5. Nội dung luận văn
2.4.3.thị hàm mật độ phõn phối Gauss và đồ thị hàm tin cậy
Hỡnh 2.19- Đồ thị hàm mật độ phõn phối tuổi thọ mũn và đồ thị hàm tin cậy của Chày trờn khuụn ộp gạch Ceramics (đường bậc thang: Kết quả thực nghiệm, đường cong: Lý thuyết)
Bảng 2.3- Kết quả xử lý số liệu tuổi tho ti của Chày trờn khuụn ộp gạch ceramics
Theo kết quả xử lý số liệu tuổi thọ ti như thể hiện trờn hỡnh 2.19, độ tin cậy của Chày trờn được tớnh theo cụng thức:
(2.35)
Trong đú:
- Φ (...) là hàm Laplace.
- t: là thời gian làm việc của chày trờn đến lỳc hỏng do mũn
Từ cụng thức 2.35, cú thể xỏc định được độ tin cậy của Chày trờn ứng với mỗi
thời gian làm việc nhất định. Sử dụng chương trỡnh Matlab để xử lý số liệu mũn, cho bảng tra độ tin cậy của Chày trờn khuụn ộp gạch ceramics như bảng 2.4.
Bảng 2.4. Bảng tra độ tin cậy theo thời gian của Chày trờn khuụn ộp gạch ceramics
t(giờ R(t) t(giờ) R(t) 975 0.9988 1096 0,850 989 0.9975 1100 0,834 997 0,9962 1120 0,740 1009 0,9930 1130 0,684 1025 0,9865 1140 0,624 1035 0,9798 1151 0,548 1046 0,9681 1161 0,483 1060 0,9478 1171 0,418 1076 0,9135 1181 0,355 1090 0,8715 1191 0,297 … … … …
2.5- Chu kỳ thay thế của Chày trờn khuụn ộp gạch ceramics
Căn cứ vào bảng 2.4 ta cú thể biết trước được xỏc suất hỏng do mũn trong khoảng thời gian sử dụng định trước và ngược lại.
Vớ dụ: Muốn cho xỏc suất làm việc tin cậy của Chày trờn đạt 87,15 % thỡ chu kỳ thay thế của Chày là τ = 1090 giờ. Với chu kỳ thay thế này sẽ cú 13,85% Chày trờn bị hỏng do mũn trong thời gian ấy.
Tương tự muốn xỏc suất làm việc tin cậy của Chày trờn đạt 99,88% thỡ chu kỳ thay thế của Chày là τ = 975 giờ. Với chu kỳ thay thế này sẽ cú 0,12% Chày trờn bị hỏng do mũn.
Ngược lại nếu định trước chu kỳ thay thế τ = 1100 giờ thỡ xỏc suất làm việc tin cậy của Chày trờn sẽ là 83,4%. Với chu kỳ này sẽ cú 17,6% Chày trờn bị hỏng do mũn trong thời gian ấy.
* Nhận xột:
Từ bảng tra 2.4 người sử dụng hoàn toàn cú thể xỏc định được chu kỳ thay thế của Chày trờn theo yờu cầu độ tin cậy đặt trước, cũng như hoàn toàn cú thể xỏc định được độ tin cậy của Chày trờn khi cho trước thời gian làm việc của nú.
2.6- Kết luận chƣơng 2
1- Đó đưa ra được phương phỏp và trỡnh tự xỏc định độ tin cậy trờn cơ sở mũn của Chày trờn. Trờn cơ sở phương phỏp này cú thể xỏc định độ tin cậy trờn cơ sở mũn của cỏc chi tiết khỏc.
2- Đó tiến hành khảo sỏt quỏ trỡnh mũn của Chày trờn khi chỳng làm việc thực tế tại Nhà mỏy. Cỏc số liệu đó loại bỏ sai số thụ, đảm bảo độ tin cậy và nhận thấy rằng tuổi thọ của Chày trờn là cao hơn so với Chày dưới.
3- Xỏc định được hàm tin cậy và vẽ đồ thị hàm tin cậy của Chày trờn.
4- Định ra chu kỳ thay thế của Chày trờn theo yờu cầu độ tin cậy của người sử dụng.
Chƣơng 3
MỘT SỐ BIỆN PHÁP NHẰM NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA CHÀY TRấN KHUễN ẫP GẠCH CERAMIC
3.1- Nõng cao độ tin cậy của Chày trờn
Chày trờn của khuụn ộp là một trong những chi tiết quan trọng của khuụn. Độ tin cậy của Chày trờn cú ảnh hưởng trực tiếp độ tin cậy của bộ khuụn (Chày trờn, Chày dưới và Vanh khuụn) đồng thời ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cả về độ chớnh xỏc cũng như yếu tố thẩm mĩ.
Cỏc dạng hỏng của Chày trờn bao gồm: Do mũn, sứt mẻ, biến dạng hỡnh dỏng hỡnh học …. Trong đú mũn là dạng hỏng chủ yếu xảy ra đối với Chày trờn. Theo [14] thỡ mũn khuụn ộp nguội núi chung cú thể liờn quan đến cỏc cơ chế mũn do dớnh, mũn do cào xước và mũn hoỏ học gõy ra bởi tương tỏc hoỏ học của vật liệu ộp với cỏc bề mặt của khuụn (đó trỡnh bầy ở mục 1.5.5).
3.1.1- Vật liệu chế tạo Chày trờn
Do Chày trờn phải làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt vỡ vậy vật liệu chế tạo Chày trờn cần đỏp ứng được một số yờu cầu về cơ lý tớnh như sau:
- Cú tớnh chịu mài mũn tốt ở điều kiện ma sỏt lớn. - Cú độ bền, khả năng chịu va đập tốt.
- Cú khả năng chống được sự ăn mũn húa học.
Kết quả phõn tớch quang phổ Chày trờn khuụn ộp gạch ceramic cỡ 20 x 25 đang sử dụng tại nhà mỏy MIKADO Thỏi Bỡnh được cung cấp bởi Cụng ty cổ phần thiết bị gốm sứ và khuụn ộp FOSHAN cho thấy phần vật liệu nền của Chày trờn được làm từ thộp cỏc bon chất lượng tốt (thộp 45), Phần xung quanh mộp Chày được hàn bởi que hàn hợp kim với cỏc nguyờn tố cú khả năng chịu mũn tốt như: Mn: khoảng 1,4 ữ 1,65%, Ni <0,4%, Cr: 0,45 ữ 0, 65%, P,S <0,35%, Cu: 0,25 ữ 0,4%, Va: 0,02 ữ 0,1% … thành phần cỏc nguyờn tố hợp kim và tạp chất cho thấy vật liệu mộp Chày trờn thuộc nhúm Hợp kim thấp cú độ bền cao.
Qua khảo sỏt những Chày đó hỏng tại MIKADO Thỏi Bỡnh, Việt í, Prime … nhận thấy phần thõn Chày hầu như khụng xảy ra hư hỏng, mà sự hỏng chủ yếu xuất hiện dưới dạng mũn ở phần mộp Chày, đặc biệt mũn với cường độ mạnh nhất ở vựng lõn cận cỏc gúc của Chày. Chi tiết phải thay thế khi chiều sõu vựng mũn tại vị trớ khảo sỏt lờn đến 0,26 mm. Do đú vấn đề đặt ra là cần tỡm biện phỏp để nõng cao khả năng chịu mũn ở mộp Chày và vựng lõn cận cỏc gúc của Chày từ đú nõng cao độ tin cậy của Chày.
Hỡnh 3.1 Ảnh bề mặt vật liệu mộp Chày trờn trước tẩm thực
Hỡnh ảnh tổ chức tế vi trước tẩm thực của kim loại ở phần mộp Chày trong hỡnh 3.1 và hỡnh ảnh tổ chức tế vi sau tẩm thực tại hỡnh 3.2 cho thấy cấu trỳc kim loại phõn bố tương đối đều, tuy nhiờn cũn cú những lỗ khớ nhỏ nền kim loại của mộp Chày. Điều đú núi lờn cũn những hạn chế trong quỏ trỡnh gia cụng, sửa chữa Chày trờn bằng phương phỏp hàn vỡ phương phỏp này phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề của cụng nhõn.
Hỡnh 3.3. Ảnh Chày trờn khuụn ộp 200 ì 250 đang sửa chữa bằng phương phỏp hàn
Để giải quyết cỏc vấn đề đú tỏc giả đề xuất phương ỏn như sau:
Một là: Dựng vật liệu là thộp hợp kim với cỏc nguyờn tố cú khả năng chống mũn tốt như Mn, Cr, Ni …(vớ dụ như que hàn hợp kim DS4D theo tiờu chuẩn JIST của Nhật Bản) tại vựng lõn cận cỏc gúc của Chày hoặc toàn bộ mộp Chày để thay cho que hàn cú thành phần húa học như đó phõn tớch ở trờn, hoặc nghiờn cứu biện phỏp xử lý nhiệt nhằm tăng độ bền và khả năng chịu mũn của Chày.
Hai là: Nờn ỏp dụng phương phỏp hàn tự động trong mụi trường cú khớ bảo vệ cho quỏ trỡnh hàn chế tạo mới hoặc sửa chữa Chày trờn nhằm duy trỡ ổn định chế độ và tốc độ hàn.
3.1.2- Kết cấu của Chày
Theo kết quả nghiờn cứu cho thấy một trong những nguyờn nhõn dẫn đến vựng mũn mạnh nhất của Chày trờn xảy ra ở cỏc gúc và vựng lõn cận gúc Chày đú là:
Do rónh thoỏt khớ trong hành trỡnh ộp được bố trớ ở cỏc gúc Chày trờn nờn khi khớ thoỏt ra mang theo nguyờn liệu ộp dưới dạng bụi chuyển động với tốc độ cao, ngược với chiều chuyển động của Chày là một tỏc nhõn dẫn đến cỏc gúc của Chày trờn bị mũn mạnh hơn.
Vị trớ thoỏt khớ
Hỡnh 3.4 Hỡnh ảnh vị trớ thoỏt khớ trờn Chày
Qua phõn tớch nguyờn nhõn gõy mũn chày trờn tỏc giả đề xuất:
Nhà chế tạo nờn nghiờn cứu phương ỏn để bố trớ rónh thoỏt khớ ra xung quanh Chày mà khụng tập trung vào cỏc gúc Chày như hiện tại.
3.1.3- Vật liệu làm gạch (bột xương)
Vật liệu ộp cú ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của Chày trờn núi riờng và bộ khuụn núi chung.
Thành phần của vật liệu làm gạch ceramics (bột xương) của nhà mỏy MIKADO Thỏi Bỡnh như sau:
- Đất sột Trỳc Thơm: 31% - Đất sột trắng: 8%
- Cao lanh Hũa Bỡnh: 14% - Tràng thạch Yờn Hà: 25 % - Đỏ vụi: 11%
- Bột tan: 11% - Thủy tinh lỏng
Tỷ lệ này đó được MIKADO Thỏi Bỡnh thử nghiệm và đưa vào sử dụng cú hiệu quả.
Qui trỡnh chuẩn bị vật liệu gồm cỏc bước sau: Nguyờn liệu thụ bao gồm Đất sột và Tràng thạch được mua về Nhà mỏy theo kế hoạch sản xuất và đưa vào kho dự trữ theo từng loại riờng biệt trờn cơ sở yờu cầu đơn phối liệu. Sau đú, cỏc nguyờn liệu được cõn định lượng theo từng chủng loại, nạp vào phễu định lượng và được chuyển vào mỏy nghiền bi bằng hệ thống băng tải phõn phối. Tại đõy, cỏc nguyờn liệu được nghiền mịn, trộn lẫn nhau và hoà trộn với nước sao cho tạo nờn một hỗn hợp hồ cú độ ẩm khoảng 36%. Rồi hỗn hợp hồ này được xả vào bể chứa cú mỏy khuấy. Từ bể khuấy, hồ được làm đồng nhất, qua cỏc cụng đoạn sàng lọc rung, lọc sắt từ rồi được bơm cấp vào lũ sấy phun. Hồ sau khi sấy phun sẽ đạt được dạng bột cú độ ẩm khoảng 6% ữ7% độ ẩm được băng tải và gầu nõng đưa vào dự trữ trong cỏc silụ chứa.
Qua phõn tớch thành phần vật liệu và qui trỡnh chuẩn bị vật liệu làm gạch (bột xương) tỏc giả nhận thấy nếu vật liệu khụng được chuẩn bị tốt sẽ cú ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ mũn khuụn, làm giảm độ tin cậy của Khuụn núi chung và Chày trờn núi riờng. Vỡ vậy trong cụng đoạn này tỏc giả đề xuất 1 số vấn đề cần lưu ý sau:
Một là: Nhà sản xuất cần phải cú kế hoạch dự trữ nguyờn liệu thụ từ trước để đất sột, tràng thạch, …. cú đủ thời gian phong húa.
Hai là: Trong cụng đoạn nghiền bi cần phải lựa chọn tốc độ quay phự hợp, lượng bi đủ lớn để nguyờn liệu được nghiền nhỏ nhất mà vẫn đạt năng suất.
Ba là: Thiết bị sàng lọc rung, lọc sắt từ phải được kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa thường xuyờn đảm bảo yờu cầu kỹ thuật vỡ nú cú ảnh hưởng trực tiếp đến độ mịn của nguyờn liệu, nguyờn liệu càng thụ thỡ tốc độ mũn khuụn càng tăng, độ tin cậy của khuụn càng giảm.
3.2- Kết luận chƣơng 3
Nõng cao độ tin cậy của Chày trờn khuụn ộp gạch Ceramic núi chung và của Chày trờn khuụn ộp cỡ 200 x 250 đang là vấn đề cấp thiết, được nhà sản xuất cũng như người sử dụng hết sức quan tõm vỡ nú cú ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, chất lượng và sức cạnh tranh của sản phẩm.
Trờn cơ sở phõn tớch thành phần húa học của Chày và vật liệu làm gạch đồng thời trờn cơ sở độ tin cậy của Chày trờn đó xỏc định được khi chỳng làm việc ở thực tế hiện trường tỏc giả đó đưa ra một số giải phỏp nhằm nõng cao độ tin cậy của Chày trờn:
1- Đối với vật liệu mộp Chày: Là phần vật liệu bề mặt trực tiếp tiếp xỳc với
vật liệu ộp, chịu sự ăn mũn húa học và mài mũn do ma sỏt. Vỡ vậy tỏc giả đề xuất sử dụng vật liệu ở mộp Chày bằng que hàn hợp kim DS4D theo tiờu chuẩn JIST của Nhật, cú thành phần húa học như sau: C2 = 0,4%, Mn = 0,548%, Ni = 0,276 %, Cr = 13,047%, Fe = 85% …nhằm tăng độ cứng và khả năng chống mũn của Chày trờn.
2 - Về kết cấu của Chày: Nhà sản xuất nờn nghiờn cứu giải phỏp thoỏt khớ ở
vị trớ khỏc mà khụng bố trớ ở phần gúc Chày như hiện tại.
3 - Đối với vật liệu làm gạch: Cần thực hiện triệt để cụng đoạn chuẩn bị nguyờn liệu, lựa chọn tốc độ quay hợp lý đồng thời cú chế độ duy tu, bảo dưỡng định kỳ nhằm tăng độ mịn của vật liệu làm gạch.
KẾT LUẬN CHUNG
1- Đó tiến đo mũn của Chày trờn khi chỳng làm việc thực tế tại Nhà mỏy. Cỏc số liệu phong phỳ và đảm bảo độ tin cậy.
2- Trờn cơ sở cỏc số liệu về mũn đó được thống kờ, đó xỏc định độ tin cậy và hàm tin cậy của Chày trờn. Bằng phương phỏp này cú thể xỏc định độ tin cậy trờn cơ sở mũn của cỏc chi tiết khỏc.
3- Đó xỏc định chu kỳ thay thế của Chày trờn khuụn ộp gạch ceramics theo yờu cầu về độ tin cậy của nguời sử dụng. Kết quả này khụng những cú ý nghĩa khoa học mà đó được ỏp dụng vào thực tiễn, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
4- Đề ra một số biện phỏp kỹ thuật để nõng cao độ tin cậy của Chày trờn.
5- Đó sử dụng tin học hiệu quả trong quỏ trỡnh nghiờn cứu. Tỏc giả đó sử dụng 2 chương trỡnh mỏy tớnh chuyờn dụng bằng phần mềm Matlab để xử lý cỏc số liệu về mũn và tớnh toỏn độ tin cậy.
6- Kết quả nghiờn cứu gúp phần phỏt triển ứng dụng lý thuyết độ tin cậy vào ngành Cơ khớ Việt Nam.
ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIấN CỨU TIẾP THEO
1 - Xỏc định độ tin cậy trờn cơ sở mũn của Vanh và cả bộ khuụn.
2 - Với những biện phỏp đó đề xuất để nõng cao độ tin cậy của Chày trờn cần được tiến hành khảo nghiệm và xỏc định độ tin cậy trờn cơ sở mũn của chỳng. So sỏnh với độ tin cậy của chỳng trước khi đề xuất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bựi Cụng Cƣờng, Bựi minh Trớ (1997), Giỏo trỡnh xỏc suất và thống kờ ứng
dụng, Nhà xuất bản Giao thụng vận tải, Hà nội.
[2] Trịnh Chất (2001), Cơ sở thiết kế mỏy và chi tiết mỏy, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà nội.
[3] Nguyễn Ngọc Dƣ (1995), Ứng dụng lý thuyết xỏc suất trong xỏc định độ tin cậy, Học viện Kĩ thuật quõn sự, Hà nội.
[4] Lƣơng Anh Dõn (2009), Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Kỹ thuật cụng nghiệp Thỏi Nguyờn
[5] Trần Tuấn Điệp, Lý Hoàng Tỳ (1999), Lý thuyết xỏc suất và thống kờ toỏn học, Nhà xuất bản Giỏo dục, Hà nội.
[6] Gnedenko B.V., Beliaev IU.K., Xoloviev A.D. (1981), Những phương phỏp toỏn học trong lớ thuyết độ tin cậy, Người dịch : Trần Chớ Đức, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà nội .
[7] Phan Văn Khụi (1987, 2001), Cơ sở đỏnh giỏ độ tin cậy, Nhà xuất bản Khoa
học và Kĩ thuật, Hà nội .
[8] Trần Đỡnh Long (1997), Lý thuyết hệ thống, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà nội .
[9] Bành Tiến Long, Nguyễn Đỡnh Món (2005), "Xõy dựng phần mềm xỏc định
quy luật phõn phối chớnh xỏc của cỏc đại lượng ngẫu nhiờn dựng cho việc nghiờn cứu độ tin cậy của cỏc sản phẩm cơ khớ", Tạp chớ Cơ khớ Việt nam, số 97, trang 47- 49.
[10] Nguyễn Đỡnh Món (2006), Luận ỏn tiến sĩ KHKT, Đại học Bỏch khoa Hà nội.
[11] Nguyễn Văn Mạnh (2005), Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Cụng Nghiệp
Thỏi Nguyờn.
[12] Đỗ Đức Tuấn (2003), Nghiờn cứu xỏc định một số đặc trưng hao mũn chi tiết
nhúm Pittụng- Xộc măng - Xi lanh động cơ đầu mỏy Diezen sử dụng trong ngành đường sắt Việt nam. Tạp chớ Cơ khớ việt nam số 76, tr 30-32.
- 77 -
nõng cao tuổi thọ thiết bị, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà nội
[14].Phan Quang Thế, Nguyễn Đăng Bỡnh (2005), Mũn khuụn ộp gạch lỏt nền ceramics và vấn đề thiết kế chế tạo khuụn, Tạp chớ KH & CN số 50.
[15] Nguyễn Doón í (2001), Độ tin cậy của chi tiết mỏy- mỏy và thiết bị, Đại học Bỏch khoa Hà nội.
[16] Nguyễn Doón í (2002), Giỏo trỡnh qui hoạch thực nghiệm, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà nội.
[17] Birolini Alessandro (2003), Reliability Engineering, Springer-Verlag, Berlin Heidelbeg.
lắp đặt khuụn