Nghiên cứu thiết kế, chế tạo đầu đo khí nén có độ phân giải cao ứng dụng đo sai lệch độ tròn

- 5 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐO LƢỜNG KHÍ NÉN VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG ĐO SAI LỆCH ĐỘ TRÒN.
- Nguyên tắc tạo chuyển đổi.
- Phương trình đặc tính của đầu đo khí nén.
- Khả năng ứng dụng đầu đo khí nén trong đo sai lệch độ tròn.
- Định nghĩa sai lệch độ tròn.
- Những vấn đề của đầu đo tiếp xúc trong máy đo sai lệch độ tròn.
- Khả năng ứng dụng đầu đo khí nén trong máy đo sai lệch độ tròn.
- 19 CHƢƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM ĐẦU ĐO KHÍ NÉN ỨNG ĐO SAI LỆCH ĐỘ TRÒN.
- Tính toán thiết kế đầu đo.
- Lập phƣơng trình chuyển đổi và xác định các thông số của đầu đo.
- Chế tạo và thực nghiệm tìm đường đặc tính đầu đo.
- Thực nghiệm đầu đo trên máy đo độ tròn.
- 35 CHƢƠNG 3: CÁC PHƢƠNG ÁN KHẮC PHỤC PHẠM VI ĐO HẸP CỦA ĐẨU ĐO KHÍ NÉN KHI ỨNG DỤNG ĐO SAI LỆCH ĐỘ TRÒN.
- Sử dụng ống xinphon.
- Thiết kế hệ truyền động sử dụng xiphôn bám biên dạng.
- Thực nghiệm và kết quả.
- Phương án sử dụng động cơ bước.
- Tìm hiểu về động cơ bƣớc.
- 49 Luận văn thạc sĩ khoa học.
- Trƣơng Công Tuấn 2 10BCTM - KH 3.2.2.
- Thiết kế hệ truyền động và mạch điều khiển động cơ bƣớc bám biên dạng.
- 61 Đồ thị đường đặc tính của các đầu đo.
- 61 Bảng số liệu thực nghiệm đầu đo trên máy đo độ tròn.
- 65 Bảng số liệu thực nghiệm phương án bám biên dạng sử dụng ống xiphôn.
- 67 Luận văn thạc sĩ khoa học.
- Trƣơng Công Tuấn 3 10BCTM - KH LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là Trƣơng Công Tuấn là học viên cao học ngành Chế Tạo Máy Khóa 2010 -2012.
- Giáo viên hƣớng dẫn khoa học TS.
- Tôi xin cam đoan tất cả các số liệu, kết quả của luận văn này đều có thật và do chính tác giả nghiên cứu thực nghiệm.
- DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Kích thƣớc đầu đo d2 sau gia công 28 Bảng 2.2.
- của các đầu đo sau gia công 28 Bảng 2.3.
- Số liệu thực nghiệm đƣờng đặc tính của các đầu đo 31 Bảng 2.4 So sánh tỉ số truyền thực nghiệm và tỉ số truyền lí thuyết 33 Bảng 2.5 Số liệu thực nghiệm đo trên máy đo độ tròn của đầu đo số 3 36 Bảng 2.6 Kết quả thực nghiệm đo trên máy đo độ tròn 37 Bảng 3.1.
- Số liệu thực nghiệm đƣờng đặc tính của ống xiphôn 43 Bảng 3.2.
- Số liệu thực nghiệm phƣơng án bám sử dụng ống xiphôn của đầu đo số 3 46 Bảng 3.3.
- thứ tự cấp xung vào các quận dây của động cơ bƣớc 54 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Nguyên tắc tạo chuyển đổi.
- 6 Hình 1.2 Quan hệ giữa lƣu lƣợng chảy và áp suất nƣớc.
- 7 Hình 1.3 Kết cấu cụm đo khí nén đo khe hở z.
- 8 Hình 1.4 Đƣờng đặc tính của chuyển đổi khí nén.
- 12 Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý đo dạng mạch đơn.
- 15 Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý đo dạng mạch hai nhánh chảy song song.
- 15 Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý đo dạng mạch m nhánh chảy song song.
- 16 Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý đo dạng mạch hai nhánh chảy song song 1 chính 1 phụ.
- 16 Luận văn thạc sĩ khoa học.
- Trƣơng Công Tuấn 4 10BCTM - KH Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý máy đo sai lệch độ tròn.
- 18 Hình 2.1 Chuyển đổi khí điện trở.
- 21 Hình 2.2 Chuyển đổi khí điện trở tƣơng đƣơng của dạng mạch đơn.
- 22 Hình 2.3 Đồ thị mối quan hệ của áp suất p và khe hở z.
- 23 Hình 2.4 Bản vẽ chế tạo đầu phun vào d1.
- 26 Hình 2.5 Bản vẽ chế tạo đầu phun d2.
- 26 Hình 2.6 Hình ảnh thực tế đầu đo đã chế tạo.
- 27 Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý đo đƣờng đặc tính đầu đo.
- 29 Hình 2.8 Hình ảnh thiết bị thực nghiệm đƣờng đặc tính.
- 30 Hình 2.9 Hình ảnh bộ căn mẫu sử dụng.
- 30 Hình 2.11 Đồ thị đƣờng đặc tính của các đầu đo.
- 33 Hình 2.11 Chỉnh tâm của chi tiết và tâm bàn đo trùng nhau.
- 35 Hình 2.12 Hình ảnh đo sai lệch độ tròn trên máy đo.
- 35 Hình 3.1 Các kích thƣớc hình học của Xinphon.
- 40 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý đo đƣờng đặc tính của xinphon.
- 41 Hình 3.3 Hình ảnh mô hình đo đƣờng đặc tính của xinphon.
- 42 Hình 3.4 Đồ thị đƣờng đặc tính của ống xinphôn.
- 44 Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý sử dụng ống xinphon bám theo biên dạng chi tiết.
- 45 Hình 3.6 Sơ đồ các cực và các cuôn dây của động cơ biến từ trở.
- 50 Hình 3.7 Sơ đồ các cực và các cuôn dây của động cơ đơn cực.
- 51 Hình 3.8 Sơ đồ các cực và các cuôn dây của động cơ lƣỡng cực.
- 51 Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý sử dụng động cơ bƣớc bám theo biên dạng chi tiết.
- 53 Hình 3.10 Lƣu đồ thuật toán điều khiển.
- 55 Hình 3.11 Sơ đồ mạch điều khiển phƣơng án sử dụng động cơ bƣớc.
- 56 Hình 3.12 Hình ảnh mô hình phƣơng án sử dụng động cơ bƣớc.
- 57 Luận văn thạc sĩ khoa học.
- Trƣơng Công Tuấn 5 10BCTM - KH LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ nhƣ công nghệ thông tin, điện tử, cơ khí,…kéo theo những đòi hỏi về độ chính xác các mối lắp ghép trong cơ khí ngày càng cao.
- Các chi tiết có dạng bề mặt trụ, tròn hay cầu… sau khi gia công xong bằng các phƣơng pháp nhƣ mài, phay, tiện, doa,…đòi hỏi các tiết diện vuông góc với trục phải là hình tròn.
- Sai lệch độ tròn nó ảnh hƣởng không tốt tới quá tình lắp ghép các chi tiết có dạng tròn trụ.
- Dẫn tới máy vận hành không tốt, giảm năng suất, tuổi thọ,… Do đó việc đo sai lệch độ tròn có ý nghĩa rất quan trọng quá trình chế tạo các chi tiết dạng tròn, trụ…mặt khác nó còn là thông tin cần thiết cho nhà công nghệ cũng là chỉ tiêu để dánh giá chất lƣợng sản phẩm.
- Đối với các máy đo độ tròn hiện nay đầu đo sử dụng chủ yếu là dạng đầu đo tiếp xúc.
- Sự tiếp xúc gây mòn đầu đo và chi tiết đo làm sai lệch kết quả đo.
- Chính vì thế mà ý tƣởng sử dụng đầu đo khí nén có độ phân giải cao và không tiếp xúc với chi tiết đo đã đƣợc hình thành.
- Đi cùng với ƣu điểm độ phân giải cao là đặc điểm phạm vi đo của đầu đo khí nén hẹp 20m.
- Vì thế các phƣơng án đầu đo dịch chuyển bám theo biên dạng đã đƣợc đƣa ra với khả năng dịch chuyển bám đƣợc từng micromet để có thể đo đƣợc những chi tiết có sai lệch độ tròn lớn hơn và khử đƣợc độ lệch tâm của chi tiết Qua đây, Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành luận văn này.
- Đặc biệt là TS Vũ Toàn Thắng, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, chỉ bảo cho em phƣơng pháp nghiên cứu, phƣơng pháp xây dựng các mô hình thực nghiệm và đƣa ra những đánh giá khoa học về các kết quả thực nghiệm…Tuy nhiên , luận văn có thể không tránh khỏi những sai sót.
- Vì vậy rất mong nhận đƣợc sự góp ý và chỉ bảo của các thầy cô và quý độc giả Luận văn thạc sĩ khoa học.
- Trƣơng Công Tuấn 6 10BCTM - KH CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐO LƢỜNG KHÍ NÉN VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG ĐO SAI LỆCH ĐỘ TRÒN Nội dung về phần tổng quan về đo lƣờng khí nén đã đƣợc em tham khảo trong các tài liệu về đo lƣờng sử dụng khí nén [1][3] 1.1.
- Nguyên tắc tạo chuyển đổi Trên dòng chảy của chất khí chịu nén với áp suất P1 cố định,ta có 1 tiết diện độ thắt F1.F1,đột thắt F1 sẽ làm cản trở dòng khí chảy qua nó.
- Hình 1.1 Nguyên tắc tạo chuyển đổi Giả thiết là không khí nén đƣợc sấy khô,quá trình chảy đoạn nhiệt Sau khi chảy qua F1,áp suất giảm xuống P2,lƣu lƣợng khí chảy qua F1 là G.Theo phƣơng trình Berluni viết cho hiện tƣợng chảy trên ngƣời ta có thể đƣợc lƣu lƣợng khí chảy qua F kkkkP P PkF P khigRt k P P PQPkF P khigRt k k l P.
- Trong đó: Luận văn thạc sĩ khoa học.
- Trƣơng Công Tuấn 7 10BCTM - KH :hệ số chảy,kể đến tính chịu nén của không khí.
- G:gia tốc trọng lƣợng R:hằng số chất khí và T là nhiệt độ tuyệt đối của khí P1,P2: áp suất tuyệt đối của dòng khí nén trƣớc và sau cản trở F1.
- Quan hệ giữa lƣu lƣợng chảy với áp suất trƣớc và sau cản trở nhƣ hình vẽ mô tả Hình 1.2 Quan hệ giữa lƣu lƣợng chảy và áp suất nƣớc Nếu sau cản F1 là khí trời với áp suất PA=1,003at thìchỉ có 1 chế độ chảy trƣớc tới hạn khi P11,956 at.
- Trên cơ sở đặt tƣơng đƣơng mạch điện với mạch khí ta có thể biến các phần tử khí thành các phần tử điện,ta có thể thực hiện tạo các mạch,tính toán các thông số của mạch khí dựa trên các kết quả nghiên cứu đã có của các định luật về dòng điện để làm đơn giản hóa các tính toán trong mạch khí theo phƣơng pháp cổ điển,mau chóng nhận đƣợc các kết quả nghiên cứu.
- Qua thực nghiệm chứng tỏ rằng khí trở R là đại lƣợng tỉ lệ nghịch với bình phƣơng của tiết diện chảy F: Luận văn thạc sĩ khoa học.
- Trƣơng Công Tuấn 8 10BCTM - KH 2RF Trong đó  là hằng số phụ thuộc vào trị số P1 và P2.Trong khu vực trƣớc tới hạn,đặc biệt là áp thấp 1.Có thể lấy 21RF Cần chú ý rằng cản trở F1 là 1 đột thắt có độ dày không đáng kể.Nếu cản F lại có độ dày 1 thì công thức khí trở sẽ rất phức tạp.
- Để nhấn mạnh mối quan hệ phụ thuộc,ngƣời ta bố trí trên dòng chảy của dòng khí nén không phải 1 mà là 2 cản trở:F1 và F2.Khi đó với áp suất P1 ở trƣớc cản trở F1 ,áp suất P2 sau F1 và trƣớc F2 sẽ phụ thuộc vào P1,F1,F2.Khoảng cách giữa F1 và F2 đƣợc gọi là buồng đo.Lƣu lƣợng khí vào và ra khỏi buồng đo phải bằng nhau,phụ thuộc áp P1,kích thƣớc F1 và F2.
- Ngƣời ta có thể chế tạo F2 theo nhiều hình dạng khác nhau.Trong đó F1 thƣờng dùng dạng lỗ tròn có đƣờng kính d1,gọi là đầu phun vào.
- Vì vậy khi cần đo tiết diện F2 cần cố định P1 và d1.Đây là dạng chuyển đổi dùng đo lỗ nhỏ.
- Hình 1.3 Kết cấu cụm đo khí nén đo khe hở z F2 đƣợc tạo bởi đầu phun đo d2 với tấm chắn phẳng đật cách miệng phun đo d2 đoạn khe hở z.Khi P1,d1,d2 cố định,tiết diện chảy của dòng khí ra môi trƣờng xung quanh đƣợc giới hạn Ppzd2d1 Luận văn thạc sĩ khoa học.
- Trƣơng Công Tuấn 9 10BCTM - KH bởi 1 trụ do đƣờng kính d2 và chiều cao z,diện tích đó bằng 2dz,còn tiết diện chảy taị d2 là: 224d Khi đó ta cần quan tâm đến khe hở z ứng với 2 trƣờng hợp : -Trƣờng hợp 1 :Nếu2224ddz.Trƣờng hợp này thì tiết diện cản trở chính không phải là diện tích chảy2dz mà là tiết diện chảy 224d có ứng dụng để đo lỗ nhỏ d2 -Trƣờng hợp 2: Nếu 2224ddz.Trƣờng hợp này thì diện tích chảy 2dz mới là cản trở chính cuối cùng của dòng khí.
- Có ứng dụng để đo kích thƣớc thẳng Z Nhƣ vậy khi kích thƣớc z thay đổi thì P2 thay đổi.Trong trƣờnghợp này ta có chuyển đổi P f zP d d Từ đây ta có khả năng đo kích thƣớc thẳng.Khi kích thƣớc đo của vật cần đo L thay đổi Lta sẽ đo sự thay đổi 2P tƣơng ứng.
- Kết luận : Trên nguyên tắc đo khe hở ngƣời ta có thể chế tạo ra các dạng miệng phun có tiết diện khác nhau,từ đó ta có các tỉ số truyền khác nhau mà các dụng cụ đo lƣờng khác khó có thể thực hiện đƣợc.
- Phƣơng trình đặc tính của đầu đo khí nén Khi có một dòng khí chuyển động trong ống với áp suất P1 ta đặt 1 cản trở có diện tích là F1 thì sau cản trở có áp suất là P2

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt