Yêu cầu vật liệu chế tạo các bộ phận xilanh thủy lực: Các xilanh thủy lực
được chế tạo từ thép có cường độ caọ Để xilanh chống chịu được sự khắc nghiệt của môi trường làm việc như nhiệt độ, độẩm, bụi, cường độ làm việc… các bộ phận bằng thép của xilanh được chế tạo bằng vật liệu chuyên dụng và được xử lý chống chịu mài mòn và ăn mòn như mạ crome lòng, cán xilanh, sơn phủ epoxy bề ngoài…
ạ Thân xilanh
Thân xilanh là bộ phận chịu áp lực cao của áp suất và thường xuyên bị va
đập với các tác động bên ngoài như nổ mìn, va chạm cơ khí. Vỏ xilanh được tổ hợp bằng hàn với hệ thống dẫn dịch, hàn kín với mặt bích dưới vì vậy vật liệu chế tạo xilanh là vật liệu dễ gia công hàn, có tính mềm dẻo để tránh nứt đột ngột do va chạm cục bộ.
Đối với xilanh áp suất cao thường được chế tạo bằng thép hợp kim với khả
năng chịu va đập và khả năng kiểm soát chất lượng khi gia công chế tạọ
Thân xilanh là bộ phận chịu áp lực thủy lực đồng thời thường xuyên chịu va
đập vào thành ngoài khi nổ mìn, chống giữ, va đập với các bộ phận. Thân xilanh thường được chế tạo bằng thép hợp kim với khả năng chịu va đập và khả năng kiểm soát chất lượng khi gia công chế tạo vì vậy ta chọn vật liệu chế tạo thân xilanh là thép ST52 theo tiêu chuẩn DIN 2393.
Thép ống ST52 là loại thép xilanh có bán sẵn trên thị trường có tính hàn tốt, dễ gia công cắt gọt chuyên làm các thân xilanh.
Thành phần hóa học của thép ST52 theo tiêu chuẩn DIN 2393 như sau: Bảng 4.7: Thành phần hóa học của thép ống ST52
Nguyên tố (%) C Mn Si Pmax Smax
ST 52 ≤0,20 ≤1,50 ≤0,50 0,025 0,02/0,035
Thành phần cơ tính của thép ST52 DIN 2393 như sau: Bảng 4.8: Bảng cơ tính của thép ống ST52 Giới hạn chảy σt, MPa
Khi chiều dày: <16mm >16mm
Giới hạn bền σb, MPa Độ dãn dài A, % Loại thép
355 355 490-630 22
Trong quá trình tính toán, lấy giới hạn bền của thép chế tạo ống xilanh là: b
σ = 500 MPa, giới hạn chảy là σt = 355 MPạ
Ta nhận thấy: Về thành phần hóa học thì thép ST52 tương đương với thép 20X hoặc thép C35. Về cơ tính, thép ST52 tương đương với thép 40X hoặc thép C45, phù hợp với tiêu chuẩn chế tạo ống xilanh trên thế giớị
b. Piston
74
nắp máy tạo thành buồng đốt, trong xilanh thủy lực piston làm nhiệm vụ đẩy, hút chất lỏng.
Là bộ phận luôn có sự chuyển động tịnh tiến qua lại cọ sát với thành trong xilanh vì vậy khả năng piston bị mòn, tróc bề mặt và khả năng sinh nhiệt lớn vì vậy yêu cầu với vật liệu chế tạo piston phải là loại vật liệu nhẹ, cứng, chịu mài mòn do ma sát tốt, giãn nở nhiệt nhỏ.
Vật liệu chế tạo piston thông thường là hợp kim nhôm, đối với các xilanh thủy lực do tốc độ chuyển động nhỏ, làm việc trong môi trường dung dịch nên thường chế tạo piston bằng gang xám với khả năng chịu mài mòn tốt, giãn nở nhiệt nhỏ, không bịăn mòn hóa học.
Đối với xilanh thủy lực do tính chất tốc độ piston nhỏ, nhiệt sinh trong quá trình hoạt động thấp vì vậy ta chọn vật liệu chế tạo Piston là gang xám đặc biệt chịu mài mòn.
Chọn vật liệu chế tạo piston là gang xám AЧC-2 theo tiêu chuẩn GOCT 1585- 70 tương đương với gang AGX-2 theo tiêu chuẩn TCVN 1659-75
Thành phần hóa học của gang AGX-2 theo tiêu chuẩn TCVN 1659-75 như sau: Bảng 4.9: Thành phần hóa học của gang AGX-2
(%) C Si Mn P S Cr Ni Ti Cu
AGX-2 3,2÷3,8 1,4÷2,2 0,4÷0,7 0,15÷0,4 <0,12 0,2÷0,4 0,2÷0,4 <0,1 0,3÷0,5
c. Cần piston
Cần piston là bộ phận dẫn hướng đồng thời chịu tải trọng chống giữ vì vậy vật liệu chế tạo cần phải có độ bền cao, độ dẻo tốt.
Bề mặt cần piston được tôi cứng bề mặt, mài bóng, sau đó được mạ một lớp crom chống rỉ với độ dày lớp mã theo yêu cầụ
Chọn vật liệu chế tạo cần piston: Là thép có ký hiệu S45C theo tiêu chuẩn JIS G 4051: 1979 thép S45C tương đương với thép C45 theo tiêu chuẩn việt nam TCVN 1766-75.
Thành phần hóa học của thép S45C theo tiêu chuẩn JIS G 4051:1979 là: Bảng 4.10: Bảng thành phần hóa học của thép S45C
Nguyên tố (%) C Mn Si Pmax Smax Cr Ni
S45C 0,42-0,48 0,6-0,9 0,15-0,35 0,030 0,035 0,2 0,2 Cơ tính của thép S45C theo tiêu chuẩn JIS G 4051: 1979 như sau:
Bảng 4.11: Bảng cơ tính của thép S45C:
Loại thép Giới hạn chảy σt, MPa Giới hạn bền σb, MPa Độ dãn dài A, %
S45C 360 610 16
Trong quá trình tính toán độ bền, tính ổn định cột lấy giới hạn bền của thép chế tạo cần piston là: σb= 600 MPa, giới hạn chảy là σt = 360 MPạ
d. Các bộ phận khác
Các bộ phận khác của xilanh bao gồm: Bích đầu piston, đai ốc hãm, nút bịt,
ống dẫn, đuôi xilanh... Đây là các bộ phận dùng kết nối hoặc gá đặt các bộ phận của xilanh không đòi hỏi cao về cơ tính.
Các chi tiết được hàn trực tiếp lên thân vì vậy vật liệu chế tạo phải có tính hàn tốt, dễ gia công cắt gọt.
Lựa chọn vật liệu các bộ phận này là các loại vật liệu trên thị trường ta dùng vật liệu chế tạo các chi tiết còn lại là thép C25, C35, C45 theo tiêu chuẩn việt nam TCVN 1766-75 tùy từng bộ phận của xilanh ta sử dụng loại vật liệu phù hợp.