Tất tần tật về trục các đăng xe ô tô

Ngày nay tốc độ gia tăng ô tô ở nước ta diễn ra khá nhanh chóng, với mức tăng bình quân hàng năm khoảng 6 – 8 % năm. Với rất nhiều chủng loại ô tô khác nhau. Bên cạnh những công ty trong nước như “ Tổng công ty công nghiệp ô tô Việt Nam” thì còn có xe của các hãng liên doanh với nước ngoài như : Toyota, Ford, Isuzu, Hino,…Trước đây khi mà nền ô tô trong nước chưa đáp ứng đủ nhu cầu trong nước thì chúng ta phải nhập khẩu rất nhiều loại xe chủ yếu là của Hàn Quốc. Do đó trên thị trường ô tô có rất nhiều loại xe, mác xe khác nhau. Đối với các xe lắp ráp trong nước thì khi hỏng hóc phụ tùng để thay thế cũng rất khó khăn bởi vì các nhà máy chế tạo phụ tùng ở nước ta còn rất ít. Đối với các xe nhập khẩu không phải lắp ráp trong nước thì việc thay thế phụ tùng cũng gặp nhiều trở ngại một mặt do giá thành cao, mặt khác không có phụ tùng thay thế. Do đó công tác phục hồi đóng vai trò rất quan trọng trong thời điểm hiện nay khi mà nền công nghiệp chế tạo phụ tùng chưa phát triển kịp thời so với sự tăng trưởng quá nhanh chóng của thị trường ô tô. Sau đây chúng tôi sẽ giới thiệu đến các bạn 1 chi tiết rất quan trọng trong ô tô đó là trục các đăng ô tô.

PHẦN I. GIỚI THIỆU CHI TIẾT TRỤC CÁC ĐĂNG Ô TÔ

I. PHÂN TÍCH VỊ TRÍ CHỨC NĂNG, ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC, VẬT LIỆU CHẾ TẠO CHI TIẾT TRỤC CÁT ĐĂNG Ô TÔ.

 1. Phân tích vị trí chức năng trục cát đăng

Các đăng là một khớp nối dùng để truyền mô men xoắn giữa các trục không nằm trên cùng một đường thẳng. Và thường cắt nhau dưới một góc a nào đó. Mà giá trị của a thay đổi.

Truyền động các đăng dùng để truyền mô men từ hộp số hay hộp phân phối đến các cầu chủ động. Truyền động các đăng còn dùng để truyền mô men đến các bánh xe chủ động là các bánh dẫn hướng. Nó cũng có thể truyền đến bộ phận trích dẫn công suất.

Nếu trục các đăng có cả hai khớp các đăng ở hai đầu thì gọi đó là truyền động các đăng kép. Hiện nay trên ô tô thường dùng loại này. Khi ô tô chuyển động do mặt đường gồ ghề nên cầu sau thây đổi vị trí, làm thay đổi chiều dài của các đăng. Vì vậy người ta chế tạo khớp các đăng có liên kết di động bằng rãnh thên hoa. Liên kết này gồm có một ống trục các đăng có rãnh then hoa ở bên trong. Và một trục các đăng có rãnh then hoa ở bên ngoài. Khi vị trí cầu xe thay đổi thì khớp then hoa trượt trên nhau do đó thay đổi được chiều dài các đăng.

Các mối nối trên trục các đăng dùng mỡ bôi trơn nhờ có các vú mỡ để tra mỡ. Mỡ được tra đủ cho đến kỳ đại tu

Ở chỗ khớp nối có trục chữ thập, các trục chữ thập này được đỡ nhờ có các ổ bi kim. Để các vòng bi kim không bị dơi ra khi xe chuyển động thì người ta dùng các vòng chặn.

2. Điều kiện làm việc trục các đăng

Khi làm việc thì trục các đăng chịu các tải trọng và trạng thái làm việc như sau:

• Chịu mô men xoắn truyền từ động cơ qua hộp số đến.
• Chịu lực dọc trục khi mà vị trí của cầu thay đổi.
• Chịu tải trọng động.
• Chịu dao động xoắn.
• Làm việc với các góc truyền mô men xoắn luôn thay đổi, điều kiện bôi trơn khó khăn.
• Số vòng quay bị hạn chế do số vòng quay nguy hiểm của trục các đăng. Nó phụ thuộc vào kết cấu, kích thước.

3. Vật liệu chế tạo trục các đăng

Nạng ống các đăng thường chế tạo bằng thép lá ít cácbon 15A, 20 và thép cácbon trung bình 40. Nạng trục các đăng chế tạo bằng thép cácbon trung bình 30, 40, 45. Chế tạo bằng phương pháp rèn dập, phương pháp nhiệt luyện tôi và ram. Phải đạt độ cứng từ 210 ¸ 280 HB.

Then hoa ở đầu trục các đăng chế tạo bằng thép cacbon trung bình 30X, 40X,40XHMA.

II. CÁC THÔNG SÔ KỸ THUẬT VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT TRỤC CÁT ĐĂNG

1. Các thông số kỹ thuật trục các đăng

• Góc nghiêng a của trục các đăng so với phương ngang, thực tế a_max = 15 ¸ 20⁰
• Chiều dài của nạng trục
• Đường kính của ống và của then hoa . Nếu mà đường kính của ống và then hoa mà tăng thì tăng được số vòng quay nguy hiểm của trục nạng các đăng.
• Khi trục rỗng và trục đặc có cùng đường kính D thì trục rỗng sẽ có tốc độ tới hạn cao hơn trục đặc, do trục rỗng nhẹ hơn trục đặc. Nên hiện nay thường dùng các đăng bằng ống to và mỏng.
• Hệ số ma sát m giữa then và ống nốI trục các đăng phụ thuộc vào chất lượng bôi trơn. Khi bôi trơn tốt m = 0,04¸ 0,06

2. Yêu cầu kỹ thuật trục các đăng

• Ở bất kỳ một tốc độ quay nào, tryền lực các đăng phải đảm bảo truyền mô men không có những dao động, va đập, không có tải trọng động lớn do mô men quán tính gây ra.
• Các đăng quay êm ít bị rung, không có hiện tượng cộng hưởng
• Hệu suất truyền động cao, kết cấu gọn nhẹ.

III.CÁC HƯ HỎNG VÀ NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG TRỤC CÁC ĐĂNG

1. Quy luật mài mòn

Trong quá trình làm việc trục nạng các đăng thường bị mài mòn ở các bề mặt then hoa làm cho khe hở tăng dẫn đến khi làm việc sẽ phát sinh ra tiếng ồn. Nếu tiếp tục làm việc thì càng ngày độ dơ sẽ càng lớn.

2. Các hư hỏng và nguyên nhân trục các đăng

a) Các hư hỏng của trục nạng các đăng

1. 1. Toét mòn, xước bề mặt lắp ghép
   2. Trục các đăng bị cong
   3. Then hoa bị mòn

b) Nguyên nhân hư hỏng của trục nạng các đăng:

Do trong quá trình làm việc trục nặng các đăng chịu mô men xoắn lớn, chịu tải trọng động, va đập, khi xe chạy do thường xuyên trục các đăng bị thay đổi chiều dài nên cũng gây mài mòn. Mặt khác do trong quá trình tháo lắp làm cho bề mặt lắp ghép bị xước, bị mòn. Các đăng làm việc trong điều kiện bôi trơn không tốt, mối ghép dễ bị bụi bẩn cũng làm cho trục nạng các đăng bị mòn mà chủ yếu là ở bề mặt then hoa.

IV. CÁC BIỆN PHÁP PHỤC HỒI HƯ HỎNG TRỤC CÁC ĐĂNG

• Toét mòn xước bề mặt lắp ghép

– Biện pháp phục hồi là: sửa lại các chỗ xước bằng cách tiện láng lại.

• Khi trục các đăng bị cong.

– Biện pháp phục hồi là: Lắp trục các đăng lên đồ gá chuyên dùng, đầu  trục đặt trong đồ gá, đầu then hoa lắp trên mũi tâm của ụ động, kiểm tra độ đảo của phần giữa trục( Khi độ đảo vượt quá 1mm thì phải nắn lại). Yêu cầu kỹ thuật: Khi lắp lên đồ gá chuyên dùng độ đảo của phần giữa trục không vượt quá 0,5 mm. Mặt ngoài của đoạn then hoa không lớn 0,15 mm.

• Then hoa bị mòn.

– Biện pháp phục hồi là:

+ Làm sạch then hoa tới khi thấy ánh kim loại bằng bàn chải thép để chuẩn bị hàn đắp

+ Hàn đắp doạn trục then hoa bằng máy hàn tự động

+ Kiểm tra mặt vát lỗ tâm ở đầu trục then hoa, nếu hư hỏng thì sửa lại

+ Tiện đọan then hoa vừa hàn đắp khảo mặt đầu và sửa mặt vát

+ Phay then hoa, dũa vát cạnh then hoa

+ Tôi then hoa bằng dòng điện tần số cao

+ Mài then hoa

PHẦN II: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ PHỤC HỒI TRỤC CÁC ĐĂNG XE Ô TÔ

I. PHÂN NHÓM TỔNG THÀNH VÀ DẠNG CHI TIẾT

Việc phân nhóm nhằm mục đích lựa chọn được quy trình phục hồi hợp lý cho chi tiết mhất là cho việc chọn chuẩn, định vị và kẹp chặt khi gia công. Đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế cao cho việc phục hồi. Việc phân nhóm chi tiết phục hồi dựa trên hai nguyên tắc:

• Dựa vào hình dáng và tính chất của bề mặt gia công.
• Sự thống nhất trong chọn chuẩn khi gia công để thống nhất cách định vị và kẹp chặt chi tiết.

Theo cách phân nhóm như vậy có thể chia chi tiết phục hồi thành một trong 7 nhóm sau:

• Nhóm vỏ mỏng ( vỏ xe, cánh cửa, chắn bùn…)
• Nhóm vỏ dầy ( vỏ hộp số, truyền lực chính, thân động cơ…)
• Nhóm thanh tròn ( trục khuỷu, trục cam, trục các đăng…)
• Nhóm thanh không tròn ( thanh truyền, đòn quay…)
• Nhóm trụ rỗng ( xi lanh động cơ, moay ơ bánh xe…)
• Nhóm đĩa ( đĩa bị động của li hợp, đĩa phanh, bánh đà…)
• Nhóm chi tiết nối ghép (bu lông, đai ốc…)

Căn cứ vào cách phân nhóm như trên thì trục nạng các đăng được xếp vào nhóm thanh tròn. Đặc điểm của nhóm này là có bề mặt làm việc hình trụ tròn, thông thường được chế tạo bằng phưưong pháp rèn hay dập các thanh tròn .Vật liệu chế tạo là thép các bon, thép hợp kim, một số ít bằng gang cầu. Bề mặt định vị là các lỗ chống tâm, đôi khi dùng mặt ngoài.

Các hư hỏng đặc trưng là mòn các bề mặt then hoa, trục bị cong, các mặt đầu và mặt bích bị đảo, lỗ chống tâm bị sai lệch. Trong quá trình phục hồi trước tiên phải phục hồi lại các mặt chuẩn định vị, nắn cong sau đó mới đến gia công cơ khí.

II. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHỤC HỒI TRỤC CÁC ĐĂNG

1. Dạng hư hỏng trục các đăng

• Lỗ tâm bị sai lệch
• Trục các đăng bị cong
• Mòn, xước bề mặt lắp ghép do quá trình tháo lắp
• Then hoa bị mòn

2. Trình tự các bước nguyên công phục hồi trục các đăng

Quy trình công nghệ phục hồi trục các đăng theo dạng tiến trình:

– Nguyên công 1: Khoan sửa  lỗ tâm

+ Kẹp trục nạng các đăng lên mâm cặp ( kẹp vào bề mặt I) của máy tiện. Sau đó rà gá trên bề mặt trong II. Gắn mũi khoan lên ụ động của máy tiện. Tiến hành khoan sửa mũi tâm bên phải.

– Nguyên công 2: Nắn lại trục: Kiểm tra độ đảo phần giữa trục bằng đồng hồ so, độ đảo phần giữa trục không được vượt quá 0,5 mm

– Nguyên công 3: Làm sạch then hoa đến khi thấy ánh kim loại, chuẩn bị để hàn đắp

– Nguyên công 4:  Hàn đắp đoạn trục then hoa tới Æ 42 mm que hàn thép lò xo có đường kính 2 mm, sử dụng máy hàn tự động

• Nguyên công 5: Tiện đoạn then hoa vừa đắp đạt kích thước Æ 38 mm trên chiều dài 165 mm, khỏa sạch mặt đầu và sửa lại mặt vát 2,5´ 30⁰ ( dùng máy tiện, dao T15K6)

• Nguyên công 6: Phay 16 rãnh then hoa có chiều dày đỉnh then 3,5 mm trên chiều dài 165 mm đảm bảo giữ kích thước Æ 33 mm, dũa vát cạnh then hoa 0,2´ 45⁰

Yêu cầu kỹ thuật là độ bóng mặt then không thấp hơn Ñ7 độ không song song của mặt then hoa đối với đường tâm trục không vượt quá 0,05mm

• Nguyên công 7: Tôi then bằng điện tần số cao, độ cứng mặt then hoa phải đạt HRC 43 ¸
• Mài then hoa bằng máy mài chuyên dùng

PHẦN III. THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHỤC HỒI TRỤC CÁC ĐĂNG

I. YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI ĐỒ GÁ NÓI CHUNG

Đồ gá là một trang bị công nghệ không thể thiếu được trong quá trình gia công cơ khí, trong quá trình kiểm tra các thông số kỹ thuật của chi tiế, trong quá trình lắp ráp các chi tiết máy thành một cụm hoặc tổng thành. Nhờ đồ gá mà người ta có thể nâng cao năng suất lao động, giảm bớt được rất nhiều thời gian phụ trong quá trình gia công. Nói chung một đồ gá thiết kế ra phải thỏa mãn được các yêu cầu sau:

• Đảm bảo yêu cầu về gia công (độ chính xác, độ bóng…)
• Nguyên lý đúng
• Nâng cao năng suất lao động, hạ giá thành sản phẩm
• An toàn dễ sử dụng, bảo quản
• Kết cấu đơn giản có tính công nghệ cao

II. PHÂN TÍCH NGUYÊN CÔNG CẦN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ ĐỂ PHỤC HỒI TRỤC CÁC ĐĂNG

Đối với nguyên công khoan sửa lỗ tâm ta có thể tiến hành khoan trên máy tiện. Bề mặt chuẩn là bề mặt không hỏng I. Để tiến hành khoan sửa lỗ tâm  thì trục nặng các đăng cần định vị 4 bậc tự do.

Bề mặt I được kẹp lên mâm cặp của máy tiện theo nguyên lý định vị chi tiết trụ ngắn nên bề mặt I định vị được 2 bậc tự do là các bậc tịnh tiến theo phương oz () và bậc tịnh tiến theo phương oy ().

Rà gá bề mặt trong II của trục nặng các đăng. Bề mặt này định vị được hai bậc tự do là các bậc chống xoay quanh trục oz và chống xoay quanh trục oy.

Mũi khoan được gắn lên ụ động của máy tiện, chi tiết quay cùng với mâm cặp.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Văn Bang – Nguyễn Bạch Liên – Tô Đức Long – Trịnh Chí Thiện

Kết cấu và tính toán ôtô – NXB GTVT – 1984

2. Nguyễn Hữu Cẩn – Phạm Đình Kiên

Thiết kế và tính toán ôtô máy kéo – NXB GD – 1996

3. Nguyễn Khắc Trai

Gầm xe con – NXB GTVT 2003

4. TS.Trần Vĩnh Hưng- KS.Nguyễn Văn Thiệp

Sử dụng AutoCad Mechanical 2002 Power Pack trong thiết kế cơ khí- Trung tâm   công nghệ       CAD/CAM-Trường ĐH Giao thông vận tải 2001

5. TS.Nguyễn Hữu Lộc

Thiết kế cơ khí với AutoCad Mechanical– NXB TP Hồ Chí Minh 2003

6. Trịnh Chất-Lê Văn Uyển

Tính toán thiết kế Hệ dẫn động cơ khí – NXB Giáo dục 2001

7. Nguyễn Trọng Hiệp

Chi tiết máy– NXB Đại học và giáo dục chuyên nghiệp 1970

8. GS.TS. Nguyễn Đắc Lộc

9. PGS.TS. Lê Văn Tiến

10. PGS.TS. Ninh Đức Tôn

11. PGS.TS. Trần Xuân Việt

Sổ tay công nghệ chế tạo máy

12. GS.TS. Trần Văn Địch

Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy– NXB Khoa học và kỹ thuật