Trong những năm gần đây ngành công nghiệp đóng tàu ở nước ta phát triển rất mạnh mẽ. Nó tác động rất lớn đến sự phát triển kinh tế xã hội, đồng thời có ý nghĩa cực kì quan trọng về an ninh quốc phòng. Vì vậy việc đầu tư phát triển ngành đóng tàu là một yêu cầu tất yếu và rất thiết thực. Trước những nhu cầu đó, trường đại học Nha Trang là một trong những trung tâm đào tạo mũi nhọn của nước ta, trong đó có ngành cơ khí tàu thuyền với đội ngũ cán bộ nghiên cứu và giảng dạy sáng tạo đầy nhiệt huyết đã đào tạo hàng ngàn kỹ sư tại đây tỏa về khắp mọi miền đất nước góp phần không nhỏ trong sự nghiệp phát triển ngành thủy sản nói riêng và ngành kinh tế nói chung. Trong chiến lược chung của trường em được giao một đồ án tốt nghiệp: “Phân tích quy trình chế tạo chân vịt trong nước hiện nay” Một đề tài thật hay và bổ ích nhưng không kém phần hấp dẫn sáng tạo mang tính thực tế trong sản xuất. Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể là một đóng góp nhỏ trên con đường hiện đại hóa cơ sở vật chất cũng như nâng cao chất lượng hiệu quả nghiên cứu khoa học.
QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHÂN VỊT TRONG NƯỚC HIỆN NAY
CHUẨN BỊ CƠ SỞ ĐÚC
Chuẩn bị đầy đủ cơ sở vật chất đóng vai trò quan trọng trong quy trình đúc, giúp đảm bảo quá trình thực hiện được suôn sẻ và hiệu quả Việc trang bị đầy đủ các thiết bị và cơ sở vật chất cần thiết là bước đầu tiên quan trọng, tạo tiền đề cho các bước tiếp theo trong quy trình đúc được thực hiện một cách trơn tru và thành công.
Quá trình sản xuất đúc đòi hỏi nhiều công đoạn phức tạp và cần được thực hiện trong một nhà xưởng đúc chuyên dụng Để đáp ứng yêu cầu này, nhà xưởng đúc thường được phân chia thành nhiều khu vực riêng biệt, bao gồm phân xưởng mẫu và kho dụng cụ, kho vật liệu làm khuôn, kho nguyên liệu, khu vực nấu luyện kim loại, khu vực đúc, và hồ nước phục vụ cho việc sàng lọc hỗn hợp tạo cát làm khuôn, làm nguội vật đúc và phòng cháy chữa cháy.
Tạo mẫu chân vịt đúc
Tiến hành đúc chân vịt
Phá khuôn và làm sạch vật đúc Nấu và rót vật liệu
Gia công củ chân vịt
Gia công chân vịt sau khi đúc Mài cánh chân vịt Đánh bóng bề mặt Gia công nhiệt: ram vật liệu
Hoàn thiện sản phẩm Đóng mác chế tạo và ngày sản xuấtKiểm tra tính cân bằng của chân vịtKiểm tra các thông số: , H/D
Nhà xưởng đúc phải bảo đảm các yêu cầu sau:
- Nhà xưởng đúc phải trang bị quạt, hệ thống thông gió, đèn chiếu sáng.
Lối đi trong xưởng cần đảm bảo thuận tiện cho việc di chuyển giữa hai hàng khuôn, đặc biệt là khi di chuyển bằng tay Theo đó, chiều rộng lối đi chung của xưởng nên rộng trên 2m, trong khi lối đi giữa hai hàng khuôn đúc cần rộng trên 1m20 để đảm bảo sự an toàn và dễ dàng di chuyển.
- Nền xưởng phải bằng phẳng, khô ráo.
- Kiến trúc của xưởng không được dùng cấu kiện gỗ và không được bố chất dễ cháy trong nhà xưởng
- Giữa lò nấu và thùng chứa phải ngăn bằng vật liệu chống cháy.
2.1.2 Lò nồi nấu vật liệu.
Hợp kim đồng có thể được nấu chảy bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm lò nồi, lò ngọn lửa, lò hồ quang và lò cảm ứng Tuy nhiên, nấu bằng lò nồi và lò ngọn lửa có nhược điểm là tiêu tốn nhiều nhiên liệu và tỉ lệ cháy hao mòn kim loại cao Vì vậy, nấu bằng lò điện hồ quang hoặc lò cảm ứng được coi là phương pháp tốt nhất Hiện nay, nhiều cơ sở chế tạo chân vịt thường sử dụng lò nấu theo kiểu lò nồi đốt bằng dầu và khí.
Hình 2.2: Lò nồi đốt cháy bằng dầu và khí
Cấu tạo của lò bao gồm lớp vỏ thép bao bọc bên ngoài lớp gạch chịu lửa, tạo thành một lớp bảo vệ vững chắc Bên trong lò, nồi nấu được đặt ở vị trí trung tâm, giúp hạn chế sự tiếp xúc giữa khí cháy và kim loại lỏng Để đảm bảo an toàn và hiệu suất nấu, nắp đậy được sử dụng để che chắn và kiểm soát quá trình nấu.
Hệ thống cung cấp hỗn hợp khí cháy là một thành phần quan trọng, trong đó hỗn hợp dầu cặn và không khí được sử dụng để tạo ra nguồn nhiên liệu dễ cháy Dầu cặn thường được chứa trong két và lò có trang bị tấm chống cháy cách nhiệt để đảm bảo an toàn Quá trình cung cấp nhiên liệu đến lò diễn ra thông qua hệ thống ống và van, trong khi không khí được cung cấp từ miệng ra cửa quạt gió, thường sử dụng quạt ly tâm để thổi vào buồng trộn hỗn hợp qua ống dẫn cao su Tại đây, dòng khí có áp lực lớn tạo ra bởi quạt gió sẽ trộn với các hạt dầu, tạo thành một hỗn hợp dễ cháy và được đưa vào lò đốt để thực hiện quá trình đốt cháy.
2.1.3.1 Các vật liệu được sử dụng để chế tạo chân vịt theo lý thuyết
Vật liệu thường được sử dụng để chế tạo chân vịt bao gồm đồng thau, thép không rỉ, thép các-bon và gang Trong đó, đồng thau là lựa chọn phổ biến cho chân vịt của tàu biển hoạt động thường xuyên ở vùng nước mặn.
Gang thường dùng cho tàu biển và tàu sông
Các vít và bu lông sử dụng để lắp ghép cánh chân vịt cần được chế tạo từ thép hợp kim hoặc thép rèn có độ bền cao Đặc biệt, nếu kết cấu yêu cầu giới hạn bền không nhỏ hơn 50KG/mm2, thì thép không gỉ là lựa chọn phù hợp Để đánh giá chính xác đặc tính cơ học của vật liệu, mẫu thử nghiệm nên được lấy từ cùng một phôi đúc chân vịt.
Vật liệu chủ yếu dùng cho chân vịt đúc liền:
Đồng thau mangan – sắt kí hiệu ЛΜΜUЖ 55- 3-1
Đồng có tính khử kẽm là loại vật liệu dễ bị nứt rạn khi chịu tác động của ngoại lực So với đồng pha nhôm, hệ số sức bền của loại đồng này thấp hơn khi chịu tác dụng của lực tĩnh và lực theo chu kì Do đó, chân vịt cấp cao làm bằng loại đồng này chỉ phù hợp với các tàu hoạt động ở vùng biển có băng không cao hơn loại B2 Để đảm bảo an toàn, chân vịt cần được bảo vệ tránh dòng điện phân và không được đốt nóng khi tháo lắp, đặc biệt là tránh sử dụng tia lửa điện hở.
Khi thực hiện sửa chữa chân vịt, nếu cần phải hàn và đốt nóng để kiểm tra, bước tiếp theo là gia công nhiệt ở nhiệt độ 350-400 độ C Điều này đảm bảo đáp ứng yêu cầu và tiêu chuẩn gia công nhiệt cho chân vịt Ngoài ra, khi hàn khuyết tật, cần sử dụng que hàn cùng loại vật liệu với chân vịt để đảm bảo chất lượng và an toàn cho quá trình sửa chữa.
Đồng thau nhôm – sắt kí hiệu ЛΜAΜUЖ 67.5.2.2
Loại này sở hữu sức bền vượt trội so với đồng ЛММUЖ 55-3-1 Mặc dù không bị gỉ, nhưng trong quá trình sử dụng, nó vẫn có thể bị xâm thực ở vùng cánh Nếu không được trang bị thiết bị bảo vệ, nó cũng có thể xảy ra hiện tượng khử kẽm.
Chất liệu hợp kim đồng được ứng dụng rộng rãi trong chế tạo chân vịt cao cấp cho các tàu lướt và xuồng chạy nhanh Quá trình hàn các khuyết tật trên chân vịt này thường sử dụng que hàn cùng mác vật liệu, sau đó ram ở nhiệt độ thích hợp để đảm bảo độ bền và chất lượng của sản phẩm.
500 – 550 o C Thời gian ram tùy thuộc vào đường kính chân vịt.
Các loại vật liệu hợp kim đồng như đồng thanh nhôm - niken - sắt (БpΑЖH 9.4.4), đồng mangan (pΑЖH 9.4.4 và ЖH 9.4.4) và đồng mangan - nhôm - kẽm (HeBa 60 và He Ba 70) được đánh giá cao nhờ sở hữu nhiều đặc tính vượt trội so với các loại vật liệu hợp kim màu khác trong chế tạo chân vịt cho các tàu chạy biển với tốc độ trên 15 hải lý/giờ Những vật liệu này thường được ứng dụng rộng rãi trong chế tạo các tàu biển lớn loại B3, B4 và B1 hoạt động ở vùng biển băng Khi cần sửa chữa các khuyết tật, que hàn đồng БpΑЖH 9.4.4 và đồng mangan pΑЖH 9.4.4 và ЖH 9.4.4 thường được sử dụng.
Thép dễ đúc và gia công cơ là loại vật liệu phổ biến trong sản xuất chân vịt cho tàu thông thường và tàu sông, tuy nhiên do tính chống gỉ kém nên nó thường không được ưu tiên sử dụng cho tàu biển, trừ một số trường hợp đặc biệt.
Thép không gỉ kí hiệu 1X14HДЛΜ.
Có sức bền cao, chống ăn mòn tốt, nhưng sức bền mỏi do ăn mòn lại không cao.
Dùng chế tạo chân vịt loại cao cấp và thông thường.
Khi chế tạo, việc hàn các khuyết tật cần được thực hiện sau khi đã ram và hoàn thành quá trình gia công nhiệt Tuy nhiên, trong quá trình sửa chữa, có thể áp dụng phương pháp đốt nóng cục bộ để khắc phục các khuyết tật một cách hiệu quả.
1060 o 100 o C trong 4 giờ và làm nguội bằng không khí Sau khi hàn các khuyết tật, không phải gia công nhiệt, trừ trường hợp hàn ở cánh.
Thép mangan không gỉ kí hiệu 0X16H4ЛΜ9AДФ
Loại vật liệu này dùng để chế tạo chân vịt, tùy thuộc vào công dụng, loại tàu,tốc độ và đường kính chân vịt
Bảng 3 - Thành phần hóa học và đặc tính của hợp kim đồng dùng chế tạo chân vịt
Ký hiệu vật liệu Nga
Thành phần hóa học % Đặc tính cơ học Quy định mẫu thử để xác định đặc tính cơ học
Zn Tổng hợp chất khác Đồng Cu
Giới hạn bền B KG/ mm 2
Dãn nở dài tương đối
20 30 Đúc mẫu thử riêng hoặc đúc thêm một đoạn dài làm mẫu thử Đồng-Nhôm-
70 62 _ 12 25 Đúc mẫu thử riêng Đồng-Nhôm-
Sắt-Niken БpΑЖH 9.4.4 và đồng manganpΑЖH 9.4.4 và đồng manganЖH
_ Đúc mẫu thử riêng Đồng đặc biệt
2.1.3.2 Vật liệu chế tạo chân vịt hiện nay
TẠO MẪU ĐÚC CHÂN VỊT
Bản vẽ thiết kế chân vịt thường do các trung tâm thiết kế chuyên nghiệp hoặc các công ty đóng tàu thực hiện Tuy nhiên, các cơ sở đúc hiện nay thường chỉ tập trung vào quá trình đúc chân vịt mà không thực hiện thiết kế do những hạn chế về điều kiện.
Trên bản vẽ thiết kế, chân vịt được biểu diễn ở ba mặt chiếu: hình chiếu cạnh,hình chiếu bằng, hình chiếu thẳng (xem hình 2.4)
Bản vẽ mẫu chân vịt được dựa trên cơ sở là bản vẽ thiết kế cộng thêm một lượng dư gia công trên cạnh và trên bề mặt cánh.
Khi thiết kế chân vịt mẫu, hình chiếu thẳng và hình chiếu bên thường được xây dựng theo trình tự lập bản vẽ thiết kế Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất mẫu chân vịt, việc thiết lập hình chiếu thẳng và hình chiếu bên không phải là bắt buộc.
So sánh với bản vẽ thiết kế, bản vẽ gia công có thiết kế đơn giản hơn, bao gồm hai hình chiếu chính là hình chiếu bằng và hình chiếu cạnh Thông qua bảng thông số kỹ thuật chính trên bản vẽ gia công, người dùng có thể dễ dàng xác định các thông số quan trọng của chân vịt như đường kính chân vịt D, tỷ số bước H/D, bước H, tỷ số đĩa , số cánh Z, chiều quay và trọng lượng.
Trong quá trình gia công, người công nhân thường dựa vào bảng tọa độ mép cánh để thực hiện các thao tác chính xác Bảng tọa độ này cung cấp thông tin quan trọng về các đại lượng như tỷ lệ r/R, bán kính r, chiều dài L và chiều dày e của cánh tương ứng với từng tọa độ bán kính r, giúp người công nhân thực hiện công việc gia công một cách hiệu quả và chính xác.
Dựa vào bản vẽ gia công, chúng ta có thể xác định được các thông số quan trọng của củ chân vịt, bao gồm chiều dài củ chân vịt, đường kính củ chân vịt và đường kính lỗ trục, giúp đảm bảo độ chính xác và chất lượng trong quá trình gia công.
Hình 2.4: Hình chiếu cánh chân vịt
Làm mẫu chân vịt là một khâu quan trọng trong quá trình chế tạo chân vịt, đòi hỏi sự chính xác và tỉ mỉ Quá trình này thường bắt đầu bằng việc tạo bản vẽ thiết kế chi tiết, sau đó thêm vào các yếu tố như lượng dư gia công trên mặt và cạnh của cánh, cũng như lượng bù đắp ở gốc cánh để phù hợp với góc đúc Bản vẽ mẫu này sẽ được sử dụng để chế tạo chân vịt mẫu trên gỗ bởi các người thợ mộc có kinh nghiệm.
Tạo mẫu chân vịt bằng gỗ
Việc tạo mẫu chân vịt bằng gỗ thường do người thợ mộc đảm nhận, đặc biệt phù hợp với các chân vịt có đường kính nhỏ Thông thường, quy trình này được thực hiện dựa trên kinh nghiệm của người thợ, giúp tạo ra sản phẩm chính xác và chất lượng.
- Gỗ được dùng làm mẫu là các loại gỗ thớ mịn, ít co rút, thường dùng là loại: vàng tâm (xá xị)
Quá trình tạo ra chân vịt bắt đầu với việc người thợ mộc tạo hình củ chân vịt bằng gỗ trên máy tiện, đồng thời khoan lỗ để bắt thước đo bước xoắn Tiếp theo, cánh chân vịt được chế tạo trên bệ tam giác bước, một dụng cụ chuyên dụng giúp xác định dạng mặt đạp chính xác.
Chế tạo bệ tam giác bước:
Khi chế tạo chân vịt, chúng ta cần hiểu rằng bước xoắn không đổi sẽ tạo ra chuyển động trượt trên một tam giác có chiều dài cạnh đáy khác nhau ở mỗi bán kính, nhưng chung một chiều cao là bước chân vịt Sau một vòng quay, cánh chân vịt được nâng lên một khoảng là H, nguyên tắc này là cơ sở để tạo mẫu chân vịt và chế tạo tam giác bước hiệu quả.
Vật liệu chế tạo tam giác bước thường là tấm tôn có chiều dày từ 4 đến 6 mm, đảm bảo đủ độ cứng và độ bền để chịu đựng lực gò chân vịt trên bệ Tùy thuộc vào bán kính của chân vịt, tam giác bước có thể được chế tạo bằng tôn uốn cỡ 4 đến 6 bán kính (r), chẳng hạn như 0,3R, 0,5R, 0,7R, 0,8R hoặc 0,95R.
- Các kích thước và hình dạng (hình 2.3) được tính toán như bảng 4
STT Thông số Cách tính Đơn vị Thứ tự mặt cắt
1 Thứ tự mặt cắt Chọn I II III IV
3 Độ nghiêng tâm tại r Theo bản vẽ
4 Khoảng cách từ tâm đến bề mặt tam giác bước
5 Chiều rộng cánh b Theo bản vẽ
6 Khoảng cách từ tâm đến mép đạp bước b1
7 Khoảng cách từ tâm đến mép thoát bước b2
10 Cạnh huyền của tam giác bước
- Trong công thức trên M = (mr + p) là chiều cao tâm cánh chân vịt tại vị trí bán kính r
- p là chiều dài tấm phẳng đặt trên mặt tam giác bước
- Lỗ thoát (c = n) dùng trong trường hợp chân vịt có tỉ số mặt đĩa >1.
- Cạnh huyền tam giác bước bằng ( b+20 ) + 200 mm nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc gia công trên bề mặt tam giác bước.
Hình 2.5: Cấu tạo tam giác bước
Để chế tạo bệ tam giác bước, chúng ta thực hiện các bước sau: Đầu tiên, dựa trên các kích thước đã xác định, ta chế tạo tam giác bước bằng tôn tại các vị trí I, II, III, IV tương ứng với các bán kính r1 Sau đó, ta uốn các tam giác này theo bán kính r1 và ghép chúng lại với nhau Để tạo thành bệ tam giác bước hoàn chỉnh, ta sử dụng tấm phẳng có chiều dày p, chiều dày khoảng cách giữa hai vị trí I và IV, và chiều rộng cạnh huyền bằng với tam giác bước.
Các tam giác bước I, II, III, IV được đặt trên tấm phẳng theo vị trí của chúng và hàn lại để tạo thành một khối thống nhất Các tam giác bước này được đặt tiếp xúc với tấm phẳng theo cạnh huyền, sau đó được kết nối với nhau bằng các tấm thép có chiều dày và chiều rộng tương ứng với tấm phẳng, và chiều dài bằng khoảng cách giữa I và II Quá trình này tạo thành một bệ tam giác bước vững chắc và thống nhất, giúp liên kết các tam giác bước lại với nhau.
Hình 2.6: Bệ tam giác bước dùng tạo mẫu chân vịt.
Sau khi tạo bệ tam giác bước, bước tiếp theo là tạo dáng cánh sơ bộ bằng đất sét, chú ý đến chiều dày của cánh Dựa trên mẫu đất sét này, người ta sẽ chọn khối gỗ phù hợp để làm mẫu cánh, đảm bảo độ chính xác và tinh tế cho sản phẩm cuối cùng.
Để tạo mặt đạp của cánh chân vịt, hãy cắt một miếng cao su mỏng theo hình dạng mặt trái của cánh, với kích thước thật của cánh Sau đó, áp chặt và cố định miếng cao su trên bệ tam giác bước, đảm bảo rằng miếng cao su này chính là mặt đạp của cánh chân vịt sau khi đã tính toán kỹ lưỡng.
Khi tạo mẫu bằng gỗ, người ta thường kết hợp kinh nghiệm với kiểm tra trên bệ tam giác bước để đảm bảo độ chính xác Quá trình này thường bao gồm việc bôi màu vào miếng cao su và áp mẫu vào gỗ, nếu mẫu gỗ ăn màu đều thì phần mặt đạp nước được coi là hoàn thiện Đối với phần mặt hút của chân vịt, mẫu gỗ được tạo ra bằng cách đo chiều dày ở các bán kính và gọt từng phần, sau đó kết hợp kiểm tra mẫu để đảm bảo độ chính xác và hoàn thiện.
KĨ THUẬT ĐÚC CHÂN VỊT
Quá trình chế tạo khuôn đúc là một phần quan trọng của sản xuất đúc, bao gồm hai khâu chính là chế tạo khuôn và lắp ráp khuôn, được thực hiện tại một khu vực quy định của phân xưởng đúc Đây là những công việc trọng yếu nhất quyết định chất lượng của sản phẩm đúc Khuôn đúc có thể được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau, tùy thuộc vào yêu cầu và mục đích sử dụng cụ thể.
+ Làm khuôn trên và dưới nền xưởng.
+ Làm khuôn trong hòm khuôn
+ Làm khuôn bằng mẫu và mẫu xương.
Tùy theo sản lượng của xưởng và mức độ cơ khí hóa, việc làm khuôn tiến hành theo những hình thức sau:
Tuy nhiên ở nước ta hiện nay chủ yếu là làm khuôn bằng tay và được thực hiện trong hòm khuôn
2.3.1.1 Vật liệu làm khuôn đúc bằng cát Đối với phương pháp đúc bằng khuôn cát, muốn tạo được vật liệu dùng làm khuôn tốt, cần phải biết những yếu tố vật lý, hóa học, nhiệt học mà vật liệu phải chịu đựng, đồng thời phải nắm vững tính chất các loại vật liệu dùng làm khuôn đúc và tính chất các loại hợp kim đúc.
- Vật liệu làm khuôn được chia ra thành hai thành phần: những vật liệu ban đầu và vật liệu phụ
Vật liệu ban đầu để sản xuất gạch ngói bao gồm hai nhóm chính: nhóm vật liệu chịu nóng, chủ yếu là các loại cát, và nhóm vật liệu kết dính, bao gồm đất sét, chất vô cơ và chất hữu cơ.
Vật liệu phụ như bột than, mùn cưa, lưu huỳnh đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên các tính chất cần thiết cho hỗn hợp làm khuôn Chúng giúp tăng khả năng chịu nóng, chống cháy và làm đẹp bề mặt khuôn, từ đó tạo ra sản phẩm có chất lượng cao và độ bền tốt hơn.
* Các vật liệu được dùng để tạo hỗn hợp làm khuôn.
+ Cát làm khuôn chiếm từ (8090%) khối lượng trong thành phần hỗn hợp. Kích thước hạt cỡ từ (0,223) mm
Cát được sử dụng rộng rãi nhờ sở hữu những đặc tính vượt trội, bao gồm khả năng chịu nóng, trơ với kim loại lỏng và dẫn nhiệt tốt, đồng thời cho phép khí thoát dễ dàng và có độ dãn nở nhiệt thấp Ngoài ra, cát chỉ cần một lượng nhỏ chất dính đã có thể đạt được độ bền cao, an toàn khi sử dụng vì không chứa độc tố và có thể sử dụng lâu dài Đặc biệt, cát phải đáp ứng yêu cầu về kích thước và hình dạng cụ thể để đảm bảo hiệu suất tốt nhất.
+ Trong sản xuất đúc thường dùng những loại cát sau: cát thạch anh, manhêdit và Zieckon Trong đó cát thạch anh thường được sử dụng rộng rãi nhất.
Chất kết dính được pha vào cát để liên kết các vật liệu hạt thành một khối thống nhất, tạo ra những tính chất công nghệ cần thiết cho hỗn hợp và giúp khuôn chịu đựng được lực tác dụng ở nhiệt độ cao Tuy nhiên, việc sử dụng chất kết dính cũng có thể dẫn đến những hạn chế, chẳng hạn như làm cho phôi đúc bị rỗ khí và nứt Mặc dù chất kết dính chỉ được pha vào cát với một lượng nhỏ, nhưng nó có ảnh hưởng đáng kể đến tính chất của hỗn hợp cát và chất lượng của vật đúc Vì vậy, nguyên tắc quan trọng khi sử dụng và chọn chất kết dính là sử dụng lượng tối thiểu đủ để đảm bảo yêu cầu.
Chất kết dính cần đảm bảo được yêu cầu sau:
+ Tạo cho hỗn hợp làm khuôn một độ bền cần thiết.
+ Tạo cho hỗn hợp kết tính dẻo để in hình tốt nhưng không dính bám vào mẫu. + Hút nước ít, sinh khí ít.
Các chất kết dính được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm các chất vô cơ như đất sét, thủy tinh lỏng và xi măng, cũng như các chất dính hữu cơ như dầu, nhựa, tinh bột và nước mật, đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối và tạo độ bền cho các vật liệu.
Thành phần hỗn hợp làm khuôn đúc chân vịt.
Để chế tạo được khuôn tốt, đảm bảo chất lượng cho phôi đúc, hỗn hợp làm khuôn phải có những tính chất công nghệ đáp ứng các yêu cầu khắt khe của quá trình sản xuất đúc, bao gồm cả tính ổn định, độ bền và khả năng chịu nhiệt cao.
Hỗn hợp làm khuôn sở hữu các tính chất công nghệ quan trọng, bao gồm tính dẻo, độ bền, khả năng trượt, chịu nóng, thông khí, co bóp, tính bám, hút ẩm, độ bền lâu và khả năng phá dỡ dễ dàng.
Đối với chân vịt đúc bằng đồng thau, nhiệt độ rót của đồng tương đối thấp, thường dao động từ 1100 độ C đến 1150 độ C Do đó, hỗn hợp làm khuôn không yêu cầu độ chịu nóng cao như khi đúc gang và đúc thép Điều này giúp đơn giản hóa quá trình sản xuất và lựa chọn vật liệu làm khuôn cho chân vịt đồng thau.
- Hỗn hợp làm khuôn đúc ở các cơ sở đúc hiện nay thường dùng là các loại cát nửa béo pha chế theo thành phần sau:
+ (85%95%) cát: sử dụng cát thạch anh và samốt cỡ (0,221) mm.
+ (10%15%) đất sét: sử dụng đất cao lanh hoặc bentônit.
- Chất phụ gia được sử dụng gồm: bột than cỡ hạt0,16 mm, mùn cưa, bột lưu huỳnh.
Quá trình tạo hỗn hợp làm khuôn.
Quá trình tạo hỗn hợp làm khuôn phải trải qua 3 giai đoạn:
Quá trình chuẩn bị và chế biến vật liệu ban đầu đóng vai trò quan trọng trong sản xuất, bao gồm các công đoạn như sấy, nghiền, phân loại và xử lý hóa học đối với cát mới, cát củ, chất dính và chất phụ gia để đảm bảo chất lượng và tính đồng nhất của nguyên liệu đầu vào.
+ Tính phối liệu và trộn đều.
+ Ủ và đánh tơi hỗn hợp.
- Việc tạo hỗn hợp được thực hiện theo sơ đồ sau:
2.3.1.2 Hòm khuôn và dụng cụ làm khuôn
Chất dính Chất phụ Nước Hỗn hợp cũ Ủ Trộn
Nghiền Phân li từ tính
Khuôn đúc được cấu tạo từ hai nửa khuôn riêng biệt, bao gồm nửa khuôn trên và nửa khuôn dưới, được thiết kế để ghép lại với nhau Quá trình tạo nửa khuôn dưới được thực hiện trực tiếp trên nền đúc sau khi tạo một mặt phẳng chuẩn để đảm bảo độ chính xác Trong khi đó, nửa khuôn trên được tạo ra trong hòm khuôn, với mục tiêu chính là đảm bảo sự kết hợp chính xác với nửa khuôn dưới trên mặt phẳng chuẩn đã tạo sẵn.
Dụng cụ làm khuôn. Được phân thành 5 loại theo đặc tính sử dụng, cấu tạo
* Loại dụng cụ phục vụ cho công việc chuẩn bị làm khuôn:
+ Nivô: dùng để kiểm tra độ ngang phẳng của mặt khuôn, độ ngang phẳng của các thanh dãn khi làm khuôn dưới nền, hiệu chính mẫu.
+ Rây đứng: Dùng chuẩn bị cát đệm, loại bỏ cục to, gạch và kim loại bên trong hỗn hợp.
+ Rây tay: Dùng rắt đều cho chất phân cách giữa hai mặt ráp khuôn Rây rải đều cát phủ kín mặt mẫu.
+ Xẻng: Dùng đào cát ở nền xưởng, làm tơi hoặc xúc trộn vào hòm khuôn
* Loại dụng cụ đầm chặt hỗn hợp
Khi làm khuôn đúc, chày giã chuyên dùng đóng vai trò quan trọng trong việc đầm chặt cát Thông thường, chày được làm từ gỗ cứng hoặc gang, giúp tạo áp lực đều và chắc chắn cho khuôn Tuy nhiên, đối với các mẫu đúc tinh vi và dễ hỏng, nên sử dụng chày bằng cao su để đảm bảo độ chính xác và an toàn.
+ Chày giã thường: Dùng để giã cát trong hòm khuôn và giã cát khi làm dưới nền.
+ Chày giã đầu nhọn: Dùng để giã cát ở mép thành khuôn, gần mẫu ở những chỗ hẹp.
+ Chày giã đầu bằng: Dùng để giã lớp trên cùng.
+ Chày hơi: dùng cho làm khuôn bằng tay và làm khuôn cỡ lớn.
* Dụng cụ phục vụ cho việc lấy mẫu và hộp ruột.
+ Búa gỗ: Dùng gõ vào mẫu gỗ và thành hộp ruột trước khi rút mẫu khỏi khuôn.
+ Dụng cụ lấy mẫu: Dùng đóng hoặc xoáy chặt vào mẫu để rút ra khỏi khuôn. + Dùi nhọn dùng để rút mảng rời.
+ Dùi có ren dùng để rút mẫu.
+ Chổi lông: Dùng tẩm nước để thấm ướt vào mép cát quanh mẫu trước khi rút mẫu lên, đôi khi dùng thấm ướt để sửa chữa chỗ sứt mẻ.
* Dụng cụ phục vụ khâu sửa, là bề mặt khuôn:
+ Phun: Dùng làm ẩm mặt khuôn trước khi làm phẳng mặt hoặc để phủ lớp dung dịch lên mặt khuôn
Bay là dụng cụ được sử dụng để làm nhẵn và phẳng các bề mặt rộng, đồng thời có thể cắt rãnh dẫn, đào cốc rót, lỗ đậu ngót và xẻ rãnh Bay thường có ba loại chính, bao gồm đầu phẳng, đầu nhọn và đầu tròn, mỗi loại đều có ứng dụng riêng trong các công việc khác nhau.
+ Thìa đầu nhẵn: công cụ như bay : vá, sửa, là phẳng chỗ cong.
+ Các loại móc: Dùng lấy cát rơi xuống rãnh hẹp và sửa rãnh hẹp.
+ Thìa chữ s: dùng để sửa rãnh vòng cung sâu và hẹp.
+ Tang trống: dùng sửa, là phẳng tiết diện hình e lip.
* Dụng cụ làm sạch cát bụi:
+ Quạt da: dùng thổi sạch cát bụi rơi trong khuôn cỡ nhỏ.
+ Đầu thổi: dùng không khí nén thổi sạch cát bụi ở khuôn lớn.
Hình 2.7: Các dụng cụ làm khuôn
Các bước tiến hành làm khuôn.
Bước 1: Tạo nửa mặt khuôn dưới của chân vịt
- Chuẩn bị một đống cát sau khi đã pha trộn các chất phụ gia (bột than, mùn cưa) và được làm tơi.
- Dùng pa lăng kéo chân vịt mẫu và hạ thẳng xuống đống cát như hình 2.8
Sau khi hoàn thiện phần chân vịt, người công nhân sẽ dùng tay để cân chỉnh và sử dụng các dụng cụ chuyên dụng như búa gỗ để ấn chân vịt xuống cát, đảm bảo độ chặt cần thiết Đồng thời, họ sẽ phủ cát lên trên các mép cánh ở mặt trên của cánh chân vịt, hay còn gọi là mặt đạp, để hoàn thiện quá trình này.
Hình 2.9: Cách tạo nửa khuôn mặt dưới.
GIA CÔNG CHÂN VỊT SAU KHI ĐÚC
Để tạo ra một chân vịt đảm bảo các chức năng làm việc, quá trình sản xuất cần trải qua các công đoạn quan trọng Đầu tiên, chân vịt sau khi được đúc ở lò đúc sẽ trải qua quá trình gia công cơ, đi kèm với kỹ thuật kiểm tra nghiêm ngặt về các thông số và chất lượng chế tạo Sau đó, chân vịt sẽ được xử lý nhiệt để tăng độ bền của vật liệu chế tạo, đảm bảo sản phẩm cuối cùng đạt được chất lượng và hiệu suất cao.
2.4.1.1 Gia công củ chân vịt. Đối với sau khi đúc xong, củ chân vịt cần phải gia công các phần sau:
+ Gia công bề mặt trước và sau chân vịt
+ Gia công may ơ củ chân vịt.
- Việc gia công may ơ củ chân vịt được gia công trên máy tiện IGAKI có
- Việc gia công rãnh then được thực hiện trên máy bào sọc.
Sau khi hoàn thành quá trình đúc, chân vịt thường còn dính đất và tro than từ khuôn Để làm sạch, bạn nên sử dụng bàn chải bằng sắt và chà mạnh đều khắp chân vịt Tiếp theo, dùng dao cạo xỉ để loại bỏ các tạp chất, tuy nhiên cần phải cẩn thận để tránh làm trầy xước bề mặt chân vịt.
Trong quá trình đúc chân vịt, đôi khi xảy ra sai sót dẫn đến thiếu hụt hoặc hư hỏng trên bề mặt Để khắc phục tình trạng này, phương pháp hàn đắp được áp dụng để bù đắp lượng thiếu hụt hoặc sửa chữa các vết nứt, rỗ đúc trên cánh chân vịt Trước khi thực hiện hàn đắp, chân vịt cần được nung nóng đến nhiệt độ thích hợp (khoảng 600-700 độ C) để tránh biến dạng hoặc cong vênh trong quá trình hàn.
2.4.1.2 Mài cánh chân vịt. Để gia công bề mặt trước và sau củ chân vịt ta dùng phương pháp mài Do khi đúc mặt đạp chân vịt quay xuống dưới, nên mặt trước chân vịt được chế tạo như bản mẫu còn mặt sau là miệng rót do đó gồ ghề và lượng dư lớn Người ta dùng dũa bén để đảm bảo đường kính thiết kế sau đó tiến hành mài mặt sau Mặt sau được mài bằng máy mài tay kết hợp với kiểm tra củ chân vịt bằng thước cặp, khi lượng dư còn khoảng 1 2mm thì dùng dũa để dũa Chú ý khi mài chân vịt phải được cố định chắc chắn bằng các êtô cặp cánh.
Sau khi hoàn thiện việc mài hai mặt của củ chân vịt, bước tiếp theo là gia công may ơ chân vịt May ơ chân vịt thường có dạng hình côn với độ côn từ 1/15 đến 1/10, và quá trình gia công này thường được thực hiện trên máy tiện đứng, đặc biệt phù hợp với chân vịt có đường kính củ chân vịt nhỏ.
(Do