Đang tải... (xem toàn văn)
Cung cấp những kiến thức từ cơ bản đến nâng cao về kỹ thuật sửa chữa oto, máy nổ, giúp ích cho các bạn trong qua trình học tập và làm việc.
Chơng trạng thái kỹ thuật máy 2.1 Khái niệm sửa chữa tháo lắp tháo máy 2.1.1 Khái niệm chế tạo sửa chữa ã Quá trình chế tạo trình sản xuất bao gồm chế tạo chi tiết sau lắp ráp thành phận hay thành máy Để chế tạo chi tiết máy cần qua nhiều công đoạn, nhiều nguyên công Trong trình cần phải tháovà lắp ráp chúng ã Quá trình sửa chữa trình sản xuất Sửa chữa bảo quản, bảo dỡng, sửa chữa h hỏng, phục hồi lại kích thớc nâng cao chất lợng chi tiết, 2.1.2 Khái niệm tháo lắp máy Quá trình tháo lắp máy trình sản xuất phải tuân thủ theo quy định trình tự định Tháo lắp máy có mối quan hệ chặt chẽ với trình chế tạo sửa chữa phục hồi máy chi tiết máy Khi tháo rời tiến hành tháo theo cụm, theo phận từ tháo rời chi tiết Lắp ráp trình ngợc lại trình tháo máy, tức xuất phát từ chi tiết lắp thành cụm hay phận, sau lắp thành máy hoàn chỉnh 2-2 Một số khái niệm trạng thái kỹ thuật máy 2.2.1 Dự trữ kỹ thuật : Là khoảng thời gian bắt đầu làm việc sau sửa chữa thời hạn cho phép 2.2.2 Thời hạn làm việc khoảng thời gian cho phép máy làm việc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, sau thời gian phải tiến hành sửa chữa định kỳ hay phục hồi lại tuỳ theo yêu cầu trình công nghệ 2.2.3 Thời gian đà vận hành - thời gian máy đà làm việc theo yêu cầu kỹ thuật với công suất thiết kế Thời gian đà vận hành đợc đánh giá khối lợng công việc đà làm thông qua tổng thời gian tính theo giê, KWh, 2.2.4 Ti thä : lµ thêi gian mà chi tiết giữ nguyên khả làm việc, đảm bảo đặc trng kỹ thuật cần phải sửa chữa 2.2.5 Độ tin cậy tính ổn định máy tính chất chi tiết máy thực chức nhiệm vụ đà định thời gian làm việc thoả mÃn điều kiện vận hành, bảo quản, sửa chữa vận chuyển a Độ tin cậy: Là tập hợp tính chất phụ thuộc vào chức chi tiết, cụm chi tiết hay máy nh : ã Độ bền, độ bền lâu, ã Vận tốc chuyển động, vận tốc làm việc, ã Mức tiêu thụ lợng (mức tiêu hao nhiên liệu giới hạn cho phép), ã Chất lợng công việc, chất lợng sản phẩm đợc làm ra, b Tính ổn định máy khả làm việc bình thờng, thay đổi so với yêu cầu đà đề 2.2.6 Sự hoàn hảo không hoàn hảo máy + Máy hoàn hảo Là trạng thái máy thoả mản với tất yêu cầu kỹ thuật đề cho phép làm việc liên tục không xảy cố + Máy không hoàn hảo: Thể không hoàn chỉnh, không thoả mản yêu cầu kỹ thuật đà đề Khi máy khả làm việc, có khả sinh cố, a Không hoàn hảo có : ã Không hoàn hảo phËn, tõng chi tiÕt : khuyÕt tËt c¸c chi tiết, liên kết; không đảm bảo độ bền bền cần thiết theo yêu cầu, ã Không hoàn hảo cụm chi tiết : độ lắp lẫn không tốt (lỏng, bị rơ chặt, ) ; tính cứng vững mối liên kết; b Sai lệch lắp ráp ã Không đồng trục, không vuông góc, vênh, nghiêng, không đối xứng, ; ã Sai vị trí; Sai lệch khoảng cách; c Sai lệch hai bề mặt tiếp xúc ã Không đảm bảo ®óng diƯn tÝch tiÕp xóc cÇn thiÕt bé ly hợp ma sát ã Khoảng cách bánh không nh thiết kế làm cho bánh bị mòn không làm cho bề mặt tiếp xúc bị sai lệch, ã Sự tiếp xúc hai bánh không khớp, nghiêng, lệch, ã Không kín, van tiếp xúc không tốt : supáp, van khí, Piston-xylanh, ã Hai bề mặt không song song, không vuông góc, d Sự sai lệch bị lồi bề mặt Nguyên nhân : ã Do bị va đập ã Do tích tụ phần bị mài mòn (côn xe đạp bị bi ép); ã Do tích tụ dầu mở, chất cặn bà bị khô quánh lại (ví dụ vòng bi lâu ngày không bảo quản tốt) ã Do sản phẩm cháy tích tụ lại, bề mạt bị gỉ, Các nguyên nhân làm cho chế độ làm việc bị sai lệch, làm cho trình truyền dẫn nhiệt bị thay đổi; kết qủa hình dạng, kích thớc chi tiết bị thay đổi Hiện tợng làm ảnh hởng đến khả lắp ráp, khả làm việc chi tiết máy máy e Sự biến dạng phá huỷ Khi làm việc nhiều chi tiết chịu tác dụng lâu dài lực (lực ma sát, lực uốn, ) nhiệt độ tăng cao, Kết gây nên biến dạng; làm cho chi tiết bị sai lệchkhi lắp ráp, làm cong trục, vênh, dÃo (cánh tuốc bin) , chí gây sù ph¸ hủ chi tiÕt m¸y : gÉy, vì, rạn, nứt chi tiết (ví dụ : bi, côn xe đạp, ) 2.2.7 Tính sửa chữa Sửa chữa tập hợp nguyên công có khả phục hồi tuổi thọ, phục hồi tính hoàn hảo, phục hồi khả làm việc máy ã Tính sửa chữa thích ứng tính chất vật liệu cho phép phát phòng ngừa nguyên nhân h hỏng cho phép bảo dỡng, sửa chữa máy ã Tính bảo toàn : tính chất không làm thay đổi khả làm việc khả máy chạy hoàn hảo 2.3 Các giai đoạn làm việc máy ã Giai đoạn chạy thử không tải Cho máy chạy trạng thái cha mang tải ã Giai đoạn chạy thử có tải theo mức độ khác : chạy thử non tải, chạy thử đầy tải, chạy thử tải an toàn, ã Giai đoạn công tác với tuổi thọ bình thờng máy làm việc với tải trọng đà định ã Giai đoạn h hỏng cần sửa chữa phục hồi chi tiết máy để phục hồi khả làm việc kéo dài tuổi thọ máy 2.4 Sù h− háng cđa c¸c chi tiÕt m¸y Khi chÕ tạo, lắp ráp, vận hành sửa chữa, xảy h hỏng phần hay toàn chi tiết Thông thờng h hỏng xảy bề mặt làm việc, bề mặt tiếp xúc 2.4.1 Các bề mặt làm việc Bề mặt biên giới pha khác bề mặt ranh giới cđa vËt thĨ víi m«i tr−êng xung quanh Ng−êi ta đa khái niệm bề mặt : ã Bề mặt hình học bề mặt đợc biểu thị vẽ chi tiết Đây bề mặt danh nghĩa mang nhiều tính chất lý tởng ã Bề mặt thực tế hay gọi bề mặt kỹ thuật Khái niệm không hàm ý hình học mà liên quan đến tính chất lớp kim loại dới bề mặt Chất lợng bề mặt đợc đặc trng yếu tố : dạng hình học, chất lợng bề mặt biên giới chất lợng lớp dới bề mặt Các bề mặt kỹ thuật phân loại nh hình 2-1 [14] Bề mặt kỹ thuật Bề mặt chịu tải Chịu tác dụng học Bề mặt không chịu tải Chịu tác dụng hoá lý(môi trờng, Bề mặt không hoạt động Bề mặt tự Bề mặt hoạt động Chịu tác dụng hoá học Bề mặt trang trí Bề mặt tiếp xúc Chịu tác dụng nhiệt Bề mặt lắp ghép Chịu tác dụng cháy Bề mặt chịu tải trọng động ã Bề mặt chịu ma sát ã Bề mặt chuyển động Bề mặt chịu tải trọng chu kỳ Bề mặt trợt Bề mặt chịu tải trọng tĩnh (Bề mặt lắp ghép) Bề mặt chịu tải trọng va đập (không quy luật) Bề mặt lăn Hình 2-1 Sơ đồ phân loại bề mặt kỹ thuật 2.4.2 Nguyên nhân h hỏng đợc phân : H− háng chÕ t¹o, h− háng vËn hành h hỏng chất lợng vật liệu, H hỏng vận hành nguyên nhân chủ yếu gây nên h hỏng máy H hỏng vận hành đợc chia làm nhóm : ã H hỏng mòn ( mòn đều, mòn không sinh ô van độ côn, vết xớc nhỏ vết xây xát Dạng h hỏng có liên quan với ma sát ã H hỏng học ( nứt, thủng, xớc thành rảnh, tróc, gẫy, biến dạng tác dụng học gây nên cong, vênh, xoắn, ã H hỏng hoá nhiệt : ăn mòn, bị rổ, bị biến dạng nhiệt độ, 2.4.3 Phân loại mòn Đặc trng cho trình h hỏng học mài mòn Đặc trung cho tác dụng hoá lý gọi ăn mòn (hay gỉ) Mòn nói chung đợc phân loại thành loại : a- Mòn học (còn có tên gọi mài mòn) dạng mòn tác dụng học Đây dạng h hỏng va chạm, mài mòn tróc dính, phá huỷ bề mặt liên quan đến hao mòn vật liệu Các giai đoạn mài mòn đợc biểu thị nh hình 2-2 Độ mài mòn I II III Hình 2-2 Sơ đồ giai đoạn mài mòn học I - Giai đoạn bắt đầu mài mòn ( Giai đoạn máy bắt đầu làm việc) II - Giai đoạn mài mòn đà bÃo hoà ( Giai đoạn xảy mài mòn máy làm việc bình thờng III - Giai đoạn mài mòn phát triển nhanh ( mài mòn cố, mài mòn đà phát triển đến mức phải loại bỏ chi tiết b - Mòn dới tác dụng môi trờng Mòn dòng chất lỏng, dòng khí hoá chất Mòn dạng chất hoà tan khuyếch tán hay thẩm thấu theo thời gian vào chi tiết máy; tác dụng ho¸ häc, c¸c t¸c dơng cđa ¸p lùc cã chu kỳ không chu kỳ tiếp xúc với chi tiết Các dạng mòn đợc gọi ăn mòn kim loại Dựa theo môi trờng có chất điện ly hay không mà ngời ta chia : ăn mòn hoá học ăn mòn điện hoá c - Dạng thứ dạng kết hợp học ăn mòn vật liệu dới tác dụng môi trờng Dạng mài mòn (mòn học) thờng xuất bề mặt khô tiếp xúc có chuyển động tơng nhau, đặc biệt bề mặt lắp ghép chặt, ma 10 sát lớn, Mòn học xuất có chuyển động kim loại kim loại hay có môi trờng chất phi kim loại chuyển động Trong thực tế ngời ta phân mòn học loại nh sau: a Sự phá huỷ bề mặt tróc dính (tróc loại 1) Do ma sát hình thành mối liên kết cục bộ, gây biến dạng phá hỏng mối liên kết (quá tải cục bộ) Xuất chủ yếu ma sát trợt, tốc độ dịch chuyển nhỏ, thiếu bôi trơn làm áp suất cục tăng giới hạn chảy b- Sự phá huỷ bề mặt tróc nhiệt (tróc loại hay mài mòn nhiệt) Do ma sát nhiệt độ tăng đáng kể hình thành mối liên kết cục bộ, gây biến dạng dẻo phá hỏng mối liên kết (quả tải nhiệt) Dạng xuất chủ yếu chuyển dịch tơng đối lớn áp lực riêng p tăng, cấu trúc kim loại xảy tợng kết tinh lại, ram, cục Tróc loại tuỳ thuộc vào ®é bỊn, tÝnh dÉn nhiƯt, ®é cøng cđa vËt liƯu c Sự phá huỷ mõi Theo [14] dạng mài mòn rổ hay pitting Do tác động ứng suất biến đổi chu kỳ, ứng suất tăng lên lớn giới hạn đàn hồi Hiện tợng xảy mối liên kết ma sát không liên tục, xảy phần của bề mặt tiếp xúc Phá huỷ mõi thờng gặp bề mặt có nứt tế vi, vết lỏm sâu, độ bóng thấp không đồng Dạng mòn thờng xảy có ma sát lăn, bề mặt ổ lăn ổ trợt, bề mặt bánh răng, d Phá huỷ bề mặt xói mòn kim loại (Mòn tác dụng môi trờng dòng chảy) Là phá huỷ bề mặt lực tác dụng va đập lập lại nhiều lần thời gian kéo dài, áp lực lớn dòng chất lỏng, dòng khí, dòng chuyển động bột mài, phóng điện chùm tia lợng chúng làm cho trình mòn ma sát phức tạp thêm e Phá huỷ bề mặt tợng fretting [7] Quá trình fretting đợc đặc trng ã Bởi có mặt chuyển vị nhỏ (bắt đầu có trị số lớn khoảng cách nguyên tử; ã Bởi đặc tính động tải trọng; ã Bởi ô xy hoá không khí làm tạo sản phẩm bị ăn mòn; ã Một số nhà khoa học cho trình fretting tróc gây nên thể rõ chỗ tiếp xúc ã Là tợng phá huỷ bề mặt tróc, gỉ ôxy hoá động, xảy tổng hợp nhiều yếu tố: ma sát, áp lực, độ dịch chuyển bề mặt tiếp xúc nhỏ, điều kiện vận tốc (v) lớn, áp lực cao (p), nhiệt độ (t0) cao Muốn giảm tợng ta cần giảm vận tốc (v), áp lực (p), nhiệt độ (To) f Sự phá huỷ bề mặt ăn mòn kim loại: 11 Ăn mòn phá huỷ kim loại tơng tác hoá học, điện hoá sinh hoá kim loại với môi trờng Quá trình ăn mòn kèm theo ô xy hoá bề mặt kim loại để tạo thành hợp chất hoá học kim loại (oxit, hydroxit, cacbonat, ) g Sự phá huỷ bề mặt ăn mòn điện : Sự phá hỏng bề mặt tác dụng phóng điện có dòng điện qua : cổ góp, chổi than, cấu đóng ngắt điện, 2.5 ăn mòn kim loại [8, 9, 15] 2.5.1 Cấu tạo kim loại ảnh hởng đến trình ăn mòn: Cấu tạo kim loại có ảnh hởng lớn đến trình ăn mòn kim loại điều kiện bình thờng kim loại hợp kim trạng thái rắn, có ánh kim, dẫn nhiệt, dẫn điện, tính công nghệ tốt, Kim loại có cấu tạo mạng tinh thể, nguyên tủ đợc xếp theo thứ tự định Giữa chúng có khoảng cách Các ion nguyên tử kim loại không chuyển động hỗn loạn mà dao động xung quanh vị trí cân Mối liên kết kim loại chất giống mối liên kết cộng hoá trị Nhng có điểm khác điện tử hoá trị kim loại không dùng riêng cho cặp liên kết đứng gần mà dùng chung cho toàn khối kim loại Các điện tử hoá trị sau tách khỏi nguyên tử kim loại chuyển động hỗn loạn, từ quỹ đạo nguyên tử sang quỹ đạo nguyên tử khác tạo thành lớp mây điện tử Mối liên kết đặc biệt gọi liên kết kim loại Tuy nhiên kim loại tồn dạng liên kết cộng hoá trị Hai dạng có khả chuyển hoá cho 2.5.2 Sự ăn mòn kim loại Ăn mòn kim loại tợng tự ăn mòn phá huỷ bề mặt vật liệu kim loại tác dụng hoá học tác dụng điện hoá kim loại với môi trờng bên [6] Khái niệm gỉ kim loại dùng cho ăn mòn sắt hay hợp kim sở sắt với tạo thành sản phẩm ăn mòn chủ yếu gồm hydroxýt bị hydrat hoá Khả phát sinh ăn mòn phụ thuộc nhiều yếu tố vật liệu kim loại, tính chất môi trờng, nhiệt độ, thời gian, áp lực Phân loại ăn mòn a - Dựa theo trình ăn mòn ăn mòn đợc chia : ăn mòn hoá học ăn mòn điện hoá b/ Dựa theo môi trờng Tuỳ theo môi trờng ng−êi ta chia : ¡n mßn khÝ : ôxy, khí sunfuarơ, khí H2S, Ăn mòn không khí : Ăn mòn không khí ớt, ăn mòn không khí ẩm, ăn mòn không khí khô Ăn mòn đất Ăn mòn chÊt láng (kiÒm, axit, muèi, Nh− vËy : Dạng ăn mòn xâm thực chuyển động tiếp xúc bề mặt vật rắn dòng chuyển động chất lỏng, chất khí (ăn mòn 12 hoá học); Dạng ăn mòn tiếp xúc với môi chất nh a xit, bazơ có tác nhân điện gọi ăn mòn điện hoá Kim loại đen: nh thép, gang bị ăn mòn mạnh Thang ăn mòn đợc xếp theo bảng 2-1 b - Phân loại mức độ chịu ăn mòn vật liệu Bảng - Nhóm chịu ăn Chỉ số ăn mòn sâu Thang mòn mm/năm Cực kỳ bền < 0,001 RÊt bÒn 0,001 - 0,005 0,005 - 0,010 BÒn 0,01 - 0,05 0,05 - 0,10 Kh¸ bỊn 0,1 - 0,5 0,5 - 1,0 KÐm bÒn 1,0 - 5,0 - 10 Không bền Lớn 10 10 Đa số kim loại bị ăn mòn (bị rỉ) tiếp xúc với môi trờng , số bị rỉ hạn chế lớp rỉ có khả tự bảo vệ lấy Khả phát sinh ăn mòn phụ thuộc nhiều yếu tố: loại kim loại, tính chất môi trờng, nhiệt độ, thời gian, áp lực Ví dụ: ã Mg: bị gỉ nhanh không khí, nhng không rỉ môi trờng nớc biển ã Al: có khả chống gỉ môi trờng không khí, nhng dễ bị phá huỷ môi trờng kiềm ã Cr: chống gỉ axít vô nhng dễ gỉ axit hữu ( axit axetíc, H2S ) ã Thép Cr - Ni: Có khả chịu đợc môi trờng axit chua • Zn ( kÏm): Chèng gØ tèt m«i tr−êng n−íc lạnh, nhng nhiệt độ lớn 60 độ (T0>600 ) dễ bị gỉ Cấu trúc gỉ khác nhau: gỉ vùng, gỉ bề mặt, gỉ ngầm, gỉ tù bong, gØ v÷ng bỊn [9, 14] b a c d 13 Hình 2-3 Các dạng ăn mòn bề mặt [9] a/ ăn mòn đều, b/ ăn mòn không đều, c/ ăn mòn lựa chọn, d/ ăn mòn tinh thể 2.5.4 Ăn mòn hoá học [8, 9, 14, 15] Do môi trờng mà kim loại tiếp xúc, cã nhiỊu u tè ( n−íc Èm, 02, N2, sulfÝt ) gây phản ứng hoá học hay liên kết hoá học ăn mòn hoá học Là ăn mòn kim loại tác dụng đơn phản ứng hoá học vật liệu kim loại với môi tr−êng xung quanh cã chøa chÊt x©m thùc (O2, S2, Cl2, ) Hay nói cách khác trình ăn mòn hoá học xảy môi trờng khí môi trờng chất không điện ly dạng lỏng (chủ yếu ăn mòn thiết bị, ống dẫn nhiên liệu lỏng lẫn hợp chất sunfua, Các chất không điện ly : Brôm lỏng, lu huỳnh nóng chảy, dung môi hữu nh benzen, nhiên liệu lỏng : dầu hoả, xăng, dầu khoáng Ví dụ : ã Brôm lỏng tác dụng với nhiều kim loại nhiệt độ thờng Đặc biệt phá huỷ mạnh thép bon, Ti Với Ni, yếu với nhôm phá huỷ chậm ã Lu huỳnh nóng chảy : phá huỷ mạnh với Cu, Sn, Pb ; thép bon Ti phá huỷ chậm ã Ăn mòn không khí chủ yếu trình ôxy hoá kim loại nhiệt độ cao [9], [15] Ví dụ: Hiện tợng ôxy hoá thép vµ gang Fe2O3 O2 + Fe ⇒ FeO + O2 Fe3O4 + O2 Hiện tợng bon thép vµ gang : = 3Fe + CO Fe3C + 1/2 O2 = Fe + CO Fe3C + CO2 Fe3C + H2O = Fe + CO + H2 Quá trình bon làm giảm độ cứng, độ chịu mài mòn giảm giới hạn đàn hồi Nhôm (Al) nguyên tố hợp kim tốt dùng để tăng độ bền gang thép nhằm chống lại bon Sau Cr, W, Mn có khả yếu Al Cr có lớp ôxyd chặt, có khả ngăn cản trình xâm nhập môi trờng khí, nguyên tố W, Mn có tác dụng ngăn cản trình khuyếch tán bon bề mặt Hiện tợng bon hydro gọi tợng dßn hydro : Fe3C + H2 = 3Fe + CH4 Phản ứng làm giảm lợng bon tạo khí CH4 làm phá huỷ mối liên kết kim lo¹i = Fe + H2O Fe + H2 Hơi nớc phản ứng thoát làm phá huỷ liên kết kim loại 14 Sự ăn mòn khí hydro đồng thờng xảy nhiệt độ 400 oC (>400oC): => Cu2O Cu + O2 Trong môi trờng hydro đồng ôxyt bị khö : Cu2O + H2 = Cu + H2O Hơi nớc thoát qua đờng biên giới hạt làm phá huỷ mối liên kết kim loại, làm giảm độ bền gây nên vết nứt nhỏ Sự ăn mòn khí sunfuarơ (SO2) đồng : 6Cu + SO2 = Cu2O + Cu2S = NiS + NiO ë nhiƯt ®é cao : Ni + SO2 NiS tạo thành hợp chất Ni - Ni2S2 có nhiệt độ nóng chảy thấp ( khoảng 625 oC) họp chất nằm vùng tinh giới hạt làm phá mối liên kết làm giảm độ bỊn nhiƯt δ (chiỊu dµy rØ) (1) MgO (2)FeO (3) Al2O3, Cr2O3 (4) Au, Ag, Ft t (Thêi gian) H×nh - Khả bị ăn mòn hoá học số chất Các nhóm kim loại khác khả bị ăn mòn hoá học khác (1) Tốc độ ăn mòn hoá học không đổi; chiều dày lớp gỉ tăng tuyến tính theo thời gian (2) Quá trình ăn mòn xảy chậm (3) (4) Quá trình ôxy hoá xảy nhanh nhng tạo nên lớp ôxyt bền vững; tốc độ ôxy hoá hầu nh không tăng theo thời gian 2.5.5 Ăn mòn điện hoá: Là trình xảy kim loại tiếp xúc với môi trờng điện phân tức môi trờng dẫn điện (chú ý ngời ta gọi : dung dịch chất điện ly gọi chất điện giải).Ăn mòn điện hoá ăn mòn phản ứng điện hoá xảy vùng khác bề mặt kim loại Quá trình ăn mòn điện hoá có phát sinh dòng điện tử chuyển động kim loại dòng ion chuyển động dung dịch điện ly theo hớng định từ vùng điện cực đến vùng 15 Hình - 10 Sơ đồ lớp bảo vệ Zn Sn bị ăn mòn ăn mòn điện hoá dạng ăn mòn tơng đối phổ biến đa dạng thiết bị công trình vật dụng có sử dụng kim loại, xuất kim loại tiếp xúc với dung dịch điện ly, tiếp xúc kim loại với mà xảy tiếp xúc với môi trờng, khí quyển, đất, nớc, nớc biển, dòng điện rò, chí cấu trúc kim loại không đồng (tinh giới hạt, thiên tích lệch ) dới tác dụng ứng lực học Trong kỹ thuật, ăn mòn nói chung tợng có hại, cần phải có nhiều biện pháp khắc phục từ hiểu biết nguyên nhân chất gây gỉ nh đà nói Sự tổn thất kim loại ăn mòn hàng ngày, hàng kỹ thuật đời sống vô to lín Ng−êi ta ®· −íc tÝnh r»ng: Cø 1A dòng điện chiều bị rò hàng năm gây tổn thÊt 90 kg Fe , 11 kg Cu, 37 kg Pb Lợng kim loại tổn thất ăn mòn chiếm 10 ữ30% lợng kim loại sản xuất 2.5.6 Biện pháp chống ăn mòn: Xử lý cấu trúc, xử lý môi trờng gây ăn mòn, bảo vệ điện hoá, phun phủ tráng, xử lý amốt - catốt, bảo vệ trớc mắt Sẽ trình bày kỹ chơng bảo vệ kim loại 2.6 Nguyên nhân mài mòn 2.6.1 Nguyên nhân vận hành : ã Thiếu tuân thủ yêu cầu điều kiện kỹ thuật vận hành ã Bôi trơn không đảm bảo, điều kiện bôi trơn không tốt, hạn thay dầu mở, ã Do chất bẩn tích tụ, hay sản phẩm mài mòn lẫn dầu mỡ gây nên ã Lắp ghép không chuẩn nên mối ghép không gây cân bằng, ã Do vận hành máy đà tải; ã Không thờng xuyên kiểm tra bảo dỡng máy, không phát cố hỏng hóc máy, không sửa chữa kịp thời ã Do hỏng hóc vận hành nh : bị va chạm, trình làm việc ã Quá giới hạn thời gian vận hành cho phép mà tiếp tục sử dụng 2.6.2 Nguyên nhân ma sát ã Độ nhám bề mặt tiếp xúc làm việc; ã Bụi môi trờng dính bám vào bề mặt chi tiết nơi tiếp xúc nhau; ã Hạt mài, phần tử kim loại bị mài mòn rơi rớt lại 2.6.3 - Nguyên nhân chế độ tải trọng thay đổi ã Do tải trọng làm việc thay đổi tĩnh ã Do tải trọng làm việc thay đổi động 2.6.4 - Nguyên nhân khác ã Nhiệt độ môi trờng bên nhiệt độ làm việc ã Do nhiệt độ tự sinh ra, làm biến đổi cơ, lý, hoá tính chi tiết; 21 ã Mức độ khí hoá, tự động kiểm tra hiệu chỉnh chế độ làm việc, 2.7 Ví dụ mài mòn số bề mặt điển hình ã ã ã ã ã Mặt phẳng băng máy; Hình trụ trục, piston, séc măng, Cặp trục - lỗ có chuyển động quay tơng đối; Bánh răng, răng, Trục vít me - đai ốc, mối ghép ren; 2.8 Dấu hiệu mài mòn ã Do âm phát gõ vào chi tiết, ( ví dụ kiểm tra bánh xe chi tiết khác xe lửa, ) ã Âm phát máy chạy ( máy chạy êm tốt, máy chạy có phát âm khác thờng cần xem xét ã Độ rung động, dao động máy, độ rơ phận máy; khe hở tăng, xuất sản phẩm bị mài mòn ã Các biểu : nứt, công vênh, hình dạng trục bị biến dạng ã Nhiệt độ tăng không bình thờng, ã Tốc độ dịch chuyển cấu không đều, ã Rò dầu, rò khí, 2.9 Các yếu tố trình mài mòn ảnh hởng chúng đến hao mòn chi tiết [11] Quá trình mài mòn bề mặt xảy phức tạp phụ thuộc nhiều yếu tố theo điều kiện tổ hợp khác điều kiện cụ thể máy Năm đợc yếu tố quy luật mài mòn giúp lựa chọn hợp lý biện pháp ngăn ngừa sửa chữa phục hồi đạt kết tốt Các yếu tố ảnh hởng đến trình mài mòn liệt kê nh sau : áp suất bề mặt ma sát; Độ cứng bề mặt chi tiết; Cấu trúc kim loại nói chung đặc biệt lớp bề mặt; Chất lợng bề mặt chi tiết; Vận tốc chuyển động tơng đối bề mặt so với bề mặt khác; Hình dáng kích thớc khe hở bề mặt tiếp xúc; áp suất : điều kiện bình thờng hao mòn tăng tỷ lệ thuận với áp suất Khi có bôi trơn hao mòn tăng không tuyến tính; áp suất thay đổi làm thay đổi diện tích tiếp xúc bề mặt làm việc, làm thay đổi chiều sâu lớp kim loại bị biến dạng, Độ cứng : Kim loại có độ cứng cao bị mài mòn chậm kim loại mềm nhng không tuân theo quy luật tuyến tính [11] 22 Độ chống mòn i, (g) Độ cứng HB Hình 2-11 Sự phụ thuộc độ chống mài mòn thép bon có ma sát trợt ®é cøng HB CÊu tróc cđa vËt liƯu : ThÐp có cấu trúc nhỏ hạt có độ chịu mài mòn tốt hơn; thép có khả chịu mài mòn cao; Gang xám có khả chống mài mòn, độ chống mài mòn gang nâng cao nitơ hoá lên 2,5 lần so với gang crôm [8] Chất lợng bề mặt ma sát: bao gồm yếu tố độ nhấp nhô, độ bóng, tính chất vật lý, cấu trúc kim loai, tơng tác với môi trờng tiếp xúc, Vận tốc dịch chuyển bề mặt ma sát : Lợng hao mòn phụ thuộc tốc độ dịch chuyển, loại ma sát Khi tốc độ lớn, ma sát khô hao mòn lớn nhng điều kiện ma sát ớt hao mòn nhỏ Chất lợng bôi trơn : hao mòn kim loại phụ thuộc điều kiện làm việc, chất lợng chất bôi trơn, phơng pháp bôi trơn Hình dáng kích thớc khe hở bề mặt ma sát : Các bề mặt làm việc bị phân cách lớp chất bôi trơn Hình dáng khe hở chúng ảnh hởng đến phân bố áp lực tác dụng lên bề mặt gây hao mòn không khe hở không đều, (xem hình 2-12) Trục bị ô van Lớp dầu bôi trơn Hình - 12 Sơ đồ vị trí bề mặt tiếp xúc với lớp chất bôi trơn 2.10 Phơng pháp xác định hao mòn [8] 2.10.1 Xác định hao mòn đo vi chi tiết 23 Để nghiên cứu hao mòn chi tiết ngời ta tháo máy hay cụm máy đo chi tiết nhờ dụng cụ đo vị trí cần xác định hao mòn hay biến dạng Sau thời gian làm việc định ngời ta lại tháo máy đo chi tiết vị trí đà đo Sau nhiều lần lặp lại nh ta vẽ đợc đờng cong hao mòn xác định đặc tính hao mòn chúng Phơng pháp cho phép xác định đặc điểm hao mòn tất hay hàng loạt chi tiết Tuy nhiên phơng pháp có nhợc điểm khó đo điểm, giữ ổn định nhiệt độ áp suất lên đầu đo nên dẫn đến sai số Mối lần tháo lắp máy để đo tăng thêm hao mòn cho chi tiết máy 2.10.2 Xác định hao mòn đo biến dạng Sử dụng dụng cụ đo biến dạng để xác định tình trạng thay đổi bề mặt xác định hao mòn Phơng pháp sử dụng cho chi tiết có hao mòn nhỏ 2.10.3 Xác định hao mòn cân Cân định kỳ chi tiết só sánh với khối lợng chúng trớc làm việc Phơng pháp có nhợc điểm phát vùng bị hao mòn chi tiết đặc điểm hao mòn 2.10.4 Xác định hao mòn theo số lợng kim loại dầu bôi trơn Ngời ta lấy mẫu theo định kỳ mẫu dầu bôi trơn từ hệ thống bôi trơn động hay hộp số, xác định lợng kim loại Phơng pháp xác định cách cụ thể hao mòn chi tiết 2.10.5 Xác định hao mòn chất đồng vị phóng xạ Khi chế tạo ngời ta khoan lỗ cho chất phóng xạ vào đếm phần tử chất đồng vị phóng xạ 2.10.6 Xác định hao mòn vết Ngời ta tạo vết lên bề mặt chi tiết mũi kim cơng hay dao kim cơng Đo định kỳ đờng chéo vết nhờ kính lúp ngời ta xác định đợc kích thớc đặc điểm hao mòn chi tiết 2.11 Độ mòn giới hạn độ mòn cho phép [6, 10, 11] Tuỳ thuộc loại máy, chi tiết yêu cầu kỹ thuật mà có giá trị độ mòn giới hạn theo tiêu khác Có nhóm : độ mòn bình thờng, độ mòn cho phép độ mòn giới hạn Kích thớc đặc trng kỹ thuật khác chi tiết tơng ứng với thiết kế gọi độ mòn bình thờng Kích thớc đặc trung kỹ thuật khác chi tiết cho phép lắp vào máy làm việc bình thờng khoảng lần sửa chữa mà không cần sửa chữa gọi độ mòn cho phép Kích thớc đặc trung kỹ thuật khác chi tiết sử dụng đợc gọi kích thớc hay đặc trng giới hạn Ví dụ độ mòn giới hạn số chi tiết: ã Đờng trợt máy xác cao : < 0,02 - 0,03 mm/1000 mm 24 • Máy xác thờng < 0,10 - 0,20 mm/1000mm ã Giới hạn mòn bánh truyền ®éng ≤ (0,1 - 0,2).m ®ã m lµ modun bánh răng, mm ã Lót trục có vết nứt, bong lớp babit khe hở bôi trơn không phải đúc bac bít lại ã Giới hạn mòn ren vít bàn xe dao, bàn máy, trợt ngang phải 10 % chiều dày ban đầu ren hành trình chế đai ốc 0,25 mm ã Độ mòn cho phép lớn theo chiều dày hộp tốc độ phải 15% chiều dày ban đầu ; cấu khác máy cắt kim loại phải 20 ã Độ mòn giới hạn chiều rộng rÃnh lỗ then hoa phạm vi 0,1 0,2 mm Khi mòn phải thay ã Độ mòn giới hạn chiều rộng rÃnh then trục phải 20% kích thớc ban đầu rÃnh [6] Ví dụ khe hở lắp ráp : Đối với nhóm trục [10] : Khe hở lắp ráp : S trục = 0,0005 d + 0,05 mm Khe hở lắp ráp giới hạn: S giới hạn = 0,001 d + 0,1 mm Độ ellip giới hạn cđa cỉ trơc khủu E gh = S gh - S trôc = 0,0005 d + 0,05 mm Nhãm xy lanh - Piston Khe hở lắp ráp : S Lắp ráp = 0,001 Dxilanh Khe hở lắp ráp giới hạn: S giới hạn = Sxilanh = 0,003 Dxilanh Để xác định giá trị giới hạn ta dựa tiêu sau [11] Chỉ tiêu kinh tế : Là tiêu quan trọng Để đánh giá ta dựa vào dấu hiệu : giảm suất máy, tăng chi phí nguyên nhiên vật liệu, tăng lợng dầu mở bôi trơn, cuối giá thành sản phẩm tăng Chỉ tiêu kỹ thuật : Cho phép giá trị hao mòn giới hạn đánh giá tình trạng chi tiết riêng rẽ sở xác định : độ bền, đặc điểm tải trọng, điều kiện ma sát, ứng suất nhiệt, tính chất bề mặt ma sát, Chỉ tiêu chất lợng : đợc đánh giá dựa theo dấu hiệu thay đổi chất lợng làm việc máy 25 12 Ma sát bôi trơn [7, 24, 25] 2.12.1 Các loại ma sát : Theo đặc tính chuyển động: a Ma sát tĩnh : ma sát vật thể trớc dịch chuyển b Ma sát động : ma sát vật thể chuyển động tơng Ma sát động có dạng sau: ã Ma sát trợt : Ma sát chuyển động vật rắn Khi điểm chi tiết lần lợt tiếp xúc với nhiều điểm chi tiết khác trình chuyển động Vận tốc chúng điểm khác giá trị hớng ã Ma sát lăn : Ma sát chuyển động vật thể rắn Khi điểm chi tiết tiếp xúc với điểm vùng khác chi tiết Trong trờng hợp vận tốc chúng điểm tiếp xúc nhau Trong thực tế ma sát có kèm theo ma sát Ví dụ : ma sát lăn kèm theo ma sát trợt nh ma sát mặt cặp ăn khớp bánh Theo đặc tính bôi trơn : Tuỳ theo tình trạng bề mặt trợt chi tiết bôi trơn phân dạng ma sát [7, 24, 25]: ã Ma sát không bôi trơn ( ma sát khô) : Chỉ xuất bề mặt trợt hoàn toàn chất bôi trơn ( chất lỏng hay chất khí tình trạng thẩm thấu ) Thực tế dạng ma sát khó thực xảy chân không ã Ma sát có bôi trơn : ma sát vật thể mà bề mặt chúng có chất bôi trơn dạng a - Ma sát khô ( chất bôi trơn ) : Các bề mặt làm việc Hình 2-6 a b - Ma sát hạn chế (chất bôi trơn có chỗ cã mét líp máng (< 0,1 µm)) 26 Líp chÊt bôi trơn Hình 2-6b Các bề mặt làm việc c - Ma sát ớt bề mặt ma sát có lớp chất bôi trơn dày bền vững Lớp chất bôi trơn Hình 2-6c H Các bề mặt làm việc ì Hình - Các dạng ma sát [ 24,25 ] 2.12.2 Tác hại ma sát mài mòn Tất loại ma sát dẫn đến mài mòn chi tiết Sự mài mòn đợc định loại ma sát ã Sự mài mòn làm thay đổi tính chất vật lý, hoá, tính vật liệu ã Làm thay đổi hình dạng, kích thớc chi tiết ã Làm giảm độ bền độ tin cậy máy; ã Làm ảnh hởng đến khả làm việc chi tiết máy hay cấu máy 2.12.3 Bôi trơn a - Tác dụng bôi trơn : ã Bôi trơn kỹ thuật có tác dụng, giảm lực ma sát tức giảm tổn thất công nảy sinh chi tiết chịu ma sát; ã Đảm bảo cho máy làm việc tốt, êm, ã Giảm hao mòn, giữ vững nâng cao độ bền ( tuổi thọ cho máy) ã Làm cho máy chạy công suất, sử dụng chức ã Bảo vệ chi tiết khỏi bị han gỉ; ã Bảo đảm tính kín, khít phận ma sát; 27 ã Liên tục làm chi tiết; b - Vật liệu bôi trơn : Yêu cầu chất bôi trơn : ã Thoả mÃn chức bôi trơn giảm ma sát, giảm hao mòn, bảo vệ bề mặt chi tiết, đảm bảo kín khít, ã Không gây cháy nổ; ã Không gây ảnh hởng có hại đến vật liệu; ã Đảm bảo bôi trơn với lợng dầu nhất; ã Không thay đổi tính chất vận chuyển, bảo quản, cung cấp; ã Không tạo cặn bà nguy hiểm có hại; ã ổn định dới tác dụng xạ tác dụng xâm thực môi trờng ; ã Không sinh bọt, không tạo nhũ; c - Phân loại chất bôi trơn : Theo trạng thái vật lý vật liệu bôi trơn chia làm loại : lỏng (dầu bôi trơn), đặc, rắn khí ã Dầu bôi trơn, ã Mỡ bôi trơn ; ã Các chất rắn bôi trơn nh : xà phòng, grafít , bột mi ca, ã Khí d - Dầu bôi trơn có loại : ã Dầu khoáng ( loại đợc dùng nhiều nhất) đợc chế tạo từ sản phẩm dầu mỏ Dầu dùng để bôi trơn làm mát ã Dầu động vật (dầu xơng, dầu cá, ) ã Dầu thực vật (dầu gai, dầu thầu dầu, Dầu động vật dầu thực vật bôi trơn tốt, dễ thực ma sát ớt nhng dễ biến chất giá đắt nên dùng (chi tiết máy T2, P103) Ngời ta chia loại dầu : dầu công nghiệp dùng cho bôi trơn máy, dầu động cơ, dầu máy nÐn, dÇu tua bin, dÇu phanh, dÇu thủ lùc, dÇu bảo quản, dầu biến thế, dầu máy khoan, Ví dụ : Dầu thuỷ lực có chức truyền lợng tới phận công tác đồng thời làm nhiệm vụ bôi trơn, làm mát Đặc tính dầu thuỷ lực là: chịu nén tốt (có thể đến 35MPA), chịu biến thiên nhiệt độ (-60 ữ +50oC), có tính ổn định cao, có tác dụng bôi trơn, chống ăn mòn, độ nhớt Tuy nhiên nhiệt độ To cao ( > 75oC) dầu thuỷ lực dễ bị ôxy hoá, cháy Yêu cầu lợng nớc không đợc >1%, không đợc trơng nở Các ký hiệu dầu thuỷ lực công ty Shell: aershell fluid, Vitrea, Tellus, Donax Liên xô (cũ): AM MPTY 38-1-193-66, AYP, M- 20, M- 30 Một số loại dầu bôi trơn thờng dùng chế tạo máy 28 Tên dầu Dầu công nghiệp nhẹ Dầu vaz ơlin Dầu phân ly Dầu công nghiệp trung bình: Dầu CN 12 Dầu CN 20 Dầu CN 30 Dầu CN 45 Độ nhớt động ν ë 50oC (cSt) 4-5,1 6,1 - 10,0 10-14 17-23 27 - 33 38 - 52 Bảng 2-3 Độ nhớt Tên dầu động 50oC Dầu tua bin Dầu tua bin 22 DÇu tua bin 30 DÇu tua bin 57 Dầu công nghiệp Dầu xilanh 11 Dầu dùng cho máy ép Dầu dùng cho máy cán H-28 20 - 23 28 - 32 55 - 59 9-13 > 10 26 - 30 DÇu CN 50 42 - 58 Phạm vi sử dụng : ã Dầu công nghiệp 12 dùng V