Qui trình công nghệ chế tạo bánh xe chủ động của cần trục chân đế 7,5 Tấn và 10 Tấn

QUI TRÌNH COÂNG NGHEÄ CHEÁ TAÏO BAÙNH XE CHUÛ ÑOÄNG CUÛA CAÀN TRUÏC CHAÂN ÑEÁ I. Chöùc naêng vaø ñieàu kieän laøm vieäc cuûa chi tieát : Baùnh xe laøm vieäc trong ñieàu kieän khaéc nghieät , heä thoáng baùnh xe chòu toaøn boä taûi troïng cuûa caàn truïc vaø troïng löôïng vaät naâng. Quaù trình xe chuyeån ñoäng treân ñöôøng ray , taûi troïng taùc ñoäng thay ñoåi lieân tuïc vaønh baùnh xe chiïu taùc ñoäng cuûa moment uoán, moment xoaén phöùc taïp , vieäc thay ñoåi lieân tuïc caùc moment seõ taïo öùng suaát taäp trung cuïc boä taïi vaønh baùnh xe vaø caùc ngoãng truïc seõ taïo caùc veát nöùt , gaây hö hoûng . + Beà maët tieáp xuùc giöõa baùnh xe vaø ray laøm vieäc trong ñieàu kieän thieáu boâi trôn, ma saùt lôùn, gaây moøn nhanh vaø xuaát hieän nhieät lôùn, laøm aûnh höôûng ñeán tuoåi beàn cuûa baùnh xe. + Dao ñoäng xuaát hieän trong trong quaù trình caàn truïc chuyeån ñoäng vaø treân baùnh cuõng xuaát hieän dao ñoäng noäi boä phaân töû quaù trình naøy gaây bieán daïng cong veânh baùnh, ta coù theå khöû öùng suaát noäi phaân töû baèng caùnh taïo caùc loã treân vaønh mayô ñeå öùng suaát trieät tieâu taïi taâm caùc loã . Tuy nhieân vieäc taïo loã treân vaønh mayô phaûi taêng kích thöôùc chieàu daøy cuûa vaønh mayô taêng leân ñoàng nghóa vôùi kích thöôùc toång theå cuûa caàn truïc taêng theâm. Neáu ta thay ñoåi keát caáu maët caét, gia taêng kích thöôùc vaønh gaàn ngoãng truïc seõ phuø hôïp hôn veà maët boá trí vaät lieäu, cuõng nhö taûi troïng ôû oå ñôõ khieán truïc kích thöôùc cuõng taêng daàn veà vò trí vaønh. Vieäc naøy seõ taêng ñoä cöùng vöõng cho baùnh xe. Qua quaù trình phaân tích ñieàu kieän vaø keát caáu laøm vieäc cuûa chi tieát ,chuùng ta coù theå ruùt ra boá trí toång theå hình daùng cuûa chi tieát nhö HV sau: II.Daïng Saûn Xuaát: Soá löôïng saûn phaåm aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán daïng saûn xuaát, noù phuï thuoäc vaøo möùc caàu cuûa thò tröôøng, saûn löôïng cung caáp cuûa nhieàu nhaø saûn xuaát cuøng saûn xuaát moät loaïi maët haøng, cuï theå phuï thuoäc vaøo hôïp ñoàng saûn xuaát giöõa nhaø cheá taïo vaø nhaø phaân phoái saûn phaåm . Phuï thuoäc vaøo möùc ñoä saûn xuaát maø ngöôøi ta chia daïng saûn xuaát ra laøm 3 loaïi : + Saûn xuaát haøng khoái lôùn + Saûn xuaát haøng loaït vöøa + Saûn xuaát ñôn chieác Ñeå xaùc ñònh ñöôïc möùc ñoä saûn xuaát ngöôøi ta döïa vaøo hai yeáu toá sau: + Saûn löôïng haøng naêm ñöôïc tính theo coâng thöùc sau : N = N1* m [ 1+ (b+a)/100] Trong ñoù + N1:soásaûn phaåm ñöôïc sx trong 1naêm + m : soá chi tieát trong moät saûn phaåm + b : soá chi tieát ñöôïc cheá taïo theâm + a : soá saûn phaåm hö hoûng N=18.1[1+(5%+5%)/100]=18 Troïng löôïng cuûa chi tieá xaùc ñònh baèng heä thöùc sau : Trong ñoù : + Q : troïng löôïng sp + V : theå tích cuûa saûn phaåm Saûn löôïng haøng naêm saûn xuaát theo yeâu caàu N1 = 18 chi tieát /naêm Troïng löôïng saûn phaåm tính theo baûn veõ cheá taïo M = 75,5 KG Caân ñoái giöõa soá löôïng va troïng löôïng chi tieát ñöôïc cheá taïo trong naêm, saûn xuaát ôû daïng ñôn chieác. III. Cheá taïo phoâi : III.1 Vaät lieäu cheá taïo phoâi : Döïa vaøo ñieàu kieän taûi troïng ,söùc beàn & tính kinh teá cho thaáy .Vaät lieäu cheá taïo, phaûi coù tính keùo , neùn toáùt . taïi caùc beà maët laøm vieäc phaûi coù ñoä cöùng lôùn (300 HB ¸ 350 HB), ñoàng thôøi phaûi chòu ñöôïc ñoä beàn ma saùt tröôïc lôùn tính oån ñònh nhieät cao. Taïi loõi ñoä cöùng giaûm daàn. Tröôùc caùc yeâu caàu veà vaät lieäu cheá taïo phoâi cho thaáy neáu söû duïng vaät lieäu gang ñeå cheá taïo seõ khoâng ñaït caùc yeâu caàu kyõ thuaät treân, söû duïng hôïp kim loaïi toát seõ ñaït yeâu caàu kyõ thuaät. Tuy nhieân giaù thaønh hôïp kim hieân nay khaù ñaét khoâng phuø hôïp tính kinh teá vaø nhaát laø ñieàu kieän coâng ngheä chuùng ta hieän nay chöa ñuû söùc cheá taïo phoâi baèng hôïp kim maøu. Neáu söû duïng theùp cacbon , chaát löôïng toát ñeå cheá taïo phoâi, sau gia coâng nhieät luyeän beà maët ñeå ñaït yeâu caàu kyõ thuaät, laø coù theå ñöôïc Veà maët kinh teá theùp cacbon giaù thaønh töông ñoái reû, coâng ngheä nhieät luyeän chuùng ta coù theå laøm ñöôïc , phuø hôïp ñöôïc veà maët giaù caû saûn phaåm. Tra cöùu caùc taøi lieäu kæ thuaät nhieät luyeän vaø soá lieäu kó thuaät laøm vieäc cuûa maùc theùp : 45XH laø phuø hôïp vôùi yeâu caàu kó thuaät Caùc thoâng soá cuûa maùc theùp 45XH: d =70 KG/mm 2 E = 225800 KG/mmM2 D = (300 ¸350) 0 C %C =0.35 III.2 Phöông phaùp cheá taïo phoâi : Phöông phaùp cheá taïo phoâi aûnh höôûng tröïc tieáp tôùi giaù thaønh saûn phaåm chi tieát tuyø thuoäc vaøo daïng saûn xuaát, möùc ñoä chính xaùc maø ta choïn caùch cheá taïo phoâi cho phuø hôïp vôùi yeâu caàu saûn xuaát Moät soá phöông phaùp taïo phoâi thoâng duïng : * Ñuùc : taïo ñöôïc phoâi coù hình daùng phöùc taïp , ñoä chính xaùc töông ñoái cao , taïo ñöôïc phoâi coù troïng löôïng lôùn trang bò ñaàu tö thaáp. Tuy nhieân ñuùc cuõng coù moät soá nhöôïc ñieåm lôùn phaàn phoâi lieäu thöøa do pheãu roùt vaø ñaäu roùt, hay taïo boï khí, gaây öùng xuaát taäp trung khoâng coù lôïi trong quaù trình söû duïng. * Reøn khuoân (daäp theå tích) : taïo phoâi coù daïng phöùc taïp, ñoä chính xaùc cao ñaït ñöôïc cô tính toát traùnh ñöôïc caùc roãmoït, tính ñoàng nhaát kim loaïi cao. Tuy nhieân giaù thaønh kinh teá cheá taïo phoâi cao, khoâng taïo ñöôïc phoâi coù troïng löôïng lôùn, toán thôøi gian gia nhieät * Caùn : naêng suaát caùn raát cao cô tính toát, giaù thaønh treân moät ñôn vò saûn phaåm thaáp nhôø vaøo naêng xuaát cao.Tuy nhieân saûn phaåm caùn coù troïng löôïng lôùn caàn phaûi gia nhieät ñeå giaûm aùp löïc caùn taêng tuoåi thoï cho baùnh caùn vaø maùy caùn, bieán daïng deûo treân beà maët kim loaïi taïo lôùp cöùng treân beà maët ñieàu ñoù khoâng coù lôïi cho moät soá saûn phaåm. * Ngoaøi caùc phöông phaùp noùi treân coøn raát nhieàu phöông phaùp taïo phoâi khaùc. Tuyø thuoäc vaøo ñieàu kieän caàn, tình hình saûn xuaát maø ngöôøi cheá taïo choïn phöông phaùp taïo phoâi cho hieäu quaû vôùi ñieàu kieän saûn xuaát . * So saùnh caùch taïo phoâi : Phöông aùn 1: Taïo phoâi baèng phöông phaùp reøn khuoân naêng xuaát cao cô tính toát , ôû vò trí raõnh baùnh xe, nôi tieáp xuùc giöõa baùnh xe vaø ray seõ laøm lieàn thaønh khoái ñeå phuø hôïp vôùi ñieàu kieän coâng ngheä vaø tuoåi beàn cuûa khuoân sau ñoù seõ gia coâng sau , ôû vaønh maët ñaàu seõ laøm nghieâng ñi moät goùc 3 ¸ 50 ñeå taïo ñieàu kieän thoaùt khuoân toát. Quaù trình reøn seõ taïo loã Æ 100 mm nhöng khoâng thoâng suoát, ñeå traùnh aùp löïc khuoân reøn taäp trung öùng xuaát deã gaây nöùt khuoân. Nhôø naêng suaát cao neân giaù thaønh treân moät ñôn vò saûn phaåm thaáp nhöng phaûi saûn xuaát ôû soá löôïng lôùn thì chi phí giaù thaønh cho ñaàu tö khuoân cuõng nhö maùy moùc, trang thieát bò môùi hieäu quûa vaø phuø hôïp vôùi ñieàu kieän kinh teá. Phöông aùn 2: Taïo phoâi baèng phöông phaùp ñuùc maãu goã, khuoân caùt, loõi caùt thuaän lôïi cho vieäc taïo phoâi coù troïng löôïng lôùn giaù thaønh cheá taïo maãu thaáp ít toán keùm, thôøi gian cheá taïo nhanh . Tuy nhieân pheá phaåm lôùn khaû naêng chính xaùc thaáp , löôïng dö gia coâng lôùn vaø tính ñoàng nhaát kim loaïi khoâng cao, phaàn lôùn haït kim loaïi nhoû taäp trung phía ngoaøi do nguoäi nhanh. Haït kim loaïi lôùn naèm trong do nhieät phía trong thoaùt chaäm neân toå chöùc haït khoâng toát. Quaù trình ñuùc chi tieát seû ñuùc lieàn nôi raõnh tieáp xuùc vôùi ray vaø taïo goùc nghieâng 3 ¸ 50 ñeå phuø hôïp vôùi ñieàu kieän coâng ngheä, sua ñoù seõ gia coâng sau. Vì naêng suaát khoâng cao neân giaù thaønh taïo phoâi treân moät ñôn vò saûn phaåm cao . tuy nhieân phí ñaàu tö ban ñaàu thaáp khoâng caàn nhieàu caùc thieát bò maùy moùc cuõng nhö qui trình coâng ngheä phöùc taïp phuø hôïp cho cheá taïo saûn phaåm lôùn hoaëc saûn xuaát ñôn chieác * Nhaän xeùt : + ÔÛ phöông aùn moät phöông phaùp taïo phoâi hieäu quaû , cho naêng xuaát vaø chaát löïông cao tuy nhieân phí ñaàu tö lôùn neân khoâng phuø hôïp cho saûn xuaát ñôn chieác + Phöông aùn 2 tuy keùm hieäu quaû hôn veà maët naêng suaát nhöng chi phí ñaàu tö thaáp xeùt veà hieäu quaû kinh teá phöông aùn hai ñaït hieäu quaû cao hôn phöông aùn moät. Vì vaäy ta choïn phöông aùn hai ñeå cheá taïo phoâi. Töø chi tieát caàn saûn xuaát laø baùnh xe ta choïn phoâi hình hoäp nhö hình veõ +Tröôùc khi gia coâng phaûi ñaùnh saïch phoâi IV. Thieát keá nguyeân coâng : + Ñaùnh soá vò trí gia coâng Thieát keá caùc nguyeân coâng: Nguyeân coâng 1:choïn maët 3 laøm chuaån thoâ ñeå gia coâng caùc maët 1,2,4. Nguyeân coâng 2: choïn maët 4 laøm chuaån tinh ñeå gia coâng caùc maët 3,3’ Nguyeân coâng 3:choïn maët 4 laøm chuaån tinh ñeå gia coâng maët 5 1 Nguyeân coâng 1: Böôùc 1 : Tieän thoâ maët 1 Böôùc 2 : Tieän thoâ+tieän tinh maët 4 Böôùc 3: Tieän thoâ maët 2. Keïp chaët : maâm caëp 3 chaáu Tieän thoâ : Dao tieän :T15K6 t= 3 mm S= 1,35 mm/voøng n=38 v/ph V= 92 m/ph tgc= 14,5 ph Maùy tieän : 1295 Ñöôøng kính gia coâng lôùn nhaát : 640 Chieàu daøi gia coâng : 350 Soá truïc chính : 6 Giôùi haïn soá voøng quay/phuùt : 19-269 Soá caáp toác ñoä : 24 Coâng suaát ñoäng cô : < 55 Kw Tieän tinh : Dao tieän :T15K6 t= 0,5 mm S= 0,2 mm/voøng n=110 v/ph V= 265 m/ph tgc= 27,86 ph Maùy tieän : 1259 2 Nguyeân coâng 2 : Duøng maët 4 laøm chuaån tinh + tieän thoâ maët 3 +tieän thoâ maët 3’ +tieän tinh maët 3 +tieän tinh maët 3’ - Dao tieän loã tieâu chuaån gaùn maõnh hôïp kim cöùng BK6 : Goùc nghieâng tröôùc cuûa dao ( = 900) - Chieàu saâu caét Böôùc thoâ t = 2 mm Böôùc tinh t = 0.3 mm - Soá voøng quay : n thoâ =75,22 v/ph ntinh = 201,6 v/ph - Löôïng tieán dao Sthoâ = 0.2 mm/ v Stinh = 0.05 mm/v - Vaän toác caét : Vthoâ =167,8 m/ph Vtinh =449,8 m/ph - Thôøi gían gia coâng : thoâ T=14,25 ph tinh T=20,8 ph .3 Nguyeân coâng 3 : Duøng maët 4 laøm chuaån tinh ñeå khoan loã 5 Duøng maùy khoan caàn 2E52 vôùi caùc thoâng soá KT: Ñöôøng kính gia coâng lôùn nhaát:25(mm) Khoaûng caùch töø truïc chính tôùi baøn maùy:900(mm) Soá caáp toác ñoä:8 Gioíi haïn voøng quay:56-1400(v/ph) Soá caáp toác ñoä chaïy dao:3 Coâng suaát ñoäng cô:2,2KW. V.Tính löôïng dö gia coâng: Chaát löôïng beà maët phoâi : (baûng 10.[7]) Phoâi ñuùc : caáp chính xaùc 7-9 ; Rz =250 m ; Ti =350 m Caùc thoâng soá ñaït ñöôïc sau khi gia coâng beà maët : (baûng 12.[7]) Gia coâng thoâ: caáp chính xaùc 3-4 ; Rz =50 m ; Ti =50 m Gia coâng tinh : caáp chính xaùc 4-5 ; Rz =20 m ; Ti =30 m Sai leäch vò trí khoâng gian : k = 0,7 mm : ñöôøng cong giôùi haïn treân 1mm chieàu daøi (phoâi ñuùc) c = k = 0,7 mm Sai soá keïp chaët : k= 160 m (baûng 21 [7] ) c = 60 m Sai soá keïp chaët coøn laïi ôû nguyeân coâng tinh : gd2 = 0,05. gd =0,05.170,88 =8,54 m Löôïng dö nhoû nhaát cuûa tieän thoâ : 2Zmin = 2.( Rz + Ti + ) = = 2( 250 + 350 +) =2.1374,4 m Löôïng dö nhoû nhaát cuûa tieän tinh : 2.Zmin = 2( 50 +) =2.88,6 m Löôïng dö lôùn nhaát : 2Zmax = 2Zmin + TD = 2.1374 + (170-50) = 2868 m TD : hieäu dung sai cuûa böôùc saùt tröôùc vaø böôùc hoaøn thaønh VI. Tính vaø tra cheá ñoä caét : Tính cho caùc nguyeân coâng tieän bao goàm tieän sô boä vaø tieän tinh. Coâng vieäc ñöôïc thöïc hieän treân maùy 1295, coâng suaát ñoäng cô N= 50 Kw * Tieän thoâ : Chieàu saâu caét : t = 2÷ 8 mm Choïn t = 3 mm Löôïng chaïy ñao : S (mm/voøng) S =1,1 ÷ 1,5 mm/voøng (tra baûng 25.1[6] ) Choïn S = 1,35 mm/voøng Toác ñoä caét : v (m/ph) Xaùc ñònh theo coâng thöùc : Trong ñoù : T =30÷60 phuùt : trò soá trung bình cuûa tuoåi beàn, laáy T =45 ph CV =292 : heä soá ñieàu chænh xV=0,15 yV=0,3 m=0,18 ( Tra baûng 1-1 [6] ) : heä soá phuï thuoäc vaät lieäu gia coâng (baûng 2-1 [6] ) = 600 N/mm2. kn = 1 nv = -1 knv = 1 (do khoâng coù voû cöùng baûng 7-1 [6] ) kuv=1 ( theùp ñuùc baûng 8-1 [6] ) suy ra : kv = kmv.knv.kuv = 0,72.1.1 = 0,72 Soá voøng quay truïc chính : nm =(19 ÷ 269) v/ph (laáy nm = 38 v/ph) Löïc caét P (N) : chia 3 thaønh phaàn theo toïa ñoä cuûa maùy -löïc caét theo höôùng tieáp tuyeán : Pz -löïc caét theo höôùng kính : Py -löïc caét theo höôùng truïc : Px Pxyz=Cp.tx.Sy.vn.Kp = Pz=Cp.tXpz.SYpz.vnz.Kpz =300.31.1,350,75.84-0,15 = 515,7 (KG) Coâng suaát caét : Nc (Kw) Nc < Nm.=50.0,8 =40 vaäy thoûa veà coâng suaát. * Tieän tinh : Chieàu saâu caét : t = 0,5 mm (t = löôïng dö gia coâng Zb) Löôïng chaïy ñao : S (mm/voøng) Choïn S = 0,2 mm/voøng Toác ñoä caét : v (m/ph) Xaùc ñònh theo coâng thöùc : Trong ñoù : T =30 ÷ 60 phuùt : trò soá trung bình cuûa tuoåi beàn, laáy T =45 ph CV =292 : heä soá ñieàu chænh xV=0,15 yV=0,3 m=0,18 ( Tra baûng 1-1 [6] ) : heä soá phuï thuoäc vaät lieäu gia coâng (baûng 2-1 [6] ) b = 600 N/mm2. kn = 1 nv = -1 knv = 1 (do khoâng coù voû cöùng baûng 7-1 [6] ) kuv=1 ( theùp ñuùc baûng 8-1 [6] ) suy ra : kv = kmv.knv.kuv = 0,72.1.1 = 0,72 Soá voøng quay trong moät phuùt : nm =(19 ÷ 269) v/ph (laáy nm = 110 v/ph) Löïc caét P (N) : chia 3 thaønh phaàn theo toïa ñoä cuûa maùy Pxyz=Cp.tx.Sy.vn.Kp = Tra baûng 11-1 [6] ta coù caùc thoâng soá : Cpz, Xpz, Ypz, nz, Kpz Pz=Cp.tXpz.SYpz.vnz.Kpz =300.(0,5)1.(0,2)0,75.110-0,15 = 22,16 (KG) Coâng suaát caét : Nc (Kw) Nc < Nm. =50.0,8 =40 vaäy thoûa veà coâng suaát. *Tieän loã: Maùy tieän nhö treân Ñònh vò vaø keïp chaët khoâng thay ñoåi Dao tieän loå tieâu chuaån gaén maûnh hôïp kim cöùng Thoâng soá dao Maûnh hôïp kim cöùng BK6 = 900 Tieän thoâ : Tính vaän toác caét Choïn chieàu saâu caét t = 2 mm V= (CV x KV / Tm x tx x Sy ) = 324 x 0.72 / 500.2 x 2 0.2 x 0.2 0.4 = 167,8 m/ p Caùc thoâng soá tra baûng : Cv = 324 Kv = K1 x K2 x K3 x K4 x K5 x K6 = 0,72 T = 30 ÷ 60 m = 0.2 t = 2 x = 0.2 y = 0.4 S = 0.2 Soá voøng quay n = 167,8 x 1000 / 3.14 x 710 = 75,22 v/ ph Tieän tinh : Tính vaän toác caét Choïn chieàu saâu caét t =0.3 mm V= (CV x KV / Tm x tx x Sy ) = 324 x 0.72 / 500.2 x (0.3) 0.2 x 0.05 0.4 = 449,8 m/ p Caùc thoâng soá tra baûng töông töï nhö treân. Soá voøng quay n = 449,8 x 1000 / 3.14 x 710 = 201,6 v/ ph * khoan loã döôøng kính 25(mm) Chieàu saâu caét: t=D/2=25/2=12,5(mm) Löôïng chaïy daoSt: Toác ñoä caét: Soá voøng quay truïc chính: Choïn n=1300 v/ph do ñoù Vt=30,5m/ph VII. Thôøi gian gia coâng : VII.1 Nguyeân coâng 1vaø 2 : Tieän tinh : a. Beà maët beân : L2=(1 ÷3) mm = 2 (mm) b. Beà maët laøm vieäc : L2=(1 ÷ 3) mm = 2 (mm) Tieän thoâ : a. Beà maët beân : L2=(1 ÷ 3) mm = 2 (mm) b. Beà maët laøm vieäc : L2 = 2 mm VII.2 Nguyeân coâng 3 : Tieän thoâ L=180 mm ; L1=0 ; L2 = 2÷5 Tieän tinh *Thôøi gian gia coâng toång coäng : Ttc =To + Tp + Tpv + Ttn = T0 : thôøi gan cô baûn Tp : thôøi gian phuï ; Tp = 10%.T0 Tpv : thôøi gian phuï vieäc ; Tpv = 3%.T0 Ttn : thôøi gian nghæ ngôi töï nhieân cuûa coâng nhaân. ; Ttn = 5%.T0 Nguyeân coâng 1: T0 = 14,5+27,8=42,3 (ph) Ttc = 42,3+4,2+1,2+2,1 = 49,8 (ph) Nguyeân coâng 2 : T0 = 8,3+4,8= 13,1 (ph) Ttc = 13,1+1,3+0,39+0,65 = 15,4 (ph) Nguyeân coâng 3 : T0 = 12,09+18,05= 30,14 (ph) Ttc = 30,14+0,9+1,5+3,014 = 35,5 (ph)