SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT VÀ CÁC ĐƠN VỊ LẮP TRONG HỆ THỐNG THUỶ LỰC (Công nghệ sửa chữa máy công cụ)

CHƯƠNG 7 SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT VÀ CÁC ĐƠN VỊ LẮP TRONG HỆ THỐNG THUỶ LỰC 7 1 Khái niệm về thiết bị dẫn động thuỷ lực Thiết bị dẫn động thuỷ lực là thiết bị trong đó có biến đổi kép năng lượng năng lượ.

CHƯƠNG 7: SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT VÀ CÁC ĐƠN VỊ LẮP

TRONG HỆ THỐNG THUỶ LỰC 7.1 Khái niệm về thiết bị dẫn động thuỷ lực

Thiết bị dẫn động thuỷ lực là thiết bị trong đó có biến đổi kép năng lượng: năng lượng cơ học được biến thành năng lượng chất lượng chất lỏng chuyển động

và sau đó năng lượng chất lỏng được biến thành năng lượng cơ học và truyền năng lượng này cho bộ phận lực

Dẫn động thuỷ lực kiểu bất kỳ gồm có: bơm, bộ phận phân phối, điều chỉnh và

an toàn, động cơ thuỷ lực và đường ống Tất cả các bộ phận và cơ cấu đều được liên kết với nhau trong hệ thống thuỷ lực thống nhất

Bơm đẩy chất lỏng vào hệ thống do đó tiêu hao năng lượng cơ học (ví dụ, năng lượng của động cơ điện) Động cơ thuỷ lực (bộ phận lực) dùng để biến năng lượng của chất lỏng chuyển động do bơm tạo ra thành năng lượng cơ học Áp lực

do bơm tạo ra đảm bảo năng lượng cần thiết cho động cơ thuỷ lực, còn chuyển động của chất lỏng tạo ra tốc độ cần thiết cho động cơ thuỷ lực

Bơm và động cơ thuỷ lực liên hệ với cơ cấu điều khiển bằng đường ống Sự thay đổi tốc độ của động cơ thuỷ lực luôn đạt được bằng sự thay đổi lượng chất lỏng đưa vào bộ phận lực trong một đơn vị thời gian, hoặc cũng có thể thực hiện thay đổi tốc độ của động cơ thuỷ lực bằng thay đổi áp suất trong bơm Thay đổi chiều chuyển động của dòng chất lỏng bằng cơ cấu đảo chiều

Dùng dầu là chất lỏng làm việc để truyền áp suất và tốc độ cho động cơ thuỷ lực, sẽ thoả mãn được yêu cầu kỹ thuật theo quy định

Ưu điểm chủ yếu của dẫn động thuỷ lực là:

- Điều chỉnh được vô cấp trong phạm vi rộng về tốc độ và lượng tuyền (lượng chạy dao);

- Các bộ phận dẫn động đơn giản, dễ điều khiển;

- Có khả năng truyền lực lớn, mặc dù kích thước của cơ cấu nhỏ;

- Các chi tiết làm việc có độ bền cao, vì làm việc trong môi trường dầu

Hình 7-1 Sơ đồ dẫn động thuỷ lực

1

1

2

3

Trên hình 7-1 là nguyên tắc tác dụng của dẫn động thuỷ lực Hình 7-1a dẫn động chuyển động thẳng, dầu từ bể dầu 1 được bơm 2 hút và đẩy vào xylanh 3 của động cơ thuỷ lực Khi đó dầu truyền chuyển động thẳng cho thanh nối 4 Trong dẫn động chuyển động quay hình 7-1b, dầu từ bể dầu được bơm 1 hút và đẩy vào động

cơ thuỷ lực 2, truyền chuyển động quay làm việc cho trục chính 3 của máy

Hình 7-2 là sơ đồ điển hình của dẫn động thuỷ lực chuyển động tịnh tiến Dầu

từ bể dầu 1 qua lưới lọc 2 được bơm

bánh răng hút, qua van tiết lưu 6

điều chỉnh lượng dầu vào, dầu được

dẫn vào xylanh công tác 9 Dầu thừa

qua van an toàn 3 chảy trở về bể

dầu Tuỳ thuộc vào vị trí của con

trượt 7 được xác định bằng cách

quay tay đòn 14, dầu được đưa vào

khoang bên phải hoặc bên trái của

xy lanh 9, tạo nên chuyển động tinh

tiến của bàn máy 10

Ở vị trí như hình vẽ , con trượt

ở vị trí mà dầu đi vào khoang trái

của xylanh 9, đẩy pittông 8, thanh

nối 13 và làm bàn máy chuyển động

sang phải Nếu quay tay đòn 14, con

trượt 7 dịch chuyển sang phải, dầu

bắt đầu chảy vào khoang phải của

xylanh 9 làm dịch chuyển bàn máy

sang trái Nhờ cữ 11 và 12 lắp trên

bàn máy, nhờ có tay đòn 14 quay mà có thể thực hiện tự động đảo chiều của bàn máy Dầu trong hệ thống thuỷ lực tuần hoàn như sau: Khi pittông 8 chuyển động sang phải, dầu chảy từ khoang phải của xylanh 9 qua van đảo chiều 18, theo đường ống 15, 16 chảy về bể dầu 1 Khi pittông 8 chuyển động sang trái, dầu chảy từ khoang trái của xylanh 9 qua van đảo chiều 18, theo đường ống 19, 16 chảy về bể dầu 1 Có thể dừng bàn máy tại vị trí bất kỳ bằng van ba ngả 5 Khi van tiết lưu ở vị trí như trên hình vẽ thì dầu vào xylanh và bàn máy được dịch chuyển Quay van một góc 900 độ ngược chiều kim đồng hồ sẽ ngừng truyền dẫn dầu và đưa dầu về

bể qua van ba ngả và ống dẫn 17, bàn máy ngừng chuyể động Tăng hoặc giảm tốc

độ tịnh tiến của bàn máy bằng các điều chỉnh năng suất bơm hoặc chỉnh van tiết

1

3 2

4 5 6 7

9 8

1 0

1

1 3 1 4 1 5

1 7

1 6

x

Hình 7-2 Sơ đồ điển hình dẫn động thuỷ

lực chuyển động tịnh tiến

1 8 1 9

7.2 Các hư hỏng và cách khắc phục khi làm việc của hệ thống thuỷ lực

Sau đây trình bày một số hư hỏng chủ yếu xuất hiện khi vận hành hệ thống thuỷ lực

1 Giảm tốc độ di chuyển của đơn vị lắp và xuất hiện tiếng ồn lớn Bàn máy, bàn dao và các đơn vị lắp khác chuyển động không đều, giật mạnh khi lượng chạy dao nhỏ.

Nguyên nhân hỏng hóc đầu là do hiện tượng khí xâm thực, bơm không hút chất lỏng vào đầy đủ, để khắc phục cần phải làm sạch bộ lọc, lọc dầu hoặc thay dầu mới

Nguyên nhân hỏng hóc thứ hai là có không khí trong hệ thống Không khí có thể lọt vào khi lắp, khi tháo máy, khi thay dầu qua các mối nối không kín, hoặc dầu được hút từ đường ống tháo dầu, qua ống tháo nếu đầu ống đặt cao hơn mức dầu trong bể chứa dầu

Cách khắc phục: Nếu hệ thống thuỷ lực không bị hỏng mà không khí lọt vào

hệ thống lúc tháo và lắp thì cần cho máy chạy không hoàn toàn một số hành trình với tốc độ cực đại, không khí cùng với dầu vào bể chứa, từ đó thoát ra ngoài Sau

đó cho lượng chay dao nhỏ và kiểm tra độ ổn định của các đơn vị lắp trong máy Nếu hành trình còn chưa đồng đều chút ít thì tiếp tục cho máy chạy không hoàn toàn thêm một số hành trình nữa với tốc độ cực đại Làm kín các mối nối trong đường ống dẫn dầu bằng các đệm kín khác nhau như cao su chịu dầu hoặc đệm nhôm

Các cơ cấu có hiện tượng chuyển động không đều có thể đường ống dẫn dầu chưa đạt được độ cững vững, ví dụ khi dùng các ống dẫn mềm bằng cao su chịu dầu Khi đó cần phải thay các ống mềm bằng ống cứng hơn và bọc ống cao su bằng

vỏ kim loại

Nếu bơm làm việc có tiếng ồn lớn chứng tỏ bộ lọc đặt trên đường vào bị tắc

2 Bơm làm việc không tốt

Nguyên nhân do các chi tiết làm việc của bơm bị mòn

Cách khắc phục: Làm sạch bộ lọc, kẹp chặt các mối ghép đường ống (đặc biệt là đường ống vào), thay thế các vòng đệm trục bơm bằng cách tháo và rửa bơm Rửa

bộ lọc trên đường vào bị tắc trong dầu lửa hoặc bể kiềm, thổi sạch bằng khí nén, đôi khi hơ nóng trên ngọn lửa

3 Những bộ phận công tác trong máy mà hệ thống thuỷ lực có điều chỉnh bằng van tiết lưu, có thể chuyển động không đều như bàn máy mài, làm việc không ổn định (do van an toàn hoặc van tràn)

Các nguyên nhân này làm giảm áp lực tức thời Khắc phục hỏng hóc này bằng cách: Rửa sạch van, bộ lọc hoặc thay dầu, trong trường hợp cần thiết phải mài nghiền lại hoặc thay van mới Đối với van bi nếu bị rò dầu có thể do bi bị biến dạng

vì làm việc lâu hoặc do miệng lỗ tỳ của bi bị mòn Hư hỏng này được sửa bằng cách thay thế bi mới và gõ bi mới vào miệng lỗ, gõ bi mà miệng lỗ có hình dạng phù hợp với bi

4 Giảm từ từ tốc độ truyền dẫn của bộ phận chuyển động trong cơ cấu, làm năng suất máy giảm đi nhiều.

Nguyên nhân: Do dầu rò rỉ tăng dần vì nó bị loãng ra do ảnh hưởng của nhiệt nung nóng khi hệ thống làm việc liên tục trong vài giờ Tốc độ bộ truyền bị giảm, còn do độ mòn của đệm kín pitông và xylanh, hoặc do bộ lọc trước van tiết lưu bị tắc hay cũng có thể chính van tiết lưu bị tắc Hiện tượng này thường gặp trên các máy doa, tiện, phay, xọc và các máy khác làm việc với lượng chạy dao nhỏ

Khắc phục hỏng hóc này bằng cách sửa chữa hoặc thay các đệm kín giữa pittông với xylanh, rửa cả hệ thống thuỷ lực bằng dầu sạch có pha dầu lửa Để rửa hệ thống, người ta mở van tiết lưu cho lượng truyền dẫn cực đại và van mở máy 3-5 phút, sau đó lại điều chỉnh van tiết lưu ở trạng thái làm việc bình thường

5 Các bộ phận công tác trong dẫn động thuỷ lực dịch chuyển không liên tục.

Nguyên nhân: do van trượt làm việc không bình thường

Con trượt thay đổi vị trí được là nhờ các cữ chặn, các tay đòn, nam châm điện Nếu việc thay đổi vị trí diễn ra chậm trễ hoặc không thay đổi thì chu kỳ làm việc của máy bị sẽ bị phá huỷ Hỏng hóc về sự thay đổi vị trí của con trượt có thể là do lực cần thiết để di chuyển con trượt bị giảm hoặc do lực cản di chuyển con trượt tăng lên làm cho lực tác dụng bình thường không đủ

Lực cần thiết làm di chuyển con trượt tăng lên là do: khi con trượt làm việc trong dầu bẩn làm áp lực tăng; khi con trượt bị nóng lên làm tăng thể tích; làm giảm khe

hở, dẫn đến làm kẹt con trượt

Cách khắc phục: kiểm tra thay dầu mới, có chế độ thời gian làm việc thích hợp

7.3 Sửa sữa xilanh, cần đẩy, pittông, các bộ phận điều chỉnh và điều khiển

Xylanh trong hệ thống thuỷ lực có tác dụng biến năng lượng của chất lỏng chuyển động thành cơ năng làm pittông chuyển động Các loại xylanh có cấu tạo khác nhau tuỳ thuộc vào lực và tốc độ chuyển động các bộ phận công tác, hình 7-3 Yêu cầu khi sửa chữa hệ thống thuỷ lực, người ta xem xét các khoang xy lanh

và cần đẩy truyền dẫn thuỷ lực, kiểm tra đường kính của chúng Độ côn cho phép

không được lớn hơn 0,03/1000mm, độ thắt và độ hình trống không lớn 0,03/1000mm Độ méo và độ côn cho phép của cần đẩy trong giới hạn 0,01- 0,02 mm

Cách sửa chữa: Nếu sai lệch của xylanh vượt quá giới hạn cho phép và nếu mặt trong của xylanh có các vạch và vết xước dọc thì tiện rộng xy lanh, sau đó mài nghiền bằng bột mài nhão Độ nhẵn sau khi mài nghiền đạt cấp 11- 12, ngoài ra còn khử được độ côn và độ méo của lỗ Sau khi gia công, đường kính trong của xylanh tăng lên , vì vậy cần thay đổi pittông và các vòng găng

Cấu tạo:

Xylanh

Vòng gang

Cần đẩy

Vòng đệm cần đẩy

Pittông

6 Rãnh để làm đồng đều áp suất theo chu

vi pittông

7 Khe hở

8 Pittông

9 Bạc lót

Hình 7-3 Xy lanh và pittông của hệ thống thuỷ lực

a) Xylanh và pittông có vòng găng; b) Xylanh và pittông không có vòng gang; c) Xylanh và pittông trụ

c)

Sửa chữa cần đẩy bằng cách mài rồi đánh bóng Những cần đẩy bị mòn nhỏ phải thay cần mới

Đối với xylanh máy mài, pittông làm việc với tốc độ lớn và áp suất đến 30 KG / cm2 cho phép dầu rò ra giữa thành xylanh và pittông đến 500m3/phút Trong quá trình sửa chữa các pittông có thể sửa chữa cải tiến sao cho đạt độ hở 0,03 – 0,05

mm (hình 7-3b) Những pittông làm việc như vậy không có ma sát, thực tế không

bị mòn nên chuyển động của bàn máy ổn định và êm

Trên hình 7-3c là cấu tạo xylanh có bề mặt trong không bị mòn Khi sửa chữa xylanh này chỉ cần thay thế bạc 9

7.3.2 Sửa chữa bộ phận điều chỉnh và điều khiển trong hệ thống thuỷ lực

Sửa chữa (cũng như khi chế tạo chúng) các chi tiết loại này như van, con trượt, mũ van không có khó khăn gì đặc biệt Nhiệm vụ chính ở đây là làm cẩn thận các mối ghép ren, mài nghiền cẩn thận kim và đế van, chọn lò xo theo đặc điểm đã cho

Khi xem xét con trượt, cần kiểm tra xem trên con trượt và trên bề mặt lỗ mà con trượt chạy có các vạch dọc và vết xước không Sửa chữa lỗ bằng khoét, doa tay

và mài nghiền Mài con trượt khi sửa chữa hoặc chế tạo lại theo đường kính lỗ, theo kiểu lắp ghép khít Mài nghiền con trượt đã được mài bằng vỏ (bạc) với bột nhão mịn và dầu lửa

7.4 Sửa chữa bơm bánh răng

7.4.1 Đặc điểm mòn

Bánh răng trong bơm bánh răng bị

mòn ở mặt đầu, ở đường kính ngoài vì nó

tiếp xúc với bề mặt trong của thân bơm

và nắp lắp ghép với chúng Khi bơm làm

việc trong dầu bẩn thì răng của bánh

răng, ổ trục và bề mặt trục dẫn động lắp

với đệm chắn dầu bị mòn tăng lên

Bơm bánh răng bị mòn làm việc

không ổn định Năng suất và áp suất của

bơm giảm dần do dầu chảy nhiều qua

khe hở giữa các bánh răng và bề mặt

trong của thân bơm (Phần cấu tạo,

nguyên lý làm việc xem trong g/trình

MCN)

7.4.2 Cách sửa chữa

Hình 7- 4 Sửa chữa bơm bánh răng

bằng ép bạc bổ sung

2 3

Khi sửa chữa người ta tiện mặt trong của thân bơm một lớp kim loại không quá 0,2 mm rồi mài Thay bánh răng cũ bằng bánh răng mới có lượng dư mặt đầu

để mài khi lắp và đường kính đỉnh răng được tăng lên một lượng bằng chiều sâu thân bơm đã tiện đi Nếu khi tiện cần lấy đi một lớp khá dày trong thân bơm (hình 7 – 4) để khi lắp vào thân bơm 4, bạc 2 và 3 có chiều dày không nhỏ hỏn 3mm Ép bạc vào thân bơm rồi hàn đồng với thân ở mặt đầu, sau đó tiện bạc theo đường kính ngoài của bánh răng 1

Nhược điểm của phương pháp này

là khối lượng lao động sửa chữa tăng,

phải tiến hành tiện thân bơm hai lần, lần

đầu để lắp bạc và lần thứ hai tiện bạc đã

lắp vào thân để lắp với bánh răng Cũng

có thể dán bạc này bằng keo Epôxit Gia

công đường kính ngoài và trong của bạc

theo kiểu lắp lỏng Khi dán, đường kính

trong của bạc không bị biến dạng và

không cần phải tiện lỗ lần thứ hai

Có thể phục hồi thân bơm bánh răng

bị mòn bằng chất dẻo Acrilo Tiện thân

bơm thành khe hở từ 2 – 3 mm và chế tạo

lõi chuyên dùng 1 (hình 7-5) có đường

kính bằng đường kính ngoài của bánh

răng sẽ được lắp vào đó Chiều cao của

lõi cao hơn chiều cao của thân bơm từ từ

10 – 15 mm Đầu lõi đặt vào lỗ của ổ trục

bơm trên nắp 5 kẹp chặt với thân 4 Làm

phễu 2 bằng chất dẻo, đóng lỗ hút và lỗ

đẩy bằng chất dẻo 6, rót đầy chất dẻo

acrilo 3 vào khoảng không giữa lõi và

thân bơm Mức chất dẻo phải cao hơn

mặt đầu thân bơm không quá 5 mm Sau khi

hoá cứng, cắt bỏ phần chất dẻo thừa Các

bơm làm việc với áp suất 15 at được phục hồi

bằng phương pháp này

Nếu chế tạo các bánh răng mới cho bơm

bánh răng trước khi cắt răng nhất thiết phải

mài phôi theo đường kính ngoài, để khe hở

giữa các đỉnh răng và bề mặt trong của thân

7

Hình 7-5 Sửa chữa bơm bánh răng

bằng đúc chất dẻo

Hình 7-6 Kiểm tra các bề mặt

không quá 0,02 mm (hình 7-6) Chế tạo bánh răng bằng thép thấm cácbon và tôi đến độ cứng HRC 52 – 58 Đảm bảo độ đảo của bánh răng không vượt quá 0,04

mm, độ song song giữa các răng và đường tâm lỗ không quá 0,03mm

Khi lắp bơm, dùng các tấm đệm bằng giấy thấm sơn nitrô để lót kín Nếu lắp bơm bánh răng không có tấm đệm loại này thì cần rà cẩn thận bề mặt lắp ghép, để đảm bảo độ kín của mối ghép thân và nắp

7.5 Sửa chữa bơm pittông

7.5.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

a) Cấu tạo:

1 Ổ lăn; 2 Vòng phanh; Chốt tỳ; 4 Xylanh;

5 Pittông; 6 Van đẩy một chiều; 7 Lò xo; 8

Vòng đệm; 9 Van hút một chiều; 10 Thân bơm.

b) Nguyên lý làm việc:

Khi chốt 3 bị trục lệch tâm mang vòng bi 1

đẩy xuống dưới, đồng thời pittông 5 cũng bị đẩy

xuống Lúc này buồng lò xo 7 của xylanh 4 bị

nén lại làm cho thể tích giảm, áp suất tăng, bi hút

đóng, bi đẩy mở Dầu từ buồng lò xo được đẩy

lên đi bôi trơn cho các cơ cấu bộ phận máy Khi

trục lệch tâm và vòng 1 không tác dụng vào chốt

3, lò xo 3 dãn ra đẩy pittông 5 lên trên làm buồng

lò xo 7 thể tích tăng áp suất giảm, van đẩy 6 đóng

lại van hút 9 mở ra, thực hiện quá trình hút dầu

lên buồng lò xo Như vậy khi pittông đi xuống thực hiện quá trình đẩy và khi đi lên thực hiện quá trình hút

7.5.2 Các dạng hỏng và biện pháp sửa chữa Bảng 7-1

TT Các dạng hỏng Nguyên nhân Biện pháp sửa chữa

1 Bơm làm việc

nhưng không lên

dầu

- Pittông xylanh mòn quá nhiều

- Ống hút hở thông với khí trời

- Tiện, doa lại xylanh, pittông tiện và ép bạc bổ sung

- Kiểm tra và hàn lại các vị trí hở của ống hút

2 Lưu lượng lên ít,

không đủ dầu bôi

trơn

- Lò so 7 mất tính đàn hồi

- Van số 6, 9 bị mòn, khi đóng van không kín

- Thay lò so mới

- Doa lại miệng lỗ van và thay bi mới

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10

Hình 7-7 Bơm pittông hộp tốc độ máy phay 6P82

- Bi hút, bi đẩy mòn

không đều

- Thay bi mới