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
1


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

1. PGS. TS. Vũ Toàn Thắng

Nghiên cứu sinh

Tạ Thị Thuý Hương

2. TS. Nguyễn Cảnh Quang

2

Trang
MỤC LỤC ............................................................................................................................ 4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................................ 7
1.Danh mục chữ viết tắt................................................................................................... 7
2.Danh mục chữ thuật ngữ .............................................................................................. 7
3.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

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

5


2.5.Kết luận: .................................................................................................................... 83
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


ISO

5

MCC

6

MIC

7

Tiếng Anh

Tiếng Việt
Bậc tự do
Máy đo toạ độ

Coordinate Measuring
Machine

Tâm bình phương nhỏ nhất

Least Square Center

Tiêu chuẩn quốc tế

International Organization for
Standardization

2.Danh mục thuật ngữ
1.

Độ tròn (độ méo): Là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của biên
dạng thực tới đường tròn áp.

2.

Cạnh méo: Là điểm trên biên dạng chi tiết có sai lệch lớn hơn so với
sai lệch trung bình.

3.

Biên độ méo: là độ lớn của cạnh méo

4.

Tần số méo: là số cạnh méo

3.Danh mục ký hiệu
STT

Ký hiệu

Tiếng Việt

1.

ai, bi,


∆//

Dung sai độ song song

7.

ex,ey

8.

E

Môđun đàn hồi của vật liệu

9.

F

Lực nâng đệm khí

10.

K

Độ cứng

11.

Mms


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



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

9



Hình 2.26. Ảnh hưởng của sai lệch kích thước giữa đệm khí và trục quay ........................ 68
Hình 2.27: Hốc đặt bi cầu tự lựa bị lệch .............................................................................. 68
Hình 2.28: Đệm khí một và hai lỗ tiết lưu ........................................................................... 68
Hình 2.29: Đệm khí với hai lỗ tiết lưu ở hai bên hốc bi cầu tự lựa ..................................... 69
Hình 2.30: Ảnh hưởng độ không vuông góc mặt định vị đệm khí với tâm trục ................. 70
Hình 2.31. Đồ thị đo độ nhám của trục quay ở vị trí đầu ( tiết diện 1-1) ............................ 73
Hình 2.32. Đồ thị đo độ nhám của trục quay ở vị trí giữa ( tiết diện 2-2) ........................... 73
Hình 2.33. Đồ thị đo độ nhám của trục quay ở vị trí cuối ( tiết diện 3-3) ........................... 74
Hình 2.34 Đồ thị đo độ nhám của đệm khí mặt phẳng ........................................................ 74
Hình 2.35 Đồ thị đo độ nhám của đệm khí mặt trụ ............................................................. 75
Hình 2.36: Sơ đồ thực nghiệm xác định khe hở đệm khí mặt trụ ........................................ 76
Hình 2.37: Sơ đồ thực nghiệm xác định khả năng tải của ổ khí quay ................................. 78
Hình 2.38: Đồ thị quan hệ tải trọng Q và khe hở z ............................................................. 78
Hình 2.39: Thí nghiệm xác định độ định tâm của ổ quay ................................................... 79
Hình 2.40: Đồ thị ghi nhận đường biên dạng của 2 đồng hồ so đặt lệch nhau 1200 ........... 80
Hình 2.41: Hình ảnh kiểm tra độ ổn định tâm ..................................................................... 81
Hình 3.1: Sơ đồ đo độ tròn sử dụng 2 đầu đo ...................................................................... 84
Hình 3.2: Bố trí hai đầu đo đối xứng triệt tiêu méo cạnh lẻ ................................................ 90
Hình 3.3b: Khi tâm quay biến động theo ey ........................................................................ 91
Hình 3.3a: Khi tâm quay biến động theo ex......................................................................... 91
Hình 3.4: Sơ đồ đo độ tròn kết hợp ba đầu đo dịch chuyển [41]......................................... 94
Hình 3.5. Tâm chi tiết lệch so với tâm quay........................................................................ 94
Hình 3.6: Ba đầu đo đặt cách đều nhau 1200 ....................................................................... 98
Hình 3.7: Khai triển biên dạng chi tiết méo 2 cạnh ............................................................. 98
Hình 3.8: Sơ đồ bố trí kết hợp 3 đầu đo và nguyên lý mô hình thực nghiệm .................... 99
11


Hình 3.9: Lưu đồ thuật toán chương trình xử lý dữ liệu ................................................... 100
Hình 3.10: Sơ đồ khối hệ thống lấy dữ liệu ....................................................................... 101

Hình 4.14: Các tần số méo sau khi kết hợp 3 đầu đo với áp suất nguồn 3 bar (chưa chỉnh
tâm) .................................................................................................................................... 123
Hình 4.15: Kết quả các biên độ méo tại các tần số méo của đầu đo A với áp suất nguồn 3
bar (đã chỉnh tâm) .............................................................................................................. 124
Hình 4.16: Kết quả các biên độ méo tại các tần số méo của đầu đo B với áp suất nguồn 3
bar (đã chỉnh tâm) .............................................................................................................. 125
Hình 4.17: Kết quả các biên độ méo tại các tần số méo của đầu đo C với áp suất nguồn 3
bar (đã chỉnh tâm) .............................................................................................................. 125
Hình 4.18: Các tần số méo sau khi kết hợp 3 đầu đo với áp suất nguồn 3 bar (đã chỉnh tâm)
........................................................................................................................................... 127
Hình 4.19: Số liệu của từng đầu đo trải theo tọa độ đề các ............................................... 128
Hình 4.20: Kết quả các biên độ méo tại các tần số méo của đầu đo A với áp suất nguồn 4
bar (chưa chỉnh tâm) .......................................................................................................... 129
Hình 4.21: Kết quả các biên độ méo tại các tần số méo của đầu đo B với áp suất nguồn 4
bar (chưa chỉnh tâm) .......................................................................................................... 129
Hình 4.22: Kết quả các biên độ méo tại các tần số méo của đầu đo C với áp suất nguồn 4
bar(chưa chỉnh tâm) ........................................................................................................... 130
Hình 4.23: Các tần số méo sau khi kết hợp 3 đầu đo với áp suất nguồn cấp 4 bar (chưa
chỉnh tâm) .......................................................................................................................... 131
Hình 4.24: Biên dạng chi tiết đo bằng kết hợp 3 đầu đo (chưa chỉnh tâm) ....................... 131
Hình 4.25. Đồ thị tần số méo của chi tiết khi đo bằng 1 đầu đo với áp suất nguồn cấp 4 bar
(đã chỉnh tâm) .................................................................................................................... 133
Hình 4.26. Hình ảnh đồ thị tần số méo của chi tiết đo bằng 3 đầu đo kết hợp .................. 134
Hình 4.27. Biên dạng chi tiết đo thu được bằng kết hợp 3 đầu đo (đã chỉnh tâm) ............ 135

13


Hình 4.28. Hình ảnh chi tiết đo trên máy đo độ tròn MMQ100 có độ chính xác.............. 136
Hình 4.29: Hình ảnh máy đo độ tròn 3 đầu đo được thiết kế tại bộ môn Cơ khí chính xác và

bar (chưa chỉnh tâm) .......................................................................................................... 127

15


Bảng 4.10. Bảng số liệu đo chi tiết từ 1 đầu đo tại vị trí của 3 đầu đo A, B, C với áp suất
nguồn 4 bar (đã chỉnh tâm) ................................................................................................ 132
Bảng 4.11. Bảng số liệu kết quả biên độ và tần số méo khi kết hợp 3 đầu đo A, B, C với áp
suất nguồn 4 bar (đã chỉnh tâm) ........................................................................................ 133

16


MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài luận án
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, tần số
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


3. Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài
- Sử dụng ổ khí quay làm yếu tố định tâm kết hợp 3 đầu đo để thu nhận tín hiệu từ chi
tiết đo làm cơ sở đảm bảo và nâng cao độ chính xác cho phép đo độ tròn có ý nghĩa thực
tiễn bởi trong cùng một điều kiện công nghệ việc gia công chế tạo ổ khí dễ đạt độ chính
xác định tâm hơn gia công các loại ổ quay khác. Mặt khác việc thu nhận tín hiệu đồng bộ
của chi tiết đo từ 3 đồng hồ so Mitutoyo cho kết quả là hình ảnh profile thực không còn lẫn
độ lệch tâm bao gồm độ dao động tâm sẽ nâng cao độ chính xác cho phép đo, tạo khả năng
làm chủ được thiết kế và chế tạo thiết bị đo độ tròn đạt độ chính xác cao, thúc đẩy phát
triển khoa học đo lường.
-Với tất cả điều kiện có được của một nghiên cứu sinh, luận án đã nghiên cứu cơ sở
học thuật, cơ sở bảo đảm duy trì độ chính xác, xây dựng các giải pháp về phương pháp và
thiết bị để có khả năng thiết kế, chế tạo, hiệu chỉnh, sửa chữa… làm chủ thiết bị đo sai lệch
độ tròn, các kết quả đo được đảm bảo bằng cơ sở khoa học và đó chính là ý nghĩa khoa học
của luận án được viết.

4. Những kết quả mới
- Xác lập được kỹ thuật tính toán ổ khí quay với kết cấu đệm khí rãnh bằng phương
pháp điện khí tương đương.
- Nghiên cứu, phân tích được các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng làm việc của ổ khí,
đưa ra biện pháp công nghệ gia công các chi tiết của ổ. Kết quả này làm cơ sở ứng dụng để
thiết kế, chế tạo các loại ổ khí quay dùng trong đo lường.
- Ứng dụng phương pháp kết hợp 3 đầu đo để nâng cao độ chính xác cho phép đo.
Luận án đã xác định vị trí đặt 3 đầu đo, tính được biên độ méo ci tại từng tần số méo từ tín
hiệu tổng hợp của 3 đầu đo bằng phương pháp biến đổi giải tích.
- Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thành công mô hình thực nghiệm đo độ tròn sử dụng ổ
khí quay kết hợp 3 đầu đo trong điều kiện công nghệ gia công cơ khí tại Việt Nam.

18



 R
n

i 1

i

 R   min
2

(1.1)

- MZC (Minimum Zone Centre) - Tâm miền tối thiểu: Tâm chung của hai đường tròn
bao quanh biên dạng thực của chi tiết được xác định sao cho khoảng cách giữa hai đường
tròn đó là nhỏ nhất, hình 1.1b.
- MCC (Minimum Circumscribed circle Centre) - Tâm đường tròn ngoại tiếp nhỏ nhất:
Tâm chung của hai đường tròn là tâm của đường tròn ngoại tiếp có bán kính nhỏ nhất bao
lấy biên dạng chi tiết, hình 1.1c.
- MIC (Maximum Inscribed circle Centre) - Tâm đường tròn nội tiếp lớn nhất: Tâm
chung của 2 đường tròn là tâm của đường tròn nội tiếp có bán kính lớn nhất bao lấy biên
dạng chi tiết, hình 1.1d.
19


Rmax
Rmax
O1

Rmax

(đối với chi tiết trục) hoặc vòng tròn có đường kính lớn nhất tiếp xúc trong với biên dạng
thực (đối với chi tiết lỗ).
Như vậy theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2510-78 tương đương với hai cách xác
định tâm MIC và MCC của tiêu chuẩn ISO 6318- 1985(E).

Hình 1.2: Định nghĩa sai lệch độ tròn theo TCVN [8]

20


Trong thực tế tùy thuộc vào từng trường hợp khác nhau mà người ta chọn phương
pháp xác định tâm phù hợp. Ví dụ phương pháp LSC phù hợp để đánh giá độ đồng tâm,
phương pháp MCC thường dùng để kiểm tra dung sai trục và phương pháp MIC dùng để
kiểm tra dung sai lỗ…Ngoài ra chúng còn là cơ sở để xác định cho các mối ghép, như chi
tiết trục bị méo thì đường kính lắp ghép là vòng tròn ngoại tiếp nhỏ nhất và chi tiết lỗ méo
thì đường kính lắp ghép là vòng tròn nội tiếp lớn nhất.
Với tập số liệu đo biên dạng chi tiết, căn cứ vào các định nghĩa theo tiêu chuẩn sẽ có
các thuật toán tương ứng để xác định tâm đường tròn, từ đó làm cơ sở tính toán sai lệch độ
tròn.

1.3. Phƣơng pháp đo độ tròn
1.3.1. Phƣơng pháp đo bằng dụng cụ cầm tay
Phương pháp đo độ tròn bằng dụng cụ cầm tay như thước cặp, panme…là phương
pháp đo 2 tiếp điểm để xác định giá trị đường kính của chi tiết theo các phương khác nhau.
Thực hiện đo trên toàn vòng, khi đó sai lệch độ tròn được xác định:
∆m = (Dmax - Dmin)/2
B

(1.3)


phạm vi kích thước khác nhau.Tuy nhiên có nhiều nhược điểm: Độ chính xác đo không
cao, không thể đo chính xác đường kính trên toàn vòng tròn theo các phương khác nhau vì
vậy không phản ánh được đầy đủ hình ảnh tiết diện đo. Mặt khác phương pháp đo này chỉ

21


phù hợp để đo các chi tiết có tần số méo chẵn, không phát hiện được sai lệch đối với các
chi tiết có tần số méo lẻ.
1.3.2. Phƣơng pháp đo bằng khối V
Phương pháp đo độ tròn bằng khối V là phương pháp đo phổ biến, đặc biệt được sử
dụng để đo các chi tiết có tần số méo lẻ. Chi tiết được đặt lên khối V tiếp xúc với 2 má của
khối V là 2 tiếp điểm A và B, đồng hồ so được đặt sao cho đầu đo chạm vào bề mặt chi tiết
như hình 1.4. Đây là phương pháp đo 3 tiếp điểm: khi đầu đo và 2 tiếp điểm A, B nằm
khác phía so với tâm O của chi tiết được gọi là 3 tiếp điểm khác phía (hình 1.4a), đầu đo và
2 tiếp điểm A, B nằm cùng phía so với tâm O gọi là 3 tiếp điểm cùng phía (hình 1.4b). Khi
đo người ta quay chi tiết 360o, sai lệch độ tròn được xác định:
∆m = (xmax - xmin)/K

(1.4)

Trong đó: x là chỉ thị của đồng hồ đo, K là tỷ số truyền của khối V
Giá trị chuyển vị của đầu đo (xmax - xmin) phụ thuộc vào tần số méo của chi tiết và góc
α của khối V. Góc của khối V được chọn phù hợp với tần số méo theo công thức (1.5) sao
cho 3 điểm: đầu đo và 2 tiếp điểm A, B đi qua được cả đường tròn ngoại tiếp nhỏ nhất và
đường tròn nội tiếp lớn nhất của chi tiết.

P

P


I
Rmax

O

A

B

P

O

B

A
o

α = 60

P

Hình 1.5: Chi tiết méo 3 cạnh đo trên khối V [11]

Theo [3] khi góc của khối V được chọn theo công thức (1.5) có hệ số chuyển đổi
1
không phụ thuộc vào phương án đặt đầu đo cùng phía hay khác phía. Ngoài
K  1


tâm chi tiết đo để khử thành phần z, được bộ tọa độ mới (x’,y’). Dùng thuật toán để xác
23


định tâm của chi tiết từ bộ tọa độ (x’,y’) theo một trong bốn định nghĩa về độ tròn của tiêu
chuẩn quốc tế ISO 6318-1985 (E) đã trình bày ở trên.
∆m = Rmax - Rmin

(1.7)
Biên dạng thực
Đường tròn
thiết kế

Điểm đo

Đường tròn áp

Hình 1.6: Hình ảnh đo độ tròn trên máy toạ độ [5].

Phương pháp đo độ tròn trên máy đo 3 toạ độ (hình 1.6) cho kết quả chính xác cao.
Tuy nhiên đây là phương pháp đo gián tiếp thông qua bộ số liệu điểm đo lấy từ các trục x,
y, z, các trục này đều có sai số (±x, ±y, ±z) và khi đo theo các phương khác nhau thì
sai số sẽ ảnh hưởng trực tiếp lên kết quả đo. Ví dụ máy đo 3 tọa độ của hãng Insight ký
hiệu 121511 công bố độ chính xác đo là 3.0µm+L/300mm (Ở nhiệt độ 20℃±1℃, độ ẩm
55%-65%), như vậy nếu đo độ tròn trên máy này thì sai số đo sẽ lớn hơn 3µm. Do đó đối
với các chi tiết máy yêu cầu nghiêm ngặt về độ tròn thì cần phải có phương pháp và thiết bị
đo chuyên dùng.
1.3.4. Phƣơng pháp đo bằng máy đo độ tròn chuyên dùng
Phương pháp đo này sử dụng hệ tọa độ cực, cơ sở của phương pháp được xác định như
sau: Chi tiết trụ được hình thành khi một đường sinh quay xung quanh một trục song song

dựng trong hệ toạ độ cực, vì vậy phương pháp đo độ tròn trong hệ tọa độ cực là phương
pháp đo trực tiếp, đạt độ chính xác đo cao, phản ánh đầy đủ và trung thực nhất tiết diện của
chi tiết cần đo. Phương pháp đo này đã phát triển thành các sản phẩm thương mại được
chào bán trên thị trường. Trên hình 1.8 là máy đo độ tròn của các hãng Taylor Hobson,
Marh, Mitutoyo.

Hình 1.8: Hình ảnh máy đo độ tròn của các hãng trên thế giới [37, 40].

Nguyên lý hoạt động của máy đo độ tròn.
Trên hình 1.9 là sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy đo độ tròn. Chi tiết đo 5 đặt lên
bàn quay 7 được dẫn động bằng ổ quay 4, trên bàn quay có bộ phận điều chỉnh để chỉnh
tâm chi tiết về trùng với tâm của bàn quay. Khi đo bàn mang chi tiết quay, bộ phận đo góc
2 và đầu đo 6 dịch chuyển hướng kính quanh chi tiết cho biết thông tin về vị trí góc quay θ
và bán kính đo R, quay chi tiết trên toàn vòng 3600 được một bộ thông số đo (Ri, θi) với i =
1÷n.

Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý của máy đo độ tròn sử dụng 1 đầu đo [6].

25