I. Tổng quan về ổ khí tĩnh và ứng dụng trong gia công lỗ nhỏ
Ổ khí tĩnh là một giải pháp hiệu quả trong các hệ thống truyền động chính xác, đặc biệt trong lĩnh vực gia công cơ khí. Ổ khí tĩnh hoạt động dựa trên nguyên lý tạo lớp khí nén giữa trục và bạc, giúp giảm thiểu ma sát và tăng độ chính xác. Độ cứng vững của ổ khí là yếu tố quan trọng, phụ thuộc vào kết cấu hình học, cách dẫn khí và áp suất khí. Trong gia công lỗ nhỏ, ổ khí tĩnh được sử dụng rộng rãi nhờ khả năng đạt tốc độ quay cao và độ chính xác tuyệt đối. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng của thông số ổ khí tĩnh đến độ cứng vững và độ chính xác gia công.
1.1. Ưu điểm và nhược điểm của ổ khí tĩnh
Ổ khí tĩnh có nhiều ưu điểm như giảm thiểu ma sát, không tiếp xúc cơ khí, và độ chính xác cao. Tuy nhiên, nhược điểm chính là độ ổn định thấp hơn so với ổ bôi trơn bằng chất lỏng và khả năng chịu tải hạn chế. Nghiên cứu này nhấn mạnh việc tối ưu hóa kết cấu và thông số kỹ thuật để khắc phục các nhược điểm này.
1.2. Ứng dụng của ổ khí tĩnh trong gia công lỗ nhỏ
Trong gia công lỗ nhỏ, ổ khí tĩnh được sử dụng để đạt tốc độ quay cao, lên đến hàng chục nghìn vòng/phút. Điều này đặc biệt quan trọng khi gia công các chi tiết nhỏ với yêu cầu độ chính xác cao. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của thông số ổ khí tĩnh đến độ cứng vững và độ ổn định tâm quay trong quá trình gia công.
II. Phân tích thông số ổ khí tĩnh và ảnh hưởng đến độ cứng vững
Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích các thông số ổ khí tĩnh như khe hở, áp suất khí, và kết cấu hình học. Các thông số này ảnh hưởng trực tiếp đến độ cứng vững và độ chính xác gia công. Kết quả cho thấy, việc tối ưu hóa các thông số này có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của ổ khí tĩnh trong gia công lỗ nhỏ.
2.1. Ảnh hưởng của khe hở đến độ cứng vững
Khe hở giữa trục và bạc là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ cứng vững của ổ khí tĩnh. Khe hở quá lớn hoặc quá nhỏ đều có thể làm giảm hiệu suất của ổ. Nghiên cứu này sử dụng mô phỏng và thực nghiệm để xác định khe hở tối ưu, đảm bảo độ ổn định tâm quay và độ chính xác gia công.
2.2. Ảnh hưởng của áp suất khí đến độ cứng vững
Áp suất khí là yếu tố quyết định đến độ cứng vững của ổ khí tĩnh. Áp suất quá thấp có thể làm giảm khả năng chịu tải, trong khi áp suất quá cao có thể gây ra hiện tượng mất ổn định. Nghiên cứu này đưa ra các phương pháp tính toán và tối ưu hóa áp suất khí để đạt được hiệu suất cao nhất.
III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu này đã đạt được những kết quả quan trọng trong việc thiết kế và chế tạo ổ khí tĩnh phù hợp với điều kiện sản xuất tại Việt Nam. Độ cứng vững và độ ổn định tâm quay của ổ khí tĩnh đã được cải thiện đáng kể, đáp ứng yêu cầu của gia công lỗ nhỏ với tốc độ quay cao.
3.1. Kết quả thực nghiệm
Kết quả thực nghiệm cho thấy, ổ khí tĩnh với kết cấu dạng rãnh hình chữ nhật và lỗ cấp khí trung tâm đã đạt được độ cứng vững 5N/μm và độ cứng dọc trục 4N/μm. Ổ hoạt động ổn định trong dải tốc độ từ 10.000 đến 20.000 vòng/phút, không có tiếp xúc cơ khí.
3.2. Ứng dụng trong gia công lỗ nhỏ
Nghiên cứu này đã chứng minh khả năng ứng dụng của ổ khí tĩnh trong gia công lỗ nhỏ với độ chính xác cao. Các kết quả thực nghiệm và mô phỏng đã mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc tối ưu hóa thông số ổ khí tĩnh để nâng cao hiệu suất gia công.
