Tìm hiểu khả năng dùng vật liệu XADO để khôi phục bề mặt cổ trục bằng phương pháp lăn miết, chương 16 ppsx

- 70 - CHƯƠNG 16: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ VÀ THỰC N GH I ỆM I. XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ LĂN MIẾT I.1 Mô tả phương pháp lăn m i ết. P 1  n 2  k Hình 3-1: Mô hình mô t ả phương pháp l ăn m i ê t 1. Con lăn, 2. Chi ti ế t Lăn miết là phương pháp gây biến dạng dẻo và san phẳng nhấp nhô bề mặ t chi tiết nhờ một con lăn (1) tì vào bề mặt chi tiết (2) dưới tác dụng của áp l ực bên ngoài P. Con lăn tiếp xúc với chi tiết (2) giống như ăn khớp của hai bánh răng và vừa chuyển động lăn vừa chuyển động trượt. Dưới tác dụng của áp l ực bên ngoài P gây ra sự sai lệch mạng vật liệu và san phẳng các nhấp nhô bề mặ t , khi đó quá trình cắt vật liệu không được xảy ra hoặc chỉ xảy ra với cường độ rấ t - 71 - nhỏ để giữ cho bề mặt chi tiết vẫn đảm bảo độ bóng, độ chính xác hình học. Đây là một phương pháp cần đảm bảo độ chính xác cao vì chi tiết được gia công thông qua phương pháp cuối cùng này trược khi đưa ra sử dụng. Qua mô hình ta t hấy : - 72 - Trong quá trình chuyển động con lăn và chi tiết mẫu cùng chuyển động quay và 2 chi tiết này có chiều quay ngược chiều nhau (con lăn có tốc độ quay chậm hơn chi tiết mẫu) d ẫn đến cả con lăn và chi tiết mẫu cùng lăn và trượt lên nhau. Con lăn chuyển động quay được nhờ bánh răng di trượt ăn khớp với cụm bánh răng ăn khớp ngoài được gắn với trục động cơ. Khi con lăn tiếp xúc vớ i chi tiết dưới tác d ụng của lực ép P do con lăn được chế tạo là vật liệu cứng hơn chi tiết nên ở phái bên phải hình vẽ làm cho chi tiết bị kéo dãn ra ( xuất h i ện  k ) đồng thời ở con lăn lại bị nén lại (  n ), và khi đó ở phía bên trái sau khi con lăn lăn qua thì bề mặt chi tiết bị Nén lại (  n ) còn ở con lăn bề mặt xuất hiện  k . Quá trình c ứ tiếp tục như vậy kết quả làm cho bề mặt chi tiết bị Nén ép và nh i ệ t độ bề mặt càng tăng và làm san phẳng nhấp nhô bề mặt gây ra biến dạng dẻo, nhưng nếu con lăn chỉ lăn thôi thì hi ệu quả biến dạng dẻo rất thấp vì tác dụng trượt rất nhỏ. Để nâng cao tác dụng trượt nhằm gây sai lệch mạng kim lo ại, cần phải tạo ra chuyển động trượt cho con lăn. Chính vì th ế có thêm bánh răng d i trượt cho ăn khớp với cụm bánh r ăng của động cơ và cả hai chi tiết có ch i ều quay ng ược chiều nhau. I.2 Mục đích của - 73 - đề tà i Mục đích của đề tài được đặt ra là phải tìm ra được tác d ụng của vật li ệu XADO đối với bề mặt cổ trục được áp dụng trong ph ương pháp lăn m i ế t . Như vậy cần phải xây dựng được mô hình của phương pháp l ăn miết và ti ến hành thí nghiệm đối chứng dùng vật liêu XADO làm môi trường cho quá t r ì nh lăn m i ế t . Trước khi tiến hành thí nghiệm cần tạo mẫu và tiến hành đo độ cứng, độ nhám, cân khối lượng của từng mẫu, sau khi thực hiện thí nghiệm xong đưa ch i tiết ra kiểm chứng và ti ến hành đo độ cứng, độ nhám bề mặt và cân chi tiết để so sánh với các thông số ban đầu và mẫu không chạy XADO xem mức độ thay đổ i về tính chất của mẫu như thế nào. Trong quá trình thực hiện các thông số cần đo và tính t oán : - 74 - - Lực ép P (N) - Tốc độ quay của chi tiết n (v / phú t ) - Thời gian tiến hành lăn mi ết t (phú t ) - Lượng XADO được sử dụng cho t ừng chi ti ế t - Hệ số ma sát f (đo được trên máy MS-TS1 nh ờ góc lệch  ). I.3 Xây dựng mô hình thí ngh i ệm Để đánh giá được khả năng về tính chất sử dụng của chi tiết máy được g i a công bằng lăn miết trong môi trường có sử dụng vật liệu XADO so với các phương pháp gia công tinh và làm b ền bề mặt khác, thì việc đánh giá cường độ mài mòn và hệ số ma sát là yêu cầu cấp thiết nhấ t . Xét về điều kiện làm việc của cặp ma sát cổ trục với con lăn và s ử dụng bạc l ó t để thử nghiệm áp lực tác dụng lên mẫu trong quá trình làm vi ệc, có thể tiến hành dùng máy MS-TS1 (Hình 3-2) làm thí nghiệm trong suốt quá trình làm đề t à i . - 75 - Hình 3-2: Hình ảnh máy khảo nghiêm MS-TS1 Thiết bị khảo nghiệm ma sát MS-TS1 là công trình sáng ch ế của PGS.TS Quách Đình Liên và PGS.TS Nguyễn Văn Ba trong nh ững năm 1989, thiết bị đã - 76 - qua thời gian dài hoạt động, đóng góp nhiều thành quả vào quá trình đào t ạo, NCKH của nghành cơ khí Trường Đại Học Nha Trang. Thiết bị được tu sửa, nâng cấp, cân chỉnh và đã một bước nâng cao tính chính xác, độ tin cậy cho số liệu đo đảm bảo phục vụ thí nghiệm ma sát và hao mòn. I.3.1 Nguyên lý hoạt động của máy MS-TS1 Nguyên lý làm v i ệc. Động cơ điện 1 quay, làm cho trục I quay nhờ bộ truyền đai 2. Chuyển động quay được truyền đến trục II nhờ cặp bánh r ăng ăn khớp ngoài 4 1 , 4 2 . Thông qua bộ truyền bánh r ăng ăn khớp trong 7 mô men được truyền sang trục III có gắn mẫu thử 10. Bánh răng 5 có thể di trượt, khi cắt sự ăn kh ớp của bánh răng này t h ì trục IV đứng yên, khi đó con lăn 9 đứng yên. Tải trọng tác dụng lên mẫu thử nhờ cơ cấu gây t ải 11. Muốn thay đổi tải trọng ta chỉ việc dùng cánh tay đòn và t reo đối vật. Mô men ma sát được xác định nhờ cơ cấu đo kiểu con l ắc có gắn đố i trọng 12 dùng để cân bằng. Các dạng ma sát có thể thí nghi ệm trên máy này l à ma sát trượt và ma sát l ăn… 5 IV 7 8 6 A 4 1 9 - 77 - 3 A 10 2 V 1 4 2 13 I 12 III 11 Hình 3-3: Sơ đồ nguyên lý máy MS-TS1 1-Động cơ điện. I, II, III, IV, V: Trục truyền động 2-Bộ truyền đa i . 3,4 1 ,4 2 ,8- Bộ truyền ăn khớp ngoà i . - 78 - P 3 5- Bánh răng di t rượ t . 6- Cơ cấu chỉ thị khi đo góc gây t ả i . 7- Bộ truyền bánh răng ăn khớp t rong. 9,10- Con lăn và mẫu t hử. 11-Cần gây tải bằng đối t rọng 12- Đối trọng cân bằng. I.3.2 Cách xác định mô men ma sát trên máy MS-TS1 Sơ đồ xác định mô men ma sát trên máy MS-TS1(Hình 3-4 ) 2 II 3 4  2 1 P V I V  1        Q Hình 3-4: Sơ đồ xác định mô men ma sá t Khi bánh răng 1 ăn khớp với bánh răng 2 thì lực vòng do bánh r ăng 1 sinh ra : Trong đó : P v 1  2 M 1 ( N ) d 1 (3-1) d 1 - Đường kính vòng chia của bánh răng 1 (mm) M 1 - Mô men trên bánh 1 (N.mm) Mô men ma sát xuất hiện khi thử nghiệm hai mẫu t hử. Trong đó : M ms    p. f . D 2 (3-2) - 79 - P- Tải trọng tác dụng lên mẫu thử (N) D- Đường kính mẫu thử (mm) [...]... 3 (3-6) M M  3 ms   - Hiệu suất ổ trục (3-7) Mặt khác:  Dưới tác dụng của hai thành phần lực Pv1, Pv2 tạo ra một mô men quay là cho trục II có xu hướng quay quanh trục I Trị số của nó là: - 81 - Mq=(Pv1+Pv2)A+0.5(Pv2d3Pv1d2) (3-8) Trong đó: A=0.5(d4-d 3) Gọi khoảng cách từ trục I đến tâm đối trọng là l, khi trục II quay, đối trọng sẽ tạo ra một mô men cân bằng với mô men khi Q đạt tới giá trị:...- 80 - f- Hệ số ma sát Mms chính là mô men xoắn trên trục III, vậy mô men xoắn trên trục II là: 3 M 2 1 M3  Md3 3 (3-3) 1 d    4 2  1 Trong 1 đó: 1 - Hiệu suất bộ truyền bánh răng, đối với bộ truyền bánh răng hở 1 =0.93 d 3 , d 4 - Đường kính vòng chia bánh răng 41,4 2 Mô men xoắn trên trục I là:  M 2  M d (3-4) M1 2 2 2  1  d Suy  2 1 ra: 1  M d (3-5)... với mô men khi Q đạt tới giá trị: Mcb=Q.l.sin  (3-9) Trong đó:  - Góc nghiêng của thanh mang đối trọng Q so với phương thẳng đứng - 82 - Sự cân bằng xảy ra khi: Mq=Mcb+G.a.sin  (3-10) Trong đó: G,a- Khối lượng và khoảng cách từ khối tâm toàn bộ cơ cấu đo (không có đối trọng) Lúc đó trục II sẽ không dao động nữa và bánh răng 41 làm cho bánh răng 42 quay Từ các công thức ta tim được: (Q.l  (3-11)... ma sát tương ứng: f  (3-13) 2M ms p D Với cấu tạo máy thử ma sát MS-TS1 cho ta công thức tính hệ số ma sát f  2(Q.l  G.a) (sin  (3-14)  sin  ) 0 PDK Trong đó: Q=35,3(N): Trọng lượng đối trọng cân bằng l=0,254 (m): Chiều dài quy đổi của thanh gắn đối trọng G.a=0,148 (N.m): Là trọng lượng và khoảng cách của thanh gắn đối trọng với khối tâm khi chưa có đối trọng P: áp lực tác dụng lên mẫu thử - 83 . đặt ra là phải tìm ra được tác d ụng của vật li ệu XADO đối với bề mặt cổ trục được áp dụng trong ph ương pháp lăn m i ế t . Như vậy cần phải xây dựng được mô hình của phương pháp l ăn miết và ti ến. khi con lăn lăn qua thì bề mặt chi tiết bị Nén lại (  n ) còn ở con lăn bề mặt xuất hiện  k . Quá trình c ứ tiếp tục như vậy kết quả làm cho bề mặt chi tiết bị Nén ép và nh i ệ t độ bề mặt càng. - 70 - CHƯƠNG 16: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ VÀ THỰC N GH I ỆM I. XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ LĂN MIẾT I.1 Mô tả phương pháp lăn m i ết. P 1  n 2  k Hình 3-1: Mô hình mô t ả phương pháp l ăn m i ê t 1. Con lăn,