CHƯƠNG 3 PHỤC HỒI CHI TIẾT MÁY 3 1 Các phương pháp phục hồi chi tiết máy Các chi tiết máy bị mài mòn thường dẫn đến phá hủy chế độ lắp ghép trong mối ghép như tăng khe hở, giảm độ dôi ban đầu, phá hủy.
CHƯƠNG 3: PHỤC HỒI CHI TIẾT MÁY 3.1 Các phương pháp phục hồi chi tiết máy Các chi tiết máy bị mài mòn thường dẫn đến phá hủy chế độ lắp ghép mối ghép như: tăng khe hở, giảm độ dơi ban đầu, phá hủy hình dạng bề mặt Khi sửa chữa chi tiết phục hồi, giá thành phục hồi thường 15÷40% giá thành chi tiết Có nhiều phương pháp phục hồi chi tiết bị mòn sau: - Phương pháp hàn đắp, - Phương pháp mạ điện phân (mạ crôm), - Phương pháp gia cơng khí (phương pháp sửa chữa kích thước) 3.1.1 Phương pháp hàn đắp Hàn hàn đắp dùng rộng rãi sửa chữa khí Sửa chữa chi tiết gãy, nứt, vỡ hàn Để có mối ghép hàn, kim loại hàn nung đến trạng thái dẻo chảy Hàn đắp dạng khác hàn, phương pháp không dùng để nối chi tiết phần kim loại thành vật thể nguyên, mà đắp lên chi tiết phục hồi, chi tiết sửa chữa loại vật liệu đắp que hàn, vật liệu phải tương đương với vật liệu chi tiết cần phục hồi sửa chữa Trong sửa chữa chủ yếu dùng hai dạng hàn: hàn hồ quang hàn khí Hàn hồ quang dòng điện xoay chiều dùng rộng rãi chi phí lượng so với dòng điện chiều, giá thành thiết bị thấp, bảo dưỡng thiết bị đơn giản Người ta dùng que hàn có thuốc bọc ổn định Thiết bị chủ yếu để hàn dòng điện xoay chiều biến hàn, dùng để giảm điện áp nâng cao cường độ dịng điện Hàn khí dùng rộng rãi sửa chữa Bản chất hàn khí chi tiết thép gang làm chảy kim loại nhờ cháy axetilen mơi trường dư ơxy có lửa nhiệt độ khoảng 33000C cao 3.1.1.1 Hàn đắp chi tiết thép Tính hàn thép phụ thuộc vào thành phần hố học nó, chủ yếu vào hàn lượng bon Các nguyên tố hợp kim crơm, mangan, niken có ảnh hưởng lớn đến tính hàn thép Tăng lượng cácbon ngun tố hợp kim thép tính hàn Có thể hàn đắp loại thép có tính hàn tốt điều kiện sản xuất bình thường Song hàn loại thép có tính hàn trung bình, nhiên trước hàn cần nung nóng chi tiết loại thép Thép có tính hàn hạn chế thép có tính hàn bị nứt sau hàn vùng kim loại đắp Vì trước hàn cần phải ủ chi tiết vật liệu nhiệt độ 600÷6500C, Sau hàn phải tơi ram lại Để có mối hàn bền hàn điện hồ quang dùng que hàn kim loại đường kính 1÷3 mm có thuốc bọc Thuốc bọc dùng để cải thiện cháy hồ quang, bảo vệ nâng cao tính mối hàn Khi hàn vùng hàn kim loại kim loại đắp (que hàn) phải nóng chảy hồn tồn Một điều kiện quan trọng khác để đảm bảo chất lượng hàn chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày chi tiết, đường kính que hàn yêu cầu mối hàn Khi hàn đắp chi tiết ngõng trục trục trục truyền quay ổ trượt , trước hàn đắp, bề mặt chi tiết làm đến ánh kim loại Hàn đắp lớp song song với đường tâm ngõng trục, đắp lớp đối xứng qua tâm ngõng trục để tránh biến dạng Chiều rộng lớp đắp khơng lớn q hai lần đường kính que hàn Lớp hàn trước phải làm bàn chải sắt trước phủ lớp hàn thứ hai, lớp hàn thứ hai phải phủ lên lớp trước 1/3 chiều rộng 3.1.1.2 Hàn đắp chi tiết gang Khi phục hồi chi tiết gang (Các chi tiết thép hợp kim có chiều dày < mm) thường dùng hàn khí Que hàn có dạng sợi đồng để hàn Hàn gang dùng lửa ôxy-axêtylen, để đề phịng kim loại nóng chảy mối hàn bị ơxy hố, người ta dùng thuốc hàn borắc axít boríc Trước hàn chi tiết gang nung nóng sơ tồn chi tiết, nung nóng cục khơng nung nóng Hàn chi tiết nung nóng 500÷700 0C gọi hàn nóng, nung nóng 250÷4500C gọi hàn nửa nóng hàn khơng nung nóng gọi hàn nguội Nên hàn nung nóng có kết tốt tránh dạn nứt sau hàn, chi tiết nung nóng lị Gang khó hàn, phương pháp đơn giản để phục hồi chi tiết gang dùng que hàn đồng thau có thuốc hàn Để hàn có chất lượng cao cần chuẩn bị bề mặt hàn chế độ làm nguội hợp lý Làm nguội mối hàn từ từ, chi tiết lớn làm nguội lò, chi tiết nhỏ làm nguội cát khơ nóng tro Nếu làm nguội nhanh tạo thành gang hạt thô cứng, làm nguội không phát sinh ứng suất bên gây vết nứt 3.1.1.3 Hàn hồ quang rung Hàn hồ quang rung (hàn điểm) ngồi suất cao, cịn đảm bảo cho vùng hàn chịu tác dụng nhiệt nhỏ Chi tiết hàn bị nung khơng q 80÷90 0C, nên sau hàn không bị biến dạng Bản chất hàn rung sau: Dây hàn thiết bị chuyên dùng làm dung động tiếp xúc với chi tiết hàn theo chu kỳ Trong thời điểm ngắn đầu điện cực chập mạch bị nóng chảy kim loại nóng chảy đắp lên chi tiết Khi hàn có dùng chất làm nguội nên kim loại vùng sau hàn đơng cứng nhanh chóng, vùng tiếp xúc có nhiệt độ cao Thiết bị để hàn nguyên lý làm việc gồm có: Máy phát điện chiều 10 (hình 31), cường độ dịng điện điều chỉnh cuộn cảm Đầu rung máy phát gồm đòn dao động 3, nam châm điện dùng dòng xoay chiều Lò xo tạo dao động ổn định đòn Dây cực điện (dây hàn) luồn qua mỏ hàn kẹp chặt đòn dao động Dây hàn 24V truyền tự động từ cuộn cấu lăn truyền dẫn từ động điên Chất lỏng làm nguội cung cấp bơm theo ống dẫn đến vùng hàn Chất lỏng làm nguội bảo vệ kim loại khỏi bị ơxy hố khơng khí, giảm 10 vùng chịu ảnh hưởng nhiệt, làm cho mối hàn hình thành nhanh chóng, nâng cao độ cứng lớp hàn Chất lỏng làm nguội dùng dung dịch 5÷6% natri cacbonat nung có cho thêm 0.5÷0,6% dầu máy Hình 3-1 Sơ đồ thiết bị ôtô Chi tiết hàn gá lên hai mũi hàn hồ quang rung chống tâm máy tiện Đầu hàn lắp bàn dao chỗ gá dao Trong trình hàn chi tiết quay với tốc độ 0,2÷0.4 m/ph Bàn dao mang đầu hàn dịch chuyển dọc 2÷3 mm Hàn hồ quang rung để phục hồi mặt hình trụ bị mịn, chiều dày lớp hàn 1÷3,5 mm, tuỳ theo đường kính que hàn, thường dùng loại đường kính 1,5÷2,5 mm Phương pháp hàn điểm hàn lớp có độ cứng đạt HRC 38÷56 Bề mặt hàn đắp gia công phương pháp mài dao cắt hợp kim cứng 3.1.1.4 Hàn đắp mơi trường khí bảo vệ (CO2) Khi hàn que hàn chất lượng cao lớp thuốc hàn bảo vệ mối hàn, phần lớn lượng tiêu hao để đốt nóng chảy vật liệu thuốc bọc que hàn thuốc hàn Về mặt hàn que hàn trần mơi trường khí bảo vệ (CO 2) bảo đảm: Hệ số đắp cao, khối lượng kim loại đắp lượng điện tiêu hao 1A/h thấp Vật liệu đắp ngấm sâu vào kim loại vùng chịu ảnh hưởng nhiệt nhỏ, ưu điểm hàn đắp mơi trường khí CO đồng thời khắc phục nhược điểm tồn hàn que hàn lớp thuốc hàn bảo vệ, kim loại bắn tóe tung, hao phí, cháy bon Khi hàn đắp mơi trường khí bảo vệ (CO 2), để tránh cho kim loại nóng chảy khỏi bị tác dụng khơng khí, người ta dùng khí CO thay cho thuốc hàn Có hàn mơi trường khí CO2 vị trí khơng gian Hàn nửa tự động mơi trường khí CO2 cho phép suất tăng gấp 2,5÷3,5 lần so với hàn que hàn có thuốc bọc bảo vệ 3.1.1.5 Hàn đắp kim loại màu Các chi tiết đồng, đồng thanh, nhôm hợp kim nhơm bị mịn phục hồi hàn đắp khí (ơxy-axêtylen) Người ta dùng vật liệu hàn có thành phần hố học gần với kim loại Khi phục hồi chi tiết đồng nên dùng que hàn đồng thau Đồng thau hợp kim đồng (Cu) kẽm (Zn), kẽm đồng thau giúp cho điểm nóng chảy đồng thau thấp xuống đáng kể, tăng tính đúc, tính hàn chịu mài mịn tốt Các chi tiết có khối lượng lớn 10 kg cần nung nóng sơ mỏ hàn lò chuyên dùng đến nhiệt độ 400÷450 0C trước hàn Sau hàn, phải làm nhanh khơng khí, cịn đồng có hàn lượng đồng cao làm nước Hàn đắp chi tiết đồng dây đồng cho chi tiết lớn thường dung hai mỏ hàn, để đốt nóng sơ bộ, để hàn Có thể làm thêm mối hàn cách sau hàn, rèn trạng thái nóng Phục hồi chi tiết nhôm hàn đắp phải sử dụng khí bảo vệ mối hàn Thiết bị hàn thường hàn MIG (Metal inert gas) dùng cho hàn kim loại mầu hợp kim mầu bảo vệ khí trơ Argon Khí trơ Argon có tác dụng bảo vệ mối hàn dạng lỏng khỏi bị ơxy hóa tạo nên ôxýt nhôm làm rỗ mối hàn Chọn kim loại để hàn gần giống với thành phần kim loại Các chi tiết kim loại đen hàn đắp đồng, đồng thau, đồng (đồng cịn gọi đồng thiếc, hợp kim đồng (Cu) thiếc (Sn)), dùng mỏ hàn ơxy-axêtylen có thuốc hàn borắc axít boríc Khi hàn xong ta lớp kim loại mầu bền vững gắn chặt với kim loại Song cần ý trước hàn: Làm khử dầu bề mặt chi tiết cần hàn đắp, sau nung nóng mỏ hàn chi tiết cần hàn đắp (chi tiết có kích thước bề mặt hàn đắp lớn) đến gần nhiệt độ kim loại cần hàn đắp Có nhiều trường hợp hàn đắp hai mỏ hàn, mỏ đặt phía trước để nung nóng sơ kim loại, mỏ thứ hai để hàn đắp có thuốc borắc Thuốc hàn borắc bảo vệ hồn tồn bề mặt lớp kim loại màu nóng chảy khỏi bị ơxy hố Sau nguội ta bề mặt kim loại phẳng đẹp 3.1.2 Phương pháp mạ điện phân 3.1.2.1 Mạ crôm Mạ crôm trình phủ lớp kim loại điện phân lên chi tiết cần sửa chữa (hình 3-2) bể thép đun nóng có lát lớp chì cán dát mỏng nhựa vinyl Chất điện phân gồm: anhydrit crơmic, axít sunfuaric nước cất Trước mạ, cần làm bụi bẩn, gỉ, dầu mỡ, làm cho chúng có hình dạng, hình học mài hết vết xước bề mặt cần mạ Đo bề mặt mài pan me xác định chiều dày lớp mạ crôm cần thiết kể lượng dư gia cơng khí lần cuối để tính thời gian mạ (mạ crơm có chiều dày lớp mạ 0.1 mm từ 6÷16 tuỳ theo chế độ mạ) Những chỗ không cần mạ chi tiết cần cách ly cách phủ lớp nhựa lớp sơn cách điện Chi tiết phục hồi nhúng vào bể mạ giá chuyên dùng nối với cực âm dòng điện chiều Trong bể với chi tiết, người ta treo hợp kim chì antimon với số lượng xác định nối với cực dương dịng điện Diên tích chung hợp kim phải lơn diện tích cần phủ 2÷2,5 lần Khi cho Các hợp kim (chì antimon) + Chi tiết cần phục hồi _ Hình 3-2 Sơ đồ mạ crơm chi tiết điện phân dòng điện vào mạch điện hạt crơm tách từ chất điện phân đến bám vào chi tiết Mạ crôm dùng rộng rãi thực tế, để sửa chữa phục hồi bề mặt làm việc trục, trục chi tiết tương tự khác có độ mịn đến 0,2 mm lớp mạ crơm chịu nóng đến 8000C, cứng làm việc tốt mài mòn với thép mền, với gang thép thấm ni tơ chúng cịn có tính chống ăn mịn cao Thời hạn sử dụng chi tiết sau mạ crơm tăng 3÷10 lần Lớp mạ crơm có màu trắng xanh, có đặc điểm óng ánh chịu môi trường ẩm ướt Điện áp mạ thấp từ 6÷12V dịng điện chiều Chiều dày lớp mạ crơm chi tiết không lớn 0,2 mm, lớn độ bền vững lớp mạ có độ giịn cao, dễ bị tróc Khơng nên mạ crơm cho chi tiết làm việc chịu tải trọng va đập (ví dụ bánh răng) chịu áp suất lơn 75 kg/cm2 3.2.2.2 Mạ thép Mạ thép phưong pháp phục hồi chi tiết máy cách mạ lớp sắt điện phân Quá trình mạ xảy nhanh mạ crơm từ 10÷20 lần; phương pháp phủ lớp kim loại dày đến 2mm Nhưng lớp mạ dày độ bền giảm Mạ thép tiến hành bể nhựa faolit, gốm bê tơng chịu axít bể kim loại có phủ lớp chịu axít Chất điện phân bể đun nóng dịng điện Trong hai nhóm chất điện phân thường dùng để mạ thép sunfat clorua Trong thực tế sửa chữa thường dùng nhóm clorua cho chất lượng lớp mạ cao thời gian mạ ngắn Ưu điểm chủ yếu lớp mạ thép là: lớp mạ thép bám với lớp kim loại Lớp mạ thép có tính chất lý giống thép cácbon trung bình 3.1.3 Phương pháp gia cơng khí (phương pháp sửa chữa kích thước) Phục hồi chi tiết gia cơng khí dùng rộng rãi phương pháp tự phục hồi xác đường trượt máy, lỗ ngõng trục chi tiết khác nhau, ren trục vít me bị mịn v.v Lợi ích kinh tế chỗ giá thành phục hồi sửa chữa thấp đáng kể so với chi tiết tiết kiệm vật liệu, giảm bớt chi phí lao động gia công tăng nhanh tiến độ sửa chữa Bản chất phương pháp phục hồi sửa chữa độ xác hình học chi tiết cần phục hồi có độ phức tạp lớn cách lấy lớp kim loại nhỏ bề mặt bị mịn, mà khơng cần giữ ngun kích thước ban đầu Sau sửa chữa mối ghép cách lắp thêm vào chi tiết bù trừ chế tạo chi tiết bảo đảm chế độ lắp ban đầu Kích thước sửa chữa tự do: kích thước sửa chữa khơng quy định trước, kích thước trị số nhận trực tiếp q trình gia cơng, nghĩa kích thước lớn trục nhỏ lỗ Kích thước sửa chữa theo quy định: kích thước quy định phục hồi chi tiết người ta gia cơng bề mặt bị mịn đến kích thước Đối với hệ thống kích thước sửa chữa quy chế hoá để tạo điều kiện để sử dụng phương pháp lắp đổi lẫn sửa chữa đảm bảo sửa chữa nhanh chóng Nếu dùng phương pháp chế tạo chi tiết dự trữ Các đường trượt băng máy, bệ máy máy cơng cụ bị mịn phục hồi cách bào, mài phương pháp khác Người ta phục hồi độ xác hình học cách lấy lớp kim loại Để phục hồi chuỗi kích thước đường trượt, bàn dao đơn vị lắp khác điều chỉnh chi tiết bù trừ 3.2 Căn để lựa chọn phục hồi chi tiết máy Để lựa chọ phương pháp phục hồi chi tiết máy cách có hiệu cần phải dựa vào sau: Tính hợp lý kinh tế: Mức độ chi phí cho sản xuất để phục hồi chi tiết máy thường 15÷40% giá thành chi tiết Điều kiện sở vật chất (thiết bị, nhà xưởng) nhà máy, xí nghiệp có Vật liệu tính cơng nghệ chi tiết phục hồi: Cần phải tiết kiệm nguyên liệu kim loại màu, hợp kim loại vật liệu giá trị khác Đồng thời phải hiểu tính cơng nghệ chi tiết gia cơng Trị số đặc điểm mòn chi tiết cần phục hồi Biết thời gian phục vụ (sử dụng) chi tiết với chi tiết phục hồi Các yêu cầu điều kiện kỹ thuật phục hồi Số lượng chi tiết loại có độ mòn cần phục hồi thời gian ... cơng nghệ chi tiết gia cơng Trị số đặc điểm mịn chi tiết cần phục hồi Biết thời gian phục vụ (sử dụng) chi tiết với chi tiết phục hồi Các yêu cầu điều kiện kỹ thuật phục hồi Số lượng chi tiết loại... chi tiết bù trừ 3.2 Căn để lựa chọn phục hồi chi tiết máy Để lựa chọ phương pháp phục hồi chi tiết máy cách có hiệu cần phải dựa vào sau: Tính hợp lý kinh tế: Mức độ chi phí cho sản xuất để phục. .. xuất để phục hồi chi tiết máy thường 15÷40% giá thành chi tiết Điều kiện sở vật chất (thiết bị, nhà xưởng) nhà máy, xí nghiệp có Vật liệu tính cơng nghệ chi tiết phục hồi: Cần phải tiết kiệm nguyên