Luận án Cơ sở đảm bảo, nâng cao độ chính xác của phép đo độ tròn

Trong ngành cơ khí chế tạo bên cạnh việc gia công chi tiết máy đảm bảo đúng các yêu

cầu kỹ thuật về dung sai kích thước, vị trí tương quan thì yêu cầu độ chính xác về hình

dáng cũng rất nghiêm ngặt. Theo [11] khảo sát có đến 70% sản phẩm cơ khí có dạng trụ

tròn và độ tròn là một thông số hình dáng - chỉ tiêu kỹ thuật đánh giá chất lượng của chi

tiết trụ. Sai lệch độ tròn ảnh hưởng đến tất cả những chi tiết có chuyển động quay như ổ

trục của các máy, trục dao, trục của thiết bị đo Do đó việc đánh giá sai lệch độ tròn là

nhiệm vụ thiết yếu, có ý nghĩa quan trọng trong việc chỉ đạo công nghệ gia công nhằm

đảm bảo chất lượng chi tiết, mang lại giá trị kinh tế.

Có nhiều phương pháp đo độ tròn nhưng phương pháp đo trên tọa độ cực có ưu điểm

vượt trội, phản ánh đầy đủ thông tin của chi tiết cần đo như: giá trị biên độ méo, số cạnh

méo, vị trí méo cực đại Cơ sở đảm bảo cho phép đo này là bàn quay chi tiết phải có tâm

quay cố định, nếu trong quá trình quay tâm quay không phải là một điểm cố định, tức là có

sự biến động tâm thì sai số do mất ổn định tâm sẽ ảnh hưởng theo tỉ lệ 1:1 lên giá trị đo.

Trong cùng một điều kiện công nghệ, chế tạo được một ổ khí quay dễ đạt được định

tâm cao hơn các loại ổ quay khác. Do đó nghiên cứu chế tạo và thực nghiệm trên ổ khí

quay được chọn làm cơ sở bảo đảm độ chính xác của phép đo sai lệch độ tròn trong luận án

này.

Mặt khác trong trường hợp yêu cầu độ chính xác của phép đo cao hơn độ chính xác

định tâm ổ quay hoặc điều kiện gia công gặp khó khăn, khi đó sử dụng phương pháp kết

hợp nhiều đầu đo sẽ loại bỏ độ lệch tâm và dao động tâm tức thời nâng cao độ chính xác

cho phép đo.

Kết hợp 2 lý do trên trong một quá trình hoàn chỉnh là nội dung của đề tài luận án “Cơ

sở đảm bảo, nâng cao độ chính xác cho phép đo độ tròn”

pdf 144 trang dienloan 21420
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận án Cơ sở đảm bảo, nâng cao độ chính xác của phép đo độ tròn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Cơ sở đảm bảo, nâng cao độ chính xác của phép đo độ tròn

Luận án Cơ sở đảm bảo, nâng cao độ chính xác của phép đo độ tròn
1 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
Tạ Thị Thuý Hƣơng 
CƠ SỞ ĐẢM BẢO, NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH 
XÁC CỦA PHÉP ĐO ĐỘ TRÒN 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ 
Hà Nội – 2016 
2 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi dưới sự hướng 
dẫn của PGS.TS. Vũ Toàn Thắng và TS. Nguyễn Cảnh Quang. 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 từng được ai công bố trong bất kỳ nghiên 
cứu nào khác. 
 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Nghiên cứu sinh 
1. PGS. TS. Vũ Toàn Thắng Tạ Thị Thuý Hương 
2. TS. Nguyễn Cảnh Quang 
3 
LỜI CÁM ƠN 
Trong quá trình học tập và nghiên cứu tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, góp ý và chia 
sẻ của mọi người. Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám Hiệu Trường Đại 
Học Bách Khoa Hà Nội, Viện Đào tạo Sau Đại học, Viện Cơ khí. 
Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới tập thể Thầy hướng dẫn PGS.TS Vũ 
Toàn Thắng, TS. Nguyễn Cảnh Quang, các Thầy đã hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều 
kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành được luận án. 
Tôi cũng xin chân thành biết ơn sâu sắc tới Quý Thầy Cô Bộ môn Cơ khí Chính xác và 
Quang Học đã chỉ bảo và cho tôi những ý kiến bổ ích, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được 
học tập nghiên cứu. 
Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị em công tác tại Bộ môn Cơ khí chính xác và 
Quang Học, tập thể NCS tại Bộ môn đã chia sẻ cũng như tạo điều kiện giúp tôi. 
Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Đo Lường Quốc gia, Trung tâm Đo lường Quân đội, 
Phòng đo lường Mitutoyo Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm. 
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Hải Phòng, Ban lãnh đạo 
Khoa Điện – Cơ đã tạo điều kiện về chế độ, thời gian, công việc giúp tôi hoàn thành nhiệm 
vụ. 
Cuối cùng xin cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã chia sẻ, động viên giúp đỡ 
tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. 
Hà Nội, Ngày 24 tháng 7 năm 2016 
 Tác giả luận án 
 Tạ Thị Thuý Hương 
4 
MỤC LỤC 
 Trang 
MỤC LỤC ............................................................................................................................ 4 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................................ 7 
1.Danh mục chữ viết tắt, thuật ngữ ................................................................................ 7 
2.Danh mục ký hiệu ......................................................................................................... 7 
DANH MỤC HÌNH VẼ ....................................................................................................... 9 
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................... 15 
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 17 
1. Lý do lựa chọn đề tài luận án ................................................................................ 17 
2. Mục đích, đối tƣợng, phƣơng pháp và phạm vi nghiên cứu ............................... 17 
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .............................................................. 18 
4. Những kết quả mới ................................................................................................. 18 
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÉP ĐO ĐỘ TRÒN ................................................ 19 
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 19 
1.2. Các định nghĩa về sai lệch độ tròn ......................................................................... 19 
1.2.1. Định nghĩa về sai lệch độ tròn theo tiêu chuẩn quốc tế ISO. ............................. 19 
1.2.2. Định nghĩa sai lệch độ tròn theo tiêu chuẩn Việt Nam ...................................... 20 
1.3. Phƣơng pháp đo độ tròn......................................................................................... 21 
1.3.1. Phương pháp đo bằng dụng cụ cầm tay ............................................................. 21 
1.3.2. Phương pháp đo bằng khối V ............................................................................. 22 
1.3.3. Phương pháp đo bằng máy đo 3 tọa độ .............................................................. 23 
1.3.4. Phương pháp đo bằng máy đo độ tròn chuyên dùng .......................................... 24 
1.4. Một số nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về ổ khí quay và phƣơng pháp đo độ 
tròn kết hợp nhiều đầu đo ............................................................................................. 28 
1.4.1. Các nghiên cứu về lý thuyết tính toán đệm khí .................................................. 28 
5 
1.4.2. Các nghiên cứu về kết cấu ổ khí quay ................................................................ 34 
1.4.3. Các nghiên cứu về kết hợp nhiều đầu đo. .......................................................... 38 
1.5. Kết luận chƣơng 1 ................................................................................................... 43 
CHƢƠNG 2: ĐẢM BẢO ĐỘ CHÍNH XÁC ĐỊNH TÂM CỦA PHÉP ĐO ĐỘ TRÒN 
BẰNG Ổ KHÍ QUAY ........................................................................................................ 44 
2.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 44 
2.2. Cơ sở tính toán thiết kế đệm khí: .......................................................................... 45 
2.2.1. Xác định các thông số kết cấu của đệm khí ....................................................... 47 
2.2.2. Độ cứng của đệm khí ......................................................................................... 57 
2.2.3. Xác định áp suất nguồn làm việc cho ổ khí........................................................ 57 
2.2.4. Kích thước và kết cấu đệm khí thiết kế .............................................................. 60 
2.2.5.Kết cấu ổ khí quay ............................................................................................... 60 
2.3. Phân tích các yếu tố ảnh hƣởng tới chất lƣợng của ổ khí quay và định hƣớng 
công nghệ gia công các chi tiết của ổ khí ..................................................................... 61 
2.3.1. Xét ảnh hưởng của việc bố trí đệm khí mặt trụ đến khả năng định tâm của ổ 
khí. ................................................................................................................................ 61 
2.3.2. Xét ảnh hưởng bố trí đệm khí tới độ cứng làm việc của ổ khí quay .................. 65 
2.3.3. Xét ảnh hưởng của tải trọng đặt lệch trên bàn quay đến độ nghiêng đường tâm 
trụ quay ......................................................................................................................... 66 
2.3.4. Xét ảnh hưởng sai số hình học tới chức năng làm việc của đệm khí trụ và trục 
quay .............................................................................................................................. 67 
2.3.5. Xét ảnh hưởng của độ nhám bề mặt. .................................................................. 70 
2.4. Xây dựng thực nghiệm kiểm chứng lý thuyết. ..................................................... 71 
2.4.1.Thực nghiệm đo kiểm, đánh giá các thông số hình học và nhám bề mặt của các 
chi tiết ổ khí. ................................................................................................................. 71 
2.4.2. Thực nghiệm đánh giá đặc tính làm việc của ổ khí quay. .................................. 75 
 2.5.Kết luận: .................................................................................................................... 83 
6 
CHƢƠNG 3: NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC PHÉP ĐO ĐỘ TRÒN BẰNG PHƢƠNG 
PHÁP KẾT HỢP NHIỀU ĐẦU ĐO ................................................................................ 82 
3.1. Đặt vấn đề: ............................................................................................................... 83 
3.2. Phƣơng pháp đo độ tròn sử dụng 2 đầu đo .......................................................... 83 
3.2.1. Cơ sở lý thuyết ................................................................................................... 83 
3.2.2. Xác định vị trí đặt 2 đầu đo ................................................................................ 90 
3.2.3. Đánh giá sai số của phương pháp sử dụng 2 đầu đo .......................................... 91 
3.3. Phƣơng pháp đo độ tròn sử dụng 3 đầu đo .......................................................... 93 
3.3.1. Cơ sở lý thuyết ................................................................................................... 93 
3.3.2. Xác định vị trí đặt 3 đầu đo. ............................................................................... 97 
3.3.3. Xây dựng mô hình thực nghiệm 3 đầu đo .......................................................... 99 
3.3.4. Đánh giá sai số của mô hình thiết kế ................................................................ 102 
3.4. Kết luận .................................................................................................................. 107 
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ..................................................................... 108 
4.1.Mô hình thực nghiệm........................................................................................... 1108 
4.2.Thực hiện thí nghiệm ............................................................................................. 110 
4.2.1. Thí nghiệm với áp suất nguồn cấp 2 bar .......................................................... 111 
4.2.2. Thí nghiệm với áp suất nguồn cấp 3 bar .......................................................... 119 
4.2.3. Thí nghiệm với áp suất nguồn cấp 4 bar .......................................................... 119 
4.3. Đánh giá và kết luận. ............................................................................................ 137 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ HƢỚNG NGHIÊN CỨU ............................................. 138 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 140 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ......................... 144 
PHỤ LỤC ........................................................................................................................ 145 
7 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 
1.Danh mục chữ viết tắt, thuật ngữ 
STT 
Ký hiệu, 
chữ viết tắt 
Tiếng Việt 
Tiếng Anh 
1 BTD Bậc tự do 
2 CMM 
Máy đo toạ độ Coordinate Measuring 
Machine 
3 LSC Tâm bình phương nhỏ nhất Least Square Center 
4 ISO 
Tiêu chuẩn quốc tế International Organization for 
Standardization 
5 MCC 
Tâm đường tròn ngoại tiếp nhỏ nhất Minimum Circumscribed circle 
Centre 
6 MIC 
Tâm đường tròn nội tiếp lớn nhất Maximum Inscribed circle 
Centre 
7 MZC Tâm miền tối thiểu Minimum Zone Center 
8 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 
9 Profile Biên dạng 
2.Danh mục ký hiệu 
STT Ký hiệu Tiếng Việt 
1. ai, bi, Hệ số tính biên độ méo 
2. ci biên độ méo 
3. αi Góc lệch pha 
4. θ Góc quay 
5. ∆m Sai lệch độ tròn 
6. ∆// Dung sai độ song song 
7. ex,ey Độ lệch tâm theo phương x, y 
8. E Môđun đàn hồi của vật liệu 
9. F Lực nâng đệm khí 
10. K Độ cứng 
11. Mms Mômen ma sát 
12. O Tâm chi tiết đo 
13. O
’ 
Tâm bàn quay 
14. P Áp suất 
8 
15. P0 Áp suất nguồn 
16. Q Tải trọng 
17. Rz Độ nhám bề mặt 
18. z Khe hở 
19. r Chiều rộng rãnh khí 
20. s Chiều sâu rãnh khí 
21. rn Bán kính ngoài đệm khí 
22. r0 Bán kính rãnh dẫn khí 
23. d1 Đường kính lỗ tiết lưu 
24. L Chiều dài chảy của lỗ tiết lưu d1 
25. Sn Diện tích ngoài đệm khí 
9 
DANH MỤC HÌNH VẼ 
Hình 1.1: Các phương pháp xác định 2 đường tròn bao ...................................................... 20 
Hình 1.2: Định nghĩa sai lệch độ tròn theo TCVN [8] ........................................................ 20 
Hình 1.3: Sơ đồ đo độ tròn bằng dụng cụ cầm tay .............................................................. 21 
Hình 1.4: Sơ đồ đo độ tròn trên khối V. [6] ........................................................................ 22 
Hình 1.5: Chi tiết méo 3 cạnh đo trên khối V [11] .............................................................. 23 
Hình 1.6: Hình ảnh đo độ tròn trên máy toạ độ [5]. ............................................................ 24 
Hình 1.7: Sơ đồ đo sai lệch độ tròn trong hệ tọa độ cực ..................................................... 24 
Hình 1.8: Hình ảnh máy đo độ tròn của các hãng trên thế giới [37, 40]. ............................ 25 
Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý của máy đo độ tròn sử dụng 1 đầu đo [6]. ................................ 25 
Hình 1.10: Sơ đồ biểu diễn chi tiết được đặt lên bàn quay .................................................. 26 
Hình 1.11. Hình ảnh khe hở hướng kính của ổ bi ............................................................... 27 
Hình 1.12.Đệm khí buồng một lỗ tiết lưu trung tâm[51] .................................................... 27 
Hình 1.13: Đệm khí dạng buồng và dạng rãnh với một lỗ tiết lưu trung tâm [51] .............. 30 
 Hình 1.14: Đệm khí phẳng một lỗ tiết lưu với một rãnh dẫn [50] ...................................... 31 
Hình 1.15: Đệm khí buồng và mạch điện-khí tương đương [11] ........................................ 33 
Hình 1.16: Kết cấu ổ khí dạng buồng dùng cho máy đo độ tròn những năm 1960 [22]. .... 34 
Hình 1.17: Kết cấu ổ khí quay [50] ..................................................................................... 35 
Hình 1.18: Kết cấu ổ khí trong máy đo độ tròn của hãng Newways [32] ........................... 36 
Hình 1.19: Một số hình ảnh ổ khí quay [34] ....................................................................... 36 
Hình 1.20: Kết cấu ổ khí quay có bố trí đệm khí mặt trong ống trụ [11] ............................ 37 
Hình 1.21: Sơ đồ đo độ tròn kết hợp 2 đầu đo [41] ............................................................. 38 
Hình 1.22: Sơ đồ đo độ tròn kết hợp ba đầu đo dịch chuyển [42] ....................................... 39 
Hình 1.23: Sơ đồ đo độ tròn kết hợp 3 đầu đo của Muralikrishnan – Mỹ [29] ................... 40 
Hình 1.24: Sơ đồ đo độ tròn kết hợp 3 đầu đo của S.Mekid- Anh [39] .............................. 40 
10 
Hình 1.25: Sơ đồ đo độ tròn kết hợp 4 đầu đo của Zhang – Trung Quốc [19] .................... 41 
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý của ổ khí ................................................................................... 45 
Hình 2.2: Nguyên lý làm việc của đệm khí [12] ................................................................. 45 
Hình 2.3: Phân bố áp suất theo các kiểu dẫn khí trên bề mặt đệm [33] ... ... Trên hình 4.27 là hình ảnh thực của chi tiết ổ lăn được đo trên mô hình thiết kế, kết 
quả tổng hợp các biên độ méo tương ứng với tần số méo có sai lệch độ tròn 5µm. Đối 
chứng kết quả này với kết quả đo được trên máy MMQ100- Plus có độ chính xác (0,05 µm 
+ 0,0006 µm/mm) của Trung tâm đo lường Quân đội là 4,61µm, 2 hình ảnh tương quan 
nhau đều méo 5 cạnh (hình 4.27 và 4.28). 
Hình ảnh biên dạng chi tiết đo trên mô hình thiết bị đo độ tròn kết hợp 3 đầu đo 
Hình 4.27. Biên dạng chi tiết đo thu được bằng kết hợp 3 đầu đo (đã chỉnh tâm) 
-0.006
-0.004
-0.002
0
0.002
0.004
0.006
r(q) 
r(q)
Biên dạng chi tiết ổ lăn r(θ) 
r(θ) 
136 
Hình 4.28. Hình ảnh chi tiết đo trên máy đo độ tròn MMQ100 có độ chính xác 
(0,05 +0,0006) µm/mm của Trung tâm đo lường quân đội 
Hình 4.29: Hình ảnh máy đo độ tròn 3 đầu đo được thiết kế tại bộ môn Cơ khí chính xác và Quang 
học. 
137 
4.3. Đánh giá và kết luận. 
Tổng hợp các kết quả thí nghiệm của mô hình trên nhận thấy: 
-Với phương pháp đo độ tròn trong hệ tọa độ cực, khi chi tiết đặt lên bàn đo phải tiến 
hành chỉnh tâm cho tâm chi tiết về gần nhất với tâm bàn đo, các số liệu hình ảnh kết quả đo 
cho thấy nếu không chỉnh tâm sai lệch độ tròn phản ánh phần lớn độ lệch tâm này. Kết quả 
đo lần 1 sau khi biết được lượng sai lệch tiến hành chỉnh tâm sẽ cho độ chính xác cao hơn 
rất nhiều: + Khi chưa chỉnh tâm, độ lệch tâm e 0,4mm 400µm. 
 + Sau khi chỉnh tâm, độ lệch tâm e << 0,2µm (hình 4.25), đây chính là độ dao 
động tâm. 
-Độ lệch tâm e sau khi chỉnh tâm 0,2µm cùng với hình ảnh biên độ và tần số méo tại 
từng đầu đo A, B, C giống nhau điều này một lần nữa khẳng định sử dụng ổ khí quay có độ 
chính xác định tâm rất cao. 
- Trên đồ thị hình 4.6. 4.10, 4.14, 4.18, 4.23 cho thấy khi kết hợp 3 đầu đo độ lệch tâm 
và độ dao động tâm quay đã bị loại cho dù chi tiết có chỉnh tâm hay không. Kết quả này 
minh chứng phương pháp kết hợp nhiều đầu đo đã thực sự loại được độ lệch tâm bao gồm 
cả độ dao động tâm quay. 
- Thí nghiệm trên được thực hiện khi cho áp suất nguồn thay đổi, với áp suất 2 bar, 3 
bar mô hình vẫn hoạt động đúng chức năng, tuy nhiên một số tần số méo bậc cao khó xác 
định do áp suất nguồn cấp thấp, không ổn định. Với nguồn áp cấp 4 bar các tần số méo bậc 
cao đã được xác định, vì vậy để thiết bị hoạt động tốt nên dùng áp nguồn 4 bar. 
Sau khi tiến hành thí nghiệm trên mô hình đo độ tròn sử dụng ổ khí quay kết hợp 3 
đầu đo có thể rút ra được một số kết luận sau: 
1) Thực nghiệm đánh giá lại chất lượng ổ khí quay cho thấy kết quả thiết kế và gia 
công ổ khí đạt như yêu cầu đặt ra. 
2) Thực nghiệm với phương án kết hợp 3 đầu đo, độ lệch tâm tức thời đã được loại bỏ, 
với kết quả đo chi tiết ổ lăn số hiệu 22310CA/W33 cho hình ảnh chi tiết với sai lệch độ 
tròn 5µm, hình ảnh tương đồng với hình ảnh đo đối chứng tại Trung tâm đo lường Quân 
đội, kết quả độ tròn chênh 0,39 µm so với kiểm chứng, độ chênh này do độ chính xác của 
đầu đo sử dụng. Điều này cũng giải thích nếu được trang bị đầu đo tốt hơn, ví dụ các đầu 
đo laser có độ chính xác < 1µm hoặc cao hơn nữa sẽ cho ra kết quả mong muốn. 
Với các kết quả thực nghiệm trên khẳng định các luận điểm nghiên cứu của luận án là 
đúng đắn, đáp ứng được yêu cầu đo độ tròn của các chi tiết cơ khí khi sử dụng thiết bị đo 
trong nước. 
138 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ HƢỚNG NGHIÊN CỨU 
KẾT LUẬN 
Sau quá trình nghiên cứu lý thuyết và xây dựng thực nghiệm luận án đã đạt được kết 
quả với những đóng góp mới mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sau: 
1. Phương pháp đo độ tròn bằng tọa độ cực đạt độ chính xác cao, phương pháp đo 
này không những tồn tại độ lệch tâm do tâm chi tiết không trùng với tâm bàn quay 
mà còn có cả biến động tâm quay tức thời, chính sự biến động này gây nên dao 
động tâm, ảnh hưởng trực tiếp và quyết định đến độ chính xác của phép đo. Để 
đảm bảo độ chính xác định tâm cho phép đo sử dụng ổ khí quay hiện là phương 
pháp hiệu quả nhất, đáp ứng yêu cầu cho phép. Luận án đã xây dựng được kỹ thuật 
tính toán thiết kế ổ khí quay tĩnh với kết cấu đệm khí rãnh theo phương pháp điện 
khí tương đương. Phân tích được các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác định tâm 
quay của ổ bao gồm: việc bố trí đệm khí trên trục quay, ảnh hưởng độ nghiêng do 
tải trọng đặt lệch, sai lệch hình dáng, sai lệch vị trí và nhám bề mặt.. đây là các yếu 
tố cơ bản để thiết kế và gia công ổ khí quay. 
2. Nghiên cứu, chế tạo thành công ổ khí quay đạt độ chính xác định tâm 1µm, khả 
năng tải 650N, độ cứng 26N/µm. Kết quả này đáp ứng được yêu cầu cho các máy 
đo độ tròn công nghiệp hiện nay, khẳng định trong cùng một điều kiện công nghệ 
gia công cơ khí tại Việt Nam việc chế tạo ổ khí quay sẽ dễ đạt được độ chính xác 
định tâm cao hơn so với chế tạo các loại ổ quay là ổ lăn hay ổ trượt. 
3. Ứng dụng phương pháp kết hợp nhiều đầu đo để nâng cao độ chính xác cho phép 
đo. Luận án đã xác định được vị trí đặt 3 đầu đo lệch nhau các góc 900 và 2400, 
thiết lập được công thức tính biên độ méo ci tại tần số méo thứ i từ tín hiệu tổng 
hợp của 3 đầu đo này bằng phương pháp biến đổi giải tích. Kết quả đã chỉ rõ, đầy 
đủ sai số về biên độ và tần số méo của chi tiết. 
4. Thiết kế, chế tạo thiết bị thực nghiệm đo độ tròn sử dụng ổ khí quay kết hợp 3 đầu 
đo trong điều kiện công nghệ tại Việt Nam. Thử nghiệm với mẫu đo là vòng ngoài 
của ổ lăn số hiệu 22310CA/W33 cho kết quả đo là sai lệch độ tròn 5µm, so sánh 
với thiết bị đo độ tròn MMQ100- Plus tại Viện Đo lường Quân đội chênh lệch 
0,39µm. Hình ảnh biên độ và tần số méo tương đồng với hình ảnh đo đối chứng. 
Với kết quả này khẳng định khả năng chế tạo thiết bị đo độ tròn tại Việt Nam, tạo 
cơ sở phát triển thiết bị đo lường phục vụ đào tạo và sản xuất. 
139 
 KIẾN NGHỊ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP 
1. Nghiên cứu phương pháp và thiết đo độ định tâm nhỏ hơn 1µm để đánh giá chính 
xác giá trị sai lệch định tâm của ổ khí quay chế tạo. 
2. Tiếp tục nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng của vật liệu, rung động, ma sát tới đặc 
tính của ổ khí quay để nâng cao chất lượng làm việc của ổ. 
3. Nghiên cứu ứng dụng ổ khí quay trong các thiết bị dẫn trượt chính xác khác như 
máy chuẩn mômen. 
4. Nghiên cứu phương pháp kết hợp nhiều đầu đo sử dụng với các đầu đo laser có độ 
chính xác cao để tiếp tục nâng cao độ chính xác cho phép đo. 
140 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Tiếng Việt 
[1]. Đinh Bá Trụ, Hoàng Văn Lợi (2003) Hướng dẫn sử dụng phần mềm Ansys. NXB 
Khoa Học và Kỹ thuật . 
[2]. Nguyễn Phùng Quang (2006) Matlab và simulink cho kỹ sư điều khiển tự động. NXB 
Khoa Học và Kỹ thuật . 
[3]. Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú (2006) Đo lường kiểm 
tra trong chế tạo Cơ khí. NXB Khoa học và Kỹ thuật. 
[4]. Nguyễn Tiến Thọ (1976), Nghiên cứu chế tạo bộ đôi siêu chính xác. Đề tài cấp nhà 
nước N03 -76. 
[5]. Nguyễn Tiến Thọ (1976), Nghiên cứu thiết kế hệ dẫn động cho máy đo 3 tọa độ . Đề 
tài cấp Bộ Giáo dục và đào tạo B2005 – 28 – 16. 
[6]. Nguyễn Thành Trung (2010) Cơ sở đảm bảo độ chính xác của phép đo sai lệch độ tròn 
trong ngành cơ khí. Luận văn thạc sĩ khoa học 
[7]. Nguyễn Văn Khoán (2012) Cơ sở đảm bảo độ chính xác của ổ khí quay dùng trong 
máy đo sai lệch độ tròn. Luận văn thạc sĩ. 
[8].Tiêu chuẩn Nhà nướcTCVN2510-78 (1981) Dung sai hình dạng và vị trí bề mặt- Thuật 
ngữ cơ bản và định nghĩa. 
[9]. Tiêu chuẩn Nhà nước TCVN 4369-2008 Ổ Lăn - Khe hở hướng kính bên trong. 
[10]. Trần Văn Địch, Lưu Văn Nhang, Nguyễn Thanh Mai (2002) Sổ tay gia công cơ. 
NXB Khoa học kỹ thuật. 
[11]. Vũ Toàn Thắng (2006) Xây dựng phương pháp đo sai lệch độ tròn của các chi tiết cơ 
khí trong hệ tọa độ cực. Luận án tiến sỹ kỹ thuật. 
[12]. Vũ Toàn Thắng (2007) Nghiên cứu thiết kế, chế tạo ổ khí quay. Đề tài cấp trường 
T2007-08. 
Tiếng Anh 
[13]. Altab Hossian, Ataur Rahman,A.K.M. Mohiuddin (2012) Fuzzy evaluation for an 
intelligent air-cushion tracked vehicle performance investigation. Journal of 
Terramechanics 49, pp 73-80. 
[14]. Chenu, Morris –Thomas, M.T. Thiagarajan (2004) Some hydrodynamic 
characteristics of an air-cushion supported concrete gravity structure. Processdings 15
th
Australasian Fluid Mechanical Conference Sydney, Autralia. 
141 
[16].C.-H.Lee, J.N.Newman (2000) Wave effects on large floating structures with air 
cushions. Marine Structures 13, pp 315 -330. 
[17].David Whitehouse (2002) Surfaces and their Measurement.Taylor & Francis 
Publishers. 
[18].Graham T.Smith (2001) Industrial Metrology-Surface and Roundness. Springer 
Publisher. 
[19]. G.X.Zhang, R.K.Wang ()1992 Four - Point Method of Roundness and Spindle Error 
Measurements. Annals of the CIRP Vol 42, pp 593 -596. 
[20]. G.L.Samuel, M.S.Shunmugam (2000) Evaluation of circularity from coordinate and 
form data using computational geometric techniques. Journal of the International Societies 
for Precision Engineering and Nanotechnology 24, pp 251-263. 
[21]. G.L.Samuel, M.S.Shunmugam (2003) Evaluation of circularity and sphericity from 
coordinate measurement data. Journal of Materials Processing Technology 139, pp 90 -95. 
[22]. H.L.WUNSCH (1961)The design of air bearing and their application to measuring 
instruments and machine tools. Int. J. Math. Tool Des. Res. Vol. 1, 10p. 198-212. Printed 
in Great Britain. 
[23].H RaHeman (1991) A Laboratory Investigation into the Effects Pressurised Air on the 
Erosion of Wet Soils by Air Cushion Vehicles. Journal of Terramechanics, Vol. 28, No. 1, 
pp 21-32, Printed in Greate Britain. 
[24]. Hossain A, Rahman A, Mohiuddin AKM (2010) Load distribution for an intelligent 
air-cushion track vehicle based on optimal power consumption. Int J Veh Syst, Modell 
Test. 
[25]. International Standard ISO 6318-1985(E) Measurement of Roundness – Terms, 
definitions and parameters of roundness. 
[26]. J.W.POWELL (1970) Design of Aerostatic Bearing. Machinery Publshing Co.Ltd. 
[27]. Krish P.Thiagarajan, Michael T.Morris – Thomas (2006) Wave – induced motion of 
an air cushion structure in shallow water. Ocean Engineering 33, pp 1143 -1160. 
[28]. Lynagh N., Rahnejat H., Ebrahimi M., Aini R (2000) Bearing induced vibration in 
precision high speed routing spindles. Int. Journal of Mach, Tools & Manuf 40: 561-577. 
[29]. Muralikrishnan B, Venkatachalam S, Raja J, Malburg M (2005) A note on the three- 
point method for roundness measurement. Precision Engineering 29: 257-264. 
[30]. Mitutoyo_Digimatic_handbook. 
[31]. Malennica, S. Zalar (2000). An alternative method for linear hydrodynamics of air 
cushion suppoted floating bodies. Proceedings 15
th
 International Workshop on Water 
Wave and Floating Bodies, Caesarea, Israel, pp 1-4. 
[32].New Way company (2003) Air bearing application guide. Website: 
www.newwayprecision.com. 
142 
[33]. Newways airbearing (2006) Air bearing application and design. Revision January 
[34].Professional Instruments Company (1999) BLOCK-HEAD Operator’s Manual. 
Minnesota: Professional Instruments Company, 
[35].Paul James Scott (1997) Roundness Measuring.Taylor Hobson Limited, United 
Kingdom. 
[36]. R.Tanas, K.Ohtsubo, F.Sugimoto (2010) Development of high-precision air-bearing 
spindles Technical paper. Ztekt engineering journal English edition No1007E. 
[37].Roundness Instrument Taylyrond 130. Website: 
 www.Roundness mesurement.Zumbach.com. 
[38]. Scott P.J, (1999) Roundness measuring. US Patent 5, pp 926-781 Jul. 20. 
[39]. S Mekid, K.Vacharanukul (2011) In –process out –of - roundness measurement 
probe for turned workpieces. Measuremenr 44, Elservier Ltd, pp 762-766. 
[40]. Testing & Measuring Equiqment, Roundness Tester. 
[41].Wei Gao, Satoshi Kiyono (1994) Profile measurement of machined surface with a 
new differential method. Measurement Vol.16, No.3, pp 212 -218, Butterworth –
Heinemann. 
[42].Weigao, Satoshi Kiyono and Takamitu Sugawara (1997) High-accuracy roundness 
measurement by a new error separation method. Precision Engineering 21: pp 123-133, 
Elsevier Science Inc, 655 Avenue of the Americas, New York. 
[43]. Wei Gao, Satoshi Kiyono and Takamitu Sugawara (1996) A new multiprobe method 
of roundness measurements. Precision Engineering, Elsevier Science Inc, 655 Avenue of 
the Americas, New York, NY 10010, 19, pp 37-45. 
[44]. Westwind air bearing a division of GSI group ltd (2007) Air bearing technology 
Website: www.westwind-airbearing.com. 
[45].Xiulan Wen, Qingguan Xia, Yibing Zhao (2006), An effective genetic algorithm for 
circularity error unified evaluation. International Journal of Machine Tool & Manufacture 
46, pp 1770 -1777. 
[46]. Y.G. Zhang (2000) Research on structure design and energy saving for semi – track 
air-cushion vehicle. Doctoral Dissertation, Jilin University, Changchun China. 
[47]. Ye Ding, LiMin Zhu, Han Ding (2007) A unified approach for circularity and spatial 
straightness evaluation using semi- definite programming. International Journal of 
Machine Tool & Manufacture 47, pp 1646 -1650. 
[48]. Zhe Luo, Fan Yu (2007) Load Distribution control system Design for a Semi-track 
Air-cushion Vehicles. Journal of Terramechanics 44, pp 319 -325. 
143 
[49]. Zhe L, Fan Y, Bing CC (2003) Design of a novel semi-tracked air-cushion vehicle for 
soft terrain, Int J Veh Des 31, pp 112-123. 
Tiếng Nga 
[50]. C.A.Шейнберг, В.П.Жедъ, М.Д.Шишеев (1969), (1979), Oпоры скольжения с 
газовой смазкой. Москва. 
Tiếng Đức 
[51].Wilfried J.Bartz und 9 Mitautoren (1995), Luftlagerungen und Magnetlager- 
Grundlagen und Anwendungen. Expert Verlag. 
144 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 
 CỦA LUẬN ÁN 
1.Vu Toan Thang, Dang Chi Cong, Nguyen Quoc Khanh,Ta Thi Thuy Huong, 2013, 
“Design Air Bearing With Center Orifice and Distribution Grooves in Precise Measuring 
Machines”, Tạp chí Khoa học Công nghệ các trường Đại học Kỹ thuật ISSN 0868-3980 số 
92 (2013),(64-68). 
2.Vu Toan Thang, Ta Thi Thuy Huong, 2013, "Design and manufacture air rotary table", 
Tạp chí Khoa học Công nghệ các trường Đại học kỹ thuật ISSN 0868-3980, số 94 (2013), 
(24-28). 
3.Ta Thi Thuy Huong, Truong Cong Tuan,Tran Nguyen Hung, Vu Toan Thang, 2014, 
“Research in design the structures to improve the quality of the air rotary table using in 
roudness measuring machine”, The 15th ISEPD 2014, (244-250). 
4.Tạ Thị Thúy Hương, Vũ Toàn Thắng, 2015, "Nâng cao độ chính xác đo độ tròn bằng 
phương pháp sử dụng nhiều đầu đo", Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị Đo lường toàn 
quốc lần thứ 6, (2015),(227-232). 
5.Đặng Đình Duẩn, Vũ Toàn Thắng, Tạ Thị Thuý Hương, 2015, “Giải pháp thu nhận và 
xử lý số liệu đo cho mô hình đo độ tròn kết hợp nhiều đầu đo”, Tuyển tập báo cáo khoa học 
Hội nghị Đo Lường toàn quốc lần thứ 6, (2015), (338-345). 
6.Tạ Thị Thuý Hương, Vũ Toàn Thắng, Nguyễn Thành Trung, Đinh Việt Tú, 2015“Đánh 
giá độ không đảm bảo đo của mô hình đo sai lệch độ tròn kết hợp 3 đầu đo”,Tạp chí Khoa 
học Công nghệ các trường Đại học Kỹ thuật ISSN 2354-1803 số 108, (2015), (048-053). 

File đính kèm:

  • pdfluan_an_co_so_dam_bao_nang_cao_do_chinh_xac_cua_phep_do_do_t.pdf