مطالعه اثر عوامل حوضچه هوایی، سرعت دورانی، و فشار هوا بر ارتعاشات کله گی هوایی ماشینهای فوق دقیق در ماشینکاری نانومتریک

افزایش تقاضا برای ساخت دقیق قطعات کامپیوتری، الکترونیکی، انرژی هسته ای و کاربردهای دفاعی منجر به پیدایش فرآیندهای ماشینکاری فوق دقیق گردیده است. از مهمترین مشخصات ماشین های فوق دقیق عبارت است از: ساختمان ماشین ابزار با سختی بالا، فرکانس طبیعی بالا و خصوصیات میرایی (استهلاک) خوب، پایداری حرارتی و مکانیکی بالا، ارتعاشات پایین، محورهای حرکتی بسیار دقیق و کنترل با دقت بالا. ماشین های فوق دقیق دارای قسمت های حرکتی مهمی می باشند که عبارتند از: کشویی ها، کله گی هوایی و سیستم محرکه. کله گی هوایی که قسمت مهمی از ماشین های فوق دقیق می باشد، مد نظر این تحقیق است. ارتعاشات پایین کله گی هوایی برای رسیدن به دقت های در حدود نانومتر بسیار مهم می باشد. وجود لایه هوا در کله گی هوایی فوایدی نظیر اصطکاک کم، تعریف دقیق محورها و فقدان سایش را ایجاد می نماید. از پارامترهایی که بر ارتعاشات کله گی موثر می باشند می توان به سرعت دورانی، نحوه تغذیه هوای فشرده شامل قطر سوراخ تغذیه، اندازه و تعداد حوضچه هوایی، فشار هوای موجود در فاصله بین روتور و استاتور و .... اشاره نمود. در این تحقیق پارامترهای مربوط به حوضچه هوایی و سرعت دورانی مورد بررسی تجربی قرار گرفت. برای هرکدام از این پارامترها سه سطح یا حالت در نظر گرفته شد. همچنین حوضچه های با عمق متغیر نیز مورد بررسی قرار گرفت. روتور نیز به صورت خارجی در نظر گرفته شد. یعنی روتور حول استاتور می چرخد. در مجموع تعداد 258 آزمایش انجام گرفت. برای انجام این آزمایشات، ابتدا کله گی های هوایی به کمک فرآیندهای مختلف تولید، ساخته شدند. آزمایشات روی دستگاه تراش انجام گرفتند. برای بررسی ارتعاشات از دستگاه vibrotest 60 استفاده گردید. نتایج آزمایشات به صورت مقادیر ارتعاش و نمودارهای fft بوده است. نتایج آزمایشات نیز با استفاده از doe تحلیل گردید. در بخش دیگری از این تحقیق با استفاده از نرم افزار ansys اثر توزیع فشار هوا در لایه هوا در کله گی هوایی شبیه سازی شد. برای انجام آن از تعدادی فنر برای شبیه سازی لایه هوا استفاده گردید. برای شبیه سازی حالت های مختلف توزیع فشار، سختی فنرها تغییر داده شد. تحلیل های انجام شده شامل تحلیل های استاتیکی، مودال، هارمونیک و گذرا می باشد.