CHƯƠNG 3.MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM VIỆC VÀ TUỔI THỌ CỦA MÁY BƠM BÁNH RĂNG
3.8. Phục hồi một số chi tiết điển hình của bơm bánh răng
Do điều kiện làm việc và các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất làm việc của bơm bánh răng nên bơm hay bịhỏng một sốchi tiết như: vỡ, mẻ, mòn răng, hỏng lốc bơm và các bộ phận làm kín. Trong đó, việc hỏng mòn bánh răng, mòn lốc, cào xước lốc, cháy cổ trục bánh răng, cháy bạc, cháy zoăng.... làm giảm áp suất và lưu lượng của bơm là phổ biến.
nếu mua mới hoặc thay thếcảcụm chi tiết hay các chi tiết lẻcủa bơm đều rất tốn kém và mất thời gian vì phụthuộc vào nguồn cung cấp nhập ngoại. Do đó đặt ra vấn đềphục hồi bơm bánh răng đểgiảm bớt thời gian dừng máy và giảm chi phí. Một sốbiện pháp chếtạo phục hồi điển hình như:
+ Mạbềmặt và gia công cơ khí;
+ Hàn đắp và gia công cơ khí;
+ Phun phủbềmặt và gia công cơ khí;
+ Thiết kế, chếtạo lớp vỏlót trong lốc bơm bằng kim loại chịu mài mòn;
+ Thiết kếchếtạo mới theo mẫu.
Sau đây đề tài đi sâu vào phương pháp mạ bề mặt và gia công cơ bằng phương pháp mạcrôm.
Ta biết rằng crôm là kim loại hoạt động nhưng dễthụ động nên rất bền trong môi trường xâm thực. crôm bền trong không khí, bền trong môi trường nhiều axit hữu cơ và vô
cơ như axit nitric, axit axetic, axit xitric, kềm.... dễhòa tan trong axit clohidric, axit sunfuric nóng.
Nhưng lớp mạcrôm là lớp mạkatốt có nhiều lỗ nên không bảo vệ được sắt, thép khỏi ăn mòn.Để được lớp mạbảo vệtốt cho bềmặt chi tiết cần phải mạ trước lên 1 lớp đồng hoặc kẽm rồi mới tiến hành mạcrôm có độdầy tùy mức độmòn hỏng của chi tiết.
lớp mạcrôm có tínhổn định hóa học tốt, chịu mài mòn cao,đồng thời bềmặt ngoài trông rất đẹp, khả năng phản xa ánh sáng tốt nên được dùng rộng rãi trong công nghiệp mạô tô, mạcác chi tiết máy, dụng cụy tế.... lớp mạ crômcó độcứng cao hơn các loại gang thép khác (HB = 800–1000), hệsốma sát nhỏ, chịu nhiệt độ cao (450–5000C), không biến màu, bám chắc với nền. khi tạo nên những lớp xốp và rãnh nhỏtrên bềmặt lớp mạluôn cứng có tác dụng chứa dầu tốt, tính chịu mòn rất cao. Xéc măng, xi lanh của độngcơ đốt trong được mạ crôm xốp, tính chịu mòn của nó cao hơn 5 đến 6 lần so với các chi tiết không mạ. ngoài ra có thểmạcrôm cứng. với những ưu điểm, tính chất và công nghệgia công phục hồi chi tiết bằng phương pháp mạcrôm lên bềmặt gia công bịmòn có hiệu quả tốt nên được sửdụng nhiều.
3.8.1. Mạcrôm cứng
Những chi tiết cơ khí khi mạcrôm cứng có thểnâng cao tính chịu mài mòn, kéo dài thời gian sửdụng, như khuôn mẫu, dụng cụ đo, dụng cụcắt... mạcrôm cũng cònđểphục hồi các chi tiết.
Mạcrôm cứng có độdày 2–5 micrômet. Những chi tiết chịu mài đặc biết có độ dày lên tới 50– 300 micrômet. Mạnhững chi tiết phục hồi kích thước có độ dày 800– 1000 micrômet.
Chỗkhác nhau giữa mạcrôm cứng và mạcrôm trang sức có hàm lượng crôm oxit tương đối thấp và sửdụng nhiệt độmật độdòng điện cao, chủyếu đểmạ những chi tiết chịu mài mòn tăng thời gian sửdụng 6–10 lần.
Khả năng phân bốcủa mạcrôm cứng kém, mật độdòngđiện rất lớn, để được lớp mạ đồng đều cần phải thiết kếgiá treo thích hợp, dùng anốt, katốt phụhoặc cách điện, che chắn...
Khi mạcrôm cứng cần chú ý những điểm sau:
- Những chi tiết mạcrôm cần có độbóng kim loại nền8 trởlên
- Những chỗ không cần mạ crôm, dùng ni lông hoặc sơn chịu axit đểche lại. lỗ không cần mạdùng chì hoặc chất dẻo nút lại.
- Chi tiết lá thép đúc, tốt nhất không tẩy dầu hóa học hoặc tẩy ăn mònđểphòng axit, kiềm thâm nhập và lỗtrong vật đúc, dẫn đến không có lớp mạ.
- Chi tiết đưa vào mạcần gia công nhiệt trong thời gian nhất định, treo anốt trong thời gian ngắn (mật độdòngđiện 50–70A/dm2) hoặc xửlý hoạt hóa katốt với dòngđiện nhỏ(thời gian 10-15 phút đầu tiên cho dòngđiện từnhỏ đến lớn). Những chi tiết phức tạp, sau khi xửlý anốt hoặc xửlý katốt dùng dòngđiện ban đầu bằng 1,5–2 lần so với bình thường, thời gian 0,5–2 phút.
- Thép không gỉhoặc thép hợp kim cao, xửlý hoạt hóa katốt với dòngđiện nhỏlà công nghệquan trọng. Mật độ dòngđiện katốt khi hoạt hóa là 5A/dm2, thời gian 5 –15 phút.
Những chi tiết đúc không xửlý anốt mà dùng dòngđiện ban đầu lơn 1,5 –2 lâng so với bình thường, thời gian từ3–5 phút.
- Trong quá trình mạkhông ngắt điện, nhiệt độ thay đổi trong phạm vi ± 20C.
- Sau khi mạxong, chi tiết phải ngâm trong dầu nóng hoặc được sấyởnhiệt độ180 - 2000C đểkhử Hiđrô.
Mạcrôm cứng đạt đến kích thước quy định không cần phải gia công hoặc gia công ít gọi là mạ crômkích thước. Mạ crômkích thước cần phải có độ dày đồng đều, thông thường độdày khoảng 15–50 micrômet.
Khi mạcrômkích thước, bềmặt chi tiết cần có độbóng8 đến10, diện tích phải tính toán chính xác.
Căn cứhình dáng chi tiết mà thiết kếanốttượng hình, dùng katốt phủhoặc che chắn đểcho dòngđiện phân bố đều.
Trong quá trinh mạcần phải khống chếmật độdòngđiện và nhiệt độchính xác, để đảm bảo kích thước. Sau khi mạkhông cần gia công hoặc gia công ít. Khử hi đrô ởnhiệt độ1800C - 2000C, thời gian 1 -2 giờ.
3.8.2. Mạcrôm xốp
Bản thân lớp mạcrôm cứng có nhiều vết nứt nhưng vết nứt của nó rất nhỏ. Dùng phương pháp hóahọc hay điện hóa để tăng độrộng và độsâu của vết nứt gọi là mạcrôm xốp. Lớp mạcrôm xốp có tác dụng chịu mài mòn tốt, cải thiện điều kiện ma sát, làm giảm
sựtiếp xúc kim loại giữa 2 mặt ma sát, nâng cao tính mài mòn. Mạcrôm xốp thường sử dụng đểmạ xi lanh, xec măng, bạc.... của động cơ đốt trong.
Xéc măng khi mạ crômcó độ dày 0,2– 0,25 mm. Sau khi mài có độ dày 0,14– 0,18 mm, độbóng10. Độsâu lỗxốp sau khi xửlý tạo thành lỗxốp là 0,02–0,05 mm.
Công nghệtạo thành lỗxốp có thểtiến hành trong dung dịch a xít hoặc dung dịch kiềm. Xửlý tạo lỗthành lỗxốp trong dung dịch kiềm có thểtiến hành trên bềmặt tẩy dầu.
Xửlý tạo thành lỗxốp trên anốt trong dung dịch a xít nhiệt độ550C–600C. Mật độdòng điện anốt 20–25 A/dm2, thời gian 5–6 phút. Xửlý tạo thành lỗxốp trên anốt trong dung dịch kiềmởnhiệt độ thường, mật độdòngđiện dung dịch 10 - 15 A/dm2, thời gian 2 -3 phút. Kiểm tra lỗxốp của lớp mạcrôm xốp tiến hành trên kính hiển vi phóng đại 100 lần.
Ta lưuý là các khe hởcủa bơm do chi tiết (trục bánh răng, lốc bơm) bịmòn quá 0,15mm là ta phải phục hồi các chi tiết để đưa giá trịkhe hởvềgiá trịcho phép.
Tiến hành mạcrôm bềmặt chi tiết:
Đểtiện cho việc tiến hành các công đoạn phục hồi bơm bánh răng, ta lấy thực tế bơm Hw 50 lắp trên xe Benlaz 7522 với các thông sốcụthế như sau:
- Áp suất bơm p = 150 bar;
- Sốvòng quay nmax=1920 v/ph;
-Lưu lượng riêng qmax= 50 cm3/v;
- Chiều rộng bánh răng B = 34,5mm;
- Số răng Z =8; mô đun m = 5mm;
-Đường kính đỉnh răng de= 55mm;
-Góc ăn khớp α0= 200;
-Đường kính trục d = 26mm;
- Khoảng cách 2 tâm bánh răng A = 45mm;
- Khối lượng riêng của dầuρ = 9.10-7kG/mm3; -Độnhớt động học υ = 20 mm2/s.
+ Mạchi tiết bềmặt trục răng
-Trường hợp trục răng mònđều, xước nhỏ, tạo khe hởvới bơm có giá trị ≤0,12mm ta có thểtiến hành mạ.
Ta mạlên trục bánh răng 1 lớp crôm sao cho có độdày ≥0,12–0,04 = 0,08 (có lượng dư mài).
Công tác chuẩn bịvà tiến hành mạ:
TT Nội dung công việc Đơn vị Máy Ghi chú 1 Chuẩn bịdụng cụ
2 Chuẩn bịvật liệu, hóa chất
3 Vệsinh sạch sẽbềmặt chi tiết Bàn chải...
4 Đo kiểm tra tính toán khe hở và độdầy các
lớp cần mạ Panme
5 Chọn phương pháp mạcứng hay mạxốp 6 Tính toán lựa chọn dòngđiện và thời gian
mạ
7 Tiến hành mạvà các xửlý kỹthuật Mạcứng; xốp
8 Đo kiểm tra kích thước Panme
9 Tiến hành láp ráp các chi tiết vào bơm
10 Kiểm tra và thử bơm trên băng chuyên dùng Băng thử 11 Các nhận xét, kết luận
+ Mạbềmặt trong lốc bơm:
-Trường hợp bên trong lốc bơm mònđều;
- Các khe hởtạo lên với bánh răng ≤0,1 –0,15 mm thì ta có thểtiến hành mạcrôm qua các bước tương tự như trên.
+ Mạkết hợp cả bánh răng và lốc bơm:
- Khi cả bánh răng lẫn vỏ bơm đều có độmòntương đồng mà mạ độc lập 1 chi tiết không đáp ứng thì ta mạcả2 chi tiết.
-Các bước tiến hành cũng tương tự như khi tính toán, ta phải tính đến các khe hở đạt được do hai chi tiết sau khi mạtạo nên và kích thước đạt được sau khi xửlý kỹthuật.
- Lắp ghép và thử bơm.