Bài viết Nghiên cứu thực nghiệm chế độ cắt hiệu quả trên vật liệu ZG06Cr13Ni4Mo trình bày phương pháp gia công lá cánh tuabin bằng vật liệu ZG06Cr13Ni4Mo; Đề xuất áp dụng kết quả này khi gia công các bánh công tác hoặc sản phẩm có sử dụng vật liệu tương tự.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CHẾ ĐỘ CẮT HIỆU QUẢ TRÊN VẬT LIỆU ZG06Cr13Ni4Mo Đoàn Khắc Hiệp Trường Đại học Thủy lợi, email: dkhiep@tlu.edu.vn ĐẶT VẤN ĐỀ Ở Việt Nam thủy điện chiếm 40% lượng điện nước với 330 cơng trình thủy điện đưa vào khai thác Trong có 194 cơng trình thủy điện nhỏ (công suất nhỏ 30MW) tương đương với 500-600 tổ máy đồng hoạt động Hầu hết thiết bị nhập từ Trung Quốc sau khoảng thời gian sử dụng từ 5~10 năm cần phải sửa chữa thay Bánh công tác tuabin phần quan trọng phần khí, có vai trị việc chuyển đổi lượng dòng chảy thành lượng điện Với nhu cầu thay lớn bị mòn xâm thực dẫn đến không đủ công suất sản sinh yêu cầu sau thời gian sử dụng Việc chế tạo bánh công tác tuabin thay máy CNC trục Việt Nam cịn nhiều hạn chế, :năng xuất thấp, chi phí tốn tiến độ thực chậm Một yếu tố then chốt định đến hạn chế chế độ gia cơng máy CNC Việc đưa chế độ cắt hiệu không làm tăng xuất, tăng tuổi thọ dao mà đồng thời đảm bảo chất lượng bề mặt sau gia công Trong báo cáo tác giả xin đưa kết thực nghiệm chế độ cắt vật lệu ZG06Cr13Ni4Mo PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phương pháp gia công cánh tuabin vật liệu ZG06Cr13Ni4Mo Gia công bánh công tác tuabin máy phay CNC trục tiến hành phương pháp chế tạo phần ghép hàn hồn thiện Trong cánh gia công minh họa Hình Q trình gia cơng xuất thơng số có ảnh hưởng sau: Hình Gia công cánh máy CNC trục + Tốc độ trục (Sc) + Tốc độ chạy dao phương X Y (Fxy) + Tốc độ chạy dao phương Z (Fz) + Chiều sâu cắt (t) + Lượng dịch dao cắt (z) Các thông số kể ảnh hưởng lớn đến trình cắt gọt như: tuổi thọ dao, độ ồn, rung động… Do việc đưa thông số hợp lý nâng cao tuổi bền dụng cụ cắt, xuất chất lượng bề mặt sản phẩm sau gia công Điều đồng nghĩa với hiệu kinh tế cao Ngược lại gây tốn kém, chí việc gia cơng khơng thể đạt xuất yêu cầu 2.2 Trang thiết bị phục vụ cho nghiên cứu thực nghiệm Vật liệu chế tạo cánh tuabin ZG06Cr13Ni4Mo có thành phần vật liệu Bảng Với đặc điểm thép không gỉ, 252 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 có tính chống mài mịn cao độ cứng khoảng 35~40 HRC Máy gia công sử dụng máy phay CNC trục Kamioka VMC-850 Dụng cụ cắt dao phay cầu WINDIN DB512 (Bảng Hình 2) Quá trình nghiên cứu thực nghiệm thực Trung tâm KH & CN Cơ học – Máy thủy lợi, 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội Bước 2: thực nghiệm tìm tốc độ vịng quay trục số liệu trình bày bảng Trong bước chiều sâu cắt đươc sử dụng từ kế bước Tốc độ vịng quay trục Sc = 800~2700 vg/ph (với 2700 vg/ph tốc độ tối đa dao khuyến cáo từ nhà sản xuất) Bảng Thông số gia cơng sử dụng xác tốc độ vịng quay trục Sc Bảng Thành phần vật liệu cánh C(%) Si (%) Mn(%) P(%) S(%) 0.06 1.00 1.00 0.03 0.03 Cr(%) Ni(%) Mo(%) Khác (%) 11.5 -14 4.5-5.5 0.1-1.0 0.63 R (mm) L1 (mm) L2 (mm) D2 (mm) 16 35 140 16 z (mm) Fxy (mm/ph) 800, 1000, 1200, 1500, 1800, 2000, 2500, 2700 200 Bước 3: Trong bước chiều sâu cắt tốc độ trục sử dụng từ kế bước Tốc độ tiến dao Fxy = 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 mm/ph (với 800 mm/ph tốc độ tối đa dao khuyến cáo từ nhà sản xuất) Bước 4: Sử dụng kết thu từ bước 1, 2, thay đổi thông số Fz = 100, 200, 300, 400, 500, 600 mm/ph để tìm thơng số phù hợp Bảng Thơng số dao cầu WIDIN DB512 D (mm) Sc (vg/ph) KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Hình Dao cầu WIDIN DB512 2.3 Phương pháp tiến hành gia công thử nghiệm Để tìm chế độ cắt phù hợp ta tiến hành cắt thử cách thay đổi thơng số bao gồm : tốc độ trục Sc (vg/ph), chiều sâu cắt tc (mm), tốc độ tiến dao Fxy (mm/ph) Fz (mm/ph) Thực nghiệm tiến hành theo bước với thông số cụ thể bao gồm: Bước 1: thực nghiệm tìm chiều sâu cắt có số liệu trình bày Bảng Với 4~5 mm lượng dư tối đa cần gia công bề mặt cánh) 3.1 Kết thực nghiệm xác định chiều sâu cắt t Khi thay đổi chiều sâu cắt trình cắt diễn khơng có nhiều khác biệt lượt cắt đầu tiên, nhiên lần cắt q trình cắt có tượng kêu to dao nhanh mịn phơi có tượng biến cứng bề mặt sau lần cắt Bảng Thông số gia công sử dụng xác định chiều sâu cắt t Sc (vg/ph) t (mm) z (mm) Fxy(mm/ph) 1000 1,2,3,4,5 200 Hình Ảnh hưởng chiều sâu cắt t đến hiệu gia công cánh 253 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 Hiệu chế độ cắt đo đánh giá số lượng cánh gia cơng dao cắt (Hình 3) Thực nghiệm cho thấy với chiều sâu cắt 4~5mm cho hiệu xuất cắt gọt cao số lượt cắt ít, đồng thời dao đủ bền cho gia công 3.2 Kết thực nghiệm xác định tốc độ trục Sc Kết đánh giá dựa tượng phát sinh trình cắt tuổi thọ dao cắt Ở tốc độ 800 1000 vg/ph dao cắt tương đối ổn định có tiếng rít nhẹ cắt, tăng lên tốc độ 1200 vg/ph tượng rít giảm đáng kể Tuy nhiên dải tốc độ từ 1500 ~ 2700 vg/ph dao có tiếng kêu lớn cháy dao sau khoảng thời gian cắt ngắn Hình Ảnh hưởng tốc độ tiến dao Fxy đến tuổi thọ dụng cụ cắt 3.4 Kết thực nghiệm xác định tốc độ tiến dao Fz Việc thay đổi Fz đường không ảnh hưởng nhiều đến trình cắt Tuy nhiên bước chuyển vùng cắt vào dao lúc bắt đầu gia công dao dễ bị mẻ mịn Fz có giá trị 300 mm/ph Tại Fz ≤ 250 mm/ph vấn đề khắc phục cắt ổn định KẾT LUẬN Hình Ảnh hưởng tốc độ cắt Sc đến tuổi thọ dao cắt Kết thực nghiệm cho thấy tốc độ trục Sc = 1200 vg/ph cho hiệu chất lượng gia công hợp lý 3.3 Kết thực nghiệm xác định tốc độ tiến dao Fxy Tương tự thay đổi tốc độ trục chính, việc thay đổi tốc độ tiến dao ảnh hưởng nhiều đến độ bền dao Ở tốc độ thấp Fxy = 100, 200 mm/ph q trình cắt có tiếng rít, rung động Ở tốc độ 300 mm/ph trình cắt ổn định rung động Khi thay đổi tốc độ 400 500 trình cắt có rung động lớn dần dao mịn nhanh Tăng lên dải 600 ~ 800 mm/ph dao có tượng mòn hỏng dao nhanh Đánh giá xuất gia công tuổi bền dụng cụ cắt thấy Fxy = 300mm/ph phương án đảm bảo hiệu cho q trình gia cơng Nghiên cứu thực nghiệm đưa chế độ cắt phù hợp gia công bánh công tác với vật liệu ZG06Cr13Ni4Mo Kết sau áp dụng để gia công 24 cánh sử dụng để chế tạo thành công hai bánh công tác đạt yêu cầu kỹ thuật cho tổ máy có cơng suất 700kW Tác giả xin đề xuất áp dụng kết gia công bánh công tác sản phẩm có sử dụng vật liệu tương tự Ngồi dùng làm tài liệu tham khảo gia công vật liệu khác TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS TS Võ Sỹ Huỳnh, Tua bin nước (2005), NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội [2] Quyết định 428,QĐ-TTg (2016), Phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển diện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến 2030 [3] AHEC 2009 – Small Hydro Turbine Research & Development Laboratory Project Report [4] Paul Breeze (2014), Power Generation Technologies (Second Edition) 254 ... ISBN: 978-604-82-2981-8 Hiệu chế độ cắt đo đánh giá số lượng cánh gia cơng dao cắt (Hình 3) Thực nghiệm cho thấy với chiều sâu cắt 4~5mm cho hiệu xuất cắt gọt cao số lượt cắt ít, đồng thời dao... hiệu cho q trình gia cơng Nghiên cứu thực nghiệm đưa chế độ cắt phù hợp gia công bánh công tác với vật liệu ZG06Cr13Ni4Mo Kết sau áp dụng để gia cơng 24 cánh sử dụng để chế tạo thành công hai bánh... 3.2 Kết thực nghiệm xác định tốc độ trục Sc Kết đánh giá dựa tượng phát sinh trình cắt tuổi thọ dao cắt Ở tốc độ 800 1000 vg/ph dao cắt tương đối ổn định có tiếng rít nhẹ cắt, tăng lên tốc độ 1200