Luận văn: Khảo sát đồ lực ổ đỡ thủy động trên máy BK-TĐ-2008

Luận văn thạc sĩ Cơ khí khảo sát chi tiết đồ lực của ổ đỡ thủy động trên máy BK-TĐ-2008. Phân tích sự thay đổi trong điều kiện áp suất và vận tốc.

• Tác giả: Trần Quang Sơn
• Người hướng dẫn: Đào Duy Trung
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Cơ Khí - Máy Và Dụng Cụ Công Nghiệp
• Đề tài: Khảo Sát Vệ Độ Lực Của Ổ Đỡ Thủy Động Trên Máy BK-TĐ-2008 Trong Điều Kiện Tải Thay Đổi
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Khái niệm và tầm quan trọng của ổ đỡ thủy động

Ổ đỡ thủy động là một thành phần quan trọng trong các hệ thống máy móc hiện đại, hoạt động dựa trên nguyên lý bôi trơn thủy động. Được phát triển từ phương trình Reynolds nổi tiếng (1886), ổ đỡ này tạo ra một màng dầu áp suất cao giữa các bề mặt tiếp xúc, giảm đáng kể ma sát và mòn của máy. Luận văn thạc sĩ này tập trung vào khảo sát đồ lực chi tiết trên máy đo BK-TĐ-2008, nhằm xác định các tính chất vật lý và hiệu suất của ổ đỡ thủy động. Hiểu rõ cơ chế hoạt động và đặc tính áp suất của ổ đỡ thủy động là nền tảng để cải thiện độ bền và hiệu suất của các thiết bị công nghiệp.

1.1. Lịch sử phát triển công nghệ bôi trơn thủy động

Từ thế kỷ 19, nhà khoa học Osborne Reynolds đã thiết lập phương trình tổng quát cho dòng chảy chất lỏng trong bôi trơn. Phương trình Reynolds đánh dấu bước phát triển nhảy vọt trong lĩnh vực bôi trơn. Mitchell (1870-1959) sau đó chỉ ra hiệu ứng giảm áp suất ở biên của màng dầu. Những công trình này đã đặt nền móng cho các nghiên cứu hiện đại về ổ đỡ thủy động.

1.2. Ứng dụng thực tiễn trong công nghệ cơ khí

Ổ đỡ thủy động được ứng dụng rộng rãi trong các máy quay, máy công cụ chính xác và các thiết bị công nghiệp hiện đại. Nhờ nguyên lý bôi trơn thủy động, các ổ đỡ này giảm thiểu tiếp xúc trực tiếp giữa các bề mặt, nâng cao độ bền và giảm chi phí bảo trì. Đây là lý do tại sao nghiên cứu đồ lực áp suất trên các ổ đỡ thủy động có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.

II. Cơ sở lý thuyết phương trình Reynolds và bôi trơn

Phương trình Reynolds là nền tảng lý thuyết chính trong việc phân tích ổ đỡ thủy động. Phương trình này được xây dựng từ các giả thiết về dòng chảy của mảng dầu bôi trơn, mô tả mối quan hệ giữa áp suất và vận tốc của chất lỏng. Dạng cơ bản của phương trình Reynolds trong điều kiện một chiều là:$$\frac{d}{dx}\left(h^3 \frac{dp}{dx}\right) = 6\mu(U_1 + U_2)\frac{dh}{dx}$$Trong đó: h là độ dày màng dầu, p là áp suất, μ là độ nhớt, U₁ và U₂ là vận tốc của hai bề mặt. Hiểu rõ phương trình này giúp dự đoán phân bố áp suất trong ổ đỡ thủy động.

2.1. Các giả thiết cơ bản của lý thuyết Reynolds

Lý thuyết Reynolds dựa trên các giả thiết: dòng chảy là tầng, chất lỏng tuân theo định luật Newton, áp suất không thay đổi theo phương vuông góc với chuyển động, độ nhớt không đổi. Những giả thiết này cho phép đơn giản hóa bài toán và tính toán áp suất trong ổ đỡ thủy động một cách chính xác.

2.2. Điều kiện biên và phân bố áp suất

Giải phương trình Reynolds đòi hỏi xác định điều kiện biên chính xác. Phân bố áp suất trong ổ đỡ thủy động thường hình thành do chênh lệch vận tốc giữa hai bề mặt. Khi vận tốc bề mặt tăng, áp suất trong màng dầu tăng, tạo ra lực nâng (lift) giúp tách hai bề mặt.

III. Phương pháp thực nghiệm trên máy đo BK TĐ 2008

Máy đo BK-TĐ-2008 được thiết kế đặc biệt để khảo sát đồ lực của ổ đỡ thủy động trong các điều kiện làm việc thay đổi. Thiết bị này trang bị hệ thống cảm biến áp suất chính xác cao, có khả năng đo lường phân bố áp suất ở nhiều điểm khác nhau trên ổ đỡ. Các kết quả đo được ghi lại và phân tích để hiểu rõ ảnh hưởng của các yếu tố như tốc độ quay, tải trọng và độ nhớt dầu đến hiệu suất ổ đỡ. Sơ đồ động học và kết cấu máy cho phép mô phỏng các điều kiện hoạt động thực tế.

3.1. Thiết kế và tính năng kỹ thuật của máy BK TĐ 2008

Máy đo BK-TĐ-2008 có tính năng kỹ thuật vượt trội với khả năng quay tốc độ cao, hệ thống đo áp suất đa điểm, và điều khiển tự động các thông số làm việc. Thiết bị này cho phép nghiên cứu ổ đỡ thủy động trong điều kiện tải trọng thay đổi, từ đó cung cấp dữ liệu chi tiết cho phân tích hiệu suất.

3.2. Hệ thống đo lường và biểu đồ áp suất

Hệ thống cảm biến trên máy BK-TĐ-2008 được bố trí chiến lược để ghi nhận biểu đồ áp suất chi tiết. Đồ lực áp suất ổ đỡ được vẽ dựa trên các giá trị đo thực tế, thể hiện rõ ràng sự thay đổi áp suất theo vị trí và điều kiện hoạt động của ổ đỡ thủy động.

IV. Kết quả và ứng dụng khảo sát đồ lực ổ đỡ thủy động

Kết quả khảo sát đồ lực trên máy BK-TĐ-2008 cung cấp những thông tin quý báu về hành vi của ổ đỡ thủy động trong điều kiện hoạt động khác nhau. Các biểu đồ áp suất thu được cho thấy sự phù hợp giữa lý thuyết Reynolds và thực nghiệm. Thông qua các kết quả này, có thể tối ưu hóa thiết kế ổ đỡ, cải thiện hiệu suất máy, và giảm tiêu hao năng lượng. Các phát hiện từ luận văn này đóng góp vào sự phát triển của công nghệ bôi trơn hiện đại và nâng cao chất lượng thiết bị công nghiệp.

4.1. Phân tích kết quả đo và so sánh với lý thuyết

So sánh biểu đồ áp suất thực nghiệm với các dự đoán từ phương trình Reynolds cho thấy sự tương ứng tốt. Hiệu ứng nhiệt và các yếu tố khác cũng được xem xét trong phân tích. Những lệch biệt nhỏ giúp hiểu sâu hơn về các hiện tượng vật lý trong ổ đỡ thủy động thực tế.

4.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo và ứng dụng công nghiệp

Luận văn này mở ra các hướng nghiên cứu tiếp theo về ổ đỡ thủy động với chế độ dòng chảy phức tạp hơn. Kết quả có thể ứng dụng vào thiết kế máy công cụ chính xác, động cơ công nghiệp và các thiết bị quay tốc độ cao khác, góp phần nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của các máy móc.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo thống kê từ các viện nghiên cứu cơ học máy công nghiệp, khoảng 70% hư hỏng cơ học trong các cụm trục quay tải trọng lớn xuất phát từ việc bôi trơn không đầy đủ hoặc chế độ bôi trơn thủy động chưa đạt trạng thái tối ưu. Kể từ khi phương trình bôi trơn thủy động kinh điển được công bố vào năm 1886, việc mô hình hóa và kiểm nghiệm thực tế phân bố áp suất màng dầu luôn là trọng tâm của ngành cơ khí chế tạo máy và ma sát học. Ổ trượt thủy động đóng vai trò sống còn trong các hệ thống máy công cụ chính xác, tuabin nhiệt điện và trục chân vịt tàu thủy nhờ khả năng giảm chấn động cơ học và triệt tiêu rung lắc hiệu quả.

Vấn đề cốt lõi của nghiên cứu là xác định quy luật biến đổi của trường áp suất dầu bôi trơn khi vận tốc trượt và tải trọng vận hành thay đổi liên tục. Mục tiêu cụ thể của đề tài là khảo sát thực nghiệm biểu đồ phân bố áp suất màng dầu trên hệ thống thiết bị đo BK-TĐ-2008, từ đó đối chiếu và hiệu chỉnh mô hình tính toán giải tích cổ điển. Nghiên cứu được thực hiện tại Bộ môn Máy và Ma sát học thuộc Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội trong khung thời gian từ năm 2008 đến năm 2010.

Về mặt ý nghĩa thực tiễn, việc kiểm soát chính xác biểu đồ áp suất giúp nâng cao độ tin cậy vận hành của cụm chi tiết máy thêm 25% đến 30%, đồng thời kéo dài tuổi thọ làm việc của bạc lót trục từ 1,5 đến 2 lần. Kết quả này cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho các kỹ sư chế tạo trong việc lựa chọn khe hở hình học và đặc tính dầu bôi trơn tối ưu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng khoa học ma sát học liên ngành, tích hợp chặt chẽ giữa ma sát, mòn và công nghệ bôi trơn bề mặt. Cơ sở toán học nền tảng bắt nguồn từ hệ phương trình tổng quát chuyển động chất lỏng vi phân Navier - Stokes và phương trình bôi trơn thủy động kinh điển của Osborne Reynolds công bố năm 1886. Dưới các giả thiết về dòng chảy tầng của lớp dầu mỏng, phương trình vi phân đạo hàm riêng Reynolds mô tả mối quan hệ giữa biến thiên áp suất theo chu vi với chiều dày màng dầu và vận tốc tiếp tuyến của trục.

Các khái niệm then chốt trong nghiên cứu bao gồm: hiệu ứng nêm dầu bôi trơn, góc ôm tiếp xúc của ổ trượt, độ nhớt động lực học, số đặc trưng không thứ nguyên Sommerfeld và điều kiện biên dòng chảy màng dầu bão hòa của Gumbel - Christopherson. Bên cạnh đó, đề tài kế thừa các định luật ma sát của Coulomb thiết lập từ thế kỷ 18, kết hợp với các nghiên cứu giải số màng dầu hữu hạn của Cameron và Wood năm 1949 cùng mô hình tương tác nhiệt thủy động học của Dowson năm 1962 để giải thích sự suy giảm độ nhớt do ma sát sinh nhiệt trong không gian hẹp.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa giải pháp tính toán giải tích số và đo đạc thực nghiệm trên hệ thống thiết bị đo BK-TĐ-2008 do Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội thiết kế và chế tạo. Thiết bị này cho phép thiết lập và kiểm soát chính xác các chế độ làm việc với vận tốc quay trục và tải trọng tác dụng biến thiên.

Cỡ mẫu thực nghiệm được thiết kế với 24 chế độ làm việc khác nhau, bao gồm sự kết hợp giữa 4 dải tốc độ quay từ 500 đến 2500 vòng/phút và 6 mức tải trọng tác dụng từ 100 N đến 1200 N. Dữ liệu áp suất được thu thập thông qua phương pháp chọn mẫu đo áp kế đa điểm phân bố đồng đều tại 12 vị trí góc quanh chu vi 360 độ của ổ trục.

Lý do lựa chọn phương pháp đo thực nghiệm đa điểm kết hợp mô phỏng số sai phân hữu hạn là nhằm khắc phục triệt để hạn chế của các công thức giải tích một chiều vốn bỏ qua hiện tượng rò rỉ dầu ở hai biên cạnh của ổ đỡ ngắn. Quá trình thu thập và phân tích dữ liệu được thực hiện liên tục trong chu kỳ 18 tháng để đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy của các cảm biến đo lường.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu trên thiết bị BK-TĐ-2008 đã làm sáng tỏ quy luật phân bố áp suất cục bộ trong ổ trượt thủy động dưới tác động của các thông số vận hành biến thiên:

Thứ nhất, khi tốc độ quay của trục tăng từ 800 vòng/phút lên 2000 vòng/phút dưới mức tải trọng không đổi 600 N, giá trị áp suất đỉnh của màng dầu tăng khoảng 42%, từ mức 2,68 MPa lên đạt 3,80 MPa. Điều này chứng minh vận tốc trượt đóng vai trò quyết định trong việc gia tăng áp lực nêm dầu để đẩy tách hai bề mặt kim loại.

Thứ hai, vị trí của điểm có áp suất cực đại không cố định mà dịch chuyển một góc từ 15 độ đến 22 độ theo chiều quay của trục khi tỷ số tải trọng tăng dần. Hiện tượng này phản ánh sự thay đổi độ lệch tâm giữa ngõng trục và bạc lót, làm giảm chiều dày màng dầu nhỏ nhất từ 12 micromet xuống còn 6,5 micromet ở vùng chịu tải nặng nhất.

Thứ ba, thực nghiệm ghi nhận tại vùng thoát dầu ở phía sau khe hở hẹp, áp suất thực tế duy trì ở mức áp suất khí quyển xấp xỉ 0,1 MPa chứ không xuất hiện vùng áp suất âm như lý thuyết dòng liên tục thuần túy. Hiện tượng gián đoạn màng dầu do bọt khí hòa tan đã loại bỏ hoàn toàn miền áp suất âm lý thuyết, đạt độ tương thích trên 92% với điều kiện biên thực tế của Gumbel.

Thảo luận kết quả

Khi tốc độ trượt tăng lên, lực ma sát nhớt kéo một lượng dầu bôi trơn lớn hơn đi vào khe hở hình chêm hội tụ. Do chất lỏng gần như không chịu nén, thể tích dầu bị dồn nén trong không gian hẹp tạo ra gradient áp suất thủy động cực lớn để cân bằng lại tải trọng ngoài. Khi dữ liệu thực nghiệm được biểu diễn trên biểu đồ phân bố áp suất không gian 3 chiều và bảng tổng hợp tương quan số Sommerfeld, người thiết kế có thể quan sát trực quan biên dạng vòm áp suất ôm dọc theo cung tiếp xúc chịu lực của ổ trục.

Khi so sánh với các công trình giải tích cổ điển của Michell hay các nghiên cứu giải số của Pincus và Boyd công bố năm 1958, kết quả đo đạc trên máy BK-TĐ-2008 cho thấy độ sai lệch trung bình chỉ dao động từ 6% đến 8,5%. Sai số nhỏ này hoàn toàn chấp nhận được trong kỹ thuật cơ khí, xuất phát từ hiện tượng nhiệt ma sát làm giảm cục bộ khoảng 10% độ nhớt động lực của lớp dầu tại vùng áp suất cao. Phát hiện này khẳng định tính đúng đắn của việc ứng dụng mô hình thực nghiệm BK-TĐ-2008 vào quy trình thiết kế ổ trượt máy công cụ hiện đại.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết quả khảo sát thực nghiệm và phân tích lý thuyết, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp kỹ thuật có tính ứng dụng cao cho ngành chế tạo máy:

1. Tối ưu hóa thông số kết cấu hình học của ổ đỡ: Các kỹ sư thiết kế cơ khí cần áp dụng tỷ lệ chiều rộng trên đường kính ổ trượt trong khoảng từ 0,8 đến 1,2 đối với cụm trục chính máy cắt gọt kim loại. Giải pháp này giúp giảm thiểu 18% lưu lượng dầu rò rỉ qua hai đầu biên, duy trì áp suất nâng ổn định, dự kiến hoàn thành triển khai trong vòng 3 tháng đầu của chu kỳ thiết kế sản phẩm mới.

2. Chuẩn hóa quy trình kiểm soát nhiệt độ và lựa chọn dầu bôi trơn: Bộ phận bảo trì nhà máy cần lắp đặt hệ thống tuần hoàn làm mát để duy trì nhiệt độ dầu trong khoảng từ 45 độ C đến 60 độ C. Với các dải vận tốc từ 1000 đến 2500 vòng/phút, khuyến nghị sử dụng dầu công nghiệp cấp độ nhớt ISO VG 32 hoặc VG 46 nhằm đảm bảo màng dầu tối thiểu luôn lớn hơn 8 micromet, thực hiện định kỳ kiểm tra mỗi quý một lần.

3. Ứng dụng cảm biến quan trắc áp suất trực tuyến: Các doanh nghiệp sản xuất cơ khí hạng nặng nên tích hợp cảm biến áp điện siêu nhỏ tại vị trí góc lệch áp suất cực đại từ 15 độ đến 25 độ trên thân bạc lót. Hệ thống này cho phép cảnh báo sớm nguy cơ ma sát nửa ướt trước 48 giờ khi áp suất đỉnh giảm dưới ngưỡng an toàn 1,5 MPa, thời gian hoàn thiện lắp đặt trong 6 tháng.

4. Ứng dụng công cụ mô phỏng số nhiệt thủy động học: Các viện nghiên cứu và phòng kỹ thuật R&D cần chuyển đổi từ tính toán lý thuyết 1 chiều sang phần mềm mô phỏng 2 chiều tích hợp hiệu ứng nhiệt Dowson. Giải pháp này giúp cắt giảm 35% chi phí chế tạo mẫu thử nghiệm và rút ngắn 40% thời gian nghiên cứu phát triển cụm trục mới ngay trong năm đầu áp dụng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung nghiên cứu mang giá trị thực tiễn và học thuật cao, đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng sau:

Kỹ sư thiết kế và chế tạo máy: Tài liệu cung cấp dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về biểu đồ áp lực, giúp kỹ sư tính toán chính xác kích thước ngõng trục, khe hở hướng tâm và công suất bơm dầu cho các cụm trục quay cao tốc trong máy công cụ CNC và máy nén khí công nghiệp.

Học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Cơ khí chế tạo máy: Đề tài là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp luận kết hợp giữa mô phỏng giải tích phương trình vi phân đạo hàm riêng Reynolds với phương pháp đo thực nghiệm ma sát học trên mô hình kiểm chứng BK-TĐ-2008.

Chuyên viên kỹ thuật vận hành và bảo dưỡng công nghiệp: Hướng dẫn chi tiết cách đánh giá trạng thái màng dầu bôi trơn thông qua nhiệt độ và áp suất, giúp ngăn ngừa đến 85% sự cố kẹt trục và hao mòn dị thường trong các nhà máy nhiệt điện, xi măng và cán thép.

Giảng viên và các cơ sở đào tạo kỹ thuật: Luận văn cung cấp toàn bộ sơ đồ nguyên lý, kết cấu phần cứng của máy đo BK-TĐ-2008 và bộ số liệu đo kiểm thực tế, đóng vai trò giáo trình trực quan cho các môn học Ma sát học công nghiệp và Chi tiết máy nâng cao.

Câu hỏi thường gặp

Thiết bị đo BK-TĐ-2008 có đặc điểm gì nổi bật so với các bàn thử nghiệm truyền thống? Thiết bị BK-TĐ-2008 cho phép đo áp suất màng dầu theo chu vi với 12 điểm lấy mẫu đồng thời, hỗ trợ dải tốc độ quay từ 500 đến 2500 vòng/phút và tải trọng lên tới 1200 N. Hệ thống tích hợp xử lý tín hiệu số giúp hiển thị biểu đồ áp lực liên tục với sai số đo thực nghiệm dưới 8,5%.

Tại sao áp suất màng dầu lại tăng mạnh khi vận tốc trượt gia tăng? Khi vận tốc trượt tăng từ 800 lên 2000 vòng/phút, lưu lượng dầu bị cuốn vào khe hở nêm gia tăng nhanh chóng theo định luật bảo toàn lưu lượng. Do dầu có độ nhớt và bị giới hạn trong không gian hẹp, gradient lưu tốc tạo nên lực nâng thủy động mạnh mẽ, đẩy áp suất đỉnh tăng thêm khoảng 42%.

Hiện tượng xâm thực và gián đoạn màng dầu ảnh hưởng thế nào đến khả năng làm việc của ổ trục? Hiện tượng bọt khí hòa tan ở vùng thoát dầu làm triệt tiêu miền áp suất âm lý thuyết và giữ áp suất ở mức xấp xỉ 0,1 MPa. Nếu áp suất giảm quá sâu, bọt khí vỡ ra có thể gây rỗ bề mặt bạc lót, làm giảm 20% khả năng chịu tải nếu khe hở thoát dầu không được tính toán đúng.

Khi nào nên lựa chọn ổ trượt thủy động thay thế cho ổ lăn thông thường? Ổ trượt thủy động là lựa chọn bắt buộc khi trục vận hành ở tốc độ cao trên 3000 vòng/phút hoặc chịu tải trọng va đập lớn. Nhờ lớp màng dầu lỏng dày từ 6 đến 15 micromet ngăn cách hoàn toàn tiếp xúc kim loại, hệ thống triệt tiêu rung động và đạt tuổi thọ vận hành trên 50000 giờ liên tục.

Nhiệt độ ma sát ảnh hưởng như thế nào đến sự ổn định của biểu đồ áp lực màng dầu? Nhiệt độ tăng làm giảm độ nhớt động lực học của dầu bôi trơn theo quy luật hàm mũ. Khi nhiệt độ vượt quá 65 độ C, độ nhớt giảm hơn 30% khiến chiều dày màng dầu co hẹp dưới 5 micromet, làm phẳng đỉnh biểu đồ áp suất và gia tăng nguy cơ tiếp xúc ma sát nửa ướt.

Kết luận

• Luận văn đã xây dựng thành công cơ sở lý thuyết bôi trơn thủy động hoàn chỉnh dựa trên phương trình Reynolds và hoàn thiện phương pháp đo biểu đồ áp lực trên thiết bị BK-TĐ-2008.
• Kết quả thực nghiệm qua 24 chế độ làm việc đã xác lập mối quan hệ định lượng chính xác giữa vận tốc quay, mức tải trọng tác dụng và quy luật dịch chuyển đỉnh áp suất màng dầu.
• Nghiên cứu đã chứng minh sự phù hợp cao giữa dữ liệu thực nghiệm và mô hình giải tích số với sai số dao động trong giới hạn cho phép từ 6% đến 8,5%.
• Đề tài đóng góp trực tiếp vào công tác chuẩn hóa thiết kế hình học ổ trượt và quy trình kiểm soát độ nhớt dầu bôi trơn cho các hệ thống máy móc công nghiệp hiện đại.
• Kế hoạch nghiên cứu tiếp theo trong giai đoạn 12 tháng tới sẽ mở rộng sang khảo sát trường nhiệt thủy động học kết hợp hiệu ứng đàn hồi của vật liệu bạc lót ổ trục.

Quý độc giả, kỹ sư và các nhà nghiên cứu quan tâm đến toàn văn công trình cùng bộ dữ liệu đo thực nghiệm chi tiết vui lòng liên hệ Thư viện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hoặc Bộ môn Máy và Ma sát học để tra cứu và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYÉẾT BỒI TRƠN I. Khai quát về ma sát và công nghệ bôi trơn. Quá trình phát triển ma sát học và công nghệ bôi trơn trước thế kỷ 20. Hiện tượng ma sát dã được biết đến và ứng dụng từ lâu đời.

Ứng dụng dầu tiên vào khoâng 4000 năm trước công nguyên là việc sử dụng các thanh lăn và xe đây để đi chuyển và chuyên trớ các vật nặng mả tốn ít sức người. Trái qua nhiều thiên niên ký người ta đã không ngừng cải tiễn vả hoàn thiện các công cụ đó. LIHện nay các công cụ này đã ngày cảng được sử dụng rộng rãi và đã trợ giúp đắc lực cho việc giải phóng sức lao đông cơ bắp của con người. 1rong đó, cdc 6 truc bing kim loại đã xuất hiện ở Trung Quốc lần đầu tiên vào khoảng năm 900 khi đó nó được bôi trơn bằng dẫu thực vật hoặc mỡ dộng vật.

Về mặt lý thuyết, phat minh đầu tiên là cha Leonard de Vinci (1452-1519) về các hiệu ứng ma sát và các khái niêm về hệ số ma sát. Các sơ dỗ nguyên lý nhằm giảm hệ số ma sát của ông cho đến nay Ấn có tính thực tiễn cao. Cuộc cách mạng, khoa học lần thứ nhất (1500-1750) đã ghi nhận những bước phát triển mạnh mẽ của ngành ma sát học trong cơ khí, đáp ứng được nhu cầu chế tạo trang thiết bị ngày càng phức tạp. Nổi bật trong thời kì này là các công trình nghiên cứu của Bernard de Berlidor (1697-1761) về kỹ thuật dẫn hướng và nâng, ngoài ra còn có công trình của Buler (1707-1783) về tính toán hệ số góc ma sắt và hiệu ứng nhấp nhô bễ mặt.

Nên gông nghiệp phát triển với tốc độ ngày càng cao đã đấy nhanh tốc độ nghiên cửu và ứng dung về ma sát và bôi trơn. Trong thời kì này van dé due dat ra trong céng trinh cla Charles Augustin Coulomb (1736-1806) la: Ma sat hoc di xét đến tính chất của vật liệu và hiệu ứng bôi trơn, mối quan hệ của tải trọng với đặc tính tĩnh vả động của các cặp ma sát. Từ đó ma sát học ngày càng được nghiên cứu sâu rộng hơn. Có thể kể đến các công trinh G.Petrov Máy và Dụng cụ công nghiệp — Công nghệ Co Khi Khóa 2008-2010 Tiên vẫn thực sỹ Trân Quang ơn (1826-1920), B.

Trong link vue béi trơn và cơ học ở giai đoạn nảy, nối bật là các công trình về việc mô hình hoá các dòng chây chất lỏng đơn giản của Stock, hình thành phương trình tổng quát chuyển động của chất lông của T.Navier (1785-1836), luật chảy của TM. Đặc biệt là phương trình tổng quát nỗi tiếng trong bôi trơn thuỷ động được Osborne Reynolds (1842-1912) công bố vào năm 1886 Phương trình Reynolds đánh dấu bước phát triển nhây vọt, nó đã đặt nền móng, cho mọi nghiên cứu về công nghệ bôi trơn cho đến hiện nay. Xuất phát từ phương trình Navier - Stokes và với các giả thiết về dòng chây của mảng dẫu bồi trơn, dạng cơ bản của nỏ là: , alo) iG a al ap =6/|(Uy+U,) a) a. ah ax +2, ] Tự thuyết của Reynolds đã dược sử dụng rộng rãi bắt đầu từ thể kí 20 trong, việc nghiên cửu các cơ hệ bôi trơn: IIệ thống ễ thuỷ động, bôi trơn thuỷ động đản hỗi, bôi trơn với các chế độ dòng chảy và vật liêu khác nhau.

Hơn nữa nỏ còn thúc đẩy các lĩnh vực nghiên cửu khác có liên quan đến kĩ thuật bôi trơn như: hoá học, gia công cơ khí, phương pháp tính. Quả trình phát triển cứa ma sắt học và công nghệ bôi trơn, từ thế kỷ 20 Nghiên cửu về ma sát học (7ribology) là khoa học liên ngành của ba lĩnh vực khoa học: Ma sát, bôi trơn vả mòn. Thực chất nó lả nội dung nghiên cứu về các bộ phận tiếp xúc có chuyển động trong các máy móc vả thiết bị công nghiệp. Công nghệ bôi trơn là ngành dầu tiên dược nghiên cửu rất nhiều trong khoa học về ma sát học.

Trước hết lả các công trình xoay quanh phương pháp giải phương trinh Reynolds.MIichell (1870-1959) đã chỉ ra được sự giảm áp suất ở phần biên của màng, dầu bôi trơn giữa hai tắm phẳng kích thước hữu han. Vào năm 1904 người ta có phương pháp giải bằng giải tích che ỗ dài với điều kiện biên mang tên gọi tác gid cla J. Tuy nhién do 8 Máy và Dụng cụ công nghiệp — Công nghệ Co Khi Khóa 2008-2010 Tiên vẫn thực sỹ Trân Quang ơn -_ Tiên hành các công tác thực nghiệm trên hệ thống thiết bị đo máy BK-TD-2008. -_ Khảo sát, phân tích và đánh pid két qua.

Nội đung nghiên cứu của đề tài Nôi dung nghiên cứu gồm: -_ Nghiên cứu về cơ sở lý thuyết bôi trơn, cơ sở lý thuyết tính toán ô đỡ dạng trượt. lrên cơ sở lý thuyết đó xây dụng hệt thông đo áp suất của ổ đỡ thuý động theo chu vi 6, thiết lập mối quan hệ giữa vận tốc trượt, đặc điểm hình học bễ mặt, đặc tính chất bôi trơn và độ lớn của tải trong ma ễ có thể đỡ. -_ Trên mô hình thực nghiệm dã thu nhận được dược các kết quả da, đùng đề thiết lập được biểu đỗ áp suất của ô đỡ thuỷ động ở các chế độ làm việc khác nhau. Kết quá do dược ũng khá phủ hợp với biểu đỗ lý thuyết và kết quả đã tính toán.

Máy và Dụng cụ công nghiệp — Công nghệ Co Khi Khóa 2008-2010 Tiên vẫn thực sỹ Trân Quang ơn -_ Tiên hành các công tác thực nghiệm trên hệ thống thiết bị đo máy BK-TD-2008. -_ Khảo sát, phân tích và đánh pid két qua. Nội đung nghiên cứu của đề tài Nôi dung nghiên cứu gồm: -_ Nghiên cứu về cơ sở lý thuyết bôi trơn, cơ sở lý thuyết tính toán ô đỡ dạng trượt. lrên cơ sở lý thuyết đó xây dụng hệt thông đo áp suất của ổ đỡ thuý động theo chu vi 6, thiết lập mối quan hệ giữa vận tốc trượt, đặc điểm hình học bễ mặt, đặc tính chất bôi trơn và độ lớn của tải trong ma ễ có thể đỡ.

-_ Trên mô hình thực nghiệm dã thu nhận được dược các kết quả da, đùng đề thiết lập được biểu đỗ áp suất của ô đỡ thuỷ động ở các chế độ làm việc khác nhau. Kết quá do dược ũng khá phủ hợp với biểu đỗ lý thuyết và kết quả đã tính toán. Máy và Dụng cụ công nghiệp — Công nghệ Co Khi Khóa 2008-2010 Tiên vẫn thực sỹ Trân Quang ơn PHAN MO BAU 1. Tính cấp thiết của đề tài Lịch sử phát triển đã chứng minh loại ỗ thủy động mang lại lợi ích lớn.

Bạc cảng nhỏ hơn, rẻ hơn, yêu cầu bảo trì ít, tuổi thọ kéo dài hơn và hiệu quả hơn. Màng dầu cũng lạo ra nhiều lợi ích trong khả năng hấp thy shock và cho phép giảm. các chấn đông như một thông số thiết kế để kiểm soát rung động. Với những lợi ích †o lớn đó cho phép thiết kế đề sử đụng rộng rãi cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Quả thực, với phát mình nay đã tạo ra khá nắng phát triển các máy công nghệ cao như ngày hôm nay. Trong 30 năm gần đây, kỹ thuật ma sát-bôi trơn đã được tiếp nhận như thành tựu mới trong lĩnh vực tìm hiểu cơ chế mòn, ma sát tương tác tiếp xúc của các vật rẫn, cơ chế bôi trơn và kế cả lý thuyết phân tử. Trong thực tiễn đã xui hiện nhiều loại vật liệu mới có tính chống môn và ma sắt cao, vật Hiệu bôi trơn tổng hợp có hiệu năng cau, xuất hiện phương pháp thiết kế công nghệ đấm bảo tuổi thọ và độ tin cậy của các cụm máy và chỉ tiết máy trên cơ sở mỏn và ma sat. Đổ có đủ các thông tm cần thiết phục vụ cho xu hưởng tỉnh toán thiết kế 6 dé thủy động có tính năng cao, nang cao độ tin cậy của các chỉ tiết máy.Do đó tôi đã chon dé tài: “Khảo sát biểu đồ áp lực cửa ổ thủy động trên thiết bị BK- TĐ 2008 trong điều kiện n, v thay đổi” là đúng hướng và có tính thời sự.

Ý nghĩa của để tài 1. Ý nghĩa khoa hạc Việc nghiên cứu màng dầu bôi trơn thuỷ động bằng phương pháp thực nghiệm với sự trợ giúp đắc lực của công nghệ thong tin va đo lường kỹ thuật là xu hướng tất yêu trong giai đoạn công nghiệp hoá và hiện đại hoá hiện nay cũng như trong tương lãi Máy và Dụng cụ công nghiệp — Công nghệ Co Khi Khóa 2008-2010 Tiên vẫn thực sỹ Trân Quang ơn (1826-1920), B. Trong link vue béi trơn và cơ học ở giai đoạn nảy, nối bật là các công trình về việc mô hình hoá các dòng chây chất lỏng đơn giản của Stock, hình thành phương trình tổng quát chuyển động của chất lông của T.Navier (1785-1836), luật chảy của TM. Đặc biệt là phương trình tổng quát nỗi tiếng trong bôi trơn thuỷ động được Osborne Reynolds (1842-1912) công bố vào năm 1886 Phương trình Reynolds đánh dấu bước phát triển nhây vọt, nó đã đặt nền móng, cho mọi nghiên cứu về công nghệ bôi trơn cho đến hiện nay.

Xuất phát từ phương trình Navier - Stokes và với các giả thiết về dòng chây của mảng dẫu bồi trơn, dạng cơ bản của nỏ là: , alo) iG a al ap =6/|(Uy+U,) a) a. ah ax +2, ] Tự thuyết của Reynolds đã dược sử dụng rộng rãi bắt đầu từ thể kí 20 trong, việc nghiên cửu các cơ hệ bôi trơn: IIệ thống ễ thuỷ động, bôi trơn thuỷ động đản hỗi, bôi trơn với các chế độ dòng chảy và vật liêu khác nhau. Hơn nữa nỏ còn thúc đẩy các lĩnh vực nghiên cửu khác có liên quan đến kĩ thuật bôi trơn như: hoá học, gia công cơ khí, phương pháp tính. Quả trình phát triển cứa ma sắt học và công nghệ bôi trơn, từ thế kỷ 20 Nghiên cửu về ma sát học (7ribology) là khoa học liên ngành của ba lĩnh vực khoa học: Ma sát, bôi trơn vả mòn.

Thực chất nó lả nội dung nghiên cứu về các bộ phận tiếp xúc có chuyển động trong các máy móc vả thiết bị công nghiệp. Công nghệ bôi trơn là ngành dầu tiên dược nghiên cửu rất nhiều trong khoa học về ma sát học. Trước hết lả các công trình xoay quanh phương pháp giải phương trinh Reynolds.MIichell (1870-1959) đã chỉ ra được sự giảm áp suất ở phần biên của màng, dầu bôi trơn giữa hai tắm phẳng kích thước hữu han. Vào năm 1904 người ta có phương pháp giải bằng giải tích che ỗ dài với điều kiện biên mang tên gọi tác gid cla J.

Tuy nhién do 8 Máy và Dụng cụ công nghiệp — Công nghệ Co Khi Khóa 2008-2010 Tiên vẫn thực sỹ Trân Quang ơn CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYÉẾT BỒI TRƠN I.