Ôtô có rất nhiều chi tiết, mỗi chi tiết có những điều kiện làm việc khác nhau. Do đó cũng yêu cầu vật liệu chế tạo khác nhau. Trong đó, động cơ là quan trọng nhất. nhận nhiệm vụ truyền moomen, truyền lực và dẫn động ôtô, đồng thời chịu lực quán tính lớn, trục khuỷu yêu cầu công nghệ đặc biệt. Từ những đặc điểm và điều kiện làm việc của chi tiết mà lựa chọn vật liệu chế tạo, phương pháp gia công cơ khí và phương pháp nhiệt luyện phù hợp.
Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật LỜI NÓI ĐẦU Ngành ô tô chiếm giữ vị trí quan trọng kinh tế quốc dân lĩnh vực quốc phòng Việc chế tạo chi tiết ô tô phải trải qua nhiều quy trình công nghệ khác đòi hỏi tính khoa học công nghệ cao.Trong đó, hầu hết 80-90% chi tiết ô tô phải trải qua trình nhiệt luyện Tuy nhiên trình lựa chọn phương pháp nhiệt luyện lựa chọn vật liệu chế tạo, phương pháp gia công khí cho loại chi tiết lại khác Đặc biệt, loại phương tiện khác điều kiện làm việc chi tiết khác Do yêu cầu kỹ thuật chế tạo khác Với đề tài “TRỤC KHUỶU Ô TÔ TẢI NHẸ (ô tô vận tải xe con)”, em tìm hiểu phần sau: - Tìm hiểu phân tích cấu tạo chi tiết - Phân tích điều kiện làm việc chi tiết tìm nguyên nhângây hao mòn, hư hỏng chi tiết - Tìm hiểu yêu cầ kỹ thuật chi tiết đóđể tìm vật liệu phù hợp - Vẫn dụng kiến thức học lựa chọn phương pháp gia công khí thiết kế trình nhiệt luyện chi tiết khí thích hợp Trang i Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1.GIỚI THIỆU VỀ TRỤC KHUỶU 1.1 Cấu tạo 1.1.1 Cấu tạo chung 1.1.2 Cấu tạo phận chi tiết 1.2 Vị trí, nhiệm vụ trục khuỷu 2.PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ NGUY CƠ HƯ HỎNG 2.1 Điều kiện làm việc chung 2.2 Điều kiện làm việc số phận đặc biệt cảu trục khuỷu 2.3 Các dạng hao mòn, hư hỏng 2.3.1 Hao mòn trục khuỷu có qui luật 2.3.2 Hao mòn trục khuỷu qui luật 2.3.3 Hỏng mỏi CÁC VẬT LIỆU ĐƯỢC CHỌN 3.1 Yêu cầu kỹ thuật 3.2 Lựa chọn vật liệu PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CƠ KHÍ VÀ PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN 4.1 Quy trình gia công chế tạo trục khuỷu 4.2 Lựa chọn phương pháp gia công khí 4.3 Lựa chọn phương pháp nhiệt luyện KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang ii Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật DANH MỤC HÌNH Hình 1: Cấu tạo trục khuỷu Hình 2: Đầu trục khuỷu vị trí đầu trục khuỷu Hình 3: Kết cấu đầu trục khuỷu động ô tô Hình 4: Má khuỷu ô van Hình 5: Đối trọng liền với má khuỷu dùng cho động ô tô Hình 6: Vị trí trục khuỷu động đốt Hình 7: Hoạt động trục khuỷu Hình 8: Một số lực momen xuất trục khuỷu Hình 9: Các vị trí đầu dầu bôi trơn Hình 10: Bán kính chuyển tiếp r Hình 11: Các lực tác dụng đối trọng Hình 12: Kết cấu đuôi trục khuỷu ô tô Hình 13: Các dạng hao mòn trục khuỷu Hình 14: Hao mòn trục khuỷu cấu tạo Hình 15: Giản đồ trang thái Fe-C Hình 16: Các cách phân bố lớp cổ trục khuỷu Hình 17: Ảnh hưởng dòng điện cảm ứng đến độ cững lỗ dầu Trang iii Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật GIỚI THIỆU VỀ TRỤC KHUỶU 1.1 Cấu tạo 1.1.1 Cấu tạo chung Trục khuỷulà chi tiết quan trọng thuộc cấu “Trục khuỷu – Thanh Truyền” động đốt Trục khuỷu chi tiết dạng trục, loại trục lệch tâm Trên trục khuỷu cổ trùng với tâm quay trục có trục bậc lệch tâm để lắp với tay biên, gọi cổ biên Trục khuỷu động ô tô tải nhẹ trục khuỷu động xăng xi lanh.Đây trục khuỷu thuộc loại trục khuỷu nguyên dùng động cỡ nhỏ trung bình động ô tô, máy kéo Trục khuỷu nguyên trục gồm chi tiết, loại trục khuỷu mà phận: Cổ biên, cổ khuỷu, gắn liền thành khối Hình 1: Cấu tạo trục khuỷu Chú thích: 1,2: Cổ trục chính,cổ trục khuỷu ,6 : Đối trọng 4: Đuôi trục khuỷu : Chốt khuỷu, chốt lắp truyền : Má khuỷu : Từ cổ trục khuu dầu qua bôi trơn chốt khuỷu : Lỗ dầu chốt khuỷu Trang Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật 1.1.2 Cấu tạo phận chi tiết a) Đầu trục khuỷu Đầu trục lắp vếu để quay trục cần thiết khởi động tay quay (maniven) Trên đầu trục khuỷu thường có then để lắp puli dẫn động quạt gió, bơm nước Ngoài truyền bánh dùng để dẫn động lực có kết cấu hạn chế di chuyển dọc trục Hình 2: Đầu trục khuỷu vị trí đầu trục khuỷu Hình 3: Kết cấu đầu trục khuỷu động ô tô b) Cổ khuỷu Cổ khuỷu trục quay trục khuỷu.Cổ khuỷu thường rỗng để làm rãnh dẫn dầu bôi trơn cổ chốt khác trục khuỷu.Đối với động cỡ lớn, cổ khuỷu có đường kính cổ trục lớn từ đầu tới đuôi Đối với ô tô tải nhẹ, cổ trục có đường kính c) Chốt khuỷu Động ô tô tải nhẹ động cao tôc, lực quán tính lớn nên đường kính chốt khuỷu đường kính cổ khuỷu.Cũng cổ khuỷu, chốt khuỷu cấu tạo rỗng để giảm trọng lượng chứa dầu bôi trơn Trang Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật d) Má khuỷu Má khuỷu chi tiết đơn giản dễ gia công Nó thường có dạng hình chữ nhật hình tròn.Đối với động có cổ khuỷu lắp ổ bi mà khuỷu mà khuỷu tròn đồng thời đóng vai trò cổ khuỷu.Để giảm trọng lượng má khuỷu người ta thường thiết kế dạng hình chữ nhật vát góc Đối với ô tô tải nhẹ, dùng má khuỷu ô van có sức bền hơn.Trục khuỷu thường thiết kế có độ trùng điệp.Độ trùng điệp cao độ cứng sức bền má khủy trục khuỷu cao Hình 4: Má khuỷu ô van e) Đối trọng Đối trọng khối lượng gắn trục khuỷu để tạo lực quán tính ly tâm, lắp ngược với hướng chốt khuỷu.Các đối trọng lắp xa tâm quay trục khuỷu lực quán tính ly tâm lớn Đối trọng có nhiều kết cấu khác ô tô tải nhẹ sử dụng đối trọng liền (liền với má khuỷu).Đối trọng liền thường gắn với má khuỷu bulông nên có rãnh mang cá.Đồng thời đối trọng có tác dụng làm giảm trọng lực tác dụng lên cổ khuỷu Hình 5: Đối trọng liền với má khuỷu dùng cho động ô tô Trang Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật f) Đuôi trục khuỷu Đuôi trục khuỷu có mặt bích để lắp bánh đà làm rỗng để lắp vòng bi đỡ trục sơ cấp hộp số.Trên bề mặt ngõng trục có lắp phớt chắn dầu, tiếp đến ren hồi dầu có chiều xoắn ngược chiều quay trục.Sát với cổ trục đĩa chắn dầu.Ở sô động cơ, đuôi trục khuỷu cò nơi lắp chắn di chuyển dọc trục 1.2 Vị trí, nhiệm vụ trục khuỷu a) Vị trí Trục khuỷu chi tiết quan trọng chiếm tỷ trọng lớn, đến 25-30% giá thành động Hình 6: Vị trí trục khuỷu động đốt b) Nhiệm vụ Trục khuỷu phận quan trọng động đốt trong, giúp gắn kết chi tiết động lại thành khối.Trục khuỷu nhận lực nhận lực tác dụng từ piston tạo momen quay kéo máy công tác nhận lượng từ bánh đà, sau truyền cho tuyền piston thực trình nén trao đổi khí xylanh Như trục khuỷu có nhiệm vụ: - Gắn kết phận động - Nhận lực từ truyền tạo mômen quay để kéo máy công tác - Dẫn động cấu hệ thống động Trang Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ NGUY CƠ HƯ HỎNG 2.1 Điều kiện làm việc chung Trục khuỷu chi tiết dạng trục thường dùng động đốt dùng để biến đổi chuyển động tịnh tiến piston thành chuyển động quay trục khuỷu.Do điều kiện làm việc trục khuỷu phức tạp Hình 7: Hoạt động trục khuỷu Nhiêt độ: 150 - 250°C Do nhiệt truyền từ buồng cháy qua piston truyền thân ma sát trục bạc sinh Vân tốc trượt lớn: - 10m/s Xét mặt lực, trục khuỷu làm việc phải chịu lực tác dụng sau: Hình 8: Một số lực momen xuất trục khuỷu Lực quán tính :Lực quán tính tạo momen xoắn Momen xoắn hình thành trình biến đổi chuyển động tính tiến piston chuyển đổi thành thành chuyển động quay cảu trục, đồng thời momen quay bị đổi chiều để dẫn truyền động cho bánh xe Trang Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật Lực quán tính ly tâm: Xuất trục quay Dưới tác dụng lực ly tâm đối trọng tạo ra, ổ trục trục khuỷu nhiều xi lanh chịu phụ tải không Đây lực không tốt trục khuỷu hoạt động Lực gây uốn:Lực xuất tổ hợp lực tác dụng, momen lực tác dụng gây ảnh hưởng đến kết cấu cảu trục khuỷu Lực ma sát:Lực ma sát mài mòn chi tiếtgây hỏng.Trục khuỷu chịu ma sát lớn làm việc điều kiện bôi trơn ma sát ướt, có ma sát khô tới hạn (lúc khởi động tắt máy, tăng giảm đột ngột vân tốc góc, khe hở trục bạc lớn).Ma sát sinh chuyển động quay, chuyển động trượt cảu trục khuỷu, lọc dầu không sạch,do hạt mài Phụ tải: Gồm lực T khí thể gây ra, lực tác dụng trọng lượng chi tiết Do tải trọng biến thiên, có tính chất va đập phân bố không nên lực phân bố không đều, quy luật định 2.2 Điều kiện làm việc số phận đặc biệt cảu trục khuỷu a) Đầu trục khuỷu Do phải nhận truyền chuyển động khác nên đầu trục khuỷu chịu nhiều lực tác dụng khác chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay, chuyển động trượt,… nên nguy bị mài mòn, bị biến dạng cao b) Cổ khuỷu Là trục quay trục khuỷu nên chịu tác dụng momen xoắn, lực ly tâm chủ yếu c) Chốt khuỷu Chốt khuỷu hoạt động chịu lực quán tính lớn Do làm rỗng để dẫn dầu bôi trơn nên có nhiều cách lấy dầu Hình 9: Các vị trí đầu dầu bôi trơn Trang Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật Vị trí hình a) vị trí thuận lợi áp suất tiếp xúc nhỏ khó gia công Vị trí hình b) dễ gia công giảm sức bền đáng kể trục khuỷu Vị trí hình c) dễ gia công không ảnh hưởng lớn đến sức bên trục khuỷu.Thường lựa cho chọn động ô tô Tuy nhiên cần thời gian để dầu đầy khoang rãnh dễ bị hạt mài làm tác nghẽn d) Má khuỷu Thường phải chịu ứng suất tập trung nên có bán kính chuyển tiếp.Đòi hỏi độ trùng điệp cao không bị gãy Hình 10: Bán kính chuyển tiếp r e) Đối trọng Đối trọng hoạt động tạo lực quán tính ly tâm đồng thời theo cặp momen quán tính Ít phải chịu tác dụng từ lực bên Đối trọng lắp vào trục khuỷu bulông nên thường có ứng suất tiếp, ma sát với bulông Hình 11: Các lực tác dụng đối trọng Trang Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật f) Đuôi trục khuỷu Tương tự đầu trục khuỷu, đuôi trục khuỷu chịu nhiều lực khác lực trượt dọc, lực ma sát, lực xoắn ngược chiều quay trục khuỷu,momen quán tính, chịu bào mòn biến dạng lớn Do cấu tạo phức tạp nên phân bố lực không Hình 12: Kết cấu đuôi trục khuỷu ô tô 2.3 Các dạng hao mòn, hư hỏng 2.3.1 Hao mòn trục khuỷu có qui luật Hao mòn trục khuỷu có quy luật quy luật làm việc trục khuỷu Hình 13: Các dạng hao mòn trục khuỷu Động nhiều xi lanh cổ thường mòn nhiều Tiếp xúc trục bạc, có hạt mài hạt mài đọng lại gây hao mòn nhiều Trang Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật Động xăng cao tốc: phần đầu to lực quán tính lớn tác dụng nhiều lần, phần đuôi có trị số lớn hơn, lần tác dụng Do đó, chốt khuỷu mòn phía nhiều cổ trục mòn phía nhiều Đuôi trục khuỷu chịu lực xoắn ngược chiều quay thường bị gãy, vỡ 2.3.2 Hao mòn trục khuỷu qui luật Hao mòn trục khuỷu quy luật dạng kết cấu trục khuỷu gây Hình 14: Hao mòn trục khuỷu cấu tạo Do truyền chế tạo lệch tâm nên phân bố lực không (dạng hình thang) Do đó, hao mòn không Khoan lỗ dầu không hợp lý: Do quán tính ly tâm mà cặn dầu bám vào thành đem sang phía trái Vì vậy, phía trái chốt khuỷu mòn nhiều phía phải 2.3.3 Hỏng mỏi Hỏng mỏi tượng vết nứt tế vi trục khuỷu phát triển lớn dần lên tác dụng tải trọng biến thiên đổi chiều Xuất vết nứt tế vi nơi tập trung ứng suất: góc lượn, cạnh sắc lỗ dầu Dưới tác dụng tải trọng biến thiên đổi chiều mà vết nứt tế vi dần phát triển lớn lên đến lúc làm gãy trục, vết gãy phẳng Thường xảy trục khuỷu: Có kết cấu không hợp lý: e = (không có độ trùng điệp) Ví dụ: động D6- 3D12 (gãy 40-50%) Nguyên nhân do: - Có trình gia công sửa chữa không đúng: góc lượn góc lượn không đúng, không làm cùn cạnh sắc lỗ dầu - Chế độ sử dụng không tốt làm thay đổi tải đột ngột - Lắp ráp không tốt làm cổ trục không đồng tâm gây tải trọng phụ trình sử dụng Trang Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật CÁC VẬT LIỆU ĐƯỢC CHỌN 3.1 Yêu cầu kỹ thuật Độ cứng cổ trục cổ biên 52 ÷ 62 HRC Độ xác cấp 1;2 Chiều sâu thấm C (độ thấm tôi): – 4.5 mm Đối với bề mặt cổ: 2.5 – 4.5mm Độ nhám bề mặt Ra = 0,63 ÷ 0,16 Độ xác kích đường kính cổ trục đạt : CCX 7÷ 8, sai số hình dáng hình học: độ côn, độ ô van, nằm giới hạn dung sai đường kính Độ côn cho phép cổ trục cổ biên: 10 mm Độ ô van cho phép cổ trục cổ biên: 10 mm Độ xác vị trí tương quan độ đảo cổ trục, độ không thẳng góc đường tâm mặt đầu vai trục khoảng : 0,01 ÷ 0,1mm Độ không song song tâm cổ biên tâm cổ không 0,01 ÷ 0,03mm chiều dài cổ biên Độ không song song đường trục cổ trục cổ biên: 10¸12 mm suốt chiều dài cổ biên Độ xác cân từ 20¸30 g.cm/khoảng lệch tâm e Yêu cầu cân động : độ không cân cho phép 15 ÷ 30g/cm Bề mặt cổ khuỷu, chốt khuỷu yêu cầu độ cứng độ bóng cao 3.2 Lựa chọn vật liệu Chọn vật liệu thép 45 (Thép Austenit - ferit).Thực chất gọi thép không gỉ Austenit - ferit Đối với động ô tô tải nhẹ (ô tô vận tải xe con) Trục khuỷu phải chịu tải trọng cao, chịu mài mòn mạnh, chi tiết dễ biến dạng, chịu tải trọng tĩnh lẫn va đập cao Đòi hỏi tính tổng hợp cao (Vậy chọn vật liệu chế tạo trục khuỷu thường thép thấm cacbon thép hóa tốt (%C = 0.3 – 0.5%) Rất dùng gang grafit cầu nhạy gang cầu nhạy cảm với ứng suất tập trung cộng với giai đoạn cầu hóa khó Đối với động ô tô tải nhẹ (ô tô vận tải xe con) dùng gang cầu thường dùng thép thấm cacbon théphóa tốt để chế tạo Đó thép có thành phần phần trăm cacbon %C = 0.3-0.5% Tuy nhiên, thép làm trục khuỷu giới hạn %C ≤ 0.45% Trang 10 Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật - Mã thép theo tiêu chuẩn TCVN 1766-75:C40 (%C = 0.4%, C45 (%C = 0.45%) - Mã thép theo tiêu chuẩn Mỹ AISI: 1040,1045 Lý chọn thép cacbon 1045: - Rẻ tiền - Độ bền thép cacbon thép hợp kim đảm bảo yêu cầu biện pháp kết cấu - Hệ số ma sát thép cacbon cao thép hợp kim nên có khả làm giảm dao động xoắn tốt thép hợp kim Crom, Niken, Mangan PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CƠ KHÍ VÀ PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN 4.1 Quy trình gia công chế tạo trục khuỷu Thông thường trình gia công trục khuỷu chia làm giai đoạn sau: Gia công chuẩn phụ: Dùng chuẩn thô cổ gá vào khối V tỳ vào má trục, để khống chế kích thước chiều dài tiến hành khỏa mặt đầu, khoan lỗ tâm Khi phay mặt cạnh khoan lỗ mặt bích để làm chuẩn cho gia công cổ biên ta dựa vào cổ biên, để định vị góc xoay Gia công trước nhiệt luyện: Đây giai đoạn phức tạp khó khăn (vì sai lệch phôi, độ cứng vững gá đặt kém) Khi gia công cổ chính, cần chọn cách gá đặt cho biến dạng Ví dụ gia công trục khuỷu có xi lanh với cổ chính, trước hết ta gia công cổ giữa, đặt luy nét vào để tăng độ cứng vững gia công cổ lại Khi gia công cổ biên, thường không dùng lỗ tâm cổ làm chuẩn mà gá đặt vào cổ vừa gia công (Bằng mâm cặp khối V) để đảm bảo độ cứng vững gá đặt Nhiệt luyện, gia công tinh gia công lần cuối sau nhiệt luyện: Bao gồm mài thô mài tinh cổ chính, cổ biên Nếu cổ cổ biên, yêu cầu độ xác độ nhẵn bóng cao mài siêu tinh đánh bóng… Ngoài dùng lăn ép, va đập để nâng cao độ bền mỏi góc lượn cổ trục nơi thường có ứng suất tập trung lớn 4.2 Lựa chọn phương pháp gia công khí Trục khuỷu chi tiết khó gia công kết cấu phức tạp, độ cứng vững đòi hỏi kỹ thuật cao Tạo phôi bàng phương pháp Rèn(dập) nóng: Để phôi hình thành thớ tốt Trang 11 Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật Dập thể tích phương pháp gia công áp lực kim loại biến dạng không gian hạn chế lồng khuôn dập.s Đây chi tiết dễ biến dạng nên phải đặt giá đỡ nung nóng để dập Ưu điểm phương pháp: + Độ xác độ bóng bề mặt phôi cao + Chất lượng sản phẩm đồng cao, phụ thuộc tay nghề công nhân + Có thể chế tạo phôi có hình dạng phức tạp rèn tự + Năng suất cao, dể khí hoá tự động hoá Nhược điểm phương pháp: + Thiết bị cần có công suất lớn, yêu cầu độ cứng vững, độ xác cao + Chi phí chế tạo khuôn cao Do phương pháp thường dùng sản xuất loạt hàng khối với loại trục khuỷu nhỏ trung bình Bảng 1: Thứ tự phương pháp gia công khí trục khuỷu Tên gọi nguyên công TT N.công 01 Nắn thẳng phôi Loại máy sử dụng Máy ép thuỷ lực T40 Gia công mặt chuẩn: 02 Phay hai mặt đầu Khoan lỗ tâm Tiện rộng lỗ đầu mặt bích Máy doa ngang 2615 Tiện cổ giữa,má khuỷu đầu trục 03 khuỷu Máy tiện bán tự động nhiều Vát mép đầu trục dao 1731 Tiện rãnh thoát dao Tiện cổ trục lại Máy tiện bán tự động nhiều Tiện má khuỷu dao 1731 05 Khoan lỗ mặt bích Máy khoan cần 2B56 06 Phay mặt lắp đối trọng Máy phay ngang P623 04 07 08 Khoan lỗ lắp đối trọng Ta rô ren Tiện cổ biên Máy khoan cần 2B56 Máy tiện bán tự động nhiều Trang 12 Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật Tiện mặt má khuỷu dao 1731 09 Phay rãnh cavet Máy phay đứng 6H12 10 Khoan lỗ dầu Máy khoan cần 2B56 11 Nhiệt luyện phương pháp cao tần Lò cao tần 12 Sửa trục Máy ép 40T 13 Mài thô mài tinh cổ trục Máy mài tròn 3A172 14 Mài thô mài tinh cổ biên Máy mài tròn 3A172 15 Gia công tinh lần cuối cổ trục Máy mài tròn 38725 16 Gia công tinh lần cuối cổ biên Máy mài tròn 38725 17 Lắp đối trọng cân Máy cân bán tự động 18 Kiểm tra Máy tiện T616 4.3 Lựa chọn phương pháp nhiệt luyện Nhiệt luyện thép 45 (thép không gỉ Austenit - ferit) trình nung nóng thép lên 727oC, sau làm nguội nhanh đến 650oC, giữ nhiệt độ thời gian.Sau làm nguội đến nhiệt độ môi trường Hình 15: Giản đồ trang thái Fe-C Trang 13 Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật Dựa vào giản đồ Fe-C việc phân tích điều kiện làm việc trên, ta thiết kế trình nhiệt luyện sau: Bước 1: Tạo lõi có tính tổng hợp cao(độ bền, độ dẻo, độ dai cao) cách ram cao (có thể thường hóa để tiết kiệmchi phí sản xuất) Tổ chức nhận xoocbit ram (độ cứng 20-30 HRC) Tổ chức có tác dụng thu độ bóng cao cắt gọt giúp chuyển biến xảy nhanh hơn, nhận hạt nhỏ mịn.Tuy nhiên độ cứng giảm mạnh Có thể thay phương pháp nhiệt luyện ram + phương pháp nhiệt luyện thường hóa chi tiết nhỏ ( đường kinh 20-30mm) để giảm chi phí sản xuất Đây chi tiết dễ biến dạng nên phải làm nguội để thường hóa Bước 2: Tạo bề mặt có độ cúng cao, tính chống mài mòn lớn cách bề mặt ram thấp + Tôi bề mặt:Tôi phần riêng trục khuỷu Dựa vào giản đồ, ta có Nhiệt độ khoảng 850o C, tổ chức thu Mactenxit + austenit dư, độ cứng bề mặt 55-62 HRC, độ cứng lõi đạt 20-30 HRC + Ram thấp:Nhiệt độ ram: 180 – 220oC Tổ chức thu sau ram thấp Mactenxit ram làm giảm ứng suất bên trong, tang tính dẻo tính dai, độ cứng giảm Để đảm bảo trục khuỷu làm việc lâu dài, người ta phải tiến hành bề mặt cổ trục khuỷu (cổ biên, cổ chính, cổ mặt bích)bằng nguồn điện trung tần với tần số 2500-8000Hz Độ thấm cần đạt 2,5-4,5mm Một só cách cổ trục khuỷu (đây chi tiết có lỗ dầu nên khó tôi): Hình16: Các cách phân bố lớp cổ trục khuỷu Trang 14 Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật Hình 14a) nâng cao tính chống mà mòn giảm mạnh độ bền mỏi trục Hình 14b) nâng cao tính chống mài mòn mà không làm xấu độ bền mỏi Hình 14c) cách bề mặt cổ truc khuỷu tốt nhất, vừa nâng cao mạnh độ bền mỏi tính chống mà mòn Trong công nghiệp, Cổ trục khuỷu máy chuyên dụng quay vòng cảm ứng tôi.Các trình diễn tự động Hình 17: Ảnh hưởng dòng điện cảm ứng đến độ cững lỗ dầu Hình 15a) nút, phân bố không dòng điện cảm ứng gây nhiệt nứt mép lỗ dầu (theo phương vuông góc với dòng điện) thiếu nhiệt, độ cứng thấp mép lại Hình 15b) có nút thép, dòng điện phân bố cho hiệu tốt khó lấy nút Hình 15c) có nút đồng, nút đồng gây tập trung dòng điện tốc độ nung nóng cảm ứng đồng chậm, đồng thời dẫn nhiệt tốt nên tránh nứt.Phương pháp áp dụng rộng rãi sản xuất Trong sản xuất hàng loạt, bề mặt trục khuỷu máy tôi, người ta thường tiến hành phun nước làm nguội thời gian hạn chế quy định để xảy trình tự ram Các phận khác trục khuỷu theo phận toàn bề mặt phận Trang 15 Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật KẾT LUẬN Với đề tài “TRỤC KHUỶU Ô TÔ TẢI NHẸ” kiến thức học, tập lớn giúp em nắm kiên thức môn học Quá trình thiết kế quy trình nhiệt luyện tổng hợp tất kiến thức môn Vật liệu kỹ thuật kiến thức tìm hiểu thêm trục khuỷu.Việc lựa chọn thiết kế trình nhiệt luyện đảm bảo tính khoa học công nghệ chưa đầy đủ hoàn hảo Tuy nhiên, qua phần thiết kế giúp thấy mức độ quan trọng trình nhiệt luyện chi tiết quan trọng môn vật liệu học việc chế tạo chi tiết khí.Điều yêu cầu phải nắm vững kiến thức để thiết kế trình nhiệt luyện Trang 16 Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Vật liệu học sở - Nghiêm Hùng 2) Động đốt – Phạm Minh Tuấn, NXB Khoa học Kỹ thuật 3) Vật liệu khí – KS Nguyễn Thị Yên, NXB Hà Nội 4) Các tài liệu cung cấp trang Dropbox.com 5) http://ducanhmachine.com.vn/tin-tuc/Tin-chuyen-nganh/Giam-hao-mon-truckhuyu-cua-xe-o-to-xe-hoi-3766.aspx 6) http://www.vatgia.com/hoidap/3947/207737,3/hoi-ve-cong-nghe-gia-cong-truckhuyu.html 7) http://doantotnghiep.vn/thiet-ke-quy-trinh-cong-nghe-gia-cong-chi-tiet-truckhuyu-3tge.html 8) http://adsvn.vn/project/c-54/Vat-lieu-va-do-cung-sau-nhiet-luyen-cac-CTM-phobien.html#.VVB01fA9JqA 9) http://www.oto-hui.com/threads/dieu-kien-lam-viec-va-cac-dang-hu-hong-maimon-cua-xy-lanh.16207.html Trang 17 [...]... kỹ thuật f) Đuôi trục khuỷu Tương tự đầu trục khuỷu, đuôi trục khuỷu cũng chịu nhiều lực khác nhau như lực trượt dọc, lực ma sát, lực xoắn ngược chiều quay của trục khuỷu, momen quán tính, chịu bào mòn và biến dạng lớn Do cấu tạo phức tạp nên sự phân bố lực không đều Hình 12: Kết cấu đuôi trục khuỷu ô tô 2.3 Các dạng hao mòn, hư hỏng 2.3.1 Hao mòn trục khuỷu có qui luật Hao mòn trục khuỷu có quy luật... hơn, nhưng chỉ một lần tác dụng Do đó, chốt khuỷu mòn phía dưới nhiều hơn và cổ trục chính mòn phía trên nhiều hơn Đuôi trục khuỷu chịu lực xoắn ngược chiều quay thường bị gãy, vỡ 2.3.2 Hao mòn trục khuỷu không có qui luật Hao mòn trục khuỷu không có quy luật do dạng kết cấu của trục khuỷu gây ra Hình 14: Hao mòn trục khuỷu do cấu tạo Do thanh truyền chế tạo lệch tâm nên phân bố lực không đều (dạng... cân bằng cho phép 15 ÷ 30g/cm Bề mặt cổ khuỷu, chốt khuỷu yêu cầu độ cứng và độ bóng cao 3.2 Lựa chọn vật liệu Chọn vật liệu là thép 45 (Thép Austenit - ferit).Thực chất đây còn gọi là thép không gỉ Austenit - ferit Đối với động cơ ô tô tải nhẹ (ô tô vận tải dưới 4 tấn và xe con) Trục khuỷu phải chịu tải trọng cao, chịu mài mòn mạnh, là chi tiết dễ biến dạng, chịu tải trọng tĩnh lẫn va đập cao Đòi hỏi... hàng khối với loại trục khuỷu nhỏ hoặc trung bình Bảng 1: Thứ tự các phương pháp gia công cơ khí trục khuỷu Tên gọi nguyên công TT N.công 01 Nắn thẳng phôi Loại máy sử dụng Máy ép thuỷ lực T40 Gia công các mặt chuẩn: 02 Phay hai mặt đầu Khoan lỗ tâm Tiện rộng lỗ đầu mặt bích Máy doa ngang 2615 Tiện cổ giữa,má khuỷu giữa và đầu trục 03 khuỷu Máy tiện bán tự động nhiều Vát mép đầu trục dao 1731 Tiện... xuất Trong sản xuất hàng loạt, khi tôi bề mặt trục khuỷu ở các máy tôi, người ta thường tiến hành phun nước làm nguội trong thời gian hạn chế quy định để xảy ra quá trình tự ram Các bộ phận khác của trục khuỷu tôi theo tuần tự từng bộ phận và tôi toàn bộ bề mặt bộ phận Trang 15 Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật KẾT LUẬN Với đề tài “TRỤC KHUỶU Ô TÔ TẢI NHẸ” và các kiến thức đã học, bài tập lớn giúp... mặt các cổ của trục khuỷu (cổ biên, cổ chính, cổ mặt bích)bằng nguồn điện trung tần với tần số 2500-8000Hz Độ thấm tôi cần đạt được là 2,5-4,5mm Một só cách tôi cổ trục khuỷu (đây là chi tiết có lỗ dầu nên khó tôi): Hình16: Các cách phân bố lớp tôi ở cổ trục khuỷu Trang 14 Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật Hình 14a) nâng cao được tính chống mà mòn nhưng giảm mạnh độ bền mỏi của trục Hình 14b)... việc của trục khuỷu Hình 13: Các dạng hao mòn của trục khuỷu Động cơ nhiều xi lanh cổ giữa thường mòn nhiều hơn Tiếp xúc trục bạc, nếu có hạt mài thì hạt mài đọng lại gây hao mòn ở giữa nhiều hơn Trang 8 Bài tập lớn môn học: Vật liệu kỹ thuật Động cơ xăng cao tốc: phần đầu to lực quán tính lớn và tác dụng nhiều lần, phần đuôi mặc dù có trị số lớn hơn, nhưng chỉ một lần tác dụng Do đó, chốt khuỷu mòn... phía trái chốt khuỷu mòn nhiều hơn ở phía phải 2.3.3 Hỏng do mỏi Hỏng do mỏi là hiện tượng các vết nứt tế vi trên trục khuỷu phát triển lớn dần lên do tác dụng của tải trọng biến thiên và đổi chiều Xuất hiện các vết nứt tế vi ở nơi tập trung ứng suất: góc lượn, cạnh sắc lỗ dầu Dưới tác dụng của tải trọng biến thiên và đổi chiều mà các vết nứt tế vi dần phát triển lớn lên đến lúc làm gãy trục, vết gãy... Thường xảy ra đối với các trục khuỷu: Có kết cấu không hợp lý: e = 0 (không có độ trùng điệp) Ví dụ: động cơ D6- 3D12 (gãy 40-50%) Nguyên nhân là do: - Có quá trình gia công sửa chữa không đúng: không có góc lượn hoặc góc lượn không đúng, không làm cùn các cạnh sắc của lỗ dầu - Chế độ sử dụng không tốt làm thay đổi tải đột ngột - Lắp ráp không tốt làm các cổ trục không đồng tâm gây tải trọng phụ trong quá... chịu tải trọng tĩnh lẫn va đập cao Đòi hỏi cơ tính tổng hợp cao (Vậy chọn vật liệu chế tạo trục khuỷu thường là thép thấm cacbon và thép hóa tốt (%C = 0.3 – 0.5%) Rất ít khi dùng gang grafit cầu vì nhạy gang cầu nhạy cảm với ứng suất tập trung cộng với giai đoạn cầu hóa rất khó Đối với động cơ ô tô tải nhẹ (ô tô vận tải dưới 4 tấn và xe con) ngoài dùng gang cầu thì thường dùng thép thấm cacbon hoặc théphóa ... http://ducanhmachine.com.vn/tin-tuc/Tin-chuyen-nganh/Giam-hao-mon-truckhuyu-cua-xe-o-to-xe-hoi-3766.aspx 6) http://www.vatgia.com/hoidap/3947/207737,3/hoi-ve-cong-nghe-gia-cong-truckhuyu.html 7) http://doantotnghiep.vn/thiet-ke-quy-trinh-cong-nghe-gia-cong-chi-tiet-truckhuyu-3tge.html... http://doantotnghiep.vn/thiet-ke-quy-trinh-cong-nghe-gia-cong-chi-tiet-truckhuyu-3tge.html 8) http://adsvn.vn/project/c-54/Vat-lieu-va-do-cung-sau-nhiet-luyen-cac-CTM-phobien.html#.VVB01fA9JqA 9) http://www .oto- hui.com/threads/dieu-kien-lam-viec-va-cac-dang-hu-hong-maimon-cua-xy-lanh.16207.html... trục Hình 14b) nâng cao tính chống mài mòn mà không làm xấu độ bền mỏi Hình 14c) cách bề mặt cổ truc khuỷu tốt nhất, vừa nâng cao mạnh độ bền mỏi tính chống mà mòn Trong công nghiệp, Cổ trục khuỷu