Nghiên cứu chế tạo phục hồi gầu công dụng chung của máy xúc komatsu pc220 nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả kinh tế

Nghiên cứu chế tạo phục hồi gầu công dụng chung của máy xúc komatsu pc220 nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả kinh tế

KINH TẾ

TRẦN THỊ HUYỀN THANH

11/2009

Tôi là Trần Thị Huyền Thanh, học viên lớp Cao học K10 – CN CTM Sau hai năm học tập nghiên cứu, được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và đặc biệt là sự giúp đỡ của PGS.TS Vũ Quý Đạc đã đi đến cuối chặng đường để kết thúc khoá học

Tôi đã quyết định chọn đề tài tốt nghiệp là: “Nghiên cứu chế tạo phục hồi gầu công dụng chung của máy xúc KOMATSU PC220 nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả kinh tế”

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Vũ Quý Đạc và chỉ tham khảo các tài liệu đã được liệt kê Tôi không sao chép công trình của các cá nhân khác dưới bất cứ hình thức nào Nếu có tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Người cam đoan

Trần Thị Huyền Thanh

Phần I MỞ ĐẦU 3

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Chương 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ MÁY XÚC VÀ GẦU XÚC CÔNG DỤNG CHUNG KOMATSU PC220

- 5 -

1.1 Giới thiệu chung về các loại máy xúc thuỷ lực gầu ngược - 5 -

1.2 Giới thiệu chung về các loại gầu xúc - 6 - 2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy xúc Komatsu PC220 - 9 - 3 Nghiên cứu về động học và động lực học quá trình làm việc cảu gầu xúc 15 3.1 Động học và động lực học gầu xúc 15 3.2 Phân tích lực tác động lên gầu xúc 29

Chương 2 NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ PHÁ HỎNG VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO PHỤC HỒI

4 Đề xuất giải pháp công nghệ chế tạo phục hồi 66

1.Chọn phương pháp sửa chữa và phục hồi chi tiết 74

LỜI NÓI ĐẦU

Với chính sách mở cửa của Đảng và Nhà nước, trong những năm qua nước ta đã thu hút được nhiều vốn đầu tư của nước ngoài cho nhiều lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực xây dựng cơ bản Điều này càng làm cho số lượng và chủng loại máy xây dựng (đặc biệt là máy xúc) ở nước ta vốn đã rất đa dạng, nay lại càng đa dạng hơn Ngoài những máy xúc mang tính thông dụng và truyền thống vẫn nhập từ Liên bang Nga, chúng ta còn đầu tư nhiều loại máy móc từ các nước tư bản khác Những máy móc này có nhiều tính ưu việt trong thi công như tính gọn nhẹ, độ bền cao, độ tin cậy làm việc lớn, năng suất và chất lượng sản phẩm cao v.v…, chính điều này gây một trở ngại lớn cho việc tổ chức sửa chữa theo hình thức công nghiệp và hiện đại hóa như sửa chữa theo hình thức chuyên môn hóa, sử dụng các thiết bị chuyên dùng cho công tác sửa chữa, nhập vật tư phụ tùng thay thế v.v…

Xuất phát từ đó tác giả đã lựa chọn đề tài "Nghiên cứu chế tạo phục hồi gầu công dụng chung của máy xúc KOMATSU PC 220 nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả kinh tế"

Đây là đề tài khoa học Công nghệ chế tạo máy nhưng để hoàn thành được đề tài nghiên cứu thì ngoài tài liệu chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy thì tác giả còn cần nghiên cứu rất nhiều tài liệu chuyên ngành Máy xây dựng, Cơ học đất ; Do vậy việc tìm tài liệu tham khảo để phục vụ cho luận văn và việc nghiên cứu tài liệu tham khảo của tác giả gặp rất nhiều khó khăn cộng thêm thời gian nghiên cứu luận văn có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Rất mong sự quan tâm, góp ý của các Thầy, Cô và đồng nghiệp để đề tài đạt chất lượng cao hơn

Để luận văn hoàn thành đúng thời hạn, cùng với sự nỗ lực của bản thân tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ Trước tiên tác giả xin trân thành cảm ơn PGS.TS Vũ Quý Đạc, người thầy hướng dẫn khoa học chính giúp tác giả hoàn thành luận văn này Ngoài ra cũng xin trân thành cảm ơn Trường Trung cấp nghề số 1 - BQP, Công ty cổ phần Cơ khí Mỏ, Xưởng X79 - Quân khu 1,…đã giúp tác giả trong quá trình thực nghiệm để luận văn hoàn thành đúng thời hạn./

Thái Nguyên, ngày 6 tháng 11 năm 2009

HỌC VIÊN

Phần I MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Việc sử dụng thiết bị cơ giới trong thi công đóng vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao chất lượng công trình, đẩy nhanh tiến độ thi công, nâng cao hiệu quả kinh tế và cải thiện điều kiện lao động của con người

Xuất phát từ quan điểm này trong nhiều năm qua, Việt Nam đã nhập và chế tạo thêm khá nhiều các máy xây dựng khác nhau Theo số liệu thống kê của Tổng cục Hải quan, tổng kim ngạch nhập khẩu máy xây dựng vào nước ta trong tháng 10/2008 đạt 13,6 triệu USD Trong đó, nhập khẩu máy xúc đào là tăng 1,8% Theo thống kê ở nhiều công trình xây dựng thấy rằng khối lượng đất, đá, than, quặng … do máy xúc đảm nhiệm chiếm trên 50% của tổng khối lượng công việc

Trong quá trình sử dụng gầu của máy xúc đào bị mòn chốt, mòn bạc do ma sát lẫn nhau, răng gầu mòn vì ma sát, bị hỏng vì mặt ngoài bị tác dụng của nhiệt độ cao, một số bị biến dạng vì bị va chạm Ngoài ra có khi do sử dụng và thao tác không chính xác, việc chăm sóc và bảo dưỡng không chu đáo cũng làm cho gầu chóng bị mòn và hư hỏng; có một số trường hợp do chất lượng thiết kế và chế tạo không tốt cũng dẫn đến những hiện tượng trên Máy móc bị mòn và hư hỏng là điều thường xảy ra trong toàn bộ quá trình sử dụng và vận hành máy Số lượng máy xúc hiện nay đang sử dụng ở nước ta là rất lớn Việc nhập khẩu những phụ tùng thay thế nguyên chiếc là không hiệu quả về kinh tế Vậy đề tài:

"Nghiên cứu chế tạo phục hồi gầu công dụng chung của máy xúc KOMATSU PC

220 nhằm nâng cao chất lƣợng và hiệu quả kinh tế" là rất cần thiết

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Phân loại đánh giá các dạng hỏng của gầu xúc, phát hiện những nguyên nhân chủ yếu, tìm ra cơ chế phá hỏng, từ đó đề xuất phương án chế tạo phục hồi

3 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU

- Răng gầu máy xúc KOMATSU PC 220

- Chốt, bạc của gầu máy xúc KOMATSU PC 220

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI a.Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu ứng dụng thành công phương án chế tạo phục hồi vào quá trình cải tạo, sửa chữa chi tiết gầu máy xúc sẽ đóng góp thêm các kiến thức về công nghệ sửa chữa chi tiết máy Cung cấp thêm kiến thức về cơ chế mòn của chi tiết gầu trong các máy xúc đào thi công

b.Ý nghĩa thực tiễn

Với các ứng dụng của nghiên cứu áp dụng cho gầu máy xúc sẽ làm quá trình sử dụng công suất máy được triệt để nhờ cớ sẵn đồ thay thế, làm giảm công sức sửa chữa của công nhân và mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn Ngoài lợi ích về kinh tế, việc tìm ra phương án chế tạo phục hồi hiệu quả còn làm tăng tuổi thọ của gầu xúc.

Phần II: NỘI DUNG

Chương 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ MÁY XÖC VÀ GẦU XÖC CÔNG DỤNG CHUNG KOMATSU PC220

1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Giới thiệu chung về các loại máy xúc thuỷ lực gầu ngược

Công nghiệp chế tạo máy nói chung, máy làm đất nói riêng là nền công nghiệp còn non trẻ và quá trình phát triển của nó đồng hành với quá trình phát triển của các ngành khoa học và công nghiệp của loài người

Qua phân tích tổng hợp tình hình sử dụng máy làm đất ở Việt Nam, chúng ta có thể thấy bức tranh tổng thể và xu hướng phát triển, mua sắm các thiết bị làm đất ở nước ta Trong những năm gần đây, do sự đòi hỏi của nhu cầu sản xuất, số lượng máy làm đất được chế tạo với công nghệ hiện đại được nhập vào nước ta ngày càng nhiều [1] Việc tìm hiểu các đặc điểm kỹ thuật và sử dụng cơ bản của chúng sẽ giúp ích tích cực cho người sử dụng có sự phân tích, lựa chọn hợp lý khi mua sắm thiết bị và sử dụng chúng ngày càng hiệu quả

Ngày nay chúng ta không còn thấy các máy đào dẫn động cáp được sản xuất bởi các hãng hàng đầu thế giới Hầu hết các máy đào đều có hệ thống dẫn động bộ công tác bằng thuỷ lực, trừ một số loại máy đào gầu kéo, gầu ngoặm phục vụ những công việc đặc biệt Đa số là máy đào có bộ di chuyển xích, máy đào bánh lốp chỉ được chế tạo với loại công suất nhỏ, phục vụ các công trình có khối lượng nhỏ, trong địa bàn thành phố hoặc các công việc cần di chuyển nhiều

Do nhu cầu khác nhau của các công trình và sự đòi hỏi ngày càng cao của các công trình xây dựng Máy xúc được nhập vào nước ta ngày càng nhiều từ các thị trường Nhật Bản, Trung Quốc và Hàn Quốc do các hãng hàng đầu thế giới như Caterpillar, Komatsu, Volvo,… chế tạo

Hình 1.1 Các loại máy xúc

1.2 Giới thiệu chung về các loại gầu xúc

Ngày nay, để đáp ứng yêu cầu của những công việc và điều kiện làm việc khác nhau, các nhà sản xuất máy xây dựng, khai thác đã chế tạo ra rất nhiều loại gầu của các máy chất tải Mỗi loại chỉ phù hợp với những điều kiện làm việc nhất định Việc lựa chọn gầu máy chất tải không phù hợp có thể làm giảm năng suất của dây chuyển bốc xúc vận chuyển tới 30%, làm tăng chi phí vận hành từ 10% đến 20% hoặc lớn hơn, do làm gầu nhanh mòn, thậm chí có thể làm vỡ gầu, gây ra những thiệt hại kinh tế Vì vậy việc lựa chọn loại gầu máy chất tải phù hợp kết hợp với các thao tác đúng kĩ thuật của người thợ vận hành sẽ mang lại những lợi ích rõ rệt, góp phần làm giảm chi phí đơn vị sản phẩm[1] Ở đây sẽ tập trung vào các loại gầu của máy đào gầu sấp – Đây là loại máy chất tải chủ yếu, chiếm khoảng 80% tổng số máy chất tải trong thực tiễn xây dựng, khai thác tại Việt Nam

Để thực hiện các công việc khác nhau ở các điều kiện làm việc khác nhau, các nhà sản xuất đã chế tạo ra nhiều loại gầu [22] Mỗi loại phù hợp với những công việc và điều kiện làm việc cụ thể Hình 1.2 trình bày những loại gầu được sử dụng khá phổ biến hiện nay

Hình 1.2.Các loại gầu máy đào [19]

a Gầu công dụng chung: để đào các loại đất đá có độ đặc chắc thấp, độ mài

mòn trung bình như đất màu, đất mùn, sỏi và sét Loại gầu này có đặc điểm là: - Kết cấu nhẹ làm giảm thời gian chất tải và tăng khả năng nâng tải; - Có khoan trước các lỗ để bắt tấm bảo vệ thành bên khi cần;

- Dung tích gầu lớn nhất, răng gầu và các chi tiết cắt đất tiêu chuẩn

b Gầu làm việc chế độ làm việc nặng: dùng với các vật liệu mài mòn như

đất đá hỗn hợp, đá và sét Loại gầu này có các đặc điểm chính sau:

- Cấu tạo chắc chắn hơn loại công dụng chung;

- Có khoan trước các lỗ để bắt tấm bảo vệ thành bên và lưỡi cắt khi cần; - Đáy gầu và thành bên dày hơn nên bền hơn; Răng gầu và các chi tiết cắt đất có kích thước lớn hơn để tăng độ bền và hiệu quả làm việc;

c Gầu đào đá, chế độ làm việc nặng: dùng với các loại vật liệu có độ mài

mòn cao như đá cứng và đá gra-nít, với các đặc điểm nổi bật sau:

- Các tấm chịu mòn rất dầy để kéo dài tuổi thọ của gầu ở các điều kiện làm việc khó khăn kết cấu gầu vững chắc hơn loại gầu chế độ nặng (b);

- Các tấm chống mòn bên kéo dài lên phía trên để bảo vệ gầu khi đào đá - Răng gầu và các chi tiết cắt đất có kích thước lớn hơn để tăng độ bền và hiệu quả làm việc; Dung tích gầu tương đương loại gầu chế độ nặng

d Gầu chế độ làm việc rất nặng: dùng với đất đá có độ mài mòn cao, lực

cản đào lớn như với các loại đất đá hỗn hợp bền chắc, nhưng không phù hợp với loại vật liệu kết dính như đất sét Đặc điểm của loại gầu này là:

- Bán kính răng gầu nhỏ, khoảng cách giữa hai chốt bản lề lớn nên lực đào rất lớn; So với loại gầu chế độ nặng, chu kì làm việc của máy ngắn hơn nhiều trong hầu hết các điều kiện làm việc;

- Độ bền tương đương loại gầu chế độ nặng; Có khoan trước các lỗ để bắt tấm bảo vệ thành bên và lưỡi cắt khi cần;

- Răng gầu và các chi tiết cắt đất có kích thước lớn hơn để tăng độ bền và hiệu quả làm việc; Dung tích gầu tương đương loại gầu chế độ nặng

e Gầu nạo vét rãnh, kênh, mương: để làm sạch các rãnh, kênh, mương, tạo

mái dốc và các công việc hoàn thiện:

- Gầu nông và kích thước gọn nên có thể hoạt động dễ dàng hơn trong các

khu vực chật hẹp; Có các lỗ thoát nước để dỡ tải dễ dàng;

- Có thể lắp các lưỡi cắt tùy chọn bằng bu-lông

f Các gầu có công dụng đặc biệt: khi có các nhu cầu đặc biệt, người sử

dụng có thể yêu cầu nhà sản xuất chế tạo gầu theo đơn đặt hàng Tuy nhiên, các loại gầu này thường có giá thành cao Ví dụ, hình 1.2 f là loại gầu được chế tạo để bóc

mặt đường (ripper bucket)

Các loại gầu xúc mới được thiết kế chế tạo có khả năng hoạt động cao Một máy đào có thể lắp các loại gầu khác nhau tuỳ theo yêu cầu công việc Gầu thường được chế tạo bằng thép có độ bền lớn, nên có thể vẫn đảm bảo độ bền, giảm tự trọng của gầu để tăng khả năng chất tải [22]

Hình 1.3 Gầu xúc công dụng chung

Trong nghiên cứu này, đề cập chủ yếu đến gầu công dụng chung của máy đào thuỷ lực gầu sấp bánh xích do một trong các hãng hàng đầu thế giới Komatsu chế tạo là loại được sử dụng phổ biến trong các hoạt động đào và vận chuyển đất tại Việt Nam hiện nay

2 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY XÖC KOMATSU PC220

Máy xúc gầu nghịch là loại máy đào một gầu, đào đất nơi nền đất thấp hơn mặt bằng máy đứng Dùng để đào móng, đào rãnh thoát nước, lắp đặt đường cấp thoát nước, đường điện ngầm, cáp điện thoại Tùy từng yêu cầu công việc mà người sử dụng có thể lắp thêm các thiết bị công tác khác nhau như : đầu cặp hay búa phá Dòng máy này cũng có thể thi công ở nhiều địa hình nhiều phạm vi khác nhau, nói chung là rất linh động

Hình 1.4 Máy xúc Komatsu PC220 gầu ngược

Để hiểu rõ cấu tạo cũng như quá trình làm việc của gầu máy xúc, trước tiên tác giả xin giới thiệu cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của máy xúc và của bộ phận công tác như sau:

a Cấu tạo chung

Kết cấu của máy gồm hai phần chính: phần máy cơ sở (máy kéo xích) và phần thiết bị công tác (thiết bị làm việc)

Phần máy cơ sở: Cơ cấu di chuyển chủ yếu di chuyển máy trong công

trường Nếu cần di chuyển máy với cự ly lớn phải có thiết bị vận chuyển chuyên dùng Cơ cấu quay dùng để thay đổi vị trí của gầu trong mặt phẳng ngang trong quá trình đào và xả đất Trên bàn quay người ta bố trí động cơ, các bộ truyền động cho các cơ cấu…Cabin nơi tập trung cơ cấu điều khiển toàn bộ hoạt động của máy Đối trọng là bộ phận cân bằng bàn quay và ổn định của máy

Phần thiết bị công tác: Cần một đầu được lắp khớp trụ với bàn quay còn

đầu kia được lắp khớp với tay cầm Cần được nâng lên hạ xuống nhờ xi lanh duỗi được nhờ xi lanh Điều khiển gầu xúc nhờ xi lanh Gầu thường được lắp thêm các răng để làm việc ở nền đất cứng

b Nguyên l ý làm việc của máy xúc gầu ngƣợc Komatsu PC 220

Hình 1.5: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy xúc gầu ngược thuỷ lực

1- Máy cơ sở 2 - Cần

3 - Đôi xi lanh nâng cần 4 – Xi lanh quay tay đẩy 5 – Tay đẩy

6 – Xi lanh xoay gầu 7 – Đòn bẩy

8 - Gầu

Quá trình làm việc qua các thao tác sau: Rút xi lanh 6 và xi lanh 4 để nâng và dựng gầu; hạ cần 2 cho gầu chạm đất; đẩy xi lanh 4 để cắt đất và làm đầy gầu Đẩy xi lanh 3 để nâng cần và quay cần cùng gầu đến nơi dỡ tải.[2]

c Thiết bị công tác

Hình 1.6 Liên hệ giữa con người và máy xúc

Hình 1.7 Thiết bị công tác gầu ngược [1]

1 – Khung bàn quay 2 - Buồng lái

3,4 - cần trong và cần ngoài 5,6,11 – Xi lanh thuỷ lực 7 – Tay gầu

8 – Tay đòn gầu 9 - Gầu

10 – Thanh kéo

a, b, c - Vị trí lắp thanh kéo 10

Người ta chế tạo một số gầu ngược khác nhau, nhưng các bộ phận cơ bản của nó là cần trên máy xúc được cấu tạo từ bộ phận chính (3) và bộ phận nối dài (4), tay gầu (7), gầu (9) và các xi lanh thuỷ lực (11), (5), (6) để nâng cần , quay tay gầu và quay gầu

Cần có kết cấu vững chắc, rỗng được hàn bằng thép hợp kim Cần được lắp khớp bản lề với khung bàn quay (1) Xi lanh thuỷ lực nâng cần (11) cũng lắp khớp bản lề với khung bàn quay, còn cần đẩy lắp khớp bản lề với cần, khi dịch chuyển

Cần trong (3) và cần ngoài (4) liên kết với nhau bằng chốt và thanh kéo (10) Tay gầu (7) được lắp chốt bản lề ở đầu trên của cần, nhờ xi lanh thuỷ lực (5) để điều khiển việc co duỗi tay gầu Gầu (9) được lắp chốt bản lề trên tay gầu (7), điều khiển việc quay gầu nhờ xi lanh thuỷ lực (6)

3 NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA GẦU XÖC

Máy xúc làm việc với đối tượng đất luôn luôn thay đổi, lực cản tác dụng lên gầu xúc cũng thay đổi liên tục theo thời gian do đất không đồng nhất, bề mặt thi công nhấp nhô, kết cấu và trạng thái kĩ thuật của máy không ổn định…Do tất cả các nguyên nhân đã nêu trên, các trở lực và lực kéo, lực tác dụng giữa gầu xúc và đất thay đổi khác nhau đối với các máy xúc khác nhau

3.1 Động học và động lực học gầu xúc [7]

* Đặt vấn đề:

Do Máy xúc phần lớn làm việc theo chu kỳ, thời gian làm việc gồm: thời gian khởi động, thời gian làm việc ổn định, thời gian hãm và các thời gian chuyển tiếp Tốc độ của máy thay đổi sẽ phát sinh lực động

Mục đích nghiên cứu động lực học là tìm quy luật chuyển động của hệ, tức là xác định các quy luật biến thiên của độ dịch chuyển, vận tốc, gia tốc theo thời gian Từ đó, xác định các lực động, nghiên cứu, xem xét ảnh hưởng của các lực động đến máy, bộ phận máy và tìm cách sử dụng chúng một cách hợp lý hoặc giảm bớt, hạn chế tác hại của chúng

Bài toán động lực học nghiên cứu, tính toán ảnh hưởng của các tải trọng động phát sinh trong quá trình máy làm việc đến các chi tiết, cụm chi tiết, các bộ máy, đến kết cấu thép, móng máy… để tính bền, tính mỏi, xác định tuổi thọ, tính ổn định theo quan điểm động lực học… Các nghiên cứu này có xu hướng muốn làm giảm ảnh hưởng xấu của tải động

Đối với máy xúc, nếu gọi X là quãng đường di chuyển theo phương ngang, A là hệ số đặc trưng cho sự thay đổi của lực cản từ đất (cường độ biến đổi trở lực cản) tác dụng lên gầu thì:

ddFA  

(Nếu A không phụ thuộc vào x) Và: Fk = A (x1 – x0) = A.x

Trong đó: Fk - lực cản từ đất tác dụng lên gầu xúc + Phương trình chuyển động như sau:

F1 - Lực cản do biến dạng của nền r – Bán kính quy dẫn

m - Khối lượng của máy

+ Nếu coi máy như hệ 1 khối lượng, phương trình chuyển động có thể viết dưới dạng sau :

Fh – Fe – mr.x= 0 (1 – 2) Với : Fh - Lực chủ động

Fe - Các lực cản

mr - Khối lượng quy dẫn của máy

+ Nếu coi lực bám là lực tới hạn của lực kéo để đảm bảo máy làm việc không bị trượt thì phương trình chuyển động (1 - 2) có thể viết dưới dạng khác :

0xm.F

3.1.1.Khảo sát sơ đồ máy xúc nhƣ một hệ thống khối lƣợng quy kết có độ bám tốt

* Mục đích của việc nghiên cứu, khảo sát động lực học của máy xúc như một hệ thống khối lượng quy kết có độ bảm tốt là viết được phương trình dịch chuyển, vận tốc, gia tốc của hệ quy kết theo phương trình Lagrange loại II từ đó tìm ra được những yếu tố ảnh hưởng tới lực cản tác dụng lên gầu trong quá trình làm việc của gầu để tìm cách giảm lực cản tác dụng lên gầu

Nếu trị số tuyệt đối của độ cứng kết cấu máy lớn hơn hệ số đặc trưng cho sự thay đổi lực cản, thì chúng ta có thể coi máy xúc đất như một khối lượng mr chuyển động

Sơ đồ khảo sát như sau :

Hình 1.8 Sơ đồ máy xúc - vận chuyển đất như một khối lượng quy kết,

máy có độ bám tốt

a) Trước khi gặp vật cản b) Sau khi gặp vật cản

Phương trình chuyển động khi máy gặp vật cản, độ bám tốt như sau :

Ff = f G.cos - G.sin

Khi: f.G.cos = G.sin thì: Ff = 0

Từ đồ thị đường đặc tính của động cơ, chúng ta có công thức tính lực kéo Fh

tại một thời điểm bất kỳ khi máy đang làm việc với vận tốc ổn định v (trong đoạn vn

– v0)

Với: Tn, vn - Lực léo và vận tốc tại thời điểm bắt đầu giai đoạn làm việc ổn định;

v0 - Vận tốc đồng bộ

Hình 1.9 Đường đặc tính cơ của máy

Thay công thức (5), (6) vào biểu thức (4) và biến đổi chúng ta có:

Chuyển vế phương trình trên và chú ý

Chia 2 vế cho mr ta có:

Đặt

 và

mFG.v

Phương trình (1-7) chính là phương trình vi phân cấp hai tuyến tính, hệ số hằng Nghiệm của phương trình có dạng quen biết:

Chúng ta có công thức xác định chuyển dịch, vận tốc, gia tốc như sau : + Chuyển dịch :

+ Vận tốc :

+ Gia tốc :

Đối với đá cục Granit : A = 4.103kg/m2

* Nhận xét:

Khi gầu xúc làm việc trong môi trường đá cục granit có hệ số A lớn nhất, khi đó lực cản tác động lên gầu là lớn hơn cả, vì vậy lưỡi gầu sẽ mòn nhiều hơn

3.1.2.Khảo sát sơ đồ máy xúc nhƣ một hệ một khối lƣợng quy kết bị trƣợt hoàn toàn (độ bào đạt trị số giới hạn)

* Mục đích của nghiên cứu này là tìm ra quy luật trượt của bộ công tác ở cuối giai đoạn đào đất để có cách giảm lực trượt để tạo thuận lợi cho bộ công tác máy ăn sâu vào lòng đất dễ dàng hơn mục đích cuối cùng là làm giảm tải trọng tác dụng lên máy để giảm mòn

Trên hình 1.10 thể hiện mô hình khảo sát máy xúc như một khối lượng quy kết bị trượt Khối lượng quy kết mr của máy có thể chia làm 2 phần Phần trên gồm khối lương quy kết của các phần quay động cơ và hệ thống truyền động gồm cả các bộ phận của bộ máy di chuyển, ký hiệu (mr – m) Phần dưới là khối lượng còn lại

Điều kiện xảy ra trượt : Fh – (mr – m) xT (1-8)

Hình 1.11 : Sơ đồ máy xúc như một khối lượng quy kết bị trượt

Phương trình chuyển động:

Khi bắt đầu trượt ở thời điểm này chúng ta có các quan hệ sau:

 Fr A.x0 m.ak

Từ điều kiện biên t = 0; x = 0 và V = Vk (Với Vk là vận tốc của máy khi bắt đầu trượt) xác định được trị số của các hằng số N3 và N4

AmaN4  k

Từ đó, chúng ta có công thức xác định dịch chuyển, vận tốc, gia tốc như sau: + Dịch chuyển :

+ Vận tốc :

V k  k

+ Gia tốc :

a k  k

Tải trọng tác dụng lên bộ công tác :

k TV.A.mF

Trong trường hợp di chuyển lên dốc :

Với : Gt - Trọng lượng bám của máy

3.1.3 Khảo sát sơ đồ máy đào – vận chuyển đất nhƣ hệ một khối lƣợng có kể đến biến dạng của kết cấu thép máy khi va vấp

* Mục đích của nghiên cứu này

Trong quá trình máy làm việc, có thể xảy ra trường hợp máy va vấp vào các vật thể có độ cứng lớn khi đối tượng công tác không đồng nhất Lúc này tải trọng động và lực tác dụng lên bộ công tác của máy sẽ có giá trị rất lớn, lực kéo T do động cơ của máy phát triển sẽ đạt tới giá trị của lực bám T trong thời gian ngắn vì lực quán tính tăng lên nhanh chóng Độ cứng của kết cấu thép máy và bộ di chuyển có vai trò quan trọng khi máy va vấp vào vật thể

Nếu bỏ qua khối lượng của bộ công tác và của kết cấu thép máy, mô hình khảo sát của máy thể hiện ở hình 1.12

Hình 1.12 Mô hình máy xúc như một hệ khối lượng (chưa kể đến khối lượng bộ

công tác và kết cấu thép) khi va vấp

a) Khi máy chưa gặp vật cản b) Khi máy gặp vật cản

Ở thời điểm bắt đầu khi va vấp, do biến dạng của kết cấu thép nên lực tác dụng lên bộ công tác, lực chủ động của máy, gia tốc chậm dần và lực quán tính tăng lên

Do gia tốc chậm dần (gia tốc âm) tăng lên đột ngột, dẫn đến mô men bám trên bánh chủ động cũng tăng lên làm cho hiện tượng trượt xảy ra sau đó Chúng ta có thể chia quá trình va vấp của máy và vật cản thành 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Fh = Ff và mô men quán tính của các vật quay tăng lên, độ bám giữa bộ máy di chuyển và nền đạt trị số tới hạn (chưa xảy ra trượt hoàn toàn)

- Giai đoạn 2: Hiện tượng trượt hoàn toàn xảy ra

3.1.3.1 Độ cứng của kết cấu thép máy và vật thể va vấp a) Độ cứng của kết cấu thép

Độ cứng của kết cấu thép có thể coi như độ cứng quy dẫn của một hệ gồm nhiều khối lượng mắc nối tiếp được xác định theo công thức sau:

Với: S1, S2, , Sn - Độ cứng của các khối lượng thứ i trong hệ Độ cứng của kết cấu thép máy có thể xác định theo công thức thực nghiệm: SK = .Gmc ; kG/m

)kGkG/m1(0,9

dựa vào điều kiện làm việc cụ thể để có quy trình công nghệ phục hồi thích hợp, đạt hiệu quả sử dụng và hiệu quả kinh tế cao

c) Độ cứng quy dẫn của hệ

Giả thiết rằng, trong quá trình chuyển động độ cứng của vật thể va vấp không đổi và đặc trưng bởi

hằng số A Chỉ nghiên cứu chuyển động trong 1/4 chu kỳ đầu tiên của dao động

Gọi SK là độ cứng của kết cấu thép máy; SV là độ cứng của vật thể va vấp, độ cứng quy dẫn chung của hệ là Sr được coi là độ cứng của một hệ gồm

các lò xo mắc nối tiếp thì Sr được xác định theo công thức: Hình 1.13: Quan hệ giữa độ cứng Sr, Sk và Sv

Quan hệ giữa các độ cứng Sr, SK và SV thể hiện trên hình 1 –13

* Nhận xét:

Ta thấy máy là tổng hòa các thành phần kết cấu đó là tất cả các chi tiết riêng biệt được lắp ghép với nhau tạo thành máy Dựa vào hình 1.13 ta thấy rằng độ cứng quy dẫn chung của hệ Sr tỷ lệ thuận với độ cứng va vấp Sv và độ cứng của kết cấu thép Sk nghĩa là với máy xúc làm việc ở chế độ càng nặng ( độ cứng va vấp càng lớn) thì càng phải đòi hỏi kết cấu thép cần phải thật vững chắc

3.1.1.2 Phương trình chuyển động

* Giai đoạn 1:

vK – Vận tốc ổn định của máy trước khi va vấp Ff – Lực cản chuyển động là hằng số

Phương trình chuyển động có dạng:

+ Vận tốc:

+ Gia tốc:

Gia tốc đạt giá trị cực đại khi v = 0 và xác định như sau:

mAv

* Giai đoạn 2:

Do mô men quán tính của các phần quay của máy tăng lên, sự trượt hoàn toàn sẽ xảy ra tại nơi tiếp xúc giữa bộ máy di chuyển và nền Lúc này phương trình chuyển động có dạng:

xdm-.x Ax

T  f  r k  . k 

và lúc này:

FT.tmAβarcsin cosAmvx

+ Vận tốc:

m-.tmA.cosβarcsin cos

FT-.t mAsinβsin arc.cosmAv

Với:

3.2 Phân tích lực tác động lên gầu xúc

Sự tác dụng tương hỗ giữa gầu và đất khi máy làm việc là một quá trình phức tạp Chữ đào đất đối với máy xúc có thể hiểu theo hai khía cạnh khá khác nhau:

1 Đào đất thuần tuý, tức đất bị bong ra dưới tác dụng của gầu xúc giống như ta dùng chiếc cuốc, thuổng, mai; nhưng để đo đạc lực cản thống nhất thường người ta đào bằng lưỡi đào mẫu (Hình 1.8 a và b)

2 Đào đất và tích lại khi đất bị bong ra dưới tác dụng của gầu xúc

Trong hàng loạt trường hợp, năng lượng cần thiết cho quá trình đào đất và tích lại trong gầu xúc lớn hơn hẳn so với quá trình đào đất thuần tuý trong cùng điều kiên về chất đất, dạng hình học lưỡi đào và kích thước “vỏ bào”

Hình 1.14 Dạng hình học lưỡi đào(a) và lực cản đào (b)

Đào đất có thể gặp ba trường hợp (Hình 1.15), trường hợp đầu (hình 1.15a) gặp khi xuất phát đào (xuất hiện cả lực cản đào hai bên hông); trường hợp sau (hình 1.15b) gặp thường xuyên, phổ biến; đó là đào lấn dần dần (chỉ xuất hiện lực cản đào một bên hông); trường hợp cuối (hình1.15c) rất ít gặp, đó là đào hớt, chỉ có lực cản đào thẳng, trước lưỡi đào, không gặp lực cản hai bên hông

Hình 1.15 Các trường hợp đào đất bằng gầu xúc máy xúc

Môi trường đất là một môi trường rất phức tạp, gầu xúc đào đất và phương pháp đào cũng rất khác nhau, điều này đã ảnh hưởng lớn đến sự xác định lực cản đào Nhiều người đã bỏ công nghiện cứu vấn đề này; như

E-Dinglinger; Klein; Nerlo – Nerli; N.G Dombrôvski; M.J Galperin; Ju.A Vetrv…

Xét về quan điểm thực tiễn chỉ có công thức của N.G Dombrrôvski xem như phổ biến hơn cả Dombrôvski đề nghị tính lực cản đào thuần tuý P0 là tổng hai thành phần P01 và P02 (xem hình 1.14) [6]

+ Lực cản đào tiếp tuyến P01 là lực cản có phương tiếp tuyến với quỹ đạo đào, nó nằm trong mặt phẳng cắt.[2]

+ Lực cản đào pháp tuyến P02, có phương vuông góc với quỹ đạo đào, tức là P02  P01 Có tác dụng chống lại sự ấn sâu của lưỡi cắt vào nền Lực P02 có giá trị

thay đổi tùy theo hình dạng và vị trí của lưỡi cắt Muốn cho lưỡi cắt không bị đẩy ra khỏi nền cắt, ta phải cân bằng được lực P02.[2]

Trị số P01 có thể tính theo:

P01 = K2bc [6] K2 - Hệ số cản đào thuần tuý (Bảng 1)

b, c - Kích thước vỏ bào (chiều rộng và chiều dày của phoi đất)

P02 tính từ P01; nó phụ thuộc vào loại máy, cấu tạo bộ công tác, tình trạng sắc, cùn lưỡi đào, quỹ đạo đào…Cụ thể tính như sau:

P02 =  P01 [6]

Trong đó:  là hệ số phụ thuộc vào chế độ đào, phụ thuộc vào góc đào và phụ thuộc vào sự mài mòn của lưỡi cắt, thường chọn  = 0,1  0,45

Giới hạn đối với lưỡi đào cùn, vỏ bào mỏng

Dombrôvski cho trường hợp đào và tích đất lại, lực cản đào cũng tính tương tự như trên, nghĩa là:

P01 = K1bc [6] Ở đây K1 - hệ số cản đào và tích đất lại (bảng 1)

Bảng 1: Hệ số cản đào thuần tuý, cản đào và tích đất trong gầu xúc [6]

V

Sét rất khô, hoàng thổ cứng chắc, thạch cao và đá ghíp mềm, méc ghen mềm

m1 - Hệ số cản đào trực diện khi ,  = 45

m2 - Hệ số cản hông xác định sự phá vỡ đất ở đó m3 - Hệ số cản đất ở hông

p - Lực cản phát sinh khi lưỡi đào cùn trên một đơn vị chiều dài lưỡi cắt đào (tức chiều rộng b ở vỏ bào)

Nhìn vào công thức ta thấy rõ nó gồm bốn phần có ý nghĩa như sau (vế phải công thức trên)

Phần 1 chỉ lực cản cắt thuần tuý trực diện có sét tới ảnh hưởng của góc đào Phần 2 chỉ lực cản do đất bị phá vỡ ở hai bên hông

Phần 3 chỉ sự cản cắt thuần tuý ở hai bên hông Phần 4 chỉ lực cản phụ do do lưỡi đào cùn

Khi đào lấn và đào hớt, thành phần thứ hai và ba vế phải công thức trên hoặc bị mất hệ số nhân 2 hoặc biến mất hoàn toàn

Lực cản đào tác dụng vào chính giữa thành trước của gầu và có phương vuông góc với thành trước của gầu

 Phản lực đặt chính giữa thành sau và có phương vuông góc với thành sau của gầu

 Phản lực được phân bố đều cho 2 khớp liên kết thành sau của gầu

* Máy làm việc bình thường ở cuối giai đoạn đào đất

Điều kiện tính toán:

 Cần máy vuông góc với phương di chuyển của máy

 Máy làm việc trên mặt phẳng ngang

 Tay gầu vươn xa nhất, gầu cắt đất với phoi dày lớn nhất, chịu lực cản đào tiếp tuyến

 Gầu đã tích đầy đất chiều dày phoi đất lớn nhất

* Máy đang đào đất, răng gầu gặp chướng ngại vật

Xét trường hợp này cần máy nghiêng góc Khi răng gầu gặp chướng ngại vật, chịu lực cản đào lớn nhất

Trong công thức trên thành phần lực cản chủ yếu là lực cản của lưỡi gầu còn thành phần lực cản hai bên hông của gầu là thành phần lực cản không lớn chỉ bằng 15 – 20% lực cản của lưỡi gầu

Chương 2 NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ PHÁ HỎNG VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO PHỤC HỒI

Trong quá trình sử dụng các chi tiết máy bị hao mòn, độ hao mòn phụ thuộc vào các điều kiện như: Chất lượng chế tạo, kỹ thuật chăm sóc và điều kiện sử dụng

Việc chăm sóc bảo dưỡng và sử dụng không đúng là nguyên nhân quan trọng làm cho độ hao mòn tăng nhanh Khi làm việc các chi tiết chuyển động tương đối trên nhau, sinh ra ma sát giữa các bề mặt làm việc, làm mài mòn các chi tiết Trong điều kiện bình thường thì quy luật hao mòn diễn ra tỉ lệ thuận với thời gian sử dụng và khối lượng công việc hoàn thành

Quy luật hao mòn theo 3 giai đoạn sau: [3]

- Giai đoạn 1: Giai đoạn rà trơn máy Là giai đoạn đầu, các chi tiết hao mòn

rất nhanh, vì các bề mặt làm việc có những chỗ gồ ghề của vết dao cắt gọt, tiếp xúc với nhau, mài vào nhau, ở các điểm cao nhất ma sát cao hơn các điểm khác, thêm vào đó việc bôi trơn khó khăn hơn, do đó khe hở tăng lên rất nhanh

- Giai đoạn hai: Giai đoạn làm việc bình thường Sau giai đoạn một các chỗ gồ ghề bị san bằng phẳng, áp suất phân bố đều, dầu bôi trơn vào dễ dàng hơn, tạo thành màng dầu trên toàn bộ bề mặt làm việc, độ hao mòn ổn định, tăng chậm Giai đoạn này tương đối dài, là thời gian làm việc bình thường của gầu máy, muốn kéo dài thời gian này, biện pháp duy nhất là chăm sóc, điều chỉnh kịp thời, sử dụng đúng quy trình kĩ thuật

- Giai đoạn ba: Giai đoạn nguy hiểm Ở giai đoạn này độ hao mòn các chi tiết tăng nhanh, khe hở lắp ghép có trị số lớn nhất, khe hở lớn sẽ sinh ra lực va đập, làm các chi tiết máy hao mòn nhanh, bôi trơn khó khăn, sinh ra hư hỏng như: gẫy, cháy, rỗ bề mặt, cuối giai đoạn phải thay thế, phục hồi, để đảm bảo khe hở làm việc tốt nhất

1 Vận dụng lý thuyết mòn vật liệu để xác định cơ chế , nguyên nhân mòn lưỡi gầu

1.1 Khái niệm về mòn

Mòn là hiện tượng phá huỷ bề mặt hay sự tách vật liệu từ một hoặc cả hai bề mặt trong chuyển động trượt, lăn hoặc va chạm tương đối với nhau Nói chung mòn xảy ra do sự tương tác của các nhấp nhô bề mặt

Trong quá trình chuyển động tương đối, đầu tiên vật liệu trên bề mặt tiếp xúc có thể bị biến dạng do ứng suất ở đỉnh các nhấp nhô vượt quá giới hạn dẻo, nhưng chỉ một phần rất nhỏ hoặc không một chút vật liệu nào bị tách ra Sau đó vật liệu bị tách ra từ một bề mặt dính sang bề mặt đối tiếp hoặc hoặc tách ra thành những hạt mài rời Trong trường hợp vật liệu chỉ dính từ bề mặt này sang bề mặt khác, thể tích hay khối lượng mòn ở vùng tiếp xúc chung bằng không mặc dù một bề mặt vẫn bị mòn Định nghĩa mòn nói chung dựa trên sự mất mát của vật liệu, nhưng sự phá huỷ của vật liệu do biến dạng mà không kèm theo sự thay đổi về khối lượng hoặc thể tích của vật cũng là một dạng mòn

Giống như ma sát, mòn không phải là tính chất của một vật liệu mà là sự phản ứng của một hệ thống Các điều kiện vận hành sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới mòn ở bề mặt tiếp xúc chung Rất sai lầm đôi khi cho rằng ma sát lớn trên bề mặt tiếp xúc chung là nguyên nhân mòn với tốc độ cao Ví dụ các cặp bề mặt tiếp xúc sử dụng chất bôi trơn rắn và chất dẻo cho ma sát tương đối thấp nhưng mòn lại tương đối cao, trái lại ceramics cho ma sát trung bình nhưng mòn lại rất thấp Thường hệ số ma sát trượt của đa số cặp vật liệu thay đổi trong phạm vi từ 0,1 đến 1, nhưng tốc độ mòn có thể thay đổi trong phạm vi rất lớn Điều này được giải thích là do mòn liên quan đến nhiều hiện tượng đa dạng kết hợp với nhau theo kiểu không thể dự đoán trước được và thay đổi trong phạm vi rộng

Mòn có thể có hại hoặc có ích Khi viết bằng bút chì, mài, đánh bóng, và cạo là các ví dụ về mòn có lợi Mòn là điều không mong muốn trong các bộ phận và chi tiết như ổ, phớt, bánh răng và cam Chi tiết có thể phải thay thế khi bị mòn một lượng rất nhỏ hoặc nếu như bề mặt bị quá ráp Trong các hệ được thiết kế tốt về ma sát, mòn và bôi trơn, quá trình mòn xảy ra rất chậm nhưng ổn định và liên tục Tuy nhiên sự sinh ra và tuần hoàn của các hạt mài trên các bề mặt tiếp xúc chung có kích

thước lớn hơn khe hở tiếp xúc có thể tạo nên tác dụng nghiêm trọng hơn là lượng mòn thực tế

Trong phần này chúng ta sẽ nghiên cứu các cơ chế mòn khác nhau và các dạng hạt mòn cũng như các dữ liệu tiêu biểu về mòn vật liệu

1.2 Phân loại mòn

Mòn xảy ra do các tương tác cơ, điện và/hoặc hoá và nói chung chịu xúc tác của nhiệt ma sát Do tương tác cơ học các vết nứt có thể xuất hiện do hiện tượng bẻ gãy các liên kết phân tử trong chất dẻo, sự trượt trong kim loại, sự phá vỡ biên giới hạt trong ceramics hoặc sự phá huỷ bề mặt của composite hoặc vật liệu nhiều pha Các vết nứt này sẽ phát triển và tạo ra các hạt mòn

Mòn bao gồm sáu hiện tượng chính tương đối khác nhau và có chung một kết quả là sự tách vật liệu từ các bề mặt trượt đó là: dính (adhesive), abrasive, mỏi bề mặt (fatigue), va chạm, hoá hay ăn mòn, và điện Các dạng mòn khác thường gặp như fretting hay ăn mòn fretting là sự kết hợp của các dạng mòn dính, hạt cứng và va chạm Theo thống kê, khoảng hai phần ba mòn xảy ra trong công nghiệp là do các cơ chế dính và abrasive Trừ mòn do mỏi, mòn do các cơ chế khác là một hiện tượng xảy ra từ từ

Trước khi lựa chọn vật liệu hoặc các phương pháp xử lý vật liệu để tăng khả năng chống mòn của chi tiết máy, cần phải hiểu được các quá trình mòn đang hoặc có thể xảy ra bằng cách phân tích bề mặt các chi tiết mòn kết hợp với kiến thức về chế độ tương tác bề mặt hoặc các tính chất bề mặt

Trong thực tế mòn xảy ra do một hoặc nhiều cơ chế Trong nhiều trường hợp mòn sinh ra do một cơ chế nhưng có thể phát triển do sự kết hợp với các cơ chế khác làm phức tạp hoá sự phân tích hỏng do mòn Phân tích bề mặt các chi tiết bị hỏng do mòn chỉ xác định được các cơ chế mòn xảy ra ở giai đoạn cuối mà thôi Kính hiển vi và rất nhiều kỹ thuật phân tích bề mặt được sử dụng để phân tích các bề mặt này

1.2.1 Mòn do dính 1.2.1.1 Khái niệm

Hỡnh 2.1 Sơ đồ mụ tả hai khả năng cắt tại tiếp xỳc đỉnh nhấp nhụ theo bề mặt tiếp

xỳc chung (1) hoặc lấn vào một trong hai bề mặt (2)

Mũn do dớnh xảy ra khi hai bề mặt rắn, phẳng trượt so với nhau Dớnh xảy ra tại chỗ tiếp xỳc ở đỉnh cỏc nhấp nhụ dưới tỏc dụng của tải trọng phỏp tuyến, khi sự trượt xảy ra vật liệu ở vựng này bị trượt (biến dạng dẻo) dớnh sang bề mặt đối tiếp hoặc tạo thành cỏc mảnh mũn rời Một số mảnh mũn cũn được sinh ra do quỏ trỡnh mũn do mỏi ở đỉnh cỏc nhấp nhụ

Một số giả thuyết được đưa ra để giải thớch cơ chế tỏch một mảnh vật liệu do dớnh Theo giả thuyết đầu tiờn về mũn do trượt, sự cắt cú thể xảy ra ở bề mặt tiếp xỳc chung hoặc về phớa vựng yếu nhất của hai vật liệu tại chỗ tiếp xỳc Trong phần lớn cỏc trường hợp, sức bền ở chỗ tiếp xỳc nhỏ hơn sức bền cắt ở vựng lõn cận và cắt xảy ra trờn mặt tiếp xỳc chung, mũn bằng khụng (hỡnh 2.1) Trong một phần nhỏ của cỏc tiếp xỳc, sự cắt xảy ra vào vựng lõn cận của một trong hai vật thể và dớnh sang bề mặt đối tiếp (hỡnh 2.1) Mảnh vật liệu dớnh này cú dạng hỡnh khối đặc biệt

Theo giả thuyết khỏc, nếu sức bền dớnh đủ lớn để cản trở chuyển động trượt tương đối, một vựng của vật liệu sẽ bị biến

Hình 2.2 Sơ đồ mô tả sự dính của

các mảnh mòn dạng cánh mỏng và dạng hình nêm

dạng dưới tác dụng của ứng suất nén và tiếp và sự trượt xảy ra mạnh dọc theo các mặt phẳng trượt của các tinh thể trong vùng biến dạng dẻo Những dải trượt này tạo thành các mảnh mòn dạng lá mỏng (hình 2.2(a)) Nếu biến dạng dẻo xảy ra trên diện rộng ở vùng tiếp xúc đôi khi mảnh mòn sinh ra có dạng hình nêm như trên hình 2.2(b) và dính sang bề mặt đối tiếp Quá trình trượt giữa hai bề mặt tạo ra nhiều mảnh mòn dính sang bề mặt đối tiếp, tích tụ và tạo nên các mảnh mòn rời do tác dụng ôxy hoá của ôxy trong môi trường hoặc do năng lượng đàn hồi lớn hơn năng lượng dính

Khi hai vật liệu khác loại kết hợp với nhau, các mảnh mòn của cả hai loại vật liệu đều được tạo thành tuy nhiên các mảnh từ vật liệu mềm hơn thường lớn hơn Sự tồn tại của các khuyết tật và vết nứt trong vật liệu cứng hơn tạo nên các vùng cục bộ có sức bền thấp Khi những vùng này trùng với các vùng cục bộ có sức bền cao của vật liệu mền hơn sẽ tạo nên các mảnh mòn của vật liệu cứng hơn Những mảnh mòn loại này cũng có thể tạo nên do mỏi sau một số chu kỳ chịu tải và bỏ tải

Một số dạng mòn do dính (adhesion) còn được gọi là galling, scuffing, welding hay smearing

1.2.1.2 Các phương trình định lượng

* Định luật mòn dính của archard

Giả thiết tiếp xúc được tạo nên bằng một số các tiếp xúc ở đỉnh các nhấp nhô có bán kính a (hình 2.3)

Hình 2.3 Sơ đồ mô hình lý thuyết tạo ra một hạt mòn bán cầu

trong tiếp xúc ma sát trượt

Diện tích của mỗi tiếp xúc là: a2

Mỗi tiếp xúc sẽ đỡ một tải trọng là: poa2, trong đó po là giới hạn chảy