Nghiên cứu phương pháp đảm bảo độ chính xác của chuẩn mô men dùng ổ khí quay luậ

85 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Vũ Văn Duy NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐẢM BẢO ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA CHUẨN MÔ MEN DÙNG Ổ KHÍ QUAY LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Vũ Văn Duy NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐẢM BẢO ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA CHUẨN MÔ MEN DÙNG Ổ KHÍ QUAY Ngành: Kỹ thuật cơ khí Mã số: 9520103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Vũ Khánh Xuân Hà Nội – 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Những nội dung, các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với điều kiện của Việt Nam.

Các kết quả này chưa có tác giả nào công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác. Hà Nội, ngày 05 tháng 07 năm 2018 Người hướng dẫn khoa học Nghiên cứu sinh PGS. Vũ Toàn Thắng Vũ Văn Duy PGS. Vũ Khánh Xuân LỜI CÁM ƠN Trong quá trình thực hiện luận án, tôi đã được sự hướng dẫn tận tình của tập thể hướng dẫn khoa học, được sự tạo điều kiện của Viện Đào tạo Sau đại học, Viện Cơ khí, các Giảng viên thuộc Bộ môn Cơ khí Chính xác và Quang học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.

Để phục vụ cho quá trình nghiên cứu tôi được: Phòng Đo lường Độ dài, Phòng Đo lường Khối lượng – Viện Đo lường Việt Nam – Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng – Bộ Khoa học & Công nghệ, Trung tâm Đo lường – Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng - Bộ Quốc Phòng đã tạo điều kiện cho tôi tìm hiểu về tài liệu cũng như các Chuẩn trong Đo lường, sử dụng trang thiết bị thí nghiệm, hợp tác trong nghiên cứu khoa học. Ban Giám hiệu, Trung tâm Đào tạo thường xuyên, các Khoa, Trung tâm Đào tạo - Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, đã tạo điều kiện cho tôi nghiên cứu khoa học, giúp đỡ tôi gia công một số chi tiết, thiết bị phục vụ cho thực nghiệm liên quan đến nội dung trong đề tài. Tôi được các Giáo sư, Phó Giáo sư, Tiến sĩ và đồng nghiệp góp ý, tư vấn nhiều ý kiến và cung cấp một số tài liệu liên quan đến nội dung của đề tài. Đồng thời, tôi cũng được các Nghiên cứu sinh của Bộ môn Cơ khí chính xác và Quang học, cũng như của Viện Cơ khí đã chia sẻ, động viên trong quá trình hoàn thành các thủ tục, nội dung của luận án.

Tôi xin được chân thành cám ơn sâu sắc các tập thể, cá nhân đã hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện trong thời gian qua, đặc biệt tôi xin được bày tỏ sự biết ơn đến tập thể hướng dẫn: PGS. Vũ Toàn Thắng, PGS. Vũ Khánh Xuân. Tôi xin được cám ơn đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã động viên, chia sẻ, tạo thuận lợi trong thời gian tôi thực hiện đề tài nghiên cứu.

Xin trân trọng cám ơn! Hà Nội, Ngày 05 tháng 07 năm 2018 Tác giả luận án Vũ Văn Duy MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU, THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT. 5 1 Danh mục thuật ngữ và chữ viết tắt. 5 2 Danh mục ký hiệu. 6 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ.

8 DANH MỤC BẢNG BIỂU. 12 1 Lý do lựa chọn đề tài luận án. 12 2 Mục đích, đối tượng, phương pháp và phạm vi nghiên cứu. 13 Mục đích và nội dung.

13 Đối tượng nghiên cứu. 13 Phương pháp nghiên cứu. 14 Phạm vi nghiên cứu. 14 3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu.

14 4 Những kết quả mới. 14 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHUẨN MÔ MEN LỰC .1 Sự cần thiết của việc xác định mô men lực trong công nghiệp .2 Khái niệm và sơ đồ tạo mô men lực .1 Khái niệm mô men lực .2 Sơ đồ tạo mô men lực .3 Giới thiệu về thiết bị chuẩn mô men lực và phương pháp xác định độ không đảm bảo đo .1 Giới thiệu về thiết bị chuẩn mô men lực .2 Xác định độ không đảm bảo đo tổng hợp của thiết bị tạo chuẩn mô men lực. Một số kết quả nghiên cứu về ổ, đệm khí.1 Cấu tạo cơ bản của ổ đệm khí .2 Phân loại ổ đệm khí ứng dụng trong thiết bị chuẩn mô men lực. 30 Phân loại theo bề mặt làm việc của rotor và stator.

30 Phân loại theo khả năng làm việc.3 Ưu, nhược điểm của ổ đệm khí dùng trong thiết bị chuẩn mô men lực .4 Một số phương pháp tính toán lực nâng, lưu lượng của đệm khí.5 Một số phương pháp xác định độ dài của cánh tay đòn trong thiết bị chuẩn mô men lực đã được công bố.6 Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án. 44 CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU Ổ ĐỆM KHÍ DÙNG TRONG THIẾT BỊ CHUẨN MÔ MEN LỰC .1 Lý do sử dụng ổ đệm khí trong thiết bị chuẩn mô men lực .2 Tính toán thiết kế ổ đệm khí trong thiết bị chuẩn mô men lực .1 Xác định lực nâng của đệm khí bề mặt trụ chịu lực hướng tâm .1 Đặc điểm khe hở của đệm khí bề mặt trụ chịu lực hướng tâm.2 Xây dựng công thức xác định lực nâng của đệm khí bề mặt trụ chịu lực hướng tâm.3 Xác định lực nâng của đệm khí chịu lực hướng tâm dùng trong thiết bị thực nghiệm tạo mô men chuẩn.2 Mô phỏng phân bố áp suất trên bề mặt đệm khí .3 Các thông số cơ bản thể hiện đặc tính làm việc của đệm khí.1 Khả năng tải của đệm khí .2 Độ cứng của đệm khí .4 Lựa chọn kết cấu ổ đệm khí chịu lực hướng tâm sử dụng trong thiết bị chuẩn mô men lực.1 Bố trí 03 đệm khí trên mỗi đầu trục (PA 1) .2 Bố trí 04 đệm khí trên mỗi đầu trục (PA 2) .3 Bố trí 05 đệm khí trên mỗi đầu trục (PA 3) .4 Lựa chọn phương án bố trí bạc đệm khí trên trục dùng trong chuẩn mô men lực.3 Thực nghiệm xác định khả năng làm việc của ổ đệm khí ở chế độ không tải .1 Mục đích thực nghiệm .2 Mô tả thí nghiệm .3 Thiết bị và điều kiện thí nghiệm .4 Trình tự thí nghiệm .4 Thực nghiệm xác định mô men ma sát và hệ số ma sát của ổ đệm khí chịu lực hướng tâm.1 Mục đích thí nghiệm .2 Sơ đồ và nguyên lý thí nghiệm .3 Thiết bị và điều kiện thí nghiệm .4 Trình tự thí nghiệm .5 Kết quả thí nghiệm .5 Thực nghiệm xác định khả năng chịu tải của ổ đệm khí .1 Mục đích thí nghiệm .2 Nguyên lý và sơ đồ thực nghiệm .3 Thiết bị và điều kiện thí nghiệm .4 Trình tự thí nghiệm .5 Kết quả thí nghiệm .6 Kết luận chương 2. 80 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ DÀI LÀM VIỆC CỦA CÁNH TAY ĐÒN TRONG THIẾT BỊ CHUẨN MÔ MEN LỰC .2 Phương pháp xác định chính xác độ dài làm việc của cánh tay đòn trong chuẩn mô men lực dùng ổ đệm khí .3 Thí nghiệm xác định độ dài làm việc của cánh tay đòn trong thiết bị thực nghiệm .1 Mục đích thí nghiệm .2 Thiết bị và điều kiện thí nghiệm .3 Trình tự thí nghiệm.4 Kết qủa thí nghiệm .5 Đánh giá độ không đảm bảo đo độ dài làm việc của cánh tay đòn .4 Lựa chọn hợp lý các thông số thử nghiệm xác định độ dài làm việc của cánh tay đòn.5 Phân tích một số yếu tố khác ảnh hưởng đến kết quả trong quá trình thí nghiệm .1 Ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ phòng thí nghiệm .2 Độ không đảm bảo đo trong quá trình xác định vị trí cân bằng .3 Độ không đảm bảo do đầu đo đọc giá trị y (theo phương thẳng đứng) .4 Độ không đảm bảo đo do căn mẫu không vuông góc với phương nằm ngang (bề mặt căn mẫu không vuông góc với trục của cánh tay đòn) .5 Độ không đảm bảo đo do trọng tâm của khối lượng dịch chuyển (trọng tâm của con lăn) .6 Độ không vuông góc của cánh tay đòn với trục quay.6 Kết luận chương 3. 93 3 CHƯƠNG 4 ƯỚC LƯỢNG ĐỘ KHÔNG ĐẢM BẢO ĐO CỦA THIẾT BỊ CHUẨN MÔ MEN DÙNG Ổ ĐỆM KHÍ .1 Ước lượng độ không đảm bảo đo.2 Xác định một số đại lượng ảnh hưởng đến độ không đảm bảo đo của chuẩn mô men .1 Các đại lượng thành phần đã được biết trước .1 Độ không đảm đo của quả tải .2 Độ không đảm bảo đo của gia tốc trọng trường .3 Độ không đảm bảo đo của khối lượng riêng không khí .4 Độ không đảm bảo đo của khối lượng riêng vật liệu làm quả tải .2 Xác định độ không đảm bảo đo độ dài cánh tay đòn .3 Độ không đảm bảo đo do mô men ma sát của ổ đệm khí .3 Tổng hợp độ không đảm bảo đo của mô men.4 Kết luận chương 4.

101 KẾT LUẬN CHUNG. 103 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO. 104 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO. 116 4 DANH MỤC KÝ HIỆU, THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT 1 Danh mục thuật ngữ và chữ viết tắt T Ký hiệu, Tiếng Việt Tiếng Anh T chữ viết tắt Coordinate Measuring 1 CMM Máy đo toạ độ.

Guide to the expression of Hướng dẫn thể hiện độ không đảm 2 GUM Uncertainty in bảo đo trong đo lường. Ủy ban chung về hướng dẫn trong đo Joint Committee for Guides 3 JCGM lường. Viện Nghiên cứu Chuẩn đo lường và Korea Research Institute of 4 KRISS Khoa học Quốc gia Hàn Quốc. Standards and Science National Metrology Institute 5 NMIJ Viện Đo lường Quốc gia Nhật Bản.

The International System of 6 SI Hệ đơn vị đo lường Quốc tế. Viện Đo lường Việt Nam – Tổng cục Viet Nam Metrology 7 VMI Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng – Institute. Bộ Khoa học và Công nghệ. International Vocabulary of Từ vựng quốc tế về các thuật ngữ Metrology – Basic and 8 VIM chung và cơ bản trong đo lường học.

General Concepts and Associated Terms. 5 2 Danh mục ký hiệu TT Ký hiệu Tiếng Việt 1 A Diện tích 2 a0 Độ rộng của rãnh dẫn khí 3 an Độ rộng của đệm khí bề mặt trụ 4 b0 Độ dài của rãnh dẫn khí 5 bn Độ dài của đệm khí bề mặt trụ.