Mỏy phỏt điện ỏp xung

Bộ tạo rung PZT đó thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh, song để bộ tạo rung cú thể hoạt động được và điều khiển theo yờu cầu, cần thiết phải cung cấp cho cỏc PZT một điện ỏp xung cú thể điều chỉnh giỏ trị điện ỏp và tần số dũng điện một cỏch dễ dàng. Do vậy, một mỏy phỏt điện ỏp xung tần số cao điều chỉnh được tần số đó được sử dụng, đú là mỏy Ultrasonic Generator do Beijing Ultrasonic sản xuất với cụng suất 1200W, tần số phỏt điện ỏp xung là 19 kHz; 28 kHz; 35 kHz và 40 kHz . Mỏy chạy điện ỏp đầu vào 110-120V/60Hz, dũng định mức là 4.5A. Hỡnh ảnh cũng như sơ đồ mạch điện của mỏy được thể hiện trờn hỡnh 2.9.

Hỡnh 2.9. Mỏy phỏt điện ỏp xung, cụng suất 1200W

2.4.Kiểm chứng

Sau khi thiết kế, chế tạo được bộ tạo rung tớch hợp cho tiện tiến hành lắp đặt và tiện thử.Thấy rằng bộ tạo rung làm việc ổn định cỏc thụng số đỳng với thiết kế ban đầu,quỏ trỡnh tiện cứng tốt và an toàn.Vỡ vậy bộ tạo rung này sẽ được sử dụng để tiến hành cỏc thớ nghiệm tiện cứng cú tớch hợp rung siờu õm tần số cao.

2.5. Kết luận chương

Chương này đó trỡnh bày thiết kế bộ tạo rung động theo nguyờn lý tạo rung bằng việc ứng dụng hiệu ứng ỏp điện. Sau khi thiết kế, cơ cấu này đó được chế tạo và lắp rỏp hoàn chỉnh. Nú được chọn để thử nghiệm so sỏnh quỏ trỡnh tiện cứng cú rung động trợ giỳp và quỏ trỡnh tiện cứng truyền thống.

Chương 3

THIẾT BỊ VÀ KẾ HOẠCH THÍ NGHIỆM

Giới thiệu

Chương này trỡnh bày về cỏc bước thiết kế thớ nghiệm tiện cứng cỏc mẫu thộp hợp kim 9XC đó tụi cú độ cứng 58-60 HRC với 2 phương phỏp tiện khỏc nhau: tiện truyền thống và tiện cú rung động trợ giỳp. Mục 3.1 trỡnh bày về thiết bị gia cụng, chuẩn bị cỏc vật tư cho thớ nghiệm. Mục 3.2 trỡnh bày về cỏc thiết bị đo kết quả sau gia cụng tiện cứng cú rung và khụng rung.Mục 3.3 trỡnh bày về cỏc cỏch thu thập dữ liệu sau gia cụng. Mục 3.4 trỡnh bày về thiết kế thớ nghiệm tiện cứng và tớnh toỏn số lượng mẫu thớ nghiệm. Mục cuối cựng của chương túm tắt cỏc kết luận của chương.

3.1.Thiết bị gia cụng

Để so sỏnh hiệu quả quỏ trỡnh tiện cứng tớch hợp rung động so với tiện cứng truyền thống, tiến hành thớ nghiệm tiện thộp hợp kim 9XC đó tụi trờn mỏy tiện MAZAK (hỡnh 3.1) với dao tiện thộp giú gắn mảnh hợp kim cứng như đó trỡnh bày ở mục 2.3 ở trờn và đo xỏc định cỏc thụng số của cỏc phụi tiện và đặc điểm phoi trờn cỏc dụng cụ đo tại phũng thớ nghiệm của trường Đại học Kỹ thuật cụng nghiệp- Đại học Thỏi Nguyờn. Cỏc thiết bị cho qua trỡnh thớ nghiệm cụ thể như sau:

3.1.1.Mỏy tiện MAZAK:

Đõy là loại mỏy tiện do tập đoàn chế tạo mỏy cụng cụ nổi tiếng thế giới, Mazak của Nhật Bản sản xuất. Hỡnh 3.1 thể hiện mỏy tiện dựng để thớ nghiệm tiện tại doanh nghiệp tư nhõn của anh Nguyễn Đức Dũng. Cỏc thụng số mỏy như sau:

Bảng 3.1. Thụng số cơ bản của mỏy tiện sử dụng thớ nghiệm

Số hiệu mỏy Tốc độ trục chớnh (v/ph) Số cấp tốc độ trục chớnh (cấp) Kớch thước gia cụng lớn nhất (mm) Cụng suất động cơ (KW)

Lượng chạy dao (mm/ph)

MAZAK

D = 280 25 - 1500 Z = 12 800x400x400 N = 7.5

Hỡnh 3.1. Mỏy tiện Mazak D = 280

3.1.2.Dao tiện cú tớch hợp rung

a. Nguyờn tắc tạo rung động bổ sung

Nguồn tạo rung là một cơ cấu ứng dụng hiệu ứng ỏp điện.Cơ cấu rung sử dụng tinh thể gốm ỏp điện hay cơ cấu chuyển đổi ỏp điện PZT( Piezoelictric Transducers) thường cú tần số rung lớn và biờn độ rung nhỏ. Piezo này cú tần số 28 KHz với biờn độ rung là 5 micromet được nối với dũng phần tử điện rung để tạo rung.Dũng phần tử điện dung là một thiết bị biến tần, thiết bị này sử dụng đầu vào là dũng xoay chiều tần số 50 – 60 Hz. Cỏc PZT này đó được ứng dụng phổ biến và chế tạo thành cụng trờn nhiều loại mỏy ở cỏc nước trờn thế giới.

b. Sơ đồ gỏ khi tiện rung

Dựa trờn nguyờn tắc tạo rung đó trỡnh bày ở trờn, mụ hỡnh gỏ rung đó được thiết kế hoàn chỉnh. Hỡnh 3.2 trỡnh bày kết cấu sơ đồ gỏ đặt khi tiện tinh cú sự trợ giỳp của rung siờu õm tần số cao.

Hỡnh 3.2. (a) Mụ hỡnh thiết kế và (b) thiết bị gỏ rung thực tế

Trờn hỡnh 3.2 (a), Piezo được gắn trờn phần đầu của dao tiện.Khối gồm dao tiện (2) và Piezo được gỏ cỏch điện trờn đài dao (1) của mỏy tiện.Hai cực của Piezo được nối với mỏy phỏt điện ỏp xung tần số cao (hỡnh 3.3). Mỏy phỏt điện ỏp xung tần số cao được sử dụng đú là mỏy Ultrasonic Generator do Beijing Ultrasonic sản xuất với cụng suất 1200W, tần số phỏt điện ỏp xung lớn nhất là 40 kHz. Mỏy chạy điện ỏp đầu vào 110- 120V/60Hz, dũng định mức là 4.5A. Phụi số (3) được kẹp cỏch điện trờn mõm cặp mỏy tiện. Ảnh chụp đồ gỏ lắp trờn mỏy được minh họa trờn hỡnh 3.2(b).

Hỡnh 3.3. Mỏy phỏt điện ỏp xung