Động cơ vít
2.2. Phân tích lựa chọn ph-ơng án phục hồi vành lăn
Để lựa chọn ph-ơng án cho việc phục hồi vành lăn máy rửa quặng, ta xem xét các yêu cầu kỹ thuật, điều kiện làm việc và tình trạng của vành lăn tr-ớc khi phục hồi.
Bằng những quan sát thực tế, ta nhận thấy vành lăn máy rủa quặng luôn phải làm việc trong điều kiện khắc nghiệt. Việc bảo vệ, che chắn đối với chi tiết máy này hầu nh- ít có tác dụng cộng với điều kiện làm việc chịu tải cao, thời gian làm việc dài, ít đ-ợc bảo d-ỡng dẫn đến việc mau mòn chóng hỏng của vành lăn.
- L-ợng mòn của vành lăn theo bán kính: từ 5 7 (mm) - Chế độ làm việc nặng, chịu ứng suất nén lớn theo chu kỳ.
- Chịu các dạng hỏng do mòn, tróc rỗ bề mặt, do mỏi, ô xy hóa và hao mòn do thời gian.
Hình 2.10. Vành lăn máy rửa quặng tr-ớc khi đ-ợc phục hồi
Hình 2.11. Vành lăn máy rửa quặng đang làm việc
Từ điều kiện làm việc và tình trạng của vành lăn tr-ớc khi đem phục hồi, đối chiếu với các ph-ơng án phục hồi chi tiết máy đã nghiên cứu nh-: Phục hồi chi tiết bằng gia công cơ khí, phục hồi chi tiết bằng mạ, phục hồi chi tiết bằng phun phủ kim loại, gia công áp lực, phục hồi chi tiết bằng hàn. Ta phân tích các -u nh-ợc điểm của từng ph-ơng pháp để lựa chọn ph-ơng pháp thích hợp nhất ứng dụng vào việc phục hồi vành lăn máy rửa quặng kiểu tang trống.
+ Đối với ph-ơng pháp mạ: có thể dùng mạ crom, niken hoặc mạ thép.
Vành lăn
- Mạ crom mang lại nhiều -u điểm cho chi tiết đ-ợc mạ nh-: độ cứng chi tiết cao 800 1000 (HB). Lớp mạ chống ăn mòn tốt và không phản ứng nhiều với axit hữu cơ, kiềm và l-u huỳnh. Chịu đ-ợc nhiệt độ cao và dẫn nhiệt tốt. Độ bám giữa lớp
crom và kim loại cơ bản của chi tiết tốt, khi có quy trình mạ tốt thì độ bám còn cao hơn độ bền của lớp kim loại cơ bản. Lớp mạ crom bóng đẹp.
Tuy nhiên mạ crom còn có nh-ợc điểm nh-: Lớp mạ crom trơn nên giữ dầu bôi trơn không tốt, hay bị nứt do tổ chức của lớp mạ ở dạng kết tinh, mạng tinh thể lại dễ bị xiêu vẹo vì sự xâm nhập của khí Hiđro. Lớp mạ crom có độ cứng cao nên việc gia công cơ khí gặp nhiều khó khăn. Hiệu suất dòng điện thấp và độ dày lớp mạ mỏng 0,1 0,3 (mm).
- Đối với mạ niken: Tốc độ mạ niken tùy thuộc vào chiều dày lớp mạ, th-ờng là 0,03 0,12 (mm/h). Mạ niken có nhiều -u điểm hơn mạ crom và mạ thép. Với chiều dày lớp mạ lớn hơn. Hệ số nở dài của niken bằng thép do đó không ảnh h-ởng tới độ liên kết hay bám vào lớp mạ với chi tiết bằng thép. Hệ số ma sát nhỏ hơn lớp mạ crom. Độ chống mòn cao hơn khoảng 2 lần so với thép 45 khi làm việc trong điều kiện ma sát khô. Khả năng chống gỉ bề mặt lớp mạ cao hơn mạ crom.
Tuy nhiên trong quá trình mạ niken, đặc biệt là mạ điện, đôi khi có rạn nứt trên bề mặt của lớp mạ, nh-ng cũng ít so với mạ crom.
- Đối với mạ thép: Tốc độ mạ thép tùy theo chiều dày lớp mạ, th-ờng là 0,2
0,3 (mm/h). Ph-ơng pháp mạ thép có nhiều -u điểm nh- hiệu suất dòng điện cao, tốc độ mạ nhanh gấp m-ời lần so với mạ crom. Lớp mạ có chiều dày lớn 1 3 (mm), vật liệu rẻ, dễ tìm. Nh-ng có nh-ợc điểm chủ yếu của mạ thép là độ cứng mạ thấp 150
480 (HB). Do đó để tăng độ cứng bề mặt chi tiết, th-ờng phải tôi hay mạ thêm lớp crom hoặc thấm cácbon.
Trong các ph-ơng pháp mạ thì nh-ợc điểm chủ yếu là do lớp mạ có chiều dày thấp (mạ thép có chiều dày lớn nhất từ 1 3 (mm). Trong khi đó vành lăn có độ mòn theo bán kính từ 5 10 (mm). Hơn nữa đối với mạ crom có -u điểm độ cứng bề mặt lớn tuy hạn chế đ-ợc các dạng hỏng của vành lăn song bề mặt của lớp mạ crom có vết
nứt tế vi, rỗ... sẽ là nguyên nhân dẫn đến dạng hỏng do tróc và mòn nên ta không sử dụng ph-ơng pháp này để phục hồi vành lăn.
+ Ph-ơng pháp phục hồi bằng phun kim loại: Với ph-ơng pháp phun kim loại có -u điểm bề dày lớp kim loại phun lớn từ 0,2 10 (mm). Chi tiết không bị đốt nóng quá, tránh đ-ợc sự thay đổi về tổ chức kim loại hoặc biến dạng. Lớp kim loại phun nếu dùng thép có khả năng chóng mài mòn cao. Có thể phun các loại kim loại lên chi tiết làm bằng vật liệu khác nhau. Công nghệ phun đơn giản, năng suất cao.
Nh-ợc điểm của ph-ơng pháp này là thiết bị dùng để phun chế tạo phức tạp, độ bám của lớp kim loại phun lên chi tiết yếu. Do điều kiện làm việc của chi tiết chịu ứng suất nén lớn và bề mặt chịu tải trọng lăn theo chu kỳ nên độ bám của vật liệu phun vào lớp vật liệu cũ yếu dễ dàng bị tách ra gây h- hỏng chi tiết nên ta không sử dụng ph-ơng pháp này để phục hồi vành lăn máy rửa quặng.
+ Ph-ơng pháp gia công áp lực: do vành lăn có dạng hỏng chỉ xảy ra trên bề mặt ma sát tiếp xúc với con lăn trong khi đó ph-ơng pháp gia công áp lực ảnh h-ởng đến các kích th-ớc khác của vành lăn (chiều rộng, đ-ờng kính trong...) nên ta không sử dụng ph-ơng pháp này để phục hồi vành lăn.
Nh- vậy các ph-ơng pháp trên có tính khả thi không cao, chỉ còn cách kết hợp ph-ơng pháp hàn và ph-ơng pháp gia công cơ khí để phục hồi vành lăn. Nh-ng ở đây xảy ra hai ph-ơng án.
+ Ph-ơng án thứ nhất: Tiện vành lăn đi một lớp sau đó hàn thêm tấm thép vào bề mặt vành lăn. Ph-ơng án này là sự kết hợp giữa ph-ơng án gia công cơ - phục hồi chi tiết bằng cách lắp thêm chi tiết và phục hồi chi tiết bằng ph-ơng pháp hàn. Ph-ơng pháp lắp thêm chi tiết trong gia công cơ khí phải tiến hành gia công cơ (tiện) bề mặt làm việc của vành lăn để khử hết độ mòn, độ ô van, độ côn, độ lệch của vành lăn. Sau đó gia công một tấm thép có hình dáng và kích thích phù hợp, dùng tấm thép hàn vào bên ngoài của vành lăn. Kích th-ớc ngoài của vành lăn sau khi hàn thêm tấm thép vào đạt kích th-ớc ban đầu của vành lăn.
- Ph-ơng án này có -u điểm là dễ chế tạo các tấm thép ghép vào vành lăn. - Thời gian thực hiện nhanh hơn do chỉ việc hàn tấm thép vào vành lăn.
* Nh-ợc điểm:
- Ph-ơng án này th-ờng đ-ợc áp dụng để sửa chữa các chi tiết nhỏ, sửa chữa lỗ xi lanh động cơ xăng hoặc động cơ điêzen (đóng ống lót xi lanh), đóng bạc để lắp trục hoặc ổ lăn.
- Khi hàn tấm thép vào vành lăn thì giữa tấm thép và vành lăn tồn tại khe hở nhỏ. Trong quá trình vành lăn làm việc d-ới tác dụng của tải trọng vành lăn chịu ứng suất nén, tấm thép sẽ bị dãn dài ra làm cho khe hở giữa tấm thép và vành lăn ngày càng lớn dẫn đến bong tách mối hàn giữa vành lăn và tấm thép. Do đó tuổi thọ của chi tiết rất ngắn.
Kết luận: Không áp dụng ph-ơng pháp này để phục hồi vành lăn.
+ Ph-ơng án thứ hai. Tiện bỏ lớp chai cứng bên ngoài của vành lăn rồi hàn đắp lên bề mặt vành lăn một chiều dày nhất định, sau đó gia công để đạt kích th-ớc của vành lăn theo yêu cầu. Việc tiện bỏ lớp chai cứng của bề mặt vành lăn cũng là loại bỏ lớp kim loại có tính lý – hóa thay đổi, khử độ ô van, tróc rỗ và độ côn của vành lăn tạo điều kiện cho việc hàn đắp chi tiết.
* Ưu điểm:
- Ph-ơng pháp này sử dụng hàn đắp chuyên dùng để phục hồi các chi tiết cỡ lớn - Khi hàn đắp lên bề mặt vành lăn, lớp kim loại hàn liên kết với kim loại cơ bản của vành lăn trên toàn bộ diện tích bề mặt vành lăn tốt hơn.
Sử dụng ph-ơng pháp hàn đắp có thể hợp kim hóa đ-ợc kim loại mối hàn, làm tăng chất l-ợng bề mặt của vành lăn nh-: nâng cao độ cứng, khả năng chịu mài mòn…
- Có thể hàn đắp lên chi tiết một chiều dày lớn.
- áp dụng công nghệ hàn đắp tự động d-ới lớp thuốc hàn sẽ tăng năng suất hàn, rút ngắn thời gian gia công so với hàn thủ công.
Nh-ợc điểm của ph-ơng pháp này là phải chế tạo đồ gá hàn riêng khá công phu và tốn kém.
Nh- vậy, trong hai ph-ơng án trên thì ph-ơng án thứ hai thoả mãn đ-ợc các yêu cầu kỹ thuật, điều kiện làm việc của vành lăn máy rửa quặng kiểu tang trống, hơn nữa phù hợp với điều kiện gia công ở n-ớc ta hiện nay. Do đó đề tài chọn ph-ơng án này để phục hồi vành lăn.
2.3. Kết luận.
Sau khi nghiên cứu các ph-ơng án chủ yếu để phục hồi và sửa chữa chi tiết máy, tìm hiểu nguyên lý, ứng dụng và -u nh-ợc điểm của từng ph-ơng án đối với từng loại chi tiết máy cụ thể. Đề tài đã phân tích và đi đến chọn ra một ph-ơng án phù hợp để ứng dụng vào việc phục hồi vành lăn máy rửa quặng.
Đó là: Gia công cơ tiện bỏ lớp kim loại bị chai cứng bên ngoài của vành lăn, khử độ mòn, độ ô van, độ côn…của vành lăn. Tiếp theo sử dụng công nghệ hàn đắp phục hồi hàn đắp lên bề mặt ngoài vành lăn đạt đến kích th-ớc gia công. Sau đó gia công bề mặt vành lăn đạt kích th-ớc, chất l-ợng bề mặt gia công theo yêu cầu.
Đây là ph-ơng án mà đề tài cho là khả thi nhất để phục hồi vành lăn máy rửa quặng trong điều kiện cho phép của n-ớc ta, đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế cũng nh- thoả mãn các điều kiện làm việc của vành lăn.
CHƯƠNG 3. Thiết kế phục hồi và các b-ớc phục hồi cơ bản VàNH LĂN MáY RửA QUặNG TRÊN CƠ Sở HàN ĐắP PHụC HồI 3.1. Thiết kế phục hồi