MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................1
Ý NGHĨA CỦA VIỆC PHỤC HỒI CHI TIẾT Ô TÔ...........................................2
Chương 1. GIỚI THIỆU VỀ TRỤC KHUỶU...................................................3
1. Đặc điểm kết cấuvà công dụng của trục khuỷu...........................................3
2. Điều kiện làm việc của trục khuỷu...............................................................3
3. Yêu cầu kỹ thuật cuả trục khuỷu..................................................................3
Chương 2. HƯ HỎNG VÀ NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG................................6
1. Quy luật mài mòn trục khuỷu.......................................................................6
2. Các nguyên nhân gây ra hư hỏng cho trục khuỷu.......................................7
Chương 3. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHỤC HỒI.........9
1. Các phương án............................................................................................9
1.1. Phục hồi chi tiết theo kích thước sửa chữa...............................................9
1.2. Phục hồi chi tiết theo phương pháp hàn đáp...........................................10
1.3. Phục hồi chi tiết theo phương pháp thêm chi tiết phụ..............................11
1.4. Phục hồi chi tiết bằng phương pháp mạ..................................................12
2. Lựa chọn phương án phục hồi. .................................................................13
Chương 3. LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ................................................14
1. Thứ tự nguyên công. ................................................................................14
2. Tính chế độ cắt gọt. ..................................................................................15
Chương 4. THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.....................................................................18
1. Đặc điểm và công dụng của đồ gá............................................................18
2. Các yêu cầu khi thiết kế đồ gá..................................................................18
3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của đồ gá.................................................19
4. Phương pháp tính lực kẹp.......................................................................19
KẾT LUẬN...................................................................................................22
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................23
Ý NGHĨA CỦA VIỆC PHỤC HỒI CHI TIẾT Ô TÔ
Sửa chữa lớn một xe ô tô thường phải dùng đến một khối lượng phụ tùng rất lớn bao gồm hàng trăm loại khác nhau. Trong nhiều năm qua vấn đề phụ tùng thay thế trong sửa chữa đã được nhiều người quan tâm đến. Thiếu phụ tùng thay thế, thời gian xe nằm đợi sửa chữa trong xí nghiệp sẽ quá dài, giá thành sửa chữa tăng, chu kỳ sửa chữa và sản xuất của xí nghiệp không ổn định, nhịp độ xe xuất xưởng không đều. Mặt khác do thiếu phụ tùng thay thế nên nhiều khi xí nghiệp phải dùng cả các chi tiết máy đã quá hư hỏng, do đó làm giảm tuổi thọ của các tổng thành máy; xe sau khi sửa chữa lớn có tuổi thọ quá thấp, chu kỳ sửa chữa ngắn lại. Trong các xí nghiệp vận tải cũng gặp khó khăn này. Thiếu phụ tùng thay thế nên nội dung các cấp bảo dưỡng không được làm đầy đủ, nhiều chi tiết máy đến kỳ thay vẫn đành phải dùng tiếp. Do đó xe không có trạng thái kỹ thuật tốt, hư hỏng vặt luôn, số ngày xe tốt giảm đi, hệ số đầu xe hoạt động quá thấp (có nơi chỉ có 40 - 50% số đầu xe đủ khả năng hoạt động).
Vì vậy trong kế hoạch Nhà nước cũng đã nêu rõ nhiệm vụ của ngành cơ khí là phấn đấu “đáp ứng phần lớn nhu cầu phụ tùng thông thường của các ngành công nghiệp; nâng cao đáng kể mức đáp ứng nhu cầu phụ tùng ô tô, máy kéo; đáp ứng phần lớn nhu cầu sửa chữa máy móc, thiết bị của các ngành”.
Những năm qua nhiều xí nghiệp cơ khí sửa chữa ô tô, máy thi công, máy kéo v.v. đã có nhiều cố gắng đẩy mạnh công tác sản xuất và phục hồi phụ tùng. Tỉ lệ phụ tùng được sửa chữa và phục hồi đạt 30 - 35% tổng số yêu cầu của xí nghiệp. Tuy vậy chất lượng phục hồi chi tiết máy chưa cao, mặt hàng phục hồi chưa được mở rộng, tổ chức phục hồi còn mang tính chất sản xuất nhỏ (tự cung tự cấp).
Nhiều lĩnh vực kinh tế - kỹ thuật trong công tác phục hồi chi tiết máy chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ như: những công nghệ phục hồi thích hợp, quy trình công nghệ phục hồi gia công nhóm, tổ chức chuyên môn hoá trong phục hồi v.v...
Chương 1
GIỚI THIỆU VỀ TRỤC KHUỶU
1. Đặc điểm kết cấuvà công dụng của trục khuỷu
- Trục khuỷu là một chi tiết rất lớn và quan trọng của động cơ đốt trong, giá thành rất đắt có khi chiếm từ 25-30 giá thành của đông cơ.Trục khuỷu có tác dụng biến chuyển động tịnh tiến của píton qua thanh truyền thành chuyển động quay để dẫn động các bộ phận khác của ô tô
- Hình dạng và kết cấu kích thước của trục khuỷu và sự phận bố của các cổ biện phụ thuộc vào số xi lanh và cách bố trí các xi lanh đó ở trong động cơ,số kỳ của động cơ,thứ tự làm việc của các xi lanh
- Kết cấu của trục khuỷu đươc chia làm 2 loai:
+ Trục khuỷu loại liền : Các cổ trục ,cổ biên...được đúc thành một khối không tháo rời được
+ Trục khuỷu loại rời:các cổ trục ,cổ biên... đươc lắp ghép với nhau bằng bulông
2. Điều kiện làm việc của trục khuỷu
* Khi động cơ làm việc, trục khuỷu chịu lực rất phức tạp:
- Chịu lực khí thể do chất công tác sinh ra tác dụng vào piston truyền xuống trục khuỷu thông qua thanh truyền.
- Chịu lực quán tính do khối lượng quán tính sinh ra, các lực này gây ra dao động xoắn và biến đổi chu kì vì vậy trục khuỷu chịu uốn, chịu xoắn, chịu mài mòn ở các cổ trục.
3. Yêu cầu kỹ thuật cuả trục khuỷu
a) Yêu cầu về vật liệu:
- Vật liệu chế tạo trục khuỷu phải có yêu cầu cơ tính cao, phải có khả năng chống mài mòn tốt.
- Để tăng khả năng chống mài mòn thì sau khi gia công tinh các cổ trục thì tiến hành tôi cao tần các cổ trục khuỷu đạt:
+ Độ cứng: (50 - 60)HRC
+ Chiều sâu lớp thấm tôi: (3.5 - 4.5) mm
b) Yêu cầu về độ chính xác gia công:
+ Độ chính xác về kích thước cổ trục chính và cổ biên đạt cấp chính xác 2
* Yêu cầu về độ nhám bề mặt:
+ Các cổ trục chính , cổ biên gia công đạt đến độ bóng bề mặt Ra = 0.16 (Ñ10)
+ Đối với các cổ trục làm việc với các bề mặt của bạc lót, bạc đầu to thanh truyền băng đồng hoặc chì, thì gia công bề mặt đạt độ bóng cao hơn.
* Yêu cầu về kết cấu:
+ Có sức bền ,độ cứng vững ,tính chống mòn nhưng trọng lượng phải bé
+ Trục khuỷu phải đảm bảo cân bằng nhất là cân bằng động
Chương 2
HƯ HỎNG VÀ NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG
1. Quy luật mài mòn trục khuỷu
- Do ảnh hưởng của nhiều nhân tố, quá trình mòn của chi tiết máy rất phức tạp. nhưng nói chung trong điều kiện bình thường, chi tiết mòn theo một quy luật nhất định
- Quy luật mòn của cặp chi tiét có cường độ ổn định trải qua 3 giai đoạn sau:
* Giai đoạn làm việc bình thường (l1):
- Sau khi mài hợp khe hở tiếp súc đạt giá trị (S1) cường độ mòn ổn định, quan hệ giữa lượng mòn và thời gian làm việc gần như tuyến tính, tốc độ mòn gần như không đổi.
* Giai đoạn mài phá (l2):
- Khi các chi tiết bị mòn khe hở lắp ghép đạt giá trị (S2) cặp chi tiết làm việc không bình thường chế độ bôi trơn kém đi, có tải trọng và đập sinh ra các tiếng gõ.
S2: là khe hở giới hạn.
Trên dây là quy luật mòn của chi tiết nói chung, đối với trục khuỷu quá trình mòn diễn ra cũng trải qua 3 giai đoạn: Mài hợp, mòn trong quá trình làm việc và mài phá.
2. Các nguyên nhân gây ra hư hỏng cho trục khuỷu
* Nguyên nhân gây ra hư hỏng mòn cho trục khuỷu.
- Nguyên nhân gây mòn ô van:
+ Do trong quá trình làm việc tuần hoàn thì hầu như các cổ trục tiếp xúc với bạc từ một phía, đây là do tác dụng của lực li tâm, còn khi ở kỳ nổ thì lực mới đổi chiều tiếp xúc nhưng do lực khí thể lớn do vậy mà cổ trục vẫn tiếp xúc thep chiều đó. Do vậy gây ra mòn ô van.
Chương 3
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHỤC HỒI
1. Các phương án
Hiệu quả và chất lượng phục hồi chi tiết phụ thuộc một cách đáng kể vào phương pháp công nghệ được sử dụng để gia công. Hiện nay có nhiều phương pháp phục hồi chi tiết khác nhau cho phép không chỉ hoàn trả các hình dạng và tình trạng kỹ thuật ban đầu mà còn có thể đạt được chất lượng tốt hơn chi tiết nguyên thuỷ.
1.1. Phục hồi chi tiết theo kích thước sửa chữa.
Để phục hồi người ta sử dụng rộng rãi các dạng gia công cơ như : khoan, tiện, phay ... Gia công chi tiết dưới kích thước sủă chữa được sử dụng rộng rãi để phục hồi các chi tiết của ôtô
- Đây là biện pháp phục hồi hình dáng hình học, chất lượng bề mặt làm việc của phụ tùng nhưng không giữ được kích thước ban đầu của phụ tùng.
- Phụ tùng sau khi phục hồi sẽ có kích thước mới nhỏ hơn kích thước nguyên thuỷ, người ta thường dùng thuật ngữ “cốt” để chỉ cho việc sửa chữa theo kích thước.
* Ưu điểm:
- Qui trình công nghệ và trang thiết bị sử dụnh đơn giản
- Hiệu quả kinh tế cao
- Duy trì tính lắp lẫn của các chi tiết trong giới hạn của kích thước sửa chữa nhất định
- Tạo điều kiện thuận lợi trong viềc sản xuất phụ tùng và tổ chức sửa chữa.
- Hạ giá thành sửa chữa.
- Tiết kiệm được kim loại quý đối với các chi tiết làm băng kim loại huý hiếm vì lượng gia công ít.
* Nhược điểm:
- Làm tăng danh mục của phụ tùng thay thế
- Làm phức tạp các quá trình ghép bộ các chi tiết, lắp cụm và bảo quản chi tiết
- Ngoài việc thay đổi kích thước làm giảm một cách đáng kể thời hạn phục vụ của chi tiết.
1.3. Phục hồi chi tiết theo phương pháp thêm chi tiết phụ.
- Sử dụng chi tiết phụ nhằm mục đích bù hao mòn của các bề mặt làm việc của chi tiết cũng như thay thế các phần bị hao mòn hay bị hư hỏng của nó.
- Phương pháp này được tiến hành gia công hết các bề mặt mòn lệch, mòn ôvan sau đó dùng một chi tiết phụ ép vào cổ biên. Sau đó gia công đến kích thước nguyên thuỷ.
- Phương pháp này được thực hiện qua các nguyên công sau:
+ Sửa chuẩn
+ Nắn cong
+ Gia công các bề mặt lắp chi tiết phụ
+ Lắp chi tiết phụ vào bề mặt đã gia công
1.4. Phục hồi chi tiết bằng phương pháp mạ
- Mạ là một trong những phương pháp phổ biến được áp dụng để phục hồi chi tiết máy. Trong công nghệ phục hồi mòn cổ biên chọn mạ crôm.
* Quy trình mạ chia làm ba giai đoạn:
- Chuẩn bị chi tiết trước khi mạ.
+ Khôi phục lại hình dáng hình học của vật mạ.
+ Đánh bóng cổ biên.
+ Lắp chi tiết vào giá đỡ.
+ Cách điện những bề mặt không cần mạ.
2. Lựa chọn phương án phục hồi.
- Phương pháp và quy trình công nghệ phục hồi chi tiết đóng vai trò không nhỏ trong việc nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ của ô tô. Giải quyết tốt vấn đề phục hồi có ý nghĩa to lớn trong nền kinh tế quốc dân đặc biệt là với công tác sửa chữa của các xí nghiệp sửa chữa.
- Việc lựa chọ phương pháp phục hồi phụ thuộc vào đặc điểm kết cấu công nghệ và điều kiện làm việc của chi tiết, giá trị hao mòn, các đặc điểm của công nghệ phục hồi có ảnh hưởng quyết định đến tuổi thọ chi tiết và giá thành phục hồi.
Kết luận: Từ những phân tích ở trên thì việc lựa chọn phương án phục hồi cổ biên theo phương pháp hàn đắp là hợp lý hơn cả.
Chương 3
LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Thứ tự nguyên công.
Thứ tự nguyên công như bảng dưới.
2. Tính chế độ cắt gọt.
* Tính chế độ cặt gọt của nguyên công tiện thô cổ biên.
a) Chiều sâu cắt.
- Khi tiện thô và không bị hạn chế bởi công suất cuả thiết bị, độ cứng vững của hệ thống công nghệ thì ta lấy t bằng lượng dư gia công
Lượng dư gia công có sau nguyên công hàn đắp t=3(mm)Lấy t=2,5(mm)
c) Tốc độ căt: V(m/ph).
kv: Là tích số của các hệ số
kv = kMV.knv.kuv
+ kMV: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công,tra bảng 5-3(Sổ tay CNCTM)ta được kMV=1,0
+ knu: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt của phôi,tra bảng 5-5có knu=0,6
+ kuv: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu của dao cắt ,tra bảng 5-6 kuv=0,92
kv=1.0,6.0,92=0.55
T: Trị số trung bình của tuổi bền khi gia công một dao. T = (30¸60)phút. Chọn T = 50 phút
d) Lực cắt P.
Lực cắt có đơn vị tính là N ,được chia thành 3 thành phần theo toạ độ của máy: Lực cắt theo hướng tiếp tuyến PZ,lực cắt theo hướng kính PY,lực cắt theo hướng trục PX
Khi tiện ngoài cổ biên thì lực cắt thành phần được tính theo công thức
- Lực cắt tiệp tuyến
Pz = 10.Cp.tx.Sy.Vn.kp
Vậy:
PZ = 10.300.2,51.0,40.75.105,7-0.15.0,7 = 1312,5 (N)
e) Công suất cắt N (kW)
Công suất cắt được tính theo công thức sau:
N = Pz.V/1020.60=1312,5.105,7/1020.60=2,3(kW)
Chương 4
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1. Đặc điểm và công dụng của đồ gá
- Đồ gá gia công chi tiết đó là một loại trang thiết bị theo yêu cầu của qui trình công nghệ . Đồ gá được trang bị để lắp lên các máy cắt gọt kim loại như: máy tiện, máy khoan, máy phay ...
* Đồ gá được cấu tạo bởi các bộ phận chính sau:
+ Bộ phận định vị :
Xác định vị trí chi tiết so với máy và làm việc trên nguyên tắc định vị 6 bậc tự do.
+ Bộ phận kẹp chặt:
Sau khi định vị chính xác vị trí của chi tiết trên máy phải kẹp chặt để giữ nguyên vị trí chi tiết trong quá trình gia công.
+ Các cơ cấu truyền lực từ nơi tác động đến vị trí kẹp chặt
+ Các cơ cấu hướng dẫn dụng cụ cắt như:phiến dẫn ,bạc dẫn..
2. Các yêu cầu khi thiết kế đồ gá
- Kết cấu đồ gá khi thiết kế phải phù hợp với công dụng,kết cấu đơn giản,giá thành chế tao rẻ nhất
- Đảm bảođược độ chính xác gia công đã cho như định vị,kẹp chặt...Định vị phải đủ số bậc tự do cần thiết,lực kẹp chặt vừa đủ để đảm vị trí của vật khi gia công
4. Phương pháp tính lực kẹp
* Lực kẹp chặt phôi được xác định theo trình tự sau:
- Xác định sơ đồ định vị và kẹp chặt chi tiết, xác định phương, chiều và điểm dặt của lực cắt, lực kẹp, lực ma sát và phản lực của mặt tỳ.
- Viết phương trình cân bằng của chi tiết dưới tác dụng của tất cả các lực như lực cắt, lực kẹp, lực ma sát, lực ly tâm, trọng lượng chi tiết và phản lực của mặt tỳ.
- Xác định hệ số an toàn K có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công. Hệ số K được xác định tuỳ thuộc vào điều kiện gia công cụ thể.
* Phương pháp tính lực kẹp cần thiết:
- Việc tính toán lực kẹp được coi là gần đúng trong điều kiện phôi ở trạng thái cân bằng tĩnh dưới tác dụng của ngoại lực. Các ngoại lực bao gồm: lực kẹp, phản lực ở điểm tựa, lực ma sát ở các mặt tiếp xúc, lực cắt, trọng lực của chi tiết gia công v.v
- Giá trị của lực kẹp lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào các ngoại lực tác dụng kể trên.
- Để đảm bảo độ tin cậy khi kẹp chặt ,trị số lực cắt tính toán phải nhân với hệ số an toàn K,thông thường K=1,4-2,6
hệ số antoàn K phụ vào điều kiện gia công của chi tiết trên máy
K = K0. K1 . K2 . K3 . K4 . K5 . K6
Þ K = 1.8*1.2*1.5*1.2*1.1*1.2*1.3 = 6.67
* Ta có điều kiện khi tiện mà chi tiết kẹp trên khối vê không bị trượt là:
Dựa vào sơ đồ lực trên hình vẽ , lực kẹp được tính:
K: Hệ số điều chỉnh chung: K = 6.67
H = 175 (mm) d = 170 (mm) R = 86(mm)
a = 920 f1 = 0.025 f2 = 0.025.
Ta có sơ đồ kẹp chặt như hình dưới:
Mc :Mô men cắt trên cổ biên khi tiện thô
=> Thay số được: W=57586.6 (N).
Vậy lực kẹp cần thiết cảu cơ cấu là: W=57586.6 (N).
KẾT LUẬN
Qua quá trình phân tích các hiện tượng và qui luật hư hỏng của trục khuỷu em đã tính toán và lựa chọn được phương án sửa chữa thích hợp, ngoài ra qua tính toán thiết kế đã giúp em hiểu sâu hơn về các sai hỏng và phương pháp sửa chữa phục hồi chi tiết thích hợp
Trong quá trình tính toán thiết kế với sự lỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của các thầy giáo trong bộ môn Cơ Khí Ô TÔ cùng với sự đóng góp ý kiến của các bạn trong lớp. Đến nay công việc thiết kế của em đã hoàn thành, song do kiến thức thực tế, và chưa có kinh nghiệm vận dụng để thiết kế nên trong quá tính toán và thiết kế sẽ không tránh khỏi một số những sai sót nhất định. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy để cho bản thiết kế được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
……………….
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giáo trình kỹ thuật sửa chữa ô tô (TS. Hoàng Đình Long - NXB giáo dục).
2. Đồ giá gia công cơ (PGS.TS Trần Văn Định - Nhà xuất bản KH và KT).
3. Vẽ kĩ thuật cơ khí (Trường ĐH Bách khoa hà nội)
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"