KẾT LUẬN CHƢƠNG 3
Trong nghiên cứu này, ba mơ hình mơ phỏng ổ khí quay với các đệm khí thơng nhau, đệm khí hình chữ nhật lỗ thắt trung tâm thí thốt ở giữa bạc và các đệm khí riêng biệt đã đƣợc 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 ngƣợc 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 mơ hình (1) và mơ hình (2), lực này thay đổi không đáng kể do vùng áp suất đƣợc kết nối. Áp suất khơng khí tại mọi điểm trong khe hở hầu nhƣ không thay đổi. Đối với mô hình (3), khí nén đƣợc cấp
330 340 350 360 370 380 390 0 5000 10000 15000 20000 25000 Áp suất (kPa) v (rpm)
Áp suất trung bình trên bề mặt ổ trục
Average pressure on journal surface
Áp suất trung bình trên bề mặt ổ trục
riêng cho từng vùng mang khí rãnh, do đó lực này thay đổi nhiều hơn so với thay đổi khe hở khơng khí. Áp suất khơng khí tại mỗi điểm trong khe hở khơng khí bị thay đổi đáng kể do vùng mang khơng khí đƣợc tách biệt trong trục và bạc trong ổ khí. Với các thơng số thiết kế nhƣ kích thƣớc đƣờng 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 mơ hình (1) và mơ 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 dƣới 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 cơng, lực đẩy của đệm khí mặt trên cộng với trọng lực trục quay sẽ bằng tổng lực đẩy của đệm khí phía dƣới cộng với phản lực tác động lên mũi khoan, xác lập điểm cân bằng khe hở z của đệm khí mặt trên và mặt dƣới theo phƣơng 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 vịng/phút thì áp suất phân bố trên bề mặt này giảm từ 0,38MPa xuống 0,34MPa, sự giảm này khơng đáng kể trong ổ khí tĩnh.
CHƢƠNG 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT Ổ KHÍ TĨNH ỨNG DỤNG
TRONG GIA CƠNG LỖ NHỎ
Trên cơ sở các tính tốn lý thuyết và mơ phỏng xác định các đặc tính kỹ thuật của ổ khí quay, chƣơng này sẽ trình bày một số kết quả thực nghiệm đánh giá các thơng số hoạt động của mơ hình ổ khí đƣợc thiết kế mô phỏng và chế tạo.
Với kết cấu ổ khí quay đƣợc chế tạo có bạc đệm khí dạng trụ phân lập mang đệm khí ăn khớp bộ đơi với trục quay, kết hợp với đệm khí mặt chặn trên và dƣới vai trục tạo ra lực đẩy theo chiều dọc trục ổ khí. Các thực nghiệm đƣợc tiến hành bao gồm thực nghiệm đánh giá độ chính xác kích thƣớc, hình dáng và vị trí bề mặt; kiểm tra trạng thái khơng tiếp xúc cơ khí giữa bạc và trục; đánh giá khả năng tải và đánh giá độ cứng của ổ theo phƣơng hƣớng 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.
4.1. ĐÁNH GIÁ CÁC THƠNG SỐ KÍCH THƢỚC, SAI SỐ HÌNH DÁNG HÌNH HỌC VÀ SAI SỐ VỊ TRÍ BỀ MẶT CỦA Ổ KHÍ
-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)
+ Panme điện tử Mitutoyo No.293-266, Dải đo: 0 ÷ 25 mm, Độ phân giải: 0.001mm, Độ chính xác : ±1µm, Hệ đơn vị: mét
+ Máy đo 3 tọa độ Máy đo Máy đo 3 tọa độ tự động Crysta – Apex S 500 Series độ phân giải 0,001, độ chính xác 0,003+1500L/1000
+ Máy đo độ nhám SJ-301 Mitutoyo Tiêu chuẩn JIS 2001 - Nhiệt độ thực nghiệm: 250C
Sơ đồ gá đặt đo các chi tiết của ổ khí.
+ Gá đặt chi tiết trên máy đo tọa độ các chi tiết của ổ khí: Chi tiết Bạc, chi tiết trục và chi tiết nắp.
Trên máy đo 3 tọa độ với cách gá đặt nhƣ hình 4.1 dƣới ta đo đƣợc các thơng số: 1. Chi tiết bạc của ổ khí đo đƣợc độ vng góc giữa lỗ của bạc với hai mặt đầu độ tròn, độ trụ, của lỗ 20, độ song song của 2 mặt bạc.
2. Chi tiết trục đo đƣợc độ vng góc giữa trục với vai trục, độ song song giữa các vai trục, độ trịn, độ trụ của trục đƣờng kính 20.
3. Chi tiết nắp đo đƣợc độ song song, độ phẳng giữa các mặt, độ vng góc giữa lỗ và mặt.
Các kết quả đo thể hiện trong bảng phụ lục PL1 đến PL6