53
2.2.2.4. Lắp ghép hoàn thiện két mát dầu hộp số xe BMP-1
Xếp bộ các chi tiết trong két mát dầu hộp số, tiến hành lắp ghép hoàn thiện két mát trên dây chuyền công nghệ chế tạo két mát tại Nhà máy.
Hình 2.21: Q trình lắp ráp hồn chỉnh két mát dầu hộp số xe BMP-1
2.3 Kết luận chương 2
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: Két mát dạng cánh phẳng.
Nghiên cứu cải tiến thiết bị dệt 9958-544PЭ mà trọng tâm là nghiên cứu, cải tiến thành cơng cụm bánh răng, thanh răng, bánh cóc bảo đảm sản xuất, sửa chữa các loại két mát dạng cánh phẳng có chiều cao cụm ruột lên tới 650mm cũng là loại két mát có chiều cao cao nhất trong biên chế trên xe Tăng thiết giáp và xe đặc chủng khác.
Có thể khẳng định: Với năng lực cơng nghệ của nhà máy, hiện tại có thể chế tạo được bất kỳ loại két mát dạng cánh phẳng nào có chiều cao tới 650mm.
54
CHƯƠNG 3. CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO KÉT MÁT DẠNG CÁNH SĨNG
Két mát dạng cánh sóng được sản xuất trên dây chuyền đồng bộ, hiện đại. Các cánh tản nhiệt được lăn cán và xếp lại theo mơ hình lượn sóng, kết cấu cụm ruột bao gồm các ống tản nhiệt được sắp xếp thẳng hàng với nhau, xen giữa các hàng ống là những hàng cánh tản nhiệt. Các chi tiết trong cụm ruột được liên kết với nhau theo phương án thiêu kết bằng thiếc trong lò nhiệt.
Két mát dạng này được sử dụng rộng rãi trong các loại ô tô hiện nay. Với các động cơ Diesel công suất lớn được trang bị trên xe TTG trong Quân đội Nhân dân Việt Nam hiện nay, két mát dạng cánh sóng được trang bị trên các xe đời mới như xe Tăng T-54B, T-55, xe chở tăng KZKT, T-62, T-72 và một số xe thiết giáp khác như BTR-152, BRĐM-2. Ưu điểm của dạng két mát này là hiệu suất làm mát nhanh và khối lượng gọn nhẹ.
Tiêu biểu nhất trong số két mát dạng cánh sóng thường được đưa về sửa chữa tại Nhà máy Z153 đó là két mát xe T-54B/T-55.
3.1 Nghiên cứu thiết kế, chế tạo két mát nước xe BMP-1 cải tiến.
Hình 3.1: Xe chiến đấu bộ binh BMP-1
Xe chiến đấu bộ binh BMP-1 do Liên Xô thiết kế và chế tạo từ thập kỷ 1960, là xe bọc thép bánh xích, xe lắp động cơ UTD-20 công suất 320 HP. Tháp xe được trang bị 01 pháo nòng trơn 73 mm ký hiệu 2A28, 01 súng đại liên PKT 7,62mm và 01 bệ phóng tên lửa chống tăng AT-3 Sagger.
Hiện nay trên thế giới không sản xuất thêm xe BMP-1, xe vào sửa chữa chủ yếu là xe đã qua sử dụng nhiều năm, tình trạng kỹ thuật kém, vật tư thay thế khan hiếm, trên cấp còn hạn hẹp. Để làm mát cho động cơ, trên xe lắp đặt 01 két mát nước, 02 két mát dầu. Trong tình hình hiện nay do xe sử dụng đã lâu, két mát nước đã bị hư hỏng nhiều và nguồn vật tư dự trữ hay khai thác trên thị trường đã trở nên khan hiếm. Việc chế tạo két mát nước để thay thế là việc hết sức cần thiết mà chưa có nơi nào trong nước cả trong và ngồi Qn đội làm được.
55
Xuất phát từ nhu cầu đó việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo két mát nước xe BMP-1 là cấp thiết để nội địa hóa VTKT phục vụ cho sửa chữa.
Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống làm mát trên xe BMP-1
Hình 3.3: Két mát nước xe BMP-1 1,3. Cụm nắp; 2. Cụm nắp 2;4. Nắp; 1,3. Cụm nắp; 2. Cụm nắp 2;4. Nắp; 5. Cụm ruột két mát; 6. Tấm ốp bên;
- Cấu tạo của két mát nước: Bao gồm 2 phần chính
+ Ruột két mát: gồm các cánh tản nhiệt dạng cánh phẳng được dệt và hàn vào các ống tản nhiệt, các ống này dẫn dung dịch làm mát và khi có khơng khí đi qua các cánh tản nhiệt sẽ tản nhiệt ra môi trường xung quanh.
56
+ Nắp két mát: Gồm các tấm nắp có tác dụng chứa, dẫn dung dịch làm mát và bảo vệ ruột két mát.
Qua nghiên cứu mẫu két mát nước nguyên bản trên xe, bằng công nghệ thiết kế ngược Scan - 3D, sử dụng phần mềm Geomagic để thiết kế. Cụm ruột két mát BMP-1 nguyên bản được chế tạo theo công nghệ chế tạo cụm ruột két mát T-54 hiện có.
Tuy nhiên việc đảm bảo vật tư trong nước còn hạn chế, với các công nghệ chế tạo két mát hiện có thì việc chế tạo két mát nước BMP-1 theo nguyên bản là khó thực hiện được.
Từ đó tác giả đã nghiên cứu phương án chế tạo làm sao đảm bảo được đầy đủ tính năng kỹ thuật của sản phẩm, mà vẫn dễ dàng trong công tác bảo đảm vật tư sản xuất. Qua q trình nghiên cứu các sản phẩm sử dụng cơng nghệ mới và khả năng đảm bảo vật tư trên thị trường, két mát nước được chế tạo cải tiến như sau:
Với đặc thù kết cấu trên xe BMP-1 không được phép thay đổi, do đó khơng gian lắp đặt két mát trên xe là bị giới hạn, áp suất, lưu lượng nước vào/ra két mát là không đổi do các kết cấu, bơm nước và hệ thống ống dẫn nước là cố định. Việc cải tiến két mát chỉ áp dụng cho cải tiến cụm ruột.
Hình dáng và kích thước bao két mát nước không thay đổi, chỉ cải tiến cụm ruột két mát, ống dẫn nước làm mát, máng nước và cánh tản nhiệt. Cải tiến cánh tản nhiệt dạng cánh sóng thay cho cánh tản nhiệt phẳng, để tăng khả năng tản nhiệt lên 41%.
Để chế tạo cánh tản nhiệt dạng cánh sóng, cần phải thiết kế chế tạo các bộ đồ gá lăn cánh tản nhiệt, tạo cho bước sóng cánh tản nhiệt được bền đẹp.
Khảo sát và phân tích sản phẩm két mát nước xe BMP-1 nguyên bản:
Bảng 3.1: Các thông số cơ bản của Két mát nước xe BMP-1 nguyên bản
STT Thông số Giá trị
1 Kích thước bao DxRxC (mm) 1085x728x140
2 Tiết diện ống dẫn nước (mm) 0,25x2,5x19
3 Số lượng ống dẫn nước (cái) 846
4 Tổng tiết diện ống (mm2) 31420,44
5 Chiều cao cụm ruột 650
6 Tiết diện cánh tản nhiệt (mm) 0,25x535x70
7 Số lượng cánh tản nhiệt (mm) 600
57
Hình 3.4: Ống dẫn nước nguyên bản
Ống dẫn nước nguyên bản là loại ống đúc được chế tạo từ vật liệu đồng Л92- ГOCT 1019-47.
Hình 3.5: Cánh tản nhiệt nguyên bản
Cánh tản nhiệt nguyên bản là dạng cánh phẳng được làm từ đồng tấm 0,2mm. Trên bề mặt của cánh tản nhiệt được đột các lỗ có tiết diện
tương ứng với tiết diện của ống.
Sau khi phân tích các thơng số cơ bản của Két mát nước xe BMP-1 nguyên bản, căn cứ theo tình hình thực tế các Trang thiết bị hiện có tại đơn vị, ban đề tài đã tiến hành hội thảo, so sánh, đưa ra các phương án khả thi như sau:
- Phương án 1: Sử dụng loại ống dẫn nước hiện tại đang sử dụng
cho két mát xe T-54 (0,25x3,5 x17), cánh tản nhiệt dạng cánh phẳng bằng cách sử dụng các bộ khn dập cánh tản nhiệt sẵn có tại Nhà máy trong dây chuyền công nghệ chế tạo két mát nước xe T-54. Từ đó tiến hành chế tạo Két mát nước xe BMP-1 theo đúng quy trình cơng nghệ chế tạo két mát tại đơn vị.
58
Hình 3.6: Ống dẫn nước T-54
Hình 3.7: Cánh tản nhiệt dập trên khn dập xe T-54
+ Ưu điểm: Tận dụng được các bộ khuôn dập cánh tản nhiệt, các TBCN sẵn có tại Nhà máy, đồng bộ vật tư ống dẫn nước đang khai thác sẵn có trên thị trường, giảm chi phí chế tạo.
+ Nhược điểm: Để tận dụng các bộ khuôn dập cánh tản nhiệt của KMN xe tăng T-54 do đó việc bố trí, sắp xếp cấu tạo cụm ruột KMN xe BMP-1 sẽ phải tuân theo trật tự sắp xếp của KMN xe T-54, dẫn tới số lượng ống dẫn nước bị hạn chế, số lượng cánh tản nhiệt cũng bị hạn chế. Từ đó thể tích nước đi qua cụm ruột két mát và tổng diện tích cánh tản nhiệt ra môi trường bị giảm đi so với nguyên bản, không đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật đề ra.
- Phương án 2: Sử dụng loại ống dẫn nước hiện tại đang sử dụng
cho két mát xe T-54 (0,25x3,5 x17), sử dụng cánh tản nhiệt kiểu cánh sóng. Từ đó nghiên cứu và xây dựng mới QTCN chế tạo Két mát nước xe BMP-1 dạng cánh sóng.
59
Hình 3.8: Cánh tản nhiệt cải tiến (dạng cánh sóng)
+ Ưu điểm: Đồng bộ hóa được vật tư ống dẫn nước cùng dạng với ống dẫn nước đang sử dụng tại nhà máy dùng cho sản xuất két mát xe T-54. Phát huy tối đa hiệu quả của két mát dạng cánh sóng: Hiệu suất tản nhiệt tăng hơn so với két mát nguyên bản.
+ Nhược điểm: Nhà máy Z153 chưa có dây chuyền cơng nghệ chế tạo két mát dạng cánh sóng. Từ đó phải nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mới các trang bị công nghệ (TBCN) phục vụ việc chế tạo két mát dạng cánh sóng.
60
Bảng 3.2: Bảng so sánh các phương án chế tạo két mát nước xe BMP-1
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 Thơng 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 khn 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 công cụ khác.
62
Hình 3.11: Bản vẽ thiết kế khn dập nắp két mát
Sau khi hoàn thành việc thiết kế, chế tạo khuôn, 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 khuôn đảm bảo các sản phẩm đạt đúng theo các yêu cầu thiết kế. Tuy nhiên vẫn khơng 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 mơi 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 nhơ 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. Quá 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