آخرین مقالات

خانه » پروژه دانشجویی » مکانیک و تاسیسات » دانلود پروژه بررسی شکست در فلایویل های موتوردیزل ازنوع رینگ – چرخدنده

دانلود پروژه بررسی شکست در فلایویل های موتوردیزل ازنوع رینگ – چرخدنده

چکیده:

بررسی و انالیز شکست در ۳ فلایویل  موتوردیزل استفاده شده در کامیون ها۰ شکست وزوال در رینگ –گیرها وقتی موتور در دمای (C25-) کار میکند شروع می شود۰ شکست و زوال از نا حیه پایه ی دنده سمتی که فشار تماسی سطح در داخل گیربکس بیشتر است اغاز میشود۰ اطلاعات بدست امده از Fractographic)) اشاره به این دارد که شکست در ۳ رینگ-گیر به شکستی که در موادی که چقرمگی انها کم است شباهت دارد۰  و مشاهدات نشان میدهند که شبکه های از دانه های هیدرکسید اهن و ناحیه ی سختکاری شده در هسته و شیار دنده وجود دارد ۰ شبکه های هیدرکسید اهن مقاومت دندها را کاهش می دهند  همچنین کاهش لایه های سخت کاری شده در ناحیه ی شیار دندها مقاومت را کاهش می دهد ۰هر چه شعاع گرد شدگی در پای دنده کوچکتر باشد تمرکز تنش ایجاد می کند ۰ این عیوب متالوزیکی باعث شکنندگی ترد نابهنگام در رینگ-گیر می شود۰ (normalizing) تکنولوزی و ریختگری در قالب نادرست دلیلی برای شکل گرفتن شبکه ی دانه ای از هیدرکسید اهن است۰

 ۱- مقدمه

گزارشات بیان می کنند که بیشترین شکست در اجزاء ماشین حدود ۴۱ درصد در موتور است ۰ شکست و زوال زمانی  اتفاق می افتد  که موتور استارت می خورد در دمایی کمتر از( ۲۵c-)0 رینگ-گیر فلایویل که در موتوردیزل ها استفاده می شوند معمولا از فولاد ۴۵ است که اطلاعات در جدول شماره (۱)گرد اوری شده است۰

مراحل استاندارد تولید رینگ-گیر عبارتند از:

ریختگری در قالب ونرمالیزه کردن(تا دمای ۸۶۰c “با هوا سرد شدن) سختکاری

(۹۰۰-۸۸۰ c سرد شدن در اب ۲۰-۲۵) بازپخت(۲۲۰-۱۸۰c سرد شدن با هوا)

عمق لایه ی سختکاری شده در شیار بین دنده تعیین شده بیشتر از( ۰٫۵mm) به وسیله ی تکنیکهای مخصوص.

 ۲- روش های بررسی ورسیدگی

ساختار شیمیا یی ماده ی رینگ-گیر شکسته شده به روش طیف بینی شیمیا یی تععین می شود.ساختار میکروسکپی سخت شده ناحیه ی هسته دنده و ناحیه ی شیار دنده با (sem)  میکروسکوپ الکترونی مشاهده می شوند ۰ وبا یک رینگ-گیر که دچار زوال نشده مقایسه می شود (mikrohardness profiles) از سطح به داخل ناحیه ی شیار دنده رشد یافته بودند روی (MH -6 vickers meter) با (a load of 500g) تعیین می شود.

عمق لایه ی سختکاری شده۰ بر طبق استاندارد چینی  (GB 5617-85) هنگا می که ارزش شکنندگی از موقعیت محا سبه شده هست (equal to HV=0.8HV) عمق از  موقعیت با hl  HVبه سطح عمق سختکاری شده لایه ای تعریف مشود  ۰ جایکه HVhlمحدوده ی شکنندگی و HVms در پایینترین سطح شکنندگی از ناحیه ی سختکاری شده  به وسیله ی تکنیکهایی مشخص شده۰(در کار امروزه  نیازمنده پایینترین سطح شکنندگی از ناحیه ی سختکا ری شده HRC 48   است بر طبق HVms=478: SO HVhl=382)

 ۳- نتایج مشاهدات:

 ۳٫۱  – مشاهدات دیداری

رینگ-گیرهای شکسته شده در شکل (۱) قابل دیدن است۰ نیمی از رینگ ۱ جدا شده است۰ وزیان جزئی برای رینگ (۲) اتفاق افتاده است ۰ و فاصله ی(۴٫۳ mm) بیین دو  صفحه ی شکسته شده وجود دارد (۳)۰ بوسیله ی مقایسه ی خمش توسعه یافته در رینگ-گیر شکسته شده و یک مدل سالم  نتیجه می دهد که تنش کششی در شکست رینگ- گیر کمتر است۰ در شکل (۲) سه رینگ-گیر شکسته شده نشان داده شده است۰ شکست  از ناحیه ی گرد شدگی پای دنده شروع وبسمت ناحیه ی فشاری تماسی گسترش پیدا می کند تا۴ میلیمتر بطرف امتداد بازاویه ی (۱۱۰ درجه) با سطح دنده و۵تا۶ میلیمتر به سمت  دایره مبنا پیش می رود۰ براین اساس قابل مشاهده است که ریشه گرد شدگی در ۱و۲

کوچک  هستنند.

۳٫۲- فرکتو گرافی

در تصویر (۳) از سطح شکسته شده سه رینگ-گیر نشان می دهد که ترکها از ناحیه ی  وسط عرض دنده اغاز و بسمت دایره مبنا گسترش میابند .شکست های میکروسکوپی در انالیز بوسیله ی  SEM مشاهده می شوند ۰ نتایج شامل : در شکل (۴) ناحیه ی اصلی

شکست را می دهد ۰انتشار در ناحیه و سرانجام شکست ناحیه ای در شماره (۱) در شکل شماره (۴) تعداد زیادی ترک  در شکست قابل مشاهده است .دنده که دچار شکست شده است در امتداد شاخه های ترک است۰ جاییکه شکسته شده  خصوصیات شکنندگی را نیز نشان می دهد.این قابل مشاهده است که در ان ناحیه شامل MnS وoxides در بسیاری از ناحیه دچار زوال وجود دارد.

 ۳٫۳-مشاهده از یک مقطع عرضی شکست بوسیله ی SEM

در شکست رینگ-گیر شماره ۱ برشی از مکان متوسط شکست در امتداد موقعیت عمودی می زنیم ۰دو نوع ناحیه ی ترک (A AND B in fig 5a) بوسیله ی مشاهده ی  میکروسکوپی اشکار می شود ۰ تعداد زیادی میکرو ترک موازی با ترک اصلی مشاهده میشود در ناحیه a)) شکل (۵b) 0 میکرو ترکها می توانند از هیدروکسید اهن و الیاز اهن کربن بگزرند۰ این اشاره دارد که ترکها در ناحیه a  خواص ترد وشکنندگی دارند

که در دمای پایین شکل گرفته اند۰ترکها در ناحیه   bپهنتر و درازتر نسبت به ) A) هستنند(Fig 5c)  همچنین نشان می دهد که شکست ناگهانی اتفاق افتاده است.

۳٫۴- ساختار شیمیای ماده ی رینگ-گیر

ترکیبات شیمیایی ماده ی سازنده رینگ-گیر های شکسته شده بوسیله ی طیف بینی شیمیایی قابل تعین است ۰ این نتایج در جدول شماره ۲ امده است۰

 ۳٫۵-ازمون ساختار میکروسکوپی

در روی دندهای گیر در امتداد صفحه عمود بر صفحه ی فشاری در وسط پهنای دنده برشی می زنیم مکانها ی متفاوتی از ساختار میکروسکوپی دندهای گیر  شکسته شده  بوسیله ی SEM قابل مشا هده است ۰در ناحیه سختکاری شده  روی دنده برای سه رینگ-گیر دارای  ساختاری از شبکه ای دانه های  هیدرکسید اهن و مادهی فلزی سخت بسیار نازک است . با افزایش هیدرکسید اهن از بالای دنده به سمت دایره مبنا شکل (۶A –B)  را نتیجه می دهد ۰ مقدار کمی از خطوط هیدروکسید اهن در ناحیه ی سختکاری شده از شماره ۳ مشاهده می شود ۰با مشاهدات از هیدروکسید اهن  این را می دهد که درجه حرارت واقعی در طی سختکاری پایین بوده است بنابراین  هیدروکسید اهن  شکل گرفته  جلوی سختکاری لایه ها را گرفته است ۰ در ساختار میکروسکوپی از لایه های سختکاری شده در مکان شیار  رینگ-گیر ۳ خصوصیاتی از سختکاری در ساختار ان مشاهده نمی شود  که شامل شبکه ای از خطوط دانه ای هید روکسید اهن و الیاز اهن وکربن است (Fig 6c)  ۰ در ساختار میکروسکوپی در ناحیه ی هسته سه رینگ-گیر شکسته شده  متشکل از شبکه ی پیوسته از دانه های هیدروکسید اهن  و صفحات نازکی از الیاز اهن وکربن است . دانه ها بزرگتر شدهاند  و رگه های از هیدرئکسید اهن در ناحیه ی هسته رینگ-گیر ۳ اشکار است (۶d)  .در ساختار میکروسکوپی رینگ-گیر ۴ شکستی مشاهده نشده ۰نمودار (۷)  که اشاره دارد به ناحیه سختکاری شده و ماده ی فلزی سخت نازک  ومقدار کمی هیدروکسید اهن است.ناحیه هسته  اشکار می کند که ساختار نرمال  فاز هیدروکسید اهن و اهن کربندار است . واندازه ی دانه ها به مقدار زیادی کاهش یافته است واین نکته ی مهمی است.

 عمق سختکاری لایه ها

به منظور تعین عمق سختکاری شده در ناحیه ی شیار این سه  رینگ-گیر  سختی  سطحی در ناحیه ی شیار از سطح به درون  محا سبه می شود شکل (۸)  . از نمودار ۸ میتوان فهمید که عمق سختکاری در شیار  سه رینگ-گیر شکسته شده  به یک عمق مخصوص که به وسیله ی تکنیکهای مخصوص  تعین نشده است۰ ودر رینگ-گیر ۳ سختکاری وجود ندارد.

 ۴- آنالیز شکست

از مشاهدات در مرحله ی ۳ این نتیجه می شود که ساختار شیمیایی در داخل بازه ای از خصوصیات تکنیکی است ۰و تنش در این سه حلقه  شکسته شده کوچک است .این سه حلقه دارای خصوصیات متالوزیکی : سطح کم عمقی از سختکاری شده  در  ناحیه ی شیار وشبکه ای از هیدروکسید اهن  در ناحیه ی شیار وهسته هستنند. این عیب متالوزیکی که در بالا گفته شد کاهش مستقیم روی مقاومت دندها وشیار دارد

 وباعث به وجود امدن تنشهای فشاری وخمشی می شود۰ بنا براین اغاز ترک در ناحیه ی گرد شدگی  و رشد پیدا می کند  به سمت دایره مبنا  وشکست ترد رخ می دهد ۰ساختار میکروسکوپی وابستگی ماتریسی هسته به ریختگری ونرمالیزه کردن دارد. ساختار شبکه ای دانه ای هیدروکسید اهن ممکن است نتیجه ی سختماری باشد .البته نرمالیزه کردن نادرست (بالا بودن دمای وزمان زیاد گرم دادن وکند بودن سرعت

سرد شدن)نیز باعث عیوب می شود  ۰ماده با دانه های بزرگ تردی مخصوصی در دمای پایین دارد۰موتور باید در دمای ۲۵- شکست ترد راتحمل کند۰

 ۵- نتیجه گیری

-۱ ترکها شروع می شوند از ریشه گرد شدگی در سطح فشاری گسترش و به سمت دایره مبنا پیش می رود . ودر سه رینگ-گیر شکست ناحیه ای ترد  نابهنگام  رخ داده است

۲- با نا زک شدن لایه های سختکاری شده در ناحیه گرد شدگی گوشه چقرمگی در رینگ-گیر در دمای پایین کاهش می یابد . با کوچک شدن شعاع گردشدگی باعث تمرکز تنش  میشود و با ماشینکاری که بعد اعمال می شود  شکست ترد نا بهنگام رخ می دهد.

 ۶-پیشنهادات برای بهبود

۱- با دانه ریز شدن ماده ما را مطمئن می کند قبل از فرایند سختکاری ۰ هنگامی که دانه ها بزرگ هستند با ید این عیب رفع شود بوسیله ی نرمالیزه کردن مناسب  یا تکنولوزی دیگر۰

۲- نوع فرایند سختکاری را بهبود دهیم تا برای رسیدن به عمق سختکاری در شیار بوسیله ی تکنیکها ی مخصوص علمی

۳- بهتر است شعاع گرد شدگی بزرگ انتخاب شود۰

خــریــد ایــــن فـــایــــل

مطالب شابه مطلب فوق