Đề tài Khảo sát việc sử dụng hệ thống thủy lực của máy ủi D60, sửa chữa và phục hồi xi lanh lực nâng hạ ben của máy ủi KOMASU của Nhật và thiết kế giá thử cho hệ thống thủy lực

Lời nói đầu Trong công cuộc phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Xây dựng dân dụng và công nghiệp, thủy lợi, không thể thiếu được máy xây dựng, đặc biệt với các công trình thuỷ lợi rất cần thiết có máy móc vì công trình thuỷ lợi thường có khối lượng lớn, vốn đầu tư nhiều, đòi hỏi thi công đúng tiến độ thời vụ, có tầm quan trọng với sự phát triển kinh tế nông nghiệp, du lịch. Những công trình thuỷ lợi đòi hỏi phải có công tác đất, xử lý nền móng rất khắt khe. Điều đó dẫn tới sự cần thiết của máy xây dựng như máy ủi, san, đào... trong đó máy ủi được sử dụng rộng rãi. Em đã được nhận đề tài “Khảo sát việc sử dụng hệ thống thủy lực của máy ủi D60, sửa chữa và phục hồi xi lanh lực nâng hạ ben của máy ủi KOMASU của Nhật và thiết kế giá thử cho hệ thống thủy lực". Sau 6 tuần thực tập ở Nhà máy 250 của bộ Thủy Lợi với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn và kỹ sư phụ trách cùng các thầy cô giáo trong khoa; nay đồ án của em đã hoàn thành. Mặc dù vậy, đồ án không tránh khỏi thiếu sót, em mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo. Em xin chân thành cám ơn! Phần I Giới thiệu chung về hệ thống thuỷ lực máy xây dựng I. Khái quát về truyền động thuỷ lực thể tích Hệ thống trong đó bơm thuỷ lực và động cơ thuỷ lực là 2 khâu chính của quá trình biến đổi năng lượng gọi là hệ thống truyền động thuỷ lực. Trong truyền động thuỷ lực có 2 loại là truyền động thuỷ lực thể tích và truyền động thuỷ động. Khi bơm và động cơ thuỷ lực trong hệ thống thuộc loại máy thuỷ lực thể tích, chúng ta có truyền động thuỷ lực thể tích. Khi bơm và động cơ thuỷ lực trong hệ thống thuộc loại máy thuỷ lực cánh dẫn, chúng ta có truyền động thuỷ động. Hệ thống thuỷ lực máy xây dựng, phần lớn là hệ thống truyền động thuỷ lực thể tích. Vì hệ thống truyền động thuỷ lực thể tích có ưu điểm là lưu lượng nhỏ nhưng vẫn tạo được áp suất lớn. Sau đây sẽ giới thiệu qua khái niệm một số loại truyền động và yêu cầu riêng của chất lỏng làm việc trong máy thuỷ lực thể tích và truyền động thuỷ lực thể tích. 1. Các loại truyền động Sự phát triển của công nghiệp đặt ra nhu cầu phải truyền tải năng lượng trên những quãng đường khác nhau. Tuỳ theo công suất và khoảng cách vận chuyển, người ta có thể áp dụng các loại truyền động nhau. Sau đây sẽ giới thiệu khái niệm về ba loại truyền động để tiện so sánh: Truyền động cơ khí, truyền động điện và truyền động thuỷ lực. a. Truyền động cơ khí Một hệ truyền động cơ khí gồm các bộ phận chính sau: - Bộ phận nối (trục truyền động, khớp nối ) - Bộ phận đáp ứng (bộ giảm tốc hoặc tăng tốc, nộp số, Curoa) - Bộ phận an toàn (phanh, bộ hạn chế momen ) Truyền động cơ khí có những đặc điểm là cho phép truyền những công suất tương đối lớn, hiệu suất cao, những cồng kềnh, khoảng cách truyền hạn chế, độ nhạy và độ chính xác kém. b. Truyền động điện Các bộ phận chủ yếu của truyền động điện bao gồm: - Máy phát điện làm nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành điện năng. - Động cơ điện (cơ cấu chấp hành) làm nhiệm vụ chuyển đổi lại từ điện năng sang cơ năng. - Các khâu trung giản như dây nối, công tác, bộ đáp ứng, cơ cấu, phân phối, cơ cấu an toàn và thiết bị kiểm tra. Đặc điểm truyền động điện là cho phép truyền công suất ở khoảng cách xa, điều chỉnh vận tốc với độ chính xác cao. c. Truyền động thuỷ lực Trong truyền động thuỷ lực, cơ năng được truyền thông qua môi chất là chất lỏng. Một hệ thống, truyền động thuỷ lực gồm các bộ phận chính sau: - Bơm thuỷ lực làm nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành thuỷ năng. - Động cơ thuỷ lực làm nhiệm vụ biến đổi thuỷ năng thành cơ năng của khâu ra của truyền động, thuỷ lực. - Hệ thống đường ống và cơ cấu lọc chất lỏng. - Các phần tử thuỷ lực (cơ cầu phân phối, cơ cấu an toàn, cơ cấu điều chỉnh) - Các thiết bị kiểm tra các thong số nhiệt độ, áp suất, mức nước. Truyền động thuỷ lực có ưu điểm là công suất truyền lớn, truyền động êm, phòng được tình trạng quá tải, độ nhạy và độ chính xác cao, truyền động vô cấp và cho phép đổi chiều chuyển động. Hiệu suất của truyền động điện, nhưng không cao bằng hiệu suất của truyền động cơ khí và khi khoảng cách truyền lớn thì truyền động điện ưu việc hơn về mặt hiệu suất. Mỗi loại truyền động đều có những ưu nhược điểm của nó tuỳ theo phạm vi ứng dụng. Việc lựa chọn sử dụng một trong ba loại truyền động trên yêu cầu sự kết hợp hài hoà về các yếu tố hiệu suất, khả năng thực thi và giá cả phù hợp. 2. Truyền động thuỷ lực thể tích và yêu cầu về chất lỏng làm việc. P n m M f R D S V a. Các khâu cơ bản của truyền động thuỷ lực thể tích Hình 1: Các khâu cơ bản của truyền động thủy lực - Động cơ điện M - Bơm thuỷ lực P - Bộ lọc dầu f - áp kế m - Van an toàn S - Van một chiều n - Cơ cấu phân phối chất lỏng D - Bộ điều chỉnh lưu lượng R - Xy lanh lực V (động cơ thuỷ lực) Đây là sơ đồ một hệ thống truyền động thuỷ lực đơn giản nhất. Truyền động thuỷ lực thể tích là truyền động thuỷ lực trong đó hai khâu chính của truyền động là bơm thuỷ lực thể tích và động cơ thuỷ lực thể tích b. Yêu cầu chất lỏng làm việc và chế độ bảo dưỡng Đặc điểm trao đổi năng lượng của máy thể tích với chất lỏng dưới dạng thủy tinh đòi hỏi một số yêu cầu riêng về chất lỏng như sau: - Tính không nén được của chất lỏng - Tính bôi trơn là một yêu cầu nhằm đảm bảo cho hệ số ma sát nhỏ nhất. Tính bôi trơn của chất lỏng liên quan đến độ nhớt phân tử. Nhiệt độ càng cao thì độ nhớt của chất lỏng càng giảm. - Tính dưỡng oxy hoá và ổn định về mặt hoá học biểu thị khả năng chống oxy hoá của chất lỏng, phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng và cả điều kiện vận hành của thiết bị như nhiệt độ, phân bố vận tốc, độ hoà tan khí. - Nhiệt độ ngưng tụ thấp (nhiệt độ ngưng tụ là nhiệt độ mà dưới mức đó, chất lỏng đã được nóng lên rồi nguội đi trong điều kiện bình thường ngừng chảy). - Khả năng chống hoà tan khí vào nước - Tính ổn định về Môđun đàn hồi và trọng lượng riêng - Tính không độc hại Thông thường với những phương pháp chế biến đặc biệt, dầu khoáng dùng trong truyền động thuỷ lực thể tích có những tính chất tự nhiên như trên. Ngoài ra, người ta còn cho thêm các phụ chất để nâng cao các tính năng sau: - Tính chống ăn mòn - Tính ổn định độ nhớt theo nhiệt độ Dầu sử dụng trong hệ thống cần lưu ý một điểm sau + Dầu đưa vào hệ thống cần qua bộ lọc + Kiểm tra dầu và bổ sung dầu thường xuyên trong bể chứa. + Cần phải thay dầu theo định kỳ, 500 giờ đối với các thiết bị có tần số lưu thông dầu lớn, 2000á5000 giờ đối với các thiết bị có tần số lưu thông dầu không lớn. Nếu sự thay dầu này được tiến hành trong thời gian quy định, thì không cần thiết phải rửa hệ thống. + Tuyệt đối không dùng lẫn các loại dầu khác nhau + Không để dầu làm việc ở nhiệt độ quá giới hạn cho phép Sau đây trình bày tính chất một số loại dầu thông dụng: Loại dầu Trọng lượng riêng ở 200C (kg./m3) Độ nhớt ở 500C (cst) Nhiệt độ ngưng tụ (0C) Giới hạn nhiệt độ làm việc (0C) Diezel 8 8á9 -2 Diezel 11 905 10,5á12,5 -13 Diezel 14 13,5á15,5 -10 Công nghiệp 12 10á14 -30 30á40 Công nghiệp 20 881á 909 17á23 -20 0á50 Công nghiệp 30 27á33 -15 10á50 Tuabin 22 901 20á23 -15 5á50 Tuabin 30 901 28á32 -10 10á50 Truyền động 896 9,6 -45 -10á90 Trên thị trường Việt Nam hiện có một số loại dầu thông dụng của hãng PB như CS22, HLP32 có độ nhứt khoảng 32 cst ở nhiệt độ 400C và CS46, HLP46 có độ nhớt khoảng 46 cst ở nhiệt độ 400C. c. Sự cần thiết phải lọc dầu đối với máy thuỷ lực thể tích Bụi bẩn lẫn vào dầu theo những con đường khác nhau (theo khe hở thông với bên ngoài, do sự ma sát của kim loại với kim loại, hay giữa kim loại với vật liệu làm kín ) thường gây lên nguy hiểm cho máy: khía hoặc làm mòn bề mặt làm việc của các chi tiết như: bơm, động cơ, bộ phân phối. Để phòng ngừa hiện tượng này, người ta thường dùng các biện pháp sau: Thay dầu Phương pháp này tốn kém nhất là khi áp dụng với dung lượng bể lớn và thay thường xuyên Lọc dầu liên tục Trong hệ thống được lắp các bộ phận lọc dầu. Bộ phận lọc dầu có thể được lắp như sau: + Bộ lọc dầu ở cửa hút của bơm Với kiểu lắp này, độ tinh học dầu bị hạn chế (chỉ từ 100 – 300mm). Vì tổn thất áp suất qua bộ lọc sẽ ảnh hưởng đến khả năng hút của bơm. Thông thường, vận tốc hút của bơm được hạn chế khoảng 0,2 á1m/s + Bộ lọc dầu lắp trên đường hồi Bộ lọc dầu lắp trên đường hồi dầu trành được sự gây ra tổn thất áp suất ở cửa hút của bơm, nên độ tinh lọc dầu trong trường hợp này cao hơn (25á70 mm). Kiểu lọc dầu này dùng khá phổ biến và giá thành không cao lắm. + Bộ lọc dầu có áp suất cao Bộ lọc dầu này được lắp giữa bơm và các cơ cấu được bảo vệ. Độ tinh lọc của loại bộ lọc này cao (15-10-5-2 mm) II. Hệ thống điều khiển thuỷ lực trong máy xây dựng 1. Khái niệm chung về hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển dùng để điều khiển quá trình làm việc của máy. Hệ thống điều khiển của máy xây dựng của máy rất khác nhau sơ đồ của chúng phụ thuộc vào độ phức tạp của máy và công dụng của hệ thống. Theo cấu tạo và phương pháp truyền năng lượng hệ thống điều khiển có thể phân ra làm 2 loại: - Hệ thống điều khiển trực tiếp. - Hệ thống điều khiển có cơ cấu khuyếch đại (cơ cấu trợ lực). Trong hệ thống điều khiển này, người ta có thể dùng cơ cấu trợ lực kiểu cơ học, thuỷ lực điện, khí nén. Theo phương pháp điều khiển người ta có thể phân hệ thống điều khiển ra làm 2 loại: - Hệ thống điều khiển thông thường - Hệ thống điều khiển tự động. Theo loại truyền động, hệ thống điều khiển có thể phân thành 5 loại: - Hệ thống điều khiển cơ học - Hệ thống điều khiển thuỷ lực. - Hệ thống điều khiển khí nén - Hệ thống điều khiển tổng hợp. Hệ thống điều khiển là một trong những hệ thống quan trọng của máy, ảnh hưởng đến năng suất máy vì vậy khi tính toán thiết kế hệ thống điều khiển cần thoả mãn các yêu cầu sau: - Nhẹ nhàng, hợp với sức khoẻ của người bình thường. Lực điều khiển của ta không quá 30á40N, hành trình không lớn hơn 0,25m góc quay không lớn hơn 350. Lực điều khiển của chân không lớn hơn 80N, hành trình không lớn hơn 0,2m, góc quay không lớn hơn 600. - Cường độ điều khiển phải bình thường, dung hoà với phản ứng của người lái. Số lần, điều khiển ở các máy cỡ nhỏ sau một chu kỳ ở điều kiện bình thường 12 lần, mỗi giờ không quá 2500 lần. - Đơn giản, thuận tiện. Số cần, bàn đạp điều khiển sao cho ít nhất các cần điều khiển thường xuyên dùng được bố trí gần nhất phía tay phải, các bàn đạp bố trí gần nhất phía tay phải, các bàn đạp bố trí sao cho người cái không cần nhìn cũng đạp đúng vị trí ghế ngồi cần phải êm, điều chỉnh được để hợp với khổ người và có thể bao quát được hiện trường thi công. - Điều khiển cần êm, bảo đảm độ nhạy cần thiết. Độ nhạy đảm bảo năng suất và tránh lưu động tác động mạnh, thời gian điều khiển vào khoảng 0,25á0,3s đối với máy cỡ nhỏ, 0,3 á0,4s. Máy cỡ vừa; 1á2s. Máy cỡ lớn. - Các chỉ tiêu kinh tế phải tốt, bền, dễ điều chỉnh sửa chữa. - Làm việc phải an toàn. Đảm bảo máy hoạt động trong môi trường nhiệt độ từ 00Cá500C, ẩm dưới trười mưa đồng thời có xét đến trường hợp dần mỡ lọt vào phanh, ly hợp. 2. Hệ thống điều khiển thuỷ lực trong máy xây dựng Hệ thống điều khiển thuỷ lực được phát triển trong những năm gần đây và được sử dụng rộng rãi trên các máy xây dựng vì các đặc tính ưu việt của nó. Hệ thống điều khiển thuỷ lực có cấu tạo nhỏ gọn, không có hệ thống thanh bản nề phức tạp, có khả năng truyền lực đi xa, lực tác dụng lên điều khiển, bàn đạp và hành trình của chúng nhỏ hơn hệ thống cơ học rất nhiều do đó người cái đỡ mệt mỏi và nâng cao được năng suất. Tuy nhiên đóng mở cơ cấu có hiện tượng giật nên phát sinh tải trọng động ở các cơ cấu; cần phải dùng dầu đặc biệt và bị tổn thất khi hệ thống bị rò rỉ. Hệ thống điều khiển thuỷ lực có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau. Theo tính chất tuần hoàn của chất lỏng trong hệ thống ta có thể phân làm 2 loại: Hệ thống điều khiển kín và hệ thống điều khiển hở. Theo phương pháp tác động ta có hệ thống điều khiển bằng sức người, hệ thống điều khiển bán tự động và tự động. Theo nguyên lý tác động người ta phân thành 2 loại: Hệ thống điều khiển không có bơm và hệ thống điều khiển có bơm. Dưới đây ta nghiên cứu kỹ hai loại điều khiển là: Hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu kín và hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu hở. a. Hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu hở Hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu hở được sử dụng khá rộng rãi trong máy xây dựng để phanh bánh xe di chuyển, phanh tời. Dưới đây thể hiện sơ đồ hệ điều khiển kiểu hở. Phần tử nhạy X Phần tử điều hành m Phần tử chấp hành r Đối tượng điều khiển Z Y Tín hiệu Tín hiệu vào Xn X1 X2 Tín hiệu vào X Hình 2: Hệ thống điều khiển thủy lực kiểu hở Tín hiệu vào X tác động lên đối tượng điều khiển được đo bằng các phần tử nhạy của hệ, nó xử lý tín hiệu nhận được và truyền lệnh m cho các phần tử điều hành. Các phần tử điều hành khuếch đại lệnh m và nhờ tác động của lệnh r buộc các phần tử chấp hành phải chuyển động, sau đó tín hiệu Z tác động lên đối tượng điều khiển. 1 2 3 9 8 4 5 7 6 Ví dụ về hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu hở. Hình 3: Hệ thống điều khiển thủy lực kiểu hở 1. Bàn đạp 2. Xy lanh điều khiển 3. ống dẫn 4. Xy lanh công tác 5. Tay phanh 6. Đai phanh 7. Bánh phanh 8. Thùng dầu bổ sung 9. Van một chiều Người lái tác động lên bàn đạp 1, chất lỏng công tác từ xy lanh điều khiển 2 theo ống dẫn 3 vào xy lanh công tác 4 và tác động lên tay phanh 5 làm đai phanh 6 ép vào bánh phanh 7 thực hiện quá trình phanh. Khi người lái thôi không tác động lên bàn đạp 1 thì lo xo ở xy lanh công tác 4 sẽ đẩy Piston công tác sang trái và chất lỏng theo ống dẫn 3 trở về Xylanh điều khiển 2. Hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu hở có cấu tạo đơn giản, làm việc tin cậy, nhạy nhưng độ chính xác không cao phụ thuộc vào người điều khiển. Bởi vậy, những hệ thống này được dùng trong các trường hợp chỉ yêu cầu đủ sao chép lại các tín hiệu cho trước không cần chính xác lắm. Trong các trường hợp yêu cầu cao hơn với độ xử lý chính xác các tín hiệu thì người ta dùng hệ thống kín hay còn gọi là hệ thống điều khiển có mối liên hệ ngược. b. Hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu kín Phần tử nhạy Phần tử điều hành r Phần tử chấp hành m Y Xn X1 X2 Tín hiệu ra Đối tượng điều khiển Tín hiệu vào X Y Z Sơ đồ hệ thống điều khiển kiểu kín Hình 4: Sơ đồ hệ thống điều khiển kiểu kín Trong hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu kín phần tử nhạy không cảm thụ tín hiệu vào X nhưng nó cảm thụ trực tiếp theo sự thay đổi tín hiệu ra Y của đối tượng điều khiển và hiệu chỉnh nó phù hợp với lệnh cho trước hay theo chương trình. Hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu kín được sử dụng rộng rãi trong các máy làm đất như máy đào, máy ủi. Phần này được trình bày cụ thể hơn ở phần sau - phần trình bày về hệ thống thủy lực trên máy ủi D60. III. Hệ thống thuỷ lực trên máy ủi D60 1. Đặc tính kỹ thuật của máy ủi D60 Hình vẽ tổng thể 5135 1100 1500 530 9 8 1 3 2 2270 2405 3015 2430 6 7 5 4 Hình 5: Máy ủi KOMASU Máy ủi KOMASU D60-A là loại máy bánh xích với lưỡi ben quay nó có cấu tạo như hình vẽ: 1. Lưỡi ben 2. Xi lanh đổ 3. Xi lanh nâng 4. Ca bin 5. Bánh chủ động 6. Xích 7. Bánh bị động 8. Khung đẩy 9. Khớp cầu Máy ủi D60 là máy đào vận chuyển đất có bộ công tác bi động. Là máy ủi bánh xích lên cự ly vận chuyển hiệu quả nhất của nó là từ 60 á 80m. Máy ủi D60 là loại máy ủi có lưỡi quay được, nó có thể đặc chéo tới 540 về cả 2 phía so với trục dọc của máy. Lưỡi ủi có thể nghiêng một góc đến 120 so với mặt bằng và thay đổi được góc cắt nhờ thay đổi vị trí thanh chống xiên. Máy ủi D60 được sử dụng rộng rãi trong công tác xây dựng công nghiệp, dân dụng, thuỷ lợi, giao thông, khai thác mỏ, quốc phòng. Vì máy có cấu tạo đơn giản, năng suất cao, cơ động và có tính vạn năng trong công tác. Máy có thể làm công tác chuẩn bị như nhổ gốc cây, làm sạch hiện trường, bóc bỏ lớp đất thực vật để khai thác mỏ, đào đắp các công trình có độ sâu, độ cao đến 3m, định hình mặt đường, san bằng bề mặt công trình, làm phẳng cách mái xoải, vun đống vật liệu xây dựng... 2. Hệ thống và nguyên lý hoạt động của hệ thống thuỷ lực máy ủi D60 a. Sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động Sơ đồ hệ thống thuỷ lực của máy ủi KOMASU D60-A: 1 1 1 2 6 11 7 8 9 10 5 4 12 Hình 6: Sơ đồ hệ thống thuỷ lực 1. Thùng dầu 2. Bơm 3. Van an toàn 4. Van phân phối đổ 5. Van phân phối nâng 6. Bình lọc 7. Xi lanh nâng 8. Van một chiều 9. Van một chiều 10. Van một chiều 11. Xi lanh đổ Nguyên lý: Quá trình nâng hạ: Dầu từ thùng 1 qua bơm 2 đến van phân phối 5. Khi muốn nâng ben ta gạt cần để đẩy van phân phối 5 về phía trái khi đó dầu đẩy pitting 7 sang trái quá trình nâng ben xẩy ra. Khi muốn hạ ben ta gạt cần để đẩy van phân phối 5 về bên phải khi đó dầu đẩy pitting 7 sang phải quá trình hạ ben xẩy ra. Quá trình đổ: Dầu từ thùng 1 qua bơm 2 đến van phân phối 4. Khi đổ gạt cần của van phân phối 4 sang phải khi đó dầu đẩy pittông 11 sang phải quá trình đổ xảy ra. Như đã trình bày ở phần trên, hệ thống thuỷ lực của máy ủi D60 là hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu kín, đồng thời là điều khiển tự động theo tín hiệu chiều sâu cắt. Nếu vị trí khung đẩy của máy ủi phù hợp với đất - trích đo góc phần tử nhạy thì mạch điện từ của van trượt điều khiển bộ phân phối sẽ bị ngắt và van trượt ở vị trí trung gian. Khi đó các buồng của xy lanh công tác (bộ chắp hành) đóng lại, chất lỏng được cung cấp từ bơm chảy qua bầu lọc về thùng chứa. Khi thay đổi chiều sâu cắt góc giữa mặt phẳng và khung đẩy thay đổi, lúc đó đát - trích phát hiện "Tín hiệu mất thích ứng" Mạch điện từ bên trái và bên phải của van trượt điều khiển được đóng lại, tác động lên van trượt chính. Van trượt chính chuyển dịch từ vị trí nào đó đến vị trí tận cùng do đó dầu được cung cấp từ bơm vào các buồng tương ứng của xy lanh thuỷ lực. Đồng thời các buồng khác của xy lanh được thông với đường hồi. Lưỡng ủi của máy ủi sẽ được nâng lên hay hạ xuống phù hợp với tín hiệu nhận được. Quá trình tiếp tục cho đến khi tín hiệu "mất thích ứng" không còn nữa, sau đó hộ ngừng hoạt động. Trong trường hợp này tính chính xác của tín hiệu điều khiển về cơ bản cao hơn hệ thống thuỷ lực kiểu hở và nó quyết định độ nhạy của bộ điều chỉnh vị trí. Tín hiệu điều khiển ở đát trích đo góc báo cho người lái biết. Phần còn lại của mạch điều khiển tự động giữ ở vị trí cho trước. b. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các phần tử trong hệ thống B 6 7 5 4 A a b 1 2 3 45 98 170 140 185 ỉ 73 ỉ 53 *Bơm Hình 7: Bơm bánh răng 1.ống hút A 2.Bánh răng bị động 3.ống đẩy B 4.Vỏ 5.Bọng đẩy b 6.Bánh răng chủ động 7.Bọng hút a. Bơm bánh răng A100 gồm 2 bánh răng chủ động 6 và bị động 2 bằng nhau chúng được làm liền trục và ăn khớp ngoài. Biên dạng răng là thân khai. Nguyên lý: Bánh răng chủ động 6 gắn trên trục chính của bơm ăn khớp với bánh răng bị động 2. Chúng được đặt trong vỏ bơm 2. Phần giữa ống hút và khoảng không giữa hai bánh răng gọi là bọng hút a. Phần giữa ống đẩy và khoảng không giữa hai bánh răng gọi là bọng đẩy b. Khi bơm làm việc bánh răng chủ động quay kéo theo bánh răng bị động 2 quay theo. Chất lỏng chứa đầy trong bọng hút a nó chuyển sang bọng đẩy b theo chiều mũi tên như hình vẽ và qua ống đẩy cung cấp cho các xi lanh. Quá trình đẩy và hút xảy ra đồng thời khi bơm làm việc. Thể tích chứa chất lỏng trong bọng đẩy b giảm khi các răng của hai bánh răng ăn khớp nên chất lỏng bị chèn ép và dồn vào ống đẩy với áp suất cao. Quá trình này gọi là qúa trình đẩy của bơm. Đồng thời với quá trình đẩy thì ở bọng hút a xẩy ra quá trình hút, thế tích chứa chất lỏng tăng (khi các răng ăn khớp), áp suất giảm xuống thấp hơn áp suất trên mặt thoáng của bể hút, làm cho chất lỏng chảy qua ống hút 1 vào bơm. * Xy lanh lực 1200 112.5 ỉ140 67.5 112.5 237 120 ỉ60 ỉ67.5 R58 Hình 8: Xi lanh nâng hạ ben Xi lanh lực nâng hạ ben của máy ủi D60, là một động cơ thủy lực tác dụng 2 chiều. Khi nâng ta điều khiển cho dầu vào buồng bên phải. Dưới tác dụng của áp lực dầu, cần piston di chuyển về bên trái (tương đương với quá trình kéo ben lên). Khi hạ ben ta điều khiển cho dầu ra khỏi buồng phải, nhờ dòng chất lỏng phụ cộng với trọng lượng của lưỡi ben, lưỡi ben được hạ xuống. IV. Khảo sát việc sử dụng hệ thống thuỷ lực máy ủi D60 Hệ thống thuỷ lực bị hư hỏng do hao mòn, làm tăng mức dò dầu giảm năng suất và áp suất dẫn đến bơm làm cho hệ thống nâng hạ không hoạt động được. Hệ thống thuỷ lực có nhiều chi tiết chế tạo cẩn thận và khá chính xác, vì vậy trong trường hợp cần thiết mới phải tháo và sửa chữa. Trước khi tháo phải kiểm tra. Nguyên nhân hư hỏng ở hệ thống thuỷ lực chủ yếu do hạt mài cộng với tác dụng của dòng chảy, do ma sát trên bề mặt tiếp xúc hoặc do sai lệch phép điều chỉnh. 1. Sửa chữa bơm bánh răng Bớm bánh răng hao mòn chủ yếu ở các chi tiết vở bơm, bánh răng, nắp và đệm cao su. 1 2 3 4 5 6 8 7 Vỏ bơm thường bị hao mòn về phía buồng hút đối diện với bạc và bánh răng.Các chi tiết bằng nhôm và đồng còn thấy dấu hiệu hư hỏng do xâm thực. Vở bơm bị mòn có thể hồi phục bằng chất dẻo, đặt thêm bạc hoặc biến dạng dẻo (tóp vỏ bơm). Hình 9: Đồ gá để tóp vỏ bơm 1.Bàn của máy ép 2.Thân khuôn ép 3.Cốt ngoài 4.Vỏ bơm 5.Cốt trong 6.Tấm tỳ trên 7.Miếng đệm 8.Chốt tháo Hồi phục bằng chất dẻo có thể dùng keo epôxi bôi vào mặt trong vách của vỏ bơm, sau đó gia công đến kích thước cần thiết. Tuy nhiên phương pháp dùng keo epôxi cũng gặp phải khó khăn do khó dàn đều lớp keo khi đông cứng thường có xu hướng co kéo bề mặt tạo thành những vùng loang lổ. Ngoài ra có thể dùng phương pháp phun bột poliamit vào bề mặt của vách vỏ bơm được đốt sơ bộ. Sau đó làm nóng chảy lớp bột vừa được phun và gia công cơ khí. Phương pháp này có thể tóm lược như sau: Vỏ bơm được rửa cẩn thận và đưa vào lò điện để nung nóng đến nhiệt độ 50000C đồng thời giữ ở nhiệt độ nảy trong khoảng 60 -90 phút. Sau đó tóp trong đồ giá chuyên dùng. Vỏ bơm được đặt trong cốt ngoài. Khi cốt ngoài trượt xuống dười thì cốt trong đi vào trong vỏ bơm. Khi tấm tì 6 đè lên cốt ngoài, làm chocốt ngoài dịch xuống dưới theo mặt côn của thân khuôn ép 2 và gây biến dạng vỏ bơm. Quá trình tóp dùng lại khi nhiệt độ vỏ bơm 4400C. Vỏ bơm sau khi tóp cần được nung nóng đến nhiệt độ 5200C và giữ ở nhiệt độ này khoảng 1 giờ sau đó thả vào trong nước nóng (60 - 1000C). Sau khi tôi tiến hành ram vỏ bơm ở nhiệt độ 1800C, giữ ở nhiệt độ này khoảng 30 phút, sau đó làm nguội cùng với lò hoặc làm nguội ngoài trời. Ngoài những phương pháp hồi phục kể trên, để bù lại khe hở giữa đầu răng và vách vỏ bơm người ta có chế tạo bạc mới và làm lệch tâm để dịch bánh răng về phía hao mòn bằng 1/2 khe hở giữa đỉnh răng và vách vỏ bơm. Bạc đồng của bơm bị mòn chủ yếu ở các bề mặt tiếp xúc. Với bánh răng thường mòn ở mặt mút B; bề mặt tiếp xúc với ngõng trục bánh răng (mặt A), lỗ bạc thường bị mòn một phía do bánh răng bị ép về khoảng hút của vỏ bơm dưới tác dụng của áp suất dầu và lực hướng tâm do bộ truyền bánh răng gây ra. Do vậy khe hở giữa ngõng trục của bánh răng và bạc tăng lên. Bề mặt lưng bạc (mặt E) bị mòn làm tăng khe hở giữa những mặt lưng của bạc. Hao mòn cũng xảy ra ở mức độ nào đó trên bề mặt D tiếp xúc với vỏ và nắp bơm. E D A B C Hình 10: Vị trí hao mòn của bạc Tuỳ theo mức độ đặc trưng hao mòn của bạc mà ta có các biện pháp sửa chữa khác nhau. - Bề mặt ngoài của bạc có thể hồi phục bằng hỗn hợp trên cơ sở keo epôxi hoặc mạ đồng và gia công cơ tiếp theo sau. Phương pháp hồi phục phổ biến hơn cả là biến dạng dẻo bạc: có thể chồn, tóp và nong bạc. Để cải thiện khả năng chạy mài, có thể phủ lên bề mặt trong của bạc một lớp chì mỏng 1 - 5 mm. Sau khi hồi phục, bạc được phân loại thành nhóm kích thước với mỗi nhóm cách nhau 5 mm. Mỗi cặp bạc giáp lưng nhau phải trong một nhóm kích thước. Bánh răng trong bơm thuỷ lực được chế tạo bằng thép hợp kim. Hao mòn xảy ra ở ngõng trục, mặt nút và đầu răng. Ngoài ra bề mặt răng có thể bị tróc lỗ lớp thấm cacbon bề mặt, mòn rãnh then. Mòn răng theo bề rộng răng hầu như ảnh hưởng không đánh kể tới năng suất bơm. ở bề mặt ngõng trục và mặt mút của bánh răng hao mòn đồng đều hơn. Đôi khi ở mặt mút của bánh răng có thể thấy vết xước mòn. Nguyên nhân chủ yếu là do dầu thuỷ lực không sạch bị lẫn hạt mài. Mặt mút và ngõng trục bánh răng bị mòn cần mài cho hết vết mòn. Nếu vỏ bơm được tóp lại sẽ phải mài đầu răng cho phù hợp với kích thước sửa chữa của vách vỏ. Sau khi sửa chữa phân nhóm bánh răng theo bề rộng cách nhau 0,004mm. Đối với nắp bơm hao mòn xảy ra ở bề mặt tiếp xúc bánh răng. Đôi khi vành gờ giữa vòng hãm có thể bị gãy. Phớt dầu có thể bị mòn phần tiếp xúc với ngõng trục gây ra hiện tượng hở phớt. Không khí có thể bị hút qua phần hở này. Khi mòn đáng kể phớt mất đi khả năng làm kín và dầu sẽ rò ra. Nắp bơm bị mòn cách sửa chữa chủ yếu là tiện hoặc mài trên máy. Phớt dầu bị mòn sẽ thay thế bằng phớt mới. Khi thay phớt mới cần chú ý làm sạch vị trí lớp ráp. Lắp, rà và khảo nghiệm bơm: trước khi lắp cần chọn bạc theo nhóm kích thước để mỗi cặp bạc nằm cùng nhóm kích thước và chênh lệch theo chiều cao nhỏ hơn 0,002mm. Vỏ bơm có KTSC phù hợp với KTSC của bạc và bánh răng. Khảo nghiệm bơm trên bàn chuyên dùng. Đầu tiên cho động cơ điện của bàn khảo nghiệm chạy khoảng 2-3 phút để kiểm tra xem có không khí lọt khí hoặc phớt dầu bên bánh răng chủ động hở. Rà bơm thường tiến hành trong 2-3 phút cho mỗi khoảng chế độ tải bằng 0,20,40,60,80 và 100% áp suất làm việc. Trong khì rà, bơm không được nóng hoặc chảy dầu ra bất kì vị trí nào. Thông thường bơm bị quá nóng do rò rỉ dầu bên trong hoặc do ma sát trong bạc đồng. Sau khi rà tiến hành khảo nghiệm bơm theo năng suất với tải khoảng 10MPa. Hiệu suất bơm có thể xác định theo công thức sau: h = Trong đó: qtt và qlt : Năng suất thực tế và năng suất lí thuyết bơm sau một vòng quay của trục bơm (cm3). Năng suất thực tế căn cứ vào số liệu khảo nghiệm. Năng suất lí thuyết căn cứ theo đặc tính kĩ thuật của bơm. 2. Sửa chữa ngăn kéo phân phối Ngăn kéo phân phối nếu có các hư hỏng sau thì phải tháo ra để sửa chữa. Nứt ở nắp trên hay nắp dưới, chảy dầu theo rôtuyn của tay phân phối (nếu sau khi siết chặt bulông bắt nắp). Không tác dụng hoặc giữ ở một trong các vị trí làm việc của tay phân phối; cơ cấu tự trả về không làm việc; rò rỉ dầu trong ngăn kéo quá 50cm3/phút; rò rỉ dầu qua van xả lớn hơn 15l/phút khi đặt một trong các tay phân phối trong vị trí nâng hoặc hạ với áp suất dầu 1MPa. Sửa chữa: Thân và nắp làm bằng hợp kim nhôm, nếu bị nứt sẽ loại bỏ. Lỗ lắp ráp với con trượt ( ngăn kéo phân phối) có hao mòn ít sẽ tiến hành chọn lắp và sửa chữa con trượt theo kích thước lỗ. Trường hợp hao mòn nhiều cần nhiều do rộng lỗ để lấy lại hình dáng hình học và mài bóng bề mặt lỗ. Sau khi mài bóng căn cứ vào kích thước của lỗ tiến hành phân nhóm thân hộp phân phối thành những nhóm kích thước cách nhau 0,004mm. Độ côn và độ ô van của lỗ nhỏ hơn 0,002mm. Con trượt thường được chế tạo bằng thép hợp kim crôm và nhiệt luyện đến độ cứng 56-63HRC. Hao mòn chủ yếu ở bề mặt vành trụ. Biện pháp sửa chữa chủ yếu là mài sau đó chọn lắp với lỗ. Nếu không chọn lắp được phải mạ thép hoặc mạ crôm, sau đó mài đến kích thước quy định, phân nhóm kích thước cách nhau 0,004mm và chọn lắp với lỗ. Cuối cùng mài rà những cặp đã ghép với nhau. Yêu cầu độ côn, độ ô van và sai lệch đường kính trên một con trượt không quá 0,002mm. - Cụm van xả (van thông) gồm van, ổ đặt và lò xo thường bị hao mòn trong quá trình làm việc (khi chuyển con trượt từ thế trung hoà sang thế làm việc). Van xả được chế tạo bằng thép hợp kim crôm và nhiệt luyện đến độ cứng 45-50HRC. Mặt côn thường bị mòn lõm thành vết. ổ đặt của van cũng được chế tạo bằng thép chất lượng cao, độ cứng bề mặt 45-50HRC và được ép vào thân hộp phân phối. Hao mòn ổ đặt xảy ra ở vùng tiếp xúc với mặt côn của van. Hồi phục cặp lắp ghép trên chủ yếu bằng mạ điện, sau đó mài. Tuy nhiên trước khi mạ điện cần sửa hết vết mòn và mép ổ đặt được gia công để có mặt vát với b = 0,25 và a = 450. Lắp ráp và khảo nghiệm: Trước khi lắp cần chọn con trượt với lỗ thuộc cùng một nhóm kích thước. Con trượt có thể dịch chuyển trong lỗ dưới tác dụng của trọng lượng bản thân. Khi lắp phải chú ý đệm làm kín, sau khi lắp phải rửa sạch rồi khảo nghiệm theo các chỉ tiêu sau: - Kiểm tra độ kín của con trượt và lỗ con trượt. Lượng rò dầu phải nhỏ hơn quy định. - Kiểm tra áp suất mở van an toàn - Kiểm tra áp suất mở van tự động của con trượt - Kiểm tra rò dầu qua van thông 3. Sửa chữa xi lanh lực Cần xilanh lực có thể bị cong, mòn. Trường hợp cần bị cong với độ cong lớn hơn 0,1mm trên chiều dài 200mm ta phải nắn lại trên máy ép. Nếu khe hở giữa cần pitston và lỗ của nắp xilanh lực lớn hơn 0,5mm phải mài lại cần, còn lỗ thì doa rộng và ép bạc mới bằng đồng hoặc gang, sau đó gia công đảm bảo khe hở 0,032 - 0,15mm. Nếu phần ren bị hỏng tiến hành hàn đắp và cắt ren mới. Piston và xi lanh thường bị hao mòn không đáng kể và thực tế người ta không sửa chữa. Tuy nhiên nếu bề mặt xilanh có vết xước hoặc bị gỉ ta cần mài cho hết vết mòn. Nếu đường kính xi lanh sau khi mài lớn hơn 0,32m thì ta phải mạ thép bề mặt xilanh và mài bóng đến KTBT. Khe hở giữa piston và xilanh vào khoảng 0,04-0,11mm. Vòng bít thường được thay thế khi sửa chữa xilanh lực. Khi lắp ráp phải để vòng bít nhô lên trên vành định tâm lớn hơn 0,25mm. Đến đây ta kết thúc việc khảo sát chung của hệ thống thủy lực D60. Tuỳ từng trường hợp cụ thể, điều kiện thực tế mà ta áp dụng phương pháp sửa chữa thích hợp. Việc phục hồi sửa chữa các chi tiết cụ thể sẽ được trình bày cụ thể chi tiết ở các phần sau của đồ án này. Phần II. Công nghệ sửa chữa xi lanh I. Rửa ngoài và tháo máy, rửa chi tiết Xy lanh lực nâng hạ ben của máy ủi D60 là loại động cơ thuỷ lực làm việc một chiều có nghĩa là chất lỏng chỉ làm việc ở một phía của piston tức là chỉ có một chiều chịu tải. R Hình 1: Xi lanh lực Sau khi nhận máy tiến hành rửa ngoài sau đó là tháo máy Tháo máy là công việc quan trọng trong quá trình sửa chữa quá trình côn gnghệ chi phí thực hiện quá trình và trình tự tháo phụ thuộc vào tính hao mòn hư hỏng cấp độ sửa chữa với mỗi một loại mối ghép như mối ghép ren, mối ghép chặt mối ghép bằng đinh tán mối ghép then mà ta có qui trình và dụng cụ tháo khác nhau Đối với xy lanh nâng hạ ben của máyD 60 thì mối ghép giữa ống và nắp xi lanh là mối ghép ren vớimối ghép ren ta có thể sử dụng một số dụng cụ thông thường như cờ lê, tuýp, và mỏ lết ở đây ta dùng cờ lê tu úp hoặc cờ lê chuyên dùng để tháo. Hình 2: Tháo nắp xi lanh Cờ lê sử dụng là cờ lê loại 100 và cánh tay đòn 400 (mm). 100 100 450 Hình 3: Cờ lê tháo nắp xi lanh Như vậy, tác động của một công nhân với lưc tác dụng P= 60á80 N tháo được mối ghép ren giữa lắp và ống xy lanh. Sau khi tháo xong ta tiến hành tẩy rửa chi tiết Công việc rửa các chi tiết nhằm nâng cao chất lượng sửa chữa kiểm tra chính xác mặt khác qua đó có thể đánh giá trình độ của xưởng, đối tượng sửa chữa gồm nhiều loại chất bẩn bám vào bề mặt chi tiết lại rất khác nhau về thành phần và tính chất lý hoá kinh nghiệm cho hay chất lượng rửa ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sửa chữa cũng như tuổi thọ của chi tiết. Hiện tại có những phương pháp rửa như cơ học, thuỷ lực, hoá học nhiệt, điện hoá và siêu âm. Việc loại trừ lớp cặn kết tủa của các sản phẩm oxy hoá và các sản phẩm phân hủy nhiệt nhiên liệu và dâù bôi trơn rất phức tạp nên phải dùng dung dịch xút và chất rửa chuyên dùng. Dung dịch rửa gồm dung dịch xút và chất rửa tổng hợp Nước và dung dịch xút dùng để rửa lớp cặn bám vào bề mặt của máy những lớp cặn cán bẩn được loại từ bằng các tia nước nóng 70 á800c nếu bề mặt có lẫn dầu hoặc nhiêu liêụ sử dụng dung dịch xút từ 1á2% để tăng hiệu quả làm sạch có thể tăng hàm lượng lên 6% nhưng điều đó cũng gây ra oxy hoá mạnh bề mặt chi tiết lãng phí xút ngoài ra còn gây ảnh hưởng tới sức khoẻ công nhân. Chất rửa tổng hợp gồm hỗn hợp các muối kiềm và chất hoạt tính bề mặt chất rửa này có thể làm sạch cặn dầu nuôi than, dễ hoà tan vào trong nước và có thể làm sạch được kim loại màu và kim loại đen Các chất dầu mỡ vô cơ không bị phân giải dưới tác dụng của dung dịch kiềm và không hoà tan trong nước dầu mỡ bẩn cùng với xút tạo thành các chất có sức căng bề mặt cao và tính thấm ướt bể mặt kém do vậy ta phải có chất hoạt tính bề mặt để nâng cao khả năng thấm ướt và khuyếch tán giảm sức căng bề mặt và dung dịch dễ bám vào bề mặt chi tiết. Nếu tăng nhiệt độ dung dịch rửa lên sức căng bề mặt giảm xuống diện tích màng dầu tăng lên tới mức làm cho màng dầu đứt đoạn và hình thành những phần tử dầu nhỏ. những phần tử dầu này có khối lượng riêng nhỏ nổi bên bề mặt dung dịch hoặc ở trong trạng thái lơ lửng. Về phương pháp rửa và làm sạch chi tiết có một số phương pháp sau: - Phương pháp hoá lý: Dùng dung dịch rửa có nhiệt độ từ 75á950C phun mạnh vào bề mặt chi tiết. - Phương pháp điện hoá: Dùng dòng điện một chiều hoặc xoay chiều với mật độ dòng điện anốt DA = 3 á10 A/dm2 - Phương pháp siêu âm: Dao động siêu âm được phát ra từ nguồn qua chất lỏng tới bề mặt cầu làm sạch với tần số f = 20á25 KHZ. Dưới tác dụng của sóng siêu âm lớp muội than bị phá huỷ sau thời gian t = 2 á3 phút - Phương pháp nhiệt: Chi tiết cần làm sạch được đưa vào trong lò có nhiệt độ 600 á7000c giữ 2á3 giờ sau đó làm nguôị châm cùng với lò phương pháp này ứng dụng để làm sạch các chi tiết có nhiều muội. - Phương pháp cơ khí: Dùng chổi sắt hoặc phun cát để làm sạch chi tiết. Với lý luận như trên đối với ống xy lanh ta sử dụng phương pháp rửa hoá lý dùng dung dịch xút nồng độ 1á2 % nhiệt độ từ 75á95% 0C phun mạnh vào thành trong xy lanh phương pháp này đơn giản tiết kiệm được thời gian kinh phí mà vẫn đảm bảo được các yêu cầu về tổng rửa chi tiết vì trong quá trình làm việc chất lỏng làm việc đã được qua các bộ lọc và luân chuyển liên tục cho nên ít cặn bẩn bám vào thành xy lanh mặt khác dưới áp lực của vòi phun dung dịch có nhiệt độ cao sẽ làm cho các hạt mài có thể còn nằm trong các vết xước của hành xy lanh ra ngoài đảm bảo cho chi tiết được sạch trước khi vào sửa chữa. ỉ140 ỉ120 1000 II. Đặc tính kỹ thuật của ống xy lanh nâng hạ ben của máy ủi D60. Hình 4: Đặc tính xi lanh Chiều dài ống xi lanh: L = 1000 (mm) Đường kính ngoài: D= 140 (mm) Đường kính trong: d = 120 (mm) Bề dày thành ống: d = 10 (mm) Độ nhẵn bóng bề mặt làm việc (thành trong xi lanh đạt cấp chính xác 8 tương đương Ra= 0.63 mm). Độ lệch tâm cho phép Ê 0.05 mm /100mm chiều dài ống xy lanh có đầy đủ đặc tính kỹ thuật trên mới đảm bảo được các yêu cầu làm việc III. Kiểm tra xy lanh trước khi sửa chữa. Sn Kiểm tra là công việc quan trọng quá trình sửa chữa như đã trình bày ở phần giới thiệu chung trong quá trình làm việc xi lanh bị mòn. Và do đặc tính làm việc của máy ủi trong quá trình cắt và vận chuyển đất là lực tác động của xy lanh lực Sn có thể đạt giá trị lớn nhất khi bắt đầu cắt hay bắt đâù nâng ở cuối quá trình cắt. Hình 5: Lực nâng ben Hoặc trong quá trình làm việc với đất có hệ số tơi xốp không đồng đều hoặc gặp trướng ngại vật vì vậy xảy ra hiện tượng xi lanh mòn không đều và ở đầu xi lanh bị mòn nhiều hơn mặt khác trong quá trình làm việc có xuất hiện hạt mài có thể cõn hạt rắn có trong chất lỏng làm việc hoặc do giăng phớt bị rách nát bề mặt piston chuyển động cọ sát bề mặt xi lanh do đó thành xy lanh bị xước Vì vậy mục đích kiểm tra xy lanh là phát hiện giờ xước độ hao mòn và độ hao mòn không đều của xi lanh Đo kích thước xi lanh Dụng cụ đo gồm pame đo trong và đồng hồ đo trong được bố trí như hình vẽ: Hình 6: Dụng cụ kiểm tra xi lanh 1. Giá để kẹp panme đo trong 2. Panme 3. Đồng hồ so đo trong ở đây ta sẽ đo kích thước của xy lanh ở ba vị trí Vị trí thứ nhất ứng với vị trí mòn lớn nhất khoảng 100 (mm) cách mép đầu ống xi lanh ứng với piston làm việc trong trường hợp lực Sn lớn nhất. Vị trí thứ hai cách mép ông 100mm ở đầu kia của xy lanh. Vị trí thứ ba là vị trí bất kỳ trong khoảng còn lại. Theo lượng mòn lớn nhất xác định được kích thước sửa chữa. Dsc³ Dtt = dmax + (a + b) Trong đó: Dsc: Kích thước sửa chữa gần nhất của xy lanh Dtt: Kích thước tính toán dmax: Đường kính xy lanh phần bị mòn lớn nhất a: Chiều sâu cắt tối thiểu (0.02á0.03)mm b: Lượng dư gia công (0.02á0.03)mm Do hao mòn không đều nên xác định kích thước sửa chữa theo phương pháp trên có thể xảy ra một phần nào đó của xy lanh không được gia công và như vậy vết xước không được khắc phục vì vết xước xuất hiện dọc theo thành ống xy lanh với chiều dài bằng hành trình làm việc của piston nếu hao mòn lệnh về một phía và Dtt= Dsc hoặc khác Dse một lượng 0.05á0.1 mm cần kiểm tra kích thước tính toán theo công thức Dtt =d1+2 (dmax-d1) +2 ( a + b) (2) Trong đó: d1: Kích thước đường kính xy lanh phần không bị mòn Vậy ta sẽ sử dụng công thức (2) để tính toán Theo kinh nghiệm cho thấy chỗ mòn lớn nhất đường kính tăng 0.2 mm khi sửa chữa gia công trên máy doa ta lấy chiều sâu cắt và lượng gia công là 0.03 mm thay vào công thức (2) ta có : Dtt= 120 + 2 (120,2 120 ) + 2 ( 0,03 + 0,03) = 120,55 (mm) Như vậy, ta đã xác định được kích thước sửa chữa với kích thước sửa chữa này ta khắc phục được hiện tượng mòn không đều và các vết xước trên bề mặt của xy lanh. IV. Công nghệ doa. 1. Máy doa và dao doa. * Máy doa Với đặc tính kỹ thuật của ống xy lanh ở đây ta sử dụng máy doa ngang mỗi máy doa khác nhau có đặc tính kỹ thuật khác nhau tuỳ từng chi tiết với các tính kỹ thuật khác nhau yêu cầu và tính chất sửa chữa khác nhau mà ta chọn máy sao cho vừa đơn giản, thuận tiện cho sử dụng vận hành giảm chi phí mà vẫn đảm bảo được yêu cầu đặt ra ta thử so sánh 2 loại máy dưới đây: Máy doa ngang - đặc tính kỹ thuật Máy/ đặc tính kỹ thuật 2615 2620B Đường kính trục 80 90 Côn móc trục N05 N05 Khoảng cách từ tâm trục tới bàn máy (mm) 120 170 Giới hạn chạy dao trục chính (mm) 2.2á1760 2.2á1760 Giới hạn chạy dao của bàn máy (mm) 1.4á1110 1.4á1110 Số cấp tốc độ của trục chính 12 22 Giới hạn vòng quay của trục chính (v/p) 20á1600 12.5á2000 Công suất của động cơ (kw) 5 7.5á10 Kích thước máy (mm) 2735x4300 2895x5470 Độ phức tạp sửa chữa (R) 19 24 Đối với ống xy lanh với đặc tính kỹ thuật và mức độ sửa chữa đã trình bày ở trên ta chọn máy 2615 Dao doaD 1 2 3 4 5 6 7 Hình 7: Dao doa Cấu tạo dao doa Phần 1 là phần làm việc bao gồm. Phần 4 phần cắt phần đầu có góc côn 450 để dẫn hướng. Phần 5 phần chuẩn trụ làm nhiệm vụ hiệu chuẩn và dự trữ cho bộ phận cắt. Phần 6: Phân hiệu chỉnh côn ngược tránh sự trầy sát khi mũi doa đi ra khỏi lỗ và giảm ma sát. Phần 2 là phần chuôi gồm Phần 3 phần cổ Phần 4 phần cán Do công dụng mà mũi doa có cấu tạo phức tạp hơn mũi xoáy và khoan số răng thường Z ³ 5 mũi doa cũng làm liền cán hoặc chắp như mũi xoáy các bộ phận của các lưỡi doa có thể chia như trên hình vẽ: Góc của mũi doa thường là: Mũi doa máy doa lỗ suốt + Doa gang j = 3 0á50 + Doa thép j = 120á150 Mũi doa cầm tay j = 1 0á20 ở đây vì vật liệu chế tạo xy lanh là thép nên ta chọn dao có f = 12 0á150 vì doa ống xy lanh là doa lỗ có đường kính lớn (D ³120mm) nên ở đây ta sử dụng mũi doa lắp ghép có các lưỡi dao rút ngắn, gắn mảnh kim cứng điều chỉnh được đường kính như vậy ta có phần 1+ phần 2 = 100 mm đó là chiều dài toàn bộ mũi doa riêng phần 1 là phần làm việc của mũi doa có chiều dài 58 mm (Các số liệu trên tra trong bảng 4-49 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I) 2. Doa xy lanh Như phần trên đã trình bày và tính toán kích thước xi lanh sau khi sửa chữa là f 120,55 (mm) để đạt được yêu cầu về độ nhám bề mặt ( Ra= 0.63 mm) khi doa ta tiến hành theo hai bước doa thô sau đó doa tính vì lực cắt khi doa là không lớn ta tiến hành theo hai bước doa thô và doa tinh trên một lần gá tức là một lần định vị và kẹp chặt. a. Định vị và kẹp chặt * Định vị khi sửa chữa xy lanh là ta gia công mặt trụ trong (bề mặt làm việc của xy lanh) mặt trụ ngoài đã được tính toán và gia công đạt yêu cầu kỹ thuật khi sản xuất vì vậy để thống nhất khi chọn chuẩn định vị tránh sai số tính luỹ ta lấy mặt trụ ngoài của ống xy lanh làm mặt chuẩn. Đồ định vị khi chuẩn là mặt trụ ngoài thường là khối V + dụng cụ kẹp chặt khối chữ V gồm có khối V di động và khối V cố định ta sử dụng khối V dài cố định. Hình 8: Gá xi lanh * Tính toán lực kẹp ống xy lanh là chi tiết dạng bạc vì vậy lực w tính toán sao cho chi tiết được kẹp chặt trong đồ gá mà không gây biến dạng. Giá trị lực kẹp lớn hay nhỏ phụ thuộc và các ngoại lực tác dụng. Lực cắt mô men cắt được xác định cụ thể theo phương pháp cắt trong thực tế lực cắt không phải là một hằng số. Ngoài ra có nhiều điều kiện khác không ổn định như bề mặt phôi không bằng phẳng nguồn sinh lực sinh ra lực tác dụng vào cơ cấu kẹp không ổn định để kể đến các yếu tố gây nên sự không ổn định đó khi tính lực kẹp người ta đưa vào hệ số K. Khi đó lực kẹp được tính toán theo công thức sau: (3) Trong đó: K: Hệ số tính đến các yếu tố không ổn định K được tính toán theo công thức: K = K0. K1. K2. K3.K4. K5. K6 (4) Với: K0: Hệ số an toàn trong mọi trường hợp K0=1.5á2 ta chọn K0= 1,7 K1 : Hệ số phụ thuộc vào lượng dư gia công không đều K1=1,2 K2: Hệ số phụ thuộc vào sự mòn dao làm tăng lực cắt K2= 1á1,9 Với doa lực cắt là không lớn ta lấy K2= 1,2 K3: Hệ số phụ thuộc vào lực cắt không liên tục K3= 1,1. K4: Hệ số phụ thuộc vào nguồn sinh lực không ổn định với cơ cấu kẹp bằng tay K4= 1,3 K5: Hệ số phụ thuộc vào sự thuận tiện vị trí tay quay của cơ cấu kẹp khi kẹp bằng tay K 5 =1,2 K6: Hệ số phụ thuộc vào mô men làm lật phôi quanh điểm tựa K6= 1,5 Thay các giá trị của K0áK6 vào công thức 4 ta thu được: K = 1,7.1,2.1,2.1,1.1,3.1,2.1,5 = 6,3 * f: Hệ số ma sát giữa vật liệu phôi và đồ giá vật liệu chế tạo đồ gá là thép ma sát thép, thép: 0.2 (giữa mặt tiếp xúc). * Pz: Lực tiếp tuyến khi doa (lực cắt) khi tính lực cát của doa ta coi mỗi răng của mũi doa như một dao tiện tính theo lực cắt khi tiện như vậy Pz được tính theo công thức sau: Pz = Pn(cos g + m sin g + k . m) Z (5) Trong đó: g: Góc trước của lưỡi cắt mũi doa ằ 0 m: Hệ số ma sát giữa lưỡi cắt và phôi khi cắt thường lấy 0.6 ( theo P côgien be AM). K: Hệ số có phoi = 0.2 Z: Số lưỡi cắt của mũi doa = 2 (dao tuỳ động). Pn: Lực cản cắt Theo nguyên lý cắt gọt kim loại lực cản cát được tính theo công thức sau: Pn= snb. t. s. kme (6) Trong đó: sb: Giới hạn bền của vật liệu, vật liệu chế biến ống xy lanh thép C 45 có sb =580 Mpa (580 N/mm2) t: Chiều sâu cắt khi doa thô được tính theo công thức: S: Bước tiến khi doa được tính theo công thức: S = Cs. D0,7. KLs (mm/v) (7) Với Csvà KLs hệ số và hệ số điều chỉnh bề sâu lỗ doa tra bảng 36 giáo trình nguyên lý cắt gọt ta có Cs= 0,2 Kls= 0,75 D: Đường kính sau khi doa thô 120,5 (mm) thay vào công thức (7) ta thu được: S=0,2 .120,50.7. 0,75 = 4,3 (mm/v) K: Hệ số có phoi 0,2 mc: Luỹ thừa phụ thuộc vào độ nén của kim loại gia công=1,2 (giáo trình nguyên lý cắt gọt kim loại). Thay các giá trị tìm được vào biểu thức ( 6) ta thu được: Pn= 580 . 0,25 .4,3. 0,21,2= 163 (N) Thay vào biểu thức (5) ta tìm được lực cắt khi doa: Pz = Pn.(cos g + m sin g + k . m).Z = 163.(cos 0 + 0,6 sin 0 + 0,2 .0,6).2 =365 (N) Thay tất cả các giá trị tìm được vào biểu thức (3) ta tìm được lực kẹp cần thiết. b. Tính toán chế độ doa. Như đã trình bày ở phần trên do yêu cầu kỹ thuật của ống xy lanh sau khi sửa chữa và đặc tính của lưỡi doa ta tiến hành doa 2 bước doa thô và doa tinh. Bước 1: Doa thô: - Chiều sâu cắt (mm) D Do t Hình 9: Chiều sâu cắt Như trên đã tính toán chiều sâu cắt khi doa thô được xác định: -Bước tiến S (mm/vòng): S = 4,3 (mm/vòng) Tốc độ cắt V (m/phút): Tốc độ cắt khi doa được xác định theo công thức: (8) Trong đó: Các hệ số Cv,q, m, y, x tra bảng 5.29/ sổ tay CNCT tập II với vật liệu gia công thép các bon. Vật liệu lưỡi cắt thép hợp kim cứng T15 K 6 ta được: Cv = 100,6 q = 0,3 x = 0 y = 0,65 m = 0,4 Đường kính mũi doa D = 120,5 (mm) T: Chu kỳ bền dụgn cụ cắt bảng 5.30 (Sổ tay CNCT tập II) T = 140 phút S = 4,3 (mm/vòng) t = 0,25 (mm) K: Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế được xác định theo công thức: Kv= Kmv . Kuv. Kiv (*) Trong đó: Kmv hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công bảng 5.1/sổ tay CNCT tập II (**) với Kn, nv các hệ só cho trong bảng 5.2 / sổ tay CNCT tập II Kn= 1 nv= 1 sb: Giới hạn bền vật liệu gia công sb = 580 MPa Thay các giá trị tìm được vào (**) ta thu được: kuv: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ chắt bảng 5.6 sổ tay CNCT tập II Kuv=1,15 Kiv: Hệ số phụ thuộc chiều sâu lỗ khoan bảng 5.31 sổ tay CNCT tập II KIV= 1 Thay các giá trị tìm được vào (*) ta được : Kv= 1,34.1,15.1 =1,54 Thay các giá trị đã xác định được ở trên vào công thức (8) xác định được độ cắt Như vậy số vòng quay của trục dụng cụ sẽ là : Với máy 2615 có giới hạn vòng quay trục chính 20á600 vòng / phút có 12 cấp tốc độ như vậy sẽ đảm bảo được yêu cầu trên Công suất cắt: Công suất cắt được xác định theo công thức : (Kw) Trong đó: Mx: Mô men xoắn được xác định theo công thức: (Nm) (*) ở đây Sz: Lượng chạy dao răng (mm/răng) được tính như sau: Sz= S/Z = 4,3 / 2 = 2,15 (mm/răng) Các hệ số mũ x, y tra theo bảng 5.32 sổ tay CNCT II ta được x = 1,2 y = 0,65 Cp: tra bảng 5.32 Sổ tay CNCT II ta được Cp= 67 Thay vào (*) ta được: Thay các giá trị tìm được vào công thức 9 ta xác định được công suất cắt: (Kw) Như vậy khi doa công suất doa là nhỏ với máy đã chọn có công suất là 5 kw thoả mãn. Quá trình tính toán trên có có bảng kết quả của bước doa thô như sau: S n w Hình 10: Doa thô Doa thô 2615 31,5 92 4,3 0,25 Bước công nghệ Máy V(m/p) n(v/p) s(mm/v) t(mm) Bước 2: Doa tinh: Do D Tương tự như trên ta tính toán chế độ cắt cho bước này: Hình 11: Chiều sâu cắt của doa tinh - Chiều sâu cắt t (mm): (mm) - Lượng chạy dao S (mm/vòng): Được xác định theo công thức: S = Cs. D0,7. Kls (10) Với Csvà KLs hệ số và hệ số điều chỉnh bề sâu lỗ doa cho chế độ doa tinh tra bảng 36 giáo trình nguyên lý cắt gọt kim loại. Cs= 0.1 Kls= 0.75 D: Đường kính sau khi doa tinh D = 120,55 (mm) Thay các giá trị tìm được vào biểu thức (10) ta thu được: S = 0,1.,120,550,75.0,75 = 2,1 (mm/v) - Tốc độ cắt V (m/ph): Khi doa tinh tốc độ cắt V sẽ được tính theo công thức: V = Vb. Kmv. KTV (11) Trong đó: Vb : Tốc độ tra bảng 63 (giáo trình nguyên lý cắt gọt kim loại) Vb= 13 (v/ph) Ktv: Hệ số điều chỉnh khi cắt bảng 63 (giáo trình nguyên lý cắt gọt kim loại) KtV=1 KmV: Hệ số điều chỉnh khi cắt: tra bảng 63 (giáo trình nguyên lý cắt gọt kim loại) Kmv= 1,16 Thay vào công thức (11): V = 13.1.1,16 = 15,8 (m/ph) Vậy số vòng quay của trục dụng cụ sẽ là: (v/p) Vậy điều chỉnh tốc độ quay của trục chính là 40(v/ph) Hình 12: Doa tinh S n w Vì công suất cắt của quá trình doa nhỏ ta không cần kiểm nghiệm lại. Ta có bảng sau Doa tinh 2615 15 40 2,1 0,025 Bước công nghệ Máy V(m/p) n(v/p) S(mm/p) t(mm) Đến đây ta kết thúc quá trình sửa chữa ống xy lanh bằng phương pháp doa. Với tất cả các bước tính toán chi tiết, cụ thể như trên ống xy lanh sau khi sửa chữa đạt được những đặc tính thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật đặt ra. Phần iii: Chế tạo piston Sau khi sửa chữa xi lanh bằng phương pháp doa, đường kính xi lanh tăng lên do đó khe hở d giữa piston và xi lanh tăng lên. khe hở này phụ thuộc vào cấp độ sửa chữa xi lanh. Nếu như sửa chữa nhiều thì khe hở lớn, khi khe hở d >0,32 (mm) thì không đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, khi đó dầu dò dỉ sẽ lớn không đảm bảo áp suất làm việc của xi lanh lực. Mặt khác khi khe hở lớn các gioăng nhanh mòn và nát như vậy máy làm việc kém hiẹu quả và không an toàn. Như vậy khi khe hở giữa piston và xi lanh lớn hơn 0,32 (mm) thì cần chế tạo piston để đảm bảo khe hở đúng theo yêu cầu kỹ thuật. 1,5x45° ỉ100 ỉ40 ỉ120 46 70 0,63 I. Bản vẽ chi tiết và các yêu cầu kỹ thuật của piston. Hình 1: Đặc tính kỹ thuật của piston - Vật liệu thép 45 - Nhiệt luyện : tôi ram - Độ không đồng tâm giữa mặt trụ trong và các mặt trụ ngoài không lớn hơn 0,05 mm. - Độ không vuông góc các mặt đầu với trục tâm không lớn hơn 0,02 mm. - Độ côn và độ ô van không lớn hơn 0,01 mm. II. Phân tích chức năng làm việc của piston. Piston có chức năng làm việc thay đổi thể tích làm việc của chất lỏnh trong xi lanh lực, tạo ra áp lực cần thiết khi máy làm việc. Khi làm việc ép chất lỏng tạo ra áp lực cần thiết để nâng ben đổ đất và khi cắt đất. Khi đó có phản lực từ chất lỏng tác dụng vào mặt đầu của piston. Trong thực tế để bảo đảm tính công nghệ trong chế tạo thì kích thước của piston được chế tạo là đủ bền dưới phản lực của chất lỏng tác dụng. Nên ở đây bỏ qua tính bền piston. Hệ thống thuỷ lực nói chung và piston nói riêng đòi hỏi độ chính xác cao. Thứ nhất là độ đồng tâm giữa mặt trụ trong và mặt trụ ngoài. Nếu độ đồng tâm lớn hơn giới hạn cho phép khi làm việc thì gioăng nhanh bị hỏng, tạo ra sự mòn nhanh về một phía của xi lanh và cả piston. Do đó máy làm việc tuổi thọ thấp, làm việc kém hiệu quả và không an toàn. Thứ hai là độ bóng bề mặt làm việc của piston. Bề mặt làm việc của piston là mặt trụ ngoài, độ nhẵn bóng của bề mặt này ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng làm việc của máy. Khi độ nhẵn bóng không đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật (Ra=0,63 mm). Khi làm việc bề mặt làm việc của xi lanh nhanh bị phá hỏng dẫn đến lượng dầu bị dò dỉ lớn không đảm bảo áp lực làm việc. Thứ ba là độ không vuông góc giữa mặt đầu và đương tâm lỗ. Piston khi làm việc chịu lực chiều trục thì độ không vuông góc này cho phép từ (0,02 á 0,03 mm)/100 mm bán kính. III. Tính công nghệ trong kết cấu của piston. Piston trong xi lanh lực nâng hạ ben của máy ủi D60 là chi tiết dạng bạc. Cũng như các chi tiết dạng bạc khác tính công nghệ trong kết cấu của bạc có ý nghĩa quan trọng đối với việc gia công để đạt yêu cầu kỹ thuật cần thiết. Kết cấu piston đơn giản, ở đây dạng sản xuất nhỏ ta dùng phôi rèn tự do, sau đó khoan lỗ tâm dùng lỗ tâm làm chuẩn định vị để gia công mặt ngoài. Khi chế tạo piston cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật cơ bản sau đây: Độ nhẵn bóng bề mặt trụ ngoài, độ đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt lỗ, độ vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đầu. - Về độ nhẵn bóng mặt ngoài ta sử dụng phương pháp mài tinh ở nguyên công cuối cùng sau khi nhiệt luyện sẽ bảo đảm được độ nhẵn bóng theo yêu cầu. - Điều kiện kỹ thuật còn lại sẽ được giải quyết bằng một trong các phương pháp sau: Gia công cả mặt ngoài, lỗ và mặt đầu trong cùng một lần gá. Phương án gia công tất cả các mặt chính trong một lần gá có thể thực hiện khi chế tạo các bạc bằng phôi thanh hoặc phôi ống, với việc cắt đứt ở bước cuối cùng. Đối với các phôi đúc từng chiếc muốn gia công tất cả các mặt chính sau một lần gá cần phải tạo nên các vấu lồi dài thêm để làm chuẩn, điều đó sẽ tăng phế liệu và giảm hệ số sử dụng vật liệu. Phương pháp này được dùng trong sản xuất đơn chiếc. Hình 2: a, b, - Gia công tất cả các mặt chính sau hai lần gá đặt hoặc là sau hai nguyên công trong đó có một lần định vị vào lỗ đê gia công tinh mặt ngoài (hình 2a, 2b). - Gia công tất cả các mặt chính sau ba lần gá đặt hoặc sau ba nguyên công trong đó có một lần định vị vào lỗ để gia công tinh mặt ngoài (hình 3). c, b, a, Hình 3: a. Gia công một phần mặt ngoài, một mặt đầu, gia công thô mặt trong. b. Gia công một phần mặt ngoài và mặt đầu còn lại, gia công tinh mặt trong. c. Gia công tinh mặt ngoài. - Gia công tất cả các mặt chính sau bốn lần gá đặt hay là sau bốn nguyên công. Trong đó có một lần định vị vào mặt ngoài để gia công lỗ (hình 4). a. Gia công một mặt đầu b. Gia công mặt đầu còn lại c. Gia công mặt ngoài d. Gia công mặt trong b, a, d, c, Hình 4: Từ các phương pháp giải quyết độ đồng tâm ở trên ta thấy rằng việc định vị vào lỗ bạc để gia công mặt ngoài có ưu điểm hơn so với định vị vào mặt ngoài để gia công lỗ. Vì nếu định vị bằng lỗ có thể dùng trục gá đàn hồi thì sai số gá đặt hoặc không có (nếu dùng chống tâm) hoặc có có trị số rất nhỏ (nếu kẹp chặt trục gá đàn hồi đó nên mâm cặp). Ngoài ra khi dùng lỗ tâm làm chuẩn để gia công mặt ngoài thì độ lệch tâm giữa lỗ và mặt ngoài được loại bỏ. Với kết cấu của piston cần chế tạo, và các phương pháp trên ta sẽ chọn ra phương pháp tối ưu để tiến hành gia công sao cho đạt được hiệu quả kinh tế mà vẫn đảm bảo được điều kiện kỹ thuật. Điều đó sẽ được thể hiện rõ ở phần quy trình công nghệ sau. Từ nội dung phân tích chức năng làm việc và đặc tính công nghệ của piston ta chọn vật liệu chế tạo piston là thép C45. Thành phần hoá học của thép C45 là: %C=0,4á0,5, %Si=0,17á0,37, %Mn=0,5á0,8, %S=0,045, %Piston=0,045, %Ni=0,30, %Cr=0,30. IV. Quy trình công nghệ gia công cơ piston. 4.1. Dạng sản xuất. ở đây từ thực tế sản xuất mà ta định ra sản xuất. Đa số các Máy Xây Dựng ở nước ta hiện nay là nhập từ nước ngoài của nhiều hãng sản xuất khác nhau. Nhiệm vụ chính của đồ án này là khắc phục và sửa chữa máy và các bộ phận máy bị hư hỏng. ở mỗi một nhà máy, mỗi một cơ sở có quy trình sửa chữa khác nhau. Để phù hợp với điều kiện sản xuất khác nhau và với số lượng chi tiết cần sản xuất ta chọn dạng sản xuất là sản xuất đơn chiếc. 4.2. Phân tích chuẩn và chọn chuẩn. Chuẩn là tập hợp của những bề mặt, đường hoặc điểm của một chi tiết mà căn cứ vào đó người ta xác định vị trí của các bề mặt đường hoặc điểm khác của bản thân chi tiết đó hoặc của chi tioết khác. việc xác định chuẩn ở một nguyên công gia công cơ chính là việc xác định vị trí tương quan giữa dụng cụ cắt và bề mặt cần gia công của chi tiết để đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật và kinh tế của nguyên công đó. Trong bất kỳ một quy trình gia công cơ nào cũng bao gồm 2 chuẩn: chuẩn thô và chuẩn tinh. * Chuẩn thô là những bề mặt dùng làm chuẩn chưa được gia công, chỉ trong trường hợp phôi đưa vào xưởng đã ở dạng gia công sơ bộ thì chuẩn thô mới là những bề mạt gia công sơ bộ. * Chuẩn tinh là những bề mặt dùng làm chuẩn đã qua gia công. Nếu chuẩn tinh còn được dùng trong trong quá trình lắp ráp sau này thì được gọi là chuẩn tinh chính. Còn những chuẩn tinh không được dùng trong quá trình lắp ráp sau này thì gọi là chuẩn tinh phụ. Việc xác định chuẩn ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng của chi tiết được gia cộng. Việc xác định chuẩn phụ thuộc vào loại chi tiết, dạng sản xuất, chức năng làm việc của chi tiết. Chi tiết ở đây là chi tiết dạng bạc ở cấp chính xác cao (cấp chính xác 7). Việc chọn chuẩn đã được nói rõ trong phần phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. 4.3. Thiết lập tiến trình công nghệ. Từ những nội dung phân tích trên và với kết cấu của chi tiết. Quá trình gia công chi tiết được tiến hành qua những nguyên công sau: Rèn, khỏa mặt đầu Khoan, vát mép Tiện: Tiện thô, tiện tinh Nhiệt luyện: Tôi-ram Mài Tổng kiểm tra Với các nguyên công chọn lập ta xác định được lượng dư gia công của chi tiết từ đó thiết lập được bản vẽ lồng phôi của chi tiết. Từ sổ tay CNCTM tập I ta tra được lượng dư của các nguyên công như sau: Tiện thô: Lượng dư 3,2 (mm) Tiện tinh: Lượng dư 0,8 (mm) Mài tinh: Lượng dư 0,02 (mm) Dung sai phôi rèn tự do: 1,2 (mm) 4.4. Thiết kế nguyên công. 4.4.1. Rèn phôi. Rèn là phương pháp gia công áp lực. Trong sản xuất đơn chiếc rèn có ưu điểm sau: Phôi rèn có được hình thù gần giống chi tiết máy do đó giảm bớt được công sức cho việc gia công cơ sau này. Rèn làm thay đổi các thớ sợi của kim loại và thay đổi kích thước các hạt của kim loại hợp lý hơn, nó tạo điều kiện để tăng độ bền chi tiết. a, b, Hình 5: Sơ đồ phân bố sợi trong chi tiết a. Chi tiết chế tạo bằng phương pháp tiện b. Chi tiết chế tạo bằng phương pháp rèn Trong sản xuất đơn chiếc và với chi tiết có kích thước không lớn lắm, ở đây ta sử dụng phương pháp rèn tự do. Kim loại được nung nóng đến nhiệt độ 9000C để cho kim loại chuyển sang trạng thái dẻo, rồi đặt lên đe dùng búa đập để được hình dáng cần thiết của sản phẩm. Với kết cấu của piston ta sử dụng 2 bước trong nguyên công rèn:chồn và vuốt. Chồn: chồn là tạo nên các chi tiết rèn có tuết diện ngang lớn hơn từ phôi có tiết ngang nhỏ. ở đây ta dùng các tấm phẳng có lỗ để chồn phôi sao cho phần giữa của phôi có kích thước bằng kích thước của chi tiết (hình 6). P P Hình 6: Chồn chi tiết b. Vuốt: P P A Vuốt để làm tăng chiều dài do giảm tiết diện ngang, tăng chiều dài theo hướng trục. Với chi tiết này khi đoạn giữa đạt kích thước yêu cầu ta tiến hành vuốt ở 2 đầu chi tiết. Ta tiến hành vuốt trên trục gá (hình 7). Hình 7: Chồn chi tiết Với phương pháp rèn tự do, rèn bằng tay ta có thể rèn phôi có hình và kích thước gần giống với chi tiết, đạt kích thước theo yêu cầu của bản vẽ lồng phôi. Mặt khác sau nguyên công rèn cơ tính vật liệu sẽ tăng lên tạo điều kiện tăng độ bền của piston. 70 s s n 4.3.2. Khỏa mặt đầu. Hình 8: Khỏa mặt đầu ở nguyên công này ta tiến hành 2 bước để khỏa 2 mặt đầu. Bước 1: Tiện mặt đầu thứ nhất. a. Định vị và kẹp chặt: Chi tiết được định vị bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm. b.Tiện: - Chọn máy: Máy tiện ren vít 1K62 có các đặc tính tra theo bảng 4 thiết kế đồ án CNCTM. Đường kính gia công max: 400 (mm). Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 1400 (mm). Số cấp tốc độ: 23. Công suất động cơ: 10 (kw). Kích thước máy: 1165x2785. Số vòng quay tiêu chuẩn của trục chính (v/p): 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 400 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 Chọn dao: Theo bảng 4.3 sổ tay CNCTM tập I chọn dao T15K6. Lượng dư gia công: Z=2 (mm) Tính toán chế độ cắt. -Lượng chạy dao (với độ cứng vững của hệ thống và đồ gá trung bình) Tra bảng (5.11.[2]) Sng=0,8 (mm/v) Tốc độ cắt: Vận tốc tính toán được tính theo công thức. Vt=Vb.K (*) Trong đó: Vb=255 (m/ph) tra bảng (5.64 [2]) K=K1.K2.K3.K4.K5 Các hệ số phụ thuộc K1=1 hệ số phụ thuộc chu kỳ bền dao K2=1 hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính K3=1 hệ phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K4=0,83 hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K5=0,96 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tỷ số đk khi tiện ngang d/D=0,5 Vậy vận tốc cắt tính toán : Vt=1.1.1.0,83.0,96.255=203,184(m/p) Số vòng quay trục chính: nt= Chọn máy nm=500 (v/p) Vận tốc cắt thực tế : Vtt= Tra công suất cắt : Từ thông số S=0,65; t=2mm; Vtt=80,384(m/p) (Bảng 5.68.[2]) ta có : Nc=2,4 (kw) hệ số điều chỉnh công suất (B5.68 lấy k=1) Nc=2,4.1<Nm=10.0,8=8(kw) Vậy máy đảm bảo công suất cắt. Bước 2: Tiện mặt đầu còn lại. Ta đổi đầu chi tiết tiện đầu còn lại. Tất cả các thông số và chế độ cắt giống như bước 1. Khoả mặt đầu thứ 2 1k62 162 2 0,8 500 Khoả mặt đầu thứ 1 1k62 162 2 0,8 500 Bước Máy Vm/ph) t(mm) s(mm/v) n(v/p) 4.4.3. Khoan-Khoét-Vát mép. a.Chọn chuẩn: Dùng mặt trụ ngoài của phôi làm chuẩn thô. b.Định vị và kẹp chặt: Mặt đầu định vị khống chế 3 bậc tự do. Khối chữ V và chi tiết kẹp chặt hạn chế được 2 bậc tự do. Lực kẹp hướng từ phải sang trái. c.Chọn máy: Ta chọn máy khoan đứng 2H135 có đặc tính kỹ thuật như sau: -Đường kính gia công max: 35(mm) -Khoảng cách từ trục chính dến bàn máy : 700á1120(mm) -Số cấp chạy dao: 9 -Giới hạn số vòng quay: 31,5 á1400(v/p) -Giới hạn chạy dao: 0,1á 0,6 -Côn móc trục chính N04 -Công suất động cơ: 4kw -Kích thước máy: 810á1240(mm) -Độ phức tạp sửa chữa :13 d.Chọn dao: *Mũi khoan: Mũi khoan ruột gà có cơ cấu kẹp mảnh hợp kim cứng đa cạnh. Đường kính d: 38 (mm) Chiều dài: 120 (mm) Chiều dài làm việc: 75 (mm) *Doa khoét và vát mép. Mũi khoét là dụng cụ gia công lỗ nhằm mục đích nâng cao độ chính xác của lỗ sau khi khoan hoặc dùng cho nguyên công trung gian trước khi doa. Mũi khoét phi tiêu chuẩn ta sử dụng mũi khoét và vát mép f40. e.Tính toán chế độ khoan: -Chiều sâu cắt: t=0,5.d d: đường kính mũi khoan t=0,5.38=19 (mm) -Lượng chạy dao:S(mm/v) Khi khoan lỗ thông thường chọn lượng chạy dao lớn nhất cho phép theo độ bền của lưỡi khoan. S=0,58 (mm/v) tra theo bảng (5.25[2]) - Tốc độ cắt V (m/p): Cv: Trị số điều chỉnh Cv=3,5 tra theo bảng (5.28[2]) q, y, m : Các số mũ q= 0,5, y= 0,45, m= 0,12 T: Chu kỳ bền T= 35 (ph) tra theo bảng (5.30[2]) Kv: Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt khi tính đến các điều kiện cắt thực tế. Kv= kMV.kUV.kLV KMV: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công tra theo bảng (5.1[2]) sb: Giới hạn bền của vật liệu gia công sb= 600 MPa. kn: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm thép theo tính gia công kn =1,0 tra theo bảng (5.2[2]) nv: Số mũ nv= 0,9 tra theo bảng (5.2[2]) KUV: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt kUV = 1 tra theo bảng (5.6[2]) KLV: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan kLV= 1,0 tra theo bảng (5.31[2]) Kv= 1.22.1.1,0 = 1,22 (m/p) - Mô men xoắn Mx và lực chiều trục P0: : Hệ số và các số mũ Đối với Mx: tra theo bảng (5.32[2]) Đối với P0: tra theo bảng (5.32[2]) : Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế, trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công tra theo bảng (5.9[2]). Với vật liệu dụng cụ cắt là hợp kim cứng tra bảng (5.9[2]) n=0,75 Mx= 10.0,12.0,0382,2.0,580,8.1.0,85 = 0,49 (Nm) P0 = 10.42.0,580,8.0,0381,2.1.0,58 = 4,68 (N) - Công suất cắt Ne (kw): n: Số vòng quay của dụng cụ cắt (v/p) (v/p) Do đó (kw) g.Tính toán chế độ cắt. Chiều sâu cắt t (mm): (mm) Lượng chạy dao S (mm/v): Sb=1,1 (mm/v) tra tneo bảng (5.26[2]). ở đây muốn khoét để đạt cấp chính xác cao để làm chuẩn tinh cho các nguyên công sau ta nhân Sb với hệ số điều chỉnh Kos =0,7 tra theo bảng. Vậy lượng chạy dao là. Stt=1,1.0,7=0,77 (mm/v) Tốc độ cắt khi khoét được xác định theo công thức: Các hệ số và số mũ tra theo bảng (5.29[2]) Cv: Trị số điều chỉnh Cv=318 tra theo bảng (5.28[2]) q, y, m,x: Các số mũ q= 0,6, y= 0,3, m= 0,25, x=0,2 T: Chu kỳ bền T= 50 (ph) tra theo bảng (5.30[2]) Kv: Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt khi tính đến các điều kiện cắt thực tế. Kv= kMV.kUV.kLV.KNV KMV:Hệ số phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu gia công KMV=1,22 tra theo bảng (5.1[2]) KUV: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt KUV = 1 tra theo bảng (5.6[2]) KLV: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan KLV= 1,0 tra theo bảng (5.31[2]) KNV: Hệ số điều chỉnh bổ xung khi gia công khoét KNV=0,8 Kv=1,22.1.1.0,8=0,976 Do đó (m/ph) (v/ph) Khi khoét và vát mép công suất cắt nhỏ hơn khoan nên ta bỏ qua tính toán kiểm nghiệm công suất. h.Vát mép. w s n Hình 9: Khoan, khoét, vát mép Chế độ vát mép tính toán như chế độ khoét. Sau khi tính toán ta có bảng kết quả: Vát mép 2H135 65 1,5 0,77 518 Khoét 2H135 65 1 0,77 518 Khoan 2H135 22 19 0,58 185 Bước Máy V(m/ph) t(mm) s(mm/v) n(v/p) 4.4.4. Nguyên công tiện ở nguyên công này ta tiến hành tiện mặt ngoài của piston. Nguyên công này rất quan trọng vì bề mặt ngoài là bề mặt làm việc của chi tiết. Chế độ gia công của nguyên công này ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng làm việc của chi tiết sau này. a.Chuẩn. Vì yêu cầu độ chính xác gia công của chi tiết là rất cao, nhất là sự đồng tâm giữa mặt trụ trong và mặt trụ ngoài, độ nhẵn bóng bề mặt trụ ngoài. Để đảm bảo sự đồng tâm cao giữa mặt trụ trong và ngoài ta lấy mặt trụ trong làm chuẩn định vị. b.Chọn máy. Chọn máy tiện vạn năng 1K62 có các dặc tính kỹ thuật và số vòng quay tiêu chuẩn như ở phần trên. c.Chọn dao. Chọn dao tiện bằng thép hợp kim cứng T15K6 các thông số của dao. Góc nghiêng chính j0=450 Góc trước g0=100 Góc cắt chínhl0=0 Bán kính đỉnh dao r=2 (mm) r j0 g0 Hình 10: Dao tiện d.Tính toán chế độ cắt: -Chiều sâu cắt t (mm): t=3(mm) -Lượng chạy dao S(mm/v) ở đây ta tiện thô, S lấy theo khả năng cho phép lớn nhất theo công suất máy, độ cứng vững của hệ thống công nghệ, độ bền của mảnh dao cắt và độ cứng thân dao. Lượng chạy dao S khi tiện ngoài thô được giới thiệu theo bảng (5.11[2]) S=1,2.0,75=0,9 (mm/v) Tốc độ cắt V(mm/ph) Khi tiện ngoài tốc độ được tính theo công thức: T: trị số trung bình của tuổi bền khi gia công một dao T=50 phút. Cv: Trị số điều chỉnh Cv=340 tra theo bảng (5.17[2]) y, m, x: Các hệ số y=0,45, x=0,15, m=0,2 tra theo bảng (5.17[2] Kv: Tích số của nhiều hệ số. Kv= KMv.Knv.Kuv KMv: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công. sb: Giới hạn bền của vật liệu gia công sb= 600 MPa. kn: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm thép theo tính gia công kn =1,0 tra theo bảng 5.2 sổ tay CNCTM tập II. nv: Số mũ nv= 1,75 tra theo bảng 5.2 sổ tay CNCTM tập II. = 1,48 knv: Hệ số phụ thuộc vào bề mặt phôi knv = 0,8 tra theo bảng (5.5[2]) Kuv: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt kuv = 1,0 tra theo bảng (5.6[2]) Suy ra Kv = 0,8.1,48.1,0 = 1,184 Do đó Số vòng quay trục chính: (v/p) Chọn nm= 400 (v/p) Vận tốc thực tế: (m/p) Lực cắt: Khi tiện ngoài lực cắt xác định theo công thức sau Chiều sâu cắt: t=3 ,x,y,n: Hệ số ứng với từng điều kiện gia công cụ thể và cho từng loại lực cắt thành phần. Đối với : Đối với : Đối với : Theo bảng (5.22[2] sổ tay CNCTM tập II. theo bảng (5.9[2]) sb: Giới hạn bền của vật liệu gia công sb= 600 MPa. n=0,75: Số mũ. Đối với Pz: , x=0,72, y=0,8, n=0. Đối với Py: , x=0,73, y=0,76, n=0. Đối với Px: Không có thành phần ,x,y,n. Do đó: (N) (N) (N) Công suất cắt: Pz: Lực cắt theo hướng tiếp tuyến Pz= 9047 (N) V: Tốc độ cắt V= 150 (m/p) (kw) Vậy N<Nc=10 (KW) máy đảm ảo công suất cắt. Sau khi tính toán ta có bảng kết quả sau: Tiện 1k62 188 3 0,9 500 Bước Máy V(m/ph) t(mm) s(mm/v) n(v/p) ỉ100,04 ỉ120,04 w w n s s Hình 11: Tiện 4.4.5. Nhiệt luyện. Nhiệt luyện là quá trình thay đổi tính chất của kim loại bằng cách nung nóng nó tới một nhiệt độ nhất định, giữ ở nhiệt độ đó một khoảng thời gian và sau đó làm nguội theo một nhiệt độ nhất định nhờ đó mà thay đổi tính chất của kim loại theo ý muốn. Có nhiều phương pháp nhiệt như: ủ, thường hoá, tôi, ram. ở đây ta sử dụng phương pháp tôi và ram. Tôi: Tôi là qúa trình nung nóng vật phẩm thép tới nhiệt độ nhất định tương ứng với từng loại thép, giữ ở nhiệt độ đó một thời gian để ổn định cấu trúc của kim loại và làm nguội trong môi trường tương ứng với từng loại thép. Nhiệt độ nung phụ thuộc vào thành phần hoá học của thép. Dưới đây là biểu đồ nhiẹt độ nung đối với các loại thép có hàm lượng các bon khác nhau. °C %C 1000 900 800 700 0 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0.2 Hình 12: Biểu đồ biến đổi nhiệt độ nung các loại thép Dựa vào biểu đồ biến đổi nhiệt độ nung, với vật liệu ta sử dụng là thép C45 ta chọn nhiệt dộ nung là 700 á 8000C. Với bề dầy của chi tiết d=40 (mm) ta giữ nhiệt độ nung đó tới 25 phút. Tiếp đó vật liệu cần tôi được nhúng vào môi trường làm nguội. Môi trường đó có thể là nước, dầu, dung dịch muối. Tốc độ làm nguội có một ý nghĩa nhất định tới qúa trình tôi. Vật càng cần có độ cứng bao nhiêu thì cần làm nguội bấy nhiêu. Chất có khả năng làm nguội nhanh nhất là dung dịch muối 10%, khả năng làm nguội vừa là nước ở nhiẹt độ bình thường và làm nguội chậm hơn là dầu. Với yêu cầu chi tiết của ta, không cần độ cứng lớn để tiện lợi ta dùng môi trường làm nguội là nước ở nhiệt độ bình thường. Ram: Sau khi tôi thép rất cứng và bền nhưng độ dai của nó giảm xuống. ứng lực dư bên trong của thép tăng lên dòn. Để cải thiện tính chất của thép và nâng cao tuổi thọ của thép cần phải khử hoặc giảm ứng lực dư bên trong. Một trong những biện pháp cải thiện tính chất này là tiến hành ram. Ram là qúa trình nung nóng vật phẩm với nhiệt độ nung nhỏ hơn nhiệt độ tôi (150 á 6800C), giữ nhiệt độ đó một thời gian sau đó làm nguội. Trong thực tế thường dùng 3 cách ram. Ram ở nhiệt độ thấp: Vật phẩm được nung nóng tới nhiệt độ150 á 3000C. Ram ở nhiệt độ thấp giảm dược ứng l;ực dư bên trong của vật cần nhiệt luyện, nâng cao độ dai đồng thời hầu như không làm giảm độ cứng của kim loại. Ram ở nhiệt dộ trung bình: vật phẩm được nung nóng tới nhiệt độ 300 á 4500C. Ram ở nhiệt độ trung bình làm giảm độ cứng và độ bền của kim loại xuống nhưng lại nâng cao độ giãn dài lên và giảm ứng lực dư bên trong của vật tôi nhiều hơn so với ram ở nhiệt độ thấp. Ram ở nhiệt độ cao: Vật phẩm được nung nóng tới nhiệt độ 450 á 6800C. ram ở nhiệt độ cao khử được gần hết ứng lực dư bên trong, nâng cao độ bền độ dai của kim loại. Hầu hết các chi tiết máy quan trọng đều được ram theo phương pháp này. Với chi tiết của chúng ta đòi hỏi độ chính xác cao, bền, hạn chế tối đa ứng lực dư bên trong nên ta sử dụng phương pháp ram ở nhiệt độ cao. 4.4.6. Nguyên công mài. Mài là phương pháp gia công nâng cao độ chính xác và độ bóng của chi tiết (chính xác cấp 2 và độ bóng ẹ8áẹ10). Mặt mài có thể sửa được những sai sót mà các nguyên công trước để lại như: độ ô van, độ không đồng tâm. Chi tiết ở đây đòi hỏi độ chính xác cao, ta sử dụng phương pháp mài gia công lần cuối nhằm 2 mục đích: Mài đạt độ bóng đúng theo yêu cầu kỹ thuật chi tiết đã đặt ra và sửa lại những sai sót của nguyên công trước để lại: độ ô van, độ không đồng tâm. a.Chuẩn và định vị: Để đạt được sự đồng tâm cao ta dùng mặt trụ trong làm chuẩn chi tiết được gá trên trục đàn hồi 2 phía. b.Máy: Dùng máy mài tròn ngoài 3A151 có đặc tính kỹ thuật như sau: Đường kính gia công lớn nhất: 200 (mm). Chiều dài gia công lớn nhất: 750 (mm). Côn móc ụ trước: N04. Đường kính đá mài: 50 á 600 (mm). Số vòng quay của trục chính: 1080 á 1240 (mm). Tốc độ của bàn máy: 0,1 á 6 (mm/p). Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ mài: 200. Chạy dao ngang sau hành trình kép của bàn máy: 0,1 á 0,05 (mm). Số cấp tốc độ của đầu mài: Vô cấp. Giới hạn số vòng quay: 63 á400 (v/p). Góc quay của bàn máy: +3 á -10 (độ). Công suất động cơ: 7,5 (Kw). Kích thước máy: 2100x3100 (mm). c.Đá mài: D d H Đá mài và vật liệu làm đá mài ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng của sản phẩm. Tuỳ theo mỗi phương pháp gia công và yêu cầu độ chính xác của sản phẩm mà ta sử dụng loại đá mài cho thích hợp. ậ đây ta sử dụng đá mài kiểu pp các kích thước của đá: Hình 13: Đá mài D=32á300 (mm) H=2,5á100 (mm) D=6á51 (mm) d.Chế độ mài: Việc xác định chế dộ cắt khi mài được bắt đầu bằng việc xác định các đặc điểm của dụng cụ. - Tốc độ quay của phôi: Vph=25 (m/ph) - Chiều sâu mài: t=0,02 (mm) - Lượng chạy dao: S=18 (mm/v) Các thông số tra theo bảng (5.52[2]) (v/p) Công suất cắt: CN=1,3, r=0,75, x=0,85, y=0,7, q=0, z=0 tra theo bảng (5.56[2] N= 1,3.250,75.0,020,85.180,7 .600.600 = 3,9 (Kw) w n w s n Máy đảm bảo công suất cắt. Hình 14: Mài Ta có bảng kết quả sau: Mài 3A151 25 18 0,02 125 Bước Máy V(m/p) S(mm/v) t(mm) n (v/p) 4.4.7.Kiểm tra chi tiết. Khi gia công các chi tiết dạng bạc thường phải kiểm tra các yếu tố về kích thước bản thân như đươngf kính ngoài, đường kính lỗ, chiều dài bạc, chiều dầy thành bạc, độ nhám bề mặt. Trong sản xuất đơn chiấc và loạt nhỏ thường dùng các dụng cụ đo vạn năng để đo các kích thước và các mẫu để so sánh độ nhám bề mặt. Đối với các yếu tố về vị trí tương quan như độ đồng tâm mặt lỗ là mặt đầu tốt nhất là dùng một ó đồng hồ so và đồ gá kiểm tra. ậ đây ta dùng đồng hồ so và đồ gá kiểm tra 2 đặc tính quan trọng của chi tiết là: độ đồng tâm giữa mặt trong và các mặt ngoài; độ vuông góc giữa đường tâm và mặt đầu. a.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đồng hồ so. Cấu tạo: 1 2 3 4 Hình 15: Đồng hồ so 1.Lò xo kéo 2.Thanh răng-Bánh răng 3.Kim đồng hồ 4.Lò xo xoắn Theo nguyên lý hoạt dộng thanh răng bánh răng trong đó chuyển động nen xuống của thanh răng truyền qua hệ thống bánh răng làm quay kim đồng hồ trên mặt số. Mặt số được chia ra 100 khắc, giá trị mỗi khắc là 0,01 (mm). Khi thanh đo lên xuống một đoạn 0,01 (mm) thì kim đồng hồ quay đi một khắc. khi kim quay hết một vòng thì thanh răng đi được một đoạn là: 100x0,01=1 (mm) Ngoài ra trên đồng hồ còn có lò xo xoắn để giữ cho kim đồng hồ luôn ở vị trí cân bằng. Một lò xo kéo khác luôn luôn thanh đo đi xuống cho mũi thanh đo luôn tỳ sát vào bè mặt chi tiết cần kiểm tra tạo ra áp lực 1á2 (N). b.Kiểm tra độ đồng tâm giữa lỗ và mặt ngoài của piston. ở đây ta dùng trục tâm và đồng so để kiểm tra. 1 2 3 Hình 16: Kiểm tra độ không đồng tâm giữa các mặt trụ 1.Trục tâm 2.Piston 3.Đồng hồ so Ta chỉnh để đồng hồ ở vị trí cân bằng (vạch số 0) sau đó chi tiết quay. Khi kim đồng hồ so lệch khỏi vị trí cân bằng, ta chọn độ lệch lớn nhất đó chính là sai lệch độ không đồng tâm giữa mặt trụ trong và ngoài. Mỗi khắc trên đồng hồ so có giá trị 0,01 (mm) từ đó ta biết giá trị sai lệch là bao nhiêu. Độ sai lệch này cho phép < 0,05 (mm) c.Kiểm tra độ vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ. Ta dùng trục tâm và đồng hồ so. 1 2 3 Hình 17: Kiểm tra độ vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm 1.Trục tâm 2.Piston 3.Đồng hồ so. Phần IV. Thiết kế giá thử xi lanh lực 1. Chọn động cơ. Chọn động cơ có số vòng quay và công suất tương ứng với số vòng quay của bơm. Bơm có số vòng quay là 1400v/p. Do đó ta chọn được động cơ DK62-4 có số vòng quay 1460v/p và công suất 10KW. Các kích thước như hình vẽ. 350 80 98 45 335 605 390 Hình 1: Động cơ 2. Tính chọn khớp nối. Chọn nối trục mềm (nối trục chốt đàn hồi) vì nối trục này cho phép hai trục có thể lệch dọc trục 1 á 5 mm; lệch tâm 0,3 á o,6 mm và lệch góc 10. Nối trục có thể bù độ lệch dọc trục nhờ sự di động tương đối giữa bộ phận đàn hồi với nửa nối trục, bù độ lệch tâm và độ lệch góc nhờ vòng đàn hồi có thể biến dạng nén. Dựa vào đường kính trục của động cơ và trục của bơm chọn được nối trục có kích thước như sau: l Do D l1 l2 d d1 Hình 2: Khớp nối D = 100 mm D0 = 71 mm L = 104 mm B = 4 mm L = 50 mm Bu lông cỡ M8, số lượng 4 cái. Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi; k : hệ số chế độ làm việc k = 1,5 á 2 T : Mô men xoắn Z : Số bu lông Z = 4 D0 : Khoảng cách giữa hai bu lông dc : Đường kính bu lông l2 : Chiều dài vòng đàn hồi ( MPa ) Ê [s ] = ( 2á 4 ) ( MPa ) Điều kiện sức bền của chốt: = 27 ( MPa ) Ê [s ]u = ( 60á 80 ) ( MPa ) Khớp nối đủ bền. 3. Chọn van an toàn. Van an toàn được dùng để bảo đảm cho hệ thống được an toàn khi có quá tải. Nó được đặt trên đường ống có áp suất cao. Van an toàn hoạt động dựa vào sự cân bằng lực tác dụng trên nắp van giữa áp lực chất lỏng trong hệ thống với ứng lực lò xo của van có khi cả đối áp chất lỏng. Nếu áp lực chất lỏng nhỏ hơn ứng lực lò xo (khi hệ thống làm việc bình thường) thì van đóng laị. Nếu áp lực chất lỏng vượt quá ứng lực lò xo (khi hệ thống có quá tải), van sẽ mở ra cho chất lỏng được tháo về thùng. Vật liệu làm lò xo phải có tính đàn hồi cao, không thay đổi trong một thời gian dài và có đủ độ bền. Chọn vật liệu làm lò xo là dây thép cấp I. Đường kính dây lò xo trong khoảng từ 0,8 á 1 mm. 1 60 85 2 3 5 6 4 7 Theo bảng (19.2) CTMT2 có Hình 3: Van an toàn 1.Thân van 2.Pittông hình nón 3.Lò xo 4.bu lông điều chỉnh 5.Đệm 6.Cửa ra 7.Cửa vào 4. Chọn cơ cấu phân phối. Muốn điều khiển dòng chảy theo các nhánh khác nhau phải lắp cơ cấu phân phối trên đường ống. Cơ cấu phân phối điều khiển cho dầu vào cả hai phía của pittông trong xi lanh. Loại này dùng tay điều khiển. Kết luận Sau một thời gian nỗ lực nghiên cứu và làm việc hăng say của bản thân với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn giáo viên khoa Máy xây dựng - trường ĐH Thủy lợi, kỹ sư Nhà máy 250 Bộ Thủy Lợi và các thầy cô giáo trong khoa, đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành. Nhiệm vụ được đặt ra trong đề tài là: Khảo sát việc sử dụng hệ thống thủy lực của máy ủi D60, sửa chữa và phục hồi xi lanh lực nâng hạ ben của máy ủi KOMASU D60 của Nhật và thiết kế giá thử cho hệ thống thủy lực. Qúa trình làm đồ án đã giúp em vận dụng sáng tạo và tổng quát những kiến thức đã được tiếp thu trong qúa trình học tập. Đây sẽ là công cụ qúy giá để áp dụng vào thực tế trong qúa trình thực hiện công việc của người cán bộ kỹ thuật sau này. Tuy nhiên, với thời gian và điều kiện nghiên cứu còn hạn hẹp khối lượng tính toán tương đối lớn và trình độ, kinh nghiệm thực tế chưa sâu, đặc biệt đây là một đề tài tương đối mới mẻ nên đồ án sẽ không tránh khỏi thiếu sót nhất định. Em rất mong nhận được sự chỉ đạo bổ sung của các thầy cô để đồ án được hoàn thiện. Đây sẽ là động lực mạnh mẽ giúp em có đủ tự tin để vững bước vào con đường chuyên môn thực sự của mình sau này. Tài liệu tham khảo 1. Sửa chữa máy xây dựng: Dương Văn Đức Trường Đại Học Thủy Lợi bộ môn Máy Xây Dựng. 2. Truyền động thủy lực: Hoàng Thị Bích Ngọc Trường Đại Học Bách Khoa. 3. Cơ khí đại cương: Hoàng Tùng, Nguyễn Tiến Đào, Nguyễn Thúc Hà nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 4. Công nghệ chế tạo máy tập 1, 2: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 5. Sổ tay Công nghệ chế tạo máy tập I, II: Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 6. Chi tiết máy tập 1, 2: Nguyễn Trọng Hiệp nhà xuất bản giáo dục. 7. Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy; Trần Văn Địch nhà xuất bản khoa học. 8. Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, 2: Trịnh Chất, Lê Văn Uyển nhà xuất bản giáo dục. 9. Máy thủy lợi: Vũ Văn Thinh Trường Đại Học Thủy Lợi bộ môn Máy Xây Dựng. 10.Máy thủy lực thể tích: Hoàng Thị Bích Ngọc nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 11.Sửa chữa ô tô máy kéo: Nguyễn Nông, Nguyễn Đại Thành, Hoàng Ngọc Vinh nhà xuất bản giáo dục. Mục lục Mở ĐầU NộI DUNG Phần I: Giới thiệu chung về hệ thống thuỷ lực trong máy xây dựng I. Khái quát về truyền động thủy lực thể tích 1. Các loại truyền động 2. Truyền động thủy lực thể tích và yêu cầu về chất lỏng II. Hệ thống điều khiển thủy lực trong máy xây dựng 1.Khái niệm chung về hệ thống điều khiển 2. Hệ thống điều khiển thủy lực trong máy xây dựng III. Hệ thống thủy lực của máy ủi D60 1. Đặc tính kỹ thuật của máy ủi D60 2. Hệ thống thủy lực của máy ủi D60 IV. Khảo sát việc sử dụng hệ thống thuỷ lực 1. Sửa chữa bơm bánh răng 2. sửa chữa van phân phối 3. Sửa chữa xi lanh lực Phần II: Công nghệ sửa chữa xi lanh I. Rửa ngoài, tháo máy, rửa chi tiết II. Đặc tính kỹ thuật của xi lanh III. Kiểm tra xi lanh trước khi sửa chữa IV. Doa xi lanh Phần III: Công nghệ chế tạo piston I. Bản vẽ chi tiết và đặc tính kỹ thuật II. Phân tích chức năng làm việc của piston III. Tính công nghệ trong kết cấu của piston IV. Quy trình công nghệ gia công piston 1. Dạng sản xuất 2. Phân tích chuẩn và chọn chuẩn 3.Thiết lập quy trình công nghệ 4. Thiết kế nguyên công 4.1. Rèn phôi 4.2. Khoả mặt đầu 4.3. Khoan, khoét, vát mép 4.4. Tiện 4.5. Nhiệt luyện 4.6. Mài 4.7. Kiểm tra chi tiết Phần IV: Thiết kế giá thử xi lanh lực 1. Chọn động cơ 2. Tính chọn khớp nối 3. Chọn van an toàn 4. Chọn cơ cấu phân phối KếT LUậN TàI LIệU THAM KHảO