Thơng qua việc phân tích và so sánh các phương án cải tiến két mát nước xe BMP-1, ban đề tài đã lựa chọn phương án 2: Sử dụng ống tản nhiệt
31420 27112.05 30822.12 0 -13.71% -1.9% -16.00% -14.00% -12.00% -10.00% -8.00% -6.00% -4.00% -2.00% 0.00% 24000 25000 26000 27000 28000 29000 30000 31000 32000
Nguyên bản Phương án 1 Phương án 2 Giá trị
Tổng diện tích ống (mm2)
So sánh thay đổi tiết diện ống
mm2
Biểu đồ so sánh Tổng diện tích ống dẫn nước
(lưu lượng nước)
47,911,824 46,963,980 67,889,360 - -2.0% 41.7% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 0 10,000,000 20,000,000 30,000,000 40,000,000 50,000,000 60,000,000 70,000,000 80,000,000 Nguyên bản Phương án 1 Phương án 2 Giá trị Tổng diện tích cánh tản nhiệt (mm2) So sánh thay đổi diện tích tản nhiệt
mm2
Biểu đồ so sánh diện tích tản nhiệt
STT Thông số nguyên bản Két mát Phương án 1 Phương án 2
1 Kích thước bao DxRxC (mm) 1085x728x140 1085x728x140 1085x728x140 2 Tiết diện ống dẫn nước (mm) 0,25x2,5x19 0,25x2,5x19 0,25x3,5x17 3 Số lượng ống dẫn nước (cái) 846 570 648 4 Tổng tiết diện ống (mm2) 31420.44 27112.05 30822.12 5 Chiều cao cụm ruột (mm) 650 650 650 6 Tiết diện cánh tản nhiệt (mm) 0,2x535x70 0,2x670x66,8 0,05x1705x135 7 Số lượng cánh tản nhiệt (mm) 600 400 107 8 Tổng diện tích cánh tản nhiệt (mm2) 47,911,824 46,963,980 67,889,360
61
đang khai thác sẵn trên thị trường cho két mát xe T-54, cánh tản nhiệt cải tiến theo dạng cánh sóng. Để đảm bảo các điều kiện kỹ thuật cho sản xuất két mát nước xe BMP-1, ban đề tài cần giải quyết các vấn đề như sau:
- Thiết kế và chế tạo khuôn dập các nắp két mát - Thiết kế và chế tạo đồ gá xếp ống cụm ruột - Thiết kế và chế tạo máy lăn cán.
Hình 3.9: Thiết kế Két mát nước xe BMP-1 trên phần mềm Topsolid
3.2 Thiết kế, chế tạo Trang bị công nghệ phục vụ chế tạo két mát 3.2.1 Thiết kế, chế tạo khuôn dập nắp két mát 3.2.1 Thiết kế, chế tạo khuôn dập nắp két mát
Sau khi khảo sát, đo đạc thực tế mẫu két mát nước xe BMP-1 nguyên bản, Ban đề tài tiến hành thiết kế ngược các chi tiết trong đó có các nắp két mát.
Các nắp két mát được thiết kế 3D bằng phần mềm Topsolid bản quyền.
Hình 3.10: Thiết kế 3D khuôn dập nắp 1 két mát
Với các sản phẩm nắp 2, nắp 3 và nắp 4 việc thiết kế, chế tạo tương tự như nắp 1.
Quá trình gia cơng chế tạo khuôn được thực hiện trên trung tâm gia công CNC DMU-80P và các máy công cụ vạn năng như: Máy tiện vạn năng 1K62, máy phay ngang 6P82 và một số máy cơng cụ khác.
62
Hình 3.11: Bản vẽ thiết kế khn dập nắp két mát
Sau khi hồn thành việc thiết kế, chế tạo khn, các bộ khuôn dập nắp được gá thử lên máy ép thủy lực 40 tấn thực hiện quá trình ép thử các nắp két mát đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế.
Hình 3.12: Gá khn lên máy dập thử nắp két mát
Trong tồn bộ q trình dập thử nắp két mát, ban đề tài đã từng bước căn chỉnh khuôn, đo đạc kiểm tra các sản phẩm sau quá trình dập, sửa tinh chỉnh khn đảm bảo các sản phẩm đạt đúng theo các yêu cầu thiết kế. Tuy nhiên vẫn không thể tránh khỏi những sai sót trong q trình thiết kế, chế tạo.
Các sản phẩm nắp sau khi dập xuất hiện những phế phẩm, chủ yếu là nhăn, rách ở các góc lượn trên khn. Để khắc phục những tình trạng trên, Ban đề tài đã đề ra một số phương pháp khắc phục như sau:
63 - Điều chỉnh lực ép của thiết bị cho phù hợp,
- Khi dập đồng, cần tiến hành chia nhỏ nguyên công dập thành nhiều bước tránh sự biến dạng đột ngột của vật liệu.
- Trước khi dập, tiến hành ủ đồng trong lị có nhiệt độ 600o
C, giữ trong 15 phút và làm nguội trong môi trường khơng khí, nhằm mục đích làm mềm cơ tính của vật liệu, sẽ dễ dàng tạo hình hơn trong quá trình dập nguội.
Dưới đây là một số hình ảnh phế phẩm trong quá trình dập nắp két mát:
Hình 3.13: Phế phẩm khi dập nắp két mát
Toàn bộ các sản phẩm nắp két mát đạt yêu cầu được tiến hành gia công tinh lại đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ chi tiết.
64
3.2.2 Thiết kế, chế tạo đồ gá lăn cánh tản nhiệt.
Xuất phát từ nhu cầu cần có đồ gá lăn cán cánh tản nhiệt dạng sóng với các yêu cầu đặc chủng của két mát nước xe BMP-1, ban đề tài đã tiến hành nghiên cứu và thiết kế bộ bánh răng lăn cán với các thông số ban đầu được thể hiện trong bản vẽ sau:
Hình 3.15: Bản vẽ thiết kế cụm bánh răng đồ gá lăn cánh tản nhiệt
Đồng tấm 0,05x140 được lăn cán qua cụm đồ gá sẽ hình thành lên
hình dạng cánh sóng như u cầu.
Hình 3.16: Cụm bánh răng đồ gá lăn cánh tản nhiệt
Cụm bánh răng được cấu tạo từ 02 trục lắp trên đó 10 đĩa cán tam giác ăn khớp tương ứng với 10 đĩa cán khác. Các đĩa cán tam giác được lắp đan xen giữa các đĩa cán lồi và đĩa cán lõm, sao cho khi cuộn đồng tấm lăn qua cụm bánh răng sẽ tạo hình được biên dạng cánh sóng như u cầu tại (Hình
65
Hình 3.17: Bản vẽ thiết kế đĩa cán lồi
Các đĩa cán lồi, đĩa cán lõm và đĩa cán tam giác được chế tạo từ thép 9XC, với tính chất là thép hợp kim dụng cụ với thành phần Cacbon chiếm 0,9%; Crom ~1%; Si~1%.
Hình 3.18: Bản vẽ thiết kế đĩa cán lõm
Sự ăn khớp giữa đĩa cán lồi và đĩa cán lõm tạo nên các đường sóng nhấp nhô trên bề mặt cánh tản nhiệt. Các đĩa cán tam giác xen kẽ có tác dụng giữ và tạo hình biên dạng phẳng của cánh tản nhiệt.
66
Sau khi thiết kế, chế tạo và gia công các chi tiết khác trong bộ đồ gá lăn cánh tản nhiệt, tiến hành lắp bộ và thử nghiệm đồ gá lăn cánh tản nhiệt.
Trong quá trình thử nghiệm, ban đề tài đã lắp đặt và căn chỉnh các cụm đĩa cán trên bộ đồ gá. Q trình thử nghiệm cũng có một số vướng mắc và đã đưa ra phương án giải quyết như sau:
- Biên dạng sóng của cánh tản nhiệt khơng đồng đều về hai phía, tiến hành căn chỉnh sự ăn khớp của cụm bánh răng.
- Cánh sóng cịn bị mắc (giắt) sau khi tạo hình qua cụm bánh răng, tiến hành căn chỉnh các con lăn đầu ra, bổ sung các thanh gỡ vào vị trí khe hở giữa các đĩa cán.
Hình 3.20: Bản vẽ lắp đồ gá lăn cánh tản nhiệt
Đồ gá lăn cánh tản nhiệt bao gồm Cụm cấp phơi số 1 (cấp phơi đồng tấm cho q trình lăn cán), cụm thân và bàn máy để gá lắp cụm bánh răng lăn cán.
Sản phẩm của quá trình lăn cán được đo kiểm và đánh giá chất lượng theo bản vẽ.
Bảng 3.3: Bảng kiểm tra thông số kỹ thuật cánh tản nhiệt
STT Nội dung kiểm tra Yêu cầu kỹ thuật Kiểm tra thực tế Ghi chú Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 1 Chiều dài (mm) 620±0,8 615 621 620,5 620,5 2 Chiều rộng 140±0,5 140 140 140 140
67
STT Nội dung kiểm tra
Yêu cầu kỹ thuật
Kiểm tra thực tế Ghi chú Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 (mm) 3 Chiều cao (mm) 6,5 +0,1 6,3 6,6 6,5 6,5 4 Khoảng cách bước (mm) 4±0,1 3,5 3,8 3,8 3,9 5 Chiều dày (mm) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
6 Ngoại quan Không nhăn,
rách Đạt Đạt Đạt Đạt
3.2.3 Thiết kế, chế tạo đồ gá xếp ống cụm ruột
Sau khi hồn thiện q trình chế tạo các chi tiết phụ: Nắp két mát, tấm đầu tản nhiệt, các cút ren, tấm đầu két mát (thuê ngoài đột lỗ CNC), tiến hành lắp ghép cụm ruột.
Từ bản vẽ thiết kế cụm ruột, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, tiến hành nghiên cứu, thiết kế và chế tạo đồ gá xếp ống cụm ruột. Mục tiêu đặt ra là hoàn thiện cụm ruột két mát nước xe BMP-1.
Hình 3.21: Cấu tạo cụm ruột két mát nước xe BMP-1
1.Ống dẫn nước; 2. Tấm đầu két mát; 3. Tấm ngăn khoang; 4. Cánh tản nhiệt; 5. Tấm ốp bên.
Cụm ruột két mát được cấu tạo từ 648 ống dẫn nước với 107 cánh tản nhiệt dạng cánh sóng. Các ống dẫn nước và cánh tản nhiệt được gắn kết với nhau bằng phương pháp thiêu kết thiếc nóng chảy. Cụm ruột được chia
68
thành 04 khoang, các khoang được ngăn cách nhau bởi các tấm ngăn khoang. Nước làm mát chảy trong két mát sẽ tuần hồn qua từng khoang, qua đó trao đổi nhiệt tới các ống dẫn nước, các cánh tản nhiệt ra môi trường bên ngồi, đảm bảo các thơng số về nhiệt độ và áp suất theo yêu cầu kỹ thuật.
Từ các kích thước bao và yêu cầu kỹ thuật của cụm ruột, Ban đề tài đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ đồ gá xếp ống cụm ruột. Qua đó đã lắp ghép thành công cụm ruột theo đúng yêu cầu kỹ thuật đề ra khi thiết kế.
Hình 3.22: Đồ gá xếp ống cụm ruột
1.Tấm xếp ống phải; 2. Tấm đỡ sau; 3. Thanh chống; 4. Cụm điều chỉnh tấm; 5. Tấm ốp; 6. Cụm chống trượt; 7. Cụm cố định thanh; 8. Bàn kê; 9. Tấm kê; 10. Thanh xỏ ống; 11. Cụm cố định tấm; 12. Thanh xếp ống.
Hai tấm đầu của cụm ruột được gá lên các tấm xếp ống phải, trái, sử dụng thanh xỏ ống luồn từng ống tản nhiệt qua các tấm đầu đến khi hết 6 ống trên 1 lượt xỏ. Tiến hành xếp lần lượt từng cánh tản nhiệt dạng cánh sóng lên từng lớp ống tản nhiệt. Cứ xếp lần lượt như vậy đến khi hết hành trình xếp của cụm ruột két mát.
69
Hình 3.23: Cơng đoạn xếp ống cụm ruột
Sau khi hoàn thiện cụm ruột két mát, tiến hành lắp ghép hoàn chỉnh két mát và thử nghiệm trên các giá thử chuyên dùng và lắp trực tiếp lên xe để thử nghiệm tính năng hoạt động của Két mát nước.
Hình 3.24: Két mát nước xe BMP-1 sau chế thử tại Nhà máy Z153/TCKT
Các sản phẩm két mát nước xe BMP-1 sau chế thử đạt các thông số theo đúng yêu cầu kỹ thuật, được lưu kho tại Nhà máy Z153/TCKT.
3.3 Kết luận chương 3
Thơng qua q trình nghiên cứu cơng nghệ chế tạo két mát cho động cơ Diesel cao tốc, tác giả cùng nhóm đề tài đã từng bước làm chủ được công nghệ chế tạo két mát hiện nay cho cả 2 loại két mát cánh sóng và két mát dạng cánh phẳng.
70
Tác giả đã chủ động trong việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo cụm bánh răng lăn cán, sản phẩm có tính mới trong q trình tạo nên hình dạng cánh sóng cho cánh tản nhiệt dạng này. Với két mát dạng cánh sóng, hiện nay nhà máy Z153 đã khẳng định được năng lực công nghệ trong việc sửa chữa và chế tạo mới các loại két mát cho đa dạng các chủng loại xe TTG và xe chuyên dụng khác như: Két mát xe tăng T-54B/T-55, két mát nước xe BMP-1 và các loại két mát dạng cánh sóng khác.
Bên cạnh đó, với năng lực cơng nghệ hiện có tại nhà máy, việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các sản phẩm khuôn dập, các loại đồ gá và TBCN khác đáp ứng nhu cầu nội địa hóa các loại VTKT khác phục vụ q trình sửa chữa, cải tiến hiện đại hóa xe TTG và các loại xe đặc chủng khác trong toàn quân.
71
CHƯƠNG 4. THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM 4.1 Thử nghiệm sản phẩm két mát dầu hộp số xe BMP-1 4.1 Thử nghiệm sản phẩm két mát dầu hộp số xe BMP-1
Két mát dầu hộp số xe BMP-1 sau khi lắp ráp hoàn thiện được tiến hành kiểm tra thử nghiệm các thông số kỹ thuật trên các giá thử chuyên dùng tại nhà máy Z153/TCKT theo đúng Quy trình nghiệm thu đã được các cấp có thẩm quyền phê duyệt.
4.1.1 Thử tĩnh sản phẩm trên giá thử
QTCN thử két mát dầu hộp số xe BMP-1 được thực hiện như đối với thử két mát nước xe BMP-1. Do điều kiện làm việc của dầu có áp suất lớn hơn, do đó áp suất khi thử của két mát dầu hộp số xe BMP-1 phải đảm bảo
0,8+0,05 Mpa.
4.1.1.1. Thử kín két mát dầu hộp số xe BMP-1 trên giá thử
Bảng 4.1: Nội dung kiểm tra thử kín két mát dầu hộp số xe BMP-1
TT Nội dung
kiểm tra Yêu cầu kỹ thuật
Phương pháp thực hiện Phương tiện, dụng cụ, TBCN 1 Đảm bảo độ kín
- Áp suất đưa vào:
0,8+0,05 MPa (8+0,5 kG/cm2). - Khơng cho phép rị rỉ. - Bịt các đầu ống ra; - Bơm khí nén tới áp suất 0,8+0,05 MPa (8+0,5 kG/cm2). - Nhúng ngập két mát trong nước với thời gian 01 phút. - Giá thử kín chuyên dùng; - Bể nước. - Nút công nghệ
72
Két mát sau khi đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật khi thử kín tại giá thử chuyên dùng được chuyển tiếp sang công đoạn tiếp theo.
4.1.1.2. Thử rung két mát dầu hộp số xe BMP-1 trên giá thử
Sau khi đảm bảo các YCKT tại cơng đoạn thử kín, két mát được đưa sang cơng đoạn thử rung. Q trình thử rung mơ phỏng điều kiện làm việc khắc nghiệt khi xe tăng hành quân trên đường. Tương tự như thử rung đối với két mát nước xe BMP-1. Két mát được gá và kẹp chặt trên bàn gá của giá thử, đảm bảo kê gỗ và đệm lót bằng cao su hoặc nỉ.
Bịt chặt các đầu ra của két mát, tiến hành bơm nước và khí nén vào két mát. Áp suất khí nén bảo đảm 0,1+0.01 MPa (1+0.1 kG/cm2).
Cài đặt thời gian 02 phút cho giá thử rung. Chiều cao rơi tự do của giá thử là 50+2mm là cố định và được quyết định bởi cơ cấu cam quay bên dưới bàn gá.
Bảng 4.2: Nội dung kiểm tra thử rung két mát dầu hộp số xe BMP-1
TT Nội dung
kiểm tra Yêu cầu kỹ thuật
Phương pháp thực hiện Phương tiện, dụng cụ, TBCN 1 Đảm bảo độ bền va đập
- Chiều cao rơi tự do là 50+2 mm, tần số 8010 dao động trong một phút, két mát phải đặt nằm ngang cho đầy nước với áp suất 0,1+0.01 MPa (1+0.1 kG/cm2). - Thời gian thử khơng ít hơn 2 phút, khơng cho phép chảy nước Két mát được kẹp trên bàn gá của giá thử rung kê gỗ và đệm lót bằng cao su hoặc nỉ.
-Giá thử rung chuyên dùng;
Trong quá trình thử rung, cần theo dõi và phát hiện các vị trí rị rỉ, chảy nước. Đánh dấu các vị trí khuyết tật (nếu có). Kết thúc q trình thử rung, nếu phát hiện các vị trí khuyết tật cần tiến hành xử lý ngày và thực hiện lại công đoạn thử rung theo đúng QTCN thử rung két mát tại Nhà máy.
Trên xe BMP-1 được biên chế 01 két mát nước, 01 két mát dầu hộp số, 01 két mát dầu động cơ, nên tồn bộ q trình thử rung két mát của 03 loại két mát này trên giá thử là giống nhau.
4.1.2 Thử nghiệm két mát dầu hộp số khi lắp ráp trên xe BMP-1
73
nghiệm trực tiếp khi lắp trên xe BMP-1 số 224 tại Trung đoàn 102, Sư đoàn 308, Quân đoàn 1. Từ năm 2019 đến nay, sản phẩm vẫn được lắp và theo dõi trên xe. Trong quá trình sử dụng, sản phẩm được đánh giá chất lượng cao từ đơn vị sử dụng xe.
Bảng 4.3: Nội dung kiểm tra két mát khi lắp trên xe
TT Nội dung
kiểm tra Yêu cầu kỹ thuật
Phương pháp thực hiện
Phương tiện, dụng cụ,
TBCN
1 Kiểm tra tĩnh Xe nổ thử tại chỗ
- Kiểm tra nhiệt độ dầu