@huyhoang84,ledoanvu,ME
Các phải yêu cầu cụ thể hơn thì tôi mới giúp các bác được, tôi nói vậy là muốn tránh trường hợp nói lan man những thứ các bác biết rồi không đi vào trọng tâm cái cần tìm hiểu. Khái niệm đệm khí nói chung thì cũng tương đối rộng, ở đây để hỗ trợ các bác tìm hiểu vấn đề trọng tâm tôi xin giới thiệu sơ qua một chút về đệm khí sử dụng trong thiết bị CMM trong giới hạn khả năng của mình:
Đệm khí hoạt động nhờ sử dụng một lớp khí nén mỏng để tạo ra sự không tiếp xúc giữa sống trượt và đệm khí. Để đệm khí có thể hoạt động phải có một nguồn cấp khí nén riêng, dòng khí này được dẫn vào đệm khí qua hệ thống tiết lưu của đệm sau đó tới bề mặt phân cách giữa đệm và sống dẫn, ban đầu khi chưa cấp khí nén đệm khí tiếp xúc với sống dẫn, khi cấp khí nén nhờ áp lực của dòng khí đẩy đệm khí tách khỏi bề mặt sống dẫn tạo nên một lớp khí nén mỏng chiều dày h giữa đệm khí và sống dẫn, lúc này không còn hiện tượng tiếp xúc cơ khí nữa.
Về mặt trực quan, đệm khí hoạt động tương tự đệm từ trường, khi làm việc đều không có sự tiếp xúc cơ khí, chỉ khác nhau ở phương pháp tạo ra khoảng cách h, đệm từ trường dùng lực đẩy từ của cặp nam châm trái dấu còn đệm khí sử dụng áp lực của khí nén.
Nói như vậy các bác đừng nghĩ đệm khí nó yếu đâu nhé. Lấy ví dụ đơn giản, có một đệm khí fi50mm=5cm. Giả sử dòng khí khi qua hệ tiết lưu tới bề mặt phân cách đệm khí-sống dẫn có áp suất đồng đều là 3at=3kG/cm^2 thì lực nâng của đệm khí là diện tích bề mặt đệm khí * áp suất = pi*(5/2)^2 * 3=59kG nghĩa là nó nâng được cả người bác đấy!
Cũng có nhiều loại đệm khí khác nhau, căn cứ theo hình dạng hình học của bề mặt đệm thì có đệm khí phẳng-sử dụng nhiều trong các sống dẫn chính xác, đệm khí trụ-sử dụng ở các ổ quay chính xác như máy đo độ tròn chẳng hạn..., căn cứ theo tính chất của hệ tiết lưu và phân phối khí dưới bề mặt đệm thì chia thành đệm khí dạng buồng(hốc), đệm khí dạng rãnh, đệm khí xốp-sử dụng hệ thống mao quản của vật liệu xốp (thêu kết từ bột kim loại) để phân phối khí...
Nói chung mỗi loại có ưu nhược điểm riêng, đệm khí dạng buồng(hốc) thì khả năng tải lớn nhất nhưng hoạt động kếm ổn định nhất vì dễ gây rung động, đệm khí rãnh thì ổn định hơn nhưng lại chịu tải kém. Hiện nay, trong các máy CMM và các dẫn động chính xác loại đệm khí xốp được sử dụng phổ biến hơn cả do có khả năng tải lớn hoạt động rất ổn định, không gây rung động nhưng công việc tính toán thiết kế nó cũng phức tạp nhất.
Ưu điểm chung của đệm khí là tạo ra một hệ dẫn động có ma sát rất nhỏ, xấp xỉ 0, mài mòn vì vậy cũng hầu như bằng 0(trừ lúc khởi động và kết thúc có thể có hiện tượng mài mòn). Chúng tôi đã từng chế tạo một hệ dẫn động mà chỉ cần dùng một sợi tóc có thể kéo cả vật nặng 30-40kg dễ dàng. Ma sát nhỏ cho phép chúng ta điều khiển hệ thống dịch chuyển những khoảng dịch rất nhỏ, cỡ 10^-5mm thậm trí còn nhỏ hơn, điều này là vô cùng quan trọng trong các sống dẫn cần điều khiển đến vị trí có độ chính xác cao, với những loại ổ trượt khác ma sát lớn việc làm này là rất khó vì công cơ học để thắng ma sát tĩnh lớn gây ra quán tính lớn sẽ làm hệ thống vượt khỏi vị trí yêu cầu. Ưu điểm mài mòn xấp xỉ 0 dẫn đến dẫn động đệm khí có độ ổn định và làm việc tin cậy rất cao theo thời gian. Đây là những ưu điểm chính để người ta chọn đệm khí trong các thiết bị dẫn động chính xác nói chung và dẫn động CMM nói riêng.
Ở trời tây, người ta đã sử dụng đệm khí khá lâu rồi, theo tôi biết thì ít nhất từ những năm 50-60 của thế kỷ trước người ta đã sử dụng đệm khí trong các thiết bị cơ khí chính xác, thiết bị y sinh...Ở Việt Nam ta thì có vẻ vẫn còn mới mẻ, năm 2005 lúc tôi làm đồ án tốt nghiệp thì hầu như không tìm được một tài liệu tiếng Việt nào trình bày kĩ về đệm khí, đặc biệt là đệm khí tĩnh mà ta vừa trình bày ở trên do đó cũng rất khó khăn khi nghiên cứu, tìm hiểu . Hiện tại tài liệu files trên máy tôi gữ lại cũng không nhiều lắm, tài liệu giấy (foto) thì có vài quyển viết tương đối sâu mỗi tội lại là tiếng Anh, Nga. Tài liệu trên mạng thì tôi thấy cũng có nhiều, tuy nhiên thì người ta viết cũng dừng lại ở mức độ nào đó thôi. Các bác có thể tìm theo từ khóa Air-bearing hoặc Air-Clearance. Nếu các bác muốn tìm hiểu cụ thể hơn nữa có thể qua 4R hoặc qua mail tôi sẽ cố gắng trong khả năng của mình. Thân!
P/S: Tôi post mấy hình ảnh đệm khí chúng tôi làm ngày xưa, chỉ có đệm khí dạng buồng và dạng rãnh thôi, đệm khí xốp tôi chưa nghiên cứu.
