CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM
4.2. Thực nghiệm kiểm chứng khả năng làm việc của hệ thống thí nghiệm
4.2.2. Kết quả thực nghiệm
4.2.2.1. Kết quả thực nghiệm đo mòn đá
Sau khi tiến hành thí nghiệm mài 30 chi tiết với điều kiện nguồn khí nén đi vào đầu đo có áp suất không đổi P = 4 bar thu được kết quả như sau:
Kết quả được xuất ra 1 file txt như trong bảng kết quả thực nghiệm ở phụ lục 4 và 1 file ảnh thể hiện đồ thị giá trị analog theo thời gian mài, đồ thị áp suất theo thời gian mài, đồ thị lượng mòn theo số chi tiết mài như trong giao diện phần mềm thể hiện trên hình 4.2. Trong giao diện phần mềm này có ba đồ thị: Đồ thị thứ nhất thể hiện sự thay đổi giá trị điện áp analog
thể hiện lượng mòn hướng kính của đá mài trong mỗi hệ đầu đo theo số chi tiết mài thực tế.
Hình 4.2. Giao diện phần mềm sau khi mài 30 chi tiết đối với cả hai hệ đầu đo đo mòn ở mép và ở đỉnh của biên dạng cung cong đá mài
Nhận thấy, đồ thị đầu tiên thể hiện sự thay đổi giá trị điện áp analog theo thời gian mài và đồ thị thứ hai thể hiện sự thay đổi áp suất theo thời gian mài là tương tự nhau. Vì giá trị áp suất được xác định dựa trên giá trị điện áp analog. Do đó trong hai đồ thị này chỉ cần phân tích đồ thị thể hiện sự thay đổi áp suất theo thời gian mài.
Hình 4.3. Các đồ thị thể hiện sự thay đổi áp suất buồng đo ở mỗi hệ đầu đo theo thời gian mài thực tế
Từ kết quả nhận được trên đồ thị hình 4.3, chương trình sẽ xác định được áp suất nhỏ nhất trong mỗi hệ đầu đo sau mỗi lần mài xong một chi tiết dựa trên thời gian mài thực tế của một chi tiết. Sau đó, dựa trên giá trị áp suất nhỏ nhất và phương trình đường đặc tính động của mỗi hệ đo khí nén đã được xây dựng ở phần trước, chương trình sẽ xác định giá trị
Đồ thị thể hiện sự thay đổi của áp suất buồng đo theo thời gian mài ứng với đầu đo thứ nhất
Áp suất nhỏ nhất sau khi mài xong
chi tiết số 01 Đồ thị thể hiện sự thay đổi của áp suất buồng đo theo thời gian mài ứng với đầu đo thứ hai Thời gian để mài
xong một chi tiết
Thời gian (s)
Giá trị áp suất (bar) gia tri ap suat (bar)
(bar) (bar)
mỗi hệ đầu đo sau mỗi lần mài xong một chi tiết (như thể hiện trong hình 4.4).
Hình 4.4. Các đồ thị thể hiện sự thay đổi lượng mòn của đá mài ở mỗi hệ đầu đo theo số chi tiết mài thực tế
Nhận xét: Từ các kết quả thực nghiệm trên nhận thấy trong cùng một chu trình mài thì lượng mòn của đá mài có xu hướng giảm từ chi tiết mài thứ nhất đến chi tiết mài thứ 30. Đá mài bị mòn nhanh hơn ở các chi tiết đầu tiên của chu trình mài (ứng với chi tiết mài thứ 1 và chi tiết mài thứ 2) khi vừa mới thực hiện sửa đá. Theo thời gian mài, thì tốc độ mòn của đá mài sẽ giảm dần. Đồng thời, đồ thị hình 4.4 cũng cho thấy kết quả đo phản ánh đúng quy luật mài mòn của đá mài. Quy luật mòn này theo lý thuyết được chia thành 3 giai đoạn: Giai đoạn mòn ban đầu, giai đoạn mòn ổn định và giai đoạn mòn khốc liệt. Trong giai đoạn mòn ban đầu (tương ứng với giai đoạn mòn từ chi tiết số 1 đến chi tiết số 2), thời gian mòn ngắn nhưng giá trị độ mòn lớn. Nguyên nhân là do sau khi sửa đá có rất nhiều hạt mài mà vị trí và các thông số hình học không phù hợp cho quá trình cắt, dẫn đến những hạt mài này sẽ dễ dàng bị bật ra khỏi bề mặt đá mài. Trong giai đoạn mòn ổn định, tốc độ mài mòn sẽ chậm hơn (tương ứng với giai đoạn mòn từ chi tiết thứ 3 đến chi tiết thứ 30). Trong giai đoạn mòn khốc liệt, các lỗ trống trên bề mặt của đá mài sẽ bị các phoi mài bịt kín, do đó lúc này đá mài sẽ mất khả năng cắt. Theo lý thuyết mài thông thường, đây là thời điểm để thực hiện sửa đá. Tuy nhiên, trong trường hợp mài rãnh lăn vòng trong ổ bi – một chi tiết có yêu cầu độ chính xác cao - cần phải thực hiện sửa đá trước khi đá bị mòn khốc liệt. Ngoài ra, từ các đồ thị trên cũng nhận thấy trên biên dạng cung cong làm việc của đá mài, ở những điểm khác nhau thì đá mòn sẽ khác nhau tức đá mòn không đều. Lượng mòn ở mép biên dạng cung cong làm việc của đá mài sẽ lớn hơn lượng mòn ở đỉnh biên dạng cung cong làm việc của đá mài. Nguyên nhân là do sự phân bố lượng bóc tách kim loại không đồng đều. Nếu lượng tiến dao hướng kính của bàn máy mang phôi bằng (t) thì lượng bóc tách kim loại ở đỉnh biên dạng cung cong làm việc của đá mài (ở điểm A trên hình 4.5) xét trên một đơn vị chiều rộng mài sẽ bằng:
SA = .DA.t
Đường cong thể hiện giá trị mòn ở mép biên dạng cung cong làm việc của đá mài theo số chi tiết mài
Đường cong thể hiện giá trị mòn ở đỉnh biên dạng cung cong làm việc của đá
mài theo số chi tiết mài Đường lượng mòn giới
hạn kinh tế của đá mài
SB = .DB.t Trong khi: DB > DA
Suy ra: SB > SA
Như vậy, lượng bóc tách kim loại ở điểm mép biên dạng cung cong làm việc của đá mài (điểm B) lớn hơn so với lượng bóc tách kim loại ở điểm đỉnh biên dạng cung cong làm việc của đá mài (điểm A).
Mặt khác, do bán kính rãnh lăn vòng trong của vòng bi 6208 rất nhỏ so với đường kính của đá mài, nên lực cắt ở các điểm khác nhau trên biên dạng bề mặt làm việc của đá mài là khác nhau rất nhỏ. Chính vì hai nguyên nhân ở trên dẫn đến
đá mài bị mài mòn không đều (lượng mòn ở mép nhiều hơn so với ở đỉnh biên dạng cung cong của đá mài). Một nguyên nhân khác, đó là do trong quá trình mài các hạt mài nằm ở vị trí mép biên dạng cung cong của đá mài dễ bị rơi ra khỏi bề mặt đá mài hơn so với các hạt mài ở đỉnh biên dạng cung cong của đá mài. Khi thực hiện quá trình mài bề mặt rãnh lăn vòng trong của vòng bi, các hạt mài ở đỉnh biên dạng cung cong của đá mài sẽ nằm ở vị trí giữa lòng máng biên dạng cung cong của phôi (điểm A). Dẫn đến khi bàn ụ vật thực hiện chuyển động chạy dao hướng kính thì các hạt mài này sẽ bị biên dạng của phôi ép vào phía bên trong đá nên khó bị bật ra khỏi bề mặt đá. Trong khi, các hạt mài ở mép biên dạng cung cong của đá mài sẽ nằm ở vị trí mép hai bên lòng máng biên dạng cung cong của phôi. Các hạt mài nằm ở vị trí này dễ bị rơi ra khỏi bề mặt đá hơn. Vì vậy, lượng mòn ở mép biên dạng cung cong của đá mài lớn hơn so với lượng mòn ở đỉnh biên dạng cung cong của đá mài. Do đó, khi thực hiện đánh giá ảnh hưởng của chế độ công nghệ đến mòn đá và độ chính xác của chi tiết sẽ chỉ xét đến lượng mòn ở mép biên dạng cung cong của đá mài (vị trí có lượng mòn lớn nhất).
4.2.2.2. Kết quả thực nghiệm đo độ nhám bề mặt rãnh lăn của chi tiết mài
Sau khi tiến hành đo độ nhám bề mặt của 30 chi tiết mài tại vị trí mép biên dạng rãnh lăn và vị trí đáy biên dạng rãnh lăn vòng trong ổ bi 6208 thu được kết quả như trong bảng kết quả thực nghiệm ở phụ lục 4. Từ các kết quả thực nghiệm trên nhận thấy trong cùng một chu trình mài thì độ nhám bề mặt của chi tiết tăng dần từ chi tiết mài thứ nhất đến chi tiết mài thứ 30. Đặc biệt độ nhám bề mặt ở mép biên dạng rãnh lăn luôn cao hơn so với độ nhám bề mặt ở vị trí đáy biên dạng rãnh lăn. Nguyên nhân là vì theo thời gian mài, khi số chi tiết mài trong một chu trình tăng thì mòn đá sẽ tăng, dẫn đến độ nhám bề mặt chi tiết sẽ tăng.
Ngoài ra, do đá mài ở mép biên dạng cung cong làm việc của đá mài bị mòn nhiều hơn so với ở đỉnh biên dạng cung cong làm việc của đá mài, dẫn đến độ nhám bề mặt của chi tiết ở Hình 4.5. Sự phân bố lượng bóc
tách kim loại ở các điểm khác nhau trên bề mặt cung cong làm
việc của đá mài
nđ
nct
X Y
A B
DB
DA
(Shk)
chi tiết sẽ chỉ xét đến độ nhám bề mặt ở mép biên dạng rãnh lăn của chi tiết.