Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạ điện cho chi tiết dạng trục

luận văn, tiến sĩ, thạc sĩ, báo cáo, khóa luận, đề tài

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ----------      ---------- NGUYỄN VĂN DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MẠ ðIỆN CHO CHI TIẾT DẠNG TRỤC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông, lâm nghiệp Mã số : 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: TS. TỐNG NGỌC TUẤN HÀ NỘI - 2010 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . i lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng,số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và cha hề đợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã chỉ rõ nguôn gốc. H Ni, ngy thỏng nm 2010 Tác giả luận văn Nguyn Vn Dng Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . ii Lời cảm ơn Lời cảm ơnLời cảm ơn Lời cảm ơn Tôi xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn tận tình của TS. Tống Ngọc Tuấn - Giảng viên Khoa cơ điện Trờng Đại học Nông nghiệp Hà nội trong suốt quá trình làm luận văn. Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô Giảng viên Khoa cơ điện Đại học Nông nghiệp Hà nội . Xin cảm ơn tập thể cán bộ Trờng Cao đẳng kỹ thuật công nghiệp đ tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn. Tôi cũng xin cảm ơn sự động viên và đóng góp ý kiến quý báu của các bạn đồng nghiệp đ giúp cho tôi hoàn thành luận văn này. H Ni, ngy thỏng nm 2010 Tác giả luận văn Nguyn Vn Dng Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . iii Mục lục Phần mở đầu 1 I. Tính cấp thiết của đề tài .1 II. Nội dung đề tài 3 III. ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận văn 3 1. ý nghĩa khoa học 3 2. ý nghĩa thực tiễn 3 Chơng I Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 4 1.1. Đặc điểm máy chế biến thực phẩm 4 1.2. Các phơng pháp phục hồi chi tiết máy 4 1.3. ng dng ca m ủin trong c khí .10 1.3.1. Lch s phát trin m ủin .10 1.3.2. Điều kiện hình thành lớp mạ điện .12 1.3.3. Cơ chế tạo thành lớp mạ điện 15 1.3.4.Thành phần dung dịch mạ 15 1.3.5. Phân bố chiều dày lớp mạ .19 2.4.2. Phân bố kim loại 20 1.3.6. Yêu cầu kỹ thuật lớp mạ 22 1.3.7. Một số biện pháp nhằm nâng cao độ đồng đều lớp mạ .22 1.4. Mục đích và nội dung nghiên cứu 23 Chng II PHNG PHP NGHIÊN CU .24 2.1. i tng nghiờn cu 24 2.2. Phng phỏp nghiờn cu .24 2.2.1. Nghiờn cu lý thuyt .24 2.2.2. Nghiờn cu thc nghim .25 Chơng III C S Lý THUYT .32 3.1. Máy để ép sản phẩm thực phẩm và thức ăn chăn nuôi .32 3.2. Công nghệ mạ crôm 36 3.2.1. Những thông số ảnh hởng .36 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . iv 3.2.2. Kết luận .42 3.3. ứng dụng công nghệ mạ crôm phục hồi trục vít máy ép dầu thực vật kiểu vít xoắn 42 3.3.1. Các dung dịch mạ Crôm 42 3.3.2. Các loại lớp mạ Crôm 46 3.3.3. Anốt trong mạ crôm 47 3.3.4. Cấu tạo và tính chất lớp mạ Crôm cứng 48 3.4. Một số đặc điểm của mạ crôm 51 3.5. Tẩy bỏ lớp crôm cũ không đạt yêu cầu: .52 3.6. Một số công việc chính trong công nghệ mạ crôm, .53 3.6.1. Gia công cơ học .53 3.6.2.Tẩy dầu mỡ .54 3.6.3. Tẩy gỉ .57 3.6.4. Tẩy nhẹ .58 3.6.5. Rửa nớc .58 3.6.6. Xử lý sau khi mạ 58 Chơng IV KT QU NGHIÊN CU THC NGHIM .59 4.1. La chn s ủ nguyờn lý m 59 4.3. Thớ nghim m km trờn trc vớt 60 4.3.1. Thit b thớ nghim .60 4.3.2. Thớ nghim m km trờn trc vớt .61 4.4 Xây dựng quy trình mạ crôm trục vít máy ép dầu .70 4.4.1. Xây dựng quy trình mạ crôm trục vít .70 4.4.3. Kiểm tra chất lợng lớp mạ bằng trực quan 73 kết luận và đề nghị .77 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . v DANH MC BNG Bảng 3.3.1. Bề dày lớp mạ crôm chi tiết, dụng cụ .49 Bảng 3.6.1. Tốc độ mài thích hợp 54 Bảng 3.6.2. Đặc điểm các phơng pháp tẩy dầu điện hóa .55 Bảng 3.6.3. Thành phần và chế độ tẩy dầu điện hóa .56 Bng 4.3.1. B dy lp m khi m ln 1(mu 1 '' -m khụng cú bng chn phi kim hay katt ph 64 Bng 4.3.4. Tng hp kt qu m km trờn trc vớt 70 Bảng 4.4.1: Quy trình mạ crôm trục vít 71 Bảng 4.4.2. Bề dầy lớp mạ crôm 72 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . 1 Phần mở đầu I. Tính cấp thiết của đề tài Chất lợng bề mặt của chi tiết máy với các đặc tính nh khả năng chịu mài mòn, chịu nhiệt, độ cứng, chống gỉ, tính trơ hoá học v.v có ý nghĩa quyết định đến tuổi thọ và độ tin cậy của chúng, vì qua nghiên cứu ngời ta thấy rằng hầu hết các chi tiết máy bị h hỏng bắt đầu từ việc phá huỷ bề mặt ngoài (bị cào xớc, bị mòn, biến dạng bề mặt và thay đổi kích thớc, bị ăn mòn hoá học bề mặt v.v). Trong các chi tiết máy chi tiết dạng trục đợc sử dụng rất rộng ri và thờng là những chi tiết chịu tải lớn. Mặt khác do nhu cầu làm việc của chi tiết máy, do nhu cầu sử dụng máy và thiết bị ngày càng nhiều, cùng với việc sử dụng các loại vật liệu kim loại hiếm vào chế tạo chi tiết máy đòi hỏi giá thành cao. Từ đó mà việc tạo nên một lớp kim loại có độ bền cao trên bề mặt chi tiết làm bằng vật liệu thông thờng là rất cần thiết. Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, máy và thiết bị cơ khí không ngừng đợc cải tiến để đáp ứng đợc các điều kiện đòi hỏi có độ chính xác, năng xuất lao động cao, đi đôi với tuổi thọ và tính ổn định cao trong quá trình làm việc. Từ những yêu cầu trên, chất lợng chi tiết máy cần phải đợc cải thiện đặc biệt là lớp bề mặt ngoài. Một trong những công nghệ nâng cao chất lợng bề mặt đợc ứng dụng khá hiệu quả đó là công nghệ mạ điện. Từ những yêu cầu thực tế trên, tôi đ đi nghiên cứu và thực hiện đề tài: "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạ điện cho chi tiết dạng trục". Trong các lọai máy, máy sản xuất thực phẩm giữ một vị trí quan trọng, đặc biệt với nớc ta là nớc nông nghiệp. Hiện Khoa Cơ - Điện, Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội có một máy ép dầu do Việt Nam sản xuất. Trong máy này trục vít là mọt trong các chi tiết chính, chịu tải lớn có thể ứng dụng mạ để nâng cao độ bền. Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . 2 Công nghệ mạ crôm là một trong những công nghệ bề mặt tiên tiến. Nó cho phép vừa phục hồi kích thớc, vừa tạo đợc chất lợng bề mặt về độ cứng, khả năng chịu mài mòn, chịu ăn mòn v.v Do đó nó đợc sử dụng rộng ri trong nhiều ngành kinh tế nh: đầu máy toa xe, hàng không, tàu thuyền, cơ giới công trình, thiết bị điện tử, khai thác mỏ, nông nghiệp v.v và đặc biệt trong lĩnh vực chế biến thuỷ hải sản. ), . ở nớc ta việc sửa chữa phục hồi các chi tiết máy hỏng do mòn, đóng một vai trò quan trọng vì giảm đợc chi phí sản xuất. Nhng do yêu cầu của các chi tiết trong các máy và thiết bị sản xuất thực phẩm là tính chống ăn mòn, mài mòn cao. Đó là một yêu cầu đặc biệt quan trọng vì các loại vật liệu dùng chế tạo chúng khi bị mài mòn, ăn mòn sẽ trộn lẫn vào sản phẩm làm cho thực phẩm bị nhiễm độc, ảnh hởng đến sức khoẻ con ngời hoặc trở nên vô dụng. Trong công nghệ sửa chữa có nhiều phơng pháp đợc sử dụng để phục hồi chi tiết máy hỏng nh hàn đắp, mạ phun, mạ nhúng, mạ bằng điện phân . Trong mạ bảo vệ thì mạ kẽm đợc ứng dụng rất rộng ri. Vì những lý do trên đây đối tợng cụ thể của luận văn chúng tôi chọn là trục vít máy ép dầu. Công nghệ mạ chúng tôi chọn là mạ crôm. Ngoài ra do điều kiện tại Khoa Cơ - Điện mới chỉ có thiết bị mạ kẽm nên chúng tôi cũng tiến hành mạ kẽm trên mẫu trục vít (mặc dù điều kiện làm việc của trục vít không cho phép mạ kẽm). Kết quả làm cơ sở cho mạ crôm trục vít và mạ kẽm những chi tiết tơng tự nếu điều kiện làm việc cho phép. Mục đích của đề tài: Xây dựng quy trình mạ crôm trục vít ép dầu. Để đạt đợc mục đích trên, nội dung cụ thể của đề tài gồm: - Tìm hiểu điều kiện làm việc của trục vít; - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của mạ điện và một số đặc trng của mạ crôm - Nghiên cứu ảnh hởng của một số thông số đến chất lợng lớp mạ làm cơ sở xây dựng quy trình mạ trục vít. Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . 3 - Mạ và chạy thử để đánh giá chất lợng lớp mạ. Đề tài thực hiện và hoàn thành tại Bộ môn công nghệ cơ khí, Khoa Cơ điện, Trờng đại học Nông Nghiệp Hà Nội và Công ty TNHH kỹ thuật Hà nội. II. Nội dung đề tài Xuất phát từ đề tài nghiên cứu, ngoài phần mở đầu, kết luận chung và các phụ lục luận văn gồm 4 chơng: Chơng 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu . Chơng 2: Phơng pháp nghiên cứu Chơng 3 : Cơ sở lý thuyết Chơng 4: Kết quả nghiên cứu thực nghiệm III. ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận văn 1. ý nghĩa khoa học Nghiên cứu lý thuyết mạ điện và khả năng ứng dụng cho chi tiết dạng trục có hình dạng phức tạp. 2. ý nghĩa thực tiễn Đ ứng dụng thành công bản chắn phi kim, katốt phụ để mạ kẽm trục vít (chi tiết dạng trục có hình dạng phức tạp) và mạ crôm trục vít máy ép dầu, bề ngòai lớp mạ đẹp . Kết quả chạy thử cho thấy lớp mạ không bị bong tróc có thể hoàn thiện công nghệ để đa vào ứng dụng trong thực tế. Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . 4 Chơng I Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 1.1. Đặc điểm máy chế biến thực phẩm Đặc thù của các máy chế biến là làm việc trong môi trờng ăn mòn mạnh, trong khi đó các sản phẩm ăn mòn thờng có hại cho con ngời cũng nh gia súc, chính vì vậy vật liệu để chế tạo các chi tiết của máy chế biến cần có tính chống ăn mòn cao. Máy chế biến cũng nh các loại máy khác, trong quá trình làm việc sẽ bị h hỏng. Để nâng cao hiệu quả sử dụng cần phải có đầy đủ chi tiết dự phòng, điều này càng quan trọng đối với các máy làm việc có tính thời vụ nh máy chế biến. Một trong các hớng để giải quyết có đầy đủ chi tiết dự phòng là sử dụng chi tiết phục hồi. Vấn đề này càng có ý nghĩa đối với các chi tiết nhập ngoại. Một trong các máy chế biến là máy ép dầu. Hiện Khoa Cơ - Điện có một số loại máy ép dầu nhập ngoại và sản xuất trong nớc. Trong số đó có một máy ép dầu đợc chế tạo trong nớc bị hỏng. Qua khảo sát thấy rằng một trong các nguyên nhân máy bị hỏng là do trục vít, xi lanh bị gỉ dẫn đến kẹt. 1.2. Các phơng pháp phục hồi chi tiết máy Hồi phục chi tiết là một trong các biện pháp nâng cao hiệu quả kinh tế của các xí nghiệp sửa chữa. Vic phc hi chi tit mỏy trong quỏ trỡnh sn xut trong sa cha mỏy. Khi khụng cú chi tit mi thay th cho cỏc chi tit b hng thỡ ủ bo trỡ ủc cỏc thụng s kinh t - k thut ca mỏy phi s dng cỏc chi tit phc hi. Cỏc chi tit mi, chi tit phc hi cú th ủc sn xut trong nc hay nhp ngoi. Chi tit phc hi thng r hn rt nhiu so vi chi tit mi (ch chim khong 35 ữ 60% giỏ mua chi tit mi). Cỏc chi tit cng phc tp, cng ủt . công nghệ mạ điện. Từ những yêu cầu thực tế trên, tôi đ đi nghiên cứu và thực hiện đề tài: " ;Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạ điện cho chi tiết dạng trục& quot;.. khoa học Nghiên cứu lý thuyết mạ điện và khả năng ứng dụng cho chi tiết dạng trục có hình dạng phức tạp. 2. ý nghĩa thực tiễn Đ ứng dụng thành công bản