NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ Ổ KHÍ TĨNH ĐẾN ĐỘ CỨNG VỮNG CỦA Ổ TRONG GIA CÔNG LỖ NHỎ
Kỹ thuật cơ khí
Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số ổ khí tĩnh đến độ cứng vững của ổ trong gia công lỗ nhỏ" của Trương Minh Đức tập trung giải quyết nhu cầu về hệ thống truyền động chính xác cao trong gia công cơ khí, đặc biệt là gia công lỗ nhỏ, nơi đòi hỏi tốc độ quay trục chính rất lớn. Ổ khí tĩnh được lựa chọn là giải pháp hiệu quả nhờ khả năng kiểm soát khe hở động, ma sát gần bằng 0, giảm mài mòn và sinh nhiệt, đảm bảo độ chính xác chuyển động cao.
Mục tiêu chính của luận án là xác định ảnh hưởng của các thông số ổ khí tĩnh (kết cấu hình học, cách dẫn khí, áp suất cấp) đến độ cứng vững của ổ, từ đó ảnh hưởng đến phân bố áp suất, khả năng tải và độ chính xác của ổ khí quay ứng dụng trong gia công lỗ nhỏ tại Việt Nam. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào ổ khí quay dạng rãnh chữ nhật với lỗ đột thắt trung tâm, có kích thước rãnh giới hạn 0.5mm rộng và 0.3mm sâu, hoạt động với áp suất khí cấp 2-4 bar, khả năng chịu tải dọc trục 50-100N và độ cứng vững 3-10N/µm.
Luận án đã kết hợp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Về lý thuyết, tác giả đã phân tích cơ sở thiết kế, các phương trình dòng khí và đặc tính tĩnh, động học của ổ khí. Về thực nghiệm, mô hình mô phỏng bằng phần mềm ANSYS được sử dụng để đánh giá sự phân bố áp suất và độ cứng vững của các mô hình ổ khí khác nhau (liên kết và phân lập). Kết quả cho thấy việc phân lập vùng cấp khí có thể tăng độ cứng vững đáng kể.
Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc đề xuất kết cấu ổ khí tĩnh dạng rãnh chữ nhật với lỗ đột thắt trung tâm, tăng hiệu quả độ cứng của đệm khí, và là hướng nghiên cứu khác biệt so với các công trình đã công bố. Luận án đã thiết kế và chế tạo thành công mô hình thực nghiệm ổ khí tĩnh với độ cứng hướng tâm 5N/µm và độ cứng dọc trục 4N/µm, hoạt động ổn định trong dải tốc độ 10.000-20.000 vòng/phút mà không có tiếp xúc cơ khí, phù hợp để gia công lỗ nhỏ dưới 1mm trên máy phay CNC. Kết quả thực nghiệm cũng chứng minh tốc độ quay trục chính càng cao thì độ tròn lỗ gia công càng cao và độ ổn định tâm quay càng tốt.