(Luận văn thạc sĩ) phân tích và so sánh chất lượng XECMĂNG gang của ô tô sản xuất tại việt nam và nước ngoài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NHƯ QUÁN CHI PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH CHẤT LƯỢNG XÉCMĂNG GANG CỦA Ô TÔ SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM VÀ CỦA NƯỚC NGỒI NGÀNH: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2004 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KS.NGUYỄN NHƯ QUÁN CHI PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH CHẤT LƯNG XÉCMĂNG GANG CỦA ÔTÔ SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM VÀ CỦA NƯỚC NGOÀI Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy Mã số ngành : 60 52 04 TP.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2004 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH CHẤT LƯNG XÉCMĂNG GANG CỦA ÔTÔ SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM VÀ CỦA NƯỚC NGOÀI Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy Mã số ngành : 60 52 04 Học viên thực : KS.NGUYỄN NHƯ QUÁN CHI Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS HOÀNG TRỌNG BÁ TP.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2004 LỜI CẢM ƠN Để có kết này, tác giả giúp đỡ tận tình PGS.TS Hoàng Trọng Bá, người hướng dẫn tác giả tìm hiểu , nghiên cứu tài liệu chuyên ngành, quy trình sản xuất thực tế thu thập mẫu vật, phân tích, so sánh, từ tìm nguyên nhân dẫn đến chất lượng sản phẩm Việt Nam sản xuất Qua đề biện pháp khắc phục Tác giả xin chân thành cảm ơn quan tâm sâu sắc Quý Thầy, Cô khoa Cơ khí, Phòng QLKH-QHQT-SĐH Trường ĐHSPKT : - TS Nguyễn Ngọc Phương, Trưởng khoa Cơ khí - ThS Hoàng Trí, khoa Cơ khí - TS Trần Thu Hà, TP QLKH-QHQT-SĐH Để có số liệu cần thiết làm sở nghiên cứu, tác giả nhận giúp đỡ nhiệt tình Quý Thầy, Cô : - PGS.TS Đặng Vũ Ngoạn, GĐ TT Nghiên cứu Vật liệu mới-ĐHBK TpHCM - ThS Lê Hoàng Tuấn, Tr.PTN Sức bền Vật liệu-TT NCƯDCN XÂY DỰNG ĐHBK TpHCM - Cán bộ, CNV TT KỸ THUẬT TIÊU CHUẨN ĐO LƯỜNG CHẤT LƯNG – Tp HCM Tác giả xin cảm ơn BGH, Quý đồng nghiệp trường CĐSP Long An thời gian qua động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành luận văn Một lần nữa, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Hoàng Trọng Bá; xin chân thành biết ơn Quý Thầy-Cô Khoa Cơ Khí, Phòng QLKH-QHQT-SĐH trường ĐH SPKT Tp Hồ Chí Minh; xin cảm ơn Anh, Chị lớp CKM 2002-2004 giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : NGUYỄN NHƯ QUÁN CHI Ngày, tháng, năm sinh : 11 tháng 08 năm 1967 Nơi sinh : Quận – Sài Gòn Địa liên lạc : 6/84 ấp Quyết Thắng, xã Khánh Hậu, Thị xã Tân An, tỉnh Long An Quá trình đào tạo : 1984 – 1988 SV ĐH SPKT Thủ Đức Quá trình công tác : từ 03/1989 – đến GV trường CĐSP Long An TÓM TẮT LUẬN VĂN Trước tình hình sản xuất việc sử dụng xécmăng sản xuất nước ngày hạn chế, nhiều nhà khoa học, sản xuất có nhiều cố gắng tìm phương án nhằm nâng cao chất lượng, tối ưu hóa trình sản xuất xécmăng, cải tiến chưa thật triệt để (Chương 1) Vì đứng trước tình hình hội nhập kinh tế đất nước, nhằm kích thích sản xuất nước, tăng tỷ lệ nội địa hóa sản phẩm khí theo tinh thần Đại hội Đảng đề ra, Luận văn đặt nhiệm vụ nghiên cứu góp phần vào việc phát triển sản xuất khí, cụ thể cần phải có thay đổi quy trình sản xuất xécmăng nội địa, sản phẩm thiếu ngành khí động lực Muốn trước tiên cần phải tìm hiểu đặc điểm hình dạng, kết cấu (Chương 2) điều kiện làm việc , yêu cầu kỹ thuật, vật liệu chế tạo,… (Chương 3) Bên cạnh tìm hiểu quy trình sản xuất xécmăng phổ biến Việt Nam nay, qua phân tích, so sánh ưu, nhược điểm phương pháp tạo phôi áp dụng Và ứng với phương pháp tạo phôi có phương pháp gia công thích hợp (Chương 4) Sau tìm hiểu lý thuyết, ta dựa vào việc phân tích số loại xécmăng cụ thể Việt Nam sản xuất số loại xécmăng nước để đối chứng Cụ thể dựa vào tiêu định khả làm việc xécmăng lực đàn hồi, tổ chức tế vi (graphít, péclít), từ rút nguyên nhân gây chất lượng xécmăng nội địa (Chương 5) Một biết nguyên nhân, ta có hướng khắc phục, cụ thể đề quy trình sản xuất mới, thay đổi cách quy trình sản xuất từ khâu tạo phôi khâu gia công cơ, nhiệt luyện (Chương 6) Chính nhờ thay đổi sản xuất xécmăng có chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu sử dụng thực tế MỤC LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT LUẬN VĂN Trang MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC BẢNG Trang DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Trang PHẦN : MỞ ĐẦU - Bối cảnh lịch sử Trang 11 2- Mục đích nghiên cứu Trang 12 3- Nội dung phạm vi nghiên cứu Trang 12 4- Phương pháp nghiên cứu Trang 12 PHẦN : NỘI DUNG CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1-Tình hình sử dụng, sản xuất xécmăng Việt Nam Trang 13 1.2-Tình hình nghiên cứu, chế tạo Việt Nam Trang 14 CHƯƠNG : CẤU TẠO, ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA XÉCMĂNG 2.1- Hình dạng, kết cấu xécmăng Trang 16 2.2- Điều kiện làm việc xécmăng Trang 20 CHƯƠNG : YÊU CẦU KỸ THUẬT,VẬT LIỆU CHẾ TẠO XÉCMĂNG 3.1- Yêu cầu kỹ thuật Trang 23 3.2-Vật liệu gang đúc xécmăng Trang 25 CHƯƠNG : CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO XÉCMĂNG 4.1- Các phương pháp tạo phôi Trang 34 4.2- Quy trình công nghệ gia công xécmăng đúc Trang 37 CHƯƠNG : PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯNG XÉCMĂNG 5.1- Chỉ tiêu đánh giá chất lượng Trang 39 5.2- So sánh chất lượng loại xécmăng Trang 40 5.3- Giải thích nguyên nhân chất lượng Trang 44 CHƯƠNG : ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯNG XÉCMĂNG 6.1- Tạo phôi Trang 47 6.2- Gia công Trang 51 6.3- Nhiệt luyện, xử lý bề mặt Trang 56 PHẦN : KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ Trang 58 SUMMARY Trang 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 61 PHỤ LỤC Trang 63 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Trang 82 DANH MỤC CÁC BẢNG TT Bảng Bảng 3.1 : Ảnh hưởng péclít đến độ mài mòn gang Bảng 3.2 : Ảnh hưởng nguyên tố đến graphít hóa Bảng 5.1 : Thành phần hóa học mẫu xécmăng Việt Nam Bảng 5.2 : Lực nén hướng kính mẫu xécmăng Bảng 5.3 : Độ cứng trung bình mẫu xécmăng Việt Nam Trang 26 31 40 41 42 71 xécmăng vừa khít (đặt mỏng 0,1mm vào miệng, vừa bị chạm sát song rút được) Đọc đòn cân ta biết giá trị lực Q Lực hướng kính Q1 xécmăng nhà chế tạo quy định, động ôtô, máy kéo thường khoảng 30–50kN PL.2.2- Dụng cụ kiểm tra lực bung hướng kính , [26],[28] 1.Con lăn; 2.Quả cân; 3.Xécmăng kiểm tra * Áp lực riêng trung bình xécmăng lên mặt xylanh p tính theo công thức : p  0,76 hay p2 Q1 h1 D Q2 h1 D ( N/mm2) ( N/mm2) : h1 – phần chiều cao xécmăng tiếp xúc với xylanh (mm) D – đường kính xécmăng trạng thái làm việc hay đường kính danh nghóa xylanh (mm) * Kiểm tra độ mài mòn máy thử độ mài mòn tịnh tiến TT.1 (ĐHBK Hà Nội) Máy bao gồm cấu tay quay truyền (3) dẫn động động vô cấp công suất 0,54kW Xylanh (2) gá bàn trượt chuyển động tịnh tiến Mẫu thử xécmăng (1) gá kẹp mẫu đứng yên tạo chuyển động tương đối tịnh tiến lại so với xylanh Tải trọng N đặt lên mẫu (1) cân tạo áp suất p cố định Máy làm việc với chế độ tốc độ thay đổi với số vòng quay trục khuỷu n=50– 2000v/ph 72 N PL.2.3-Sơ đồ nguyên lý máy thử mòn TT.1,[30] mẫu thử xécmăng ; xylanh cấu tay quay truyền 73 PHỤ LỤC : TÍNH DẠNG MÉO XÉCMĂNG Có nhiều phương pháp tính biên dạng tự xécmăng, nhiên để việc gia công, kiểm tra thuận lợi xác, áp dụng phương pháp sau : Giả thiết xécmăng lắp vào xylanh có đường kính định mức có dạng biểu đồ áp suất hướng kính biểu diễn dạng p = p(), đặt xécmăng hệ tọa độ hình PL.3.1: PL.3.1- , [26] momen tác dụng tiết diện xécmăng :  M( )  r  P( ).sin(ψ   ).d (1)  Phương trình biến dạng xécmăng chuyển từ trạng thái tự đến trạng thái làm việc : 1 M( )   r ρ EJ (2) Từ (2) rút : 1 M( )   ρ r EJ (3) Như biết, vật liệu xécmăng có tính chất đàn hồi phi tuyến Mặt khác, sau lần chịu tải trọng gia công, xécmăng thường bị biến dạng dư Đối với xécmăng nhiệt định hình, biến dạng dư chịu tải trọng gia công, trình nhiệt định hình không khử hết ứng suất phát sinh xécmăng banh miệng nên sau 74 nhiệt định hình tháo khỏi gá, khe hở miệng tự thường nhỏ kích thước mở miệng gá Việc tính toán dạng méo tự xécmăng sở giả thiết môđun đàn hồi không đổi theo chu vi không xảy biến dạng dư dẫn tới kết xécmăng sau chế tạo xong thường có dạng méo tự không theo yêu cầu Để khắc phục sai khác hình méo tự so với yêu cầu ảnh hưởng điều trình bày trên, trình tính toán dạng méo tự xécmăng, cần đưa vào thông số hiệu chỉnh liên quan đến yếu tố nói Vì công thức (3) E hàm góc  , khác với trước coi E số theo chu vi Ký hiệu mức độ biến dạng dư C, tỷ số độ giảm khe hở miệng tự trước sau chịu tải trọng gia công khe hở miệng tự trước xécmăng chịu tải Đối với xécmăng nhiệt định hình, trị số C tính theo công thức : (A1 – A0)/ A0 (4) với A1 : kích thước mở miệng gá A0 : khe hở miệng xécmăng sau chế tạo xong Với giả thiết trị số C tỷ lệ thuận với ứng suất sau xảy biến dạng dư, momen làm việc thực xécmăng (1 – C) lần momen xécmăng biến dạng dư Do để đảm bảo xécmăng sau chế tạo có trị số momen làm việc theo yêu cầu, trị số momen sử dụng tính dạng méo tự cần tăng lên 1/ (1 – C) lần Khi phương trình tính toán laø : 1   ρψ r hay M(ψ ) EJ(1  C) (5) Theo hình vẽ ta có : .d = - r.d d= - r.d/ Kết hợp (5), (6) ruùt : 1 M( )  π α    r.d ψ    r EJ(1 C)  (6) (7) Đây công thức phổ biến dùng để tính dạn g méo tự xécmăng nói chung Để tính  theo (7) cần xác định thông số sau : + Biểu thức momen M() xác định sở lựa chọn biểu đồ phân bố áp suất hướng kính Đã lựa chọn dạng biểu đồ áp suất hướng kính hình lê : 12   p( )  p    a i cos(i. ) i2   (8) 75 p p2 p ; a3  ; a n  n ; p0 p0 p0 Biểu thức momen M() biểu diễn theo công thức sau : 12   M( )  p b.r 1 (1 cos   cos(i. ) i  i 1   với a2  (9) :  12  i 2 i  1  1i + AÙp suất trung bình xécmăng : p0 = 0,12 MPa Biểu thức biểu diễn môđun đàn hồi E theo chu vi trị số biến dạng dư C xác định mác gang cụ thể, xác định công thức thực nghiệm biểu diễn phụ thuộc E vào góc  dạng : E = E0[ + (a  / 2 ).(1 – cos + sin )] (11) Thay công thức (9), (10), (11) trị số C ứng với mác gang vào (7) tính  theo góc  Sau tính  cần tính tọa độ đường tâm hình học xécmăng trạng thái tự theo công thức :  Y( )   r.sinα.d (12)  X( )   r.cosα.d (13) Chuyển sang hệ tọa độ cực : Bán kính sở : Y(1800 ) Y(1800 ) R cs  [   X(1800 )] 0 sin[ (180 )] tg[ (180 )] (14) Bán kính véctơ : R( )  [ X( )  R cs  Y( )] Tọa độ góc : (15) 76 b() = arctg[Y(1800)/(Rcs – X())] (16) Số gia bán kính véc tơ : () = R() – Rcs Việc tính  tọa độ khác hoàn toàn tính máy vi tính PHỤ LỤC : TỔ CHỨC KIM TƯƠNG CỦA XÉCMĂNG PL4.1- Graphít xécmăng ĐC F7 – I x150 77 PL4.2- Graphít xécmăng ĐC F7 – II x150 PL4.3- Graphít xécmăng ĐC F7 – III x150 78 PL4.4- Graphít xécmăng Toyota Corolla GL.I x150 PL4.5- Graphít xécmăng Hyundai x150 79 PL4.6- Graphít xécmăng Mercedez-Benz x150 PL4.7- Graphít xécmăng Mekong-IVECO x150 80 PL4.8- Graphít xécmăng Jeep M151 x150 PL4.9- Nền KL xécmăng ĐC F7 – I x150 81 PL4.10- Nền KL xécmăng ĐC F7 – II x150 PL4.11- Nền KL xécmăng ĐC F7 – III x150 82 PL4.12- Nền KL xécmăng Toyota Corolla GL.I x150 PL4.13- Nền KL xécmăng Hyundai x150 83 PL4.14- Nền KL xécmăng Mercedez-Benz x150 PL4.15- Nền KL xécmăng Mekong-IVECO x150 84 PL4.16- Nền KL xécmăng Jeep M151 x150 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KS.NGUYỄN NHƯ QUÁN CHI PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH CHẤT LƯNG XÉCMĂNG GANG CỦA ÔTÔ SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM VÀ CỦA NƯỚC... THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH CHẤT LƯNG XÉCMĂNG GANG CỦA ÔTÔ SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM VÀ CỦA NƯỚC NGOÀI Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy Mã số ngành : 60 52 04... xylanh–píttông, phù hợp với chu kỳ sử dụng bảo dưỡng máy Thực tế sản xuất sử dụng xécmăng nước ta : - ? ?tô không dùng xécmăng Việt Nam sản xuất, mà dùng hãng sản xuất - Sản xuất xécmăng Việt Nam chủ