khí mặt chặn trên và mặt chặn dưới vai trục cho thấy lực đẩy của 2 đệm khí cân bằng ở các khe hở khác nhau. Trong quá trình khoan sẽ xuất hiện lực chiều trục do mũi khoan ấn xuống bề mặt vật liệu gia công, lực đẩy của đệm khí mặt trên cộng với trọng lực trục quay sẽ bằng tổng lực đẩy của đệm khí phía dưới cộng với phản lực tác động lên mũi khoan, xác lập điểm cân bằng khe hở z của đệm khí mặt trên và mặt dưới theo phương dọc trục.
Khảo sát sự thay đổi của tốc độ quay đến áp suất phân bố trên bề mặt của ổ khí cho thấy khi tốc độ quay của trục tăng lên 10000 đến 20000 vòng/phút thì áp suất phân bố trên bề mặt này giảm từ 0,38MPa xuống 0,34MPa, sự giảm này không đáng kể trong ổ khí tĩnh.
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT Ổ KHÍ TĨNH ỨNG DỤNG
TRONG GIA CÔNG LỖ NHỎ
Trên cơ sở các tính toán lý thuyết và mô phỏng xác định các đặc tính kỹ thuật của ổ khí quay, chương này sẽ trình bày một số kết quả thực nghiệm đánh giá các thông số hoạt động của mô hình ổ khí được thiết kế mô phỏng và chế tạo. Với kết cấu ổ khí quay được chế tạo có bạc đệm khí dạng trụ phân lập mang đệm khí ăn khớp bộ đôi với trục quay, kết hợp với đệm khí mặt chặn trên và dưới vai trục tạo ra lực đẩy theo chiều dọc trục ổ khí. Các thực nghiệm được tiến hành bao gồm thực nghiệm đánh giá độ chính xác kích thước, hình dáng và vị trí bề mặt; kiểm tra trạng thái không tiếp xúc cơ khí giữa bạc và trục; đánh giá khả năng tải và đánh giá độ cứng của ổ theo phương hướng kính và dọc trục; đánh giá độ ổn định tâm của ổ thông qua thực nghiệm khoan lỗ nhỏ ở các tốc độ quay khác nhau.