CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO QUÁ TRÌNH PHAY LĂN RĂNG TRONG THỰC TẾ SẢN XUẤT
4.3 Kết quả thử nghiệm và thảo luận
4.3.1 Sai số profile răng của bánh răng
Sai số profile răng của bánh răng sau khi gia công được đo trên máy đo bánh răng chuyên dùng và kết quả đo được hiển thị trên các hình 4.1 - 4.2. Kết quả đo sai số profile răng cho thấy khi có điều chỉnh độ đảo trục dao phay lăn răng hợp lý thì sai số profile răng có dạng sóng hình sin nhưng có biên độ nhỏ trong cả 3 thí nghiệm. Như vậy, khi sử dụng phương pháp điều chỉnh độ đảo trục dao hợp lý thì sai số profile răng dạng sóng hình sin giảm đáng kể so với các thí nghiệm khảo sát ở chương 1.
a, Bánh răng thứ 100
b, Bánh răng thứ 200
c, Bánh răng thứ 300
d, Bánh răng thứ 400
e, Bánh răng thứ 500
Hình 4. 1Sai số profile răng của bánh răng sau khi phay lăn răng sử dụng dầu dầu công nghiệp VG46
Sai số profile răng lớn nhất của các bánh răng thứ 100, 200, 300, 400 và 500 khi phay lăn răng sử dụng dầu công nghiệp VG46 được thể hiện trong hình 4.1. Kết quả cho thấy, biên độ sóng hình sin của sai số profile răng giảm đáng kể so với kết quả khảo sát ở chương 1 và chương 2. Tuy nhiên, khi sử dụng dầu công nghiệp VG46, sai số profile răng
vẫn có dạng nhấp nhô bề mặt và bắt đầu xuất hiện ở bánh răng thứ 400, có thể là do lượng mòn của dao đã đủ lớn, làm giảm khả năng cắt và bắt đầu ảnh hưởng đến sai số profile. Sai số profile dạng nhấp nhô bề mặt thể hiện rõ nhất ở sản phẩm thứ 500, làm cho giá trị sai số profile răng tăng vọt. Giỏ trị sai số profile răng lớn nhất của bỏnh răng thứ 500 là 23,5 àm.
Như vậy, có thể thấy áp dụng biện pháp điều chỉnh vị trí đảo trục dao hợp lý có thể giảm sai số profile dạng gợn sóng, nhưng sau khi gia công được 400 bánh răng thì lượng mòn dao tăng và sai số profile răng xuất hiện dạng nhấp nhô liên tục làm tăng vọt giá trị sai số profile răng lớn nhất.
a, Bánh răng thứ 100
b, Bánh răng thứ 200
c, Bánh răng thứ 300
d, Bánh răng thứ 400
e, Bánh răng thứ 500
Hình 4. 2Sai số profile răng của bánh răng sau khi phay lăn răng sử dụng dầu công nghiệp trộn 0.3% bột nano Al2O3 với kích thước 20nm
Sai số profile răng của các bánh răng thứ 100, 200, 300, 400 và 500 khi phay lăn răng sử dụng dầu công nghiệp có trộn bột Al2O3 với tỷ lệ 0.3% (dầu VG-0,3%-20nm) được biểu diễn trong hình 4.2. Sai số profile răng dạng sóng hình sin nhỏ hơn so với khi không điều chỉnh độ đảo đã được khảo sát ở chương 1 và chương 2. Kết quả cũng cho thấy profile răng có dạng nhấp nhô bề mặt chỉ bắt đầu xuất hiện sự thay đổi dạng profile răng ở bánh răng thứ 500. Sai số profile răng dạng nhấp nhô bề mặt chưa xuất hiện rõ nét trong 500 bánh răng đầu tiên. Tuy nhiên, do lượng mòn của dao tăng dần, dẫn đến lực cắt tăng, gây ra rung động của hệ thống làm cho dạng sai số profile răng bắt đầu thay đổi, trong khi giá trị sai số profile răng thay đổi không nhiều.
Sai số profile răng của các bánh răng thứ 100, 200, 300, 400 và 500 khi phay lăn răng sử dụng dầu công nghiệp có trộn bột Al2O3 với tỷ lệ 0.5% được biểu diễn trong hình 4.3. Kết quả cũng cho thấy khi sử dụng dầu công nghiệp có trộn bột nano Al2O3-20nm với
tỷ lệ 0.5%, thì sai số dạng nhấp nhô bề mặt chỉ xuất hiện ở lần đo sản phẩm thứ 500 nhưng nhỏ hơn khi sử dụng dầu công nghiệp thông thường.
a, Bánh răng thứ 100
b, Bánh răng thứ 200
c, Bánh răng thứ 300
d, Bánh răng thứ 400
e, Bánh răng thứ 500
Hình 4. 3 Sai số profile răng của bánh răng sau khi phay lăn răng sử dụng dầu công nghiệp trộn 0.5% bột nano Al2O3 với kích thước 20nm
Bảng 4. 2 Sai số profile lớn nhất trong 03 thí nghiệm đánh giá
TN Biên dạng răng
Sai số profile lớn nhất (àm) BR thứ
100
BR thứ 200
BR thứ 300
BR thứ 400
BR thứ 500
Ko bột Phải 11 10.8 13.9 14.4 19.8
Trái 9.2 11.4 12.1 12.7 23.5
0.3%
bột
Phải 9.2 11.2 11.5 11.5 10.5
Trái 9.6 10.6 12.7 13.6 13.8
0.5%
bột
Phải 8.1 7.1 10 9.2 11.2
Trái 8.8 9.9 10.3 10.7 12.1
Tổng hợp kết quả đo sai số profile răng trong 03 thí nghiệm, thu được sai số profile lớn nhất như bảng 4.2. Từ đó xây dựng được đồ thị thay đổi profile răng khi phay lăn răng sử dụng các dầu bôi trơn làm nguội khác nhau, hình 4.4. Qua đồ thị ta thấy, sai số profile răng tăng nhanh nhất khi sử dụng dầu công nghiệp thông thường, đặc biệt từ ở các bánh răng cuối của loạt (BR400-500). Trong khi sử dụng dầu công nghiệp có trộn bột nano Al2O3 thì sai số profile răng tăng chậm hơn. Ngoài ra, sai số profile răng khi phay lăn răng sử dụng dầu có trộn bột nano nhỏ hơn so với khi phay lăn răng sử dụng dầu công nghiệp
thông thường. Đặc biệt sai số profile lớn nhất của bánh răng thứ 500 khi sử dụng dầu công nghiệp trộn 0,5% bột Al2O3 20nm có thể giảm nhiều nhất 43.8% so với khi sử dụng dầu công nghiệp thông thường và giảm 33,6% khi sử dụng dầu công nghiệp trộn 0,3% bột.
Hình 4. 4 Biểu đồ sai số profile răng khi gia công sử dụng dung dịch bôi trơn làm nguội
khác nhau
Từ kết quả đo sai số profile răng, sử dụng phần mềm Minitab có thể xây dựng được phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa sai số profile răng lớn nhất và số bánh răng gia công được khi sử dụng dầu công nghiệp trộn bột Al2O3 với các tỷ lệ khác nhau, như hình 4.5-4.7.
Hình 4. 5 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa sai số profile răng lớn nhất và số bánh răng gia công được khi sử dụng dầu VG46
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
BR 100 BR 200 BR 300 BR 400 BR 500 0%-Phải 0,3%-Phải 0,5%-Phải
0%-Trái 0,3% - Trái 0,5% - Trái àm
Với độ tin cậy 95% có thể biểu diễn mối quan hệ giữa sai số profile răng lớn nhất của bánh răng khi phay lăn răng và số bánh răng gia công được theo các phương trình sau:
- Khi sử dụng dầu công nghiệp VG46: 𝐹𝛼 = 0,24736. 𝑛0,718051 - Khi sử dụng dầu công nghiệp VG46 trộn 0,3% bột Al2O3 - 20nm:
𝐹𝛼= 3,25869. 𝑛0,234465
- Khi sử dụng dầu công nghiệp VG46 trộn 0,5% bột Al2O3 - 20nm:
𝐹𝛼= 3,76504. 𝑛0,181016
Hình 4. 6 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa sai số profile răng lớn nhất và số bánh răng gia công được khi sử dụng dầu VG-0,3%-20nm
Hình 4. 7Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa sai số profile răng lớn nhất và số bánh răng gia công được khi sử dụng dầu VG-0,5%-20nm