Bài Cơ Khí Đại Cương Đề Số 8- Trục Khuỷu.pdf

Nguồn nhân lực có trình độ và chuyên môn kỹ thuật mới có thể phân tích tổng hợp các yêu cầu kỹ thuật đặt ra của bản vẽ để từ đó đưa ra đường lối công nghệ hợp lý phục vụ cho nhu cầu sản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN

BÀI TẬP MÔN:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

MSSV:

Lớp:

Khóa:

SĐT:

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển trong tất cả các ngành, các lĩnh vực Đặc biệt là ngành cơ khí Ngành cơ khí là một trong những ngành then chốt thúc đẩy sự phát triển của đất nước trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa Muốn đạt được điều đó vấn đề đặt ra ở đây là phải có trang thiết bị công nghệ và nguồn nhân lực Nguồn nhân lực có trình độ và chuyên môn kỹ thuật mới có thể phân tích tổng hợp các yêu cầu kỹ thuật đặt ra của bản vẽ để từ đó đưa ra đường lối công nghệ hợp lý phục vụ cho nhu cầu sản xuất

Hiện nay ngành cơ khí của nước ta đang phát triển khá nhanh nhưng so với thế giới chúng ta còn kém họ rất xa do chúng ta chưa biết áp dụng “Quy Trình Công Nghệ“ vào trong sản xuất Chúng ta sản xuất rất nhiều nhưng về chất lượng sản phẩm chưa tốt Vì vậy cần có một quy trình công nghệ hợp lý đối với các loại máy khác nhau để tăng năng xuất lao động cũng như chất lượng sản phẩm

Và đây là qui trình công nghệ chế tạo trục khuỷu Qui trình công nghệ này trình bày những vấn đề cơ bản từ quá trình chế tạo phôi, lập qui trình công nghệ, thiết

kế và chế tạo, quá trình kiểm tra yêu cầu kỉ thuật của sản phẩm

Do thời gian có hạn chế và sự hiểu biết về kiến thức của em còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện bài tập còn nhiều thiếu sót Kính mong các Thầy chỉ dẫnthêm cho bài tập của em hoàn thành tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn Thầy: ……… đã hướng dẫn em hoàn thành bài tập

này

BÀI CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG

ĐỀ SỐ: 8- Trục KhuỷuNỘI DUNG :

- Chương 1: Giới thiệu chung về sản phẩm bao gồm: Các đ c điểm cơ bản và

ứng dụng của sản phẩm trong thực tế

- Chương 2: Lựa chọn vật liệu chế tạo cho sản phẩm và trình bày các đ c tính

cơ bản của v t li u bao gồm: Thành phần hóa học, cơ tính, lý tính, hóa tính,

- Chương 3: Lựa chọn phương pháp chế tạo sản phẩm và mô tả trình tự giacông với sản phẩm cụ thể đã chọn, tính toán thồng số clt gọt chính cho m t số

nguyên công cơ bản

- Chương 4: Lựa chọn phương pháp xn lý nhi t cho sản phẩm đã chọn

- Chương 5: Kết luận

Chương 1: Giới thiệu chung về sản phẩm bao gồm: Các đ c điểm cơ bản và ứng

dụng của sản phẩm trong thực tế

Trục khuỷu là một phần của động cơ dùng để biến đổi chuyển độngtịnh tiến của piston thành chuyển động quay Nó nhận lực

từ piston để tạo ra mô men quay sinh công đưa ra bộ phận công tác

và nhận năng lượng từ bánh đà truyền lại cho piston để thực hiệncác quá trình sinh công Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tácdụng của lực khí thể, lực quán tính và lực quán tính ly tâm Có hailoại trục khuỷu là trục khuỷu nguyên và trục khuỷu ghép

Đầu trục khuỷu

Đầu trục khuỷu thường được lắp vấu để khởi động hoặc để quay, puly dẫnđộng quạt gió, bơm nước, các bánh răng dẫn động trục cam,… Nó có thểđược lắp thêm bộ giảm chấn xoắn

Cổ trục khuỷu

Các động cơ đa số có cùng một đường kính Nó thường được làm rỗng đểchứa dầu bôi trơn, các bánh răng dẫn động trục cam,… Nó có thể đượclắp thêm bộ giảm chấn xoắn

Chốt khuỷu

- Là bộ phận để lắp với đầu to thanh truyền, được gia công chính xác có

độ bóng cao và được nhiệt luyện để nâng cao độ cứng như cổ trục - Sốchốt khuỷu bao giờ cũng bằng số xi lanh động cơ (động cơ một hàng xilanh) Đường kính chốt khuỷu thường nhỏ hơn đường kính cổ trục, nhưngcũng có những động cơ cao tốc, do lực quán tính lớn nên đường kính chốtkhuỷu có thể làm bằng đường kính cổ trục để tăng độ cứng vững - Cũngnhư cổ trục, chốt khuỷu có thể làm rỗng để giảm trọng lượng trục khuỷu vàchứa dầu bôi trơn, đồng thời các khoang trống còn có tác dụng lọc dầu bôitrơn

Má khuỷu

Đa số má khuỷu có hình dạng elip để phân bố ứng suất được hợp lý nhất.

Nó là bộ phận nối liền cổ trục và cổ chốt

Đối trọng

Đối trọng có tác dụng nhằm cân bằng các lực và mô men quán tính khôngcân bằng của động cơ Nó còn có tác dụng giảm tải cho ổ trục, và là nơikhoan bớt các khối lượng thừa khi cân bằng trục khuỷu Nó có thể đượcchế tạo liền với má khuỷu hoặc làm rời sau đó hàn hoặc bắt bu long với mkhuỷu.[1]

Đuôi trục khuỷu

Đây là nơi truyền công suất ra ngoài Trên đuôi của nó có lắp mặt bích đểlắp bánh đà

Nhiệm vụ

Pit-tông có nhiệm vụ nhận lực sản sinh ra từ khoang buồng đốt Truyền lực

đó vào xi lanh giúp xi lanh hoạt động Quá trình này diễn ra hoàn toàn khépkín theo một chu trình

Đỉnh lồi sử dụng nhiều với loại động cơ chạy xăng 2 và 4 kỳ do

nó có diện tích chịu nhiệt lớn, thiết kế mỏng, nhẹ cùng sức bềnlớn

Đỉnh lõm Pit-tông dạng này được sử dụng cho cả 2 loại động

cơ chạy xăng và dầu Diezel Nhược điểm của nó là sức bền cơkhí kém, ưu điểm là không gian chịu nhiệt lớn hơn so với Pit-tông đỉnh bằng

+ Đầu Pit-tông

Đầu Pit-tông bao kín khoang buồng đốt Trên thân được tạo các rãnh, mụcđích của nó để lắp các xec măng dầu và xec măng khí Xéc măng là màngngăn cách ngăn không cho không khí tràn vào cate và dầu bôi trơn chảyvào buồng cháy

+ Thân Pit-tông

Thân Pit-tông là khoảng hành trình mà xi lanh di chuyển Xi lanh sẽ dichuyển nên xuống trong khoảng thân giới hạn này Thanh truyền sẽ đượcliên kết với Pit-tông tại vị trí này qua các lỗ khoan chốt

Chương 2: Lựa chọn vật liệu chế tạo cho sản phẩm và trình bày các đ c tính cơ bản của v t li u bao gồm: Thành phần hóa học, cơ tính, lý tính, hóa tính,

Do bánh răng cần chế tạo là bánh răng chịu tải nặng, chịu tốc độ quay lớn nên vật liệu để làm bánh răng này là các thép hóa tốt để làm bánh răng Trong bài tập này, em xin chọn thép thép hợp kim thấp có độ bền cao bởi độ phổ biến cũng nhưgiá thành của nó

- Lựa chọn tải trọng nặng cho thép hợp kim kết cấu

- Thép hợp kim kết cấu: là loại thép trên cơ sở thép kết cấu cho thêm vào các nguyên tố hợp kim Loại này có hàm lượng cacbon khoảng 0,1 – 0,85% và lượng phần trăm của nguyên tố hợp kim thấp

- Thép hợp kim kết cấu phải trả qua thấm cacbon rồi mới nhiệt luyện thì

cơ tính mới cao

2.2 Phân tích, tính toán lựa chọn vật liệu

Định nghĩa inox 316

Inox 316 là loại Inox chứa molypden tiêu chuẩn, nó phổ biến thứ hai trong các loại inox sau Inox 304 trong số các loại thép không gỉ dòng Austenitic Molypđen làm cho 316 chống ăn mòn tổng thể tốt hơn, khả năng chịu mòn tốt hơn 304, đặc biệt là đề kháng cao hơn với các vết rỗ và kẽ hở ăn mòn trong môi trường clorua Khả năng hàn của Inox 316 / 316L là tuyệt vời Nó là dễ dàng gia công để tạo thành một loạt các bộ phận cho các ứng dụng trong, các lĩnh vực kiến trúc, giao thông vận tải và công nghiệp Inox 316 có khả năng hàn xuất sắc nên không cần xử lý nhiệt mối hàn trước và sau khi hàn.

Inox 316L là gì?

Inox 316L, phiên bản carbon thấp của 316 được đánh giá là tốt hơn Inox 316 Vì vậy,

nó được sử dụng rộng rãi trong các chi tiết, thành phần nặng (thường là trên 6mm) Inox 316H, với hàm lượng Carbon cao hơn dùng cho các ứng dụng ở nhiệt độ cao, hoặc ở nhiệt độ cao chúng ta cũng có thể dùng Inox 316Ti.

Cấu trúc Austenit cũng cung cấp cho các loại này độ dẻo dai tuyệt

vời, thậm chí xuống đến nhiệt độ âm

Inox 316H là gì?

Inox 316H thì ngược lại với Inox 316L (High Carbon) Inox 316H là loại chứa hàm lượng carbon cao hơn, nó thường được ứng dụng ở sản phẩm yêu cầu nhiệt độ cao.Inox 316Ti là gì?

Inox 316Ti là loại Inox 316 có chứa thành phần Titan giúp ổn định cơ lý tính trong các ứng dụng yêu cầu nhiệt độ và cường độ cao.

Phần này chủ yếu căn cứ và tiêu chuẩn ASTM A240 áp dụng cho sản xuất Cuộn Inox

316 và Tấm Inox 316, Các thuộc tính tương tự nhưng không nhất thiết giống nhau được chỉ định cho các sản phẩm khác như ống và láp (thanh tròn) có trong tiêu chuẩn thông số kỹ thuật tương ứng của chúng.

Thuộc tính quan tr ng c a Inox 316 ọ ủ

Các tính chất này được chỉ định cho sản phẩm cán phẳng (tấm, cuộn và ống hàn) trong ASTM A240 / A240M Tính chất tương tự, nhưng không nhất thiết phải giống hệt nhau được quy định cho các sản phẩm khác như đường ống và và thanh tròn đặc (Láp Inox 316) ở thông số kỹ thuật tương ứng.

Inox 316H

max 0.10 0.10 0.75 0.045 0.03 18.0 3.00 14.0 –

https://www.titaninox.vn/ Chúng tôi phân phối:

Inox: Tấm, Cuộn, Góc hình, Tròn đặc (Láp), Ống, Phụ kiện

Elong (% in 50mm) min

Hardness

Rockwell B (HR B) max

Brinell (HB) max

Mean Co-eff of Thermal Expansion

Thermal Conductivit

Specif ic Elec Resistivi

(µm/m/°C) (W/m.K)y Heat

100°C (J/kg.

0-K)

ty (nΩ.m) 0-

100°

C

315°

0-C

538°

0-C

At 100°

C

At 500°

Tiêu chuẩn Nhật JIS

Khả n ng Ch u Nhi t c a Inox 316 ă ị ệ ủ

Chống oxy hóa tốt ở nhiệt độ không liên tục là 870°C và liên tục 925°C Sử dụng Inox

316 an toàn ở nhiệt độ từ 425-860°C ở nhiệt khô không được khuyến dùng trong môi trường dung dịch có nhiệt độ cao như vậy Inox 316L cũng được khuyến cáo dùng trong dải nhiệt phía trên Lớp 316H có độ bền cao hơn ở nhiệt độ cao và đôi khi được

sử dụng cho các ứng dụng cấu trúc và áp suất chứa ở nhiệt độ trên 500 ° C.

Xn Lý Nhi t ệ

Nếu muốn gia công ở nhiệt độ cao thì hãy nung Inox 316 trong khoảng 1010-1120 ° C gia công và làm nguội nhanh để giữ các thuộc tính cơ học Loại Inox 316 không thể làm cứng bằng xử lý nhiệt.

Khả n ng gia công c a Inox 316 ă ủ

Inox 316 không phải là hàng chuyên cho gia công cơ khí chính xác, tuy nhiên một vài ứng dụng cần phải dùng Inox 316 cho nên các nhà sản xuất inox 316 thiết kế ra 1 phiên bản chuyên dùng cho Inox 316 đó là Inox 316 Ugima Loại này tốt hơn so với tiêu chuẩn 316 hay 316L đáng kể, cho giá gia công cao hơn và thấp hơn công cụ mặc trong nhiều hoạt động.

Phần lớn các sản phẩm tấm cuộn và ống được chứng nhận kép (316/316L) Những mặt hàng có tính chất hóa học và cơ khí tuân thủ cả 316 và 316L thông số kỹ thuật

Sản phẩm được chứng nhận kép như vậy không đáp ứng đặc điểm kỹ thuật 316H và

có thể chấp nhận được cho các ứng dụng nhiệt độ cao.

Thùng chứa hóa chất, bao gồm cả vận chuyển.

Trao đổi nhiệt.

Dệt, hàn, màn hình cho khai thác mỏ, khai thác đá và lọc nước.

Ốc vít ren.

Long đền…

Chương 3: Lựa ch n phương ph!p ch" t#o sản ph&m v( mô tả tr+nh tự

gia công với sản ph&m

1.4Chọn phương pháp chế tạo phôi :

44444 Đối với chi tiết này thì ktrục khuỷu có thể đúc và cũng có

thể rèn so sánh ưu khuyết điểm ta thấy :

Đối với rèn thì có thể rèn tự do và rèn khuôn

44444444444 + Rèn tự do thì cho đ chính xác không cao, tốn

sức lao đ ng

44444444444 + Còn rèn khuôn m c dù đ chín xác cao nhưng rất

tốn chi phí cho vi c làm khuôn với hình dáng phức tạp, phải

rèn cần nhiều khuôn

Đối với đúc cho đ chính xác trung bình, nhưng đúc đượccác chi tiết có hình dáng phức tạp, khối lượng lớn và ít tốn chi phí, năng suất chế tạo phôi cao

4

Vì v y do chi tiết có dạng sản xuất hàng loạt với sản lượng 500 chiếc/năm, hình dáng kết cấu phức tạp nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc4 mà cụ thể là đúc trong khuôn cát, mẫu4 bằng kim loại.44

4

2 Chọn phôi:

44444 Phôi là đối tượng sản xuất từ đó người ta thay đổi4 hình dáng kích thước, đ nhám bề m t và cơ tính để chế tạo chi tiết Nó là cái đầu tiên trong chế tạo cơ khí Vì v y vi c chọn phôi là hết sức cần thiết

44444 Trong ngành cơ khí chế tạo thường sử dụng 3 loại phôi gồm :

44444444444 + Phôi đúc

44444444444 + Phôi rèn

44444444444 + Phôi cán

444444Trong đó4:

Phôi đúc chế tạo được v t li u4 có hình dáng phức tạp,

có khối lượng và kích thước lớn

Trong đó phôi cán,rèn chỉ chế tạo v t li u4 nhỏ và dẻo.Phân tích hình dáng kết cấu của chi tiết trục khuỷu ta thấy trục khuỷu có hình dáng phức tạp, thu c dạy trục, là chi tiết

có khối lượng khá lớn và kích thước cũng lớn, v t li u là thép

45 Do đó phôi của trục khuỷu có thể là phôi đúc

3.4Sơ đồ tạo phôi :

Cho m t phân khuôn là tâm đối xứng dọc của chi tiết vì như thế ta dễ thoát mẫu.

4.4Xác định lượng dư gia công :

44444444444 Tra bảng 10b lượng dư gia công của v t đúc cấp chính xác II

44444444444 Theo TCVN 385 – 70 với vị trí đúc như sơ đồ đúc ta có các lượng dư của kích thước như sau:

* Đối với bề m t có vị trí rót là m t trên :210mm

<B> 44BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

I BIỆN LUẬN CHUNG

444444444444444444444 Sự sắp xếp các nguyên công có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, ảnh hưởng đến quá trình gia công,Chính

vì thế, thứ tự các nguyên công cần được sắp xếp hợp lý Trong

quá trình công ngh gia công trục khuỷa ta sắp xếp như sau:

444444444444444444444 +Nguyên công 1444444 :chuẩn bị phôi

Chọn phôi dài 300mm

444444444444444444444 +Nguyên công 24444 : Kiểm tra kích thước phôi

444444444444444444444 +Nguyên công III444 : Kiểm tra khuyết t t của phôi

444444444444444444444 +Nguyên công IV444 :Nhi t luy n bằng phương pháp thường hoá

444444444444444444444 +Nguyên công4 V444 :Phay đồng thời ở m t G,O và khoan ở 2 lỗ tâm 3,A để định tâm

Hình ảnh Doa m t đầu

Khoan định tâm

444444444444444444444 +Nguyên công4 VI44 :Ti n gối trục và thân trục khuỷu

444444444444444444444 +Nguyên công VII44 :Ti n thô,tinh, cắt rãnh, bo cung, vát cạnh bên đầu dài

444444444444444444444

444444444444444444444 +Nguyên công VIII4444 :Phay trên trung tâm ti

444444444444444444444 +Nguyên công4 IX444 :Phay rãnh Z

444444444444444444444 +Nguyên công4 X44 :Đổi dao phay để phay rãnh Z sâu hơn

444444444444444444444 +Nguyên công XI4 :Khoan, tarô lỗ 144

444444444444444444444 +Nguyên công4 XII4 :Khoan 2 lỗ dầu

444444444444444444444 +Nguyên công XIII4 :Ti n Tinh m t trụ

444444444444444444444

444444444444444444444 +Nguyên công XIV444 :Ti n tinh rãnh

4444444444444444 44444+Nguyên công XV444 : Doa

444444444444444444444 +Nguyên công4 XVI4 :Tinh chỉnh ren

444444444444444444444 +Nguyên công XVII: Khoan lỗ sâu

Nguyên công XVIII : Tiện bậc

Nguyên Công XIX : Cắt đứt

Chương 4: Lựa chọn phương pháp x l/ nhi t cho s1n ph2m đ5 chọn

Các phương pháp nhiệt luyện

a Ủ

- Là phương pháp nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định (từ 200 - 1000C),giữ nhiệt lâu rồi làm nguội chậm cùng với lò để đạt được tổ chức ổn định.

- Mục đích của ủ là:

+ Làm giảm độ cứng để dễ tiến hành gia công clt

+ Làm tăng độ dẻo để dễ tiến hành rập, cán và kéo thép ở trạng thái nguội.+ Làm giảm hay làm mất ứng suất bên trong sau các nguyên công gia công cơkhí và đúc,hàn

+ Làm nhỏ hạt thép nếu nguyên công trước làm hạt lớn

- Tùy theo yêu cầu kỹ thuật người ta áp dụng các phương pháp ủ sau:+ Ủ hoàn toàn

Để đạt được độ hạt nhỏ mịn của thép, do đúc hay rèn quá nhiệt, do nhiệtluyện sai chế độ, hạt bị thô Ta khlc phụ bằng cách ủ hoàn toàn Chế độ ủ hoàntoàn được thực hiện như sau: chi tiết được nung nóng đến nhiệt độ A + (30 -3

500C) (A 3là đường cong GS trên giản đồ trạng thái) Ở nhiệt độ tới hạn A thép3chuyển biến hoàn toàn sang austenit, ta giữ nhiệt độ đó trong khỏang thời giannhất định Sau đó làm nguội cùng lò đến 200 - 500 C Rồi tiếp tục làm nguội ngoài0trời

+ Ủ đẳng nhiệt

Để rút ngln thời gian ủ người ta ủ đẳng nhiệt Phương pháp này được tiếnhành như sau: nung chi tiết đến nhiệt độ A + (20 - 30 C) sau đó giữ nhiệt trong3 0khỏang thời gian, rồi chi tiết được chuyển sang lò khác hoặc làm nguội ở nhiệt độ

680 - 700 C Ở nhiệt 680 - 700 C chi tiết cần phải được giữ nhiệt trong khỏang 2 -0 0

5 giờ Tiếp đó làm nguội ngoài khí trời

+ Ủ để được xementit hạt

Phương pháp này được sn dụng cho thép dụng cụ Quá trình ủ làm thay đổi tổchức tế từ xementit tấm thành xementit hạt, làm giảm độ cứng, tăng tính clt gọtchi tiết Ngoài ra còn làm giảm sự nứt, biến dạng trong khi tôi Phương pháp nàyđược tiến hành như sau: nung thép ở nhiệt độ A + (30 - 50 C), giữ nhiệt từ 6 đến1 0