Luận văn: Nghiên cứu mòn đường dẫn hướng máy tiện T616 tại CĐCN Sao Đỏ

Luận văn thạc sĩ phân tích mòn đường dẫn hướng máy tiện T616 trong dạy nghề, trình bày phương pháp đo, kết quả và xử lý số liệu thực nghiệm.

• Tác giả: Nguyễn Phú Nam
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Văn Hùng
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Mòn Đường Dẫn Hướng Máy Tiện T616 Sử Dụng Trong Dạy Nghề Tại Trường Cao Đẳng Công Nghiệp Sao Đỏ
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Mòn Đường Dẫn Hướng Máy Tiện T616

Mòn đường dẫn hướng máy tiện T616 là một hiện tượng phức tạp trong quá trình gia công cơ khí, đặc biệt quan trọng trong các cơ sở dạy nghề công nghệ cơ khí. Máy tiện T616 là một thiết bị gia công phổ biến, và việc hiểu rõ cơ chế mòn của các bề mặt tiếp xúc là cần thiết để duy trì hiệu suất và độ chính xác của máy. Nghiên cứu mòn giúp xác định thời gian bảo dưỡng, thay thế linh kiện và cải thiện tuổi thọ máy. Sự mòn xảy ra do ma sát ngoài giữa các bề mặt tiếp xúc của đường dẫn hướng, được ảnh hưởng bởi tải trọng, tốc độ gia công và điều kiện bôi trơn. Việc dạy lý thuyết và thực hành về hiện tượng này giúp học viên nắm vững kỹ năng bảo trì máy tiện chuyên nghiệp.

1.1. Định Nghĩa Ma Sát Ngoài Và Mòn

Ma sát ngoài là hiện tượng phức tạp xảy ra khi có chuyển động tương đối giữa các vật rắn. Lực ma sát cản trở dịch chuyển và sinh ra tại các vết tiếp xúc thực. Mòn là quá trình mất dần vật liệu từ bề mặt do tác động cơ học và hóa học. Trong đường dẫn hướng máy tiện T616, hiện tượng này gây ra sự thay đổi kích thước và hình học của các bề mặt, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác gia công.

1.2. Tầm Quan Trọng Trong Dạy Nghề

Việc nghiên cứu mòn đường dẫn hướng trong các trường cao đẳng công nghiệp cung cấp kiến thức thực tiễn cho học viên. Hiểu biết về cơ chế mòn giúp kỹ thuật viên dự báo tuổi thọ máy, lập kế hoạch bảo dưỡng hiệu quả và giảm chi phí sản xuất. Đây là nền tảng quan trọng cho đào tạo chuyên nghiệp trong ngành công nghệ cơ khí.

II. Lý Thuyết Ma Sát Và Các Khái Niệm Cơ Bản

Lý thuyết ma sát mòn là nền tảng để hiểu rõ quá trình hao mòn của đường dẫn hướng máy tiện T616. Ma sát phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tính chất cơ lý của lớp bề mặt, áp lực tiếp xúc, tốc độ tương đối và điều kiện bôi trơn. Lớp bề mặt của vật liệu có cấu trúc biến dạng, chứa các màng ô xít mỏng và lớp hấp thụ, tạo nên tính phức tạp của hiện tượng ma sát. Lực ma sát ngoài không ổn định và phụ thuộc vào quãng đường di chuyển. Phân biệt được ma sát tĩnh (trước khi chuyển động) và ma sát động (trong quá trình chuyển động) là cần thiết. Việc sử dụng chất bôi trơn giúp giảm tương tác ma sát và kéo dài tuổi thọ các khớp. Trong điều kiện bôi trơn khác nhau, mòn diễn ra với tốc độ khác nhau.

2.1. Phân Loại Ma Sát Và Đặc Trưng

Ma sát được phân thành ba loại chính: ma sát không bôi trơn, ma sát giới hạn và ma sát chất lỏng. Trong ma sát chất lỏng, các bề mặt được tách biệt bởi lớp chất bôi trơn, giảm mòn đáng kể. Lực ma sát có hướng ngược chiều chuyển động và phụ thuộc vào áp lực bình thường và hệ số ma sát. Đối với máy tiện T616, điều kiện bôi trơn ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ mòn của đường dẫn hướng.

2.2. Quá Trình Phá Huỷ Và Hình Thành Mòn

Quá trình mòn bắt đầu từ sự tương tác giữa các đỉnh vi mô trên bề mặt. Khi áp lực tăng, các vị trí này biến dạng và tạo ra tích lũy ứng suất, dẫn đến phá huỷ cấu trúc vật liệu. Mòn cập ma sát là dạng mòn phổ biến, xảy ra do các hạt vật liệu tách rời và gây tổn hại thêm. Việc dự báo mòn cần dựa trên điều kiện tiếp xúc và tính mòn khớp ma sát cụ thể.

III. Đặc Điểm Cấu Tạo Và Hoạt Động Máy Tiện T616

Máy tiện T616 là một loại máy tiện thường dùng trong các trường dạy nghề, được thiết kế để gia công các chi tiết cơ khí với độ chính xác cao. Máy gồm các bộ phận chính như: trục chính, phanh đỡ, đầu đục và hệ thống đường dẫn hướng. Đường dẫn hướng là các mặt tiếp xúc giữa các bộ phận động học, chịu tải trọng lớn và quay vòng liên tục trong quá trình gia công. Mòn đường dẫn hướng xảy ra trên ba mặt chính (mặt 4, 5, 6), mỗi mặt chịu lực khác nhau và có tốc độ mòn khác nhau. Việc đo đạc và phân tích phân bố mòn trên các mặt này giúp xác định điểm yếu của máy và lên kế hoạch bảo dưỡng phù hợp. Độ chính xác của máy tiện T616 phụ thuộc trực tiếp vào tình trạng của đường dẫn hướng.

3.1. Công Dụng Và Cấu Tạo Cơ Bản

Máy tiện T616 được dùng để gia công các chi tiết hình trụ, khe và các bề mặt phức tạp khác. Cấu tạo gồm giường máy (nền tảng), trục chính (quay), suport dao (giữ dao cắt) và hệ thống truyền động. Đường dẫn hướng là mặt tiếp xúc được bôi trơn để giảm ma sát. Sự bảo dưỡng định kỳ của đường dẫn hướng đảm bảo độ chính xác gia công.

3.2. Mòn Đường Dẫn Hướng Do Sử Dụng

Mòn do sử dụng tích lũy qua thời gian hoạt động của máy. Các mặt 4, 5, 6 của đường dẫn hướng chịu phân bố mòn không đều. Mòn trung bình được tính bằng cách đo tại nhiều điểm và lấy giá trị trung bình. Tốc độ mòn phụ thuộc vào điều kiện gia công, chất lượng bôi trơn và khả năng chịu tải của vật liệu.

IV. Phương Pháp Đo Lường Và Xử Lý Dữ Liệu Mòn

Phương pháp đo mòn của đường dẫn hướng máy tiện T616 đòi hỏi sử dụng các dụng cụ đo đạc chính xác cao như panme, thước cặp điện tử hoặc thiết bị đo kỹ thuật số. Quá trình đo được thực hiện tại nhiều vị trí trên các bề mặt tiếp xúc (mặt 4, 5, 6) để có được phân bố mòn toàn diện. Dữ liệu đo sau đó được xử lý thống kê để tính mòn trung bình và mòn giới hạn tối đa. Việc vẽ đường cong phân bố mòn giúp trực quan hóa tình trạng mòn và xác định các khu vực chịu mòn nặng nhất. Phương pháp tính mòn khớp ma sát theo điều kiện biến dạng tiếp xúc cung cấp cơ sở khoa học để dự báo mòn trong tương lai. Các kết quả này là cơ sở quan trọng cho đề xuất thời gian bảo dưỡng và thay thế linh kiện máy tiện.

4.1. Phương Pháp Đo Mòn Chi Tiết

Đo mòn được thực hiện bằng cách so sánh kích thước hiện tại với kích thước ban đầu tại các vị trí cố định. Các bảng đo mòn (bảng 3.1 đến 3.8) ghi lại dữ liệu chi tiết từ các máy tiện T616 khác nhau. Mòn mặt 4, 5, 6 được đo riêng biệt với độ chính xác cao. Giá trị mòn được tính bằng hiệu giữa đường kính hoặc kích thước ban đầu và hiện tại, thường được biểu diễn bằng milimét.

4.2. Xử Lý Số Liệu Và Dự Báo Mòn

Xử lý số liệu đo từ thí nghiệm bao gồm tính toán mòn trung bình từ nhiều điểm đo (bảng 3.9 đến 3.21). Đường cong phân bố mòn theo phương đứng thể hiện sự khác biệt mòn tại các vị trí khác nhau. Phương pháp thống kê giúp xác định mòn giới hạn tối đa và thời điểm cần bảo dưỡng. Dự báo mòn là bước quan trọng để lập kế hoạch bảo trì máy móc hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT MA SÁT MÒN 1. Lý thuyết về ma sát 1. Định nghĩa về ma sát ngoài Ma sát ngoài là hiện tượng phức tạp phụ thuộc vào sự biến đổi của các quá trình diễn ra trên diện tích tiếp xúc thực và trên lớp bể mật mỏng trong quá trình chuyển động tương đối của một vật thể trên bể mật vật thể khác. Ma sát ngoài chịu tác dụng bởi các quá tình diễn ra dưới lớp bể mặt cực mỏng và ở giới hạn rời rạc của tiếp thực trên bẻ mặt vật thể rán.

Lực ma sát phụ thuộc vào tính chất cơ lý của lớp này, nó hoàn toàn khác với bể mặt cùa các lớp dưới. Vì vậy lực tương tác phân từ không đối xứng ở lớp dưới và nguyên từ không đạt được vị trí có mức nägn lượng thấp nhất như trong khối vật liệu nền. Cấu tric của lớp dưới bề mặt này là cấu trúc biến dạng do quá trình gia công và do chính sự biến dạng của lớp này cũng như sự thay đổi của nhiệt độ bể mật trong quá trình ma sát. Do đó năng lượng của lớp dưới bể mật sẽ cao hơn năng lượng của toàn khối kim loại.

Các nguyên từ của môi trường xung quanh hấp thụ vào bể mặt vật rắn, tạo thành màng hợp chất hoá học với bề mật vật rắn. Trong trường hợp đơn giản đó là lớp màng mỏng ô xít, Nhìn chung lớp dưới bể mật có cấu trúc biến dạng, chứa đựng màng ô xít mỏng và một lớp hấp thụ của nước hoặc khí (thường là không khí). Để giảm tương tác của các tiếp xúc vật rán khi ma sát thường sử dụng chất bôi trơn. Trong trường hợp này tương tác ma sát thường xảy ra trên lớp phù mỏng hơn là trên.

lớp bể mặt của chúng. Phụ thuộc vào điều kiện bề mật của vật rắn khi ma sát, phân biệt ma sát không bôi trơn, ma sát giới hạn và ma sát chat lỏng. Lực ma sát là lực cản trở dịch chuyển tương đối của các vật rắn có hướng, ngược chiều chuyển động xuất hiện tại các vết tiếp xúc thực. Lực ma sát ngoài không ổn định, công của lực ma sát ngoài phục thuộc vào quãng đường mà vật rắn di chuyển.

Độ lớn của lực ma sát ngoài nhìn chung được xác định theo khoảng dịch. chuyển của vật rắn theo phương tiếp tuyến. Căn cứ vào khoảng dịch chuyển này để phân biệt lực ma sát ngoài tĩnh và lực ma sát ngoài động. Ly do chon dé tai Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất đặt ra đối với nước ta trong thời kỉ tiếp cân với tự động hoá và hiện đại hoá là sử dụng hiệu quả nhất các trang thiết bị hiện cỏ.

Nói cách khác lả: cân phái nâng cao độ tin cậy vả tuổi thọ của các máy: móc, dụng cụ, trang thiết bị, nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và xã hội đổi với đẩu tư phát triển. Cùng với sư phát triển khoa học kỹ thuật, các yêu câu mới cũng được đặt ra đổi với các máy móc thiết bị, thí dụ như trong điều kiện chân không, nhiệt quả cao, quả tháp, môi trưởng xâm thực, ăn mỏn hỏa học. Độ tin cậy vả tuổi thọ cân phải được xác định, khi các thiết bị làm việc trong điều kiện khốc liệt nảy. Việc nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ không chỉ Thang, ý nghĩa lớn với các nhà máy, công ty mả còn lả nhiệm vụ quan trọng đối với cả quốc gia vả quốc tế Ý nghĩa to lớn của kỹ thuật ma sát đối với nên kinh tế quốc dân lả ở chỗ, phan lớn máy móc bị hỏng không phải do gãy mà do mòn và đo hư hỏng bề mặt ma sat trong các môi liên kết đông.

Phục hồi máy móc phải tổn phí nhiều tiền của, vật tư, hàng chục vạn công nhân phải tham gia công việc này, hàng vạn máy công cụ được sử dụng trong các phân xưởng sửa chữa Ngoài việc giảm mòn vả nâng cao tuôi thọ thiết bị máy móc, kỹ thuật ma sát cỏn có nhiệm vụ nghiên cứu các biện pháp giảm lực ma sát trong máy móc được thiết kế và đang vận hành. Chúng ta đều biết rằng hơn một nửa nhiên liệu dùng để chạy ôtô, đầu máy xe lửa vả các phương tiện giao thông khác thực chất lả để khắc phục trở lực do ma sát gây nên trong chủ tiết máy. Trong ngảnh dệt có đến 80% năng lượng tiêu hao dùng để khắc phục lực ma sát. Hiệu suất nhiễu thiết bị máy móc thấp đo ma sát là chính.

Thí dụ, hiệu suất của hộp giảm tốc Glôbôit dủng trong thang máy, thiết bị nâng trong hẳm mỏ, máy công cụ là 0,7; hiệu suất của bộ truyén dai 6c — vitme la 0,25. Kỹ thuật ma sát được nhiều quốc gia hết sức coi trọng từ quan điểm tiết kiêm. về vật liệu và nhân lực, vi vậy thu hút được sự quan tâm của các nhả thiết kế công, nghiệp, người sử dụng và các nhả khoa học của nhiễu lĩnh vực khác nhau. Nhiều biến pháp về thiết kế công nghiệp và khai thác máy đã được xây dựng nhằm nâng, cao tuôi thọ của máy.

Cơ sở khoa học của kỹ thuật Tribology (Kỹ thuật ma sát, mòn, bôi trơn) cũng được vạch ra trên nên của các thành tựu mới nhất của các ngành vật lý, hóa học, vật liệu. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, MÃ HIỆU SỬ DỤNG Ký, mã hiệu Ý nghĩa Đơn vị EF Luc ma sat N N Trực pháp tuyến N HỆ Hệ số ma sát M Khối lượng Kg A, Điện tích tiếp xúc thực mm W Vận tốc theo phương pháp tuyến. m/s Va 'Vận tốc theo phương tiếp tuyến m/s Wr Công tiêu hao để thăng lực ma sắt 1 U Tượng mòn Kg,m` uy Luong mon giới hạn Kg,m` Uy Largng mon cho phép Kg, m T Cường độ mòn. ia Cường độ mòn không thứ nguyên.

in Cường độ mon don vi s Chiều đài quảng đường ma sát m k Hệ số mòn. P ấp suất Kg/em° yn Các hàng số 1L Quảng đường ma sắt m LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và những kết quả thực nghiệm được nghiên cứu trong luận văn là hoàn toàn thực tế khách quan. Những kết quả tương tự chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tác giả luân văn Nguyễn Phú Nam DANH MỤC CÁC BẢNG BIỀU Số bảng Nội dung Trang Bang 1.

| Sơ đỏ phản loại khớp ma sát theo điều kiện ma sát 23 Bảng 1. | Trình bày cách phân loại theo dạng phân bo mon be mat 24 Bảng 1. | Cận tích phan theo cong thie (1-13) 30 Bang 2. | Công thức tính mòn đường dẫn hướng 55 Bang 3.1, |Domén mặt4 máy tiện T616 sẽ hiệu 1 57 Bảng 3.

| Đo mòn mặt 5 máy tiện T616 sốh 57 Bảng 3. | Đo mòn mặt6 máy tiện T616 sốh 57 Bảng 34. — | Đomòn mặt4 máy 58 Bảng 3.6 Do mon mặt 6 máy tiện T6 l6 số hiệu 2 59 Bảng 3. | Đomièn mặt4 máy tiện T616 số hiệu Š 39 Bảng 3.

| Đo mòn mặt6 máy tiện T616 số hiệu 5 60 Bảng 3. | Độ môn trung bình của bể mặt 4 máy tiện T6 l6 so liệu 1 61 Bảng 3. | Độ mòn trung bình của bề mặt Š máy tiện T616 số hiện Ï 6 Bảng 3. | Độ mòn trung bình của bề mặt 6máy tiện T6 16 sở hiệu 1 61 Bang 3.13, | Độ mòn trung bình của bể mặt 4 máy tiện T6 l6 sở hiệu 2 62 Bang 3.14, | Độ môn trung bình của bề mặt Š mị T6 1ó số hiệu 2 62 Bang 3.

Độ mòn trung bình của bề mặt 6 máy tiện T6 ló số hiệu 2 62 Bang 3. | Độ mòn trung bình của bể mật 4 máy tiện T6 l6 so hiệu Š 63 Bảng 3. | Độ mòn trưng bình của bề mật 6 máy tiện T6 16 sở hiệu 5 63 Bảng 3. | Độ mòn rung bình của bề mặt 6 máy tiện T616 số hiệu Š ø Bảng 3.

| Độ mòn trung bình của băng máy tiện T616 số hiệu 1 66 Bang 3. | Độ mòn trung bình của băng máy tiện T616 s liệu 1 67 Bảng 3.21, | Độ mòn trung bình của băng máy tiện T616 số hiệu Ï 67 G nhiều nước trên thể giới, trong các trường đại học đều giảng dạy những. môn học về kỹ thuật tribology cho các sinh viên, các học viên cao học cũng như mở. các lớp bồi đưỡng cho cán bộ khoa học kỹ thuật vả quản lý ở các viện, trường vả các cơ sở sản xuất.

Hiện nay ở Anh, Mỹ, Pháp, Hàn Quốc số giờ dạy cho sinh viên đang học vẻ môn kỹ thuật ma sát thường từ 120 đến 150 tiết. Ở nước ta, trường Dai học Bách Khoa Hà nội cũng đã giảng dạy hai môn học đó là: *Ma sát học ” và *Công nghệ bôi trơn” 2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu Xuất phát từ những vẫn đề trên, được sự hưởng dan cita thay: PGS. 'Văn Hùng - Bộ môn công nghệ chế tạo máy - Khoa Cơ Khi Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.

Tôi mạnh đạn nghiên cứu đề tải: “Mghiên cứu mòn đường dẫn hướng máy tiện T616 sử dụng trong dạy nghề tại trường Cao đẳng Công nghiệp Sao Đó” với mục đích xác định lượng mỏn sau khoảng thời gian sử dụng của băng máy tiện. Ở đây tôi chỉ tập trung vào nghiên cửu, đảnh giá lượng mòn của đường dẫn hưởng. bản xe đao đọc máy tiện T616 trong điều kiện sứ dụng dạy nghẻ. Ý nghĩa khoa học thực tiễn của để tài Đã có rất nhiều đề tải tập trung vào nghiên cứu mỏn, trong đề tải này tôi tập trung vảo nghiên cứu, đánh giá lượng mỏn của đường dẫn hưởng máy tiên T616 trong điều kiện sử dụng dạy nghề tại trưởng cao đẳng công nghiệp Sao Đỏ.

Tử đó đưa ra dự báo mòn và khuyến nghĩ lậi hoạch sửa chữa, đại tu máy cũng như. phương pháp gia công tôi ưu đề giảm thiếu lượng mòn hoặc lảm cho băng máy mòn. đều, kéo đài tuổi thọ của máy. DANH MỤC CÁC BẢNG BIỀU Số bảng Nội dung Trang Bang 1.

| Sơ đỏ phản loại khớp ma sát theo điều kiện ma sát 23 Bảng 1. | Trình bày cách phân loại theo dạng phân bo mon be mat 24 Bảng 1. | Cận tích phan theo cong thie (1-13) 30 Bang 2. | Công thức tính mòn đường dẫn hướng 55 Bang 3.1, |Domén mặt4 máy tiện T616 sẽ hiệu 1 57 Bảng 3.

| Đo mòn mặt 5 máy tiện T616 sốh 57 Bảng 3. | Đo mòn mặt6 máy tiện T616 sốh 57 Bảng 34. — | Đomòn mặt4 máy 58 Bảng 3.6 Do mon mặt 6 máy tiện T6 l6 số hiệu 2 59 Bảng 3. | Đomièn mặt4 máy tiện T616 số hiệu Š 39 Bảng 3.