Trên thế giới hiện nay, dầu nhờn vẫn là chất bôi trơn chủ yếu trong các ngành công nghiệp và dân dụng
SVTH: Hồng Xn Trường GVHD: Th.s Lê Lăng Vân TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY ----------o0o---------- THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH DẦU BƠI TRƠN VÀ HẠT MÀI MỊN TRONG CHẨN ĐỐN KỸ THUẬT MÁY”. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS. LÊ LĂNG VÂN. SINH VIÊN THỰC HIỆN : HỒNG XN TRƯỜNG. LỚP : CƠ - ĐIỆN TỬ. KHĨA : 46. HÀ NỘI - 5/2010 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 SVTH: Hoàng Xuân Trường GVHD: Th.s Lê Lăng Vân NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………… . ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2 SVTH: Hoàng Xuân Trường GVHD: Th.s Lê Lăng Vân NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT: ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………… . ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3 SVTH: Hoàng Xuân Trường GVHD: Th.s Lê Lăng Vân MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ………………………………………………………… .6 Chương 1: Mục đích, phạm vi và giới hạn nghiên cứu của đề tài. 1.1. Bảo dưỡng sửa chữa máy móc và những thay đổi trong bảo dưỡng sửa chữa………………………………………………………… 7 1.1.1. Khái niệm……………………………………………………… 7 1.1.2. Những thay đổi trong sửa chữa bảo dưỡng……………………….8 1.2. Các phương pháp chẩn đoán……………………………………… 9 1.3. Mục đích, phạm vi nghiên cứu của đề tài “ ứng dụng phân tích dầu bôi trơn và hạt mài mòn trong chẩn đoán kỹ thuật máy” .11 1.3.1. Tính cấp thiết của đề tài………………………………………… 11 1.3.2. Mục đích nghiên cứu của đề tài……………………………………11 1.3.3. Giới hạn nghiên cứu của đề tài………………………………… .11 Chương 2: Khái niệm chung về dầu bôi trơn. 2.1. Một số vấn đề về dầu bôi trơn…………………………………….12 2.1.1. Dầu khoáng……………………………………………………….12 2.1.2. Dầu tổng hợp…………………………………………………… .12 2.1.3. Chất phụ gia trong dầu bôi trơn………………………………… .13 2.2. Dầu bôi trơn hệ thống. 2.2.1. Yêu cầu……………………………………………………………16 2.2.2. Phân loại dầu bôi trơn bánh răng………………………………….17 2.2.3. Sử dụng dầu hộp số……………………………………………….19 2.3. Dầu bôi trơn động cơ………………………………………………20 2.3.1. Vai trò và nhiệm vụ .20 2.3.2. Pha chế dầu động cơ 22 2.3.3. Tiêu chuẩn cho dầu nhớt động cơ .22 2.4. Chẩn đoán kỹ thuật bằng phân tích dầu bôi trơn và hạt mài mòn 23 2.4.1. Phân tích thành phần kim loại .24 2.4.2. Phân tích hình dáng hạt mài mòn 24 2.4.3. Kích thước hạt mài mòn 27 2.4.4. Số lượng hạt mài mòn .28 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4 SVTH: Hoàng Xuân Trường GVHD: Th.s Lê Lăng Vân Chương 3: Các thiết bị thí nghiệm và nghiên cứu. 3.1. Hộp giảm tốc trục vít hai cấp .28 3.2. Máy phân tích thành phần kim loại TN Alloy Pro 9388 33 3.2.1. Tổng quan về sản phẩm 33 3.2.2. Tìm hiểu các tính năng của hệ thống và cơ khíển của thiết bị .36 3.2.3. Khởi động và kiểm tra hệ thống .40 3.2.4. Các thông số cấu hình 44 3.2.5. Menu file 47 3.2.6. Truy cập kết quả được lưu .49 3.2.7. Menu the Utilities( tiện ích) và menu setup( cài đặt) .50 3.2.8. Phép đo và kết quả .53 3.3. Hệ thống phân tích hình ảnh Omnimet Express Image Analysis (86-3000) 57 3.3.1. Vài nét chính của Omnimet Enterprise………………………….58 3.3.2. Các phím nguồn của hệ thống phân tích hình ảnh 62 3.3.3. Cở sở dữ liệu của Omimet Image 67 3.3.4 Các chức năng trên thanh công cụ của sổ ảnh 78 3.3.5. Cửa sổ hiện thị kết quả 80 3.3.6. Tạo báo cáo( Report Genenation) …………………………… 82 Chương 4: Thí nghiệm và phân tích đánh giá kết quả. 4.1. Thí nghiệm 1………………………………………………………….86 4.2. Thí nghiêm 2………………………………………………………….87 4.3. Phân tích các kết quả thí nghiệm…………………………………… 92 Kết luận…………………………………………………………………….96 Taì liệu tham khảo………………………………………………………….97 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5 SVTH: Hoàng Xuân Trường GVHD: Th.s Lê Lăng Vân LỜI MỞ ĐẦU Trên thế giới hiện nay, dầu nhờn vẫn là chất bôi trơn chủ yếu trong các ngành công nghiệp và dân dụng. Với vai trò quan trọng của mình, dầu nhờn đã trở thành một loại vật liệu công nghiệp không thể thiếu cùng với sự phát triển của xã hội các loại máy móc, thiết bị, công cụ được đưa vào ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng ngày càng nhiều. Trước vấn đề cấp thiết đó, các tập thể khoa học lớn đang không ngừng nghiên cứu thành phần, tính chất của dầu mỏ nói chung và các cấu tử nói riêng để hoàn thiện các phương pháp khai thác và chế biến nguồn tài nguyên quý giá này. Khi sử dụng dầu nhờn làm chất lỏng bôi trơn giữa các bề mặt lớp tiếp xúc của các chi tiết máy móc nhằm mục đích giảm mài mòn, giảm ma sát, tản nhiệt, làm mát. Nhờ vậy giảm được tiêu hao năng lượng để thắng lực ma sát sinh ra khi các chi tiết máy chuyển động. Nói chung, dầu nhờn có ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống hiện nay. Đặc biệt nó có tầm quan trọng lớn đối với các loại máy móc, nếu thiếu chúng thì máy móc thiết bị không thể làm việc được. Phân tích dầu nhờn có thể cho chúng ta biết được tình trạng mài mòn của các cặp chi tiết trong máy móc và thiết bị. Đề tài này bước đầu nghiên cứu các công cụ phân tích và đánh giá dầu bôi trơn để phục vụ cho công việc chẩn đoán kỹ thuật. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6 SVTH: Hong Xuõn Trng GVHD: Th.s Lờ Lng Võn CHNG 1 : MC CH, PHM VI V GII HN NGHIấN CU CA TI 1.1. Bo dng sa cha mỏy múc v nhng thay i trong bo dng sa cha[1] 1.1.1. Khỏi nim Bo dng: duy trỡ trng thỏi hot ng ca mỏy múc thit b m bo mỏy múc thit b hon thnh cỏc chc nng ca chỳng. Bo dng sa cha da vo tin cy (da vo chn oỏn k thut): l quỏ trỡnh c s dng xỏc nh cỏc yờu cu sa cha ca mỏy múc thit b trong quỏ trỡnh hot ng ca chỳng. Theo dừi tỡnh trng k thut mỏy trc tip/giỏn tip (online/offline machine condition monitoring): cỏc thụng s c ly v x lý trc tip/giỏn tip, a ra cỏc gii hn cnh bỏo khi cỏc ch s vt quỏ gii hn cho phộp. Vibration and Process Variables Đầu ghi dữ liệu 2526 Telepone Line Telepone Line Modem Off-line Off-line Off-line On-line Vibration Monitors Central Vibration Monitors PC Host UNIX X - Terminal UNIX/DOS X - Terminal DOS X - Terminal UNIX Intergrated Off/On-line Solution IEEE.802.3 (Ethernet TCP/IP) LC TH LC TL LC TH LC TL LC TH LC TL comp a s s Phòng T hí nghiệm Cơ Khí Trường ĐHGTVT Type 7107 f1 f2 f3 f4 f5 0 - CHECK ON/OFF DELE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NEXT ENTE R PRE MEAS DATA COLLEC TOR 2526 Vibration and Process Variables Đầu ghi dữ liệu 2526 Telepone Line Telepone Line Modem Off-line Off-line Off-line On-line Vibration Monitors Central Vibration Monitors PC Host UNIX X - Terminal UNIX/DOS X - Terminal DOS X - Terminal UNIX Intergrated Off/On-line Solution IEEE.802.3 (Ethernet TCP/IP) LC TH LC TL LC TH LC TL LC TH LC TL comp a s s Phòng T hí nghiệm Cơ Khí Trường ĐHGTVT Type 7107 f1 f2 f3 f4 f5 0 - CHECK ON/OFF DELE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NEXT ENTE R PRE MEAS DATA COLLEC TOR 2526 f1 f2 f3 f4 f5 0 - CHECK ON/OFF DELE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NEXT ENTE R PRE MEAS DATA COLLEC TOR 2526 Hỡnh 1.1: H thng chn oỏn k thut on/off line THUYT MINH N TT NGHIP 7 SVTH: Hoàng Xuân Trường GVHD: Th.s Lê Lăng Vân 1.1.2. Những thay đổi trong sửa chữa, bảo dưỡng Trong những năm gần đây, bảo dưỡng sửa chữa đã thay đổi nhiều. Lí do của sự thay đổi này là kỹ thuật và công nghệ phát triển dẫn tới số lượng máy móc thiết bị tăng lên đáng kể. Công suất máy móc tăng lên mạnh mẽ. Máy móc phức tạp hơn, phạm vi ứng dụng cũng rộng rãi hơn nhiều và các sản phẩm được ứng dụng tại nhiều quốc gia, tính toàn cầu hoá ngày càng cao dẫn tới các thay đổi về quan niệm và cách thức tổ chức, tiến hành bảo dưỡng sửa chữa. Sự thay đổi này thể hiện ở những kiến thức mới về bảo dưỡng sửa chữa, đòi hỏi máy móc và thiết bị làm việc an toàn hơn với con người và đối với môi trường. Những yêu cầu về chất lượng sản phẩm bảo dưỡng sửa chữa, về tổ chức sửa chữa và về giá thành sửa chữa. Mặt khác những tiêu chuẩn về bảo dưỡng sửa chữa ngày càng khắt khe cũng như các phương tiện và cách tiếp cận về bảo dưỡng sửa chữa cũng thay đổi đáng kể trong thời gian gần đây. Phương pháp sửa chữa dựa vào độ tin cậy đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi. Phương pháp này nếu được sử dụng tốt sẽ nâng cao hiệu quả phục vụ, an toàn cho con người và môi trường cũng như giảm được chi phí sửa chữa. * Các phuơng pháp bảo dưỡng sửa chữa. a. Thế hệ thứ nhất: Thời gian của thế hệ này kéo dài cho đến chiến tranh thế giới lần thứ hai. Trong giai đoạn này mức độ phức tạp và mối liên hệ giữa hệ thống máy móc thiết bị còn ở mức độ thấp. Thời gian dừng máy chưa gây ra các vấn đề lớn. Điều này cũng có nghĩa việc ngăn ngừa các hư hỏng của máy móc thiết bị không chiếm vị trí ưu tiên trong quản lí. Mặt khác, máy móc thiết bị còn ít phức tạp và các thiết kế còn mang tính thừa bền cao. Các yếu tố này dẫn tới quá trình bảo dưỡng sửa chữa còn đơn giản và dễ dàng, không đòi hỏi qui trình phức tạp và việc bảo dữơng chỉ dừng lại ở các qui trình làm sạch, thay thế các chi tiết hư hỏng và hoàn thiện các công việc bôi trơn máy móc thiết bị. b. Thế hệ thứ hai: Từ Chiến tranh thế giới lần thứ hai đến những năm 1970. Áp lực trong giai đoạn này đòi hỏi phải cơ giới hoá cao. Cần phải có các máy móc thay thế sức người, sức lao động của con người ngày càng trở nên đắt đỏ. Vào những năm 1950, máy móc đã tăng nhanh chóng cả về số lượng , chủng loại và mức độ phức tạp. Con người, các ngành công nghiệp bắt đầu phụ thuộc THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8 SVTH: Hoàng Xuân Trường GVHD: Th.s Lê Lăng Vân nhiều vào máy móc. Sự phụ thuộc vào máy móc càng tăng, thời gian dừng của máy càng được chú y. Điều này đã dẫn đến đòi hỏi là những hư hỏng của máy móc có thể và cần được phòng ngừa và do đó đã ra đời thế hệ bảo dưỡng sửa chữa thứ hai: Bảo dưỡng sửa chữa phòng ngừa hay hệ thống sửa chữa theo kế hoạch. Trong đó máy móc thiết bị vào xưởng sửa chữa theo định kỳ: thay thế các chi tiết theo kế hoạch. Việc làm này thực tế cũng đã mang lại hiệu quả là có thể kiểm soat được các hư hỏng nhưng giá thành sửa chữa thực tế đã tăng lên đáng kể nên đòi hỏi cần phải tìm ra phương pháp sửa chữa mới. Phương pháp cho phép kéo dài tuổi thọ của máy và giảm chi phí bảo dưỡng sửa chữa. c. Thế hệ thứ ba: Từ giữa những năm 1970, những thay đổi trong các ngành công nghiệp đã tạo ra một động lực lớn cho những thay đổi về bảo dưỡng sửa chữa. Những thay đổi này có thể phân ra làm 3 loại: mục đích bảo dưõng sửa chữa, những thiết kế mới và kỹ thuật mới. Ưu điểm của thế hệ thứ ba: - Máy móc thiết bị có độ tin cậy cao hơn. - Giảm giá thành bảo dưỡng sửa chữa. - Mức độ an toàn cao hơn. - Tuổi thọ của máy móc và thiết bị tăng. 1.2. Các phương pháp chẩn đoán [1] Có nhiều phương pháp chẩn đoán khác nhau để chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của máy móc: dựa vào tính năng động lực của máy, hạt mài mòn, nhiệt độ… Có 3 phương pháp mà ngày nay thường hay sử dụng: a. Dựa vào hạt mài. * Ưu điểm: - Nhiều thông tin tình trạng kỹ thuật của máy chỉ có thể thu được từ quá trình phân tích dầu bôi trơn. - Mức độ đầu tư về trang thiết bị không đòi hỏi quá cao. - Dầu bôi trơn chứa đựng các thông tin về dạng hỏng của nhiều chi tiết khác nhau. b. Phương pháp đo dao động. * Ưu điểm: - Có thể phát hiện được các hư hỏng ngay khi máy đang làm việc. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 9 SVTH: Hoàng Xuân Trường GVHD: Th.s Lê Lăng Vân - Có thể dùng các hệ thống thiết bị để theo dõi thường xuyên và đưa ra các cảnh báo sớm ngăn ngừa các hư hỏng đột xuất bất thường. - Giảm giá thành bảo dưỡng, sửa chữa. - Có thể sử dụng hệ thống chuyên gia giúp cho quá trình chẩn đoán chính xác. * Nhược điểm: - Đây là phương pháp mới dẫn tới khả năng phân tích và các kết quả còn nhiều hạn chế. - Có đến 20% các hư hỏng không được phát hiện bằng phương pháp đo dao động. - Phân tích dao động phụ thuộc nhiều vào con người, thiết bị máy móc phân tích. - Các thông số dao động khi phân tích sẽ gặp khó khăn trong việc xác định nguồn gốc gây ra các dao động đó. c. Phương pháp kiểm tra không phá hủy. Ứng dụng máy siêu âm để kiểm tra các khuyết tật do vết nứt phát sinh trong chi tiết máy sau một quá trình làm việc. * Ưu điểm: - Không cần phá hủy các chi tiết máy. - Kết quả kiểm tra nhanh và tương đối chính xác. - Là công cụ trợ giúp tin cậy. * Nhược điểm: - Kết quả chẩn đoán phụ thuộc nhiều vào người sử dụng và độ chính xác của thiết bị. - Cần phải bổ sung các kiểm tra khác trước khi đưa ra các kết luận về chất lượng sản phẩm. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 10 [...]... chất lượng của dầu nhớt Honda chính hiệu Chỉ những chai dầu dùng cho xe gắn máy đạt được tiêu chuẩn này mới được phép đóng dấu chứng nhận của Honda 2.4 Chẩn đoán kỹ thuật bằng phân tích dầu bôi trơn và hạt mài mòn Hạt mài mòn dầu bôi trơn động cơ diesel cho các thông tin quan trọng về tình trạng kỹ thuật của động cơ Vì vậy phân tích dầu bôi trơn trở thành một công cụ để chẩn đoán kỹ thuật động cơ diesel... lượng hạt mài mòn Xác định số lượng hạt thường là một yêu cầu đối với các quá trình chuẩn đoán tình trạng kỹ thuật của máy Lượng hạt mài mòn được xác định bằng cách đếm hạt sẽ sơ bộ phản ánh tình trạng mòn của các chi tiết Việc đếm các hạt mài mòn một ml dầu, số hạt trên ml dầu hay hình dạng, kích cỡ của hạt phản ánh tình trạng mòn Số lượng hạt mài mòn đếm được trên các mẫu dầu của hai đầu máy vào đại... công ty đường sắt của Mỹ vào cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950 đã nhận ra rằng kim loại trong dầu bôi trơn đó cho biết tình trạng mòn của các chi tiết máy trên động cơ diesel của đầu máy Ngày nay phân tích dầu bôi trơn và hạt mài mòn đó dược sử dụng để chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của rất nhiều loại máy khác nhau như động cơ, hộp số của máy bay trực thăng, các loại máy THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT... thường Vào thời điểm mòn khốc liệt kích thước của hạt sẽ tăng lên và hình dạng của hạt cũng thay đổi Người ta đó xác định được dạng hạt thay đổi liên quan đến như thế nào đến dạng mài mòn Do đó, việc phân tích dạng hạt mài mòn cho phép xác định được trạng thái mòn trong máy và từ đó có thể xác định được tình trạng kỹ thuật của máy 2.4.1 Phân tích thành phần kim loại Phân tích thành phần kim loại có trong. .. CHUNG VỀ DẦU BÔI TRƠN 2.1 Một số vấn đề về dầu bôi trơn [1] Nói đến dầu bôi trơn, người ta thường hay nghĩ ngay đến dầu nhờn dùng cho động cơ và dầu bôi trơn dùng cho hệ truyền động Cả 2 loại dầu bôi trơn này cùng có nhiều vấn đề phức tạp, đòi hỏi tính năng đa dạng Dầu bôi trơn nói chung thường có chất lỏng cơ bản, chiếm tỷ lệ chính trong dầu bôi trơn Nguồn gốc của chất lỏng cơ sở này thường là dầu khoáng... lâu, và hiện nay nó vẫn còn được sử dụng để chẩn đoán hư hỏng của máy móc 1.3.2 Mục đích của đề tài Nắm vững các khái niệm về dầu bôi trơn và các dạng hỏng của máy móc thiết bị dựa vào các hạt mài mòn để từ đó đưa ra các kết luận chính xác trong việc chẩn đoán Sử dụng thành thạo các thiết bị thí nghiệm và nghiên cứu: hộp giảm tốc trục vít hai cấp, máy phân tích thành phần kim loại TN Alloy 9388 và hệ... thước hạt lớn nhất có thể tới 100 µm - Mòn do thiếu dầu bôi trơn : Dạng mòn này các hạt có kích thước lớn phụ thuộc vào tải trọng và tốc độ Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt càng lớn kích thước của hạt càng lớn - Mòn do dính : các hạt mài mòn lớn hơn 10 µm, dạng hạt là tấm, thường gặp đối với mòn các răng của bánh răng, hạt mòn từ xupap Kích thước hạt đo được từ các mẫu của các đầu máy có sự cố dao động trong. .. việc ứng dụng máy móc thiết bị,công nghệ hiện đại vào sản xuất ngày càng cấp thiết Đi đôi với việc áp dụng máy móc thiết bị hiện đại vào sản xuất, thì việc chẩn đoán được những hư hỏng của máy móc cũng rất quan trọng Việc chẩn đoán nhanh những hư hỏng của máy sẽ giúp cho quá trình sản xuất được liên tục, tăng năng suất lao động Việc chẩn đoán hư hỏng của máy dựa vào hạt mài mòn cũng đã được áp dụng. .. chính gây mài mòn là do sự tiếp xúc giữa kim loại và kim loại (mài mòn dính) Sự có mặt của các hạt mài (mài mòn hạt) gây ra mài mòn là do ăn mòn hay mài mòn hóa học Để chống lại sự mài mòn, cần thiết phải cho vào các phụ gia chống mài mòn gồm các nhóm hóa chất có chứa hợp chất phốtpho, hợp chất lưu huỳnh, các dẫn xuất béo có khả năng bám dính trên bề mặt kim loại nhằm giảm bớt sự cọ sát, tỏa nhiệt trong. .. thông hay các nhà máy công nghiệp khác Phân tích dầu bôi trơn và hạt mài mòn tiến hành cùng với phân tích dao động đó trở thành công cụ hiệu quả để chuẩn đoán tình trạng kỹ thuật của máy móc trong các ngành công nghiệp nói chung và ngành giao thông vận tải nói riêng Các chi tiết máy của động cơ diesel như piton, xéc măng, xilanh, bạc trục, bánh răng… sẽ sinh các hạt kim loại nhỏ, mịn trong quá trình . 1.3. Mục đích, phạm vi và giới hạn nghiên cứu của đề tài “ ứng dụng phân tích dầu bôi trơn và hạt mài mòn trong chẩn đoán kỹ thuật máy 1.3.1. Tính cấp. thí nghiệm vẫn còn hạn chế, nên đề tài Ứng dụng phân tích dầu bôi trơn và hạt mài mòn trong chẩn đoán kỹ thuật máy mới chỉ kiểm tra được thành phần