Nghiên cứu nâng cao hiệu quả làm việc và tuổi thọ của máy bơm dầu bánh răng trong hệ thống truyền động thủy lực của các máy thiết bị công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT ĐỖ VĂN THỌ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM VIỆC VÀ TUỔI THỌ CỦA MÁY BƠM DẦU BÁNH RĂNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC CỦA CÁC MÁY, THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT ĐỖ VĂN THỌ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM VIỆC VÀ TUỔI THỌ CỦA MÁY BƠM DẦU BÁNH RĂNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC CỦA CÁC MÁY, THIẾT BỊ CƠNG NGHIỆP Ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực Mã số : 60.52.0116 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS-TS Vũ Nam Ngạn HÀ NỘI – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình Hà Nội, ngày 10 tháng 04 năm 2015 Tác giả luận văn Đỗ Văn Thọ MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Mục lục Mở đầu Chương TỔNG QUAN VỀ Ơ TƠ VẬN TẢI CĨ SỬ DỤNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Tình hình sử dụng tơ vận tải có hệ thống thủy lực vùng Vũng Tàu Một số hệ thống truyền động thủy lực ô tô vận tải Bơm bánh việc sử dụng bơm bánh hệ thống truyền động thủy lực xe ô tô vận tải 10 Tình trạng mịn hỏng bơm bánh hệ thống thủy lực xe ô tô vận tải 16 Nguyên nhân gây nên mòn hỏng bơm bánh 16 Chương NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM DẦU BÁNH RĂNG TRÊN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC CỦA Ô TÔ BENLAZ 7522 2.1 2.2 2.3 23 Nghiên cứu, tính tốn ảnh hưởng trình dỡ tải đến làm việc máy bơm dầu bánh ô tô Benlaz 7522 23 Nghiên cứu ảnh hưởng kẹt chất lỏng chân máy bơm trình làm việc 31 Nghiên cứu ảnh hưởng áp suất làm việc cao đến tổn thất lưu lượng 33 Chương MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM VIỆC VÀ TUỔI THỌ CỦA MÁY BƠM BÁNH RĂNG 3.1 3.2 3.3 34 Tính tốn lựa chọn máy bơm dầu bánh theo phụ tải lớn 34 Tính tốn xác định số thơng số làm việc hợp lý cho máy bơm dầu bánh 35 Kiểm nghiệm độ bền bánh bơm 44 3.4 Kích thước miệng đẩy miệng hút bơm 51 3.5 Khắc phục tượng kẹt chất lỏng chân 52 3.6 Lực đẩy hướng kính mơ men quay bơm bánh răng, tác hại cách khắc phục 53 3.7 Tổn thất hiệu suất bơm bánh 57 3.8 Phục hồi số chi tiết điển hình bơm bánh 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 65 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Để phục vụ cơng táckhai thác đá công tác vận tải khác suất cao, khu vực Vũng Tàu có nhiều tơ vận tải từ cỡ trung bình đến cỡ lớncủa nhiều nước khác Ở ô tô này, hệ thống điều khiển truyền động thủy lực loại xe đại phức tạp Các máy bơm bánh dùng để cấp dầu cho hệ thống truyền động thủy lực nâng hạ thùng xe, cho cấu trợ lái, cho số phận khác … Do đặc thù công việc thời gian làm việc liên tục với chế độ tải nặng, mơi trường bụi bẩn, địa hình khơng phẳng nên mòn hỏng chi tiết thủy lực xảy nhanh sau thời gian vận hành, có ảnh hưởng lớn đến hiệu làm việc tuổi thọ bơm bánh Xuất phát từ điều kiện thực tế trên, đề tài: “Nghiên cứu nâng cao hiệu làm việc tuổi thọ máy bơm dầu bánh hệ thống truyền động thủy lực máy, thiết bị công nghiệp” đặt cần thiết có ý nghĩa thực tế Mục đích đề tài (các kết cần đạt được) - Nghiên cứu nâng cao hiệu làm việc tuổi thọ máy bơm dầu bánh hệ thống truyền động thủy lực số máy thiết bị công nghiệp; - Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu làm việc tuổi máy bơm dầu bánh Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Hệ thống truyền động thủy lực máy thiết bị công nghiệp; - Máy bơm bánh hệ thống thủy lực ô tô vận tải Nội dung nghiên cứu - Khảo sát tình hình sử dụng loại máy thiết bị cơng nghiệp có trang bị hệ thống thủy lực Vũng Tàu - Nghiên cứu hệ thống truyền động thủy lực máy nói - Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến hiệu làm việc tuổi thọ máy bơm bánh hệ thống truyền động thủy lực mạch nâng hạ thùng xe ô tô vận tải - Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu làm việc tuổi thọ máy bơm dầu bánh Phương pháp nghiên cứu - Khảo sát thực tế làm việc máy công nghiệp ô tô vận tải có hệ thống truyền động thủy lực ; - Nghiên cứu làm việc hệ thống truyền động thủy lực máy nói - Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực tế, sau phân tích tổng hợp kết quả, rút nhận xét cần thiết Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài * Ý nghĩa khoa học : - Đề tài nghiên cứu tổng hợp chế độ làm việc, yếu tố ảnh hưởng đến q trình mịnhỏng máy bơm dầu bánh - Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu làm việc tuổi thọ bơm bánh ô tô vận tải * Ý nghĩa thực tế : - Xác định chế độ làm việc thực tế máy bơm dầu bánh ô tô vận tải mang tải nặng nhất; - Xác định nguyên nhân tượng hỏng mòn máy bơm bánh ô tô vận tải - Kết nghiên cứu góp phần hạn chế hỏng mịn bơm, từ nâng cao hiệu làm việc tuổi thọ bơm Cấu trúc luận văn - Luận văn trình bày 03 chương, 65 trang bao gồm: Phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo; - Luận văn hoàn thành Bộ môn Máy Thiết bị mỏ - Trường Đại học Mỏ - Địa chất, hướng dẫn khoa học PGS.TS Vũ Nam Ngạn Nhân dịp xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Vũ Nam Ngạn tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Máy Thiết bị mỏ - Trường Đại học Mỏ Địa chất; Phòng sau Đại học – Trường Đại học Mỏ Địa chất, tận tình giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian học tập trường; Xin chân thành cảm ơn bạn đồng nghiệp tạo điều kiện thời gian cho tơi hồn thành luận văn Chương TỔNG QUAN VỀ Ơ TƠ VẬN TẢI CĨ SỬ DỤNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 1.1 Tình hình sử dụng tơ vận tải có hệ thống thủy lực vùng Vũng Tàu Các mỏ đá nhà máy cơng nghiệp dầu khí khu vực tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu sử dụng nhiều ô tô vận tải cỡ lớn có bố trí hệ thống truyền động thủy lực (TĐTL) để điều khiển cấu công tác máy Sau số loại ô tô vận tải thường gặp có hệ thống TĐTL sử dụng khu vực tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu: Bảng 1.1: Thống kê vài ô tô vận tải nhỏ Tên thiết bị Mã hiệu Trọng tải (tấn) BELAZ 7522 30 BELAZ 7527 42 BELAZ 7555 55 Ơ tơ vận tải (Nga) Kamaz 35 Ơ tơ vận tải (Nhật) HD 320 32 Ơ tơ vận tải loại BELAZ (Nga) Và cịn nhiều loại tơ vận tải có trọng tải vừa trung bình Kamaz, Scania, Huynhdai, Samsung 1.2 Một số hệ thống truyền động thủy lực ô tô vận tải 1.2.1 Khái niệm hệ thống truyền động thủy lực Hệ thống truyền động thủy lực cấu tạo từ mạch thủy lực đơn giản, gồm phần tử sau : Bơm thủy lực : Là phần tử dòng thủy lực áp lưu chuyển động hệ thống ; - Mạch đường ống : phần tử kết nối bơm thủy lực cấu chấp hành thủy lực ; Van loại : phần tử lắp đặt mạng đường ống dùng để điều tiết dòng thủy lực, thông qua điều khiển áp suất, lưu lượng hệ thống, từ điều khiển hoạt động cấu chấp hành Cơ cấu chấp hành mạch thủy lực xi lanh, động điều có nhiệm vụ biến lượng dịng thủy lực thành chuyển động khí kéo theo hoạt động cấu công tác Để nâng cao đến hiệu làm việc hệ thống TĐTL cần quan tâm đến tất phận hệ thống TĐTL 1.2.2 Một số sơ đồ truyền động thủy lực ô tô vận tải mỏ Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống TĐTL tô HD-320 Van điều khiển trung tâm Van điều khiển xy lanh tay lái Xy lanh tay lái Xy lanh nâng hạ thùng xe Van điều khiển xy lanh nâng hạ thùng xe Bộ lọc dầu Thùng dầu 8, Máy bơm dầu 51 Với : n – hệ số an toàn ta lấy n – Thay giá trị vào (3.10) ta có : [σu ] = 1,5.407 ,5.2,07  316,32 N/mm 2.2 Tính áp suất uốn bánh : Theo [10] ta có : σu = (19,1.106) / (y.m2.Z.n.B)  [σu] (3.11) Trong : y- hệ số biến dang răng, theo bảng 3.18 [17] ta có : y = 0,5 n – số vịng quay n = 1100v/p Thay giá trị vào 3.6 ta σu = (19,1.106.1,5.9)/ (0,5.5 5.8.1100.32) = 73N/ mm2 : σu< [σu] Bánh thiết kế hoàn toàn đủ điều kiện bền 3.3.4 Chọn cấp xác Tính vận tốc vòng bánh v =  d n  3,14.45.11 00  2,59 m/s 60 100 60.1000 Bánh chọn loại bánh có số nhỏ, làm việc với số vòng quay lớn Độ hở sườn độ bóng mặt làm việc dung sai khoảng cách trục bai ảnh hưởng tới tổn hao lưu lượng, tổn hao khí bơm lớn, gây cho hiệu quất bơm giảm Điều trịn q trình thiết kế bơm khơng cho phép Vì ta chọn cấp xác để chế tạo hai bánh cấp xác Với Z = 8; De = 60mm; Di = 39,8mm đảm bảo độ bền ta thiết kế bánh liên trục cho hai bánh 3.4 Kích thước miệng đẩy miệng hút bơm Để đảm bảo cho chất lỏng điền vào rãnh răng, q trình hút bơm Điều kiện khơng thể thiết hai lỗ đẩy hút phải đối xứng với Tâm hai lỗ phải qua điểm đường nối tâm hai bánh vng góc với Đường kính lỗ hút phải thỏa mãn với vận tốc dầu qua từ 1,3  1,65m/s Theo [2] ta có : 52 dh = 4F Trong : F = QB/V  dh2 = (4QB) / (  V)  Ta chọn V = 1,5m/s = 15dm/s QB = 170 l/p = 1,15dm3/s Thay vào ta có : dh = 4.1 15 = 0,31 = 31mm 3,14 15 Để tạo điều kiện thuận lợi cho gia công đảm bảo đồng tâm lỗ hút lỗ đẩy ta chọn dh = d đ = 31mm 3.5 Khắc phục tượng kẹt chất lỏng chân Trong trình làm việc hai bánh khơng phải tồn chất lỏng rãnh hai đưa vào hỏng đẩy mà phần chất lỏng giữ lại chân Nếu hai mặt ăn khớp khơng có khe hở phần chất lỏng chân bị nén lại gọi tượng kẹt chất lỏng chân Để khử tượng ta tiến hành sau : 3.5.1 Theo kinh nghiệm Người ta thường giảm khoảng cách đường kính đỉnh bánh với đường kính chân căng bánh thứ cho hai bánh làm việc, lượng chất lỏng chiếm với thể tích toàn chất lỏng bị bánh đẩy đẩy hết 3.5.2 Gia cơng hai bạc lót trục phía bơm hai rãnh Làm cho thông phần chất lỏng bị nén lại chân với họng đẩy, Theo [4], có phương pháp sau (xem hình vẽ 3.3) Hình 3.2 Bạc lót trục rang 53  Làm rãnh thành vỏ bơm phía trong, ngang vị trí ăn khớp hai (Hình 3.3a)  Các rãnh thơng với bọng hút hay bọng đẩy a) Rãnh thoát thành vỏ bơm b) Rãnh hướng kính chân trục quay Hình 3.3 Cách khắc phục tượng kẹt chất lỏng chân – Bánh ; – Rãnh thoát chất lỏng ; – Trục quay  Khoan lỗ khoan hướng kính chân Các lỗ thơng với rãnh trục quay, dẫn chất lỏng đến cửa hút hay cửa đẩy (h3.3b)  Dùng bánh nghiêng bánh chữ V tốt nhất, cặp bánh nghiêng vào khớp từ từ nên chất lỏng chân không bị bao kín 3.6 Lực đẩy hướng kính mơ men quay bơm bánh răng, tác hại cách khắc phục 3.6.1 Mô men quay bơm bánh Hình 3.4 Lực tác dụng lên bánh 54 Khi nghiên cứu lý thuyết lực đẩy hường kính ảnh hưởng đến làm việc máy bơm thấy rằng: Theo chiều quay bơm bánh răng, áp suất rãnh bánh tăng dần từ khoang hút đến khoang đẩy Áp suất phân bố tuyến tính từ khoan hút A đến khoan đẩy B tương đương với hợp lực F tác dụng lên ổ đỡ theo phương hướng kính Cũng áp suất chênh lệch tác dụng theo phương vịng gây nên mơmen cản (hay mơmen quay) mà tích số M. cơng suất trục bơm ( vận tốc góc trục bơm) Theo sơ đồ (hình 3.5) mơ men cản tác dụng lên trục bánh (1) : M1 = p.b (R2-x) (R2+x)/ = p.b (R2-x2) Trong : p : độ chênh lệch áp suất khoang hút khoang đẩy b Chiều dầy bánh R2 : bán kính vịng đỉnh Hình 3.5 Mơ men cản tác dụng lên trục Mô men tác dụng lên bánh (2) : M2 = p.b (R2 – y2) Nếu không kể tới ảnh hưởng lực ma sát hai mặt mơmen cản (hay mômen quay) tác dụng lên trục bánh chủ động : M = M1 + M2 = p.b [2R22 – (x2 + y2)] 55 Tọa độ điểm ăn khớp A (x; y) xác định hình 3.9 Hình 3.6 Sơ đồ đặc tính mơmen tức thời bơm bánh x2 = c2 (R – k)2 y2 = c2 (R – k)2 Hay x + y2 = 2R2 + (k2 + c2 ) Ở : k2 + c2 = l2 Với l khoảng cách từ điểm ăn khớp A đến tâm ăn khớp P R : bán kính vòng lăn : R = D = 28 , = 14,3mm 2 R0 : bán kính vịng sở Do : x2 + y2 = 2(R2 + l2 ) Thay vào ta : M=p.b (2R22 – R2 + l2 ) Đối với bánh không dịch chỉnh : R2 + m với m mô đun bánh m = D thay số vào ta có : m = 28 , = 2,38 Z Vì vậy, l2 M = p.b (2R.m + m – l2) Công thức cho thấy mô men quay M phục thuộc vào áp suất p, kết cấu bánh (b, R, m) phụ thuộc tức thời vào tọa độ điểm ăn khớp : Khi l = tức điểm ăn khớp tức thời A trùng tâm khớp P : M = Mmax = p.b (2R.m + m2) Thay số vào ta có : M = 18,7.2.(2.14,3.2,38+2,382) = 2757,4 Nm 56 3.6.2 Cách khắc phục dao động lưu lượng máy bơm bánh Người ta xác định rằng, biên độ dao động lưu lượng bơm bánh A = Qmax - Qmin phụ thuộc vào hệ số trùng khớp , số bánh Z, chiều dày bánh b, vận tốc bánh chủ động e bán kính vịng sở R0 Dao động lưu lượng dao động áp suất tượng không mong muốn hệ thống chuyển động thủy lực Đối với bơm bánh răng, để giảm biên độ dao động người ta thường dùng biện pháp sau:  Tăng số Z : biện pháp màu có nhược điểm phải tăng đường kính bánh  Dùng bánh nghiêng Đối với bánh nghiêng, vào khớp khớp khơng thực tồn chiều dài mà tiếp xúc từ từ Vì vậy, lưu lượng bơm bơm làm việc êm Nhược điểm bơm bánh nghiêng xuất lực chiều trục làm việc Vì nên người ta thường dùng bơm bánh nghiêng có góc nghiêng bánh nhỏ :  = 20 - 300 áp suất không lớn : p = – at  Dùng bánh chữ V : Để khắc phục nhược điểm bánh nghiêng, người ta dùng bánh chữ V có tác dụng khử lực chiều trục Để làm đơn giản công nghệ gia công bánh chữ V, người ta dùng bánh nghiêng, nghiêng ngược chiều lắp trục  Một số biện pháp hạn chế đẩy hướng kính người ta tạo khe hở đỉnh stato cung rộng chất lỏng rãnh thông với khoang hút Phần làm kín (ở đỉnh vỏ bơm) khoang đẩy khoang hút thực vòng cung hẹp (> t bước vòng) phần khoang đẩy  Để giảm thay đổi đột áp suất chất lỏng vùng ăn khớp, ngui ta dùng số biện pháp sau : 57 - Làm rãnh thơng vùng ăn khớp với khoang hút khoang đẩy Rãnh nằm bề mặt tiếp xúc mặt đầu bánh stato lỗ hướng kính Các biện pháp gây nên tổn thất lưu lượng làm giảm hiệu suất lưu lượng bơm - Dùng bánh nghiêng bánh chữ V để vào khớp khớp từ từ Góc nghiêng ăn khớp  chiều dày bánh b phải tính tốn hợp lý để tránh tượng bao chất lỏng vùng ăn khớp 3.7 Tổn thất hiệu suất bơm bánh Đối với bơm bánh số máy thủy lực thể tích khác, tổn thất cột áp nhỏ bỏ qua mà xét đến tổn thất tổn thất lưu lượng bơm bánh 3.7.1 Tổn thất hiệu suất khí Tổn thất khí tổn thất ma sát bề mặt chi tiết chuyển động tương đối Hiệu suất khí bơm bánh khoảng từ 0,8 đến 0,95 phụ thuộc vào kết cấu chất lượng chế tạo bơm 3.7.2 Tổn thất hiệu suất lưu lượng Tổn thất lưu lượng bơm bánh gồm : Tổn thất rò rỉ mặt đầu bánh thành stato tổn thất phụ thuộc vào độ xác gia cơng hai cụm chi tiết rôto stato (ở bề mặt tiếp xúc) Tổn thất quan trọng chiếm khoảng 75% đến 80% tổn thất lưu lượng toàn Tổn thất dòng chất lỏng chảy ngược qua khe hở vòng đỉnh mặt vỏ bơm Tổn thất lưu lượng tạo rảnh “cố ý” để giảm lực hướng kích hạn chế thay đổi áp suất đột ngột vùng ăn khớp Lưu lượng hao hụt tính tùy theo kết cấu rãnh Tổn thất lưu lượng rãnh không điền đầy chất lỏng, tượng thường gây nên dao động phụ áp suất gần đến khu vực khoang đẩy chất lỏng xu hướng chảy ngược vào rãnh Để hạn chế tượng dùng biện pháp sau : 58 - Tăng áp suất mặt thoáng đặt bơm thấp bể hút để tạo áp suất khoang hút nhỏ áp suất làm việc bánh - Giảm vận tốc hút chất lỏng nhỏ – 3m/s - Hạn chế vận tốc làm việc bánh ăng để vận tốc đỉnh nhỏ – m/s - Thực tế cho thấy hiệu suất lưu lượng chung MB bánh khoảng 0,7 – 0,9 hiệu suất chung MB bánh :  =ck.Q = 0,6 – 0,85 3.8 Phục hồi số chi tiết điển hình bơm bánh Do điều kiện làm việc yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất làm việc bơm bánh nên bơm hay bị hỏng số chi tiết : vỡ, mẻ, mòn răng, hỏng lốc bơm phận làm kín Trong đó, việc hỏng mịn bánh răng, mịn lốc, cào xước lốc, cháy cổ trục bánh răng, cháy bạc, cháy zoăng … làm giảm áp suất lưu lượng bơm phổ biến Nếu mua thay cụm chi tiết hay chi tiết lẻ bơm tốn thời gian phụ thuộc vào nguồn cung cấp nhập ngoại Do đặt vấn đề phục hồi bơm bánh để giảm bớt thời gian dừng máy giảm chi phí Một số biện pháp chế tạo phục hồi điển : + Mạ bề mặt gia cơng khí ; + Hàn đắp gia cơng khí ; + Phun phủ bề mặt gia cơng khí ; + Thiết kế, chế tạo lớp vỏ lót lốc bơm kim loại chịu mài mòn; + Thiết kế chế tạo theo mẫu Sau ứng dụng phương pháp mạ bề mặt gia công phương pháp mạ crôm Ta biết crôm kim loại hoạt động dễ thụ động nên bền môi trường xâm thực Crôm bền khơng khí, bền mơi trường nhiều axit hữu vô axit nitric, axit axetic, axit xitric, kềm … dễ hòa tan axit clohidric, axit sunfuric nóng Nhưng lớp mạ crơm lớp mạ katốt có nhiều lỗ nên khơng bảo vệ sắt, thép khỏi ăn mòn Để lớp mạ bảo vệ tốt cho bề mặt chi tiết cần phải 59 mạ trước lên lớp đồng kẽm tiến hành mạ crơm có độ dầy tùy mức độ mịn hỏng chi tiết Lớp mạ crơm có tính ổn định hóa học tốt, chịu mài mịn cao, đồng thời bề mặt ngồi trơng đẹp, khả phản xạ ánh sáng tốt nên dùng rộng rãi công nghiệp mạ ô tô, mạ chi tiết máy, dụng cụ y tế … lớp mạ crơm có độ cứng cao loại gang thép khác (HB = 800 – 1000), hệ số ma sát nhỏ, chịu nhiệt độ cao (450 5000=C),không biến màu, bám chắt với Khi tạo nên lớp xốp rãnh nhỏ bề mặt lớp mạ ln cứng có tác dụng chứa dầu tốt, tính chịu mịn cao Xéc măng, xi lanh động đốt mạ crơm xốp, tính chịu mịn cao đến lần so với chi tiết khơng mạ Ngồi mạ crơm cứng với ưu điểm Tính chât công nghệ gia công phục hồi chi tiết phương pháp mạ crơm lên bề mặt gia cơng bị mịn có hiệu tốt nên sử dụng nhiều 3.8.1 Mạ crơm cứng Những chi tiết khí mạ crơm cứng nâng cao tính chịu mài mịn, kéo dài thời gian sử dụng, khuôn mẫu, dụng cụ đo, dụng cụ cắt … mạ crơm cịn để phục hồi chi tiết Mạ crơm cứng có độ dày – micrcômet Những chi tiết chịu mài đặc biết có độ dày lên tới 50 – 300 micrcơmet Mạ chi tiết phục hồi kích thước có độ dày 800 – 1000 micrcômet Chỗ khác mạ crơm cứng mạ crơm trang sức có hàm lượng crôm oxit tương đối thấp sử dụng nhiệt độ mật độ dòng điện cao, chủ yếu để mạ chi tiết chịu mài mòn tăng thời gian sử dụng – 10 lần Khả phân bố mạ crơm cứng kém, mật độ dịng điện lớn, để lớp mạ đồng cần phải thiết kế giá treo thích hợp, dùng anốt, katốt, phụ cách điện, che chắn … Khi mạ crôm cứng cần ý điểm sau : - Những chi tiết mạ crơm cần có độ bóng kim loại 8 trở lên - Những chỗ không cần mạ crôm, dùng ni lông sơn chịu axit để che lại, lỗ không cần mạ dùng chì chất dẻo nút lại 60 - Chi tiết thép đúc, tốt không tẩy dầu hóa học tẩy ăn mịn để phịng axit, kiềm thâm nhập lỗ vật đúc, dẫn đến khơng có lớp mạ - Chi tiết đưa vào mạ cần gia công nhiệt thời gian định, treo anốt thời gian ngắn (mật độ dòng điện 50 – 70A/ dm2) xử lý hoạt hóa katốt với dòng điện nhỏ (thời gian 10 – 15 phút cho dòng điện từ nhỏ đến lớn) Những chi tiết phức tạp, sau xử lý anốt xử lý katốt dùng dòng điện ban đầu 1,5 – lần so với bình thường, thời gian 0,5 – phút - Thép không gỉ thép hợp kim cao, xử lý hoạt hóa katốt với dịng điện nhỏ cơng nghệ quan trọng Mật độ dịng điện katốt hoạt hóa 5A/dm2, thời gian – 15 phút Những chi tiết đúc không xử lý anốt mà dùng dòng điện ban đầu lớn 1,5 – lần so với bình thường, thời gian từ – phút - Trong q trình mạ khơng ngắt điện, nhiệt độ thay đổi phạm vi 2 C - Sau mạ xong, chi tiết phải ngâm dầu nóng sấy nhiệt độ 180 - 2000C để khử Hiđrơ Mạ crơm cứng đạt đến kích thước quy định không cần phải gia công gia cơng gọi mạ crơm kích thước Mạ crơm kích thước cần phải có độ dày đồng đều, thơng thường độ dày khoảng 15 – 50 micrômet Khi mạ crơm kích thước, bề mặt chi tiết cần có độ bóng 8 đến 10, diện tích phải tính tốn xác Căn hình dáng chi tiết mà thiết kế anốt tượng hình, dùng katốt phủ che chắn dịng điện phân bố Trong q trình mạ cần phải khống chế mật độ dòng điện nhiệt độ xác, để đảm bảo kích thước Sau mạ khơng cần gia cơng gia cơng Khử hiđrô nhiệt độ 1800C - 200 0C, thời gian – 3.8.2 Mạ crôm xốp Bản thân lớp mạ crơm cứng có nhiều vết nứt nhỏ Dùng phương pháp hóa học hay điện hóa để tăng độ rộng độ sâu vết nứt gọi mạ crơm xốp Lớp mạ crơm có tác dụng chịu mài mòn tốt, cải thiện 61 điều kiện ma sát, làm giảm tiếp xúc kim loại mặt ma sát, nâng cao tính mài mịn Mạ crôm xốp thường sử dụng để mạ xi lanh, xec măng, bạc … động đốt Xéc măng mạ có độ dày 0,2 – 0,25mm Sau mài có độ dày 0,14 – 0,18mm, độ bóng 10 Độ sâu lỗ xốp sau xử lý tạo thành lỗ xốp 0,02 – 0,05mm Công nghệ tạo thành lỗ xốp tiến hành dung dịch a xít dung dịch kiềm Xử lý tạo lỗ thành lỗ xốp dung dịch kiềm tiến hành bề mặt tẩy dầu Xử lý tạo thành lỗ xốp anốt dung dịch axít nhiệt độ 550C - 600C Mật độ dòng điện anốt 20 – 25A/ dm2, thời gian – phút Xử lý tạo thành lỗ xốp anốt dung dịch kiềm nhiệt độ thường, mật độ dòng điện dung dịch 10 – 15A/ dm2, thời gian – phút Kiểm tra lỗ xốp lớp mạ crôm xốp tiến hành kính hiển vi phóng đại 100 lần Ta lưu ý khe hở bơm chi tiết ( trục bánh răng, lốc bơm) bị mòn 0,15mm ta phải phục hồi chi tiết để đưa giá trị khe hở giá trị cho phép Tiến hành mạ crôm bề mặt chi tiết : Để tiện cho việc tiến hành công đoạn phục hồi bơm bánh răng, ta lấy thực tế bơm Hw 50 lắp xe Benlaz 7522 với thông số cụ thể sau : - Áp suất bơm p = 150 bar; - Số vòng quay nmax = 1920 v/ ph ; - Lưu lượng riêng qmax = 50cm 3/v ; - Chiều rộng bánh B = 34,5mm; - Số Z = 8; mô đun m = 5mm - Đường kính đỉnh de = 55mm; - Góc ăn khớp 0 = 200; - Đường kính trục d= 26mm; - Khoảng cách tâm bánh A = 45mm - Khối lượng riêng dầu  = 9.10-7 kG/ mm3 62 - Độ nhớt động học  = 20mm2/s - Mạ chi tiết bề mặt trục - Trường hợp trục mòn đều, xước nhỏ, tạo khe hở với bơm có giá trị  0,12mm ta tiến hành mạ Ta mạ lên trục bánh lớp crơm cho có độ dày  0,12 – 0,04 = 0,08 (có lượng dư mài) Cơng tác chuẩn bị tiến hành mạ Bảng 3.1 Các bước tiến hành mạ TT Nội dung công việc Đơn vị Máy Chuẩn bị dụng cụ Chuẩn bị vật liệu, hóa chất Vệ sinh bề mặt chi tiết Bàn chải … Đo kiểm tra tính tốn khe hở Panme độ dày lớp cần mạ Chọn phương pháp mạ cứng hay mạ xốp Tính tốn lựa chọn dịng điện thời gian mạ Tiến hành mạ xử lý kỹ Mạ cứng; xốp thuật Đo kiểm tra kích thước Tiến hành lắp ráp chi tiết Panme vào bơm 10 Kiểm tra thử bơm băng chuyên dùng Băng thử 11 Các nhận xét, kết luận Băng thử Ghi 63 + Mạ bề mặt lốc bơm; - Trường hợp bên lốc bơm mòn đều; - Các khe hở tạo lên với bánh  0,1 – 0.15m ta tiến hành mạ crôm qua bước tương tự + Mạ kết hợp bánh lốc bơm; - Khi bánh lẫn vỏ bơm có độ mòn tương đồng mà mạ độc lập chi tiết khơng đáp ứng ta mạ chi tiết - Các bước tiến hành tương tự tính tốn, ta phải tính đến khe hở đạt hai chi tiết sau mạ tạo nên kích thước đạt sau xử lý kỹ thuật 64 KẾT LUẬN Sau thời gian thu thập số liệu, khảo sát nghiên cứu lý thuyết thực tế để giải vấn đề theo mục tiêu đề tài đặt ra, nội dung luận văn giải vấn đề sau : - Khảo sát nghiên cứu số sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực máy công nghiệp ô tô vận tải - Xác định số yếu tố ảnh hưởng đến làm việc máy bơm dầu bánh nâng hàng đổ tải chế độ nặng nhọc nhất, : + Tính tốn tải trọng tác dụng lớn lên thùng xe có ảnh hưởng lớn đến thông số làm việc máy bơm, như: áp suất (p), lưu lương (Q), hiệu suất , từ tính áp suất lưu lượng cần thiết để chọn bơm bánh răng; + Xác định nguyên nhân kẹt chất lỏng chân cặp bánh nén chất lỏng + Xác định lực hướng kính tác dụng lên cặp bánh ăn khớp làm tăng mômen uốn trục máy bơm; + Xác định dao động lưu lượng máy bơm làm việc, làm giảm hiệu suất lưu lượng máy bơm - Để xuất phương pháp nhằm nâng cao hiệu làm việc tuổi thọ máy bơm dầu ô tô vận tải mỏ, : + Đề xuất số biện pháp khắc phục kẹt chất lỏng chân máy bơm vào khớp + Tính tốn số thơng số xác máy bơm bánh phù hợp với điều kiện làm việc + Lựa chọn vật liệu chế tạo chi tiết máy bơm Các kết đề tài góp phần cho việc nghiên cứu làm việc thực tế máy bơm dầu bánh ô tô vận tải làm việc điều kiện khó khăn Từ làm sở để tính tốn lựa chọn máy bơm thủy lực phù hợp với điều kiện làm việc Luận văn cịn góp phần làm tài liệu tham khảo cho học viên cao học, cho cán kỹ thuật cơng nhân lĩnh vực khí tô 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Ngọc Ái (1977), Thủy lực máy thủy lực, tập 2, Nxb ĐH THCN; Phạm Văn Khảo (1998), Truyền động – tự động khí nén, Nxb Đại học Bách khoa Hà Nội Lê Danh Liên, Ngô Sĩ Lộc (1977), Truyền động thủy lực thể tích, Tập I + II, NXB Đại học Bách khoa Hà Nội; Vũ Nam Ngạn (2009), Truyền động thủy lực khí nén, Nxb Giao thơng vận tải Hồng Thị Bích Ngọc (1998), Máy thủy lực thể tích, Nxb Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Đức Sướng (2005), Bài giảng truyền động thủy lực khí nén; Trần Xuân Tùy (2001), Hệ thống điều khiển tự động thủy lực, Nxb Khoa học Kỹ thuật Các tài liệu thu thập hệ thống TĐTL ô tô vận tải Portable screw compressors PT 900 Cud-PT200Cud (1993) Atlas Copco AIB, No.70445 10 Hydraulic Excavators Kommat’su PC750; 11 Shop manual TY 220, TS220 Bulldozer Sandong Bulldozerr General plan the people’s Republic of China 12 Kiln Erection 12 Hydaulic thust device No 18.121 13 Service training on Kommatsu PC1800-6 Backoe ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT ĐỖ VĂN THỌ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM VIỆC VÀ TUỔI THỌ CỦA MÁY BƠM DẦU BÁNH RĂNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC CỦA CÁC MÁY, THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP... nhằm nâng cao hiệu làm việc tuổi máy bơm dầu bánh Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Hệ thống truyền động thủy lực máy thiết bị công nghiệp; - Máy bơm bánh hệ thống thủy lực ô tô vận tải Nội dung nghiên. .. hiệu làm việc tuổi thọ bơm bánh Xuất phát từ điều kiện thực tế trên, đề tài: ? ?Nghiên cứu nâng cao hiệu làm việc tuổi thọ máy bơm dầu bánh hệ thống truyền động thủy lực máy, thiết bị công nghiệp? ??