Nghiên cứu công nghệ phục hồi bánh sao chủ động máy kéo bánh xích t130

Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp

bộ giáo dục và đào tạo

trường đại học nông nghiệp I

Chuyên ngành: kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông lâm nghiệp M; số: 60.52.14

Người hướng dẫn khoa học: TS Tống Ngọc Tuấn

Hà Nội, 2005

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và ch−a hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này

đ1 đ−ợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đ1 đ−ợc chỉ

rõ nguồn gốc

Tác giả

Phạm Văn Vân

Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ khoa cơ khí, Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật Cơ khí chính xác Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đ1 tạo điều kiện cho tôi thực hiện các thí nghiệm trên thiết bị của trường, để có kết quả phục vụ nghiên cứu nội dung đề tài

Tôi xin cám ơn các giáo sư thuộc Bộ môn Hàn - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đ1 giúp tôi các tài liệu phục vụ nghiên cứu đề tài

Xin cảm ơn cơ sở sản xuất, đào tạo và nghiên cứu đ1 hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn

Trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo và các đồng nghiệp đối với đề tài nghiên cứu của tôi để đề tài được hoàn thiện hơn

Tác giả

Phạm Văn Vân

Mục lục

Danh mục các bảng

Danh mục các hình

Mở đầu 1

1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu, mục đích và nội dung của đề tài 3

1.1 Vai trò của nguồn động lực trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá 3

1.2 Máy kéo: T130 4

1.3 Bánh sao chủ động 7

1.3.1 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc 7

1.3.2 Những hư hỏng của bánh sao chủ động 7

1.3.3 Các phương pháp phục hồi bánh sao chủ động 8

1.4 Công tác sửa chữa phục hồi chi tiết tại Trường Trung học Công nghiệp và Xây dựng - Quảng Ninh 15

1.5 Mục đích và nội dung của đề tài 18

2 Phương pháp nghiên cứu 20

2.1 Chọn đối tượng nghiên cứu 20

2.2 Giới hạn nghiên cứu 20

2.3 Phương pháp nhiên cứu 20

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 20

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 21

2.3.3 Kiểm tra đánh giá chất lượng lớp đắp 21

2.3.4 Phương pháp xử lý kết quả thí nghiệm 23

3 Cơ sở lý thuyết 27

3.1 Nghiên cứu quá trình làm việc của bộ phận chuyển động xích 27

3.1.1 Các kích thước cơ bản của bộ phận di động xích 27

3.1.2 Động học của bộ phận di chuyển xích 28

3.1.3 Tĩnh học của cơ cấu xích 31

3.1.4 Động lực học của cơ cấu xích 33

3.1.5 Những tổn thất cơ học trong bộ phận chuyển động xích 36

3.1.6 Sự ăn khớp của xích với bánh chủ động 37

3.1.7 Một số nhận xét 39

3.2 Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới chất lượng lớp đắp 40

3.2.1 Một số vấn đề chung về hàn trong môi trường khí bảo vệ [9] 40

3.2.2 Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới chất lượng lớp đắp trong môi trường khí bảo vệ [20] 43

3.2.3 ảnh hưởng của một số thông số (chế độ hàn và kỹ thuật hàn đến chất lượng lớp hàn) [20] 54

3.2.4 Kết luận 62

4 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm 64

4.1 Lựa chọn các thông số 64

4.1.1 Các thông số đầu vào 64

4.1.2 Các thông số đầu ra 64

4.2 Lựa chọn dây hàn 65

4.3 ảnh hưởng của cường độ dòng điện đến độ cứng lớp hàn đắp 66

4.4 ảnh hưởng của điện áp đến độ cứng lớp hàn đắp 68

4.5 So sánh chất lượng lớp đắp với nền 69

4.5.1 Thành phần hóa học lớp hàn đắp (mẫu số 2-Phụ lục 4.10): 70

4.5.2 Tổ chức kim tương. 71

4.5.3 So sánh các thông số chất lượng của lớp hàn đắp và nền 72

4.5.4 Kết luận 73

4.6 Công nghệ hồi phục bánh sao chủ động 75

4.6.1 Kích thước hình học của bánh sao chủ động máy kéo T130 75

4.6.2 Trình tự và phương pháp hàn đắp bánh sao chủ động 76

4.6.3 Gia công bánh sao sau hàn đắp 81

4.7 Kiểm tra sơ bộ khả năng ứng dụng của công nghệ hồi phục 83

Kết luận và đề nghị 85

Tài liệu tham khảo 86

Danh mục các bảng

Bảng 1.1 Một số hư hỏng chính của bánh sao chủ động 8

Bảng 3.1 Các khí bảo vệ trong phương thức chuyển kim loại dạng bụi .47

Bảng 3.2 Các khí bảo vệ đối với phương thức chuyển kim loại dạng đoản mạch 48

Bảng 3.3 Cường độ dòng điện hàn với kích cỡ điện cực khác nhau 56

Bảng 4.1 Thành phần hóa học của vật liệu bánh sao chủ động máy kéo T130 65 Bảng 4.2 Thành phần hóa học của dây hàn mác WELLMIG-70S 66

Bảng 4.3 ảnh hưởng của cường độ dòng điện đến độ cứng lớp hàn đắp 67

Bảng 4.4 ảnh hưởng của điện áp đến độ cứng lớp hàn đắp 69

Bảng 4.5 Thành phần hóa học lớp hàn đắp (mẫu số 2 - Phụ lục 4.10 ) 70

Bảng 4.6 So sánh chất lượng lớp hàn đắp với chi tiết mới(nền) 72

Bảng 4.7 Quy trình hàn đắp bánh sao 78

Bảng 4.8: Trình tự các bước gia công bánh sao chủ động 81

Bảng 4.9 Hạch toán chi phí phục hồi bánh sao chủ động máy kéo T130 84

Danh mục các hình

Hình 1.1 Máy kéo bánh xích T130 4

Hình 2.1 Các phương pháp kiểm tra chất lượng lớp hàn đắp 22

Hình 3.1 Các kích thước chính của bộ phận di chuyển xích 27

Hình 3.2 Sơ đồ xác định các vận tốc bộ phận di chuyển xích 28

Hình 3.3 Sơ đồ di chuyển của mắt xích cuối cùng từ vùng tiếp xúc vào phần sau của xích 29

Hình 3.4 Sơ đồ ăn khớp của bánh chủ động với xích 30

Hình 3.5 Sơ đồ sự võng phần trên của xích 31

Hình 3.6 Sơ đồ các lực khi truyền lực chuyển động lên khung máy kéo 33

Hình 3.7 Sơ đồ các lực để xác định lực căng ly tâm 35

Hình 3.8 Sơ đồ ăn khớp răng chốt dạng hình trụ 38

Hình 3.9 Sự ăn khớp dạng chốt 39

Hình 3.10 Sơ đồ phân loại hàn trong môi trường khí bảo vệ 41

Hình 3.11 Quá trình hàn dưới lớp khí bảo vệ 42

Hình 3.12 Nguyên lý hàn trong khí bảo vệ điện cực nóng chảy 43

Hình 3.13 Nguyên lý hàn trong khí bảo vệ điện cực không nóng chảy 43

Hình 3.14 Hình dạng mối hàn khi hàn bằng các khí bảo vệ khác nhau 46

Hình 3.15 Hiệu ứng của độ dốc biến đổi 52

Hình 3.16 Quan hệ giữa dòng điện và tốc độ cấp dây với các dây hàn thép cacbon có đường kính khác nhau 55

Hình 3.17a Hiệu ứng của điện áp hồ quang tới hình dạng mối hàn 58

Hình 3.17b Hiệu ứng của điện áp hồ quang tới hình dạng mối hàn 59

Hình 3.18 Hiệu ứng của hướng điện cực và kỹ thuật hàn 62

Hình 3.19 Sơ đồ mô hình điều khiển quá trình hàn (hàn đắp) trong môi trường khí CO2 63

Hình 4.1 ảnh hưởng của cường độ dòng điện đến độ cứng lớp hàn đắp 67

Hình 4.2 ảnh hưởng của điện áp đến độ cứng lớp hàn đắp 68

Hình 4.3 Thành phần hóa học của vật liệu nền và lớp hàn 70

Hình 4.4 Tổ chức kim loại của lớp hàn đắp 71

Hình 4.5 Tổ chức kim loại của vùng tiếp giáp 71

Hình 4.6 Tổ chức kim loại của nền 71

Hình 4.7 Kích thước hình học bánh sao chủ động 75

Hình 4.8 Dưỡng và đồ gá hàn 76

Hình 4.9 Thứ tự đắp các mặt làm việc 77

Hình 4.10 Thứ tự các đường, lớp đắp 77

Mở đầu

Nghị quyết Đại hội IX của Đảng đ1 chỉ rõ:"Đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, xây dựng nền kinh tế độc lập, tự chủ, đưa nước ta trở thành một nước công nghiệp, ưu tiên phát triển lực lượng sản xuất, đồng thời xây dựng quan hệ sản xuất cho phù hợp theo định hướng x1 hội chủ nghĩa, phát huy cao

độ nội lực, chủ động hội nhập quốc tế để phát triển…Phấn đấu đến năm 2020

đưa nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp Trên tinh thần này, trong những năm gần đây và trong tương lai, số lượng máy móc, trang thiết bị (nhập ngoại và sản xuất trong nước) được đưa vào sử dụng ở hầu hết các ngành kinh

tế ngày một tăng lên Để khai thác, sử dụng chúng tốt, một vấn đề cần phải

được quan tâm đúng mức đó là việc bảo trì, sửa chữa chúng Muốn thực hiện công việc này đạt chất lượng, đúng tiến độ và có hiệu quả thì việc cung cấp

đầy đủ, kịp thời vật tư phụ tùng thay thế đóng vai trò hết sức quan trọng Vật tư, phụ tùng thay thế có thể là chế tạo mới hay hồi phục Chi tiết hồi phục thường rẻ hơn chi tiết chế tạo mới rất nhiều do không phải chế tạo phôi, không phải gia công tất cả các bề mặt của chi tiết,…Ngoài ra một số chi tiết mới nhập ngoại có giá cao và trong một số trường hợp thời gian chờ đợi để mua

được chúng quá lâu, có trường hợp còn không thể mua được Tuy vậy, trên thực tế nhiều chi tiết phục hồi không được nguời sử dụng chấp nhận do chất lượng (tuổi thọ) còn quá thấp so với chi tiết mới Điều này đòi hỏi phải quan tầm nghiên cứu nâng cao chất lượng chi tiết phục hồi để người sử dụng có thể chấp nhận được

Trong các máy và thiết bị cơ giới hóa nông - lâm nghiệp, xây dựng, các loại máy kéo bánh xích (trong đó có máy kéo bánh xích T130 ) được sử dụng khá phổ biến Máy kéo T130 phục vụ chủ yếu cho việc xúc, gạt (ủi) Điều kiện làm việc của nó rất nặng nề: tải trọng lớn, môi trường xấu (luôn tiếp xúc

với bụi bẩn, bùn đất…), nên nhiều chi tiết bị hao mòn hư hỏng nhanh Một trong những chi tiết ấy là bánh sao chủ động Thực tế ở Trường trung học công nghiệp và xây dựng - Quảng Ninh cho thấy, đ1 có lúc máy kéo T130 đ1 phải ngừng hoạt động do không có bánh sao thay thế, ảnh hưởng rất lớn đến

kế hoạch đào tạo cũng như sản xuất của Nhà trường

Từ những phân tích trên đây với mục đích trước hết là giải quyết vấn đề bức xúc của Trường Trung học Công nghiệp và Xây dựng - Quảng Ninh và có thể cũng là vấn đề bức xúc của một số cơ sở khác về bánh sao chủ động thay thế cho máy kéo T130 chúng tôi chọn đề tài cho luận văn là:'"Nghiên cứu công nghệ hồi phục bánh sao chủ động máy kéo bánh xích T130"

Trong qua trình thực hiện đề tài, mặc dù bản thân đ1 có nhiều cố gắng song do khả năng và điều kiện bị hạn chế nên luận văn chắc còn nhiều thiếu sót Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy giáo, cô giáo, các đồng nghiệp và bạn đọc để luận văn được hoàn chỉnh hơn

1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Mục đích

và nội dung của đề tài

1.1 Vai trò của nguồn động lực trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá

Từ nghị quyết đại hội lần thứ IX Đảng ta thấy rằng công nghiệp hoá hiện đại hoá có vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế đất nước " ưu tiên phát triển lực lượng sản xuất, thực chất là phát triển tư liệu sản xuất, máy móc thiết

bị hiện đại trang bị cho nền kinh tế, tạo ra năng suất lao động x1 hội cao, tăng trưởng nền kinh tế nhanh và bền vững Củng cố nâng cao vai trò kinh tế nhà nước tăng cường khả năng tích luỹ từ nội bộ nền kinh tế, tạo thêm nhiều việc làm nâng cao đời sống tạo điều kiện cho con người phát triển toàn diện Chủ

động hội nhập nền kinh tế thế giới Củng cố giữ vững an ninh quốc phòng, dân giàu nước mạnh, x1 hội công bằng, dân chủ văn minh

Ngay từ đầu Đảng đ1 chú trọng đến các ngành công nghiệp nặng, xây dựng, giao thông, nông nghiệp Xuất phát từ mục tiêu trên trong những năm qua nước ta đ1 nhập và chế tạo thêm nhiều máy móc khác nhau Tỷ lệ trang bị phương tiện cơ giới và khối lượng khai thác có thể sánh ngang với nhiều nước trong khu vực

Hiện nay trong nền kinh tế quốc dân ô tô, máy kéo, máy thi công Sử dụng rộng r1i trong hầu hết các lĩnh vực chiếm tỷ trọng rất lớn trong các ngành sản xuất Như vận chuyển hàng hoá, hành khách, thi công các công trình xây dựng và công nghiệp [20] Đặc biệt là đối với nhóm máy làm đất chiếm 19,8%máy thi công Chính vì vậy nguồn động lực chính không thể thiếu được trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Trong quá trình khai thác, sử dụng thiết bị Vấn đề đặt ra đối với ngành cơ khí nói chung

và ngành cơ khí nông nghiệp nói riêng, phải tăng cường đổi mới nghiên cứu sử

dụng chủ động sửa chữa đáp ứng kịp thời yêu cầu sản xuất kinh doanh đạt hiệu quả kinh tế trong thời kỳ đổi mới hiện nay

1.2 Máy kéo: T130

Hình 1.1 Máy kéo bánh xích T130

Đặc điểm cấu tạo máy kéo T 130: [37]

Máy kéo bánh xích T 130 và các loại máy kéo trên cơ sở mô đen của nó

có tác dụng chung là sử dụng làm máy uỉ, máy cạp, máy xới đất và các loại máy xây dựng làm đường khác Tổng thành của các dạng máy kéo này lắp đặt trên cơ cấu bán khung, nửa cứng với phía trước lắp động cơ, phía sau bố trí hệ thống truyền lực, mà trên nó lắp ca bin của người lái Truyền động từ trục cơ của động cơ đến bánh chủ động qua một hệ thống truyền lực dạng cơ khí

Điều khiển cơ cấu truyền lực là hệ thống cường hoá cơ khí - thuỷ lực Thiết bị

di chuyển gồm hai cấp số, dạng bánh xích và cơ cấu cân bằng liên kết với

khung của máy kéo ở ba điểm nối, kiểu khớp nối bản lề

Hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực, điều khiển các dạng thiết bị công tác là dạng vạn năng với các cụm rời và liên hợp Thiết bị công tác được treo ở hai phía: phía trước và phía sau

Trên máy kéo lắp đặt hộp số 8 số, đảm bảo lực kéo lớn nhất của máy kéo (ở cấp số nhanh) đến 88,2 KN với vận tốc 3,7km/h Cấp số chậm để máy kéo cắt đất, thường sử dụng những công việc đòi hỏi máy kéo phải ở tốc độ chậm Khi thiết bị công tác treo sau mục đích ngăn ngừa sự hư hỏng của nó khi làm việc với cấp số nhanh là không cho phép

Động cơ máy kéo: 4 kỳ Điezen, 4 Xi lanh có máy tăng áp Để giảm sự rung động của động cơ thì động cơ có lắp cơ cấu cân bằng

1 Khối xi lanh:

Bao gồm ống lót xi lanh, nắp máy chung cho tất cả các xi lanh, với hai Xupap trên mỗi một xi lanh Giữa nắp máy và thân máy sử dụng đệm nắp máy bằng hợp kim của đồng và bìa chịu nhiệt

2 Các te động cơ kết cấu gồm hai nửa, nửa trước có thể tháo ra được mà không phải tháo động cơ ra khỏi máy kéo

Trục cơ: loại 5 cổ trục chính, với các khoang lọc dầu li tâm nằm trong các cổ biên

3 Bơm cao áp:

Loại phân bơm trong một vỏ chung, 4 bộ đôi xi lanh và piston Plongiơ với bộ điều tốc ly tâm Trên bơm cao áp truyền dẫn cho đồng hồ đo số giờ làm việc của động cơ

Là loại hai cấp: cấp thứ nhất lọc bụi lớn, cấp thứ hai lọc bụi nhỏ Lõi lọc

8 Khởi động động cơ: Đối với động cơ Д160, Д 160б khởi động bằng động cơ xăng 4 kỳ Đối với động cơ Д160 - 14 khởi động điện với máy đề điện áp 24 vôn

9 Hệ truyền lực:

Cơ khí, nhiều cấp với hộp số 8 số Đảm bảo lực kéo của máy kéo lớn nhất 128,3 KN với vận tốc chuyển động 2,51km/h

10 Bộ ly hợp:

Dạng truyền dẫn bằng ma sát, thường đóng với 2 đĩa chủ động, 2 đĩa bị

động điều khiển trợ lực bằng thuỷ lực

- Bộ truyền lực chính: Bánh răng hình côn có tác dụng thay đổi chiều chuyển động, tăng i (i tỷ số truyền)

- Bộ ly hợp chuyển hướng (hai bộ): Truyền động từ truyền lực chính

đến bánh sao chủ động, dùng để điều khiển quay vòng máy kéo

- Bộ truyền lực cuối cùng (ở bên phải và bên trái) là loại hai cấp giảm tốc

- Thiết bị di chuyển: Xích có 5 con lăn (ga lê) tỳ, 2 ga lê đỡ, với cơ cấu căng xích kiểu thuỷ lực

Như đ1 trình bày điều kiện làm việc của máy kéo T130 là rất nặng nề nên rất nhiều chi tiết nhanh bị hư hỏng Một số chi tiết đ1 được một số cơ sở phục hồi hay chế tạo mới Có một số chi tiết đảm bảo chất lượng, nhưng rất nhiều chi tiết còn chưa đảm bảo chất lượng, một trong số đó là bánh sao chủ động

Giá mua mới của bánh sao chủ động khá đắt (7.500.000 đ một đôi) và là một trong những loại chi tiết khan hiếm Hơn nữa đây là chi tiết khá nhanh hỏng của máy kéo bánh xích, chính vì vậy chúng tôi chọn bánh sao chủ động là đối tượng nghiên cứu trong luận văn này và được trình bày kỹ hơn ở các mục sau

* Điều kiện làm việc:

Bánh sao chủ động làm việc trong điều kiện nặng nề, chịu tải trọng nặng, bùn, đất, nước bám vào, lại làm việc trong điều kiện ma sát khô

* Yêu cầu:

+ Vật liệu chế tạo bánh chủ động đặc biệt là vành răng của nó cần có

độ bền, cứng và khả năng chịu mài mòn cao thường được làm bằng thép cácbon có hàm lượng cácbon vào khoảng 0,4 ữ 0,45%

+ ăn khớp với bạc xích sao cho ít mất mát công suất vì sự cọ sát

+ Tự làm sạch tốt, không vấy bùn lên máy kéo

+ Giữ nước và bùn không rơi vào ổ đỡ của may ơ

+ Kết cấu đơn giản và sử dụng thuận lợi dễ sửa chữa Vành đai răng của bánh sao chủ động một số loại được chế tạo rời rồi lắp vào vành bằng bu lông

1.3.2 Những hư hỏng của bánh sao chủ động

Bánh sao làm việc trong điều kiện nặng nề, chịu tải trọng nặng, bùn

đất, nước bám vào, lại làm việc trong điều kiện ma sát khô, dẫn đến mài mòn nhanh Bánh sao chủ động có những hư hỏng cơ bản (bảng 1.1) Khi bánh sao

hư hỏng vượt quá giới hạn cho phép đưa bánh sao chủ động đi sửa chữa

778+ư

Khe hở giữa dưỡng

và biên dạng của răng -5-146

Hàn và gia công lại

1.3.3 Các phương pháp phục hồi bánh sao chủ động

Có nhiều phương pháp để phục hồi chi tiết, song mỗi phương pháp phục hồi có những đặc trưng riêng hiệu quả cũng như chất lượng phục hồi chi tiết phụ thuộc vào nhiều phương pháp công nghệ được sử dụng để gia công Chọn

đúng phương pháp phục hồi cho phép không những chỉ hoàn trả lại các tính chất ban đầu của chi tiết mà còn có thể cải thiện được một số tính chất khác của bản thân chi tiết Việc lựa chọn phương pháp phục hồi phụ thuộc vào đặc

điểm kết cấu, công nghệ, điều kiện làm việc của chi tiết máy, giá trị hao mòn, các đặc điểm của công nghệ hồi phục có ảnh hưởng quyết định đến tuổi thọ chi tiết và giá thành hồi phục [9], [24]

* Đặc điểm kết cấu công nghệ của chi tiết ở đây được xác định bởi đặc

điểm cấu tạo: hình dạng, hình học và kích thước, vật liệu và vấn đề xử lý nhiệt

độ cứng bề mặt, độ chính xác chế tạo, độ nhám bề mặt, chế độ lắp ghép

* Điều kiện làm việc:

Đặc trưng như đặc tính tải loại và dạng ma sát, giá trị hao mòn sau thời gian sử dụng Từ các đặc điểm cấu tạo của chi tiết điều kiện làm việc và tính chất các phương pháp phục hồi giúp cho việc quyết định lựa chọn phương pháp hồi phục

Hồi phục chi tiết là quá trình khôi phục khả năng làm việc đ1 bị mất đi của chi tiết bằng những phương pháp hợp lý để đảm bảo tuổi thọ cần thiết có giá thành hợp lý Hiện nay sử dụng một số phương pháp phụ hồi bánh sao cơ bản sau:

Phục hồi chi tiết bằng phương pháp phun kim loại

Phục hồi chi tiết sử dụng ống lót bằng thép đ1 gia công định hình hàn vào vành răng bánh sao

Phụ hồi chi tiết bằng phương pháp hàn đắp

1 Phục hồi chi tiết bằng phun kim loại [9]:

Phun kim loại là một trong những phương pháp phụ hồi chi tiết, nhờ luồng khí nén thổi kim loại nóng chảy, ở dạng rất nhỏ (0,001 ữ 0,05mm) vào

bề mặt bị mòn hoặc khuyết tật của chi tiết

Các phương pháp phun kim loại

a Phun kim loại được đốt nóng chảy bằng hồ quang điện thiết bị phun kim loại được đốt nóng chảy bằng hồ quang điện gồm: đầu phun, cơ cấu dẫn động, dây kim loại (tương tự dây hàn), ống dẫn khí, r1nh dẫn hướng

+ Nguyên lý: Khi làm việc dây kim loại dẫn diện bị đốt nóng chảy do

đoản mạch ở tại cung hồ quang điện Một luồng khí nén qua ống dẫn được thổi ra với vận tốc rất lớn (150 ữ 300m/s) làm bắn các phần tử kim loại nóng chảy vào bề mặt chi tiết

b Phun kim loại được đốt nóng chảy bằng khí axêtylen (C2H2) và ôxy (O2) Thiết bị phun kim loại được đốt nóng chảy bằng khí axetylen và ô xy gồm có đầu phun, ống dẫn khí nén, ống dẫn khí axêtylen, dây kim loại, cơ cấu dẫn động, ống dẫn khí ô xy và lỗ phun

+ Nguyên lý làm việc: Khi làm việc dây kim loại bị đốt nóng chảy nhờ ngọn lửa axetylen - ôxy và được khí nén, theo ống, qua lỗ phun thổi vào bề mặt chi tiết

c Phun kim loại được đốt nóng bằng dòng điện cao tần

Thiết bị phun kim loại được đốt nóng chảy bằng dòng điện cao tần gồm: Cơ cấu dẫn động, dây kim loại, bộ cảm ứng, lỗ phun, đầu phun và ống dẫn khí

+ Nguyên lý làm việc: Khi làm việc dây kim loại được đốt nóng chảy nhờ cảm ứng dòng điện cao tần (200 ữ 300 KHz) từ động cơ đến bộ cảm ứng, tạo ra dòng điện xoáy và có nhiệt độ cao, một luồng khí nén vào ống và thổi các phần tử kim loại nóng chảy qua lỗ vào bề mặt chi tiết

d Phun kim loại được đốt nóng chảy bằng ngọn lửa Plasma

Thiết bị phun kim loại được đốt nóng chảy bằng ngọn lửa Plasma gồm: Dây kim loại, cơ cấu dẫn động, đầu phun, điện cực vòng, buồng làm mát và lỗ dẫn khí

+ Nguyên lý làm việc: Khi làm việc dây kim loại được đốt nóng chảy nhờ ngọn lửa Plasma, có nhiệt độ rất cao (1.400 ữ 17.000oC) do hỗ hợp giữa

hồ quang điện và khí nén qua lỗ tạo thành ngọn lửa Plasma được duy trì nhờ quá trình cháy liên tục của hiện tượng ion hoá, các phần tử kim loại nóng chảy

được phun vào bề mặt của chi tiết

* Công nghệ phun kim loại:

Công nghệ phun kim loại được tiến hành theo 3 giai đoạn

- Chuẩn bị trước khi phun: Chi tiết được rửa sạch, tạo ra độ nhám bề mặt chi tiết

- Phun kim loại: Khi phun kim loại nếu là chi tiết tròn như trục thường lắp lên máy tiện với số vòng n = 15 ữ 20 vg/ph, dây kim loại có đường kính

d = 1,5 ữ 2mm và có thành phần các bon 0,2 ữ 1,2% khoảng cách phun

75 ữ 150mm, áp suất khí nén P = 0,3 ữ 6MN/m2, bước phun (S) 1,25 ữ 2,5

m/ph

Nếu phun bằng hồ quang: Điện pháp U = 25 ữ 35v I = 40 ữ 70A

Nếu phun bằng hơi: áp suất khí axêtylen P = 0,15 ữ 0,17MN/m2

Nếu phun bằng dòng điện cao tần: U = 6 ữ 7,8 KV, cường độ dòng

điện: điện mạng I = 3,8A, dòng điện cực I = 0,6A

* Gia công sau khi phun:

Chi tiết phun được 1 ữ 2 ngày, mới tiến hành gia công, chủ yếu là mài với thông số kỹ thuật sau:

Đá mài: số vòng quay

R

54

= , (vg/ph) trong đó: R - bán kính đá mài (mm)

= , (vg/ph) trong đó: d - đường kính chi tiết (mm)

Chiều dày tối thiểu của kim loại phun sau khi gia công lần cuối cùng phải đạt 0,6 ữ 1 mm

* ưu nhược điểm và khả năng ứng dụng của phun kim loại:

+ ưu điểm:

- Bề dày lớp kim loại phun lớn (0,2 ữ10mm)

- Chi tiết không bị đốt nóng quá, tránh được sự thay đổi về tổ chức kim tương hoặc biến dạng

- Lớp kim loại phun, nếu dùng thép, có khả năng chống mòn cao

- Có thể phun các loại kim loại lên chi tiết bằng vật liệu khác nhau

- Công nghệ phun đơn giản và năng suất cao

+ Nhược điểm:

- Độ bám của lớp kim loại lên chi tiết yếu

- Thiết bị phức tạp

- Khả năng ứng dụng của phun kim loại

- Phun kim loại ứng dụng để phục hồi chi tiết bị mòn, rạn nứt, lỗ thủng, chống rỉ hoặc các khuyết tật khác

Phương pháp phun kim loại đ1 được nghiên cứu đưa vào thực nghiệm phục hồi chi tiết trên bánh sao chủ động máy kéo tại nhà máy cơ khí sửa chữa

250 xe/năm Uông Bí Xong do độ bám của lớp kim loại lên chi tiết yếu bánh sao làm việc trong điều kiện nặng nề, chịu tải trọng nặng, bùn đất, điều kiện

ma sát khô dẫn đến mài mòn nhanh lớp kim loại phun bị bong tróc Đề tài không thực hiện được

2 Phương pháp phục hồi dùng ống lót bằng thép đ4 gia công định hình sau

đó hàn ống lót vào vành răng bánh sao chủ động

Bước 1: Có thể chọn ống thép có đường kính ngoài và đường kính trong, chiều dày 5 ữ 6 mm tương ứng với vành răng bánh sao chủ động theo kích thước sửa chữa ống thép là loại thép các bon C 30 thép các bon trung bình có cơ tính thành phần vật liệu tương ứng vật liệu nền bánh sao chủ động độ cứng

Bước 4: Hàn cố định ống lót vào các vành răng bánh sao Thực hiện 2 bên mép ống lót với vành răng bánh sao đảm bảo bề rộng đường hàn 8 ữ 10mm

Đường hàn đỉnh vành răng với ống lót 10 ữ 12mm Yêu cầu mối hàn phải ngấu liên kết tốt khi bánh sao làm việc không bị bong tróc ống lót

Bước 5: Kiểm tra, gia công mài bề mặt làm việc theo prôphin răng Trong quá trình mài thường chỉ mài ở những đường cố định ống lót với vành răng bánh sao kiểm tra kích thước khi mài đạt đến độ bóng Rz80 tương ứng với prôphin răng bánh sao chủ động đến kích thước sửa chữa

* ưu điểm của phương pháp này gia công ống lót đơn giản nhanh Vì không phải gia công nhiệt như vậy cơ tính vật liệu ống lót ít thay đổi Sau khi hàn ống lót vào vành răng bánh sao chỉ gia công phần mối hàn và đầu răng Phương pháp này có thể gia công ống lót hàng loạt, chủ động khi phục hồi Khi ống lót bị mòn cần thay thế dùng máy mài tách mối ghép ống lót với vành răng bánh sao chủ động ra sau đó thay ống lót mới vào

* Trường hợp không có ống thép định hình có thể dùng thép dạng tấm, hoặc thanh có thể gia công nhiệt bằng cách rèn, dập định hình tạo thành ống lót theo biên dạng răng theo kích thước sửa chữa Sau đó tiến hành gia công bề mặt tiếp xúc giữa ống lót với vành răng bánh sao, vát mép theo kiểu hình chữ

3 Phục hồi bánh sao chủ động bằng phương pháp hàn đắp [9]

Công nghệ hàn được ứng dụng khá phổ biến trong sửa chữa máy nhằm phục hồi các chi tiết ở máy kéo có đến hàng trăm các chi tiết hàn và hàn đắp

Có nhiều phương pháp hàn đắp phục hồi chi tiết như: Hàn đắp hồ quang tay,

hàn đắp tự động dưới lớp thuốc bảo vệ, hàn đắp tự động bằng dây lõi bột, hàn

đắp trong môi trường khí bảo vệ, hàn điện xỉ, hàn plasma Căn cứ vào đặc

điểm kết cấu công nghệ của chi tiết được xác định bởi đặc điểm cấu tạo, hình dạng hình học kích thước, vật liệu và xử lí nhiệt, độ cứng bề mặt, độ chính xác chế tạo Căn cứ vào điều kiện làm việc: Đặc tính tải, loại dạng ma sát, giá trị hao mòn

Từ những đặc điểm cấu tạo của chi tiết, điều kiện làm việc và đặc điểm tính chất các phương pháp phục hồi, chọn phương pháp phục hồi bánh sao chủ

động bằng phương pháp hồ quang tay và hàn đắp tự động và bán tự động trong môi trường khí bảo vệ [1], [9], [16], [31]

a Hàn đắp hồ quang tay

Hàn đắp hồ quang tay là phương pháp sử dụng rất phổ biến để phục hồi chi tiết ở đây thiết bị phục vụ hàn đắp hồ quang tay đơn giản, dễ vận hành, tốn ít thời gian cho công tác chuẩn bị, thao tác hàn rất linh động nên có thể phù hợp với các chủng loại các chi tiết có bề mặt phức tạp

Phương pháp hàn đắp hồ quang tay được áp dụng để hàn đắp các bề mặt chịu mài mòn Lớp vật liệu hàn đắp phải thoả m1n yêu cầu có độ cứng cao, chịu va đập Điều quan trọng nhất của việc phục hồi hàn đắp hồ quang tay là chọn đúng chủng loại que hàn hiện có rất nhiều loại que hàn đặc biệt đ1

được chế tạo để hàn phục hồi chi tiết như que hàn cho phép có cường độ cao, thép chống ăn mòn cuả môi trường, thép dùng các chi tiết làm việc ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao

b Hàn đắp trong môi trường khí bảo vệ [9]

Hiện nay người ta sử dụng nhiều phương pháp hàn và hàn dắp trong môi trường khí bảo vệ bằng điện cực nóng chảy và không nóng chảy Hàn một hồ quang và hàn nhiều hồ quang Trong đó phương pháp hàn đắp bán tự động và

tự động dùng điện cực nóng chảy sử dụng rộng r1i nhất

Hàn hay hàn đắp trong môi trường khí bảo vệ thường dùng khí

cacbonic Hồ quang cháy giữa dây hàn và vật hàn được cách li với môi trường khí bên ngoài bằng khí cacbonic

Dưới tác dụng của hồ quang dây hàn và vật hàn bị nóng chảy và tạo thành bể hàn khi nguội sẽ kết tinh làm hình thành mối hàn Mặt khác khí cacboníc bị phân giải thành ôxít cácbon và ôxi, một số nguyên tố như silíc, mangan, titan khi gặp ôxi sẽ tạo thành ôxít kim loại nghĩa là kim loại đ1 bị cháy hỏng và trở thành xỉ hàn hoặc bay hơi Vì vậy khi hàn thường dùng dây hàn có nguyên tố hợp kim cao để đảm bảo chất lượng mối hàn

Hàn hay hàn đắp tự động, bán tự động trong môi trường khí cácboníc

được áp dụng để sửa chữa các chi tiết chế tạo từ thép ít cácbon hoặc gang đúc

Do vậy chọn phương pháp hàn đắp trong môi trường khí bảo vệ để phục hồi bánh sao chủ động máy kéo T130 là phù hợp

Hàn và hàn đắp trong môi trường khí bảo vệ cho phép cơ khí hoá và tự

động hoá quá trình hàn trong bất kì vị trí không gian nào phù hợp với bề mặt chi tiết hàn đắp, làm tăng năng suất lao động lên từ 5-10 lần so với hàn tay

c Vấn đề công tác cơ khí sau khi hàn [9]

Chi tiết sau khi phục hồi bằng hàn cần phải tiến hành gia công cơ khí để

đạt tới kích thước, hình dáng và nhám bề mặt cần thiết Chính vì vậy khi quyết

định khôi phục bằng phương pháp hàn đắp và kĩ thuật hàn cần quan tâm đến

điều này, sao cho sau khi khôi phục, việc gia công cơ khí được thuận tiện Trong thực tế cho thấy nếu không được quan tâm đầy đủ những trường hợp sau khi hàn đắp, việc gia công sẽ không thực hiện được Trong hàn đắp việc sử dụng thuốc hàn đúng để khử hết ôxít kim loại(đặc biệt là ôxít crôm) ra khỏi mối hàn Ngoài ra việc đảm bảo lớp hàn có bề dày nhất định đủ để dự trữ cho lượng dư gia công cũng cần đặc biệt chú ý

1.4 Công tác sửa chữa phục hồi chi tiết tại Trường Trung học Công nghiệp và Xây dựng - Quảng Ninh

Trường Trung học Công nghiệp và Xây dựng thuộc Bộ công nghiệp

ngày nay, trước kia là trường đào tạo nghề cơ giới và xây dựng trường dạy nghề trọng điểm của Nhà nước Là cơ sở đào tạo kỹ thuật viên và công nhân lành nghề cung cấp nguồn nhân lực cho các doanh nghiệp nhu cầu x1 hội khu vực phía Bắc

Trong 10 ngành đào tạo kỹ thuật viên, 14 nghề đào tạo công nhân kỹ thuật hiện tại của trường tất cả đều sử dụng trang thiết bị máy móc Tuy nhiên trong số các ngành nghề trên có ngành nghề sau đây sử dụng các máy móc, thiết bị cơ khí cụ thể là: 1 Ngành sửa chữa và khai thác thiết bị cơ khí; 2 Ngành sửa chữa ô tô - xe máy; 3 Cơ khí chế tạo; 4 Điện công nghiệp và dân dụng; 5 Điện tử dân dụng; 6 Hệ thống điện; 7 Xây dựng công nghiệp và dân dụng; 8 Công nghệ vật liệu xây dựng; 9 Vận hành máy xúc, máy ủi, cẩu bánh lốp lái xe ô tô;10 Hàn và gia công kết cấu kim loại

Để đáp ứng yêu cầu đào tạo của nhà trường nhằm nâng cao chất lượng

đào tạo Trong những năm qua Trường Trung học Công nghiệp và Xây dựng

đ1 tăng cường mua xắm và bổ xung nhiều thiết bị, máy móc, xe máy tương

đối ổn định Chính vì vậy thiết bị máy móc của trường hiện nay rất đa dạng và phong phú về chủng loại và nguồn gốc Các trang thiết bị trên phục vụ cho thực tập của kỹ thuật viên, học sinh và phục vụ cho sản xuất Các loại máy, trang thiết bị có thể chia thành các nhóm sau:

1 Các loại máy gia công: nhóm máy tiện; nhóm máy mài; nhóm máy phay, bào ; nhóm máy búa, đột dập; nhóm máy cưa;

2.Máy xúc bánh xích như: Máy xúc bánh xích KOBELCO SK120, HITACHI

EX 120; Máy xúc bánh lốp: KOBELCO SK 100, HITACHI EX 100, HALLA

HE 130; Xúc lật KOMATSU

3 Máy gạt (ủi): Máy ủi ДЗ 110 lắp trên máy kéo T130; Máy ủi, ДЗ 171 lắp trên máy kéo T17001; Máy ủi KOMATSU D41P

4 Ô tô và các loại động cơ: Trên 60 đầu xe tập lái từ 3;5 tấn trở lên; Xe con;

xe ca; KPa3(ben tự đổ); Hyun Dai; TOYOTA; MAZDA; SAMSUNG;

KIA; П А З 672 ; - TranSiCo 42 chỗ ngồi ; nhiều động cơ sử dụng cho thực tập của học sinh

5 Máy cẩu MAZ; máy nâng KOMATSU, MiTSUBiSSi

6 Nhóm máy hàn : Háy hàn hồ quang tay; Máy hàn TIG; Hàn MiG;Hàn MaG; Hàn tự động dưới lốp thuốc

7 Máy và thiết bị nâng phục vụ sửa chữa ô tô xe máy

Các máy móc thiết bị trên do có nguồn gốc khác nhau có máy sản xuất trong nước và nhập khẩu từ nước ngoài

Ngoài ra nhà trườmg còn rất nhiều thiết bị máy móc khác phục vụ cho học sinh thực tập Do khai thác, sử dụng lâu nên các chi tiết máy bị hao mòn, hư hỏng đòi hỏi phải sửa chữa phục hồi đưa máy móc, thiết bị vào hoạt động Trong những năm qua đặc biệt là những năm gần đây Trường đ1 chủ

động tổ chức sửa chữa thường xuyên, vừa sửa chữa lớn các thiết bị, máy móc

đảm bảo sự hoạt động của thiết bị, máy móc đáp ứng kịp thời yêu cầu đào tạo, sản xuất của nhà trường, giảm giá thành trong sửa chữa Trong công tác sữa chữa phục hồi chi tiết máy Trường Trung học Công nghiệp và Xây dựng - Quảng Ninh có rất nhiều thuận lợi đó là:

- Có chuyên ngành về sửa chữa ôtô- xe máy, sửa chữa khai thác thiết bị cơ khí Đội ngũ giáo viên có trình độ, có tay nghề bậc thợ cao, kinh nghiệm qua thực tế sản xuất

- Có một số thiết bị kiểm tra, kiểm định chất lượng

Xong do các máy móc, thiết bị cần sửa chữa phục hồi như đ1 nói ở trên

đa dạng, có nguồn gốc khác nhau Mặt khác thiết bị đo kiểm còn thiếu Do vậy công tác sửa chữa phục hồi chi tiết gặp một số khó khăn Đặc biệt là thay thế các thiết bị hao mòn, hư hỏng nếu đặt mua phải chờ một thời gian đặt hàng, giá thành đắt Trước yêu cầu cấp thiết nói trên đội ngũ cán bộ kỹ thuật

và giáo viên đ1 khai thác triệt để các trang thiết bị của mình để phục vụ tốt

cho công tác sửa chữa phục hồi các chi tiết, cụ thể là:

- Phục hồi bánh dẫn hướng, ga lê (bánh tỳ) xích, bánh đỡ xích, bánh sao chủ động thiết bị di chuyển Máy xúc bánh xích HiTaChi EX120, KOBELCO SK120

- Phục hồi các bánh tỳ, đỡ xích, bánh dẫn hướng, bánh sao chủ động kéo T130, T17001 đ1 đưa vào hoạt động Trong quá trình kiểm tra theo dõi tình trạng kỹ thuật nhận thấy các thiết bị, xe máy hoạt động tương đối tốt đáp ứng

được yêu cầu kỹ thuật đặt ra phục vụ kịp thời cho công tác đào tạo và sản xuất kinh doanh của nhà trường, giảm chi phí Chủ động trong sửa chữa

1.5 Mục đích và nội dung của đề tài

Qua trình bày ở trên có thể đưa ra một số nhận xét sau:

1 Số máy móc, trang thiết bị của Trường Trung học Công nghiệp và Xây dựng Quảng Ninh rất nhiều cả về số lượng và chủng loại Để đáp ứng tốt trước hết là vấn đề đào tạo sau đó là phục vụ sản xuất, nhà trường đ1 phải chi một khoản kinh phí khá lớn cho vấn đề bảo trì, sửa chữa máy Điều này đòi hỏi phải tăng số lượng chi tiết phục hồi đảm bảo chất lượng, vì chúng vừa rẻ hơn lại cung ứng kịp thời hơn trong việc sửa chữa

2 Trong các loại trang thiết bị của Trường, máy kéo T130 có tần suất

sử dụng rất cao Nhưng do điều kiện làm việc của máy rất nặng nề nên rất hay

bị hỏng Một trong số các chi tiết vừa đắt, khó mua lại hay hỏng của máy kéo T130 là bánh sao chủ động Thực tế việc phục hồi bánh sao chủ động vẫn chưa

được áp dụng rộng r1i

3 Qua nghiên cứu các phương pháp phục hồi thấy rằng hàn đắp là một phương pháp được sử dụng rộng r1i nhất để phục hồi các chi tiết máy và nó cũng là một phương pháp có tính khả thi cao trong việc phục hồi bánh sao chủ

động

Vì những lý do trên đây mục đích của đề tài là: nghiên cứu xây dựng công nghệ hồi phục bánh sao chủ động bằng phương pháp hàn đắp nhằm phục

vụ trước hết cho việc sửa chữa của Trường Trung học Công nghiệp và Xây dựng - Quảng Ninh

Để đạt được mục đích trên, trong luận văn này tập trung giải quyết một

số nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu quá trình làm việc của bộ chuyển động xích máy kéo để

từ đó có thể rút ra những nguyên nhân dẫn đến hư hỏng của bộ chuyển động xích nói chung và bánh sao chủ động nói riêng, đồng thời là cơ sở cho việc chọn công nghệ phục hồi

- Nghiên cứu về công nghệ hàn đắp để lựa chọn những thông số ảnh hưởng đến chất lượng hàn đắp, tiến hành thí nghiệm làm cơ sở cho việc xây dựng công nghệ hàn phục hồi

- Phục hồi thử, khảo nghiệm và sơ bộ đánh giá hiệu quả kinh tế để đánh giá tính khả thi của công nghệ

2 Phương pháp nghiên cứu

2.1 Chọn đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu ở đây là một chi tiết cụ thể: bánh sao chủ động, máy kéo bánh xích T130 Một số mẫu kiểm tra được cắt từ bánh sao mới và bánh sao đ1 mòn cần hồi phục

2.2 Giới hạn nghiên cứu

Trong các phương pháp hàn nóng chảy, thì hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ hiện nay đang ngày càng được ứng dụng rộng r1i do các ưu

điểm của nó Nhóm phương pháp hàn này được chia thành nhiều phương pháp khác nhau được dựa trên cơ sở loại điện cực và loại khí bảo vệ, cụ thể gồm:

+ Hàn MIG (Metal Inert Gas): hàn bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí trơ

+ Hàn MAG (Metal Active gas): Hàn bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ hoạt tính CO2

- Hàn bằng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ là khí trơ TIG (Tungsten Inert Gas)

Phạm vi của đề tài chỉ giới hạn nghiên cứu các yêu tố công nghệ cơ bản

ảnh hưởng tới chất lượng lớp đắp bánh sao chủ động khi hàn MAG

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Tìm hiểu qúa trình làm việc của bánh sao chủ động thông qua việc tìm hiểu động học cũng như động lực học của bộ chuyển động xích, trên cơ sở đó thấy được ảnh hưởng của các thông số cấu trúc đến hiệu quả làm việc của bộ chuyển động xích nói chung và của bánh sao chủ động nói riêng Đồng thời

trên cơ sở đó lựa chọn công nghệ hợp lý về tiêu chuẩn công nghệ

Tìm hiểu các yếu tố công nghệ của phương pháp hàn MAG khi hàn đắp chi tiết bánh sao chủ động Qua đó tìm ra phương pháp, các yếu tố công nghệ cơ bản ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của lớp đắp cũng như năng suất và hiệu quả kinh tế của công nghệ hàn

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Trên cơ sở về lý thuyết, dựa vào điều kiện cũng như yêu cầu thực tế lựa chọn thiết bị hàn, dây hàn… cũng như các thông số công nghệ Một số thông

số được lựa chọn nhờ thực nghiệm để đảm bảo chất lượng lớp hàn đắp trên bánh sao chủ động

Dưới đây trình bày sơ lược về các phương pháp kiểm tra chất lượng lớp hàn đắp và phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm

2.3.3 Kiểm tra đánh giá chất lượng lớp đắp

2.3.3.1 ý nghĩa của công tác kiểm tra đánh giá

Vật kiểm tra đánh giá chất lượng của kết cấu hàn nói chung chiếm một vai trò quan trọng trong công nghệ hàn

Công tác kiểm tra nhằm kiểm nghiệm các tính chất cơ học, hoá học, kim loại học và xác định các khuyết tật Ngoài ra công tác kiểm tra còn được dùng để phân loại các quy trình hàn và trình độ thợ hàn, xác định tính chất kim loại cơ bản, kim loại mối hàn

Đối với việc hàn đắp bề mặt chi tiết thì công tác kiểm tra nhằm xác

định tính chất cơ học (Đặc biệt là độ cứng và độ chịu mài mòn) và việc kiểm tra kim loại học càng có ý nghĩa quan trọng hơn Với phạm vi của đề tài nghiên cứu thì công tác kiểm tra đánh giá chất lượng lớp đắp là không thể thiếu Vì thông qua việc kiểm tra xác định được các chỉ tiêu cần đánh giá, từ

đó cho các kết quả cần khảo nghiệm như đ1 trình bầy

2.3.3.2 Các phương pháp kiểm tra đánh chất lượng lớp hàn đắp

Có nhiều kiểm tra tiêu chuẩn hướng tới đối tượng là cấu trúc mối hàn nhằm xác định khả năng đáp ứng các điều kiện làm việc của mối hàn

Trong các kiểm tra, các mẫu mối hàn được mang đánh giá theo các quy trình kiểm tra riêng biệt, kết quả kiểm tra thông thường được trình bày bằng các mẫu văn bản chuẩn Việc lựa chọn phương pháp hay quy trình kiểm tra phụ thuộc nhiều yếu tố: Yêu cầu cần khảo sát, đặc tính kỹ thuật, kiểu kết cấu hàn

Hình 2.1 Các phương pháp kiểm tra chất lượng lớp hàn đắp

- Kiểm tra độ bền bám dính

- Phân tích hoá học

- Kiểm tra ăn mòn

- Kiểm tra lượng khí Hyđ rô

- Kiểm tra cấu trúc vĩ mô

- Kiểm tra cấu trúc vi mô

- Kiểm tra mặt gẫy

- Kiểm tra bằng âm thanh

- Kiểm tra bằng phát xạ âm thanh

Cơ học

Hoá

học

Cấu trúc

Kiểm tra phá huỷ

Kiểm tra không phá

huỷ

Phương

pháp kiểm

tra

Hiện nay trên thế giới tồn tại nhiều phương pháp, quy trình kiểm tra theo nhiều bộ tiêu chuẩn khác nhau song có thể tập hợp các phương pháp kiểm tra chất lượng lớp hàn đắp thành các nhóm như hình 2.1

Các phương pháp kiểm tra được thành hai nhóm chính: kiểm tra phá hủy

và kiểm tra không phá hủy

1 Kiểm tra phá huỷ (còn gọi là kiểm tra huỷ thể)

Trong nhóm phương pháp này các mối hàn sau khi hàn xong được cắt thành các mẫu thử theo tiêu chuẩn Các mẫu thử này được đem ra khảo sát dưới nhiều hình thức khác nhau

Các phương pháp kiểm tra phá huỷ bao gồm: kiểm tra trình độ sản xuất hàn, kiểm tra cơ học, kiểm tra kim loại học, phân tích hoá học, kiểm tra ăn mòn và kiểm tra tính hàn

2 Kiểm tra không phá huỷ

Nếu thực hiện bằng phương pháp phá huỷ thì kết cấu hàn sau khi được kiểm tra sẽ không sử dụng được nữa, vì vậy cần thực hiện các phương pháp kiểm tra không phá huỷ

Các phương pháp kiểm tra không phá huỷ bao gồm: thanh tra kỷ thuật, thử kín nước, phóng xạ, siêu âm, từ trường, thử tải

Hiện có rất nhiều thiết bị kiểm tra vật liệu cũng như chất lượng hàn đắp hiện đại, đảm bảo độ chính xác cao Các kết quả kiểm tra mà chúng tôi tiến hành trong luận văn này được thực hiện hầu hết là trên các loại máy như vậy của Trường Đại học Bách khoa - Hà Nội (sẽ được giới thiệu kỹ hơn ở phần kết quả nghiên cứu thực nghiệm)

2.3.4 Phương pháp xử lý kết quả thí nghiệm

Để lựa chọn các thông số công nghệ, tiến hành một số thí nghiệm Xử lý kết quả thí nghiệm bao gồm các bước sau:

1 Loại bỏ sai số thô

ở mỗi điểm thí nghiệm với m lần lặp lại (m=3) có thể có những giá trị của thông số ra khác quá nhiều so với giá trị trung bình, những giá trị này cần phải

được kiểm tra xem có đáng tin cậy hay không Nếu không đáng tin cậy cần loại bỏ và nên làm thí nghiệm bù để đảm bảo số lần lặp lại ở các thí nghiệm là như nhau Những giá trị nghi ngờ là giá trị lớn nhất và nhỏ nhất Có nhiều tiêu chuẩn loại bỏ sai số thô, dưới đây trình bày cách sử dụng một trong các tiêu chuẩn đó:

- Tính gía trị trung bình thực nghiệm Yvà phương sai thực nghiệm S2 theo các công thức sau:

m

YY

m

1 i i

2 i

2

)YY(1m

1)25m:khi(

2 i

2

)YY(m

1)25m:khi(

- So sánh giá trị chuẩn thực nghiệm với giá trị lý thuyết Nếu Vmax (Vmin) >

Vm;α thì giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) phải loại bỏ

2 Xác định sai số tuyệt đối và sai số tương đối

- Sai số tuyệt đối:

Nếu sai số qúa lớn (∆ > 10 ữ 20%)[24] thì cần phải tăng số lượng thí nghiệm lặp lại

3 Kiểm tra đồng nhất phương sai (theo tiêu chuẩn Kohren)

Mức độ không đồng đều của điều kiện thí nghiệm của mức độ nhiễu được kiểm nghiệm bằng phương pháp đánh giá đồng nhất phương sai theo tiêu chuẩn phân bố thống kê ở đây sử dụng chuẩn Kohren (chuẩn G) Cách kiểm tra được tiến hành như sau:

- Lập tỷ số giữa phương sai thực nghiệm lớn nhất với tổng các phương sai thực nghiệm ở tất cả các điểm thí nghiệm:

2 j

2 maxS

2 0 j 2

1Nm

S (2.9)

trong đó: ∑

=

=1 j j

1 j

2 j

Qua đồ thị có thể đánh giá ảnh hưởng của thông số vào đến thông số ra và lựa chọn thông số vào

3 cơ sở nghiên cứu lý thuyết

3.1 Nghiên cứu quá trình làm việc của bộ phận chuyển

động xích

3.1.1 Các kích thước cơ bản của bộ phận di động xích

Các số liệu cơ bản của xích một số máy kéo cho ở phụ lục 3.1 Các công thức để tính toán các kích thước cơ bản theo sơ đồ bộ phận di chuyển xích (hình 4.1) cho ở phụ lục 3.2 (trong phụ lục này Sđl là độ lún)

Hình 3.1 Các kích thước chính của bộ phận di chuyển xích

lx- bước xích, mm; Sr - chiều cao r1nh lăn trên trục khớp(bản lề), mm; St b - khoảng cách từ trục khớp đến mấu bám, mm; Lb- khoảng cách giữa các trục của bánh chủ động(bánh sao) và bánh dẫn hướng, cm; Lk- khoảng cách giữa các trục của bánh tỳ đầu và bánh tỳ cuối, cm; lk- khoảng cách giữa các trục của các bánh tỳ liền nhau, cm; lđ- khoảng cách giữa các trục của các bánh đỡ liền nhau, cm; cbs- khoảng cách giữa các trục của bánh tỳ cuối và bánh chủ

ψ1

ψ2

động, cm; cbd- khoảng cách giữa các trục của bánh tỳ đầu và bánh dẫn hướng, cm; cđs- khoảng cách giữa các trục của bánh đỡ cuối và bánh chủ động, cm;

rbs-k- bán kính đến trục khớp của bánh sao, cm; rbd-k- bán kính đến trục khớp của bánh dẫn hướng, cm; rbd- bán kính đến bề mặt lăn của bánh dẫn hướng, cm; rbt- bán kính đến bề mặt lăn của bánh tỳ, cm; hbs- chiều cao trên r1nh lăn

đến trục bánh chủ động, cm; hbd- chiều cao trên r1nh lăn đến trục bánh dẫn, cm; ψ1- góc nâng(góc nghiêng) phần sau xích(phần làm việc), 0; ψ2- góc nâng phần trước xích,0; βbs- góc bao của mắt xích ở bánh sao,0; βbd- góc bao của mắt xích ở bánh dẫn,0

3.1.2 Động học của bộ phận di chuyển xích

Nếu chấp nhận: xớch là một dải mềm lý tưởng (tuyệt đối không bị gión), khi bỏnh chuyển ủộng quay với vận tốc gúc ωk, mỏy kộo sẽ chuyển ủộng với vận tốc ủều Chuyển ủộng của một ủiểm của xớch ủược xem là tổng của cỏc chuyển ủộng: chuyển ủộng tương ủối so với khung của mỏy kộo do cú sự quay của xớch (với vận tốc v0) và chuyển ủộng theo do cú sự di chuyển của mỏy kộo (với vận tốc vT) Trong trường hợp khụng cú quay khụng hay trượt ở vựng cung sẽ có v0 = vT và được xỏc ủịnh nhờ cụng thức:

vT =rkωk, (3.1) trong ủú:

π

=2

l

k - bỏn kớnh ủộng học lý thuyết của bỏnh bỏnh sao

Vận tốc tuyệt ủối của mọi ủiểm trờn xớch (va) là vộc tơ tổng của vận tốc tương ủối v0 và vận tốc theo vT (hỡnh 3.2)

Hình 3.2 Sơ đồ xác định các vận tốc bộ phận di chuyển xích

Vận tốc tuyệt ủối của ủiểm ở vựng cung ủược xỏc ủịnh theo cụng thức:

va = v02 +v2T +2v0vTcosα (3.2) Vận tốc tuyệt ủối của ủiểm ở vựng tiếp xỳc (với đất) bằng khụng nếu khụng cú truợt của xớch Trong trường hợp này vận tốc tương ủối và vận tốc theo bằng nhau và ngược chiều nhau: α = π và va = 0

Với ủiểm ở phần trờn của xớch, phần này thường nằm ngang, cú α = 0 ðộ lớn của vận tốc tuyệt ủối theo cụng thức (3.2) là va = 2vT

Do xớch khụng phải là một dải mềm lý tưởng mà gồm nhiều mắt xớch riờng biệt, ủiều này dẫn ủến cú một số sai khỏc lớn trong ủộng học của cơ cấu xớch Trờn hình 3.3 biểu diễn phần sau của xớch Nếu chấp nhận mặt ủường cứng tuyệt ủối và trục của bỏnh tỳ sau lắp cứng với khung của mỏy kộo (khụng cú nhớp hay lũ xo), sự di chuyển của mắt xớch 1 từ vựng tiếp xỳc vào vựng sau của xớch sẽ xảy ra một lần ở thời ủiểm khi bỏnh tỳ sau chuyển ủến mắt xớch sau 2 ðiều này ảnh hưởng ủến ủộng học của cơ cấu xớch và dẫn ủến

sự chuyển ủộng khụng ủều của xớch Hiện tượng này cú tớnh chu kỳ Chu kỳ bằng thời gian bỏnh tỳ di chuyển trờn một mắt xớch, cú nghĩa là phụ thuộc vào chiều dài của mắt xớch lx (bước xích)và vận tốc của chuyển ủộng

Hình 3.3 Sơ đồ di chuyển của mắt xích cuối cùng từ vùng tiếp xúc

vào phần sau của xích

ωk

ψ1

ωk

Sự chuyển ủộng khụng ủều của phần sau của xớch sẽ nhỏ hơn khi gúc ψ1 nhỏ hơn, khi chiều dài mắt xớch lx nhỏ hơn và khi ủường kớnh của bỏnh tỳ lớn hơn

Khi chuyển ủộng trờn ủường mềm hơn, mắt xớch 1 cú thể quay xung quanh ủiểm tiếp xỳc với bỏnh tỳ, khi này sẽ cú sự biến dạng của ủất dưới nú, cũn trong trường hợp bỏnh tỳ sau ủược lắp ủàn hồi cú thể xảy ra hiện tượng bỏnh tỳ sau ủược nõng lờn so với khung của mỏy kộo ðiều này sẽ làm giảm

sự khụng ủều của chuyển ủộng của phần sau của xớch

Trờn hỡnh 3.4 biểu diễn quỏ trỡnh ăn khớp của bỏnh sao với xớch Mỗi mắt xớch ủi qua ba vị trớ a', a'', a''' Từ thời ủiểm tiếp xỳc giữa mắt xớch và bỏnh chủ ủộng, khớp trỏi của mắt xớch (ủiểm A) bắt ủầu chuyển ủộng theo cung ABC Khi khớp trỏi ủến ủiểm B, mắt xớch ở vị trớ a'', cũn khi ủến ủiểm C - ở vị trớ a'''

Hình 3.4 Sơ đồ ăn khớp của bánh chủ

động với xích

Qua trình bày ở trên thấy rằng: Trong qúa trình làm việc các mắt xích có

sự xoay tương đối với nhau, điều này làm phát sinh ma sát giữa chốt xích và bạc xích dẫn đến làm giảm hiệu suất của bộ phận chuyển động xích Ngoài ra phần sau của xích (phần tiếp xúc với răng của bánh sao) chuyển động không

đều, nên có thể gây ra lực tác dụng không đều lên các răng của bánh sao và có thể gây va đập với chúng làm cho quá trình hao mòn xảy ra nhanh hơn

ωk θ

3.1.3 Tĩnh học của cơ cấu xích

ðể giảm ủộ vừng và rung phần trờn xớch, xớch mỏy kộo ủược kộo căng trước nhờ dịch chuyển bỏnh trước so với khung Lực căng trước Fo ủược truyền như nhau ở phần trờn, sau và trước của xớch

Hình 3.5 Sơ đồ sự võng phần trên của xích

Sẽ xỏc ủịnh ủộ vừng tĩnh của phần trờn xớch

Trờn hỡnh 3.5 thể hiện phần trờn xớch bị vừng tự do giữa hai gối ủỡ Do sự ủối xứng, cỏc phản lực ở gối đỡ trỏi và phải bằng nhau Cỏc lực tỏc dụng lờn một mắt xớch của phần trờn xớch ủược thể hiện riờng ở cựng một hỡnh

Từ ủiều kiện cõn bằng của mắt xớch suy ra:

α 1

α 2

α i

α i