Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Nghiên cứu mài mòn các bánh răng hộp số xe tải nhẹ thiết kế chế tạo tại Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ********** Lê Văn Anh NGHIÊN CỨU MÀI MÒN CÁC BÁNH RĂNG HỘP SỐ XE TẢI NHẸ THIẾT KẾ CHẾ TẠO TẠI VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ********** NGHIÊN CỨU MÀI MÒN CÁC BÁNH RĂNG HỘP SỐ XE TẢI NHẸ THIẾT KẾ CHẾ TẠO TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật ô tô máy kéo Mã số : 62.52.35.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS DƯ QUỐC THỊNH TS NGUYỄN THANH QUANG HÀ NỘI - 2012 MỞ ĐẦU Trong trình phát triển kinh tế đất nước phục vụ đời sống xã hội, việc vận chuyển hàng hố, hành khách có vai trị to lớn, vận chuyển tơ có khả đáp ứng tốt nhiều mặt so với phương tiện vận chuyển khác tính động cao Ơ tơ đến nhiều vùng, nhiều khu vực, địa điểm mà phương tiện vận chuyển khác khó thực được, tơ đưa đón khách đến tận nhà, giao hàng tận nơi tập kết, đưa hàng đến tận chân cơng trình… với chi phí phù hợp nhu cầu người sử dụng Ngày nay, đô thị mở rộng, phát triển mạnh, nhu cầu vận chuyển hành khách, hàng hoá tăng, mật độ vận chuyển lớn Do vậy, vận chuyển tơ lại có ưu lớn Trong năm gần đây, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam không ngừng phát triển khẳng định vị kinh tế đất nước Để thúc đẩy ngành công nghiệp ô tô phát triển, đáp ứng nhu cầu sử dụng, Thủ tướng Chính phủ phê duyệt chiến lược phát triển ngành công nghiệp ô tô đến năm 2010 tầm nhìn đến năm 2020 theo hướng tăng tỉ lệ nội địa hố sản phẩm tơ lắp ráp, chế tạo nước Thực mục tiêu nội địa hoá Chính phủ đề ra, số sở nước tiến hành nghiên cứu, thiết kế chế tạo chi tiết, cụm tổng thành ô tô Việc kiểm nghiệm, đánh giá tiêu kinh tế kỹ thuật sản phẩm chế tạo vấn đề nhiều nhà khoa học quan tâm Tại Việt Nam tới thời điểm chưa có nhà máy, hay sản xuất chế tạo hồn chỉnh cụm hộp số tơ tải Để sản xuất hoàn chỉnh hộp số, sau chế tạo cần phải đánh giá với nhiều tiêu kỹ thuật khác như: hiệu suất, mức độ hao mòn chi tiết bên hộp số theo thời gian, độ bền lâu hộp số, độ rung ồn v.v Đề tài:“Nghiên cứu mài mòn bánh hộp số xe tải nhẹ thiết kế chế tạo Việt Nam” góp phần giải yêu cầu thực tiễn Mục đích nghiên cứu: - Xác định lượng mòn theo khối lượng bánh hộp số dùng cho xe tải nhẹ, làm sở cho việc xác định độ bền lâu chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa hộp số ô tô chế tạo nước - Xác định hệ số mòn k thực nghiệm để lựa chọn thông số đầu vào hồn thiện mơ hình lý thuyết tính tốn lượng mòn theo khối lượng bánh hộp số ô tô xe tải nhẹ thiết kế chế tạo Việt Nam Đối tượng, phạm vi nghiên cứu: Luận án tập trung nghiên cứu mài mòn bánh hộp số xe tải ba chế tạo Việt Nam, sản phẩm đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp nhà nước, mã số KC.05.32 Phạm vi nghiên cứu xác định lượng mòn theo khối lượng bánh hộp số ô tô theo thời gian, tốc độ phụ tải Phương pháp nghiên cứu: - Ứng dụng mơ hình tính tốn lượng mịn theo khối lượng J.F Archard để thiết lập biểu thức xác định lượng mòn cặp bánh ăn khớp - Xác định hệ số mòn k thực nghiệm tiến hành thử hộp số băng thử để lựa chọn thơng số đầu vào hồn thiện mơ hình lý thuyết tính tốn lượng mịn bánh hộp số ô tô chế tạo nước Ý nghĩa khoa học thực tiễn: - Việc nghiên cứu mài mòn bánh hộp số vấn đề mới, phức tạp có nhiều hướng nghiên cứu khác Luận án nghiên cứu ứng dụng mơ hình J.F Archard để thiết lập biểu thức xác định lượng mòn bánh theo thời gian, tốc độ phụ tải thay đổi tay số hộp số sở xây dựng giải phương trình xác định quãng đường ma sát lực pháp tuyến sườn - Các kết nghiên cứu luận án sử dụng để đánh giá độ bền lâu cặp bánh ăn khớp hộp số ô tô chế tạo Việt Nam Bố cục luận án: ♣ Mở đầu ♣ Chương 1: Tổng quan ♣ Chương 2: Cơ sở khoa học nghiên cứu mài mịn bánh hộp số tơ ♣ Chương 3: Tính tốn lượng mịn bánh hộp số ôtô ♣ Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm ♣ Kết luận kiến nghị Luận án hoàn thành Bộ môn ô tô xe chuyên dụng, trường Đại học Bách khoa Hà nội Phịng thí nghiệm hộp số tơ nhóm nghiên cứu sinh xây dựng trường Cao đẳng Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long Sự hợp tác tạo điều kiện thiết bị xử lý mẫu dầu thí nghiệm Viện Hố học Công nghiệp Việt Nam Trung tâm Phát triển Công nghệ ô tô Việt Nam, nhà máy Ô tô MeKong Cổ Loa hỗ trợ, tạo điều kiện sử dụng hộp số ô tô sản xuất Việt Nam, sản phẩm đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp nhà nước, mã số KC.05.32 trình nghiên cứu Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan ngành công nghiệp tơ Việt Nam chương trình nội địa hố Ngành cơng nghiệp tơ Việt Nam hình thành phát triển từ năm 1990 với số liên doanh có vốn đầu tư nước ngồi, năm 2000 Chính phủ cho phép doanh nghiệp đầu tư nước thành lập doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp dịng xe bus, xe thơng dụng để phục vụ ngành kinh tế nước nhà Trong thời gian qua, với phát triển kinh tế đất nước, ngành công nghiệp sản xuất lắp ráp ô tô Việt Nam bổ sung tốt cho nhu cầu vận chuyển hàng hoá người lại vùng nước Các Quyết định 175/2002/QĐ-TTg CP 177/2004/QĐ-TTg CP đặt móng cho phát triển ngành cơng nghiệp ô tô Việt Nam Hơn 40 doanh nghiệp đầu tư sản xuất lắp ráp tơ tồn quốc đến đạt thành tựu đáng kể, hàng năm sản xuất, lắp ráp 100.000 xe loại, tiết kiệm hàng tỉ USD nhập Ngành công nghiệp tơ ngày khẳng định vị trí quan trọng kinh tế nước nhà, thể rõ nét thông qua số lĩnh vực như: Giao thông đường bộ, công nghiệp sản xuất tiêu thụ tơ hàng năm Vai trị ngành cơng nghiệp tơ ln khẳng định đóng vai trò then chốt ngành vận tải đường bộ, tỷ trọng vận tải loại đường: Đường sắt, đường bộ, đường thuỷ, đường hàng không, thể thông qua bảng 1.1 1.2 Qua bảng 1.1 1.2 cho thấy, vai trị giao thơng vận tải đường to lớn so với vận tải đường sắt, đường sông, đường biển đường hàng không, hàng năm vận chuyển hàng triệu hàng hoá nhiều triệu lượt hành khách Theo dự báo, nhiều năm Việt Nam chưa có loại phương tiện giao thơng đường thay vai trị vận tải ô tô Bảng 1.1 Khối lượng hành khách vận chuyển phân theo ngành vận tải Năm Tổng số Đường sắt Đường Đường sông Đường hàng không Triệu lượt người 2001 821,8 10,6 677,3 130,0 3,9 2002 878,5 10,8 727,7 135,6 4,4 2003 1076,0 11,6 931,3 128,6 4,5 2004 1202,9 12,9 1041,9 142,6 5,5 2005 1349,6 12,8 1173,4 156,9 6,5 2006 1493,8 11,6 1331,6 143,2 7,4 2007 1638,0 11,6 1473,0 144,5 8,9 2008 1793,5 11,3 1629,0 143,0 10,2 2009 1934,3 11,1 1761,0 151,3 10,9 Sơ 2010 2194,3 11,6 2011,1 157,5 14,1 Nguồn: Niên giám thống kê năm 2010 Bảng 1.2 Khối lượng hàng hoá vận chuyển phân theo ngành vận tải Tổng số Đường sắt Đường Đường sơng Đường biển Nghìn 2001 252146,0 6456,7 164013,7 64793,5 16815,3 2002 292869,2 7051,9 192322,0 74931,5 18491,8 2003 347232,7 8385,0 225296,7 86012,7 27448,6 2004 403002,2 8873,6 264761,6 97936,8 31332,0 2005 460146,3 8786,6 298051,3 111145,9 42051,5 2006 513575,1 9153,2 338623,3 122984,4 42693,4 2007 596800,9 9050,0 403361,8 135282,8 48976,7 2008 653235,3 8481,1 455898,4 133027,9 55696,5 2009 715522,4 8247,5 513629,9 137714,5 55790,9 Sơ 2010 802232,9 7980,2 585024,8 144324,8 64717,4 Nguồn: Niên giám thống kê năm 2010 Số lượng ô tô sản xuất, lắp ráp tiêu thụ hàng năm Việt Nam thể bảng 1.3 Bảng1.3 Số liệu tổng hợp ô tô toàn quốc qua năm 2006 2007 2008 2009 2010 4/2011 Tổng số ô tô lưu hành 655753 786678 946601 1137933 1274084 1318856 Tổng số ô tô sản xuất lắp ráp 53867 104401 152509 136284 127454 44646 Tổng số ô tô nhập 12619 29605 54758 79859 57359 20975 Nguồn: Cục Đăng kiểm Việt Nam Quyết định số 186/2002/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ ký ngày 26/12/2002 phê duyệt Chiến lược phát triển ngành Cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn tới 2020 rõ mục tiêu, định hướng cho khí tơ Việt Nam Với mục tiêu: Phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam sở tiếp thu ứng dụng công nghệ tiên tiến giới, kết hợp với khai thác, bước nâng cao công nghệ thiết bị có, đáp ứng phần lớn nhu cầu thị trường ô tô nước, hướng tới xuất ô tô phụ tùng Qua số liệu nghiên cứu cho thấy, giai đoạn 2000-2010 ngành công nghiệp ô tô Việt Nam không ngừng phát triển khẳng định vị kinh tế nước nhà Vấn đề nội địa hoá xác định rõ ràng sản phẩm khí ô tô, chủ yếu tập trung vào loại xe thơng dụng, sản phẩm đứng đầu hộp số Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo hộp số ô tô tải nhẹ Việt Nam vấn đề có ý nghĩa thiết thực giai đoạn 1.2 Tổng quan hộp số ô tô tải chế tạo Việt Nam 1.2.1 Một số vấn đề chế tạo hộp số ô tô Việt Nam Năm 2006 chương trình khoa học cơng nghệ cấp nhà nước nghiên cứu, thiết kế chế tạo hồn thiện hộp số khí sử dụng cho xe tải nhẹ, có tải trọng Kết nghiên cứu làm sở cho việc chế tạo nội địa hố chi tiết tơ theo Chiến lược nội địa hố Chính phủ Một số vấn đề chương trình nghiên cứu sau: * Mục tiêu: Thiết kế, lập quy trình cơng nghệ chế tạo hộp số ô tô tải ba tấn, đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng, đạt tiêu kỹ thuật tương đương với tiêu số nước khu vực * Thực hiện: Từng bước chế tạo linh kiện phấn đấu đạt 40% tỷ lệ nội địa hố hộp số, có bánh vỏ hộp số nghiên cứu chế tạo nước Công nghệ chế tạo hộp số triển khai gồm 12 quy trình, có thử động lực học hộp số thử bền Tiêu chuẩn chất lượng hộp số xác nhận từ nhà sản xuất, quan Đăng kiểm Việt Nam công nhận xuất xứ sản phẩm lắp ráp nước đủ điều kiện tiêu chuẩn lắp lên xe * Vấn đề cơng nghệ: Hồn thiện thiết kế có khả áp dụng CAD/CAM gia công máy CNC; Công nghệ tạo phôi bánh răng, trục; Công nghệ đúc vỏ mỏng; Công nghệ gia công máy CNC nhiệt luyện; Cơng nghệ lắp ráp dây chuyền chun dụng lắp ráp theo loạt lớn; Công nghệ kiểm tra tiêu hộp số * Các bước công nghệ chế tạo chi tiết: Quy trình cơng nghệ chế tạo: Trên sở thiết kế, quy trình cơng nghệ hộp số xe tải nhẹ xác hố, hoàn thiện nhờ sử dụng phần mềm đại, với thông số xác thực để sản xuất chế tạo máy chun dùng, tính tốn tối ưu hoàn thiện thiết kế Về vật liệu: Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật độ bền, nhiệt luyện, điều kiện gia công phù hợp với khả cung cấp thị trường nước, giá thành hợp lý Tạo phơi: Hồn thiện rèn phơi bánh đúc vỏ hộp số Kiểm tra phôi: Trước đưa cắt tạo hình máy CNC phôi kiểm tra mác thép, thành phần vật liệu, chất lượng phôi Gia công bánh răng: Ứng dụng công nghệ CAD/CAM để chế tạo gia công bánh Cà răng: Để đạt cấp xác yêu cầu nhằm giảm độ ồn, tăng hiệu suất truyền, sử dụng bước công nghệ cà sau gia công cắt răng, trước nhiệt luyện Nhiệt luyện: Sử dụng hệ thống thiết bị nhiệt luyện điều khiển tự động, ứng dụng phương pháp chống biến dạng với công nghệ Sửa kiểm tra bánh cặp bánh răng: Việc sửa kiểm tra bánh sau nhiệt luyện thực bánh cặp dụng cụ chuyên dùng Thử tĩnh: Thực máy thử tĩnh chuyên dùng, kiểm tra cặp bánh đạt tiêu chuẩn đưa vào lắp ráp thực công đoạn 10 Lắp ráp hộp số: Công nghệ lắp ráp hộp số thực băng chuyền đồng bộ, chuyên dùng 11 Thử nghiệm động: Đây thông số đánh giá tiêu kỹ thuật hộp số, quy trình cơng nghệ thử nghiệm xây dựng để xác định thông số hiệu suất, ồn rung 12 Thử nghiệm bền: Đây thông số đánh giá tiêu kỹ thuật kinh tế chế tạo hộp số Thử nghiệm bền phá huỷ chi tiết kiểm tra theo tỷ lệ, đánh giá theo phương pháp thống kê loạt sản phẩm Thử nghiệm bền lâu thực thiết bị riêng có ảnh hưởng chế độ tải, sử dụng lý thuyết ma sát học, bôi trơn lý thuyết chẩn đoán để nghiên cứu Tại dây chuyền chế tạo hộp số nhà máy lớn nước ngồi, bước cơng nghệ thử nghiệm bền lâu bước công nghệ quan trọng quy trình sản xuất, loạt sản phẩm hộp số lấy xác suất theo tỷ lệ loạt quy định, không tháo mà đặt lên bệ thử cho chạy theo số độ bền lâu tính tốn xác định thực nghiệm độ mịn, đưa kết chẩn đoán đánh giá chất lượng sản phẩm trình sản xuất i PHỤ LỤC KẾT QUẢ TÍNH LƯỢNG MỊN LÝ THUYẾT CÁC BÁNH RĂNG HỘP SỐ 1.1 Xác định giá tri lực pháp tuyến điểm sườn bánh (Tính tốn cho cặp bánh Zb1 Za1 ăn khớp Trong bánh Zb1 chủ động có mơ men trục 46 Nm Za1 bánh bị động), thực theo bước sau: Bước 1: Mơ phương trình (1.1) Simulink   r  r  invψ i1 = tan arccos b1  − arccos b1   u1i   u1i   (1.1) Hình 1.1 Mơ hình mơ phương trình (1.1) Simulink Bước 2: Nhập thông số đầu vào: rb1 invψ i1 Bước 3: Chạy Simulink xác định vị trí điểm tiếp xúc thơng qua bán kính u1i Hình 1.2 Kết mô Simulink xác định điểm tiếp xúc Quá trình chạy chương trình xác định giá trị bán kính u1i lực pháp tuyến 101 điểm tiếp xúc khác sườn ăn khớp bánh quay (góc invψ i1 thay đổi), kết bảng 1.1 ii Bảng 1.1 Giá trị bán kính u1i lực pháp tuyến thay đổi theo góc quay Kết tính tốn Góc quay TT invψ i u1i (m) F (N) (rad) Zb1 Za1 Zb1 Za1 0 0.02432 0.03032 2190.3972 1756.9413 0.001047 0.02458 0.03028 2167.2278 1759.2622 0.002094 0.02474 0.03024 2153.2118 1761.5893 0.003141 0.02487 0.0302 2141.9565 1763.9225 0.004188 0.02498 0.03016 2132.5244 1766.2619 0.005235 0.02509 0.03011 2123.1749 1769.1949 0.006282 0.02519 0.03007 2114.7463 1771.5484 0.007329 0.02529 0.03003 2106.3843 1773.9081 0.008376 0.02538 0.02998 2098.9149 1776.8665 0.009423 0.02546 0.02989 2092.3197 1782.2168 10 0.01047 0.02555 0.02985 2084.9495 1784.605 11 0.011517 0.02563 0.02985 2078.4416 1784.605 12 0.012564 0.02571 0.02579 2071.9743 1786.999 … … … … … … 88 0.092136 0.02981 0.02571 1786.999 2071.9743 89 0.093183 0.02985 0.02563 1784.605 2078.4416 90 0.09423 0.02987 0.02555 1783.4101 2084.9495 91 0.095277 0.02989 0.02546 1782.2168 2092.3197 92 0.096324 0.02998 0.02538 1776.8665 2098.9149 93 0.097371 0.03003 0.02529 1773.9081 2106.3843 94 0.098418 0.03007 0.02519 1771.5484 2114.7463 95 0.099465 0.03011 0.02509 1769.1949 2123.1749 96 0.100512 0.03016 0.02498 1766.2619 2132.5244 97 0.101559 0.0302 0.02487 1763.9225 2141.9565 98 0.102606 0.03024 0.02474 1761.5893 2153.2118 99 0.103653 0.03028 0.02458 1759.2622 2167.2278 100 0.1047 0.03032 0.02432 1756.9413 2190.3972 Bước 4: Xác định chiều dài trượt sườn Kết xác định chiều dài trượt 100 đoạn sườn lực pháp tuyến tương ứng, bảng 1.2 hình 1.3 Bảng 1.2 Giá trị chiều dài trượt lực pháp ứng sườn TT Góc quay invψ i1 Kết tính tốn Chiều dài trượt Zb1-a1(m) F (N) (rad) dS Tổng dS Zb1 Za1 0.001047 0.000283 0.000283 2178.812 1758.102 iii 0.002094 0.000174 0.000457 2160.22 1760.426 0.003141 0.000141 0.000598 2147.584 1762.756 0.004188 0.000120 0.000717 2137.24 1765.092 0.005235 0.000120 0.000837 2127.85 1767.728 0.006282 0.000120 0.000957 2118.961 1770.372 0.007329 0.000120 0.001076 2110.565 1772.728 0.008376 0.000098 0.001174 2102.65 1775.387 0.009423 0.000087 0.001261 2095.617 1779.542 10 0.010471 0.000098 0.001359 2088.635 1782.813 11 0.011517 0.000087 0.001446 2081.696 1784.008 12 0.012564 0.000087 0.001533 2075.208 1925.076 … … … … … … 88 0.092136 0.000043 0.005716 1929.487 2068.761 89 0.093183 0.000043 0.005760 1785.802 2075.208 90 0.094232 0.000022 0.005782 1784.008 2081.696 91 0.095277 0.000022 0.005803 1782.813 2088.635 92 0.096324 0.000098 0.005901 1779.542 2095.617 93 0.097371 0.000054 0.005956 1775.387 2102.65 94 0.098418 0.000043 0.005999 1772.728 2110.565 95 0.099465 0.000043 0.006043 1770.372 2118.961 96 0.100512 0.000054 0.006097 1767.728 2127.85 97 0.101559 0.000043 0.006140 1765.092 2137.24 98 0.102606 0.000043 0.006184 1762.756 2147.584 99 0.103653 0.000043 0.006227 1760.426 2160.22 100 0.104721 0.000042 0.006271 1758.102 2178.812 iv A- Vị trí giao vịng sở với sườn răng; B- Vị trí đỉnh v Hình 1.3 Lực pháp tuyến thay đổi theo vị trí sườn vi 1.2 Tính tốn lượng mịn bánh hộp số Bước 1: Tính tốn lượng mịn bánh theo tải chiều dài trượt Mô men trục bánh bị động (trục thứ cấp hộp số), bảng 1.3 Bảng 1.3 Tải trục bánh Tải trục lắp bánh Bánh Za1 Za2 Za3 Za4 Mô men (Nm) 143 124 114 106 Áp dụng công thức (2.26) chương 2, ta xác định lượng mòn bánh răng: - Lượng mòn Za1 Zb1 2.09x10-8 (mg) - Lượng mòn Za5 Zb5 chạy số 8.38x10-8 (mg) - Lượng mòn Za2 Zb2 8.36x10-8 (mg) - Lượng mòn Za5 Zb5 chạy số 2.93x10-8 (mg) - Lượng mòn Za3 Zb3 1.01x10-7 (mg) - Lượng mòn Za5 Zb5 chạy số 4,71x10-8 (mg) - Lượng mòn Za4 Zb4 1.12x10-7 (mg) - Lượng mòn Za5 Zb5 chạy số 7.00x10-8 (mg) Bước 2: Tính tốn lượng mòn bánh theo điều kiện thời gian, tải tốc độ Áp dụng công thức từ (3.1) đến (3.17) ta xác định lượng mòn bánh Kết tính tốn lượng mịn bánh hộp số ô tô, bảng 1.4, 1.5 1.6 (Ghi chú: i bảngtương ứng với số tay số) vii Bảng1.4 Kết tính tốn lượng mịn theo thời gian Các thơng số đầu vào Tay số (Cấp nhanh) I II III IV IV Tổng Thời gian (phút) Kết tính tốn Trục thứ cấp Tốc Tải độ (Nm) (v/p) Lượng mòn bánh (mg) Za5(i) Zb5(i) Zbi Zai 2.5 169 99.8 8.59E-04 8.59E-04 1.13E-03 1.13E-03 2.5 169 121.2 1.04E-03 1.04E-03 1.37E-03 1.37E-03 2.5 169 142.6 1.23E-03 1.23E-03 1.61E-03 1.62E-03 2.5 169 156.8 1.35E-03 1.35E-03 1.78E-03 1.78E-03 6.25 591 86.7 6.20E-03 6.20E-03 8.94E-03 8.94E-03 6.25 591 105.3 7.53E-03 7.53E-03 1.09E-02 1.09E-02 6.25 591 123.9 8.86E-03 8.86E-03 1.28E-02 1.28E-02 6.25 591 136.3 9.75E-03 9.75E-03 1.41E-02 1.41E-02 11.25 915 79.4 1.58E-02 1.58E-02 2.28E-02 2.28E-02 11.25 915 96.5 1.92E-02 1.92E-02 2.77E-02 2.77E-02 11.25 915 113.5 2.26E-02 2.26E-02 3.26E-02 3.25E-02 11.25 915 124.8 2.26E-02 2.48E-02 3.58E-02 3.58E-02 111.25 1350 74.1 2.64E-01 2.64E-01 3.16E-01 3.15E-01 111.25 1350 90 3.20E-01 3.20E-01 3.83E-01 3.83E-01 111.25 1350 105.9 3.76E-01 3.76E-01 4.51E-01 4.51E-01 111.25 1350 116.5 4.14E-01 4.14E-01 4.96E-01 4.96E-01 288.75 1925 66.5 288.75 1925 80.8 288.75 1925 95.1 0 288.75 1925 104.6 1680 (28 h) 1.49E+00 1.49E+00 1.82E+00 1.82E+00 28560 (476 h) 2.53E+01 2.54E+01 3.09E+01 3.09E+01 6.62E+00 1.12E+02 viii Bảng1.5 Kết tính tốn lượng mịn theo tải Các thông số đầu vào Tay số (Cấp nhanh) Thời gian (phút) Trục thứ cấp Kết tính tốn Lượng mòn bánh (mg) Tốc độ (v/p) Tải (Nm) Za5(i) Zb5(i) Zbi Zai I 20 169 114.1 6.87E-03 6.87E-03 8.54E-03 8.54E-03 II 50 591 99.2 4.96E-02 4.96E-02 6.74E-02 6.74E-02 III 90 915 90.8 1.27E-01 1.27E-01 1.81E-01 1.81E-01 IV 890 1350 84.7 1.76E+00 1.76E+00 2.36E+00 2.35E+00 V 2310 1925 76.1 Tổng 3360 (56h) 1.95E+00 1.95E+00 2.62E+00 2.61E+00 I 20 169 128.3 8.34E-03 8.34E-03 1.04E-02 1.04E-02 II 50 591 111.5 6.03E-02 6.03E-02 8.19E-02 8.19E-02 III 90 915 102.2 1.54E-01 1.54E-01 2.19E-01 2.19E-01 IV 890 1350 95.3 2.14E+00 2.14E+00 2.86E+00 2.86E+00 V 2310 1925 85.6 Tổng 3360 (56h) 2.36E+00 2.36E+00 3.18E+00 3.17E+00 I 20 169 142.6 9.81E-03 9.81E-03 1.22E-02 1.22E-02 II 50 591 123.9 7.09E-02 7.09E-02 9.63E-02 9.63E-02 III 90 915 113.5 1.81E-01 1.81E-01 2.58E-01 2.58E-01 IV 890 1350 105.9 2.52E+00 2.52E+00 3.37E+00 3.36E+00 V 2310 1925 95.1 Tổng 3360 (56h) 2.79E+00 2.79E+00 3.73E+00 3.73E+00 I 20 169 156.8 1.08E-02 1.08E-02 1.34E-02 1.34E-02 II 50 591 136.3 7.80E-02 7.80E-02 1.06E-01 1.06E-01 III 90 915 124.8 1.99E-01 1.99E-01 2.84E-01 2.84E-01 IV 890 1350 116.5 2.77E+00 2.77E+00 3.71E+00 3.70E+00 V 2310 1925 104.6 Tổng 3360 (56h) 3.06E+00 3.06E+00 4.11E+00 4.10E+00 ∑ 224h 70% 85% 100% 110% 9.12E+00 1.11E+01 1.30E+01 1.43E+01 9,12 + 11,1 + 13 + 14,3 = 47,52 mg ix Bảng1.6 Kết tính tốn lượng mịn theo tốc độ Các thơng số đầu vào Tay số (Cấp nhanh) Thời gian (phút) Trục thứ cấp Tốc độ Tải (v/p) (Nm) Kết tính tốn Lượng mòn bánh (mg) Za5(i) Zb5(i) Zbi Zai I 30 169 142.6 1.47E-02 1.47E-02 1.83E-02 1.83E-02 II 75 591 123.9 1.06E-01 1.06E-01 1.45E-01 1.45E-01 III 135 915 113.5 2.71E-01 2.71E-01 3.83E-01 3.83E-01 IV 1335 1350 105.9 3.79E+00 3.79E+00 5.05E+00 4.55E+00 V 3465 1925 95.1 0 0 4.18E+00 4.18E+00 5.60E+00 5.10E+00 Tổng 5040 (84h) 100% 1.91E+01 I 30 143 142.6 1.25E-02 1.25E-02 1.55E-02 1.55E-02 II 75 502 123.9 9.03E-02 9.03E-02 1.23E-01 1.23E-01 III 135 777.75 113.5 2.30E-01 2.30E-01 3.25E-01 3.25E-01 IV 1335 1147.5 105.9 3.22E+00 3.22E+00 4.29E+00 3.87E+00 V 3465 1636.25 95.1 0 0 3.55E+00 3.55E+00 4.75E+00 4.33E+00 Tổng 5040 (84h) 85% 1.62E+01 I 30 118.3 142.6 1.03E-02 1.03E-02 1.28E-02 1.28E-02 II 75 413.7 123.9 7.44E-02 7.44E-02 1.67E-01 1.67E-01 III 135 640.5 113.5 1.90E-01 1.90E-01 2.68E-01 2.68E-01 IV 1335 945 105.9 2.65E+00 2.65E+00 3.19E+00 3.19E+00 V 3465 1347.5 95.1 0 0 2.93E+00 2.92E+00 3.64E+00 3.63E+00 Tổng ∑ 5040 (84h) 252h 70% 1.31E+01 19,1 + 16,2 + 13,1 = 48,4 mg Tổng lượng mòn lý thuyết sau 952h làm việc: 208mg x PHỤ LỤC KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH LƯỢNG MÒN HỘP SỐ THÍ NGHIỆM 2.1 Kết xử lý đo hạt mài mòn kim loại dầu hộp số Bảng2.1 Khối lượng hạt mài mòn hộp số theo thời gian Tổng lượng hạt mài mòn (ppm/kg mẫu) Mẫu dầu Thời gian (h) Fe Cu Cr Mn 0 92.747 0.1281 0.9002 0.7415 28 0.0870 0.0011 0.0067 0.0044 56 0.0870 0.0011 0.0259 0.0076 84 0.7109 0.0010 0.0432 0.0102 112 2.3030 0.0133 0.0593 0.0476 140 3.1061 0.0124 0.1050 0.0130 168 3.9690 0.0115 0.0689 0.0135 196 4.7871 0.0194 0.0852 0.0529 224 6.0856 0.0170 0.1172 0.0261 252 7.4832 0.0222 0.1391 0.0828 10 280 7.3644 0.0299 0.1121 0.1081 11 308 7.5140 0.0246 0.1276 0.0962 12 336 7.5806 0.0265 0.1625 0.1061 13 364 10.3571 0.0322 0.1672 0.1362 14 392 10.2345 0.0347 0.2152 0.1675 15 420 10.1657 0.0350 0.2112 0.1675 16 448 10.3340 0.0370 0.2389 0.1731 17 476 11.9042 0.0389 0.2493 0.1903 18 504 12.0530 0.0383 0.2504 0.1900 19 532 12.2027 0.0378 0.2522 0.1903 20 560 12.5153 0.0378 0.2577 0.1937 21 588 12.8075 0.0377 0.2647 0.1970 22 616 13.2455 0.0380 0.2731 0.2016 23 644 13.6554 0.0384 0.2810 0.2066 24 672 14.1872 0.0390 0.2904 0.2130 25 700 14.6821 0.0396 0.3002 0.2187 xi 26 728 14.5917 0.0388 0.2973 0.2167 27 756 14.5107 0.0382 0.2958 0.2150 28 784 14.4350 0.0376 0.2936 0.2126 29 812 14.5651 0.0375 0.2957 0.2134 30 840 14.6866 0.0374 0.2970 0.2145 31 868 14.7846 0.0373 0.2986 0.2147 32 896 15.0817 0.0377 0.3046 0.2182 33 924 15.3618 0.0380 0.3097 0.2118 34 952 15.6201 0.0383 0.3150 0.2156 2.2 Kết xác định lượng mịn theo khối lượng thí nghiệm Từ kết khối lượng hạt mài mòn xác định bảng 2.1, áp dụng công thức (4.1), (4.2) (4.3) để tính tốn, ta xác định lượng hạt mài mòn hộp số theo thời gian, tương ứng với thời điểm lấy mẫu dầu, bảng 2.2 Bảng2.2 Khối lượng hạt mài mòn hộp số theo thời gian Tổng lượng hạt mài mòn (mg/hộp số) Mẫu dầu Thời gian (h) Fe Cu Cr Mn U∑ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 28 56 84 112 140 168 196 224 252 280 308 336 364 392 420 448 476 504 584.3083 584.895 584.347 598.895 589.902 615.902 612.902 609.251 638.419 641.606 636.169 648.326 669.229 655.036 676.431 680.603 686.239 700.781 707.075 0.8071 0.8146 0.8146 0.8146 0.8926 0.8926 0.8926 0.9478 0.9411 0.9815 1.0399 1.0201 1.0432 1.0907 1.1214 1.1385 1.1673 1.1958 1.2097 5.6712 5.7162 5.8371 5.958 6.0789 6.3935 6.2131 6.3467 6.5866 6.7774 6.6703 6.8179 7.0955 7.1981 7.5761 7.6472 7.9168 8.0901 8.2094 4.6712 4.7012 4.7212 4.7412 4.9812 4.7846 4.7938 5.0481 4.9026 5.2716 5.4683 5.4418 5.548 5.7852 6.0435 6.1187 6.2294 6.4157 6.4999 595.4578 596.127 595.7199 610.4088 601.8547 627.9727 624.8015 621.5936 650.8493 654.6365 649.3475 661.6058 682.9157 669.11 691.172 695.5074 701.5525 716.4826 722.994 xii 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 532 560 588 616 644 672 700 728 756 784 812 840 868 896 924 952 713.442 720.903 728.375 736.898 745.441 754.936 764.438 770.476 776.532 782.585 789.9 797.22 804.446 812.971 821.523 830.063 1.2237 1.2403 1.2569 1.276 1.2951 1.3163 1.3375 1.3507 1.3643 1.3777 1.3941 1.4104 1.4266 1.4455 1.4645 1.4836 8.3332 8.4813 8.6411 8.8135 8.9863 9.1717 9.3639 9.4809 9.6051 9.7243 9.8696 10.011 10.155 10.327 10.496 10.669 6.5872 6.6943 6.8018 6.9197 7.0421 7.1753 7.3071 7.393 7.4799 7.5614 7.6622 7.7648 7.8629 7.9812 8.0393 8.1585 729.5861 737.3189 745.0748 753.9072 762.7645 772.5993 782.4465 788.7006 794.9813 801.2484 808.8259 816.4062 823.8905 832.7247 841.5228 850.3741 xiii PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM Phịng thí nghiệm xây dựng xưởng Động lực, trường Cao đẳng Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long, tỉnh Vĩnh Long Thời gian xây dựng thử nghiệm từ tháng năm 2008 đến tháng năm 2009 Cơ sở làm thí nghiệm Cơ sở làm thí nghiệm Hộp số thí nghiệm Lắp đối trọng cân gây tải Cân phận gây tải Điều chỉnh chế độ thử nghiệm xiv Vị trí lấy mẫu Tháo dầu lấy mẫu Bổ sung dầu Quạt làm mát động bệ thử Các mẫu dầu thí nghiệm Tách hạt mài mòn dầu Nghiên cứu xác định hạt mài mòn Một số ảnh hạt mài mịn ferrogram (phóng đại 400 lần) xv Bệ thử nghiệm nghiên cứu mòn hộp số