Nghiên cứu lựa chọn công nghệ hàn đắp và công nghệ làm bền bề mặt để hồi phục các cổ trục bị hao mòn

Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học nông nghiệp I- hà nội Phạm giang nam Nghiên cứu lựa chọn công nghệ hàn đắp công nghệ làm bền bề mặt để hồi phục cổ trục bị hao mòn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hoá nông - l©m nghiƯp M· sè: 60.52.14 Ng−êi h−íng dÉn khoa hoa học: PGS-TS Hoàng đình Hiếu Hà Nội - 2005 Trng ðại học Nông nghiệp - Luận Văn Thạc sỹ- kỹ - thuật - - Lêi cam đoan - Tôi cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực cha sử dụng để để bảo vệ học vị - Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn đà đợc cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn đà đợc rõ nguồn gốc Tác giả Phạm Giang Nam Trng i hc Nụng nghip - Luận Văn Thạc sỹ- kỹ - thuật - - Lời cảm ơn Trong trình học tập nghiên cứu lớp cao học khoá 12 chuyên ngành khí nông nghiệp trờng ĐHNN I-Hà Nội, đà nhận đợc giúp đỡ, giảng dạy nhiệt tình thầy, cô giáo nhà trờng Nhân dịp xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới tập thể, thầy giáo, cô giáo nhà trờng, cán Phòng thí nghiệm VIện Nghiên cứu khí Hà Nội, trung tâm nghiên cứu kỹ thuật xác trờng Đại Học Bách khoa - Hà Nội, đặc biệt thầy Bộ môn Công nghệ Cơ khí - Khoa điện, trờng Dại học nông nghiệp I-Hà Nội Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn đặc biệt sâu sắc tới PGSTS Hoàng Đình Hiếu ngời đà tận tình hớng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ hoàn thành đề tài nghiên cứu Xin cảm ơn bạn đồng nghiệp ngời thân đà động viên giúp đỡ trình nghiên cứu thực đề tài Quá trình thực đề tài không tránh khỏi thiếu sót, mong tiếp tục nhận đợc đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn đồng nghiệp đề tài nghiên cứu tôi, để đề tài đợc hoàn thiện Tác giả Phạm Giang Nam Trường ðại học Nông nghiệp - Luận Văn Thạc sỹ- kỹ - thuật - - Môc lục Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Các bảng biểu, hình vẽ, ảnh vii Mở đầu Chơng Tổng quan công nghệ hồi phục cổ trục bị hao mòn 1.1 Khái quát hao mòn cổ trục 1.1.1 Điều kiện làm việc 1.1.2 Dạng hỏng phơng pháp hồi phục cổ trục 1.2 Khái quát công nghệ hồi phục cổ trục bị hao mßn 1.2.1 ý nghÜa cđa viƯc håi phơc 1.2.2 Các phơng pháp phục hồi cổ trục bị hao mßn 1.2.2.1 Håi phơc cỉ trơc hao mßn b»ng phơng pháp hàn 1.2.2.2 Hồi phục cổ trục hao mòn phơng pháp phun kim loại 1.2.2.3 Hồi phục cổ trục hao mòn phơng pháp mạ 1.2.3 Lựa chọn công nghệ hàn đắp để hồi phục cổ trục hao mòn 11 1.2.3.1 Một số phơng pháp hàn đắp 1.2.3.2 Hồi phục cổ trục hàn đắp môi trờng khí bảo vệ 13 1.3 Công nghệ làm bền nâng cao tính bề mặt cổ trục 14 1.3.1 Các công nghệ làm bền bề mặt 14 1.3.2 Lựa chọn công nghệ làm bền 16 1.4 Công tác sửa chữa, phục hồi trờng trung học công nghiệp 10 11 Việt Đức - Thái Nguyên 17 1.5 19 KÕt luËn ch−¬ng Trường ðại học Nông nghiệp - Luận Văn Thạc sỹ- kỹ - thuật - - Chơng Đối tợng phơng pháp nghiên cứu 21 2.1 Chọn đối tợng nghiên cứu 21 2.2 Giới hạn nghiên cứu 21 2.3 Phơng pháp nghiên cứu 22 2.3.1 Nghiên cứu lý thuyết 22 2.3.2 Khảo sát thực nghiệm 22 2.2.3 Phơng pháp xác định xử lý số liệu thực nghiệm 23 2.2.4 Các tiêu cần kiểm tra đánh giá 24 Chơng Nghiên cứu lý thuyết 25 3.1 Nghiên cứu vật liệu yêu cầu tính cỉ trơc 25 3.1.1 VËt liƯu chÕ t¹o cỉ trơc 25 3.1.2 Yêu cầu tính cổ trục 26 Nghiên cứu công nghệ hàn đắp môi trờng khí bảo vệ để hồi phục cổ trục bị hao mòn 28 3.2.1 Vật liệu hàn môi trờng khí bảo vệ 28 3.2.1.1 Khí bảo vệ 28 3.2.1.2 Dây hàn (Điện cực nóng chảy) 31 3.2.2 Chế độ kỹ thuật hàn 32 3.2.2.1 Tốc độ hàn - tốc độ đắp 32 3.2.2.2 Cờng độ dòng điện hàn, tốc độ cấp dây 33 3.2.2.3 Điện áp hồ quang 34 3.2.2.4 Tầm với điện cực 36 3.3 Nghiên cứu yếu tố công nghệ ảnh hởng tới chất lợng lớp đắp 36 3.3.1 ảnh hởng chế độ hàn 37 3.3.2 ảnh hởng tầm với điện cực 44 3.3.3 ảnh hởng hớng hàn 45 Trng ðại học Nông nghiệp - Luận Văn Thạc sỹ- kỹ - thuật - - 3.3.4 ¶nh hởng vật liệu hàn 3.4 Nhiệt luyện nâng cao tính bề mặt cổ trục sau hàn hồi phục 46 53 3.4.1 Các phơng pháp nhiệt luyện 53 3.4.1.1 T«i 53 3.4.1.2 Ram 55 3.4.2 NhiƯt lun phơng pháp cao tần 56 3.4.2.1 Nguyên lý chung 56 3.4.2.2 Tính toán chế độ cao tần 58 Chơng Nghiên cứu thực nghiệm 63 4.1 Nghiên cứu yếu tố ảnh hởng chất lợng lớp hàn đắp môi trờng khí bảo vệ 63 4.1.1 Mục đích 63 4.1.2 Chuẩn bị mẫu hàn đắp chọn chế độ hàn 63 4.13 Mục tiêu kiểm tra thiết bị kiểm tra 65 4.1.3.1 Kiểm tra khuyết tật lớp đắp 65 4.1.3.2 Kiểm tra phân tích thành phần kim loại 65 4.1.3.3 Chụp ảnh kim tơng đánh giá tổ chức tế vi biên giới lớp hàn nền 65 4.1.3.4 Đánh giá độ xốp lớp hàn đắp 66 4.1.3.5 Kiểm tra độ cứng lớp hàn đắp 66 4.1.3.6 Kiểm tra độ bền kéo lớp hàn đắp 66 4.1.4 Phơng pháp xử lý số liệu thực nghiệm 67 4.1.5 Kết thùc nghiƯm 68 4.1.5.1 Møc ®é xt hiƯn khut tËt lớp đắp thay đổi chế độ hàn 4.1.5.2 loại lớp 68 Kiểm tra thành phần kim loại lớp hàn đắp thành phần kim 69 Trng i học Nông nghiệp - Luận Văn Thạc sỹ- kỹ - thuật - - 4.1.5.3 Tæ chøc kim tơng mẫu thực chế độ hàn đắp 71 4.1.5.4 Độ cứng lớp kim loại hàn đắp phụ thuộc vào chế độ hàn 73 4.1.5.5 Độ xốp lớp kim loại hàn phụ thuộc vào chế độ hàn 74 4.1.5.6 Độ bền kéo lớp kim loại hàn phụ thuộc vào chế độ hàn 75 4.2 Nghiên cứu công nghệ nhiệt luyện làm bền bề mặt cổ trục sau hàn hồi phục 77 4.2.1 Mục đích 77 4.2.2 Chọn mẫu đắp phơng pháp nhiệt luyện 77 4.2.3 Kết đạt đợc sau nhiệt luyện 79 4.2.3.1 Phân tích tổ chức kim loại lớp bề mặt 79 4.2.3.2 Kiểm tra độ cứng lớp hàn đắp sau nhiệt luyện 80 4.2.3.3 Kiểm tra độ thấm lớp hàn đắp 81 4.2.3.4 Đánh giá khả chống mài mòn lớp đắp sau nhiệt luyện 82 Kết luận đề nghị 84 Tài liệu tham khảo 86 Phô lôc 88 Trường ðại học Nông nghiệp - Luận Văn Thạc sỹ- kỹ - thuật - - Danh mục Các bảng biểu, hình vẽ, ảnh Các bảng biểu: Bảng 3.1 Thành phần hoá học (%) số mác thép dùng làm cổ trục (theo TCVN 1766-75 OCT 1414-75) Bảng 3.2 Cơ tích mác thép (theo TCVN 1766-75) Bảng 3.3 Các loại khí bảo vệ Bảng 3.4 Dây hàn thép cacbon hợp kim thấp (H^ng ESAB-Thụy Điển) Bảng 3.5 Dải tốc độ cấp dây Bảng 3.6 Chọn điện áp hàn Bảng 3.7 Quan hệ cờng độ dòng điện với đờng kính dây hàn Bảng 3.8 Quan hệ điện áp hồ quang với cờng độ dòng điện Bảng 3.9 Tầm với điện cực phụ thuộc đờng kính dây hàn Bảng 3.10 ảnh hởng hớng hàn Bảng 3.11 Phạm vi ứng dơng cđa khÝ b¶o vƯ B¶ng 3.12 ¶nh h−ëng cđa thành phần khí bảo vệ Bảng 3.13 Dây hàn lõi bột sử dụng cho thép C hợp kim thấp Bảng 3.14 Dây hàn đặc sử dụng cho hàn đắp thép C hợp kim thấp Bảng 3.15 Nhiệt độ nung nóng cao tần với số mác thép Bảng 3.16 Chiều sâu lớp phụ thuộc vào nhiệt độ tốc độ nung Bảng 3.17 Tốc độ làm nguội trung bình tiết diện trục nung nóng đến nhiệt độ Bảng 3.18 Tốc độ làm nguội trung bình để đạt độ cứng 50 HRC Bảng 3.19 Tốc độ làm nguội thép môi trờng khác Bảng 4.1 Điều kiện thực nghiệm mẫu hàn đắp Bảng 4.2 Kết kiểm tra khuyết tật hàn lớp đắp Bảng 4.3.a Mẫu b¶n N01 (ThÐp 45) Trường ðại học Nơng nghiệp - Luận Văn Thạc sỹ- kỹ - thuật - - Bảng 4.3.b Mẫu đắp chế độ hàn (N08) vật liệu thép C45 Bảng 4.4 Trị số độ cứng lớp kim loại hàn đắp Bảng 4.5 Kết khảo sát độ xốp mẫu hàn đắp Bảng 4.6 Độ bền bám dính mẫu hàn đắp Bảng 4.7 Điều kiện thực nghiệm nhiệt luyện với mẫu Bảng 4.8 Trị số độ cứng lớp kim loại hàn đắp Bảng 4.9 Trị số độ thấm sau nhiệt luyện Bảng 4.10 Giá trị trung bình độ mài mòn mẫu hàn đắp Các hình vẽ: Hình 1.1 Quá trình hao mòn cặp lắp ghép Hình 3.1 Quan hệ điện áp cờng độ dòng điện Hình 3.2 Hình dạng mối hàn tăng cờng độ dòng điện Hình 3.3 Hình dạng mối hàn tăng điện áp hồ quang Hình 3.4 Hình dạng mối hàn phụ thuộc vào điện áp hồ quang Hình 3.5 Hình dạng mối hàn phụ thuộc vào điện áp hồ quang Hình 3.6 Hình dạng mối hàn tăng vận tốc đắp Hình 3.7 Hình dạng mối hàn phụ thuộc vào tốc độ hàn Hình 3.8 Khoảng cách thích hợp kim loại miệng phun Hình 3.9 Giản đồ chuyển biến đẳng nhiệt ostenit Hình 3.10 Giản đồ chuyển biến đẳng nhiệt ostenit thép C Hình 3.11 Sơ đồ cao tần liên tục - liên tiếp Hình 3.12 Bảng màu xác định nhiệt độ nung Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý thiết bị máy phát cao tần Hình 4.1.a Biểu diễn thành phần hoá học kim loại (N01) Hình 4.1.b Biểu diễn thành phần hoá học kim loại hàn đắp (N08) Hình 4.2 Biểu đồ độ cứng lớp kim loại hàn đắp Hình 4.3 Biểu đồ độ xốp lớp kim loại hàn đắp Hình 4.4 Biểu đồ độ cứng lớp kim loại hàn đắp sau Trng i hc Nụng nghip - Luận Văn Thạc sỹ- kỹ - thuật - - Hình 4.5 Biểu đồ độ thấm Hình 4.6 Biểu đồ lợng mài mòn Các ảnh: ¶nh 4.1 Tỉ chøc Peclit (mÉu c¬ b¶n N01)- 200X ¶nh 4.2 Tỉ chøc Peclit + Bainit líp kim lo¹i đắp (mẫu N08) - 100X Thực hàn theo chế độ tính toán, khí bảo vệ: CO2 ảnh 4.3 Tổ chøc Peclit + Bainit (mÉu N08)- 100X Thùc hiƯn hµn theo chế độ tính toán, khí bảo vệ: CO2 ảnh 4.4 Tæ chøc Bai nit + Peclit (mÉu N09) - 100X thực hàn theo chế độ tính toán, khí b¶o vƯ: 20%Ar+100%CO2 ¶nh 4.5 Tỉ chøc Bainit + Mactenxit (mẫu N01)-200X nhiệt luyện nhiệt độ 8500C ảnh 4.6 Tỉ chøc Bainit + Mactenxit (mÉu N08) -200X nhiƯt lun ë nhiƯt ®é 8300C Trường ðại học Nơng nghiệp - Luận Văn Thạc sỹ- kỹ - thuật - - 10 ... quát công nghệ hồi phục cổ trục bị hao mòn 1.2.1 ý nghĩa việc hồi phục 1.2.2 Các phơng pháp phục hồi cổ trục bị hao mòn 1.2.2.1 Hồi phục cổ trục hao mòn phơng pháp hàn 1.2.2.2 Hồi phục cổ trục hao. .. Hồi phục cổ trục hàn đắp môi trờng khí bảo vệ 13 1.3 Công nghệ làm bền nâng cao tính bề mặt cổ trục 14 1.3.1 Các công nghệ làm bền bề mặt 14 1.3.2 Lựa chọn công nghệ làm bền 16 1.4 Công tác sửa... loại đắp trình làm việc lâu dài, nâng cao chất lợng sản phẩm Đề tài Nghiên cứu lựa chọn công nghệ hàn đắp công nghệ làm bền bề mặt để hồi phục cổ trục bị hao mòn giải số yếu tố kỹ thuật để hồi phục