THIẾT KẾ QUY TRÌNH SỬA CHỮA BÁNH RĂNG KHỐI Z28 VÀ Z20 HỘP SỐ BA TRỤC
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ QUY TRÌNH SỬA CHỮA BÁNH RĂNG KHỐI Z28 VÀ Z20 HỘP SỐ BA TRỤC
PHẦN I: THUYẾT MINH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CHI TIẾT
Công dụng chung của truyền động bánh răng là:
- Bánh răng, bánh vít là những chi tiết dùng để truyền lực và chuyển động mà chúng ta thường thấy trong nhiều máy khác nhau. Với sự phát triển của ngành chế tạo máy và với yêu cầu của sửa chữa thay thế. Các loại chi tiết này ngày càng sản xuất nhiều hơn. Ở nhiều nước người ta đã xây dựng nhà máy, phân xưởng chuyên sản xuất bánh răng, bánh vít với trình độ cơ khí hóa và tự hóa cao.
- Truyền động bánh răng được sử dụng rộng rãi vì chúng có những ưu điểm như: khả năng truyền lực lớn, đảm bảo tỉ số truyền chính xác, hiệu suất truyền động cao, tỉ số truyền lớn v.v...
- Trong các loại máy như: Máy công cụ, máy nông nghiệp, ôtô, động cơ đốt trong, cần trục v.v... Truyền động bánh răng là cơ cấu quan trọng nhất.
- Phạm vi tốc độ và khả năng truyền chuyển động của bộ truyền bánh răng rất lớn. Các hộp giảm tốc của bánh có khả năng truyền công suất hàng chục kw. Tốc độ vòng quay của các bánh răng trong các cơ cấu truyền chuyển động có thể đạt tới 150m/s. Bánh răng truyền chuyển động quay được gọi là bánh chủ động, bánh được truyền chuyển động quay gọi là bánh bị động (chỉ xét một cặp bánh răng ăn khớp).
- Sử dụng bộ truyền bánh răng có thể truyền chuyển động giữa các trục chéo nhau, vuông góc nhau, hoặc song song với nhau.
- Tùy thuộc vào hình dạng của bánh răng người ta chia các loại sau: Truyền động bánh răng trụ, bánh răng côn, bánh răng nghiêng, truyền động trục vít bánh vít v.v...
- Theo dạng ăn khớp Prôphin răng được chia thành hai loại:
+ Ăn khớp thân khai: là loại ăn khớp tiêu chuẩn và được sử dụng nhiều nhất.
+ Ăn khớp không thân khai bao gồm: Ăn khớp nôvikov, ăn khớp xiclôit, ăn khớp chốt.
Phân loại bánh răng: Bánh răng đươc chia làm ba loại sau
- Bánh răng trụ (răng thẳng và răng nghiêng)
- Bánh răng côn (răng thẳng và răng xoắn)
- Bánh vít
Truyền động bánh răng trụ
- Truyền động bánh răng hình trụ được dùng để quay các trục song song với nhau. Dựa theo hình dạng theo hình dạng của răng có ba loại truyền động sau: Truyền động bánh răng hình trụ răng thẳng, truyền động bánh răng hình trụ răng nghiêng, truyền động bánh răng chữ V.
- Dựa theo hướng nghiêng của răng bánh răng hình trụ răng nghiêng chia làm hai loại: Nghiên trái và nghiêng phải, trong một cặp bánh răng ăn khớp các hướng nghiêng của chúng ngược nhau. Bộ truyền bánh răng nghiêng cho phép làm việc êm hơn, tăng khả năng truyền lực. Nhược điểm của bộ truyền bánh răng nghiêng là sinh ra lực dọc trục trong khi bánh răng trụ răng nghiêng chế tạo phức tạp hơn bánh răng trụ răng thẳng.
- Bộ truyền bánh răng V vẫn giữ được các ưu điểm trên, bên cạnh đó còn khắc phục được nhược điểm của bộ truyền bánh răng nghiêng là triệt tiêu lực dọc trục tuy nhiên việc chế tạo lại phức tạp hơn.
Truyền động bánh răng côn
- Bộ truyền bánh răng côn cũng có các dạng răng như: răng thẳng, răng cong hoặc răng nghiêng.
- Bộ truyền bánh răng côn được dùng để truyền động giữa các trục cắt nhau
Truyền động bánh vít
-
Bộ truyền trục vít – bánh vít được dùng để truyền chuyển động và tải trọng giữa hai trục chéo nhau, góc giữa hai trục thường là
- Bộ truyền có ưu điểm là: tỷ số truyền lớn, làm việc êm, có khả năng tự hãm. Nhược điểm là: hiệu suất thấp, cần dùng vật liệu đắt tiền (như đồng thanh) để làm bánh vít.
Các dạng truyền bánh răng theo công dụng: Tùy theo công dụng của truyền động mà người ta chia ra: truyền vận tốc, động lực, truyền động số, truyền động có công dụng khác.
- Truyền tốc độ: Bộ truyền này thường sử dụng ở máy bay, hộp giảm tốc của tuabin và các cơ cấu khác.
- Truyền động lực: Bộ truyền này thường được sử dụng để truyền lực lớn trong các máy cán, ôtô tải, máy kéo.
- Truyền động số: Truyền động số đãm bảo chính xác góc quay giữa bánh răng chủ động và bị động. Truyền động này được sử dụng trong các máy gia công chính xác.
- Truyền động có công dụng chung: Truyền động này thường có vận tốc và tải trọng nhỏ, nó được dùng rộng rãi trong ngành chế tạo máy. Tùy theo vận tốc chuyển động nó được chia ra:
+ Truyền động rất chậm: £0.5m/s
+ Truyền động chậm: 0.5 – 3m/s
+ truyền động trung bình: 3 – 15m/s
+ Truyền động nhanh: >15m/s
Đặc tính của truyền động bánh răng: Đặc tính cơ bản của truyền động bánh răng là tỷ số truyền. Tỷ số truyền cho biết sự tương quan của vận tốc góc của cặp bánh răng ăn khớp. Tỷ số truyền được kí hiệu là i và được xác định theo công thức sau: i =Z1/Z2
Trong đó: Z1 là số răng bánh dẫn
Z2 là số răng bánh bị dẫn
PHẦN II: ĐẶC ĐIỂM HƯ HỎNG – BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
1. Xác định nguyên nhân hư hỏng
Dựa vào chức năng làm việc của hộp số ba trục, ta có thể xác định các dạng hư hỏng của bánh răng khối Z28 và Z20 như: răng bị gãy, răng bị tróc rổ bề mặt, răng bị dính, răng bị mòn. Nhưng trong bộ truyền bánh các bánh răng truyền với vận tốc lớn, nên làm cho bộ truyền nóng lên, nhiệt sinh ra nhiều, lớp dầu bôi trơn giữa các bánh răng bị phá hỏng. Do đó hiện tượng gãy và mòn răng xảy ra nhiều hơn.
Hiện tượng gãy răng thường xảy ra với các bộ truyền bôi trơn không tốt, dầu bôi trơn bị bẩn, hoặc trong các bộ truyền lắp ghép không chính xác, hoặc va đập đột ngột trong quá trình đóng và mở máy. Làm cho hộp số hoạt động không tốt, gây nên tiếng ồn. Do đó ta phải tiến hành sửa chữa.
2. Phân tích nguyên nhân hư hỏng.
a. Răng mòn nhanh:
Đây là dạng hỏng thường xảy ra trong các dạng bôi trơn không tốt, chế độ chăm sóc bảo dưỡng và bôi trơn không định kỳ, dầu bôi trơn bẩn. Do các bộ truyền hở không có thiết bị che chắn tốt, làm bụi, các hạt mài lọt vào giữa hai mặt ăn khớp. Do ảnh hưởng của môi trường xung quanh cũng là tác nhân gây ra hiện tượng mòn nhanh, chế độ ăn khớp giảm, gây ồn.
Hiện tượng này chưa có phương pháp xác định độ mòn và tính toán độ mòn vì hiện tượng này phụ thuộc vào nhiều yếu tố mang tính chất ngẫu nhiên nên khó xác định. Hiện tượng mòn thường được kiểm tra bằng sự ăn khớp của hai bánh răng bằng bột màu. Khi bánh răng vượt mức giới hạn mòn, không thể sử dụng được thì tiến hành sửa chữa.
Để giảm độ mòn có thể tăng độ rắn và độ nhẵn bề mặt răng, phải có thiết bị che chắn, dùng dầu bôi trơn hợp lý.
b. Gãy răng – mẻ răng:Là dạng hỏng rất nghiên trọng không những làm bộ phận mất đi khả năng làm việc mà có khi còn phá hỏng các chi tiết khác.
Răng bị gãy do các nguyên nhân:
- Do quá tải hoặc sự ăn khớp quá đột ngột giữa các bánh răng.
- Do răng chịu quá tải khi làm việc, răng bị vấp vào vật lạ hay do răng được chế tạo bằng vật liệu không đảm bảo.
- Do chế tạo và lắp ráp không đúng, kết cấu bộ truyền không hợp lý.
- Do các vật nhỏ lọt vào bánh răng khi bánh răng truyền động làm mẻ răng, hoặc các chi tiết khác bị quá tải. Nhưng hầu hết các vết gãy do quá tải, mỏi, hoặc vật liệu dòn, chế tạo lắp ghép không chính xác... Răng thường gãy do ứng suất. Vết gãy thường bắt đầu ở góc lượn là nơi tập trung ứng suất
Để tránh hiện tượng gãy, khi tính toán phải tính sức bền mỏi uốn, khi làm việc quá tải kiểm tra ứng suất quá tải. Mặc khác phải tăng modum, dùng phương pháp nhiệt luyện để tăng bền, giảm tập chung ứng xuất ở chân răng bằng cánh tăng ứng xuất góc lượn chân răng.
Trong trừng hợp gãy nhiều răng tiến hành sửa chữa bằng phương pháp hàn và ghép răng hoặc thay bánh răng mới.
c. Tróc bề mặt làm việc của răng :
Đây là dạng hư hỏng trên bề mặt răng, thường xảy ra trên các bộ truyền kín, không có bụi rơi vào, dầu bôi trơn tốt và đầy đủ. Trong các bộ truyền ít được bôi trơn hoặc bôi trơn không đầy đủ như bộ truyện hở thì hiện tượng tróc thường không xảy ra, vì bề mặt bị mài mòn trước khi xuất hiện vết nứt, tróc bề mặt, do bánh răng bị mỏi vì làm việc lâu với tải trọng lớn, bề mặt làm việc của răng bị quá tải cục bộ.
d. Xước bề mặt làm việc của răng:
Do thiếu dầu bôi trơn các bánh răng khi làm việc, nên sinh ra ma sát khô làm xước bề mặt răng.
Để giảm xước bề mặt cần có chế độ bôi trơn hợp lý.
e. Răng bị dính:
Thường xảy ra ở các bô truyền chịu tải trọng vận tốc cao, tại chổ ăn khớp nhiệt lớn, độ sinh ra cao, màng dầu bôi trơn bị phá vỡ, làm cặp bánh răng ăn khớp tiếp xúc nhau do áp suất nhiệt cao cặp dính vào nhau, khi chúng chuyển động những mãnh kim loại nhỏ sẽ bức khỏi bánh răng này và bám vào bánh răng kia, làm cho mặt răng bị gồ ghề, dạng răng bị méo mó. Dính thường xảy ra ở các bánh răng cùng vật liệu và không tôi cứng.
Để tránh hiện tượng răng bị dính cần tăng độ nhẵn và độ rắn bề mặt răng, dùng thêm dầu chống dính và chế độ bôi trơn hợp lý đầy đủ.
Ngoài ra bánh răng còn có các hư hỏng khác như: có vết nứt ở vành bánh răng, nan hoa và mayơ, bề mặt lỗ hoặc then trong mayơ bị ép vỡ, then hoa và các chỗ lượn mặt đầu răng bị vỡ.
- PHẦN III : PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN CỤ THỂ
1. Các phương án sửa chữa:Đối với bánh răng khối Z28 và Z20 ta Sử Dụng Các phương án sửa chữa sau :
1.1. Phương án hàn đắp:
Là phưng án sử dụng nhiều và quá trình phục hồi nhanh nhưng hiệu quả không cao. Phương pháp này dùng sửa chữa các chi tiết gãy, nứt, vỡ mãnh kim loại được nung nóng đến trạng thái dẽo hoặc lỏng khi được nối ghép bằng hàn. Phương án này chỉ sử dụng tùy theo nhu cầu làm việc của từng nhà máy vì giá thành rẻ, thời gian phục hồi chi tiết nhanh.
1.2. Phương án mạ phun:
Là phương án ích dùng nhất vì giá thành mạ phun rất đắt chỉ dùng cho những bánh răng có độ chính xác cao và nhỏ không thể nào tiến hành gia công được ta mới tiến hành mạ phun.
1.3. Phương án chế tạo bánh răng mới:
Đây là phương án tốt nhất và hiệu quả nhất đối bánh răng khối Z28 và Z20 khi chi tiết không còn khả năng sửa chữa. Nhược điểm của phương án này là giá thành đắt, gia công tốn nhiều thời gian, ảnh hưởng đến thời gian hoạt động của máy.
- Phần IV: Lập bản quy trình sửa chữa chi tiết
BẢNG TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA BÁNH RĂNG KHỐI Z28 VÀ Z20 BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN ĐẮP
|
THỨ TỰ
|
NỘI DUNG NGUYÊN CÔNG |
MẶT CHUẨN SỐ MẶT ĐỊNH VỊ |
MÁY |
DAO |
GHI CHÚ
|
||
|
NGUYÊN CÔNG |
GÁ |
BƯỚC |
|||||
|
I |
|
|
Chuẩn bị trước khi sửa chữa: dùng dầu diesel rửa sạch lâu khô, sau đó kiểm tra độ hư hỏng của chi tiết. |
|
|
|
|
|
II |
|
|
Ủ bánh răng |
|
|
|
|
|
III |
|
|
Hàn đắp kim loại |
|
Hồ quang tay |
Que hàn Ø3 |
|
|
IV |
|
|
Ủ bánh răng |
|
|
|
|
|
V |
|
|
Tiện |
|
|
|
|
|
|
1 |
Tiện tròn ngoài đạt Kích thước Ø75±0.04 Độ nhám Rz40 |
Khử 5 bậc tự do tịnh tiến,(có gắn tóc kẹp) |
Máy tiện 1K62 |
Dao T15K6 |
|
|
|
|
|
2 |
Tiện mặt bên trái đạt kích thước 34±0.03 Độ nhám Ra3.5 |
Khử 5 bậc tự do |
Máy tiện 1K62 |
Dao tiện thép gió T15K6 |
|
|
|
3 |
Tiện mặt bên phải đạt kích thước 12±0.03 Độ nhám Ra3.5 |
Khử 5 bậc tự do |
Máy tiện 1K62 |
Dao tiện thép gió T15K6 |
|
|
|
|
4 |
Tiện tròn ngoài đạt Đường kính nhỏ Ø55 ± 0.04 |
Khử 5 bậc tự do |
Máy tiện 1K62 |
Dao tiện thép gió T15K6 |
|
|
|
|
|
5 |
Tiện hai bên mặt đạt chiều dài L=34±0.03 |
Khử 5 bậc tự do |
Máy tiện 1K62 |
Dao tiện thép gió T15K6 |
|
|
|
|
6 |
Vát mép 2 bên đạt kích thước 1x45o
|
Khử 5 bậc tự do |
Máy tiện 1K62 |
Dao tiện thép gió T15K6 |
|
|
VII |
|
|
Xọc răng đạt kích thước ban đầu
|
Khử 5 bậc tự do Bàn máp |
514 |
Dao xọc môdul m = 2.5 |
|
|
VIII |
|
|
Nhiệt luyện bánh răng
|
|
Lò tôi |
|
|
|
IX |
|
|
Tổng kiểm tra bánh răng |
Khử 5 bậc tự do Bàn máp |
|
|
|
BẢNG TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA BÁNH RĂNG KHỐI Z28 VÀ Z20 BẰNG PHƯƠNG PHÁP MẠ PHUN
|
THỨ TỰ
|
NỘI DUNG NGUYÊN CÔNG |
MẶT CHUẪN SỐ MẶT ĐỊNH VỊ |
MÁY |
DAO |
GHI CHÚ
|
||
|
NGUYÊN CÔNG |
GÁ |
BƯỚC |
|||||
|
I |
|
|
Chuẩn bị trước khi sửa chữa: dùng dầu diesel rửa sạch lâu khô, sau đó kiểm tra độ hư hỏng của chi tiết. |
|
|
|
|
|
II |
|
|
Gá chi tiết lên máy chuyên dùng để chuẩn bị mạ chi tiết |
Khử 5 bậc tự do |
|
|
|
|
III |
|
|
Tiến hành mạ phun chi tiết |
Khử 5 bậc tự do |
|
|
|
|
IV |
|
|
Kiểm tra lại chi tiết |
|
|
|
|
BẢNG TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA BÁNH RĂNG KHỐI Z28 VÀ Z20 BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO MỚI
|
THỨ TỰ
|
NỘI DUNG NGUYÊN CÔNG |
MẶT CHUẨN SỐ MẶT ĐỊNH VỊ |
MÁY |
DAO |
GHI CHÚ
|
||
|
NGUYÊN CÔNG |
GÁ |
BƯỚC |
|||||
|
|
|
|
Chuẩn bị phôi có Ø lần lượt là Ø 80 và L=40 |
|
|
|
|
|
I |
|
1 |
Khỏa mặt đầu đường kính lớn chiều dài L từ 40 đạt 36
|
Khử 5 bật tự do |
1k62 |
P9 |
|
|
|
2 |
Khoan lỗ Ø 10 |
Khử 5 bật tự do |
1K62 |
P18 |
|
|
|
|
3 |
Khoan lỗ Ø24 |
Khử 5 bậc tự do |
1K62 |
P18 |
|
|
|
|
4
|
Khoét lỗ đạt Ø24.6 |
Khử 5 bật tự do |
1K62 |
P18 |
|
|
|
|
5
|
Doa lỗ đạt Ø25 |
Khử 5 bật tự do |
1K62 |
P18 |
|
|
|
|
6 |
Vát miệng lỗ mặt A 1x45 |
Khử 5 bật |
1K62 |
P18 |
|
|
|
|
1 |
Tiện thô toàn bộ mặt C đạt Ø76 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Tiện tinh toàn bộ mặt C đạt Ø75 0/- |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Tiện thô một phần mặt C đạt Ø56 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Tiện tinh một phần mặt C đạt Ø55 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Tiện rãnh C vô 10 bề rộng 10 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Vát cạnh bên bề mặt A 1x45 |
tự do |
|
|
|
|
|
|
7 |
Vát cạnh bên bề mặt B 1x45 |
Khử 5 bật tự do |
1K62 |
P18 |
|
|
|
|
1 |
Khỏa mặt đầu mặt B đạt L=34 |
Khử 5 bật tự do |
1K62 |
P18 |
|
|
|
|
2 |
Vát miệng lỗ mặt B 1x45 |
Khử 5 bật tự do |
1K62 |
P18 |
|
|
|
V
|
|
|
Xọc lỗ then hoa Z=6 |
Khử 5 bật tự do |
7A710 |
Dao chuốt P18 |
|
|
VI |
|
1 |
Xọc răng Z20 m=2.5 |
Khử 5 bậc tự do |
1K62 |
P18 |
|
|
|
|
2 |
Xọc răng Z28 m=2.5 |
Khử 5 bậc tự do |
1K62 |
P18 |
|
|
VII |
|
1 |
Cà răng Z20 |
|
5702A |
P18 |
|
|
|
2 |
Cà răng Z28 |
|
5702A |
P18 |
|
PHẦN V:PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA
- Chọn phương án có lợi nhất:
Từ điều kiện thực tế kết hợp với lợi nhuận về kinh tế khi sửa chữa chi tiết. Ta chọn phương pháp sửa chữa bánh răng khối Z28 và Z20 bằng phương pháp chế tạo mới. Vì bánh răng bị mòn khá nhiều. Khả năng làm việc không còn. Chế tạo mới cũng không mất nhiều thời gian vì bánh răng đơn giản, kích thước nhỏ. Khi chế tạo mới bánh răng thì đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
Để tiến hành sửa chữa bằng phương pháp chế tạo mới ta tiến hành lập quy trình công nghệ như sau:
Quy trình công nghệ chế tạo mới bánh răng khối Z28 và Z20
Gồm 6 nguyên công:
- Nguyên công I : Chuẩn bị phôi
- Nguyên công II: Tiện – khoan – khoét - doa
- Nguyên công III: Tiện
- Nguyên công IV : Tiện
- Ngưyên công V: Xọc then
- Nguyên công VI: Xọc răng
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu……………………………………..………..………..…………..1
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn………………………...……..………...2
Phần I : Thuyết minh chức năng làm việc của chi tiếc…………….........4
Phần II : Đặc điểm hư hỏng và biện pháp khắc phục………..……… ..6
Phần III : Phân tích và lựa chọn phương án cụ thể……..……………...7
Phần IV : Lập bản quy trình sửa chữa chi tiết ……………………….8
Phần V: Phân tích và chọn phương án chế độ cắt..…………………..13
Phần VI: Kết luận quy trình sửa chữa…………………………………21
Tài liệu tham khảm……………………………………………………...22
