MỤC LỤC THIẾT KẾ QUY TRÌNH SỬA CHỮA CHI TIẾT BÁNH RĂNG Z26
Nội dung trang
Lời nói đầu ............................................................................................. 1
Nhận xét của giáo viên hội dồng xét duyệt.............................................. 2
Mục lục.................................................................................................... 3
Phần 1: Phân tích chi tiết sửa chữa...................................................... 4-7
Phần 2: Phân tích đặc điểm, nguyên nhân và biện pháp khắc phục hư
hỏng..................................................................................................... 7-10
Phần 3: Phân tích và lựa chọn phương án sửa chữa tối ưu ................. 10-11
Phần 4: Lập quy trình sửa chữa chi tiết............................................... 12
Phần 5: Tra chế độ cắt cho một nguyên công sửa chữa....................... 12-25
Phần 6:Phân tích và điều chỉnh quá trình tháo lắp……………………….
Phần 7: Kết luận về QTCN.................................................................. 30
Tài liệu tham khảo .................................................................................. 31
THIẾT KẾ QUY TRÌNH SỬA CHỮA BÁNH RĂNG Z26 VÀ Z22 TRONG HỘP SỐ MÁY TIỆN
PHẦN 1 : PHÂN TÍCH CHI TIẾT SỬA CHỮA (CTSC)
1.Phân tích công dụng và điều kiện làm việc của chi tiết sửa chữa:
Trong hộp số máy bào của nhóm em thì cụm bánh răng Z26 là bánh răng cố định ăn khớp với then trên trục có nhiệm vụ nhận truyền động từ bộ truyền ăn khớp răng với nhau để truyền động qua bánh răng làm quay trục bánh răng. Để hiểu rõ hơn đặc điểm và công dụng cũng như ưu và nhược điểm của bánh răng thẳng Z26 ta thử phân loại về đặc điểm và công dụng của từng loại bánh răng.
+ Bánh Răng (Z26)
Trong hộp số máy tiện của nhóm em thì bánh răng Z26 ăn khớp với bánh răng Z13 như vậy có nhiệm vụ là nhận lực từ trục chủ động truyền lực sang trục bị động. Như vậy bánh răng này để truyền chuyển động quay giữa các trục , cách truyền là truyền động bánh răng trụ răng thẳng truyền động giữa hai trục song song nhờ vào cơ cấu ly hợp vấu và để hiểu rõ hơn bánh răng Z26 ta vào phân loại và công dụng chung của truyền động bánh răng, để xem khối bánh răng thuộc nhóm nào và có đặc điểm gì ?
ö Công dụng chung của truyền động bánh răng là:
- Bánh răng 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 động 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 ,ô tô ,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 mà 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 Prophin 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 novikov ,ăn khớp xicloit ,ăn khớp chốt .
- Phân loại bánh răng : bánh răng được chia làm ba loại sau:
¶ Bánh răng trụ (răng thẳng và răng nghiêng)
¶ Bánh răng côn (răng thẳng và răng xoắn)
¶ Bánh vít
1.1. Phân tích vật liệu chế tạo CTSC:
Bánh răng Z26 trong hộp số máy tiện được sữa chữa bằng phương pháp chế tạo mới. Nên ta chọn phôi thanh, vật liệu làm phôi là thép C45 được đúc ra và ủ để phôi không bị hư, và khi lấy ra gia công được dễ dàng, phôi không bị biến tính, không bị khuyết tật bên trong.
1.2. Phân tích hình dạng, kết cấu CTSC.
Hình dạng kết cấu chi tiết cũng đơn giản, hình dạng hợp lý khi lắp vào hộp số.
Kích thước quan trọng khi gia công là ở nguyên công xọc rãnh then bằng và nguyên công phay răng vì đây là mối ghép giữa trục then bằng với trục, sự ăn khớp của các bánh răng với nhau.
1.3. Phân tích độ chính xác của chi tiết sửa chữa:
Độ chính xác về kích thước
-Bề rộng bánh răng B=15mm
-Đường kính đỉnh của bánh răng Da= 84
Có sai lệch giới hạn trên là: ES= 0
Có sai lệch giới hạn dưới là: es= - 0,035
-Đường kính chân của bánh răng D f= 70,5
-Đường kính vòng chia của bánh răng D =78
-Bề rộng rãnh then bằng b= 10
Có sai lệch giới hạn trên là: ES= +0,018
Có sai lệch giới hạn dưới là: es= -0,018
Độ chính xác về hình dáng hình học và vị trí tương quan:
-Dung sai độ không vuông góc và tâm lỗ là 0,016mm
-Dung sai độ đảo hướng kính so với bề mặt A là 0,03mm.
Chất lượng bề mặt ( độ nhám và độ cứng):
-Độ nhám bề mặt đỉnh răng là 3,2Ra.
-Độ nhám bề mặt prôfin là 1,6Ra.
-Độ nhám 2 mặt bên rãnh then b là 3,2Ra.
-Độ cứng bánh răng là 45-50 HRC.
PHẦN 2: PHÂN TÍCH TÌNH TRẠNG, NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HƯ HỎNG CỦA CHI TIẾT
2.1. Các hư hỏng thường gặp:
Khi truyền momen xoắn tại chỗ ăn khớp sẽ sinh ra lực pháp tuyến Pn. Lực này nằm trên đường ăn khớp và vuông góc với bề mặt thân khai của răng ,lực pháp tuyến Pn sẽ làm cho răng chịu uốn và nén. Mặt khác khi ăn khớp cặp răng ăn khớp sẽ trượt trên nhau tạo nên lực ma sát , dưới tác dụng của các lực này xảy ra các dạng hư hỏng sau.
2.1.1. Răng bị gãy
Là dạng hỏng rất nghiêm trọng, không những làm cho bộ truyền mất khả năng làm việc mà đôi khi còn phá hỏng những chi tiết khác. Răng bị gãy thường do ứng suất uốn gây nên, vết gãy thường bắt đầu ở góc lượn và nơi có tập trung ứng suất uốn, tại đây có giá trị lớn nhất. Răng bị gãy có khả năng bị quá tải, do mỏi do vật liệu dòn, do chế tạo không chính xác hay sử dụng không đứng cách.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 tương 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 trung ứng suất ở chân răng bằng cách tăng ứng suất góc lượn chân răng.Trong trường hợp gãy nhiều răng tiến hành sửa chữa bằng phương pháp hàn và ghép răng hoặc thay bánh răng mới.
2.1.2. Răng bị tróc rỗ bề mặt
Thường do ứng suất gây nên, đây là dạng hỏng trên bề mặt răng ,thường xảy ra trong các bộ truyền kín không có bụi bặm rơi vào, dầu bôi trơn tốt và đầy đủ. Sau một thời gian làm việc trên bề mặt răng xuất hiện những vết nứt do ứng suất tiếp xúc thay đổ theo chu kỳ dao động gián đoạn làm cho vật liệu bị mỏi. Những vết này phát triển theo hướng vận tốc trượt khi ăn khớp vết nứt bị tác dụng của ứng
suất dầu làm cho vết nứt phát triển nhanh cuối cùng làm cho các mảnh kim loạitróc ra. Cùng với thời gian làm răng bị méo mó tải trọng tăng lên cuối răng bị hỏng không còn làm việc đươc nữa.
2.1.3. Răng bị dính
Do trục chịu tải lớn làm việc ở vận tốc cao tại chỗ ăn khớp vật liệu sinh ra quá cao ,màng dầu bôi trơn bị phá vỡ làm cho cặp bánh răng ăn khớp trực tiếp tiếp xúc với nhau do áp suất và nhiệt độ làm cặp răng dính vào nhau , khi chúng chuyển động thì các mảnh kim loại nhỏ văng ra dính vào bánh răng khác làm cho bề mặt răng gồ ghề, dạng răng méo mó gây hư hỏng răng .
2.1.4. Răng bị mòn
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.
Răng bị mòn nhiều ở phần đỉnh và chân răng làm tiết diện giảm xuống ứng suất tăng lên cuối cùng răng bị gãy.
Hiện tượng này chưa có phương pháp xác địng 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.
2.2. Các khắc phục hư hỏng:
Trong các nhà máy cơ khí ,việc đảm bảo máy làm việc tốt năng suất cao, giảm hư hỏng máy, chi tiết. Theo như các thầy giảng dạy, hướng dẫn em đưa ra các biện pháp khắc phục hư hỏng trục răng như sau:
2.2.1 Răng bị gãy
Để tránh răng bị gãy khi tính toán phải tính theo sức bền mỏi uốn ,nếu phải làm vệc quá tải phải tính theo ứng suất quá tải ,dùng phương pháp nhiệt luyện tăng bền , giảm ứng suất tập trung ở chân răng bằng cách tăng bán kính góc lượn ở chân răng.
2.2.2. Răng bị tróc rổ bề mặt
Để tránh răng bị tróc rổ bề mặt phải tính răng theo ứng suất bền mỏi tiếp xúc, nâng cao độ rắn bề mặt nhiệt luyện năng cao cấp chính xác của răng.
2.2.3. Răng bị dính
Để giảm hiện tượng răng dính tăng độ nhẵn bóng và độ rắn bề mặt, có thể dùng thêm dầu chống dính.
2.2.4. Răng bị mòn
Để giảm mòn có thể tăng độ nhẵn bóng và độ rắn bề mặt, giữ cho các hạt mài mòn, bụi bặm không rơi vào bộ truyền, dầu bôi trơn tốt và thích hợp, v.v…
PHẦN 3: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA TỐI ƯU
3.1 Phân tích ưu nhược điểm cho từng phương án sửa chữa:
- Khi bánh răng bị mòn ta có thể sửa bánh răng
- Phương pháp hàn đắp
- Khi bánh răng bị gãy hoặc nứt ta chọn phương án:
- Phương án ghép răng
üGhép răng bằng phương pháp hàn
üGhép răng bằng vít
- Phương án chế tạo bánh răng mới
3.1.1. Phương pháp hàn đắp
Là phương án sử dụng nhiều trong quá trình phục hồi nhanh nhưng hiệu quả không cao. Phương án dùng trong chi tiết gãy nứt, mãnh kim loại được nung nóng tới trạng thái dẻo, lỏng khi dùng phương pháp hàn. Phương án sử dụng tùy nhu cầu của từng nhà máy vì giá thành rẻ, thời gian phục hồi nhanh nhưng thường chỉ dùng khi không còn phương án nào.
3.1.2. Phương án ghép răng
Có hai phương án để lựa chọn hàn và ghép răng bằng vít. Hai phương án có thể tiết kiệm được thời giannhưng hiệu quả không cao về độ bền. Khi làm việc ở tốc độ cao, hiệu trong tải va đập.
3.1.3. Chế tạo bánh răng mới
Đây là phương án tốt nhất và hiệu quả khi chi tiết không còn khả năng sửa chữa hoặc sửa chữa không đạt yêu cầu kỹ thuật. Đặc điểm của phương án này là giá thành đắt, gia công tốn kém thời gian ảnh hưởng tới thời gian làm việc của máy, chất lượng chi tiết đảm bảo.
3.2. Chọn một phương án sửa chữa tối ưu:
KẾT LUẬN: Qua việc phân tích các phương án sửa chữa em thấy tất cả các phương án đều không phù hợp để có thể đảm bảo tính năng độ bền làm việc ở tốc độ cao không ảnh hưởng tới tỉ số truyền, ảnh hưởng tới các chi tiết làm việc cùng không tránh khỏi việc sửa chữa gặp nhiều khó khăn trong khâu hàn đắp răng, rãnh then cần thợ lành nghề để đảm bảo mối ghép, cũng như sức bền bánh răng theo YCKT. Do đó em chọn phương án phù hợp nhất là CHẾ TẠO RĂNG MỚI.
PHẦN 4: LẬP QUY TRÌNH SỬA CHỮA CHI TIẾT
Gồm 6 nguyên công:
- Nguyên công I : chọn phôi, làm sach phôi, kiểm tra phôi
- Nguyên công II:
B1: tiện mặt đầu đạt kích thước L=35mm.
B2: tiện mặt ngoài đạt kích thước D=60mm, B=16mm.
B3: vát mép 1x45.
B4: khoan lỗ mồi kích thước d= 12mm.
B5:khoan lỗ tiếp đạt kích thước d= 29mm.
B6: tiện tinh lỗ đạt kích d= 30mm.
B7: tiện mặt đầu đạt kích thước L=32mm.
B8: tiện mặt đầu đạt kích thước L=31mm,D=45mm.
B9: tiện vát góc 1x540.
B10: tiện vát góc 1x540.
B11: tiện vát góc 1x540.
B13: tiện vát góc 1x540.
B13: tiện mặt ngoài 1 đạt kích thước D=50mm.
B14: tiện mặt ngoài 1 đạt kích thước D=45mm.
B15: tiện tinh mặt ngoài 2 đạt kích thước D=84mm
-Nguyên công III:Xọc rãnh then bằng
- Nguyên công IV: Phay răng:bằng dao phay modul
- Nguyên công V : Nhiệt luyện.
- Nguyên công VI: Kiểm tra.
PHẦN 5 :TÍNH LỰC CẮT VÀ CHẾ ĐỘ CẮT
- NGUYÊN CÔNG II :
Bước 1: : Tiện mặt đầu L= 38mm thành L= 35mm
với t=3mm
tra sách chế độ cắt có S=1.04 ( mm/v),
tra bảng 35 – 1 => V = 188 (m/p)
tra TMM=>V=160(m/p)
Ta có Pz=Cpz . txpz . sypz . vnz . kpz
theo bảng 11 – 1 có tuổi bền của dao bằng 254(kg/mm2 )
Gia công không tưới nguội nên Cpz = 200, Xpz= 1, Ypz = 0,75, Nz = -0,15
Theo bảng 12 -1 => Kmp = 1; Kpz = 1, Kpy = 1
Lực tiếp tuyến Pz = 200 . 2 .1,20,75 . 31-0,15 . 1 = 273( kg)
Lực hướng kính : Py = Cpy . txpy . Sypy . Vny . Kpy
Ta có : Cpy = 125, Xpy = 0,9, Ypy = 0,75, Ny = 0
Py = 125 . 2 0,9 . 1,20,75 . 310 . 1 = 267 (kg)
Lực dọc trục : ta có Px = Cpx . txpx . Sypx . Vnx . Kpx
Theo bảng 11 -1: ta có Cpx = 67, Xpx = 1,2 , Ypx = 0,65 , Nx = 0 ,
bảng 12 -1 => Kpx =1
Px = 67 . 21,2 . 1,20,65 . 310 . 1 = 170.1(kg)
Số vòng quay/phút :
Tra TMM : n=500v/ph
Công suất tiêu thụ khi cắt
So sánh với công suất của máy N =10KW , máy làm việc an toàn
Bước 2:tiện thô bề mặt ngoài đạt kích thước D = 60mm với B = 16mm.
*Chiều sâu cắt t= 15 mm.
*Bước tiến S: Tra bảng (25-1), trang 29 , sách CĐC GCCK :
Ta chọn : S = (0,4 – 0,8) mm/vòng
Tra TMM máy 1K62 , trang 217 , sách CĐC GCCK ta chọn :
St= 0,78mm/vòng.
*Vận tốc cắt V:
Tra bảng (35 – 1) , trang 35 , sách CĐC GCCK ta chọn :
t = 15 mm ; S= 0,78 mm/vòng
ðV= 128 m/phút
Tra bảng (36 – 1) , trang 36 , sách CĐC GCCK ta chọn : Tm = 60 => K = 1
(37 – 1): K = 1
(38 – 1): K = 1
(39 – 1): K = 1
V = 128 x 1 x 1 x 1 =128 m/p
Tra TMM 1K62 à nt= 630 v/ph.
*Kiểm nghiệm: Tra bảng (52 -1), trang 40 , sách CĐC GCCK ta chọn :
t = 15 ; S = 0,75 ; V =118 m/phút
Ncg= 8,3< Nđc
Máy làm việc an toàn.
Bước 3: Tiện vát góc 1x450.
*Chiều sâu cắt t: t = 1mm
*Chọn S: Tra bảng (25-1) , trang 29 , sách CĐC GCCK :
S= (0,8 – 1,2) mm/vòng.
Tra TMM máy1K62, sách CĐC GCCK chọn:
St = 0,87 mm/vòng.
*Vận tốc cắt V:
Tra bảng (35 -1), trang 35 , sách CĐC GCCK chọn :
t= 1 ; S= 0,87
V= 255 m/phút.
Tra bảng (36 – 1), trang 36 , sách CĐC GCCK chọn : K= 1
(37 – 1): K= 1
(38 – 1): K= 1
(39 – 1): K = 1
(40 – 1): K= 0,85
V= 255 x 1 x 1 x 1 x 1 x 0,85=217 m/phút.
Tra TMM 1K62 à nt= 800 v/ph.
*Kiểm nghiệm: Tra bảng (52 -1), trang 41 , sách CĐC GCCK ta chọn :
t = 1 ; S = 0,87 ; V =201 m/phút
Ncg= 7< Nđc
