Nghiên cứu công nghệ và chế tạo bộ răng gầu máy xúc thủy lực BL365 trong khai thác mỏ

Nghiên cứu công nghệ và chế tạo bộ răng gầu máy xúc thủy lực BL365 trong khai thác mỏ

Tổng Công ty Máy động lực và máy nông nghiệp

Những người tham gia đề tài:

1 Trần Tự Trác Viện Công nghệ 2 Đặng Thành Công Viện Công nghệ 3 Trần Trọng Nghĩa Viện Công nghệ 4 Võ Thanh Sơn Viện Công nghệ 5 Thái Văn An Viện Công nghệ 6 Hoàng Thị Mai Viện Công nghệ 7 Nguyễn Thanh Tùng Viện Công nghệ 8 Nguyễn Cao Minh Viện Công nghệ 9 Nguyễn Đức Chung Viện Công nghệ

BL365

5 1.4 Phương pháp nghiên cứu và mục tiêu của đề tài 6

2.1.3 Một số loại thép chịu mài mòn va đập 10 2.1.4 Lưạ chọn vật liệu chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực BL 365 10 2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của thép hợp kim 11 2.2.1 ảnh hưởng của thành phần hoá học 11

3.4.3 Thao t¸c nhiÖt luyÖn 27

Phô lôc 1 B¶n vÏ thiÕt kÕ r¨ng gÇu m¸y xóc thñy lùc BL365 30 Phô lôc 2 KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn ho¸ häcr¨ng gÇu xóc 32 Phô lôc 3 KÕt qu¶ kiÓm tra c¬ tÝnh vËt liÖu chÕ t¹o r¨ng gÇu xóc 33 Phô lôc 4 ¶nh kim t−¬ng vËt liÖu chÕ t¹o r¨ng gÇu xóc 34

Lời nói đầu

Trong những năm 1975-2004 các loại máy xúc chạy điện (EKΓ 4,6, EKΓ 5A và 8И) nhập khẩu từ Liên Xô cũ đóng vai trò chủ đạo trong việc bốc xúc đất đá tại các công trường khai thác mỏ Từ năm 2004 đến nay sản lượng khai thác tăng hàng năm, điều kiện khai thác ngày càng khó khăn (hệ số bốc đất đá/than tăng từ 3/1 đến 6/1) dẫn đến các loại máy xúc chạy điện không đáp ứng được yêu cầu bốc xúc đất đá Trước tình hình đó các đơn vị khai thác mỏ đã nhập khẩu máy xúc thuỷ lực để phục vụ sản xuất

Máy xúc thuỷ lực BL365 là một trong các loại máy xúc thuỷ lực có dung tích gàu xúc 3,65 m3 được các đơn vị khai thác mỏ nhập khẩu từ Mỹ Răng gàu là một chi tiết trong cụm gàu xúc thường xuyên phải thay thế do bị mài mòn với đất đá trong quá trình làm việc Một vài đơn vị cơ khí trong nước bước đầu chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365 dùng cho khai thác mỏ nhưng chất lượng chưa đáp ứng được yêu cầu sử dụng Để phục vụ sản xuất, các đơn vị khai thác mỏ đã nhập khẩu răng gàu từ nhiều nước với giá thành khá cao

Đề tài “Nghiên cứu công nghệ và chế tạo bộ răng gàu máy xúc thuỷ lực

BL365 trong khai thác mỏ” nhằm thay thế nhập ngoại cho các đơn vị khai thác

có ý nghĩa thực tiễn, phục vụ sản xuất kịp thời Việc nghiên cứu lựa chọn vật liệu, công nghệ chế tạo đạt kết quả tốt sẽ mở rộng để sản xuất các loại răng gàu máy xúc thuỷ lực cung cấp cho khai thác mỏ và các ngành kinh tế khác góp phần tiết kiệm ngoại tệ, tạo việc làm và chủ động trong sản xuất

Trong báo cáo tổng kết này, nhóm tác giả trình bày các nội dung nghiên cứu đã thực hiện và các kết quả đạt được trong quá trình nghiên cứu và chế tạo

Phần 1

tổng quan

1.1 Thực trạng sử dụng răng gàu máy xúc thuỷ lực cat bl 365

1.1.1 Điều kiện làm việc

Bộ răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365 gồm 5 chi tiết lắp ở gàu xúc Trong quá trình làm việc răng gàu chịu tác dụng của lực đẩy thủy lực và bị va đập, chà sát với vật liệu cần bốc xúc rất mạnh Vật liệu bốc xúc là đá, sỏi, bìa bắp, đất đều rất cứng nên răng gàu bị mài mòn nhanh, thậm chí gãy, vỡ… Khi phần mũi mòn tới giới hạn quy định, phải tiến hành thay thế

1.1.2 Thực trạng sử dụng

Răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365 do các đơn vị khai thác mỏ nhập ngoại có chất lượng sử dụng ổn định và đáp ứng yêu cầu sản xuất Sản lượng xúc đất đá trung bình cho 01 bộ (5 cái) với độ cứng f = 10-12 là 65.000-70.000 m3 Răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365 của các đơn vị cơ khí trong nước chế tạo có chất lượng sử dụng rất thấp Số liệu khảo sát tại Công ty than Cao Sơn, Cọc Sáu, Đèo Nai thấy rằng:

- Răng gàu hay bị gãy trong quá trình làm việc

- Sản lượng xúc đất đá trung bình cho 01 bộ: 30.000-35.000 m3 đất đá Độ bền, hay tuổi thọ (nói cách khác sản lượng xúc đất đá) của răng gàu máy xúc thuỷ lực phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Lựa chọn thành phần hợp kim phù hợp với điều kiện làm việc, nấu luyện hợp kim đạt thành phần hoá học chính xác

- Thiết kế công nghệ đúc và chế tạo khuôn chuẩn xác để vật đúc không có khuyết tật, tổ chức chắc đặc, hạt nhỏ mịn

- Nhiệt luyện phải đảm bảo tổ chức kim loại của răng gàu thuần austenít - Điều kiện sử dụng mà yếu tố chủ yếu là đặc điểm thổ nhưỡng, tải trọng va đập lớn hay nhỏ và áp suất tác dụng lên răng gàu cao hay thấp

1.2 Nhu cầu sử dụng răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365 và các loại khác trong khai thác mỏ

Các đơn vị khai thác mỏ của vùng Quảng Ninh hiện nay đang sử dụng 80 máy xúc thuỷ lực nhập khẩu từ Mỹ, Hàn Quốc, Nhật Bản có dung tích gàu xúc từ 2-12 m3 để phục vụ sản xuất Các loại máy xúc thuỷ lực bao gồm: PC400-6; PC 750; BL365; CAT 5090; CAT 320; CAT 1250

Số liệu khảo sát tại các đơn vị khai thác mỏ Quảng Ninh sử dụng răng gàu máy xúc thuỷ lực cho thấy mỗi năm một máy xúc sử dụng 30 bộ răng gàu Một bộ răng gàu có 05 cái, trọng lượng trung bình của 01 răng gàu: 35-40 kg Tổng trọng lượng răng gàu máy xúc thuỷ lực có nhu cầu 01 năm tại các đơn vị khai thác mỏ là:

( 80 máy x 30 bộ ) x (5 cái x 40 kg ) = 480.000 kg

Như vậy để cung cấp cho các đơn vị khai thác mỏ khu vực Quảng Ninh hàng năm cần có 480 tấn sản phẩm răng gàu máy xúc thuỷ lực với giá trị khoảng 17-18 tỷ đồng

xúc thuỷ lực BL365

Các đơn vị sản xuất cơ khí trong nước đã chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365 và một số loại khác cung cấp cho khai thác mỏ từ năm 2005 Khảo sát tại các đơn vị cơ khí đã và đang chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực cung cấp cho khai thác mỏ thấy rằng:

- Việc lựa chọn và khống chế thành phần hợp kim trên cơ sở thép Γ13 trong quá trình sản xuất để chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực chưa được khoa học và phù hợp với điều kiện làm việc

- Công nghệ đúc chưa áp dụng công nghệ tiên tiến đáp ứng được yêu cầu vật đúc kết tinh có tổ chức nhỏ mịn

- Công nghệ nhiệt luyện còn mang tính thủ công, chưa giám sát được các thông số của quá trình nhiệt luyện

Đối với các nước công nghiệp tiên tiến công nghệ chế tạo răng gàu các loại được nghiên cứu cơ bản và áp dụng rộng rãi trong sản xuất Đây là những công nghệ hoàn chỉnh từ khâu lựa chọn hợp kim cho từng loại răng gàu làm việc trong các điều kiện khác nhau, nấu luyện hợp kim, đúc, nhiệt luyện Các công đoạn này được tiến hành trên những thiết bị công nghệ tiên tiến đảm bảo tính ổn định chất lượng sản phẩm Các loại răng gàu máy xúc thuỷ lực nhập

khẩu có sản lượng xúc trung bình 65.000-70.000m3 đất đá cho 01 bộ Tuy nhiên giá thành của răng gàu máy xúc thuỷ lực nhập khẩu rất cao (2.300 USD/ tấn) và không chủ động được để phục vụ cho sản xuất

1.4 Phương pháp nghiên cứu và mục tiêu của đề tài

- Lựa chọn vật liệu chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365

- Nghiên cứu thành phần hoá học, các tính chất vật lý, cơ học và công nghệ thép Γ13

- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của hợp kim

- Nghiên cứu lựa chọn các biện pháp công nghệ qua các công đoạn: Thiết kế công nghệ đúc, công nghệ chế tạo khuôn đúc, công nghệ nấu luyện, công nghệ nhiệt luyện

- Kiểm tra, đánh giá các quá trình công nghệ chế tạo và các chỉ tiêu của vật liệu

- Đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế

1.4.2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu lựa chọn được vật liệu thích hợp để chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365

- Đề ra quy trình công nghệ chế tạo phù hợp với trang thiết bị công nghệ hiện có tại Việt Nam để chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365

- Mở rộng để áp dụng chế tạo các loại răng gàu máy xúc thuỷ lực hiện đang sử dụng trong khai thác mỏ và các ngành kinh tế khác

Trong trường hợp bị mài mòn do ma sát, bề mặt kim loại chỗ tiếp giáp nhau bị biến dạng dẻo và bị mòn tróc đi từng phần một Do vậy để nâng cao tính chống mài mòn phải làm cho thép khó biến dạng dẻo bằng cách nâng cao độ cứng Độ cứng kim loại càng cao tính chống mài mòn càng lớn và tính chống mài mòn quyết định bởi giá trị độ cứng Tuy nhiên quy luật này chỉ đúng trong trường hợp hợp kim có tổ chức một pha Trong trường hợp hợp kim có hai hay nhiều pha tính chống mài mòn vẫn có thể cao khi độ cứng không cao Trong trường hợp độ cứng của hợp kim tuy thấp nhưng tính chống mài mòn vẫn đủ cao do bị biến cứng mạnh khi biến dạng dẻo trong quá trình làm việc Ngoài ra, sự bôi trơn các bề mặt ma sát trong quá trình làm việc cũng nâng cao tính chống mài mòn

Các loại thép và hợp kim có tính chống mài mòn cao, sử dụng trong công nghiệp gồm có 03 dạng sau:

- Thép có độ cứng cao và không có điểm mềm sau khi tôi như thép ổ bi, các loại thép được xử lý hoá- nhiệt luyện

- Thép có độ cứng sau nhiệt luyện không cao nhưng có thể biến cứng bề mặt trong quá trình làm việc, tạo nên tính chống mài mòn tăng cao Đó là thép chịu mài mòn va đập

- Thép có độ cứng thấp nhưng có khả năng tự bôi trơn: Thép có tổ chức graphít

Răng gàu máy xúc là chi tiết điển hình làm việc trong điều kiện ma sát dưới áp lực lớn và chịu va đập Vật liệu chế tạo yêu cầu phải biến cứng trong quá trình làm việc để có độ cứng tăng cao, dẫn đến tính chống mài mòn tốt

2.1.2 những Đặc tính cơ bản của thép chịu mài mòn va đập

2.1.2.1 Đặc tính cơ bản

Thép chịu mài mòn va đập có tên gọi chung là thép Hadfield là loại thép có tính chống mài mòn đặc biệt khi làm việc dưới tải trọng va đập có những đặc tính cơ bản sau:

- Là loại thép đúc chứa các bon và mangan cao, có tổ chức austenít, do có nhiều Mn là nguyên tố mở rộng vùng γ trong giản đồ trạng thái sắt- các bon Fe-C (Hình1)

- Có độ cứng ban đầu khoảng 200 HB và có độ dẻo cao

- Khi làm việc bị ma sát dưới áp lực và chịu tải trọng va đập lớn, bề mặt của thép bị biến dạng dẻo và xảy ra các quá trình sau:

+ Biến cứng: Mạng tinh thể austenít bị xô lệch và làm nhỏ tổ chức blốc + Tạo thành máctenxít: Dưới tác dụng của ứng xuất cao một phần austenít chuyển biến thành máctenxít và được gọi là máctenxít biến dạng Do lượng chứa các bon trong thép cao tới 1,3% nên độ cứng của máctenxít tạo thành rất cao Kết quả là lớp chịu biến dạng dẻo và biến cứng có độ cứng cao tới 600 HB và chống mài mòn rất tốt Trong quá trình làm việc lớp hoá bền này không bị mất, vì lớp cũ bị mòn đi thì lớp mới tiếp tục bị biến dạng dẻo và biến cứng Đặc tính này làm thép Hadfield khác hẳn các thép khác được tôi bề mặt hoặc xử lý hoá - nhiệt luyện Do đó thép Hadfield làm việc được lâu dài trong điều kiện bị mài mòn dưới tải trọng va đập

Tính chống mài mòn của thép Hadfield đạt được giá trị cao nhất khi nó có tổ chức một pha hoàn toàn là austenít Sau khi đúc ngoài tổ chức austenít ra vẫn còn có cácbít mangan hình thành (do lượng cácbon và mangan của thép cao) Muốn austenít hoá phải nung nóng thép đến 1050-11500C để cácbít hoà tan hết vào austenít rồi khi làm nguội nhanh trong nước tổ chức austenít được cố định lại hoàn toàn ở cả nhiệt độ thường

Hình1 Giản đồ trạng thái sắt- các bon Fe-C

2.1.2.2 Yêu cầu thành phần hoá học, cơ tính của thép chịu mài mòn va đập

Thành phần hoá học và cơ tính của thép Hadfield yêu cầu theo bảng 1 và bảng 2

Bảng 1: Thành phần hoá học cơ bản của thép Hadfield (%)

F + P

(F)α+γ

2.1.3 các loại thép chịu mài mòn va đập

+ Tiêu chuẩn Nga: ở Nga chỉ có một mác thép Hadfield với kí hiệu 110 Γ13II

(trước đây là Γ13II hay đơn giản là Γ13) thành phần hoá học được quy định

+ Tiêu chuẩn Mỹ: Điều kiện kỹ thuật của thép đúc Hadfield hợp kim hoá

bằng mangan có tổ chức austenít được quy định theo bảng 5

Bảng 5: Thành phần hoá học của thép Hadfield theo ASTM A128-90 (%)

Mác thép

Grade A 1,05-1,35 1,0 11,0 <0,07 - “ B-1 0,9-1,05 1,0 11,5-14,0<0,07 - “ B-2 1,05-1,2 1,0 11,5-14,0<0,07 - “ B-3 1,12-1,28 1,0 11,5-14,0<0,07 - “ B-4 1,2-1,35 1,0 11,5-14,0<0,07 -

“ C 1,05-1,35 1,0 11,5-14,0<0,07 1,5-2,5

“ D 0,7-1,3 1,0 11,5-14,0<0,07 3,0-4,0 -

“ E-1 0,7-1,3 1,0 11,5-14,0<0,07 - 0,9-1,2“ E-2 1,05-1,45 1,0 11,5-14,0<0,07 - 1,8-2,1“ F 1,05-1,35 1,0 6-8 <0,07 - 0,9-1,2

2.1.4 Lựa chọn vật liệu chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365

Như đã nêu trên, thép đúc Hadfield có tổ chức austenít theo các tiêu chuẩn của Nga, Mỹ, Nhật có các đặc điểm sau:

- Có thành phần Hợp kim cơ bản: C: 0,7-1,4%; Mn: 6-15%; Si: 0,3-1%;

Pmax: 0,12%; Smax: 0,05%

- Một số mác đặc biệt theo tiêu chuẩn Mỹ, Nhật có các nguyên tố hợp

kim: Ni, Cr, Mo, V

Răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365 làm việc trong điều kiện chịu mài mòn va đập với độ cứng đất đá f = 10-12, giới hạn các nguyên tố để chế tạo được lựa chọn trên cơ sở thép Γ13 theo bảng 6

Bảng 6: Thành phần hoá học của thép Γ 13(%) để chế tạo răng gàu BL365

Một số nguyên tố tác dụng với cácbon tạo ra cácbít Chúng tương tác với nhau hoặc với Fe tạo ra các pha trung gian, các pha liên kết kim loại Các

nguyên tố tạo ra cácbít tăng dần, được xếp theo thứ tự tăng dần như sau: Fe,

Mn, Cr, Mo, W, Nb, Ti Niken không có khả năng kết hợp với cácbon trong

sắt tạo thành cácbít mà chỉ ở dưới dạng dung dịch rắn với Fe

Các nguyên tố hợp kim đưa vào thép làm nâng cao độ bền của thép Sự cải thiện tính chất là do các nguyên tố hợp kim ảnh hưởng đến tính chất của ferit, độ phân tán của pha cácbít, tính bền vững của máctenxit khi ram, độ thấm tôi và kích thước hạt Các nguyên tố hợp kim khi hoà tan vào ferit sẽ hoá bền nó Si, Mn, Ni là các nguyên tố có mạng tinh thể khác với mạng tinh thể của Fe, nên chúng có tác dụng làm tăng độ cứng của ferit khi thường hoá hoặc làm nguội chậm

Cácbon trong thép kết cấu làm tăng lượng xêmentit Do vậy tăng cácbon thì độ bền, độ cứng tăng, còn độ dẻo và độ dai giảm Độ phân tán của pha cácbít được quyết định bởi chế độ nhiệt luyện và thành phần của thép

Phốt pho và lưu huỳnh là các tạp chất có hại đến cơ tính của thép, nó làm giảm độ bền, độ dai, tăng khả năng nứt nóng cho vật đúc

Hình 2: Giản đồ Sắt - Cacbon ứng dụng trong điều kiện thực tế

đối với vật đúc bằng thép cacbon và thép hợp kim thấp

000

2.2.2 ảnh hưởng của công nghệ đúc

Trong sản xuất đúc, có nhiều phương pháp đúc: Đúc bằng khuôn cát, bằng khuôn kim loại, đúc ly tâm, đúc bằng khuôn mẫu chảy chất lượng vật đúc tuỳ thuộc vào phương pháp công nghệ chế tạo ra vật đúc đó

Công nghệ đúc hợp lý làm cho vật đúc kết tinh đồng đều, tổ chức hạt nhỏ mịn và không có các khuyết tật đúc Điều đó thuận lợi cho công nghệ nhiệt luyện tiếp theo, quá trình nung nóng và làm nguội sẽ ít gây ứng xuất dẫn đến nứt sản phẩm Thiết kế đúc còn tạo điều kiện thuận tiện cho việc cắt đậu ngót và làm sạch Các biện pháp công nghệ có tác động quyết định đến chất lượng của chi tiết Vị trí vật đúc khi rót quyết định cách thức đông đặc, đẫn đến khả năng bù ngót tốt hay xấu Chi tiết khi rót ở trạng thái đứng sẽ tạo điều kiện cho vật đúc đông đặc có hướng từ dưới lên Đậu ngót sẽ là nơi đông đặc cuối cùng và làm nhiệm vụ bổ ngót cho vật đúc Trong trường hợp không cho phép rót đứng thì mới rót ở vị trí nằm, quá trình đông đặc sẽ đồng thời trên toàn chi tiết Do vậy với từng chi tiết cụ thể ta chọn công nghệ cho phù hợp

Hệ thống rót phân tầng là hợp lý nhất khi vật đúc rót ở trạng thái đứng vì dòng chảy êm, tạo đông đặc có hướng Tuy nhiên hệ thống rót kiểu này khó lọc xỉ, do vậy phải sử dụng nồi rót có vách ngăn xỉ hoặc cào sạch xỉ trước khi rót khuôn

Tuỳ theo vật liệu chế tạo, hình dáng kích thước của chi tiết và các yêu cầu khác để lựa chọn phương pháp công nghệ đúc cho phù hợp đảm bảo chất lượng vật đúc và có hiệu quả kinh tế trong sản xuất

2.2.3 ảnh hưởng của quá trình Xử lý nhiệt

Nhiệt luyện là một phần công nghệ quan trọng quyết định đến tính chất cơ học của các loại hợp kim Khả năng làm việc của các chi tiết máy ngoài các yếu tố vật liệu, chất lượng vật đúc còn phụ thuộc vào chế độ nhiệt luyện Tuỳ theo vật liệu chế tạo, hình dáng kích thước của chi tiết và phương pháp đúc mà lựa chọn chế độ nhiệt luyện phù hợp để đạt được cơ tính vật liệu theo yêu cầu Các chế độ nhiệt luyện bao gồm: ủ, thường hoá, tôi, ram Các quá trình xử lý nhiệt đều phải qua các bước: Gia nhiệt nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội Phải nghiên cứu để thực hiện các nguyên công cho phù hợp với mỗi loại hợp kim, thành dày và độ phức tạp của từng chi tiết Nếu thực hiện không đúng quá trình nhiệt luyện sẽ gây nứt vỡ hoặc dẫn đến cơ tính của vật liệu không đảm bảo

Chế độ nâng nhiệt của các quá trình nhiệt luyện đều có nhiệm vụ đưa tổ chức ban đầu về austenít và tạo ra cấu trúc có tổ chức nhỏ hạt Với thép hadfield, quá trình nâng nhiệt còn có nhiệm vụ hoà tan cácbít mangan vào austenít Chế độ nâng nhiệt của thép hadfield cần chậm vì độ truyền nhiệt của vật liệu kém, dễ gây ra nứt do ứng xuất khi nung

Thời gian giữ nhiệt của các nguyên công nhiệt luyện cần hợp lý, đảm bảo thấu nhiệt cho toàn bộ chi tiết và hoàn thành quá trình biến đổi pha, nhưng cũng không được quá dài vì sẽ làm thô hạt và thoát các bon bề mặt của thép Chế độ làm nguội sau khi nung của quá trình nhiệt luyện cũng rất phức tạp và phụ thuộc vào chế độ nhiệt luyện đã chọn Nó bao gồm làm nguội chậm theo lò, nguội ngoài không khí, nguội trong môi trường dầu, nguội trong môi trường nước Mỗi chế độ làm nguội cho ta cơ tính khác nhau Vì vậy, với mỗi loại vật liệu cũng như chi tiết phải chọn chế độ làm nguội phù hợp

phần 3

công nghệ chế tạo

3.1 sơ đồ tổng thể quy trình công nghệ chế tạo

3.1.1 Yêu cầu chung

Chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365 liên quan đến nhiều lĩnh vực công nghệ như: Thiết kế công nghệ đúc, chế tạo khuôn, nấu luyện, nhiệt luyện Để có một công nghệ tối ưu thì quy trình công nghệ (QTCN) phải thỏa mãn các yêu cầu:

- Đảm bảo độ chính xác kích thước hình học của các chi tiết

- Đảm bảo các yêu cầu thành phần hoá học và cơ tính của vật liệu chế tạo - Công nghệ chế tạo phải phù hợp với thiết bị công nghệ hiện có

- Đảm bảo năng suất lao động, giá thành chế tạo phù hợp, được khách hàng chấp nhận

3.1.2 Nội dung cơ bản của việc thiết lập QTCN

- Căn cứ vào điều kiện làm việc của chi tiết để phân tích các yêu cầu kỹ thuật, lựa chọn phương pháp công nghệ đúc hợp lý để đảm bảo chất lượng - Xây dựng sơ đồ tổng thể QTCN chế tạo

Hình 3: Sơ đồ tổng thể quy trình công nghệ chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực 365 BL

Mài sửa, hoàn chỉnh sản phẩm

Kiểm tra xuất xưởng

Lấy vật đúc ra khỏi khuôn và làm sạch

Nhiệt luyện răng gàu xúc Nấu luyện thép hợp kim

Γ13

Chuẩn bị vật liệu nấu luyện hợp kim

Rót khuôn đúc răng gàu xúc

Chế tạo khuôn, ruột răng gàu xúc Thiết kế công nghệ đúc

răng gàu xúc

3.2 công nghệ Đúc

3.2.1 Thiết kế công nghệ đúc

3.2.1.1 Phân tích kết cấu của chi tiết

Bản vẽ chi tiết răng gàu máy xúc thuỷ lực 365 BL được thể hiện trong Phụ lục 1 Theo bản vẽ, chúng ta thấy:

- Trọng lượng răng gàu máy xúc thuỷ lực BL365: 48 kg

- Chi tiết được sử dụng ở dạng thô không qua gia công cơ khí, nhưng phải đảm bảo việc lắp với lợi gàu yêu cầu chuẩn xác

- Chi tiết có kết cấu phức tạp, có chiều dày thành vật đúc không đồng đều, rất dễ xảy ra khuyết tật co ngót trong vật đúc Yêu cầu thiết kế công nghệ phải đảm bảo vật đúc đông đặc có hướng

Theo thiết kế công nghệ đúc có g = 50 mm; G = 48 + 24 = 72 kg Theo bảng 34, trang 135 - Sách thiết kế công nghệ đúc chọn S = 1,4 Thay số vào công thức ta có t = 21 giây

- Tốc độ dâng của kim loại lỏng trong khuôn: Tốc độ dâng của kim loại lỏng trong khuôn xác định theo công thức:

H V = t Trong đó:

C: Chiều cao từ điểm thấp nhất đến điểm cao nhất theo vị trí rót (cm) t: Thời gian rót (giây)

Theo thiết kế công nghệ có C = 19,5 cm; t = 21 giây Thay số vào công thức ta có V = 0,93 cm/giây

Tốc độ dâng kim loại 0,93cm/giây là phù hợp, vì lớn hơn trị số tốc độ dâng kim loại cho phép bé nhất (0,8cm/giây) theo bảng 35, trang 136 - Sách thiết kế công nghệ đúc

- Tính tiết diện rãnh dẫn: Tiết diện rãnh dẫn đ−ợc tính theo công thức : G

0,31 à htb t Trong đó:

G: Khối l−ợng vật đúc kể cả hệ thống rót ngót (kg) t: Thời gian rót (giây)

à : Hệ số trở lực chung của khuôn

htb: Cột áp suất thủy tĩnh trung bình của kim loại htb = H0 -

CP