CHƯƠNG 5 : QUY TRÌNH SỬA CHỮA MỘT SỐ CHI TIẾT CƠ BẢN
5.2 Sửa chữa trục khuỷu
5.2.2 Các hư hỏng xảy ra đối với trục khuỷu
− Q trình mài mịn xảy ra tại bề mặt của các chi tiết có chuyển động tương đối với nhau, nếu như trạng thái kĩ thuật của động cơ ở mức bình thường thì quá trình này xảy ra rất chậm, tuy nhiên nó có thể xảy ra nhanh và có thể làm động cơ khơng thể hoạt động được nếu gặp các nguyên nhân sau:
o Chất lượng dầu bôi trơn kém. o Áp lực dầu bôi trơn không đủ. o Quá tải.
o Chất lượng lắp ghép, sửa chữa không đạt…
5.2.2.2 Trục khuỷu bị cong, xoắn (đường tâm của các cổ trục không trùng nhau)
o Do tâm của các ổ đỡ bị lệch nhau quá lớn.
o Do mài mòn của các ổ đỡ quá lớn so với độ mài mòn cho phép. o Do vận chuyển hay nâng hạ trục không đúng quy cách, sai quy
trình.
5.2.2.3 Trục khuỷu bị nứt gãy
− Do mỏi thường xuất hiện ở những nơi hay tập trung ứng suất như lỗ khoan dầu bôi trơn trên trục khuỷu, nơi chuyển giao tiết diện cổ biên, cổ trục với má.
− Trong quá trình lắp ráp và sữa chữa đặt trục sai quy cách, sai quy trình.
− Do quá tải xảy ra trên trục khuỷu ( piston bị bó kẹt trong q trình làm việc, động cơ phải làm việc ở vòng quay tới hạn, chân vịt bị mắc lưới …) 5.2.3 Trục khuỷu bị cháy rỗ tại bề mặt cổ trục cổ biên
− Trục khuỷu bị mất dầu bôi trơn (Do tắc lỗ dầu, do hỏng hệ thống cung cấp dầu bôi trơn …)
− Do quá tải ma sát giữa trục và bạc tăng đột ngột đáng kể…
− Do khe hở bạc và trục không đảm bảo (q nhỏ gây nên bó kẹt..)
− Do trong dầu bơi trơn cổ trục cổ biên có lẫn nước do đó sẽ oxi hoá cổ trục cổ biên và gây nên ăn mòn cổ trục cổ biên, tạo rỗ …
5.2.3.1 Trục khuỷu bị xoắn (Góc lệch khuỷu bị thay đổi)
− Do động cơ làm việc quá tải.
5.2.4 Lựa chọn hư hỏng và lên phương án sửa chữa5.2.4.1 Với trục khuỷu bị ăn mịn, cơn, ơvan 5.2.4.1 Với trục khuỷu bị ăn mịn, cơn, ơvan
− Phương án 1: Phun kim loại
o Phun phủ một lớp kim loại mỏng lên những chỗ bị mài mịn trên cổ trục, cổ biên sau đó tiến hành mài trịn
o Phương pháp này tốn kém, phức tạp, hiệu quả kinh tế không cao, không đảm bảo được cơ tính của trục khuỷu.
− Phương án 2: Phương pháp hạ cốt
o Sử dụng máy mài để mài lại cổ trục cổ biên
o Phương pháp này đơn giản dễ tiến hành tại các phân xưởng, cho hiệu quả kinh tế cao, trục khuỷu sau khi dùng phương pháp sữa chữa này vẫn đảm bảo cơ tính
5.2.4.2 Trục khuỷu bị cào xước, bị những vết cháy nhỏ trên bề mặt cổ trục, cổ biên
− Mài ra bằng tay sử dụng bột rà và giấy giáp.
o Phương pháp đơn giản có thể tiến hành ở bất kỳ phân xưởng nào, nhanh chóng, giá thành hạ, nhưng địi hỏi trình độ tay nghề người thợ cao.
− Phương án 2 : Mài rà lại trục khuỷu bằng máy công cụ
o Tiến hành mài rà lại cổ trục cổ biên bằng máy công cụ
o Phương pháp này phức tạp khó làm hơn, cho độ chính xác cao hơn, khắc phục được cả độ côn độ ôvan, nhưng giá thành đắt hơn so với phương án 1
− Vậy chọn phương án 1 làm phương án sữa chữa.
5.2.4.3 Trục khuỷu bị cong.
− Phương pháp 1: Nắn trục khuỷu.
o Thường áp dụng đại trà tại các phân xưởng sữa chữa và đóng mới tàu biển ở nước ta, dễ làm, đơn giản, cho hiệu quả kinh tế cao.
− Phương án 2: Thay mới.
o Phương pháp này tốn kém thường chỉ áp dụng khi không thể tiến hành nắn trục khuỷu được.
− Vậy chọn phương án 1 làm phương án sữa chữa.
5.2.4.4 Trục khuỷu bị nứt gãy.
− Phương án 1: Tiến hành hàn lại trục khuỷu
o Với phương pháp này : Cắt trục tại chỗ nứt gãy, sau đó khoan rồi tiến hành đóng chốt vào trong lõi sau tiến hành hàn xung quanh trục o Phương pháp này chỉ mang tính tạm thời khi tàu hành trình trên
biển, khơng có trục để thay thế, Phương pháp này đơn giản dễ thực hiện nhưng khơng đảm bảo cơ tính của trục khi làm việc
− Phương án 2: Thay mới
o Phương pháp này nhanh dễ làm cho hiệu quả kinh tế cao, động cơ sau khi thay trục khuỷu mới hoạt động tin cậy ổn định.
5.2.4.5 Trục khuỷu bị lỏng các mối ghép.
− Phương án 1:
o Chế tạo cổ trục hoặc cổ biên mới phù hợp với đường kính lỗ ( tiến hành thay thế mối ghép ).
o Phương pháp này đơn giản dễ thực hiện được ở các nhà máy sữa chữa tàu biển, mối ghép sau khi thay mới đảm bảo đủ cơ tính hoạt động an tồn tin cậy.
− Phương án 2:
o Thực hiện việc lắp nóng lại các cổ trục, cổ biên bị lỏng.
o Phương pháp này khó khăn hơn, cho hiệu quả kinh tế khơng cao như phương án 1, độ hoạt động tin cậy ở các mối ghép không đảm bảo như phương án 1.
− Vậy chọn phương án 1
5.2.4.6 Bảng nguyên công sơ bộ
No Tên nguyên công Dụng cụthiết bị Địa điểm Ghi chú
1 Mài cổ trục Máy mài Bệ đỡ ( bạc giả ) Mâm cặp Má cặp Phân xưởng 2 Mài cổ biên Đĩa gá lệch tâm Máy mài Đối trọng Mâm cặp Tăng đơ Má cặp Phân xưởng 3 Đánh bóng cổ trục, cổ biên để khử vết xước, tạo độ bóng ∇ = 9. Khử đồng thời độ côn, độ ôvan của
trục khuỷu
Giấy giáp Bột rà Máy boa Đồ gá các loại Panme đo ngồi
Phân xưởng
Bảng 4.21: Bảng ngun cơng sơ bộ sửa chữa trục khuỷu
5.2.5 Giải thích quy trình sửa chữa5.2.5.1 Ngun cơng mài mịn cổ trục 5.2.5.1 Ngun cơng mài mịn cổ trục
− Độ bóng sau khi tiến hành mài đạt cấp chính xác 8;
− Độ cơn, độ ơvan sau khi tiến hành mài ≤ 0,02 (mm/m);
− Tốc độ dao và tốc độ đá mài phải hợp lý khi gia công thô và khi gia công tinh cụ thể như sau :
− Lượng mài đi được xác định theo tình trạng hư hỏng của trục khuỷu nhưng không được mài nhỏ quá phải theo đúng yêu cầu kĩ thuật của hồ sơ sữa chữa trục khuỷu của nhà chế tạo.
− Lượng cắt gọt t (Chiều sâu cắt gọt) (mm) được xác định theo cơng thức: 2 D d t = − ; o Trong đó
D : Đường kính ban đầu (mm);
d : Đường kính sau khi mài (mm);
Với gia cơng tinh chọn t = 0,1 ÷ 0,2 (mm); Chọn t = 0,1 (mm);
Gia công thô chọn t = K.t = 2.0,1 = 0,2 (mm);
− Đường kính ban đầu của cổ trục là D
− Khi sử dụng phương pháp hạ cốt thì đường kính trục khuỷu sẽ giảm.
− Từ chiều sâu cắt gọn này ta tính tốn ra vận tốc cắt chế độ cắt thích hợp như trong bảng dưới đây.
− Dựa trên cơ sở công thức : . . . c m n p c C v K T t s = ; o Trong đó :
C : hằng số phụ thuộc vào điều kiện công nghệ;
Kc : phụ thuộc loại và phương pháp gia công ;
T : Tuổi bền của dụng cụ;
S : lượng tiến dao;
m,n,p : chỉ số mũ mức độ và ảnh hưởng của các yếu tố; ( Sử dụng đá dạng đĩa, có chất gắn kết karanit )
Các thơng số khi mài cổ trục
Tốc độ đá (m/s) Tốc độ chi tiết (m/p) Độ sâu mài (mm) Bước tiến dọc (mm) Mài thô 30 20 0,02 0,5.B Mài tinh 35 25 0,005 Bảng 4.22: Bảng thông số đá mài cổ trục
− Với các thông số của đá mài như sau :
o Đường kính đá mài : 300 (mm); o Chiều rộng của đá mài : 42 (mm);
o Hình dạng của đá : Dạng đĩa;
5.2.5.1.2 Dụng cụ tiến hành
− Máy mài đủ các thông số về tốc độ đặt ra.
− Các giá để đỡ trục khuỷu tránh khỏi biến dạng trong quá trình tiến hành ngun cơng mài.
− Máy tiện để cố định trục khuỷu, tiên dọc, và quay trục khuỷu với vịng quay cần thiết để tiến hành ngun cơng mài.
− Các má cặp định vị để cố định khoảng cách giữa các má khuỷu với nhau để tránh làm cong trục trong quá trình mài.
5.2.5.1.3 Tiến hành mài
− Chuẩn bị máy tiện đủ lớn để có thể định tâm trục khuỷu mà khơng gây hỏng hóc biến dạng, cùng các đồ ghá, các thiết bị định vị, các thiết bị chuyên dùng nếu có.
− Vệ sinh sạch sẽ trục khuỷu sau khi gá đặt
− Lắp trục khuỷu cố định lên máy tiện sử dụng mâm cặp và mũi định tâm để định tâm để định tâm trục khuỷu 1 cách chính xác, đồng thời tiến hành lắp các luy nét tại những cổ trục chưa tiến hành gia công điều chỉnh các luy nét này sao cho đường tâm cổ trục luôn song song với đường tâm cổ biên. Sau đó tiến hành lắp các má cặp giữa các má khuỷu .
− Lắp đặt đá mài vào máy mài, rồi sau đó đưa máy mài và vị trí gia cơng,
− Máy mài sau khi lắp đặt phải thoả mãn có khả năng di chuyển dọc trục và có khả năng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kĩ thuật về chế độ làm việc như đã nêu trong phần yêu cầu.( trong q trình mài phải liên tục có nước làm mát để tránh gây cháy các cổ trục cổ biên trong quá trình mài ).
− Khi mài phải tiến hành song song với công tác kiểm tra xem chất lượng của quá trình mài.
− Mài thành hai giai đoạn : Mài thô, và mài tinh.
− Sau khi mài hết cổ trục này thì tiến hành sang cổ trục khác. Và quá trình mài cứ tiếp tục như vậy cho đến khi hết các cổ trục thì dừng và chuyển nguyên công tiếp theo.
− Vệ sinh sạch sẽ cổ trục đã được mài. Rỡ bỏ những đồ gá không cần dung trong nguyên công tiếp theo. Để chuyển sang công việc nguyên công tiếp theo.
Hình 4.41: Gá đặt trục khuỷu khi mài cổ biên1 Máy mài 2 Đá mài 3 Má kẹp 4 Luynet 5 Mâm cặp. 1 Máy mài 2 Đá mài 3 Má kẹp 4 Luynet 5 Mâm cặp.
5.2.5.2 Ngun cơng mài mịn cổ biên
5.2.5.2.1 Yêu cầu kĩ thuật
− Độ bóng sau khi tiến hành mài đạt cấp chính xác 8;
− Độ cơn, độ ôvan sau khi tiến hành mài ≤ 0,02 (mm/m);
− Tốc độ dao và tốc độ đá mài phải hợp lý khi gia công thô và khi gia công tinh cụ thể như sau :
− Lượng mài đi của cổ biên cũng xét theo tình trạng hỏng của trục khuỷu, khơng được mài có lượng gia cơng quá lớn mà phải tiến hành mài cắt gọt theo đúng hồ sơ sữa chữa của nhà chế tạo đề ra.
− Lượng cắt gọt t (Chiều sâu cắt gọt) (mm) được xác định theo cơng thức: 2 D d t = − − Trong đó
o D : Đường kính ban đầu (mm); o d : Đường kính sau khi mài (mm); o Với gia cơng tinh chọn t = 0,1(mm);
o Gia công thô chọn t = K.t = 2.0,1 = 0,2 (mm);
− Khi sử dụng phương pháp hạ cốt thì đường kính trục khuỷu giảm cịn D1
(mm);
− Từ chiều sâu cắt gọn này ta tính tốn ra vận tốc cắt chế độ cắt thích hợp như trong bảng dưới đây.
− Dựa trên cơ sở công thức :
. . . c m n p c C v K T t s = ; − Trong đó :
o C : hằng số phụ thuộc vào điều kiện công nghệ; o Kc : phụ thuộc loại và phương pháp gia công ; o T : Tuổi bền của dụng cụ;
o S : lượng tiến dao;
o m,n,p : chỉ số mũ mức độ và ảnh hưởng của các yếu tố; ( Sử dụng đá dạng đĩa, có chất gắn kết karanit )
Các thông số khi mài cổ biên
Tốc độ đá (m/s) Tốc độ chi tiết (m/p) Độ sâu mài (mm) Bước tiến dọc (mm) Mài thô 30 20 0,02 0,5.B Mài tinh 35 25 0,005
Bảng 4.23: Bảng thông số đá mài cổ biên
− Với các thông số của đá mài như sau :
o Đường kính đá mài : 300 (mm); o Chiều rộng của đá mài : 42 (mm);
o Hình dạng của đá : Dạng đĩa;
5.2.5.2.2 Dụng cụ tiến hành:
− Máy mài đủ các thông số về tốc độ đặt ra;
− Các tăng đơ để tránh biến dạng giữa các má khuỷu ở vị trí xa nhau;
− Máy tiện để cố định trục khuỷu, tiên dọc, và quay trục khuỷu với vòng quay cần thiết để tiến hành nguyên công mài.
− Các má cặp định vị để cố định khoảng cách giữa các má khuỷu với nhau để tránh làm cong trục trong quá trình mài.
− Đối trọng phải được tính tốn để sao cho khi quay trục khuỷu được cân bằng đồng tâm.
5.2.5.2.3 Tiến hành mài
− Lắp đối trọng lên trục khuỷu, sau đó lắp trục khuỷu cố định lên máy tiện sử dụng mâm cặp và mũi định tâm để định tâm để định tâm trục khuỷu 1 cách chính xác, đồng thời tiến hành lắp các luy nét tại những cổ trục chưa tiến hành gia công điều chỉnh các luy nét này sao cho đường tâm cổ trục luôn song song với đường tâm cổ biên. Sau đó tiến hành lắp các má cặp giữa các má khuỷu.
− Dùng các tăng đơ điều chỉnh để định khoảng cách cố đinh giữa các má khuỷu ở xa nhau.
− Lắp đặt đá mài vào máy mài, rồi sau đó đưa máy mài và vị trí gia cơng,
− Máy mài sau khi lắp đặt phải thoả mãn có khả năng di chuyển dọc trục và có khả năng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kĩ thuật về chế độ làm việc như đã nêu trong phần yêu cầu.
− Khi mài phải tiến hành song song với công tác kiểm tra xem chất lượng của quá trình mài.
− Mài thành hai giai đoạn : Mài thơ, và mài tinh.
− Sau khi mài hết cổ biên này thì tiến hành sang cổ biên khác. Và quá trình mài cứ tiếp tục như vậy cho đến khi hết các cổ biên thì dừng.
− Tháo hết các đồ ghá như má cặp, đối trọng….
− Vệ sinh sạch sẽ không gian làm việc, trục khuỷu sau đó tiến hành chuyển sang ngun cơng tiếp theo của quy trình.
Q trình mài được mơ tả như hình vẽ:
Hình 4.42: Gá và mài cổ trục trục khuỷu.
1 Máy mài. 2 Đá mài. 3 Má kẹp 4 Tăng đơ. 5 Mâm cặp 6 Đối trọng 7 Mũi định tâm.
5.2.5.3 Ngun cơng đánh bóng cổ trục, cổ biên.
(Để làm tròn cổ trục cổ biên sau khi tiến hành mài cổ trục cổ biên để đạt được
độ chính xác, độ bóng cao hơn.)
5.2.5.3.1 Yêu cầu kĩ thuật.
− Độ bóng cổ trục cổ biên sau khi mài đạt cấp chính xác 9.
− Độ cơn độ ơvan sau q trình mài ≤ 0,015 (mm/m).
− Lượng mài đi khi đánh bóng khơng được vựơt quá 0,1 mm. Lượng dư này thường được nhà thiết kế qui định..
− Sử dụng giấy giáp tiêu chuẩn có các thơng số như sau : Các thông số của băng mài
Độ nhám của băng mài Độ hạt của của băng mài Mài thụ Ra = 2,5 ữ0,63 (àm) Ra = 0,63 ữ0,16 (àm)
Mi tinh 50 ữ 63 10 ữ 12
Bng 4.24: Bảng thông số băng mài
5.2.5.3.2 Dụng cụ tiến hành.
− Sử dụng băng mài bằng tay để tiến hành mài cổ trục cổ biên.
− Sử dụng ngay máy tiện đã được dùng ở nguyên công III để tiến hành cố định trục khuỷu.
− Các băng mài tiêu chuẩn cả băng mài tinh và băng mài thô để tiến hành mài.
− Các dụng cụ đo thông thường và dụng cụ đo chuyên dùng để vừa tiến hành mài vừa tiến hành kiểm tra
− Nước để giúp cho quá trình mài được tốt hơn (tránh gây cháy cổ trục cổ biên)
− Các đồ dùng vệ sinh khác để vệ sinh sạch sẽ trục khuỷu lần cuối trước khi nghiệm thu.
5.2.5.3.3 Tiến hành mài.
− Vệ sinh sạch sẽ cổ trục cổ biên cần đánh bóng, và cả băng mài…
− Tháo tất cả các dụng cụ định tâm, má cặp trên trục khuỷu để tiến hành mài bóng trục khuỷu.
− Tiến hành đánh bóng qua hai q trình: Mài thơ và mài tinh lại.