🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Giáo trình chi tiết máy Ebooks Nhóm Zalo PGS. TS. NGUYÃÙN VÀN YÃÚN GIAÏO TRÇNH CHI TIÃÚT MAÏY ΙΙ 2.5 0.63 2 bên 1.25 1.25 Ι 2.5 2.5 NHAÌ XUÁÚT BAÍN GIAO THÄNG VÁÛN TAÍI PGS. TS. NGUYÃÙN VÀN YÃÚN GIAÏO TRÇNH CHI TIÃÚT MAÏY II I d1 d2 n1 n2 a KHOA SÆ PHAÛM KYÎ THUÁÛT TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA MUÛC LUÛC Trang Caïc kyï hiãûu duìng trong Giaïo trçnh chi tiãút maïy 4 Caïc âån vë cå baín 8 Pháön thæï nháút: Nhæîng âãö cå baín trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy Chæång I: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy 9 1.1. Caïc váún âãö chung 9 1.1.1. Maïy, bäü pháûn maïy vaì chi tiãút maïy 11 1.1.2. Nhæîng yãu cáöu chuí yãúu âäúi våïi maïy, chi tiãút maïy 12 1.1.3. Caïc bæåïc thiãút kãú mäüt maïy 13 1.1.4. Caïc bæåïc thiãút kãú mäüt chi tiãút maïy 14 1.1.5. Mäüt säú âiãøm cáön chuï yï khi thiãút kãú chi tiãút maïy 16 1.2. Taíi troüng vaì æïng suáút 16 1.2.1. Taíi troüng taïc duûng lãn maïy vaì chi tiãút maïy 17 1.2.2. ÆÏng suáút 19 1.3. Âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy 19 1.3.1. Hiãûn tæåüng phaï hoíng do moíi 20 1.3.2. Nhæîng nhán täú aính hæåíng âãún sæïc bãön moíi cuía chi tiãút maïy 22 1.3.3. Caïc biãûn phaïp náng cao sæïc bãön moíi cuía chi tiãút maïy 23 1.4. Váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy 23 1.4.1. Nhæîng yãu cáöu âäúi våïi váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy 23 1.4.2. Caïc váût liãûu thæåìng duìng trong ngaình chãú taûo maïy 26 1.5. Váún âãö tiãu chuáøn hoaï trong thiãút kãú maïy 26 1.5.1. Khaïi niãûm chung 26 1.5.2. Caïc âäúi tæåüng âæåüc tiãu chuáøn hoaï trong ngaình chãú taûo maïy 27 1.5.3. Caïc cáúp tiãu chuáøn hoaï 28 1.5.4. Êch låüi cuía tiãu chuáøn hoaï Chæång II: Caïc chè tiãu khaí nàng laìm viãûc chuí yãúu cuía chi tiãút maïy 29 2.1. Chè tiãu âäü bãön 29 2.1.1. Yãu cáöu vãö âäü bãön 30 2.1.2. Caïch xaïc âënh æïng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy 31 2.1.3. Caïch xaïc âënh æïng suáút cho pheïp 32 2.2. Chè tiãu âäü bãön moìn 33 2.3. Chè tiãu âäü cæïng 33 2.3.1. Yãu cáöu vãö âäü cæïng 33 2.3.2. Caïch âaïnh giaï chè tiãu âäü cæïng cuía chi tiãút maïy 2.4. Chè tiãu chëu nhiãût 34 2.4.1. Yãu cáöu vãö chè tiãu chëu nhiãût 34 2.4.2. Caïch âaïnh giaï chè tiãu chëu nhiãût cuía maïy 34 2.5. Chè tiãu chëu dao âäüng 35 Chæång III: Âäü tin cáûy cuía maïy vaì chi tiãút maïy 37 3.1. Nhæîng váún âãö chung 38 3.2. Caïch xaïc âënh caïc chè tiãu âaïnh giaï âäü tin cáûy 38 3.2.1. Tênh xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng R vaì hoíng F cuía mäüt âäúi tæåüng 39 3.2.2. Tênh xaïc suáút Rnt vaì Fnt cuía mäüt hãû gäöm n âäúi tæåüng màõc näúi tiãúp 39 3.2.3. Tênh xaïc suáút laìm RS vaì FS cuía mäüt hãû gäöm m âäúi tæåüng màõc song song 40 3.2.4. Xaïc âënh cæåìng âäü hoíng λ(t) 42 3.2.5. Xaïc âënh thåìi gian laìm viãûc cho âãún láön hoíng âáöu tiãn tH 42 3.2.6. Xaïc âënh hãû säú sæí duûng Ksd 42 3.3. Caïc biãûn phaïp náng cao âäü tin cáûy cuía maïy Chæång IV: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy 44 4.1. Khaïi quaït vãö æïng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy 45 4.2. Nhæîng hæåïng chênh æïng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy 4.3. Caïc phæång tiãûn âãø æïng duûng tin hoüc vaìo thiãút kãú, chãú taûo maïy vaì 46 chi tiãút maïy 46 4.3.1. Pháön cæïng 47 4.3.2. Pháön mãöm 4.4. Giåïi thiãûu mäüt säú pháön mãöm sæí duûng thiãút kãú chi tiãút maïy vaì bäü 47 pháûn maïy 4.5. Giåïi thiãûu mäüt säú pháön mãöm thiãút láûp caïc baín veî vaì láûp trçnh gia 51 cäng trãn maïy cäng cuû CNC 51 4.5.1. Pháön mãöm AutoCad 53 4.5.2. Pháön mãöm MasteCam 55 4.5.3. Pháön mãöm Pro/Engineer Wildfere 55 4.5.4. Pháön mãöm Metacut Utilities 57 4.5.5. Cäng nghãû CAD/CAM vaì CAD/CAM/CNC Pháön thæï hai: Caïc chi tiãút maïy làõp gheïp Chæång V: Mäúi gheïp âinh taïn 5.1. Nhæîng váún âãö chung 58 5.1.1. Giåïi thiãûu mäúi gheïp âinh taïn 58 5.1.2. Phán loaûi mäúi gheïp âinh taïn 60 5.1.3. Kêch thæåïc chuí yãúu cuía mäúi gheïp âinh taïn 60 5.2. Tênh mäúi gheïp âinh taïn 61 5.2.1. Caïc daûng hoíng cuía mäúi gheïp vaì chè tiãu tênh toaïn 61 5.2.2. Tênh mäúi gheïp chàõc chëu læûc ngang 62 5.2.3. Tênh mäúi gheïp chàõc chëu mä men uäún 63 5.2.4. Tênh mäúi gheïp chàõc kên 64 5.2.5. Hãû säú bãön cuía mäúi gheïp 65 5.2.6. Xaïc âënh æïng suáút cho pheïp 66 Chæång VI: Mäúi gheïp ren 67 6.1. Nhæîng váún âãö chung 67 6.1.1. Giåïi thiãûu mäúi gheïp ren 69 6.1.2. Caïc chi tiãút maïy duìng trong mäúi gheïp ren 70 6.1.3. Kêch thæåïc chuí yãúu cuía mäúi gheïp ren 71 6.1.4. Ghi kyï hiãûu làõp gheïp cho mäúi gheïp ren 71 6.1.5. Hiãûn tæåüng tæû nåïi loíng vaì caïc biãûn phaïp phoìng loíng 73 6.2. Tênh mäúi gheïp ren 73 6.2.1. Caïc daûng hoíng cuía mäúi gheïp ren vaì chè tiãu tênh toaïn 74 6.2.2. Tênh bu läng gheïp loíng chëu læûc 74 6.2.3. Tênh mäúi gheïp ren xiãút chàût khäng chëu læûc 76 6.2.4. Tênh mäúi gheïp ren chëu læûc ngang 77 6.2.5. Tênh bu läng xiãút chàût chëu læûc doüc truûc 79 6.2.6. Tênh bu läng xiãút chàût chëu âäöng thåìi læûc doüc vaì læûc ngang 80 6.3. Tênh mäúi gheïp nhoïm bu läng 80 6.4. Xaïc âënh æïng suáút cho pheïp Chæång VII: Mäúi gheïp haìn 81 7.1. Nhæîng váún âãö chung 81 7.1.1. Caïch taûo mäúi haìn 82 7.1.2. Caïc loaûi mäúi haìn 84 7.1.3. Caïc kêch thæåïc chuí yãúu cuía mäúi haìn 84 7.2. Tênh mäúi haìn giaïp mäúi 85 7.3. Tênh mäúi haìn chäöng 85 7.3.1. Sæû phaï hoíng mäúi haìn chäöng vaì chè tiãu tênh toaïn 85 7.3.2. Tênh mäúi haìn chäöng chëu læûc 87 7.3.3. Tênh mäúi haìn chäöng chëu mä men uäún trong màût phàóng gheïp 7.3.4. Tênh mäúi haìn chäöng chëu âäöng thåìi læûc vaì mä men trong màût 89 phàóng gheïp 89 7.4. Tênh mäúi haìn goïc 7.5. Tênh mäúi haìn tiãúp xuïc Chæång VIII: Mäúi gheïp âäü däi 8.1. Nhæîng váún âãö chung 8.1.1. Giåïi thiãûu mäúi gheïp âäü däi 8.1.2. Phæång phaïp làõp taûo mäúi gheïp âäü däi 8.1.3. Caïc kêch thæåïc chuí yãúu cuía mäúi gheïp âäü däi 8.2. Tênh mäúi gheïp âäü däi 8.2.1. Caïc daûng hoíng vaì chè tiãu tênh toaïn mäúi gheïp âäü däi 8.2.2. Tênh mäúi gheïp âäü däi chëu mä men xoàõn Chæång IX: Mäúi gheïp then, then hoa vaì truûc âënh hçnh 9.1. Mäúi gheïp then 9.1.1. Giåïi thiãûu vãö mäúi gheïp then 9.1.2. Caïc kêch thæåïc chuí yãúu cuía mäúi gheïp then bàòng 9.1.3. Tênh mäúi gheïp then bàòng 9.2. Mäúi gheïp then hoa 9.2.1. Giåïi thiãûu mäúi gheïp then hoa 9.2.2. Kêch thæåïc chuí yãúu cuía mäúi gheïp then hoa 9.2.3. Tênh mäúi gheïp then hoa 9.3. Mäúi gheïp truûc âënh hçnh Chæång X: Phán têch choün mäúi gheïp 10.1. Mäúi gheïp ren 10.1.1. Æu âiãøm 10.1.2. Nhæåüc âiãøm 10.1.3. Phaûm vi sæí duûng 10.2. Mäúi gheïp âinh taïn 10.2.1. Æu âiãøm 10.2.2. Nhæåüc âiãøm 10.2.3. Phaûm vi sæí duûng 10.3. Mäúi gheïp haìn 10.3.1. Æu âiãøm 10.3.2. Nhæåüc âiãøm 10.3.3. Phaûm vi sæí duûng 10.4. Mäúi gheïp âäü däi 10.4.1. Æu âiãøm 10.4.2. Nhæåüc âiãøm 10.4.3. Phaûm vi sæí duûng 10.5. Mäúi gheïp then, then hoa, truûc âënh hçnh 90 91 91 92 93 94 94 95 98 98 101 101 103 103 105 105 106 108 108 109 109 109 109 109 109 110 110 110 110 111 111 111 111 111 10.5.1. Æu âiãøm 10.5.2. Nhæåüc âiãøm 10.5.3. Phaûm vi sæí duûng Pháön thæï ba: Caïc chi tiãút maïy truyãön âäüng Chæång XI: Bäü truyãön âai 11.1. Nhæîng váún âãö chung 11.1.1. Giåïi thiãûu bäü truyãön âai 11.1.2. Phán loaûi bäü truyãön âai 11.1.3. Thäng säú laìm viãûc chuí yãúu cuía bäü truyãön âai 11.1.4. Thäng säú hçnh hoüc chuí yãúu cuía bäü truyãön âai 11.1.5. Læûc taïc duûng trong bäü truyãön âai 11.1.6. ÆÏng suáút trong âai 11.1.7. Sæû træåüt trong bäü truyãön âai 11.1.8. Âæåìng cong træåüt vaì âæåìng cong hiãûu suáút 11.2. Tênh bäü truyãön âai 11.2.1. Caïc daûng hoíng cuía bäü truyãön âai vaì chè tiãu tênh toaïn 11.2.2. Tênh bäü truyãön âai theo æïng suáút coï êch 11.2.3. Tênh âai theo âäü bãön láu 11.2.4. Tênh âai theo khaí nàng keïo 11.2.5. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön âai deût 11.2.6. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön âai thang Chæång XII: Bäü truyãön baïnh ma saït 12.1. Nhæîng váún âãö chung 12.1.1. Giåïi thiãûu bäü truyãön baïnh ma saït 12.1.2. Phán loaûi bäü truyãön baïnh ma saït 12.1.3. Thäng säú hçnh hoüc chuí yãúu cuía bäü truyãön baïnh ma saït 12.1.4. Sæû træåüt trong bäü truyãön baïnh ma saït 12.1.5. Thäng säú laìm viãûc chuí yãúu cuía bäü truyãön baïnh ma saït 12.1.6. Læûc taïc duûng trong bäü truyãön baïnh ma saït 12.2. Tênh bäü truyãön baïnh ma saït 12.2.1. Caïc daûng hoíng vaì chè tiãu tênh toaïn 12.2.2. Tênh bäü truyãön baïnh ma saït bàòng váût liãûu kim loaûi 12.2.3. Tênh bäü truyãön baïnh ma saït bàòng váût liãûu phi kim loaûi Chæång XIII: Bäü truyãön baïnh ràng 13.1. Nhæîng váún âãö chung 13.1.1. Giåïi thiãûu bäü truyãön baïnh ràng 111 111 112 113 113 115 117 117 118 118 119 120 122 122 123 124 125 125 127 129 129 130 131 132 133 134 135 135 136 138 139 139 13.1.2. Phán loaûi bäü truyãön baïnh ràng 13.1.3. Thäng säú hçnh hoüc chuí yãúu cuía bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng 13.1.4. Thäng säú hçnh hoüc chuí yãúu cuía bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng 13.1.5. Thäng säú hçnh hoüc chuí yãúu cuía bäü truyãön baïnh ràng noïn ràng thàóng 13.1.6. Thäng säú laìm viãûc chuí yãúu cuía bäü truyãön baïnh ràng 13.1.7. Âäü chênh xaïc cuía bäü truyãön baïnh ràng 13.1.8. Taíi troüng vaì æïng suáút trong bäü truyãön baïnh ràng 13.1.9. Læûc taïc duûng lãn truûc vaì äø mang bäü truyãön baïnh ràng 13.2. Tênh bäü truyãön baïnh ràng 13.2.1. Caïc daûng hoíng vaì chè tiãu tênh toaïn bäü truyãön baïnh ràng 13.2.2. Tênh bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng theo sæïc bãön tiãúp xuïc 13.2.3. Tênh bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng theo sæïc bãön uäún 13.2.4. Tênh bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng vaì ràng chæî V 13.2.5. Tênh bäü truyãön baïnh ràng noïn ràng thàóng 13.2.6. Kiãøm tra bäü truyãön baïnh ràng theo taíi troüng quaï taíi 13.2.7.Váût liãûu chãú taûo baïnh ràng vaì æïng suáút cho pheïp 13.2.8. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön baïnh ràng Chæång XIV: Bäü truyãön truûc vêt 14.1. Nhæîng váún âãö chung 14.1.1. Giåïi thiãûu bäü truyãön truûc vêt 14.1.2. Phán loaûi bäü truyãön truûc vêt 14.1.3. Thäng säú hçnh hoüc chuí yãúu cuía bäü truyãön truûc vêt 14.1.4. Thäng säú laìm viãûc chuí yãúu cuía bäü truyãön truûc vêt 14.1.5. Âäü chênh xaïc cuía bäü truyãön truûc vêt 14.1.6. Taíi troüng vaì æïng suáút trong bäü truyãön truûc vêt 14.1.7. Læûc taïc duûng lãn truûc vaì äø mang bäü truyãön truûc vêt 14.1.8. Kãút cáúu cuía truûc vêt, baïnh vêt 14.2. Tênh bäü truyãön truûc vêt 14.2.1.Caïc daûng hoíng cuía bäü truyãön truûc vêt vaì chè tiãu tênh toaïn 14.2.2. Tênh bäü truyãön truûc vêt theo sæïc bãön tiãúp xuïc 14.2.3. Tênh bäü truyãön truûc vêt theo sæïc bãön uäún 14.2.4. Tênh bäü truyãön truûc vêt theo âiãöu kiãûn chëu nhiãût 14.2.5. Tênh truûc vêt theo âiãöu kiãûn äøn âënh 14.2.6. Kiãøm tra bäü truyãön truûc vêt theo taíi troüng quaï taíi 140 142 144 145 146 146 148 149 151 151 152 155 156 160 163 164 165 167 167 169 170 172 172 173 174 174 175 175 177 178 179 180 180 14.2.7. Choün váût liãûu vaì æïng suáút cho pheïp 14.2.8. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön truûc vêt Chæång XV: Bäü truyãön xêch 15.1. Nhæîng váún âãö chung 15.1.1. Giåïi thiãûu bäü truyãön xêch 15.1.2. Phán loaûi bäü truyãön xêch 15.1.3. Thäng säú hçnh hoüc chuí yãúu cuía bäü truyãön xêch äúng con làn 15.1.4. Thäng säú laìm viãûc chuí yãúu cuía bäü truyãön xêch 15.1.5. Læûc taïc duûng trong bäü truyãön xêch 15.2. Tênh bäü truyãön xêch 15.2.1. Caïc daûng hoíng vaì chè tiãu tênh toaïn cuía bäü truyãön xêch 15.2.2. Tênh bäü truyãön xêch äúng con làn 15.2.3. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön xêch Chæång XVI: Bäü truyãön vêt - âai äúc 16.1. Nhæîng váún âãö chung 16.1.1. Giåïi thiãûu bäü truyãön vêt - âai äúc 16.1.2. Phán loaûi bäü truyãön vêt - âai äúc 16.1.3. Thäng säú hçnh hoüc chuí yãúu cuía bäü truyãön vêt - âai äúc 16.1.4. Thäng säú laìm viãûc chuí yãúu cuía bäü truyãön vêt - âai äúc 16.2. Tênh bäü truyãön vêt - âai äúc 16.2.1. Caïc daûng hoíng cuía bäü truyãön vêt - âai äúc vaì chè tiãu tênh toaïn 16.2.2. Tênh bäü truyãön vêt - âai äúc theo âäü bãön moìn 16.2.3. Tênh bäü truyãön vêt - âai äúc theo âiãöu kiãûn äøn âënh 16.2.4. Tênh bäü truyãön vêt - âai äúc theo âäü bãön 16.2.5. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön vêt - âai äúc Chæång XVII: Phán têch choün bäü truyãön 17.1. Bäü truyãön baïnh ràng 17.1.1. Æu âiãøm cuía bäü truyãön baïnh ràng 17.1.2. Nhæåüc âiãøm cuía bäü truyãön baïnh ràng 17.1.3. Phaûm vi sæí duûng cuía bäü truyãön baïnh ràng 17.2. Bäü truyãön âai 17.2.1. Æu âiãøm cuía bäü truyãön âai 17.2.2. Nhæåüc âiãøm cuía bäü truyãön âai 17.2.3. Phaûm vi sæí duûng cuía bäü truyãön âai 17.3. Bäü truyãön xêch 17.3.1. Æu âiãøm cuía bäü truyãön xêch 17.3.2. Nhæåüc âiãøm cuía bäü truyãön xêch 181 182 184 184 185 186 188 188 189 189 190 192 193 193 194 196 197 197 197 198 199 199 200 201 201 202 202 202 202 202 203 203 203 203 17.3.3. Phaûm vi sæí duûng cuía bäü truyãön xêch 17.4. Bäü truyãön truûc vêt 17.4.1. Æu âiãøm cuía bäü truyãön truûc vêt 17.4.2. Nhæåüc âiãøm cuía bäü truyãön truûc vêt 17.4.3. Phaûm vi sæí duûng cuía bäü truyãön truûc vêt 17.5. Bäü truyãön baïnh ma saït 17.5.1. Æu âiãøm cuía bäü truyãön baïnh ma saït 17.5.2. Nhæåüc âiãøm cuía bäü truyãön baïnh ma saït 17.5.3. Phaûm vi sæí duûng cuía bäü truyãön baïnh ma saït 17.6. Bäü truyãön vêt - âai äúc 17.6.1. Æu âiãøm cuía bäü truyãön vêt - âai äúc 17.6.2. Nhæåüc âiãøm cuía bäü truyãön vêt - âai äúc 17.6.3. Phaûm vi sæí duûng cuía bäü truyãön vêt - âai äúc Pháön thæï tæ: Caïc chi tiãút maïy âåî näúi Chæång XVIII: Truûc 18.1. Nhæîng váún âãö chung 18.1.1. Giåïi thiãûu vãö truûc 18.1.2. Phán loaûi truûc 18.1.3. Caïc bäü pháûn chênh cuía truûc 18.1.4. Thäng säú hçnh hoüc chuí yãúu cuía truûc 18.1.5. Mäüt säú âiãøm cáön chuï yï khi choün kãút cáúu truûc 18.2. Tênh truûc 18.2.1. Caïc daûng hoíng cuía truûc vaì chè tiãu tênh toaïn 18.2.2. Kiãøm tra truûc theo chè tiãu gáön âuïng 18.2.3. Thiãút kãú truûc theo chè tiãu gáön âuïng 18.2.4. Kiãøm tra truûc theo chè tiãu chênh xaïc 18.2.5. Thiãút kãú truûc theo chè tiãu chênh xaïc 18.2.6. Kiãøm tra truûc theo taíi troüng quaï taíi Chæång XIX: ÄØ træåüt 19.1. Nhæîng váún âãö chung 19.1.1.Giåïi thiãûu vãö äø træåüt 19.1.2. Phán loaûi äø træåüt 19.1.3. Caïc kêch thæåïc chuí yãúu cuía äø træåüt 19.1.4. Caïc kiãøu ma saït trong äø træåüt 19.1.5. Taûo ma saït æåït trong äø træåüt bàòng bäi trån thuíy âäüng 19.2. Tênh äø træåüt 19.2.1. Caïc daûng hoíng cuía äø træåüt vaì chè tiãu tênh toaïn 204 204 204 204 204 205 205 205 205 205 205 206 206 207 207 208 209 210 210 212 212 213 214 216 217 217 219 219 220 221 222 223 225 225 19.2.2. Tênh äø træåüt theo [p] hoàûc [p.v] 19.2.3. Tênh äø træåüt bäi trån ma saït æåït 19.2.4. Tênh äø træåüt theo âiãöu kiãûn chëu nhiãût 19.2.5. Váût liãûu chãú taûo loït äø 19.2.6. Trçnh tæû thiãút kãú äø træåüt Chæång XX: ÄØ làn 20.1. Nhæîng váún âãö chung 20.1.1. Giåïi thiãûu äø làn 20.1.2. Phán loaûi äø làn 20.1.3. Kêch thæåïc chuí yãúu cuía äø làn 20.1.4. Caïc loaûi äø làn thæåìng duìng 20.1.5. Âäü chênh xaïc cuía äø làn, caïch ghi kyï hiãûu äø làn 20.1.6. Phán bäú taíi troüng trãn caïc con làn vaì æïng suáút tiãúp xuïc 20.1.7. Mäüt säú âiãøm cáön chuï yï khi choün äø làn 20.2. Tênh äø làn 20.2.1. Caïc daûng hoíng cuía äø làn vaì chè tiãu tênh toaïn 20.2.2. Tênh äø làn theo khaí nàng taíi âäüng 20.2.3. Tênh äø làn theo khaí nàng taíi ténh 20.3. So saïnh äø làn vaì äø træåüt 20.3.1. Æu âiãøm 20.3.2. Nhæåüc âiãøm 20.3.3.Phaûm vi sæí duûng Chæång XXI: Khåïp näúi 21.1. Nhæîng váún âãö chung 21.1.1. Giåïi thiãûu khåïp näúi 21.1.2. Phán loaûi khåïp näúi 21.1.3. Thäng säú chuí yãúu cuía khåïp näúi 21.2. Tênh khåïp näúi 21.2.1. Phæång phaïp tênh choün khåïp näúi 21.2.2. Tênh näúi truûc chäút âaìn häöi 21.2.3. Tênh ly håüp chäút an toaìn Chæång XXII: Loì xo 22.1. Nhæîng váún âãö chung 22.1.1. Giåïi thiãûu loì xo 22.1.2. Phán loaûi loì xo 22.1.3. Thäng säú chuí yãúu cuía loì xo 22.2. Tênh loì xo 227 227 228 229 230 232 232 233 234 235 236 237 239 239 239 240 242 243 243 243 243 245 245 246 249 250 250 251 252 253 253 254 255 256 22.2.1. Taíi troüng vaì æïng suáút trong loì xo 22.2.2. Tênh loì xo chëu keïo, neïn 22.2.3. Tênh loì xo chëu xoàõn 22.2.4. Trçnh tæû thiãút kãú loì xo CÁU HOÍI ÄN TÁÛP Taìi liãûu tham khaío ♈ ❾ ☸ 256 257 258 259 260 PHÁÖN THÆÏ NHÁÚT NHÆÎNG VÁÚN ÂÃÖ CÅ BAÍN TRONG THIÃÚT KÃÚ MAÏY VAÌ CHI TIÃÚT MAÏY CHÆÅNG I ÂAÛI CÆÅNG VÃÖ THIÃÚT KÃÚ MAÏY VAÌ CHI TIÃÚT MAÏY 1.1. Caïc váún âãö chung 1.1.1. Maïy, bäü pháûn maïy vaì chi tiãút maïy a- Maïy Trong âåìi säúng haìng ngaìy, chuïng ta gàûp ráút nhiãöu loaûi maïy khaïc nhau. Vê duû: maïy bay, maïy caìy, maïy båm, maïy khoan, maïy maìi, xe maïy, ä tä, taìu hoía, cáön truûc, maïy phaït âiãûn, âäüng cå âiãûn, tay maïy, ngæåìi maïy, maïy gàût âáûp liãn håüp, ... Mäùi maïy thæûc hiãûn mäüt chæïc nàng nháút âënh, phuûc vuû cho låüi êch cuía ngæåìi sæí duûng. Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy Coï thãø âënh nghéa nhæ sau: Maïy laì cäng cuû lao âäüngû phæïc taûp thæûc hiãûn mäüt chæïc nàng nháút âënh phuûc vuû cho låüi êch cuía con ngæåìi. Chuïng ta coï thãø chia maïy thaình 4 nhoïm: - Nhoïm maïy cäng taïc. Mäùi maïy thæûc hiãûn mäüt cäng viãûc nháút âënh, thay thãú lao âäüng thuí cäng cuía con ngæåìi, maïy hoaût âäüng theo sæû âiãöu khiãøn cuía ngæåìi sæí duûng. Vê duû nhæ: maïy caìy, maïy maìi, ä tä, maïy bay, xe maïy. - Nhoïm maïy tæû âäüng. Bao gäöm nhæîng maïy cäng taïc, hoüat âäüng tæû âäüng theo mäüt chæång trçnh coï sàôn do con ngæåìi âiãöu chènh. Vê duû: dáy chuyãön âoïng nàõp chai bia tæû âäüng, maïy tiãûn tæû âäüng, ngæåìi maïy, maïy phay CNC. - Nhoïm maïy liãn håüp. Mäùi maïy laì táûp håüp cuía vaìi maïy cäng taïc, âãø thæûc hiãûn hoaìn chènh mäüt cäng viãûc naìo âoï. Vê duû: maïy gàût âáûp liãn håüp, bao gäöm mäüt maïy càõt, mäüt maïy âáûp vaì mäüt maïy phán loaûi, ba maïy liãn kãút våïi nhau taûo thaình mäüt maïy. - Nhoïm maïy biãún âäøi nàng læåüng. Âoï laì caïc maïy biãún nàng læåüng tæì daûng naìy sang daûng khaïc. Vê duû: âäüng cå âiãûn biãún âiãûn nàng thaình cå nàng, maïy phaït âiãûn biãún cå nàng thaình âiãûn nàng. Trong giaïo trçnh Chi tiãút maïy chuïng ta chè nghiãn cæïu nhoïm maïy cäng taïc. b- Bäü pháûn maïy 3 Mäùi maïy cäng taïc thæåìng coï 3 bäü H pháûn chênh (Hçnh 1-1): - Bäü pháûn phaït âäüng 1, cung cáúp nguäön âäüng læûc cho maïy hoüat âäüng. Bäü pháûn phaït âäüng coï thãø laì âäüng cå âiãûn, âäüng cå âäút G 1 2 T FQ trong, tay quay, baìn âaûp. Âáy laì bäü pháûn khäng thãø thiãúu âæåüc trong mäüt maïy. Hçnh 1-1: Så âäö caïc bäü pháûn maïy - Bäü pháûn cäng taïc 2, laì bäü pháûn thæûc hiãûn chæïc nàng quy âënh cuía maïy, caïc maïy khaïc nhau seî coï bäü pháûn cäng taïc khaïc nhau. Vê duû: læåîi caìy trong maïy caìy, truûc âaï maìi trong maïy maìi, truûc chênh vaì baìn xe dao trong maïy tiãûn. Caïc maïy khaïc nhau coï bäü pháûn cäng taïc khaïc nhau. Âáy cung la î ì bäü pháûn khäng thãø thiãúu âæåüc cuía mäüt maïy. 10 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy - Bäü pháûn truyãön dáùn âäüng 3, laì bäü pháûn näúi giæîa bäü pháûn phaït âäüng vaì bäü pháûn cäng taïc. Bäü pháûn truyãön dáùn âäüng coï nhiãûm vuû thay âäøi täúc âäü chuyãøn âäüng, biãøn âäøi quy luáût chuyãøn âäüng, thay âäøi chiãöu chuyãøn âäüng hoàûc âaím baío mäüt khoaíng caïch nháút âënh giæîa bäü pháûn phaït âäüng vaì bäü pháûn cäng taïc. Vê duû: bäü truyãön âai, bäü truyãön xêch, häüp täúc âäü. Trong mäüt säú loaûi maïy âån giaín coï thãø khäng coï bäü pháûn truyãön dáùn âäüng. c - Chi tiãút maïy Khi chuïng ta thaïo råìi mäüt maïy, mäüt bäü pháûn maïy seî nháûn âæåüc nhæîng pháön tæí nhoí cuía maïy, vê duû nhæ: bu läng, âai äúc, baïnh ràng, truûc. Nãúu tiãúp tuûc taïch råìi caïc pháön tæí naìy thç noï khäng coìn cäng duûng næîa. Caïc pháön tæí nhoí cuía maïy âæåüc goüi laì chi tiãút maïy. Coï thãø âënh nghéa nhæ sau: Chi tiãút maïy laì pháön tæí cå baín âáöu tiãn cáúu thaình nãn maïy, coï hçnh daûng vaì kêch thæåïc xaïc âënh, coï cäng duûng nháút âënh trong maïy. Chi tiãút maïy coï thãø phán thaình 2 nhoïm: - Nhoïm chi tiãút maïy coï cäng duûng chung. Bao gäöm caïc chi tiãút maïy âæåüc sæí duûng trong nhiãöu loaûi maïy khaïc nhau. Trong caïc loaûi maïy khaïc nhau, chi tiãút maïy coï hçnh daûng vaì cäng duûng nhæ nhau. Vê duû: baïnh ràng, khåïp näúi, truûc, bu läng, äø làn. - Nhoïm chi tiãút maïy coï cäng duûng riãng. Bao gäöm caïc chi tiãút maïy chè âæåüc sæí duûng trong mäüt loaûi maïy nháút âënh. Trong caïc loüai maïy khaïc nhau, hçnh daûng hoàûc cäng duûng cuía chi tiãút maïy laì khaïc nhau. Vê duû: truûc khuyíu, tua bin, voí häüp giaím täúc, thán maïy. Trong giaïo trçnh Chi tiãút maïy, chuïng ta chè nghiãn cæïu caïc chi tiãút maïy coï cäng duûng chung. 1.1.2. Nhæîng yãu cáöu chuí yãúu âäúi våïi maïy vaì chi tiãút maïy Træåïc khi nghiãn cæïu thiãút kãú maïy, chi tiãút maïy, chuïng ta cáön biãút nhæ thãú naìo laì mäüt maïy täút. Âãø laìm âæåüc âiãöu âoï, cáön biãút caïc thäng säú âaïnh giaï cháút læåüng cuía maïy, hay nhæîng yãu cáöu chuí yãúu âäúi våïi maïy vaì chi tiãút maïy. Mäüt baín thiãút kãú maïy hoàûc chi tiãút maïy âæåüc goüi laì håüp lyï, khi maïy thoía maîn 6 yãu cáöu chuí yãúu sau: - Maïy coï hiãûu quaí sæí duûng cao, thãø hiãûn åí chäù: 11 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy Tiãu täún êt nàng læåüng cho mäüt saín pháøm gia cäng trãn maïy, Nàng suáút gia cäng cao, Âäü chênh xaïc cuía saín pháøm gia cäng trãn maïy cao, Chi phê sæí duûng maïy tháúp, Kêch thæåïc, khäúi læåüng cuía maïy håüp lyï. - Maïy coï khaí nàng laìm viãûc cao: maïy hoaìn thaình täút chæïc nàng âaî âënh trong âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía cå såí saín xuáút, luän luän âuí bãön, âuí cæïng, chëu âæåüc nhiãût âäü, âäü áøm cuía mäi træåìng, khäng bë rung âäüng quaï mæïc. - Maïy coï âäü tin cáûy cao: maïy luän luän hoüat âäüng täút, âaím baío caïc chè tiãu kyî thuáût theo thiãút kãú. Trong suäút thåìi gian sæí duûng, maïy êt bë hoíng hoïc, thåìi gian vaì chi phê cho viãûc sæía chæîa tháúp. - An toaìn trong sæí duûng: khäng gáy nguy hiãøm cho ngæåìi sæí duûng, cho caïc maïy, bäü pháûn maïy khaïc, khi maïy laìm viãûc bçnh thæåìng vaì ngay caí khi maïy coï sæû cäú hoíng hoïc. - Maïy coï tênh cäng nghãû cao, thãø hiãûn åí chäù: Kãút cáúu cuía maïy phaíi phuì håüp våïi âiãöu kiãûn vaì quy mä saín xuáút, Kãút cáúu cuía caïc chi tiãút maïy âån giaín, håüp lyï, Cáúp chênh xaïc vaì cáúp âäü nhaïm choün âuïng mæïc, Choün phæång phaïp chãú taûo phäi håüp lyï. - Maïy coï tênh kinh tãú cao, thãø hiãûn åí chäù: Cäng sæïc vaì phê täøn cho thiãút kãú laì êt nháút, Váût liãûu chãú taûo caïc chi tiãút maïy reí tiãön, dãù cung cáúp, Dãù gia cäng, chi phê cho chãú taûo laì êt nháút, Giaï thaình cuía maïy laì tháúp nháút. 1.1.3. Caïc bæåïc thiãút kãú mäüt maïy Træåïc khi bàõt âáöu thiãút kãú mäüt maïy, chuïng ta phaíi nàõm væîng nhiãûm vuû thiãút kãú, cáön biãút caïc säú liãûu sau âáy: - Säú læåüng maïy cáön chãú taûo. Chãú taûo bao nhiãu chiãúc? - Saín pháøm gia cäng trãn maïy. Hçnh daûng, kêch thæåïc, váût liãûu, âäü chênh xaïc? - Nàng suáút gia cäng trãn maïy. Cáön gia cäng bao nhiãu saín pháøm trong 1 giåì? - Tuäøi thoü cuía maïy, hay thåìi gian sæí duûng maïy cho âãún luïc boí âi? - Yãu cáöu vãö kêch thæåïc, khäúi læåüng cuía maïy? - Âàûc âiãøm cuía mäi træåìng maïy seî laìm viãûc? 12 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy - Caïc yãu cáöu khaïc? Cäng viãûc thiãút kãú âæåüc tiãún haình theo 7 bæåïc: 1. Xaïc âënh nguyãn tàõc hoaût âäüng vaì chãú âäü laìm viãûc cuía maïy. Nãn tham khaío caïc maïy hiãûn coï âãø choün nguyãn tàõc hoaût âäüng thêch håüp. Chãú âäü laìm viãûc cuía maïy, cå cáúu maïy coï liãn quan âãún viãûc choün giaï trë caïc hãû säú tênh toaïn trong quaï trçnh xaïc âënh kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy. 2. Láûp så âäö chung toaìn maïy, så âäö caïc bäü pháûn maïy. Så âäö phaíi thoía maîn yãu cáöu cuía nhiãûm vuû thiãút kãú. Cáön láûp mäüt vaìi phæång aïn så âäö maïy, sau âoï so saïnh choün phæång aïn täút nháút. 3. Xaïc âënh taíi troüng taïc duûng lãn maïy, bäü pháûn maïy vaì tæìng chi tiãút maïy. Âáy laì bæåïc quan troüng. Nãúu xaïc âënh khäng âuïng taíi troüng, chuïng ta seî thiãút kãú ra maïy hoàûc laì khäng âuí bãön, hoàûc laì khäng âaím âaím baío tênh kinh tãú. 4. Tênh toaïn thiãút kãú caïc chi tiãút maïy. Xaïc âënh hçnh daûng, kêch thæåïc, veî âæåüc kãút cáúu cuía tæìng chi tiãút maïy. 5. Láûp quy trçnh cäng nghãû gia cäng tæìng chi tiãút maïy. 6. Láûp quy trçnh làõp raïp caïc bäü pháûn maïy vaì làõp raïp toaìn maïy. 7. Láûp häö så thiãút kãú cho maïy. Láûp caïc baín veî, baín thuyãút minh, taìi liãûu chè dáùn sæí duûng vaì sæía chæîa maïy. 1.1.4. Caïc bæåïc thiãút kãú mäüt chi tiãút maïy Âãø thæûc hiãûn bæåïc thæï 4 trong quy trçnh thiãút kãú maïy, chuïng ta phaíi láön læåüt tênh toaïn thiãút kãú tæìng chi tiãút maïy. Træåïc khi thæûc hiãûn thiãút kãú chi tiãút maïy, cáön phaíi biãút caïc säú liãûu liãn quan âãún chi tiãút maïy: - Caïc taíi troüng taïc duûng lãn chi tiãút maïy: cæåìng âäü, phæång, chiãöu, âiãøm âàût vaì âàûc tênh cuía noï. - Tuäøi thoü cuía chi tiãút maïy. Thäng thæåìng tuäøi thoü cuía chi tiãút maïy bàòng tuäøi thoü cuía maïy, cuîng coï træåìng håüp chè bàòng mäüt pháön tuäøi thoü cuía maïy. - Âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía chi tiãút maïy. - Caïc yãu cáöu vãö váût liãûu, khäúi læåüng, kêch thæåïc. - Khaí nàng gia cäng cuía cå såí cå khê seî chãú taûo chi tiãút maïy. Thiãút kãú mäüt chi tiãút maïy thæåìng tiãún haình qua 7 bæåïc: 13 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy 1. Láûp så âäö tênh toaïn chi tiãút maïy - Ft så âäö hoïa kãút cáúu chi tiãút maïy. 2. Âàût caïc taíi troüng lãn så âäö tênh toaïn chi tiãút maïy (Hçnh 1-2). 3. Choün váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy. Fr Fa ⋅ Fâ 4. Tênh toaïn caïc kêch thæåïc chênh cuía chi tiãút maïy theo âiãöu kiãûn bãön hoàûc âiãöu kiãûn cæïng. Hçnh 1-2: Så âäö tênh truûc 5. Choün caïc kêch thæåïc khaïc vaì veî kãút cáúu cuía chi tiãút maïy. 6. Kiãøm nghiãûm chi tiãút maïy theo âäü bãön, âäü cæïng, tênh chëu nhiãût, tênh chëu dao âäüng. Nãúu khäng âaím baío thç phaíi tàng kêch thæåïc, nãúu quaï dæ thç phaíi giaím kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy. 7. Láûp baín veî chãú taûo chi tiãút maïy. Trãn âoï thãø hiãûn âáöy âuí hçnh daûng, kêch thæåïc, dung sai, cháút læåüng bãö màût, váût liãûu, phæång phaïp nhiãût luyãûn, caïc yãu cáöu kyî thuáût vãö gia cäng, làõp ràõp. 1.1.5. Mäüt säú âiãøm cáön chuï yï khi tênh toaïn thiãút kãú chi tiãút maïy Khi xaïc âënh caïc kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy, chuïng ta cáön chuï yï mäüt säú âiãøm sau âáy: - Taíi troüng taïc duûng lãn chi tiãút maïy ráút phæïc taûp, khoï coï thãø xaïc âënh chênh xaïc, do âoï chuïng ta chè xaïc âënh caïc thaình pháön taíi troüng chênh, caïc thaình pháön phuû âæåüc kãø âãún bàòng hãû säú âiãöu chènh, goüi laì hãû säú taíi troüng. - Caïc cäng thæïc duìng trong tênh toaïn thiãút kãú chi tiãút maïy coï 3 loaûi: cäng thæïc chênh xaïc, cäng thæïc gáön âuïng, vaì cäng thæïc thæûc nghiãûm. + Cäng thæïc chênh xaïc, âæåüc xáy dæûng trãn cå såí lyï thuyãút Toaïn hoüc vaì Váût lyï hoüc. Sæí duûng cäng thæïc chênh xaïc, trong moüi træåìng håüp ta luän nháûn âæåüc kãút quaí âuïng. Trong lénh væûc thiãút kãú chi tiãút maïy, caïc cäng thæïc loaûi naìy ráút êt. + Cäng thæïc gáön âuïng, âæåüc xáy dæûng trãn cå såí phaíi âàût ra caïc giaí thiãút. Vê du:û giaí thiãút váût liãûu âäöng cháút, âàóng hæåïng, hoàûc cæïng tuyãût âäúi. Kãút quaí tênh toaïn, khi sæí duûng caïc cäng thæïc gáön âuïng, âæåüc coi laì chênh xac khi âiã ï öu kiãûn cuía baìi toaïn truìng våïi caïc giaí thiãút. Âiãöu kiãûn cuía baìi toaïn thiãút kãú caìng xa våïi caïc giaí 14 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy thiãút thç kãút quaí tênh toaïn caìng khäng âaïng tin cáûy. Trong cäng thæïc gáön âuïng, ngæåìi ta âæa vaìo caïc hãû säú âãø âiãöu chènh âäü chênh xaïc cuía kãút quaí tênh, kãø âãún sæû sai lãûch giæîa âiãöu kiãûn thæûc cuía baìi toaïn vaì âiãöu kiãûn giaí thiãút. Khi thiãút kãú, chuïng ta phaíi choün giaï trë håüp lyï cho caïc hãû säú. Loaûi cäng thæïc naìy ráút phäø biãún trong lénh væûc thiãút kãú chi tiãút maïy. + Cäng thæïc thæûc nghiãûm, hoàûc cäng thæïc kinh nghiãûm âæåüc xáy dæûng trãn cå såí thäúng kã nhæîng kãút quaí thu âæåüc tæì thæûc nghiãûm, hoàûc tæì kinh nghiãûm sæí duûng maïy moïc. Kãút quaí tênh toaïn thiãút kãú bàòng cäng thæïc thæûc nghiãm chè âæå û üc cháúp nháûn, khi âiãöu kiãûn cuía baìi toaïn truìng våïi âiãöu kiãûn thê nghiãûm, hoàûc truìng våïi kinh nghiãûm sæí duûng. Trong nhæîng âiãöu kiãûn khaïc våïi thê nghiãûm vaì kinh nghiãûm thç khäng âæåüc sæí duûng. - Coï nhæîng kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy âæåüc xaïc âënh chênh xaïc chè qua mäüt láön tênh toaïn. Cuîng coï nhæîng kêch thæåïc phaíi qua hai hoàûc nhiãöu bæåïc tênh toaïn måïi nháûn âæåüc kãút quaí âuïng, vç chæa âuí säú liãûu âãø tênh chênh xaïc ngay. - Mäüt chi tiãút maïy thæåìng coï ráút nhiãöu kêch thæåïc, chè nãn tênh toaïn nhæîng kêch thæåïc cuía caïc tiãút diãûn chênh (bao gäöm caïc tiãút diãûn tham gia làõp gheïp, tiãút diãûn coï gêa trë æïng suáút låïn, tiãút diãûn hay xaíy ra hoíng hoïc). Caïc kêch thæåïc coìn laûi seî âæåüc choün trong quaï trçnh veî kãút cáúu cuía chi tiãút maïy. Choün theo âiãöu kiãûn làõp gheïp våïi caïc chi tiãút khaïc, theo tênh håüp lyï, tênh tháøm myî cuía kãút cáúu, hoàûc theo kinh nghiãûm cuía ngæåìi thiãút kãú. - Trong mäùi bæåïc tênh thiãút kãú chi tiãút maïy, coï thãø coï nhiãöu phæång aïn cuìng thoía maîn yãu cáöu cuía âáöu baìi, chuïng ta nãn phán têch choün 2 âãún 3 phæång aïn håüp lyï nháút âãø tênh toaïn tiãúp tuûc. ÅÍ bæåïc cuäúi cuìng, cáön so saïnh, choün ra phæång aïn täút nháút laìm kãút quaí thiãút kãú. - Hiãûn nay coï nhiãöu chæång trçnh maïy tênh (pháön mãöm æïng duûng) duìng âãø tênh toaïn vaì veî tæû âäüng caïc chi tiãút maïy, bäü pháûn maïy, tháûm chê caí maïy. Khi sæí duûng, chuïng ta cáön phaíi choün pháön mãöm thêch håüp cho baìi toaïn thiãút kãú, vaì phaíi nàõm væîng kiãún thæïc thiãút kãú chi tiãút maïy thç måïi sæí duûng coï hiãûu quaí caïc pháön mãöm æïng duûng nãu trãn. 15 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy 1.2. Taíi troüng vaì æïng suáút 1.2.1. Taíi troüng taïc duûng lãn maïy vaì chi tiãút maïy Taíi troüng taïc duûng lãn maïy vaì chi tiãút maïy bao gäöm læûc, mä men vaì aïp suáút. Taíi troüng laì âaûi læåüng veïc tå, âæåüc xaïc âënh båíi caïc thäng säú: cæåìng âäü, phæång, chiãöu, âiãøm âàût vaì âàûc tênh cuía taíi troüng. Trong âoï: Læûc, âæåüc kyï hiãûu bàòng chæî F, âån vë âo laì N, 1 N = 1 kg.m/s. Mä men uäún, kyï hiãûu laì M, âån vë âo laì Nmm. Mä men xoàõn, kyï hiãûu laì T, âån vë âo laì Nmm. AÏp suáút, kyï hiãûu laì p, âån vë âo laì MPa, 1 MPa = 1 N/mm2. Phán loaûi taíi troüng - chuïng ta laìm quen våïi mäüt säú tãn goüi cuía taíi troüng, vaì âàûc âiãøm cuía noï: - Taíi troüng khäng âäøi, laì taíi troüng coï phæång, chiãöu, cæåìng âäü khäng thay âäøi theo thåi gian. Så âäö cuía taíi troüng khäng âäøi biãøu diãùn trãn Hçnh 1-3. - Taíi troüng thay âäøi, laì taíi troüng coï êt nháút mäüt trong ba âaûi læåüng (phæång, chiãöu, cæåìng âäü) thay âäøi theo thåìi gian. Trong thæûc tãú tênh toaïn chi tiãút maïy, thæåìng gàûp loaûi taíi troüng coï cæåìng âäü thay âäøi; så âäö cuía taíi troüng thay âäøi âæåüc biãøu diãùn trãn Hçnh 1-4. M M1 tb M M1 M2 M3 t t2 t3 t1 t Hçnh 1-3: Taíi troüng khäng âäøi Hçnh 1- 4: Taíi troüng thay âäøi - Taíi troüng tæång âæång, laì taíi troüng khäng âäøi quy æåïc, tæång âæång våïi chãú âäü taíi troüng thay âäøi taïc duûng lãn chi tiãút maïy. Hay noïi caïch khaïc: khi tênh toaïn chi tiãút maïy chëu taíi troüng thay âäøi, chung ta pha ï íi sæí duûng mäüt chãú âäü taíi troüng 16 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy khäng âäøi tæång âæång våïi chãú âäü taíi thay âäøi vãö màût sæïc bãön vaì tuäøi thoü cuía chi tiãút maïy. - Taíi troüng cäú âënh, laì taíi troüng coï âiãøm âàût khäng thay âäøi trong quaï trçnh chi tiãút maïy laìm viãûc. - Taíi troüng di âäüng, laì taíi troüng coï âiãøm âàût di chuyãøn trãn chi tiãút maïy, khi maïy laìm viãûc. - Taíi troüng danh nghéa, laì taíi troüng taïc duûng lãn chi tiãút maïy theo lyï thuyãút. - Taíi troüng tênh. Khi laìm viãûc, chi tiãút maïy, hoàûc mäüt pháön naìo âoï cuía chi tiãút maïy phaíi chëu taíi troüng låïn hån taíi troüng danh nghéa. Taíi troüng tàng thãm coï thãø do rung âäüng, hoàûc do taíi troüng táûp trung vaìo mäüt pháön cuía chi tiãút maïy. Chi tiãút maïy phaíi âæåüc tênh toaïn thiãút kãú sao cho pháön chëu taíi låïn khäng bë thiãúu bãön. Nhæ váûy ta phaíi tênh chi tiãút maïy theo taíi troüng låïn hån taíi danh nghéa, taíi troüng naìy âæåüc goüi laì taíi troüng tênh. 1.2.2. ÆÏng suáút ÆÏng suáút laì æïng læûc xuáút hiãûn trong caïc pháön tæí cuía chi tiãút maïy, khi chi tiãút maïy chëu taíi troüng. ÆÏng suáút laì âaûi læåüng veïc tå, noï âæåüc xaïc âënh båíi phæång, chiãöu, cæåìng âäü. ån vë âo cuía æïng suáút laì MPa, 1 MPa = 1 N/mm2  . ÆÏng suáút âæåüc phán ra laìm hai nhoïm: - ÆÏng suáút phaïp kyï hiãûu laì σ. ÆÏng suáút phaïp coï phæång truìng våïi phæång phaïp tuyãún cuía phán täú âæåüc taïch ra tæì chi tiãút maïy. - ÆÏng suáút tiãúp kyï hiãûu laì τ. ÆÏng suáút tiãúp coï phæång truìng màût phàóng cuía phán täú âæåüc taïch ra tæì chi tiãút maïy. Tæång æïng våïi caïc taíi taïc duûng, æïng suáút âæåüc phán thaình caïc loaûi: + ÆÏng suáút keïo, kyï hiãûu laì σk, + ÆÏng suáút neïn, kyï hiãûu laì σn, + ÆÏng suáút uäún, kyï hiãûu laì σu, + ÆÏng suáút tiãúp xuïc, kyï hiãûu laì σtx, hoàûc σH, + ÆÏng suáút dáûp, kyï hiãûu laì σd, + ÆÏng suáút xoàõn, kyï hiãûu laì τx, + ÆÏng suáút càõt, kyï hiãûu laì τc. 17 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy Ngoaìi ra, æïng suáút coìn âæåüc phán thaình æïng suáút khäng âäøi vaì æïng suáút thay âäøi: - ÆÏng suáút khäng âäøi hay coìn goüi laì æïng suáút ténh, laì æïng suáút coï phæång, chiãöu, cæåìng âäü khäng thay âäøi theo thåìi gian. Så âäö cuía æïng suáút ténh âæåüc thãø hiãûn trãn Hçnh 1-5. - ÆÏng suáút thay âäøi laì æïng suáút coï êt nháút mäüt âaûi læåüng (phæång, chiãöu, cæåìng âäü) thay âäøi theo thåìi gian. ÆÏng suáút coï thãø thay âäøi báút kyì, hoàûc thay âäøi coï chu kyì. Trong tênh toaïn thiãút kãú chi tiãút maïy, chuïng ta thæåìng gàûp loaûi æïng suáút thay âäøi coï chu kyì tuáön hoaìn, hoàûc gáön nhæ laì tuáön hoaìn. Så âäö cuía æïng suáút thay âäøi tuáön hoaìn biãøn diãùn trãn Hçnh 1-6. Mäüt chu trçnh æïng suáút âæåüc xaïc âënh båíi caïc thäng säú: ÆÏng suáút låïn nháút σmax, ÆÏng suáút nhoí nháút σmin, ÆÏng suáút trung bçnh σm; σm = (σmax + σmin) / 2 , Biãn âäü æïng suáút σa; σa = (σmax - σmin)/2 , Hãû säú chu kyì æïng suáút r; r = σmax / σmin, hoàûc r = σmin / σmax , khi σmin = 0. σ σ σa σmax σ1 t σm σmin t Hçnh 1-5. Så âäö æïng suáút ténh Hçnh 1-6. Så âäö æïng suáút thay âäøi Càn cæï vaìo giaï trë cuía hãû säú chu kyì æïng suáút r, ngæåìi ta chia æïng suáút thaình caïc loaûi: + ÆÏng suáút thay âäøi maûch âäüng, khi chu trçnh æïng suáút coï r ≥ 0. + ÆÏng suáút thay âäøi âäúi xæïng, khi chu trçnh æïng suáút coï r < 0. + ÆÏng suáút ténh laì træåìng håüp âàûc biãût cuía æïng suáút thay âäøi, coï r = 1. 18 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy Våïi cuìng mäüt giaï trë æïng suáút nhæ nhau, nhæng r khaïc nhau thç khaí nàng phaï huíy váût liãûu cuía æïng suáút cuîng khaïc nhau. Chi tiãút maïy chëu æïng suáút ténh coï tuäøi thoü cao hån chi tiãút maïy chëu æïng suáút thay âäøi maûch âäüng, chi tiãút maïy chëu æïng suáút thay âäøi âäúi xæïng coï tuäøi thoü tháúp nháút. 1.3. Âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy 1.3.1 Hiãûn tæåüng phaï hoíng do moíi Khi chi tiãút maïy chëu æïng suáút ténh bë phaï hoíng, goüi laì bë phaï hoíng do æïng suáút ténh. Hay noïi caïch khaïc, chi tiãút maïy khäng âuí sæïc bãön ténh. Tênh toaïn chi tiãút maïy âãø ngàn chàûn daûng hoíng naìy âæåüc goüi laì tênh toaïn theo sæïc bãön ténh. Khi chi tiãút maïy bë phaï hoíng båíi æïng suáút thay âäøi, goüi laì bë phaï hoíng do moíi, hay chi tiãút maïy khäng âuí sæïc bãön moíi. Tênh toaïn chi tiãút maïy âãø ngàn chàûn daûng hoíng naìy, goüi laì tênh toaïn theo sæïc bãön moíi. Khi æïng suáút ténh væåüt quaï giaï trë æïng suáút giåïi haûn, chi tiãút maïy bë phaï hoíng âäüt ngäüt. Vãút gáùy nhaïm vaì måïi, quan saït dæåïi kênh hiãøn vi tháúy roî kãút cáúu haût kim loaûi (Hçnh 1-7). Quaï trçnh hoíng do moíi xaíy ra tæì tæì, theo trçnh tæû nhæ sau: - Sau mäüt säú chu kyì æïng suáút nháút âënh, taûi nhæîng chäù coï táûp trung æïng suáút trãn chi tiãút maïy seî suáút hiãûn caïc vãút næït nhoí. Hçnh 1-7: Vãút gáùy do khäng âuí sæïc bãön ténh Hçnh 1-8: Vãút gáùy do khäng âuí sæïc bãön moíi - Vãút næït naìy phaït triãøn låïn dáön lãn, laìm giaím dáön diãûn têch tiãút diãûn chëu taíi cuía chi tiãút maïy, do âoï laìm tàng giaï trë æïng suáút. - Cho âãún khi chi tiãút maïy khäng coìn âuí sæïc bãön ténh thç noï bë phaï hoíng. Quan saït vãút gáùy tháúy roî pháön chi tiãút maïy bë hoíng do moíi - bãö màût cuî vaì nhàôn - vaì pháön chi tiãút maïy bë hoíng do khäng âuí sæïc bãön ténh - bãö màût måïi vaì nhaïm (Hçnh 1-8). Chi tiãút maïy seî bë phaï hoíng do moíi, khi maì æïng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy (σ, τ) låïn hån æïng suáút cho pheïp ([σ], [τ]). Giaï trë æïng suáút cho pheïp âæåüc choün khäng nhæîng phuû thuäüc vaìo cå tênh cuía váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy, maì coìn phuû 19 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy thuäüc vaìo säú chu kyì cáön laìm viãûc cuía chi tiãút maïy. Säú chu kyì cáön laìm viãûc caìng êt thç giaï trë cuía æïng suáút cho pheïp coï thãø choün caìng cao. Ngæåìi ta âaî laìm caïc thê nghiãûm xaïc âënh mäúi quan hãû giæîa giaï trë æïng suáút vaì säú chu kyì laìm viãûc cho âãún khi hoíng cuía chi tiãút maïy, biãøu diãùn trãn Hçnh 1-9. Âáy chênh laì âæåìng cong moíi cuía chi tiãút maïy trong hãû toüa âäü âãö caïc ONσ. Trong âoï: NO: laì säú chu kyì cå såí. σr : giåïi haûn moíi cuía váût liãûu. m : muî cuía âæåìng cong moíi. σN : giåïi haûn moíi ngàõn haûn: σN=KNσr . σ σN1σmN = hàòng σr KN: hãû säú tàng giåïi haûn moíi O ngàõn haûn: m N NN K 0 = . N1 N N 0 Hçnh 1-9: Âæåìng cong moíi 1.3.2. Nhæîng nhán täú aính hæåíng âãún sæïc bãön moíi cuía chi tiãút maïy a- Váût liãûu Váût liãûu coï aính hæåíng låïn âãún sæïc bãön moíi cuía chi tiãút maïy. Chi tiãút maïy âæåüc chãú taûo bàòng váût liãûu coï cå tênh cao, sæïc bãön moíi cuía chi tiãútï seî cao. Vç váût liãûu coï cå tênh cao, thç khaí nàng xuáút hiãûn caïc vãút næït seî khoï khàn hån. Noïi chung: Chi tiãút maïy chãú taûo bàòng váût liãûu kim loaûi coï âäü bãön moíi cao hån bàòng váût liãûu phi kim loaûi. Chi tiãút maïy âæåüc chãú taûo bàòng kim loaûi âen coï âäü bãön moíi cao hån so våïi bàòng håüp kim maìu. Chi tiãút maïy bàòng theïp coï âäü bãön moíi cao hån bàòng gang. Chi tiãút maïy bàòng theïp håüp kim coï âäü bãön moíi cao hån bàòng theïp caïc bon thæåìng. Trong caïc loaûi theïp thæåìng, chi tiãút maïy bàòng theïp coï haìm læåüng caïc bon caìng cao, âäü bãön moíi cuía cuía chi tiãút maïy caìng cao. 20 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy b- Kãút cáúu cuía chi tiãút maïy Chi tiãút maïy coï kãút cáúu phæïc taûp: coï caïc báûc thay âäøi kêch thæåïc âäüt ngäüt, coï caïc läù, caïc raînh, nhæ trãn Hçnh 1-10, seî laìm giaím âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy. Lyï do: taûi nhæîng chäù naìy coï táûp trung æïng suáút, vãút næït såïm xuáút hiãûn vaì phaït triãøn khaï nhanh. Trong tênh toaïn, aính hæåíng cuía kãút cáúu Hçnh 1-10: Nhæîng nåi coï táûp trung æïng suáút âãún sæïc bãön moíi cuía chi tiãút maïy âæåüc kãø âãún bàòng hãû säú âiãöu chènh kσ, kτ , goüi laì hãû säú táûp trung æïng suáút. kσ= σr / σrt kτ = τr / τrt. Trong âoï σrt , τrt laì giåïi haûn moíi cuía máùu coï táûp trung æïng suáút; coìn σr , τr laì giåïi haûn moíi cuía máùu khäng coï táûp trung æïng suáút. Giaï trë cuía hãû säú kσ vaì kτ coï thãø tra åí caïc baíng säú liãûu trong Säø tay thiãút kãú cå khê hoàûc saïch Baìi táûp chi tiãút maïy, theo hçnh daûng vaì kêch thæåïc cuû thãø cuía nhæîng chäù coï táûp trung æïng suáút, trãn tæìng loaûi chi tiãút maïy khaïc nhau. c- Kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy Qua thê nghiãûm ngæåìi ta tháúy ràòng: våïi váût liãûu nhæ nhau, khi tàng kêch thæåïc tuyãût âäúi cuía chi tiãút maïy thç giåïi haûn bãön moíi cuía chi tiãút maïy giaím xuäúng. Lyï do: kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy caìng låïn, váût liãûu caìng khäng âäöng âãöu, khaí nàng xuáút hiãûn caïc khuyãút táût trong loìng chi tiãút maïy caìng nhiãöu. Nhæîng vãút næït, räù xè, räù khê trong loìng chi tiãút maïy laì nhæîng âiãøm coï táûp trung æïng suáút, laì nhæîng âiãøm bàõt âáöu cho sæû phaï hoíng vç moíi. Âãø kãø âãún aính hæåíng cuía kêch thæåïc tuyãût âäúi, trong tênh toaïn ngæåìi ta âæa vaìo hãû säú âiãöu chènh εσ, ετ, goüi laì hãû säú aính hæåíng cuía kêch thæåïc tuyãût âäúi. Hãû säú εσ vaì ετ âæåüc xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm, giaï trë cuía noï coï thãø tra trong caïc säø tay Thiãút kãú cå khê hoàûc saïch Baìi táûp Chi tiãút maïy, theo kêch thæåïc vaì traûng thaïi chëu taíi cuía chi tiãút maïy. εσ = σrd / σr , ετ = τrd / τr . 21 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy Trong âoï σrd vaì τrd laì giåïi haûn moíi cuía chi tiãút maïy, coï kêch thæåïc khaïc våïi kêch thæåïc cuía máùu chuáøn. Máùu chuáøn coï âæåìng kênh d = 7 ⎟10 mm. d- Cäng nghãû gia cäng bãö màût chi tiãút maïy Cäng nghãû gia cäng bãö màût chi tiãút maïy quyãút âënh traûng thaïi bãö màût cuía chi tiãút maïy. Låïp bãö màût chi tiãút maïy thæåìng laì låïp chëu æïng suáút låïn nháút, caïc vãút næït âáöu tiãn cuîng hay xaíy ra åí âáy. AÍnh hæåíng cuía cäng nghãû gia cäng låïp bãö màût âãún sæïc bãön moíi cuía chi tiãút maïy coï thãø toïm tàõt nhæ sau: - Nhæîng chi tiãút maïy qua nguyãn cäng gia cäng tinh, coï âäü boïng bãö màût cao seî coï âäü bãön moíi cao. - Nhæîng chi tiãút maïy chè qua nguyãn cäng gia cäng thä, bãö màût nhaïm, âaïy nháúp nhä laì nhæîng chäù táûp trung æïng suáút, dãù xuáút hiãûn caïc vãút næït, âäü bãön moíi giaím. - Caïc bãö màût âæåüc gia cäng tàng bãön nhæ phun bi, làn eïp seî san bàòng caïc nháúp nhä vaì laìm chai cæïng bãö màût, âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy âæåüc náng cao. Aính hæåíng cuía cäng nghãû gia cäng låïp bãö màût âãún âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy, âæåüc kãø âãún bàòng hãû säú traûng thaïi bãö màût β. Giaï trë cuía β coï thãø tra trong caïc Säø tay thiãút kãú cå khê hoàûc saïch Baìi táûp Chi tiãút maïy. Coï thãø láúy gáön âuïng nhæ sau: khi bãö màût chi tiãút âæåüc maìi nhàôn láúy β=1, khi bãö màût âæåüc gia cäng tàng bãön láúy β>1, bãö màût âæåüc gia cäng bàòng caïc phæång phaïp khaïc láúy β<1. e- Traûng thaïi æïng suáút AÍnh hæåíng cuía traûng thaïi æïng suáút âãún sæïc bãön moíi cuía chi tiãút maïy coï thãø toïm tàõt nhæ sau: - Chi tiãút maïy chëu æïng suáút âån coï âäü bãön moíi cao hån khi chëu æïng suáút phæïc taûp. - Trong caïc traûng thaïi æïng suáút âån, nãúu σmax< 0 (traûng thaïi æïng suáút neïn) chi tiãút maïy coï âäü bãön moíi cao nháút, kãú âãún laì traûng thaïi æïng suáút keïo (coï σmin> 0), traûng thaïi æïng suáút væìa keïo væìa neïn (r < 1) coï âäü bãön moíi tháúp nháút. 1.3.3. Caïc biãûn phaïp náng cao sæïc bãön moíi cuía chi tiãút maïy Qua nghiãn cæïu caïc nhán täú aính hæåíng âãún sæïc bãön moíi cuía chi tiãút maïy, ta tháúy âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy coï thãø âæåüc náng cao bàòng caïc biãûn phaïp sau: - Tçm caïch giaím giaï trë tuyãût âäúi cuía biãn âäü æïng suáút. Traïnh cho chi tiãút maïy laìm viãûc våïi traûng thaïi æïng suáút coï hãû säú chu kyì æïng suáút r < 1. 22 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy - Kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy khäng nãn thay âäøi mäüt caïch âäüt ngäüt, caïc báûc khäng nãn lãûch nhau nhiãöu, taûi báûc coï kêch thæåïc thay âäøi âäüt ngäüt nãn laìm cung læåün, baïn kênh cung læåün caìng låïn caìng täút. Traïnh khoeït läù, laìm raînh trãn chi tiãút maïy, nãúu nhæ khäng tháût cáön thiãút. - Caïc bãö màût cáön gia cäng våïi âäü boïng cao, hoàûc duìng caïc biãûn phaïp tàng bãön bãö màût. Cáön giæî cho bãö màût chi tiãút maïy khäng bë xæåïc, khäng bë gè, khäng bë àn moìn. 1.4. Váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy 1.4.1. Nhæîng yãu cáöu âäúi våïi váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy Khi choün váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy, cáön thoía maîn 6 yãu cáöu sau: 1. Váût liãûu phaíi âaím baío cho chi tiãút maïy coï âuí khaí nàng laìm viãûc: âuí bãön, âuí cæïng, âuí âiãöu kiãûn chëu nhiãût, âuí âiãöu kiãûn chëu dao âäüng, vv.. 2. Váût liãûu phaíi thoía maîn yãu cáöu vãö khäúi læåüng, kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy vaì cuía toaìn maïy. 3. Váût liãûu phaíi coï tênh cäng nghãû thêch æïng våïi hçnh daûng vaì phæång phaïp gia cäng chi tiãút maïy, âãø cäng sæïc gia cäng laì êt nháút. 4. Váût liãûu dãù tçm, dãù cung cáúp, æu tiãn sæí duûng váût liãûu sàôn coï åí âëa phæång, hoàûc åí trong næåïc. 5. Trong mäüt maïy cáön sæí duûng haûn chãú säú loaûi vát liã û ûu, âãø dãù daìng cung cáúp vaì baío quaín. 6. Váût liãûu âæåüc choün coï låüi nháút vãö giaï thaình saín pháøm, sao cho täøng cäüng giaï váût liãûu, giaï gia cäng, giaï thiãút kãú vaì caïc phuû phê khaïc laì tháúp nháút. 1.4.2. Caïc váût liãûu thæåìng duìng trong ngaình chãú taûo maïy a- Kim loaûi âen: Kim loaûi âen gäöm theïp vaì gang, laì loaûi váût liãûu âæåüc duìng phäø biãún trong chãú taûo maïy. Tãn goüi, kyï hiãûu, thaình pháön hoïa hoüc âæåüc quy âënh trong TCVN 1658-87. Theïp laì håüp cháút cuía sàõt våïi caïc bon, haìm læåüng caïc bon nhoí hån hoàûc bàòng 2,14%. Theo TCVN, theïp âæåüc chia thaình 4 nhoïm: 23 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy - Theïp caïc bon thæåìng, âæåüc kyï hiãûu bàòng chæî CT vaì caïc chæî säú chè trë säú giåïi haûn bãön keïo nhoí nháút cuía theïp. Vê duû, theïp CT34 coï giåïi haûn bãön keïo tháúp nháút laì σb= 340 MPa. - Theïp caïc bon cháút læåüng cao, âæåüc kyï hiãûu bàòng chæî C keìm theo caïc chæî säú chè haìm læåüng caïc bon trung bçnh theo pháön vaûn. Vê duû, theïp C45 coï haìm læåüng caïc bon trung bçnh laì 0,45%. - Theïp håüp kim, âæåüc kyï hiãûu bàòng chæî säú chè haìm læåüng caïc bon theo pháön vaûn, sau âoï laì kyï hiãûu caïc nguyãn täú håüp kim keìm theo chæî säú chè haìm læåüng % cuía nguyãn täú âoï. Vê duû: theïp 10Cr12Ni2 coï 0,1% caïc bon, 12% cräm vaì 2% niken. - Theïp duûng cuû, âæåüc kyï hiãûu laì CD vaì caïc con säú. Vê duû: CD80; CD120; CD70A. Ghi chuï: - Caïc nguyãn täú håüp kim âæa vaìo theïp âãø laìm thay âäøi caïc tênh cháút váût lyï, cå hoüc, hoïa hoüc vaì tênh cäng nghãû cuía theïp. Vê duû: Silic, cräm laìm tàng tênh âaìn häöi; Niken laìm tàng tênh chëu va âáûp. - Nãúu haìm læåüng nguyãn täú håüp kim nhoí hån 1,5% thç khäng ghi chè säú sau kyï hiãûu cuía nguyãn täú. Vê duû: 40CrMoV. - Chæî A ghi åí cuäúi maïc theïp âãø chè theïp coï cháút læåüng cao (haìm læåüng phäút pho vaì læu huyình ráút êt). Vê duû: 40CrMoVA. - Chæî Mn ghi åí cuäúi maïc theïp âãø chè theïp coï haìm læåüng Mangan náng cao. Vê duû: C20Mn. - Chæî  ghi åí cuäúi maïc theïp âãø chè theïp coï thãø duìng âãø âuïc. vê duû: C35.Â. - Chè säú s ghi åí cuäúi maïc theïp âãø chè theïp säi. Vê duû: C10s. - Chè säú n ghi åí cuäúi maïc theïp âãø chè theïp næía làûng. vê duû: C15n. Gang laì håüp cháút cuía sàõt vaì caïc bon, våïi haìm læåüng caïc bon låïn hån 2,14%. Gang cuîng âæåüc chia laìm 4 nhoïm: - Gang xaïm, âæåüc kyï hiãûu bàòng chæî GX vaì caïc con säú chè giåïi haûn bãön keïo tháúp nháút, giåïi haûn bãön uäún tháúp nháút. Vê duû: gang xaïm GX15-32 coï giåïi haûn bãön keïo tháúp nháút laì 150 MPa vaì giåïi haûn bãön uäún tháúp nháút laì 320 MPa. - Gang cáöu, âæåüc kyï hiãûu laì GC vaì caïc con säú chè giåïi haûn bãön keïo tháúp nháút, vaì âäü daîn daìi tæång âäúi %. Vê duû: GC42-12; GC120-04. 24 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy - Gang håüp kim âæåüc kyï hiãûu bàòng chæî G keìm theo kyï hiãûu nguyãn täú håüp kim vaì haìm læåüng tênh theo % cuía noï. Vê duû: gang GNi15Cu7Cr2 coï chæïa 15% niken, 7% âäöng vaì 2% cräm; GCr3; GAl2Cr (nãúu haìm læåüng cháút håüp kim nhoí hån 1% thç khäng cáön ghi säú keìm theo). - Gang chëu ma saït, âæåüc kyï hiãûu bàòng chæî GXMS keìm theo säú hiãûu. Vê duû: GXMS-1; GXMS-2; GXMS-3. b- Håüp kim maìu: Kim loaûi maìu coï cå tênh tháúp, nãn êt âæåüc duìng dæåïi daûng nguyãn cháút. Thæåìng âæåüc duìng dæåïi daûng håüp kim maìu, laì håüp cháút cuía nhiãöu kim loaûi maìu, trong âoï coï mäüt cháút nãön (haìm læåüng ráút låïn). Håüp kim máöu âàõt hån kim loaûi âen, vaì cå tênh tháúp hån kim loaûi âen, nãn chè duìng trong nhæîng træåìng håüp âàûc biãût nhæ: cáön giaím khäúi læåüng, giaím ma saït, chäúng gè. Mäüt säú loaûi håüp kim máöu thæåìng duìng trong chãú taûo maïy: - Babit thiãúc vaì chç: âæåüc kyï hiãûu laì B keìm theo caïc säú vaì thaình pháön håüp kim. Vê duû: B88, B83, B83Si, BNi, BSi6. Thaình pháön chuí yãúu laì thiãúc vaì chç, coï bäø sung mäüt säú håüp kim khaïc. Thæåìng duìng âãø âuïc traïng trong caïc äø træåüt vaì mäüt säú chi tiãút khaïc nhàòm giaím ma saït. - Âäöng thanh, coìn goüi laì âäöng Bräng: âæåüc kyï hiãûu bàõt âáöu bàòng chæî BCu sau âoï laì kyï hiãûu cuía caïc håüp kim cuìng våïi haìm læåüng håüp kim. Vê duû: BCuSn10P1; BCuSn6,5P0,4; BCuSi3Mn1; BCuAl9Mn2. Thaình pháön nãön laì âäöng, cuìng våïi caïc nhoïm håüp kim Thiãúc-Phäút pho, Thiãúc-Keîm, Silic-Mangan. Âäöng thanh thiãúc coï thãø duìng laìm baûc äø træåüt. - Âäöng thau coìn goüi laì âäöng Latäng: âæåüc kyï hiãûu bàõt âáöu bàòng chæî LCu, sau âoï laì caïc håüp kim vaì haìm læåüng cuía noï. Vê duû: LCuZn27Al2,5; LCuZn38Mn2. Kim loaûi nãön laì âäöng, håüp kim chênh laì keîm. Âäöng thau coï khaí nàng chëu àn moìn täút. - Håüp kim keîm chëu ma saït: âæåüc kyï hiãûu bàõt âáöu bàòng chæî Zn, keìm theo caïc nguyãn täú håüp kim vaì haìm læåüng, chæî  åí cuäúi cuìng âãø chè loaûi håüp kim coï tênh âuïc täút. Vê du: ZnAl10Cu5; ZnAl9Cu1,5.Â. - Håüp kim nhäm âuïc: kim loaûi nãön laì nhäm, håüp kim chênh laì silic. Âæåüc kyï hiãûu bàõt âáöu bàòng chæî Al, sau âoï laì kyï hiãûu caïc håüp kim vaì haìm læåüng % cuía noï, haìm læåüng håüp kim dæåïi 1% thi khäng cáön ghi säú. Vê duû: AlSi9MgMn; AlSi6Cu7Mg. 25 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy - Håüp kim nhäm deío: kim loaûi nãön laì nhäm, håüp kim chênh laì âäöng vaì magie. Âæåüc kyï hiãûu bàõt âáöu bàòng chæî Al, sau âoï laì caïc håüp kim vaì haìm læåüng cuía noï. Vê duû: AlCu4,4Mg2,2Mn; AlMg6Mn. c- Kim loaûi gäúm Kim loaûi gäúm, coìn âæåüc goüi laì håüp kim cæïng thiãu kãút, laì häùn håüp cuía bäüt kim loaûi vaì caïc cháöt phuû gia âæåüc nung lãn nhiãût âäü cao vaì eïp våïi aïp suáút låïn trong khuän. Kim loaûi gäúm duìng caïc kyï hiãûu theo tiãu chuáøn ΓOCT: BK6, BK8, BK10, BK15, BK20, BK25, BK10-KC, BK20-KC, BK20K. Chi tiãút maïy bàòng kim loaûi gäúm khäng cáön qua gia cäng càõt goüt, vaì coï caïc tênh cháút quan troüng nhæ khoï noïng chaíy, nheû, hãû säú ma saït tháúp. Nhæng khaï âàõt tiãön vaì kêch thæåïc cuía chi tiãút khäng âæåüc låïn. Vê duû: váût liãûu gäúm Sàõt-graphêt thæåìng duìng chãú taûo äø træåüt. d- Váût liãûu phi kim loaûi Trong mäüt säú træåìng håüp âàûc biãût, chi tiãút maïy âæåüc chãú taûo bàòng caïc váût liãûu phi kim loaûi, vê duû nhæ: cháút deío, amiàng, gäù, da, cao su. Váût liãûu phi kim loaûi coï mäüt säú æu âiãøm nhæ: nheû, biãún daûng låïn, dãù càõt goüt, caïch âiãûn, caïch nhiãût, chäúng àn moìn. Noïi chung váût liãûu phi kim loaûi coï cå tênh tháúp. 1.5. Váún âãö tiãu chuáøn hoïa trong thiãút kãú maïy 1.5.1. Khaïi niãûn chung Coï thãø âënh nghéa nhæ sau: Tiãu chuáøn hoïa laì sæû quy âënh håüp lyï vãö quy caïch, tênh cháút, hçnh daûng, kêch thæåïc cuía caïc âäúi tæåüng, vaì thäúng nháút sæí duûng trong mäüt phaûm vi nháút âënh. Váún âãö tiãu chuáøn hoïa coï yï nghéa ráút låïn trong ngaình chãú taûo maïy cuîng nhæ trong caïc ngaình kinh tãú quäúc dán khaïc. Chênh phuí næåïc ta cuîng âaî quan tám ráút nhiãöu âãún váún âãö tiãu chuáøn hoïa. 1.5.2. Caïc âäúi tæåüng âæåüc tiãu chuáøn hoïa trong ngaình chãú taûo maïy Háöu nhæ táút caí caïc âäúi tæåüng trong ngaình cå khê chãú taûo maïy âaî âæåüc tiãu chuáøn hoïa. Coï thãø kãø ra mäüt säú âäúi tæåüng chênh nhæ: 1. Caïc váún âãö chung: Vê duû nhæ dáùy säú kêch thæåïc, dáùy säú voìng quay, âäü cän, caïc kyï hiãûu vaì quy æåïc trãn baín veî, vv.. 26 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy 2- Váût liãûu: kyï hiãûu, thaình pháön hoïa hoüc, tênh cháút cå hoüc, phæång phaïp nhiãût luyãûn. 3- Caïc âaûi læåüng váût lyï: kyï hiãûu, âån vë âo, caïch xaïc âënh. 4- Cáúp chênh xaïc gia cäng, cáúp âäü nhaïm bãö màût. 5- Hçnh daûng, kêch thæåïc cuía caïc chi tiãút maïy coï cäng duûng chung. 6- Caïc thäng säú cå baín vãö cháút læåüng cuía maïy: nhæ troüng taíi, mæïc tiãu hao nàng læåüng, nàng suáút, hiãûu suáút vv.. 7- Caïc taìi liãûu thiãút kãú, taìi liãûu cäng nghãû: nhæ baín veî, thuyãút minh, taìi liãûu hæåïng dáùn sæí duûng maïy. 1.5.3. Caïc cáúp tiãu chuáøn hoïa Tuìy theo phaûm vi thäúng nháút sæí duûng nhæîng quy âënh âaî ban haình, ngæåìi ta chia ra 6 cáúp tiãu chuáøn hoïa, coï caïc tãn goüi nhæ sau: - Tiãu chuáøn quäúc tãú: phaûm vi sæí duûng thäúng nháút toaìn thãú giåïi. Vê duû: tiãu chuáøn quäúc tãú ISO, do täø chæïc Tiãu chuáøn hoïa quäúc tãú ban haình, tiãu chuáøn IEC do Ban âiãûn quäúc tãú ban haình. - Tiãu chuáøn khu væûc: sæí duûng trong mäüt nhoïm caïc næåïc coï håüp taïc. Vê duû tiãu chuáøn EN do UÍy ban tiãu chuáøn hoïa Cháu áu ban haình, tiãu chuáøn STSEV do Häüi âäöng tæång tråü kinh tãú ban haình. - Tiãu chuáøn quäúc gia: thäúng nháút sæí duûng trong tæìng næåïc. Vê duû: tiãu chuáøn ΓOCT cuía Liãn bang Nga, tiãu chuáøn TCVN cuía Viãût Nam. - Tiãu chuáøn ngaình: thäúng nháút sæí duûng trong tæìng ngaình, viãút tàõt laì TCN. Vê duû: tiãu chuáøn 16TCN laì tiãu chuáøn do Bäü cå khê luyãûn kim ban haình. - Tiãu chuáøn vuìng: thäúng nháút sæí duûng trong tæìng tènh, thaình phäú, viãút tàõt laì TCV. - Tiãu chuáøn cå såí: thäúng nháút sæí duûng trong tæìng cå såí saín xuáút, xê nghiãûp, nhaì maïy, viãút tàõt laì TC. Caïc tiãu chuáøn âáöu tiãn cuía TCVN âæåüc ban haình vaìo nàm 1963, âãún nay næåïc ta âaî xáy dæûng vaì ban haình âæåüc trãn 8000 TCVN trong moüi lénh væûc. Nàm 1977 næåïc ta chênh thæïc tham gia caïc hoüat âäüng tiãu chuáøn hoïa trong täø chæïc tiãu chuáøn hoïa quäúc tãú ISO, nàm 1978 tham gia Ban thæåìng træûc Tiãu chuáøn hoïa cuía Häüi âäöng tæång tråü kinh tãú SEV. 27 Chæång 1: Âaûi cæång vãö thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy 1.5.4. Êch låüi cuía tiãu chuáøn hoïa Thæûc hiãûn tiãu chuáøn hoïa coï nhæîng låüi êch sau âáy: - Säú loaûi caïc chi tiãút maïy sæí duûng trong thæûc tãú êt âi, säú læåüng cuía mäùi loaûi tàng lãn, taûo âiãöu kiãûn táûp trung saín xuáút, náng quy mä saín xuáút lãn haìng loaût, haìng khäúi. Khi säú læåüng saín pháøm âuí låïn, coï thãø xáy dæûng caïc nhaì maïy chuyãn män hoïa saín xuáút mäüt loaûi saín pháøm, taûo âiãöu kiãûn táûp trung nghiãn cæïu thiãút kãú, âáöu tæ trang thiãút bë hiãûn âaûi, kyî thuáût tiãn tiãún âãø taûo ra chi tiãút maïy hoaìn thiãûn nháút vãö chæïc nàng laìm viãûc, giaï thaình reí nháút. - Dãù daìng thay thãú chi tiãút maïy khi bë hoíng, do âoï viãûc sæía chæîa nhanh choïng, giaï thaình sæía chæîa tháúp. - Khi thiãút kãú maïy, sæí duûng caïc chi tiãút maïy âaî âæåüc tiãu chuáøn hoïa chè cáön choün, ghi maî säú cuía chi tiãút ra, khäng cáön phaíi thiãút kãú, do âoï giaím âæåüc khäúi læåüng, cäng sæïc thiãút kãú, giaï thaình thiãút kãú giaím. ♈ ❾ ☸ 28 CHÆÅNG II NHÆÎNG CHÈ TIÃU KHAÍ NÀNG LAÌM VIÃÛC CHUÍ YÃÚU CUÍA CHI TIÃÚT MAÏY 2.1. Chè tiãu âäü bãön 2.1.1. Yãu cáöu vãö âäü bãön Âäü bãön laì chè tiãu quan troüng nháút cuía chi tiãút maïy. Nãúu chi tiãút maïy khäng âuí bãön noï seî bë hoíng do gáùy, våî, âæït, cong, vãnh, moìn, dáûp, räù bãö màût, vv.. chi tiãút maïy khäng coìn tiãúp tuûc laìm viãûc âæåüc næîa, noï máút khaí nàng laìm viãûc. Chi tiãút maïy âæåüc âaïnh giaï coï âuí âäü bãön, khi noï thoía maîn caïc âiãöu kiãûn bãön. Caïc âiãöu kiãûn bãön âæåüc viãút nhæ sau: σ ≤ [σ] τ ≤ [τ] S ≥ [S]. Trong âoï: σ vaì τ laì æïng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy khi chëu taíi. [σ] vaì [τ] laì æïng suáút cho pheïp cuía chi tiãút maïy. S laì hãû säú an toaìn tênh toaïn cuía chi tiãút maïy, Chæång 2: Nhæîng chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc cuía chi tiãút maïy [S] laì hãû säú an toaìn cho pheïp cuía chi tiãút maïy. 2.1.2. Caïch xaïc âënh æïng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy ÆÏng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy âæåüc xaïc âënh theo lyï thuyãút cuía män hoüc Sæïc bãön váût liãûu vaì Lyï thuyãút âaìn häöi. Trãn cå såí âoï, män hoüc Chi tiãút maïy thæìa kãú hoàûc xáy dæûng caïc cäng thæïc tênh toaïn æïng suáút cuû thãø cho mäùi loaûi chi tiãút maïy. a- Âäúi våïi caïc chi tiãút maïy chëu taíi troüng khäng âäøi - Træåìng håüp trong chi tiãút maïy coï traûng thaïi æïng suáút âån (chè coï σ, hoàûc chè coï τ), æïng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy tênh theo cäng thæïc cuía Sæïc bãön váût liãûu. Vê duû, tênh æïng suáút keïo sinh ra trong thanh chëu chëu læûc F: AF σ K = . - Træåìng håüp chi tiãút maïy coï æïng suáút phæïc taûp (coï caí σ vaì τ), luïc âoï æïng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy âæåüc láúy theo æïng suáút tæång âæång σtâ , σtâ tênh theo thuyãút bãön "Thãú nàng biãút âäøi hçnh daûng" - Thuyãút bãön thæï tæ: 2 2 σ = σ + 3τ td hoàûc theo thuyãút "ÆÏng suáút tiãúp låïn nháút" - Thuyãút bãön thæï ba: 2 2 σ = σ + 4τ td - Træåìng håüp diãûn têch tiãúp xuïc giæîa hai bãö màût khaï låïn, æïng suáút sinh ra âæåüc tênh theo æïng suáút dáûp. - Nãúu diãûn têch tiãúp xuïc giæîa hai bãö màût ráút nhoí (ban âáöu tiãúp xuïc theo âæåìng, hoàûc theo âiãøm), æïng suáút sinh ra laì æïng suáút tiãúp xuïc cæûc âaûi taûi tám cuía vuìng tiãúp xuïc, âæåüc tênh theo cäng thæïc Heïc σH . b- Âäúi våïi caïc chi tiãút maïy chëu taíi troüng thay âäøi Vê duû, xeït mäüt chi tiãút maïy laìm viãûc våïi chãú âäü taíi troüng thay âäøi: trong thåìi gian sæí duûng tb, chi tiãút maïy laìm viãûc våïi n chãú âäü taíi troüng, mäùi chãú âäü taíi troüng Mi laìm viãûc våïi thåìi gian ti (Hçnh 2-1). ÆÏng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy seî âæåüc M M1 M2 Mtâ M3 tênh theo chãú âäü taíi troüng khäng âäøi tæång âæång. Chãú âäü taíi troüng tæång âæång thæåìng âæåüc choün nhæ t2 t3 t1 t tbtâ sau: tb Mtâ = M1 (M1 laì taíi troüng låïn nháút trong chãú âäü taíi troüng thay âäøi). 30 Hçnh 2- 1: Taíi troüng thay âäøi Chæång 2: Nhæîng chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc cuía chi tiãút maïy Thåìi gian laìm viãûc tæång âæång tbtâ cuía chi tiãút maïy âæåüc xaïc âënh dæûa trãn nguyãn lyï "Cäüng âån giaín täøn tháút moíi". Tuäøi bãön tæång âæång cuía chi tiãút maïy, trong âa säú caïc træåìng håüp, âæåüc tênh theo cäng thæïc: ∑= ⎟⎟⎠⎞ m ⎜⎜⎝⎛ =nii t M i btd t M 1 1 Trong træåìng håüp âãø xaïc âënh säú chu kyì æïng suáút tiãúp xuïc, thç tbtâ âæåüc tênh theo cäng thæïc: ∑= ⎟⎟⎠⎞ m / 2 ⎜⎜⎝⎛ =nii t M i btd t 1 M 1 Trong âoï m laì muî cuía âæåìng cong moíi. Giaï trë æïng suáút âæåüc tênh theo taíi troüng Mtâ, hoàûc theo taíi troüng M1, säú chu kyï æïng suáút seî âæåüc tênh theo tbtâ. 2.1.3. Caïch xaïc âënh æïng suáút cho pheïp - Xaïc âënh æïng suáút cho pheïp bàòng caïch tra baíng. Trong Säø tay thiãút kãú cå khê, vaì trong saïch Baìi táûp chi tiãút maïy coï caïc baíng säú liãûu ghi æïng suáút cho pheïp cuía mäüt säú loaûi chi tiãút maïy thäng duûng. Baíng säú liãûu æïng suáút cho pheïp âæåüc thiãút láûp bàòng caïch thê nghiãûm, hoàûc bàòng nhæîng kinh nghiãûm âuïc kãút trong quaï trçnh sæí duûng chi tiãút maïy. Caïch xaïc âënh naìy cho kãút quaí khaï chênh xaïc. - Tênh æïng suáút cho pheïp theo cäng thæïc gáön âuïng: [σ]= σlim /S [τ] = τlim /S, Trong âoï: σlim vaì τlim laì æïng suáút giåïi haûn. Tuìy theo tæìng træåìng håüp cuû thãø æïng suáút giåïi haûn coï thãø laì giåïi haûn chaíy (σch , τch), giåïi haûn bãön (σb , τb), giåïi haûn moíi (σr , τr), giåïi haûn moíi ngàõn haûn (σrN , τrN) cuía váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy. S laì hãû säú an toaìn, hãû säú S âæåüc xaïc âënh tæì caïc hãû säú an toaìn thaình pháön: S = S1.S2.S3 Trong âoï: S1 laì hãû säú xeït âãún mæïc âäü chênh xaïc trong viãûc xaïc âënh taíi troüng vaì æïng suáút, S1 coï thãø choün trong khoaíng 1,2 ⎟ 1,5. S2 laì hãû säú xeït âãún âäü âäöng nháút vãö cå tênh cuía váût liãûu. Âäúi våïi caïc chi tiãút maïy bàòng theïp reìn hoàûc caïn láúy S2= 1,5 , caïc chi tiãút maïy bàòng gang coï thãø láúy S2 = 2 ⎟ 2,5. 31 Chæång 2: Nhæîng chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc cuía chi tiãút maïy S3 laì hãû säú xeït âãún nhæîng yãu cáöu âàûc biãût vãö an toaìn, âäúi våïi caïc chi tiãút maïy quan troüng trong maïy, hoàûc coï liãn quan træûc tiãúp âãún an toaìn lao âäüng, láúy S3 = 1,2 ⎟ 1,5. - ÆÏng suáút cho pheïp cuîng coï thãø âæåüc tênh theo cäng thæïc thæûc nghiãûm. Vê duû, khi tênh baïnh ma saït, æïng suáút tiãúp xuïc cho pheïp âæåüc láúy theo âäü ràõn bãö màût: [σH] = (1,5 ⎟ 2,5) HB, hoàûc [σH] = (13 ⎟ 18) HRC. 2.2. Chè tiãu âäü bãön moìn - Khi hai bãö màût tiãúp xuïc coï aïp p, coï træåüt tæång âäúi våïi nhau vaì coï ma saït, thç bao giåì cuîng coï hiãûn tæåüng moìn. AÏp suáút caìng låïn, váûn täúc træåüt tæång âäúi caìng låïn, hãû säú ma saït caìng låïn thç täúc âäü moìn caìng nhanh. Giæîa aïp suáút p vaì quaîng âæåìng ma saït s coï liãn hãû theo hãû thæïc sau: pms = hàòng. Säú muî m phuû thuäüc vaìo hãû säú ma saït f cuía caïc bãö màût tiãúp xuï. Giaï trë cuía m láúy nhæ sau: khi coï ma saït næía æåït (f = 0,01 ⎟ 0,09) láúy m = 3, ma saït næía khä (f = 0,1 ⎟ 0,3) láúy m = 2, ma saït khä hoàûc coï haût maìi giæîa hai bãö màût tiãúp xuïc (f = 0,4 ⎟ 0,9) láúy m = 1. - Moìn laìm máút âi mäüt læåüng váût liãûu trãn bãö màût chi tiãút, kêch thæåïc daûng truûc cuía chi tiãút maïy giaím xuäúng, kêch thæåïc daûng läù tàng lãn, caïc khe håí tàng lãn, laìm giaím âäü chênh xaïc, giaím hiãûu suáút cuía maïy. Khi kêch thæåïc giaím quaï nhiãöu coï thãø dáùn âãún chi tiãút maïy khäng âuí bãön. Moìn cuîng laìm giaím cháút læåüng bãö màût chi tiãút maïy, giaím khaí nàng laìm viãûc cuía maïy, âäöng thåìi âáøy nhanh täúc âäü moìn. - Chi tiãút maïy âæåüc coi laì âuí chè tiãu bãön moìn, nãúu nhæ trong thåìi gian sæí duûng læåüng moìn chæa væåüt quaï giaï trë cho pheïp. - Âãø âaím baío âäü bãön moìn, chi tiãút maïy âæåüc tênh theo cäng thæïc thæûc nghiãûm sau: p ≤ [p] hoàûc pv ≤ [pv]. Trong âoï p laì aïp suáút trãn bãö màût tiãúp xuïc, v laì váûn täúc træåüt tæång âäúi giæîa hai bãö màût. - Âãø náng cao âäü bãön moìn cuía chi tiãút maïy, cáön thæûc hiãûn bäi trån bãö màût tiãúp xuïc âáöy âuí, duìng váût liãûu coï hãû säú ma saït tháúp. Tàng diãûn têch bãö màût tiãúp xuïc âãø giaím aïp suáút. Choün hçnh daûng chi tiãút maïy vaì quy luáût chuyãøn âäüng cuía noï håüp 32 Chæång 2: Nhæîng chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc cuía chi tiãút maïy lyï âãø váûn täúc træåüt tæång âäúi laì nhoí nháút. Duìng caïc biãûn phaïp nhiãût luyãûn bãö màût âãø tàng âäü ràõn, laìm tàng aïp suáút cho pheïp cuía bãö màût. - Ngoaìi ra âãø traïnh àn moìn âiãûn hoïa, nhæîng bãö màût khäng laìm viãûc cuía chi tiãút maïy cáön âæåüc baío vãû bàòng caïch phuí sån chäúng gè, hoàûc bàòng phæång phaïp maû. 2.3. Chè tiãu âäü cæïng 2.3.1. Yãu cáöu vãö âäü cæïng Chi tiãút maïy âæåüc coi laì khäng âuí âäü cæïng, khi læåüng biãún daûng âaìn häöi cuía noï væåüt quaï giaï trë cho pheïp. Khi chi tiãút maïy khäng âuí cæïng, âäü chênh xaïc laìm viãûc cuía noï seî giaím, nhiãöu khi dáùn âãún hiãûn tæåüng keût khäng chuyãøn âäüng âæåüc, hoàûc laìm tàng thãm taíi troüng phuû trong chi tiãút maïy, hoàûc aính hæåíng âãún cháút læåüng laìm viãûc cuía caïc chi tiãút maïy khaïc làõp gheïp våïi noï. Âäü cæïng cuîng laì chè tiãu quan troüng cuía chi tiãút maïy. Trong mäüt säú træåìng håüp chi tiãút maïy âuí bãön nhæng chæa âuí cæïng, luïc âoï phaíi tàng kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy cho âuí cæïng, cháúp nháûn thæìa bãön. 2.3.2. Caïch âaïnh giaï chè tiãu âäü cæïng cuía chi tiãút maïy Chi tiãút maïy âuí chè tiãu âäü cæïng, khi noï thoía maîn caïc âiãöu kiãûn cæïng sau: ∆l ≤ [∆l], y ≤ [y], θ ≤ [θ], ϕ ≤ [ϕ], ∆h ≤ [∆h]. Trong âoï: ∆l laì âäü daîn daìi hoàûc âäü co cuía chi tiãút maïy khi chëu taíi, y laì âäü voîng cuía chi tiãút maïy bë uäún, θ laì goïc xoay cuía tiãút diãûn chi tiãút maïy bë uäún, ϕ laì goïc xoàõn cuía chi tiãút maïy bë xoàõn, ∆h laì biãún daûng cuía bãö màût tiãúp xuïc. [∆l], [y], [θ], [ϕ] vaì [∆h] laì giaï trë cho pheïp cuía caïc biãún daûng. Giaï trë cuía ∆l, y, θ, ϕ âæåüc tênh theo cäng thæïc cuía Sæïc bãön váût liãûu. 33 Chæång 2: Nhæîng chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc cuía chi tiãút maïy Giaï trë ∆h cuía váût thãø tiãúp xuïc ban âáöu theo âiãøm hoàûc âæåìng âæåüc xaïc âënh theo lyï thuyãút cuía Heïc-Beliaep, cuía váût thãø coï diãûn têch tiãúp xuïc låïn âæåüc xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm. Giaï trë cuía [∆l], [y], [θ], [ϕ], [∆h] âæåüc choün theo âiãöu kiãûn laìm viãûc cuû thãø cuía chi tiãút maïy, coï thãø tra trong caïc Säø tay thiãút kãú cå khê, hoàûc saïch Baìi táûp Chi tiãút maïy. Âãø âaïnh giaï khaí nàng chäúng biãún daûng cuía chi tiãút maïy, ngæåìi ta coìn duìng hãû säú âäü cæïng C, laì tyí säú giæîa biãún daûng vaì læûc taïc duûng do chuïng gáy nãn. Chi tiãút maïy coï hãû säú cæïng caìng cao thç khaí nàng biãún daûng caìng nhoí. Hãû säú C âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc cuía Sæïc bãön váût liãûu. Âãø tàng âäü cæïng cho chi tiãút maïy cáön choün hçnh daûng tiãút diãûn cuía chi tiãút maïy håüp lyï, âàûc biãût nãn sæí duûng tiãút diãûn räùng. Træåìng håüp cáön thiãút nãn duìng thãm caïc gán tàng cæïng. Âäúi våïi chi tiãút maïy cáön âäü cæïng cao, nãn choün váût liãûu coï cå tênh tháúp, âãø traïnh dæ bãön. 2.4. Chè tiãu chëu nhiãût 2.4.1. Yãu cáöu vãö chè tiãu chëu nhiãût Trong quaï trçnh maïy laìm viãûc, cäng suáút täøn hao do ma saït biãún thaình nhiãût nàng âäút noïng caïc chi tiãút maïy. Nhiãût âäü laìm viãûc cao quaï giaï trë cho pheïp, coï thãø gáy nãn caïc taïc haûi sau âáy: + Laìm giaím cå tênh cuía váût liãûu, dáùn âãún laìm giaím khaí nàng chëu taíi cuía chi tiãút maïy. + Laìm giaím âäü nhåït cuía dáöu, måî bäi trån, tàng khaí nàng maìi moìn. + Chi tiãút maïy bë biãún daûng nhiãût låïn laìm thay âäøi khe håí trong caïc liãn kãút âäüng, coï thãø dáùn âãún keût tàõc, hoàûc gáy nãn cong vãnh. 2.4.2. Caïch âaïnh giaï chè tiãu chëu nhiãût cuía maïy Maïy hoàûc bäü pháûn maïy âæåüc coi laì âuí chè tiãu chëu nhiãût, khi noï thoía maîn âiãöu kiãûn chëu nhiãût: θ ≤ [θ], Trong âoï: θ laì nhiãût âäü laìm viãûc cuía maïy, bäü pháûn maïy. [θ] laì nhiãût âäü cho pheïp cuía maïy. Nhiãût âäü laìm viãûc θ âæåüc xaïc âënh tæì phæång trçnh cán bàòng nhiãût: 34 Chæång 2: Nhæîng chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc cuía chi tiãút maïy Ω = Ω1 + Ω2 Trong âoï: Ω laì nhiãût læåüng sinh ra trong mäüt âån vë thåìi gian, khi maïy laìm viãûc, Ω = 860.(1 - η).P (kCal/h) η : hiãûu suáút laìm viãûc cuía maïy, P : cäng suáút laìm viãûc cuía maïy, kW. Ω1 laì nhiãût læåüng toía ra mäi træåìng trong mäüt âån vë thåìi gian, kCal/h. Ω1 = kt.At.(θ - θ0) (kCal/h) kt: hãû säú toía nhiãût ra mäi træåìng, coï thãø láúy kt = (7,5 ⎟ 15) kCal/m2h0C At: diãûn têch toía nhiãût cuía maïy, tênh bàòng m2, θ0: nhiãût âäü mäi træåìng laìm viãûc cuía maïy, 0C. Ω2 laì nhiãût læåüng do thiãút bë laìm maït taíi ra ngoaìi trong mäüt giåì, kCal/h. Thay vaìo phæång trçnh cán bàòng nhiãût, ta coï cäng thæïc tênh nhiãût âäü laìm viãûc θ nhæ sau: 2 860(1 ) θ η θ + − − Ω = P 0 t At k Nhiãût âäü cho pheïp [θ] tra trong caïc Säø tay Thiãút kãú cå khê, tuìy theo loaûi dáöu bäi trån, váût liãûu cuía chi tiãút maïy vaì chæïc nàng laìm viãûc cuía chi tiãút maïy. Khi chi tiãút maïy khäng âuí chè tiãu chëu nhiãût, coï nghéa laì θ > [θ], luïc âoï cáön tçm biãûn phaïp xæí lyï. Coï thãø choün laûi cháút bäi trån âãø tàng nhiãût âäü cho pheïp [θ]. Hoàûc laì giaím nhiãût âäü laìm viãûc θ bàòng caïch: + Tàng diãûn têch bãö màût toía nhiãût At, bàòng caïch duìng caïc gán, caïnh taín nhiãût. + Tàng hãû säú toía nhiãût kt, bàòng caïch duìng quaût gioï, hoàûc phun næåïc. + Duìng caïc thiãút bë laìm maït. 2.5. Chè tiãu chëu dao âäüng Trong kãút cáúu cuía maïy, mäùi chi tiãút maïy laì mäüt hãû dao âäüng coï táön säú dao âäüng riãng ω0. Nãúu chi tiãút maïy dao âäüng quaï mæïc âäü cho pheïp, seî gáy nãn rung làõc giaím âäü chênh xaïc laìm viãûc cuía chi tiãút maïy vaì caïc chi tiãút maïy khaïc. Âäöng thåìi gáy nãn taíi troüng phuû, laìm cho chi tiãút biãún daûng låïn, coï thãø dáùn âãún phaï hoíng chi tiãút maïy. Hoàûc gáy tiãúng äön låïn, tiãúng äön khoï chëu. Khi khåíi âäüng maïy, caïc chi tiãút maïy bàõt âáöu dao âäüng tæû do. Trong quaï trçnh laìm viãûc, nãúu nhæ khäng coï nguäön dao âäüng taïc âäüng vaìo chi tiãút maïy, thç dao âäüng 35 Chæång 2: Nhæîng chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc cuía chi tiãút maïy tæû do cuía chi tiãút maïy seî tàõt dáön sau mäüt vaìi phuït. Nãúu chi tiãút maïy chëu taïc duûng cuía mäüt nguäön gáy dao âäüng, thç noï seî dao âäüng cæåîng bæïc. Nguäön gáy dao âäüng thäng thæåìng laì caïc chi tiãút maïy quay coï khäúi læåüng lãûch tám, caïc chi tiãút maïy chuyãøn âäüng qua laûi coï chu kyì, hoàûc do caïc maïy xung quanh truyãön âãún. Biãn âäü dao âäüng cuía nguäön caìng låïn thç chi tiãút maïy dao âäüng caìng nhiãöu, âàûc biãût laì khi táön säú cuía nguäön bàòng hoàûc gáön bàòng våïi táön säú riãng ω0, luïc âoï chi tiãút maïy dao âäüng ráút maûnh (hiãûn tæåüng cäüng hæåíng). Chi tiãút maïy âuí chè tiãu chëu dao âäüng, khi biãn âäü dao âäüng cuía noï nhoí hån biãn âäü cho pheïp. Trong thæûc tãú, viãûc xaïc âënh chênh xaïc biãn âäü dao âäüng cuía mäüt chi tiãút maïy laì ráút khoï khàn. Do âoï, viãûc tênh toaïn âuí chè tiãu chëu dao âäüng âæåüc thay thãú bàòng viãûc tçm caïc biãûn phaïp âãø haûn chãú dao âäüng cuía chi tiãút maïy. Caïc biãûn phaïp haûn chãú dao âäüng cuía chi tiãút maïy, coï thãø kãø âãún laì: - Triãût tiãu caïc nguäön gáy dao âäüng: bàòng caïch cán bàòng maïy, haûn chãú sæí duûng caïc quy luáût chuyãøn âäüng qua laûi trong maïy, caïch biãût maïy våïi caïc nguäön rung âäüng xung quanh. - Cho chi tiãút maïy laìm viãûc våïi säú voìng quay khaïc xa våïi säú voìng quay tåïi haûn (æïng våïi táön säú riãng ω0) âãø traïnh cäüng hæåíng. - Thay âäøi tênh cháút âäüng læûc hoüc cuía hãû thäúng, âãø laìm thay âäøi táön säú riãng ω0. - Duìng caïc thiãút bë giaím rung. ♈ ❾ ☸ 36 CHÆÅNG III ÂÄÜ TIN CÁÛY CUÍA MAÏY CHI TIÃÚT MAÏY 3.1. Nhæîng váún âãö chung - Âäü tin cáûy laì mæïc âäü duy trç caïc chè tiãu khaí nàng laìm viãûc cuía maïy, chi tiãút maïy trong suäút thåìi gian sæí duûng theo quy âënh. Noïi caïch khaïc, trong suäút thåìi gian sæí duûng, maïy vaì chi tiãút maïy êt xaíy ra hoíng hoïc, täún êt thåìi gian hiãûu chènh sæía chæîa, thç âäü tin cáûy cuía maïy, chi tiãút maïy âæåüc âaïnh giaï laì cao. - Âäü tin cáûy laì mäüt trong caïc âàûc træng quan troüng nháút cuía maïy vaì chi tiãút maïy, noï laì thäng säú thãø hiãûn cháút læåüng cuía maïy täút hay xáúu, âæåüc ngæåìi sæí duûng æa chuäüng hay khäng. Trong nãön saín xuáút cå khê hoïa vaì tæû âäüng hoïa âäü tin cáûy caìng coï yï nghéa âàûc biãût quan troüng. Mäüt chi tiãút, thiãút bë naìo âoú coï âäü tin cáûy Chæång 3: Âäü tin cáûy cuía maïy vaì chi tiãút maïy tháúp, hay xaíy ra hoíng hoïc, seî laìm âçnh trãû caí dáy truyãön saín xuáút, caí phán xæåíng saín xuáút, tháûm chê cuía caí xê nghiãûp. - Âäü tin cáûy cuía maïy, chi tiãút maïy âæåüc âaïnh giaï qua caïc chè tiãu sau âáy: + Xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng hoïc, kyï hiãûu laì R. Giaï trë R cuía maïy vaì chi tiãút maïy caìng låïn, thç maïy vaì chi tiãút maïy coï âäü tin cáûy caìng cao. + Xaïc suáút laìm viãûc hoíng hoïc, kyï hiãûu laì F. Giaï trë F caìng låïn, thç maïy vaì chi tiãút maïy coï âäü tin cáûy caìng tháúp. + Cæåìng âäü hoíng hoïc, kyï hiãûu laì λ(t). Laì xaïc suáút laìm viãûc hoíng âæåüc tênh taûi mäüt thåìi âiãøm trong thåìi gian laìm viãûc cuía maïy. Taûi nhæîng thåìi âiãøm coï λ(t) tháúp, maïy vaì chi tiãút maïy laìm viãûc coï âäü tin cáûy cao. + Thåìi gian laìm viãûc trung bçnh cho âãún láön hoíng âáöu tiãn, kyï hiãûu laì tH. Giaï trë tH caìng cao, thç maïy vaì chi tiãút maïy coï âäü tin cáûy caìng cao. + Hãû säú sæí duûng cuía maïy, kyï hiãûu laì KSd. Giaï trë Ksd caìng cao, thç maïy vaì chi tiãút maïy coï âäü tin cáûy caìng cao. Chè tiãu tH vaì Ksd thæåìng duìng âãø âaïnh giaï âäü tin cáûy cho caïc maïy hay xaíy ra hoíng hoïc, nhæng sau khi âiãöu chènh hoàûc sæía chæîa nhoí thç laûi coï thãø laìm viãûc bçnh thæåìng. 3.2. Caïch xaïc âënh caïc chè tiãu âaïnh giaï âäü tin cáûy 3.2.1. Tênh xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng R vaì hoíng F cuía mäüt âäúi tæåüng Xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng R vaì xaïc suáút laìm viãûc hoíng F âæåüc tênh theo lyï thuyãút Xaïc suáút thäng kã. Mäüt caïch gáön âuïng coï thãø xaïc âënh R vaì F cuía tæìng maïy, chi tiãút maïy nhæ sau: - Láúy ngáùu nhiãn N chi tiãút maïy, hoàûc maïy (ta goüi chung laì âäúi tæåüng thæí nghiãûm), cho laìm viãûc theo mäüt chãú âäü quy âënh, trong mäüt thåìi gian âaî âënh. Säú læåüng âäúi tæåüng âem thæí nãn láúy låïn hån hoàûc bàòng 60, N ≥ 60. - Sau thåìi gian thæí nghiãûm ta âãúm âæåüc säú âäúi tæåüng hoíng laì NH, säú læåüng âäúi tæåüng coìn laìm viãûc täút laì NT, luïc âoï R = NT / N, F = NH / N. 38 Chæång 3: Âäü tin cáûy cuía maïy vaì chi tiãút maïy Ta nháûn tháúy ràòng: R ≤ 1, F ≤ 1, vaì R + F = (NT + NH) / N = 1. 3.2.2. Tênh xaïc suáút Rnt vaì Fnt cuía mäüt hãû gäöm n âäúi tæåüng màõc näúi tiãúp Xeït hãû thäúng gäöm n âäúi tæåüng âæåüc làõp gheïp näúi tiãúp nhau thaình mäüt chuäùi. Vê duû: mäüt dáy chuyãön saín xuáút gäöm n maïy. Mäùi âäúi tæåüng âaî âæåüc xaïc âënh xaïc suáút R vaì F, âäúi tæåüng thæï i coï xaïc suáút Ri vaì Fi (Hçnh 2-1). Ta phaíi tênh Rnt vaì Fnt cuía toaìn hãû. 1 2 3 n-1 n Hçnh 3-1: Hãû màõc näúi tiãúp n âäúi tæåüng Ta nháûn tháúy ràòng: khi mäüt âäúi tæåüng bë hoíng thç caí hãû thäúng bë dæìng; nhæ váûy khi säú læåüng n âäúi tæåüng màõc näúi tiãúp caìng nhiãöu, thç xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng cuía hãû näúi tiãúp Rnt caìng giaím, vaì xaïc suáút laìm viãûc hoíng Fnt seî tàng lãn, âäü tin cáûy cuía hãû giaím. Âäöng thåìi, nãúu ta tàng giaï trë Ri cuía mäùi pháön tæí, thç xaïc suáút Rnt seî tàng, âäü tin cáûy cuía hãû tàng. Våïi nháûn xeït nhæ trãn, ta coï thãø tênh Rnt vaì Fnt theo cäng thæïc sau: n ∏ Rnt R R Rn Ri = = 1 2 . ... i = 1 Fnt = 1- Rnt 3.2.3. Tênh xaïc suáút RS vaì FS cuía mäüt hãû gäöm m âäúi tæåüng màõc song song Xeït mäüt dáy chuyãön saín xuáút, trong âoï coï mäüt kháu yãúu hay xaíy ra hoíng hoïc. Kháu naìy âæåüc tàng cæåìng bàòng caïch làõp m âäúi tæåüng coï cuìng chæïc nàng song song nhau. Mäùi âäúi tæåüng trong hãû màõc song song coï xaïc suáút Ri vaì Fi (Hçnh 2-2). Chuïng ta cáön tênh xaïc suáút khäng hoíng RS vaì xaïc suáút hoíng FS cuía toaìn bäü m âäúi tæåüng thuäüc kháu yãúu naìy, âáy chênh laì RS vaì FS cuía hãû gäöm m âäúi tæåüng màõc song song. Khaío saït dáy chuyãön saín xuáút trãn, chuïng ta nháûn tháúy ràòng: khi mäüt hoàûc mäüt säú âäúi tæåüng bë hoíng thç kháu yãúu váùn chæa bë hoíng, hãû thäúng coìn hoüat âäüng âæåüc; chè khi caí m âäúi tæåüng bë hoíng thç kháu yãúu måïi bë hoíng, hãû thäúng måïi bë dæìng. Nhæ váûy, khi säú læåüng m âäúi tæåüng màõc song song caìng nhiãöu, thç xaïc suáút laìm viãûc hoíng cuía kháu yãúu FS caìng nhoí, âäü tin cáûy cuía hãû låïn, vaì ngæåüc laûi. Âäöng 39 Chæång 3: Âäü tin cáûy cuía maïy vaì chi tiãút maïy thåìi, nãúu tàng âäü tin cáûy cuía mäùi pháön tæí màõc song song, coï nghéa laì giaím Fi, thç âäü tin cáûy cuía toaìn hãû cuîng tàng, FS giaím. Coï nghéa laì RS seî tàng. 1 2 m-1 m Hçnh 3-2: Hãû coï kháu màõc song song m âäúi tæåüng Tæì nháûn xeït trãn, ta coï thãø láûp cäng thæïc tênh xaïc suáút RS vaì FS cuía hãû màõc song song nhæ sau: m ∏ FS F F F Fm Fi = = 1 2 3 . . ... i = 1 RS = 1 - FS 3.2.4. Xaïc âënh cæåìng âäü hoíng λ(t) Cæåìng âäü hoíng λ(t) laì xaïc suáút laìm viãûc hoíng cuía âäúi tæåüng âæåüc tênh taûi thåìi âiãøm t naìo âoï. Cæåìng âäü λ(t) cuîng âæåüc tênh theo lyï thuyãút Xaïc suáút. Mäüt caïch gáön âuïng ngæåìi ta xaïc âënh λ(t) nhæ sau: - Láúy ngáùu nhiãn N âäúi tæåüng âem thæí. Thæí nghiãûm cho âãún khi táút caí N âäúi tæåüng bë hoíng, thåìi gian thæí nghiãûm laì tth. Nãn láúy N ≥ 60. - Chia thåìi gian thæí tth laìm n pháön, kyï hiãûu caïc pháön laì t1 âãún tn. Âãúm säú âäúi tæåüng bë hoíng trong khoaíng thåìi gian t1, kyï hiãûu laì N1. Säú âäúi tæåüng bë hoíng trong khoaíng thåìi gian ti laì Ni. - Cæåìng âäü hoíng λ(ti) taûi mäüt thåìi âiãøm thuäüc khoaíng thåìi gian ti âæåüc tênh theo cäng thæïc: N i t . λ( ) = i N t i Thê nghiãûm våïi nhiãöu loaûi maïy khaïc nhau, ngæåìi ta nháûn tháúy quy luáût phán bäú cuía λ(t) theo thåìi gian cuía caïc loaûi maïy coï daûng gáön giäúng nhau. Daûng phäø biãún nháút âæåüc biãøu diãùn trãn Hçnh 3-3. 40 Chæång 3: Âäü tin cáûy cuía maïy vaì chi tiãút maïy λ(t) t3t t1 t2 t3 Hçnh 3-3: Quy luáût phán bäú cuía λ(t) theo thåìi gian . Quan saït âäö thë phán bäú λ(t) theo thåìi gian, ta coï nháûn xeït nhæ sau: - Thåìi gian âáöu sæí duûng maïy, cæåìng âäü hoíng λ(t) tæång âäúi cao. Khoaíng thåìi gian t1 khäng daìi làõm. Âáy laì thåìi gian hoíng ban âáöu cuía maïy. Caïc cå såí saín xuáút thæåìng láúy thåìi gian t1 laìm thåìi gian baío haình maïy. - Trong khoaíng thåìi gian t2, cæåìng âäü hoíng λ(t) tæång âäúi tháúp vaì êt thay âäøi, thåìi gian t2 khaï daìi, âáy laì thåìi gian laìm viãûc äøn âënh cuía maïy. - Trong khoaíng thåìi gian t3, cæåìng âäü hoíng λ(t) ráút cao. Âáy laì thåìi gian hoíng phaï huíy cuía maïy. Thåìi gian t3 khäng âæåüc tênh vaìo thåìi gian sæí duûng maïy. Coï nghéa laì, tuäøi bãön cuía maïy chè bao gäöm thåìi gian t1 vaì t2. Nhæîng nháûn xeït trãn âæåüc giaíi thêch nhæ sau: - Caïc maïy bë hoíng trong khoaíng thåìi gian t1 thæåìng laì nhæîng maïy phãú pháøm, coìn láùn vaìo saín pháøm xuáút xæåíng, do kiãøm tra khäng phaït hiãûn ra âæåüc, hoàûc vç mäüt lyï do naìo âoï ngæåìi thiãút kãú cäú tçnh âæa vaìo. Vê duû: âãø tàng dung sai kêch thæåïc, haû giaï thaình saín pháøm, trong nhiãöu træåìng håüp ngæåìi thiãút kãú âaî choün giaíi phaïp "làõp láùn khäng hoaìn toaìn". Coï nghéa laì ngæåìi thiãút kãú biãút træåïc coï khoaíng 5% saín pháøm khäng âuí cháút læåüng, nhæng váùn âæåüc coi laì chênh pháøm. Caïc cå såí saín xuáút nãn sàôn saìng thu nháûn nhæîng saín pháøm bë hoíng trong thåìi gian t1 vãö, vaì noïi låìi caím ån lëch sæû våïi khaïch haìng "Quyï ngaìi âaî giuïp chuïng täi tçm ra saín pháøm keïm cháút læåüng bë láùn trong säú haìng hoïa âaî baïn ra". - Sau khi säú saín pháøm keïm cháút læåüng bë hoíng hãút, theo lyï thuyãút trong khoaíng thåìi gian t2 seî khäng coìn saín pháøm naìo bë hoíng, λ(t) = 0. Song thæûc tãú, váùn coï maïy bë hoíng do nhæîng nguyãn nhán ngáùu nhiãn maì khi thiãút kãú chæa læåìng hãút âæåüc. Nhæîng saín pháøm bë hoíng trong thåìi gian naìy, seî khäng âæåüc bäöi thæåìng. 41 Chæång 3: Âäü tin cáûy cuía maïy vaì chi tiãút maïy - Sau mäüt thåìi gian daìi sæí duûng, caïc chi tiãút bë moìn, moíi, laîo hoïa, nãn trong khoaíng thåìi gian t3 cæåìng âäü hoíng ráút cao. Mäüt maïy âæåüc âaïnh giaï laì coï tênh kinh tãú cao, khi maì khoaíng thåìi gian t3 cuía noï ngàõn. 3.2.5. Xaïc âënh thåìi gian laìm viãûc cho âãún láön hoíng âáöu tiãn tH Choün ngáùu nhiãn N âäúi tæåüng âem thæí, nãn láúy N ≥ 60. Cho N âäúi tæåüng laìm viãûc trong âiãöu kiãûn quy âënh. Ghi cheïp thåìi gian laìm viãûc cho âãún láön hoíng âáöu tiãn cuía tæìng âäúi tæåüng. Kyï hiãûu thåìi gian laìm viãûc cho âãún láön hoíng âáöu tiãn cuía âäúi tæåüng thæï i laì tHi. Luïc âoï thåìi gian laìm viãûc cho âãún láön hoíng âáöu tiãn cuía loüat saín pháøm khaío saït, tH âæåüc tênh nhæ sau: N 1 tH = (tH1 + tH2 + ... + tHN) / N = ∑N 1 Hi t i = 3.2.6. Xaïc âënh hãû säú sæí duûng Ksd Hãû säú sæí duûng KSd cuía mäüt loüat saín pháøm naìo âoï cuîng âæåüc xaïc âënh theo phæång phaïp thäúng kã. Ngæåìi ta theo doîi mäüt säú læåüng saín pháøm âuí låïn (thæåìng choün N ≥ 60), trong mäüt khoaíng thåìi gian quy âënh. Ghi cheïp vaì tênh thåìi gian laìm viãûc trung bçnh, thåìi gian chàm soïc, thåìi gian sæía chæîa trung bçnh cuía loaût maïy thæí nghiãûm. Sau âoï tênh hãû säú Ksd theo cäng thæïc: Ksd = tlv / (tlv + tCh + tPh). Trong âoï: tlv laì thåìi gian laìm viãûc thæûc tãú cuía maïy, tCh laì thåìi gian sæía chæîa maïy, tPh laì thåìi gian phuûc vuû chàm soïc maïy. (tlv + tch + tph) laì khoaíng thåìi gian thæí nghiãûm. 3.3. Caïc biãûn phaïp náng cao âäü tin cáûy cuía maïy Âãø náng cao âäü tin cáûy cuía maïy, coï thãø thæûc hiãûn caïc biãûn phaïp sau âáy: - Náng cao âäü tin cáûy cuía tæìng chi tiãút trong maïy, bàòng caïch: + Xaïc âënh chênh xaïc taíi troüng vaì æïng suáút trong chi tiãút maïy. + Duìng phæång phaïp tênh coï âäü chênh xaïc cao, cäng thæïc tênh toaïn thêch håüp âãø xaïc âënh kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy. 42 Chæång 3: Âäü tin cáûy cuía maïy vaì chi tiãút maïy + Choün phæång phaïp gia cäng tin cáûy, âaím baío âuïng caïc chè tiãu kyî thuáût theo thiãút kãú. + Choün phæång phaïp kiãøm tra thêch håüp, thiãút bë kiãøm tra coï âäü chênh xaïc cao, âaím baío loaûi âæåüc hãút caïc phãú pháøm ra khoíi loaût saín pháøm xuáút xæåíng. + Tuán thuí tuyãût âäúi caïc quy âënh vãö sæí duûng chi tiãút maïy vaì maïy. + Chàm soïc, baío dæåîng thæåìng xuyãn chi tiãút maïy vaì maïy. - Tçm kãút cáúu håüp lyï âãø giaím båït säú kháu làõp näúi tiãúp trong maïy. - Tàng âäü tin cáûy åí nhæîng kháu yãúu, hay xaíy ra hoíng hoïc, bàòng caïch làõp song song mäüt säú chi tiãút coï cuìng chæïc nàng. ♈ ❾ ☸ 43 CHÆÅNG IV ÆÏNG DUÛNG TIN HOÜC TRONG THIÃÚT KÃÚ MAÏY VAÌ CHI TIÃÚT MAÏY 4.1. Khaïi quaït vãö æïng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy Ngaìy nay cäng nghiãûp maïy tênh âaî phaït triãøn maûnh meî, maïy tênh âaî tråí thaình cäng cuû tråü giuïp âàõc læûc cho con ngæåìi, taûo âiãöu kiãûn cho con ngæåìi phaït huy hãút khaí nàng cuía mçnh. Trong cäng nghiãûp chãú taûo maïy ngæåìi ta cuîng âaî sæí duûng maïy tênh ráút nhiãöu. Caïc chæång trçnh tênh toaïn thiãút kãú täúi æu, caïc chæång trçnh tênh toaïn vaì veî tæû âäüng chi tiãút maïy, bäü pháûn maïy vaì maïy âæåüc thiãút láûp. Caïc maïy cäng cuû tæû âäüng, âiãöu khiãøn bàòng chæång trçnh säú våïi sæû tråü giuïp cuía maïy tênh, maïy CNC, âaî âæåüc chãú taûo. Trong nãön cäng nghiãûp hiãûn âaûi, maïy tênh häù tråü cho moüi chæïc nàng, nhiãûm vuû thiãt kã ú ú vaì chãú taûo, caïc maïy tênh âiãûn tæí âæåüc näúi thaình maûng vaì cuìng truy nháûp âãún mäüt cå såí dæî liãûu chung (Hçnh 4-1). Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy Thiết kế sơ bộ Thiết kế cuối cùng Lập bản vẽ Chế tạo Kiểm tra chất lượng đồ họa Phân tích Vẽ tự động Máy điều Tương tác khiển số CƠ SỞ DỮ LIỆU CHUNG Kiểm tra bằng máy tính Hçnh 4-1: Så âäö cuía mäüt maûng thiãút kãú, chãú taûo hiãûn âaûi. Ba khäúi cäng viãûc âáöu thuäüc vãö nhiãûm vuû cuía viãûc æïng duûng tin hoüc vaìo thiãút kãú chi tiãút maïy vaì maïy. Âãø thæûc hiãûn täút ba khäúi cäng viãûc trãn, ngæåìi kyî sæ thiãút kãú phaíi nàõm tháût væîng lyï thuyãút män hoüc chi tiãút maïy vaì biãút láûp chæång trçnh maïy tênh, biãút sæí duûng maïy tênh vaì caïc thiãút bë phuû tråü. ÅÍ mäüt mæïc âäü khaïc tháúp hån, yãu cáöu ngæåìi thiãút kãú phaíi coï kiãún thæïc vãö chi tiãút maïy vaì biãút sæí duûng caïc chæång trçnh thiãút kãú vaì veî tæû âäüng chi tiãút maïy, bäü pháûn maïy âaî coï sàôn. 4.2. Nhæîng hæåïng chênh æïng duûng tin hoüc vaìo thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy - Hæåïng thæï nháút: giaím nheû cäng sæïc tênh toaïn thiãút kãú. Ngæåìi ta sæí duûng maïy tênh nhæ mäüt cäng cuû tênh toaïn. Thæûc hiãûn chæång trçnh hoïa caïc phæång phaïp tênh toaïn thiãút kãú kinh âiãøn âang âæåüc sæí duûng, bàòng caïc pháön mãön æïng duûng. Khi thiãút kãú, chuïng ta chaûy caïc chæång trçnh naìy trãn maïy tênh, nháûp vaìo chæång 45 Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy trçnh caïc säú liãûu cáön thiãút âaî âæåüc læûa choün, kãút quaí tênh toaïn seî âæåüc âæa ra giáúy vaì maìn hçnh. - Hæåïng thæï hai: thiãút kãú chênh xaïc. Låüi duûng khaí nàng tênh toaïn nhanh, chênh xaïc cuía maïy tênh, ta láûp caïc baìi toaïn tênh toaïn thiãút kãú theo nhæîng lyï thuyãút chênh xaïc, láûp chæång trçnh âãø giaíi caïc baìi toaïn naìy, kãút quía tênh toaïn coï âäü chênh xaïc cao hån, tin cáûy hån so våïi caïc phæång phaïp tênh toaïn thiãút kãú truyãön thäúng. - Hæåïng thæï ba: thiãút kãú täúi æu. Låüi duûng khaí nàng laìm viãûc nhanh cuía maïy tênh, láûp chæång trçnh tiãún haình tênh toaïn táút caí caïc phæång aïn thiãút kãú coï thãø âæåüc, sau âoï choün ra phæång aïn täút nháút theo caïc chè tiãu täúi æu cuía baìi toaïn âàût ra. - Hæåïng thæï tæ: giaím nheû cäng sæïc thiãút láûp caïc baín veî. Sæí duûng caïc pháön mãöm vãö veî, láûp chæång trçnh æïng duûng tæû âäüng veî caïc chi tiãút maïy, bäü pháûn maïy vaì maïy. Khi chaûy caïc chæång trçnh naìy, chè cáön naûp caïc säú liãûu âaî âæåüc choün tæì baìn phêm hoàûc tæì âéa mãöm, maïy tênh seî tæû âäüng hoaìn thaình baín veî vaì coï thãø in ra giáúy âãø sæí duûng. Coï thãø láûp caïc baín veî chãú taûo chi tiãút maïy, baín veî làõp, baín veî chung vaì láûp baín thuyãút minh. - Hæåïng thæï nàm: tæû âäüng hoïa quaï trçnh thiãút kãú. Láûp pháön mãöm hoaìn chènh giaíi quyãút táút caí caïc váún âãö liãn quan âãún mäüt chi tiãút maïy hoàûc mäüt bäü pháûn maïy. Khi chaûy chæång trçnh, ta chè cáön nháûp caïc säú liãûu cáön thiãút theo yãu cáöu cuía chæång trçnh. Kãút quaí nháûn âæåüc seî laì baín veî hoaìn chènh cuía chi tiãút maïy hoàûc bäü pháûn maïy. - Hæåïng thæï saïu: kãút håüp caïc chæång trçnh tênh toaïn thiãút kãú vaì caïc chæång trçnh âiãöu khiãøn quaï trçnh chãú taûo, kiãøm tra, taûo thaình mäüt hãû thäúng thiãút kãú - chãú taûo tæû âäüng hoaìn chènh. 4.3. Caïc phæång tiãûn âãø æïng duûng tin hoüc vaìo thiãút kãú, chãú taûo maïy vaì chi tiãút maïy 4.3.1. Pháön cæïng Pháön cæïng laì täø håüp caïc phæång tiãûn kyî thuáût gäöm maïy tênh vaì caïc thiãút bë âæa vaìo, âæa ra thäng tin. Maïy tênh coï thãø laì cåî låïn, cåî nhoí, hoàûc maïy tênh caï nhán, chuïng âæåüc sæí duûng âån leí hoàûc näúi thaình maûng. Thiãút biü âæa thäng tin vaìo ra nhæ maïy in, maïy veî, caïc äø âéa tæì, bàng tæì, äø âéa quang, maïy âoüc bàng, âoüc bça âuûc läù, caïc thiãút bë âoüc baín veî nhæ baíng säú hoïa, maïy queït hçnh aính, maìn hçnh, buït saïng, chuäüt, baìn phêm. 46 Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy Caïc maïy cäng cuû âiãöu khiãøn bàòng chæång trçnh säú, coï sæû tråü giuïp cuía maïy tênh, maïy CNC. Maïy cäng cuû CNC laì hãû thäúng bao gäöm: - Maïy cäng cuû coï khaí nàng càõt goüt, nhæ maïy phay, maïy tiãûn, maïy maìi. Coï khaí nàng dëch chuyãøn chênh xaïc âiãøm càõt goüt theo 2 chiãöu, 3 chiãöu, 4 chiãöu hay 5 chiãöu (coìn âæåüc goüi laì maïy 2 truûc, 3 truûc, 4 truûc, 5 truûc, hay laì maïy 2D, 3D, 4D, 5D). - Bäü âiãöu khiãøn säú: nháûn caïc thäng tin âaî âæåüc maî hoaï tæì caïc con säú trãn maïy tênh, chuyãøn thaình tên hiãûu âiãûn âãø âiãöu khiãøn caïc âäüng cå bæåïc hoaût âäüng theo yãu cáöu. - Maïy tênh: thu nháûn chæång trçnh âiãöu khiãøn quaï trçnh gia cäng, âæåüc viãút dæåïi daûng säú vaì kyï tæû, maî hoaï vaì chuyãøn thäng tin âãún bäü âiãöu khiãøn. Maïy tênh coìn laìm nhiãm vu û û xæí lyï caïc tên hiãûu nháûn âæåüc tæì bäü âiãöu khiãøn vaì truyãön ngæåüc laûi. Chæång trçnh âiãöu khiãøn CNC coï thãø nháûp tæì baìn phêm, tæì caïc äø âéa, hoàûc tæì nhæîng pháön mãöm láûp trçnh tæû âäüng, nhæ pháön mãöm MasterCAM, pháön mãöm Pro/Engineer. 4.3.2. Pháön mãöm Pháön mãöm laì täø håüp caïc chæång trçnh sæí duûng trong maïy tênh âiãûn tæí. Gäöm coï pháún mãön hãû thäúng: chæång trçnh âiãöu haình vaì baío trç hãû thäúng maïy (DOS, Norton), vaì pháön mãön æïng duûng: caïc chæång trçnh hoaìn thaình nhæîng nhiãûn vuû cuû thãø âàût ra (Windows, Word, Excel, Turbo Pascal, AutoCAD, MasterCAM, ...). Viãút caïc chæång trçnh tênh toaïn thiãút kãú chi tiãút vaì maïy, thæåìng ngæåìi ta sæí duûng ngän ngæî Pascal, ngän ngæî Basic, ngän ngæî Fortran, ngän ngæî C++, .... Âãø láûp caïc baín veî ngæåìi ta coï thãø sæí duûng caïc chæång trçnh AutoCAD cuía haîng Autodesk cuía Myî, AutoKON cuía Anh, CADdy cuía Âæïc, TIPS-1 cuía Nháût, MasterCAM, Pro/Engineer, ... . Trong âoï AutoCAD âæåüc sæí duûng phäø biãún åí Viãût Nam vç giaï reí, coï nhiãöu chæïc nàng phong phuï vaì dãù daìng sæí duûng. Pháön mãöm MasterCAM vaì Pro/Engineer coï nhæîng chæïc nàng væåüt träüi, cuîng âaî âæåüc sæí duûng åí Viãût Nam. 4.4. Giåïi thiãûu mäüt säú pháön mãöm sæí duûng âãø thiãút kãú chi tiãút maïy, bäü pháûn maïy Hiãûn nay trãn thãú giåïi cuîng âaî coï mäüt säú pháön mãön tênh toaïn thiãút kãú, vê duû pháön mãöm GENEUS-13 tênh toaïn thiãút kãú vaì veî âai, xêch. Noïi chung caïc pháön mãöm naìy chæa âæåüc sæí duûng räüng raîi åí Viãût Nam. 47 Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy ÅÍ Viãût Nam nhiãöu cå quan, træåìng hoüc cuîng âaî xáy dæûng caïc pháön mãöm tênh toaïn thiãút kãú vaì veî caïc chi tiãút maïy, bäü pháûn maïy. Vê duû nhæ Viãûn cå hoüc, træåìng Âaûi hoüc Giao thäng Haì Näüi, træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa Haì Näüi, træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông, ... . Pháön mãöm tênh toaïn thiãút kãú chi tiãút maïy cuía træåìng Âaûi hoüc Giao thäng Váûn taíi âæåüc viãút trãn ngän ngæî C++ våïi caïc chæång trçnh cuû thãø sau: - Tênh choün âäüng cå vaì phán phäúi tè säú truyãön. - Tênh toaïn thiãút kãú bäü truyãön baïnh ràng. - Tênh toaïn thiãút kãú bäü truyãön âai. - Tênh toaïn thiãút kãú bäü truyãön xêch. - Tênh toaïn thiãút kãú bäü truyãön truûc vêt. - Tênh toaïn thiãút kãú truûc. - Tênh choün gäúi âåî truûc. Pháön mãúm tênh toaïn thiãút kãú vaì veî tæû âäüng cuía træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa Haì Näüi thãø hiãûn trãn ngän ngæî Pascal, veî trãn AutoCAD våïi sæû tråü giuïp cuía AutoLISP. Pháön mãöm gäöm caïc chæång trçnh cuû thãø sau: - Tênh toaïn thiãút kãú vaì veî tæû âäüng bäü truyãön baïnh ràng. - Tênh toaïn thiãút kãú vaì veî tæû âäüng bäü truyãön âai. - Tênh toaïn thiãút kãú vaì veî tæû âäüng bäü truyãön xêch. - Tênh toaïn thiãút kãú vaì veî tæû âäüng bäü truyãön truûc vêt. - Tênh toaïn thiãút kãú vaì veî tæû âäüng truûc. - Tênh toaïn thiãút kãú vaì veî tæû âäüng hãû dáùn âäüng ba cáúp täúc âäü våïi 21 så âäö khaïc nhau. Trong thæ viãûn cuía Khoa Sæ phaûm Kyî thuáût, træåìng ÂaÛi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông coï sæu táûp táút caí nhæîng pháön mãöm trãn. Ngoaìi ra coï mäüt säú chæång trçnh riãng: - Tênh toaïn thiãút kãú bäü truyãön baïnh ràng täúi æu. - Tênh toaïn thiãút kãú bäü truyãön truûc vêt täúi æu. - Tênh toaïn thiãút kãú bäü truyãön âai täúi æu. - Tênh toaïn thiãút kãú bäü truyãön xêch täúi æu. - Tênh toaïn thiãút kãú chênh xaïc bäü truyãön baïnh ràng bàòng phæång phaïp Pháön tæí hæîu haûn. 48 Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy Vê duû, chaûy chæång trçnh tênh toaïn thiãút kãú vaì veî tæû âäüng bäü truyãön baïnh ràng qua caïc bæåïc sau: - Naûp säú liãûu thiãút kãú vaìo maïy tênh tæì baìn phêm hoàûc tæì âéa mãöm, caïc säú liãûu gäöm coï: cäng suáút, säú voìng quay baïnh dáùn, voìng quay baïnh bë dáùn, thåìi gian sæí duûng, váût liãûu baïnh dáùn, váût liãûu baïnh bë dáùn, phæång phaïp nhiãût luyãûn, âàûc tênh taíi troüng. - Trong quaï trçnh chaûy pháön mãöm thiãút kãú, cáön phaíi traí låìi mäüt säú cáu hoíi læûa choün hiãûn trãn maìn hçnh, nhæ choün váût liãûu, choün giaï trë caïc hãû säú, choün âäü chênh xaïc gia cäng, ... - Sau khi tênh toaïn xong, maïy seî tiãún haình tæû âäüng láûp baín veî chãú taûo baïnh ràng dáùn vaì banh ràng bë dá ï ùn. Veî kãút cáúu baïnh ràng, caïc màût càõt, ghi kêch thæåïc coï dung sai, sai lãûch hçnh daïng, sai lãûch vë trê tæång quan, âäü nhaïm bãö màût. Ghi caïc âiãöu kiãûn kyî thuáût. Keí vaì âiãön baíng thäng säú. Keí vaì âiãön khung tãn. Chaûy chæång trçnh thiãút kãú vaì veî tæû âäüng hãû thäúng dáùn âäüng qua caïc bæåïc sau: - Choün så âäö häüp giaím täúc vaì bäü truyãön ngoaìi. - Naûp säú liãûu thiãút kãú: cäng suáút, säú voìng quay trãn truûc ra cuía hãû, thåìi gian sæí duûng, âàûc tênh taíi troüng, chãú âäü laìm viãûc. - Maïy thæûc hiãûn phán phäúi tyí säú truyãön cho caïc bäü truyãön. Ngæåìi thiãút kãú seî phaíi traí låìi mäüt säú cáu hoíi læûa choün hiãûn trãn maìn hçnh. - Maïy tiãön haình thiãút kãú caïc bäü truyãön vaì caïc truûc. Ngæåìi thiãút kãú seî phaíi traí låìi mäüt säú cáu hoíi læûa choün. - Maïy tiãún haình tênh choün äø, khåïp näúi, caïc chi tiãút khaïc cuía häüp giaím täúc, thiãút kãú voí häüp, .... - Maïy tæû âäüng veî hçnh chiãúu âæïng, hçnh chiãúu bàòng, hçnh chiãúu caûnh, vaì caïc màût càõt cáön thiãút. - Tæû âäüng ghi kêch thæåïc làõp gheïp, kêch thæåïc khuän khäø vaì kêch thæåïc làõp âàût våïi khung bãû maïy. - Tæû âäüng ghi âàûc tênh kyî thuáût cuía häüp giaím täúc. Keí vaì âiãön baíng liãût kã caïc chi tiãút. - Keí vaì âiãön khung tãn. Sau khi chaûy chæång trçnh chuïng ta seî nháûn âæåüc baín veî làõp häüp giaím täúc nhæ trãn hçnh 4-2. Caïc pháön mãöm váùn âang âæåüc bäø sung vaì hoaìn thiãûn våïi mäüt täúc âäü låïn. 49 Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy YÃU CÁÖU KYÎ THUÁÛT 1 25 NT Næía khåïp näúi 1- Càûp baïnh ràng hçnh truû cáúp nhanh coï khe håí caûnh ràng khi àn khåïp khäng nhoí hån 0,15 mm Voìng âaìn häöi VÂH 24 Nuït thaïo dáöu 23 NTD 1 2- Vãút tiãúp xuïc cuía càûp baïnh ràng truû cáúp nhanh - Theo chiãöu daìi ràng khäng nhoí hån 60% 22 TD Que thàm dáöu 1 - Theo chiãöu cao ràng khämg nhoí hån 40% 21 20 19 18 CÂV NTH NCT BL Chäút âënh vë Nàõp cæía thàmåi Nuït thäng h Bu läng voìng 2 1 1 3- Càûp baïnh ràng cáúp cháûm coï khe håí caûnh ràng khi àn khåïp khäng nhoí hån 0,2 mm 4- Vãút tiãúp xuïc cuía càûp baïnh ràng cáúp chámû 17 BL NH V Bu läng caûnh äø Nàõp häüp giaím täúc 2 1 - Theo chiãöu daìi ràng khäng nhoí hån 60% 16 15 B L ng gheïp Bu lä b êch 4 14 TH Thán häüp giaím täúc 1 Th - Theo chiãöu cao ràng khäng nhoí hån 60% 3 1 Tr 1 2 5- Giæîa màût gheïp nàõp våïi thán häüp bäi mäüt låïp sån moíng, hoàûc næåïc thuyítinh Then Truûc GT ra cuía H 1 11 6- Sau khi làõp xong häüp giaím täúc, cho chaûy moìm trong 3 giåì, OC ÄØ cän âåî chàûn 2 10 B Baïnh ràng låïn cáúp cháûm r 1 Br 9 caïc baïnh ràng phaíi laìm viãûc ãm, tiãúng äön nghe âãöu âàûn. Tr 8 7 Bl Baïnh ràng nhoí cáúp cháûm Truûc trung gian 1 Baûc loït, chàõn dáöu 1 6 B R Baïnh ràng låïn cáúp nhanh 1 5 Tr 1 Truûc coï baïnh ràng liãön B 4 ÂÀÛC TÊNH HÄÜP GIAÍM TÄÚC Ph 3 NO 2 Baûc loït Phåït chàõn måî Nàõp äøthäng 1 1 ÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN TYÍ SÄÚ TRUYÃÖN CHUNG: 14 1 TT OB KYÏHIÃÛU î ÄØbi âå TÃN GOÜI 2 SLG KLG VÁÛT LIÃÛU TÅÌ GHI CHUÏ ÂÄÖ AÏN MÄN HOÜC HÃÛ THÄ Á ÜNG BÀNG TAÍI Vàn HuìnÙN Tãn hoüG D Cäng suáút: 5,5 Kw Z1 Z2 mn mt Beta Alfa Cáúp chênh xaïc Chæïc nàn g ÚN ÂÄ Ch Ngaìy CHI TIÃÚT MAÏY Soos voìng quay: 18 63 4 4 0 20 7 Thiãút kãú Lã g æî kyï Tè lãû Khäúi læåüng 1450 v/ph 24 96 4 4 0 20 7 Hæåïng dáùn NG.Vàn Yãún b¶n vÏ l¾p Tåìsäú: Säútåì: 50 Duyãût HÄÜP GIAÍM TÄÚC Tr−êng §HBK, Khoa C¬ khÝ Líp 01C1A - §Ò sè : 8 Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy Chaûy chæång trçnh tênh toaïn thiãút kãú bäü truyãön baïnh ràng theo phæång phaïp Pháön tæí hæîu haûn qua caïc bæåïc sau: - Naûp säú liãûu thiãút kãú vaìo Chæång trçnh 1, tênh bäü truyãön baïnh ràng theo phæång phaïp truyãön thäúng, chaûy chæång trçnh, chuïng ta nháûn âæåüc säú liãûu thiãút kãú cuía bäü truyãön baïnh ràng, caïc säú liãûu naìy âæåüc naûp vaìo mäüt File dæî liãûu 1: + Âæåìng kênh caïc baïnh ràng, + Khoaíng caïch truûc, + Mä âun cuía ràng, + Säú ràng cuía baïnh dáùn, baïnh bë dáùn, + Hãû säú dëch dao cuía baïnh dáùn, baïnh bë dáùn, + Gêa trë æïng suáút tiãúp xuïc, æïng suáút uäún trãn ràng baïnh dáùn, baïnh bë dáùn. - Chaûy chæång trçnh 2, veî bäü truyãön baïnh ràng vaì xáy dæûng mä hçnh tênh toaïn theo phæång phaïp Pháön tæí hæîu haûn. Säú liãûu âæåüc nháûp tæì File dæî liãûu 1, vaì kãút quaí âæåüc ghi vaìo File dæî liãûu 2. - Chaûy chæång trçnh 3, tênh æïng suáút tiãúp xuïc vaì æïng suáút uäún trãn ràng bàòng phæång phaïp Pháön tæí hæîu haûn. Säú liãûu âæåüc nháûp tæì File dæî liãûu 2. So saïnh giaï trë æïng suáút tênh âæåüc våïi æïng suáút cho pheïp, âiãöu chènh kêch thæåïc cuía bäü truyãön baïnh ràng, tênh laûi æïng suáút. Chæång trçnh seî dæìng, khi kãút quaí thiãút kãú bäü truyãön baïnh ràng thoaí maîn yãu cáöu ngæåìi thiãút kãú mong muäún. 4.5. Giåïi thiãûu mäüt säú pháön mãöm thiãút láûp caïc baín veî vaì láûp trçnh gia cäng trãn maïy cäng cuû CNC 4.5.1. Pháön mãöm AutoCAD AutoCAD laì pháön mãöm cuía haîng AutoDESK duìng âãø thiãút láûp caïc baín veî kyî thuáût. Sæí duûng AutoCAD coï thãø veî caïc baín veî 2 chiãöu (2 Dimention - 2D). Cuîng coï thãø veî âæåüc caïc chi tiãút trong khäng gian 3 chiãöu (3D). Pháön mãöm AutoCAD âæåüc cäng bäú bàõt âáöu tæì Releas 1 (R.1) vaìo thaïng 12 nàm 1982, sau âoï laì R.12 vaì R.13 láön læåüt ra âåìi, R.14 âæåüc tung ra thë træåìng vaìo thaïng 5 nàm 1997, vaì hiãûn nay âaî coï AutoCAD 2000. Sæí duûng pháön mãöm AutoCAD, chuïng ta dãù daìng thiãút láûp âæåüc caïc baín veî cå khê. Vê duû nhæ: baín veî chung toaìn maïy, baín veî làõp bäü pháûn maïy, âàûc biãût laì caïc baín veî chãú taûo chi tiãút maïy. Trãn hçnh 4-3 trçnh baìy baín veî chãú taûo truûc vêt, âæåüc thiãút láûp trãn pháön mãöm AutoCAD R.14. 51 Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy Baín veî chãú taûo truûc vêt 4-3, trong AutoCAD, å File YenCAD. truc vit 90 45 25 1x45° ã R1 A 20° R4.4 R4.4 R1.98 45 8 ° Ø30n6 4+0.2 Ø35c6 33 Ø35k6 Ø60h8 Ø36 Ø36 Ø34 Ø42 Ø42 5 Ø35k6 B 3 R 2 R2 R1 20 47H15 4 3 180 55 320 Säú ràng Z 1 2 Goï vêt Hæåïng ràng phaíi Hãû säúdëch chènh X 0 Präfin gäúc STSEV 266-16 Cáúp chênh xaïc 8 - C Bæåïc xoàõn vêt p 31.416 THIÃÚT KÃÚ HÃÛ DÁÙN ÂÄÜNG BÀNG TAÍI ÂÄÖ AÏN CHI TIÃÚT MAÏY Chiãöu cao ren h1 11 Âæåìng kênh voìng chia d1 50 Ch æïc nàng Thiãút kãú Tãn hoü Lã Vàn Huìng Chæî kyï Ngaìy b¶n vÏ chÕ t¹o Tyí lãû Tåì säú: Khäúi læåüng Täøng säú tåì: Hãû säú âæåìng kênh q 10 52 Hæåïng dáùn Duyãût NG.Vàn Yãún trôc vÝt Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Khoa C¬ khÝ, Líp 01C1A Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy 4.5.2. Pháön mãöm MasterCam MasterCam laì pháön mãöm chuyãn duìng âãø thiãút láûp caïc baín veî chi tiãút maïy dæåïi daûng hçnh chiãúu (2D) vaì hçnh chiãúu truûc âo (3D), tæû âäüng láûp caïc chæång trçnh âiãöu khiãøn quaï trçnh gia cäng cho maïy CNC. Khaí nàng thiãút láûp baín veî 3D cuía pháön mãöm MasterCam maûnh hån nhiãöu so våïi pháön mãöm AutoCad. Coìn khaí nàng láûp trçnh gia cäng CNC cuía pháön mãöm MasterCam, cho âãún nay, coï thãø noïi laì maûnh nháút. Chæång trçnh gia cäng CNC âæåüc láûp båíi pháön mãöm MasterCam coï khaí nàng tæång thêch ráút räüng, háöu nhæ coï thãø viãút chæång trçnh gia cäng NC cho táút caí caïc loaûi maïy CNC hiãûn coï åí Viãût Nam. Âãø laìm vê duû, chuïng täi trçnh baìy hçnh 3D cuía khuän âuïc nhæûa, âæåüc thiãút láûp trãn pháön mãöm MasterCam 9.1 (Hçnh 4-4). Hçnh 4-4: Khuän âuïc nhæûa Vaì mäüt chæång trçnh âiãöu khiãøn quaï trçnh gia cäng trãn maïy CNC, âæåüc pháön mãöm MasterCam 9.1 tæû âäüng thiãút láûp, sau khi ngæåìi thiãút kãú xáy dæûng hçnh veî chi tiãút 53 Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy maïy, choün maïy, dao, chãú âäü càõt vaì âæåìng chaûy dao. Chæång trçnh âæåüc viãút bàòng maî lãûnh M-G code, coï trãn 3.000 cáu lãûnh (Baíng 4-1 - chè trêch âoaûn âáöu vaì âoaûn cuäúi cuía chæång trçnh). Bảng 4-1: Chương trình gia công được viết bằng mã lệnh M-G Code % O0000 (PROGRAM NAME - PHAYCNC) (DATE=DD-MM-YY - 12-01-05 TIME=HH:MM - 10:45) N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 ( 2. BALL ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 41 LEN. - 1 DIA. - 2.) N104T1M6 N106G0G90G54X9.777Y-38.531A30.401S1200M3 N108G43H1Z166.023 N110X5.561Z66.112 N112G1X5.35Z61.116F120. N114X6.109Y-39.485Z61.651A31.238F260.2 .............................................................................. .............................................................................. N6388X87.583Y-.434Z15.691A.327 N6390X87.602Y1.037Z15.679A-.781 N6392X91.054Z19.297F500. N6394G0X160.086Z91.647 N6396M5 N6398G91G28Z0. N6400G28X0.Y0.A0. (MCUSTOCK X220. Y220. Z49.6478882 OTC OX-0.00211 OY0.00158 OZ-49.64789) (MCUPTOOL T4 D25. L75. F75.) (MCUPTOOL T5 D13. L75. F75. R6.5 C0) (MCUPTOOL T1 D2. L75. F75. R1. C0) (MCUPTOOL T1 D2. L75. F75. R1. C0) N6402M30 % 54 Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy 4.5.3. Pháön mãöm Pro/Engineer Wildfire Cuîng giäúng nhæ MasterCam, pháön mãöm Pro/Engineer coï khaí nàng láûp caïc veî 2D, 3D cuía chi tiãút maïy vaì tæû âäüng láûp trçnh gia cäng CNC. Âiãøm maûnh cuía pháön mãöm Pro/Engineer laì thiãút láûp caïc baín veî chi tiãút maïy åí daûng 3D, veî nhanh, chênh xaïc, vaì coï thãø biãøu diãùn chuyãøn âäüng làõp gheïp cuía caïc chi tiãút våïi nhau. Mäüt âàûc træng näøi báût khaïc cuía pháön mãöm naìy laì cho pheïp thiãút kãú âäúi tæåüng tæì caïc phæång trçnh tham säú, mä phoíng âäüng hoüc caïc chuyãøn âäüng cuía váût thãø. Âãø laìm vê duû, trãn Hçnh 4-5 trçnh baìy baín veî mäüt cuûm chi tiãút maïy cuía bäü keûp khuän âuïc, âæåüc thiãút láûp vaì làõp gheïp tæì pháön mãöm Pro/Engineer Wildfire. Hçnh 4-5: Bäü keûp khuän âuïc 4.5.4. Pháön mãöm Metacut Utilities Metacut Utilities laì pháön mãöm chuyãn duìng âãø mä phoíng caïc quaï trçnh gia cäng trãn maïy cäng cuû CNC. Sæí duûng pháön mãöm Metacut Utilities coï thãø mä taí quaï trçnh gia cäng chi tiãút maïy trãn mäüt maïy CNC aío. Chuïng ta seî quan saït træåïc âæåüc toaìn bäü quaï trçnh gia cäng chi tiãút maïy tæì kháu âáöu âãún kháu cuäúi cuìng trãn maïy tênh, nhçn tháúy hçnh daûng cuía saín pháøm sau khi gia cäng, giuïp chuïng ta phaït hiãûn 55 Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy âæåüc nhæîng sai soït khi viãút chæång trçnh gia cäng cho maïy CNC. Viãûc chaûy mä phoíng naìy ráút quan troüng, giuïp chuïng ta traïnh âæåüc nhæîng sæû cäú âaïng tiãúc thæåìng xaíy ra khi sæí duûng maïy CNC, âàûc biãût âäúi våïi nhæîng ngæåìi chæa sæí duûng thaình thaûo. Âãø laìm vê duû, chuïng täi trçnh baìy hçnh mä phoíng quaï trçnh gia cäng mäüt khuän máùu, âæåüc chaûy tæì pháön mãöm Metacut Utilities (Hçnh 4-6). Bước 1 Bước 2 Bước 3 Bước 4 Hçnh 4-6: Chaûy mä phoíng quaï trçnh gia cäng mäüt khuän máùu 56 Chæång 4: ÆÏng duûng tin hoüc trong thiãút kãú maïy vaì chi tiãút maïy 4.5.5. Cäng nghãû CAD/CAM vaì CAD/CAM/CNC Cäng nghãû CAD/CAM laì chæî viãút tàõt cuía Computer Aided Design (CAD) vaì Computer Aided Manufacturing (CAM), thiãút kãú vaì gia cäng nhåì sæû tråü giuïp cuía maïy tênh. Cäng nghãû CAD/CAM âaî måí ra mäüt khaí nàng måïi trong viãûc thiãút kãú vaì láûp trçnh gia cäng càõt goüt. Khi láûp trçnh, ngæåìi thiãút kãú khäng cáön phaíi viãút caïc phæång trçnh toaïn hoüc phæïc taûp âãø xaïc âënh caïc giao tuyãún, tiãúp âiãøm, tám âiãøm, phæång trçnh mä taí hçnh daûng cuía caïc bãö màût phæïc taûp. Chæång trçnh âiãöu khiãøn quaï trçnh gia cäng trãn maïy CNC âæåüc thiãút láûp mäüt caïch tæû âäüng. Ngoaìi ra, coìn cho pheïp chaûy mä phoíng quaï trçnh gia cäng trãn maïy tênh, giuïp chuïng ta biãút træåïc âæåüc kãút quaí gia cäng trãn maïy thæûc, traïnh âæåüc nhæîng sai soït trong khi gia cäng. Nhåì vaìo hiãûu quaí vaì sæû chênh xaïc cao, cäng nghãû CAD/CAM cho pheïp chuïng ta tiãút kiãûm âæåüc thåìi gian thiãút kãú, thåìi gian gia cäng, goïp pháön haû gêa thaình cuía saín pháøm. Cäng nghãû CAD/CAM/CNC laì sæû kãút håüp giæîa hãû thäúng CAD/CAM våïi maïy cäng cuû CNC, maïy âiãöu khiãøn bàòng säú coï sæû tråü giuïp cuía maïy tênh (Coputer Numerical Coltrol). Cäng nghãû naìy cho pheïp chuïng ta thæûc hiãûn caïc quaï trçnh saín xuáút mäüt caïch hoaìn toaìn tæû âäüng. Âáy chênh laì chça khoïa cuía nãön saín xuáút cå khê hiãûn âaûi. ♈ ❾ ☸ 57 PHÁÖN THÆÏ HAI CAÏC CHI TIÃÚT MAÏY LÀÕP GHEÏP CHÆÅNG V MÄÚI GHEÏP ÂINH TAÏN 5.1. Nhæîng váún âãö chung 5.1.1. Giåïi thiãûu mäúi gheïp âinh taïn - Mäúi gheïp âinh taïn âæåüc biãøu diãùn trãn Hçnh 5-1. Caïc táúm gheïp 1 vaì 2 âæåüc liãn kãút træûc tiãúp våïi nhau bàòng caïc âinh taïn säú 3, hoàûc liãn kãút thäng qua táúm âãûm säú 4 vaì caïc âinh taïn säú 3. 3 1 2 S1 S2 Chæång 5: Mäúi gheïp âinh taïn ï3 ï1 ï2 ï4 b a Hçnh 5-1: Kãút cáúu cuía mäúi gheïp âinh taïn - Nguyãn tàõc liãn kãút cuía mäúi gheïp âinh taïn: Thán âinh taïn tiãúp xuïc våïi läù cuía caïc táúm gheïp, läù cuía caïc táúm âãûm, âinh taïn coï taïc duûng nhæ mäüt caïi chäút caín tråí sæû træåüt tæång âäúi giæîa caïc táúm gheïp våïi nhau, giæîa caïc táúm gheïp våïi táúm âãûm. - Âãø taûo mäúi gheïp âinh taïn, ngæåìi ta gia cäng läù trãn caïc táúm gheïp, läöng âinh taïn vaìo läù cuía caïc táúm gheïp, sau âoï taïn âáöu âinh. - Táúm gheïp khäng âæåüc dáöy quaï 25 mm. Läù trãn táúm gheïp coï thãø âæåüc gia cäng bàòng khoan hay âäüt, dáûp. Läù trãn táúm gheïp coï âæåìng kênh bàòng hoàûc låïn hån âæåìng kênh thán âinh taïn d. - Taïn nguäüi, quaï trçnh taïn âinh coï thãø tiãún haình åí nhiãût âäü mäi træåìng. Taïn nguäüi d 1 (1,5⎟1,7) d 2 dãù daìng thæûc hiãûn, giaï reí; nhæng cáön læûc låïn, dãù laìm næït âáöu âinh. Taïn nguäüi chè Hçnh 5-2: Taûo mäúi gheïp âinh taïn duìng våïi âinh taïn kim loaûi maìu vaì âinh taïn theïp coï âæåìng kênh d nhoí hån 10 mm. - Taïn noïng, âäút noïng âáöu âinh lãn nhiãût âäü khoaíng (1000⎟1100) OC räöi tiãún haình taïn. Taïn noïng khäng laìm næït âáöu âinh; nhæng cáön thiãút bë âäút noïng, caïc táúm gheïp biãún daûng nhiãût, dãù bë cong vãnh. - Âinh taïn thæåìng laìm bàòng kim loaûi dãù biãún daûng, theïp êt caïc bon nhæ CT34, CT38, C10, C15 hoàûc bàòng håüp kim maìu. Thán âinh taïn thæåìng laì hçnh truû troìn coï âæåìng kênh d, giaï trë cuía d nãn láúy theo dáùy säú tiãu chuáøn. Caïc kêch thæåïc khaïc cuía âinh taïn âæåüc láúy theo d, xuáút phaït tæì âiãöu kiãûn sæïc bãön âãöu. h = (0,6 ⎟ 0,65).d 59 Chæång 5: Mäúi gheïp âinh taïn R = (0,8 ⎟ 1).d l = (S1 + S2) + (1,5 ⎟ 1,7).d. - Ngoaìi muî âinh daûng choím cáöu, âinh taïn coìn coï nhiãöu daûng muî khaïc nhau, nhæ trãn Hçnh 5-3. d l Rh Hçnh 5-3: Caïc daûng muî cuía âinh taïn 5.1.2. Phán loaûi mäúi gheïp âinh taïn Tuìy theo cäng duûng vaì kãút cáúu cuía mäúi gheïp, mäúi gheïp âinh taïn âæåüc chia ra: + Mäúi gheïp chàõc: Mäúi gheïp chè duìng âãø chëu læûc khäng cáön âaím baío kên khêt. + Mäúi gheïp chàõc kên: Væìa duìng âãø chëu læûc væìa âaím baío kên khêt. + Mäúi gheïp chäöng: Hai táúm gheïp coï pháön chäöng lãn nhau. + Mäúi gheïp giaïp mäúi: Hai táúm gheïp âäúi âáöu, âáöu cuía 2 táúm gheïp giaïp nhau. + Mäúi gheïp mäüt haìng âinh: Trãn mäùi táúm gheïp chè coï mäüt haìng âinh. + Mäúi gheïp nhiãöu haìng âinh: Trãn mäùi táúm gheïp coï nhiãöu hån mäüt haìng âinh. 5.1.3. Kêch thæåïc chuí yãúu cuía mäúi gheïp âinh taïn - Xuáút phaït tæì yãu cáöu âäü bãön âãöu cuía caïc daûng hoíng (khaí nàng chëu taíi cuía caïc daûng hoíng laì nhæ nhau, hoàûc xaïc suáút xuáút hiãûn cuía caïc daûng hoíng laì nhæ nhau), kêch thæåïc cuía mäúi gheïp âinh taïn gheïp chàõc âæåüc xaïc âënh nhæ sau: + Âäúi våïi mäúi gheïp chäöng mäüt haìng âinh: d = 2.Smin; pâ = 3.d; e = 1,5.d + Âäúi våiï mäúi gheïp chäöng n haìng âinh: d = 2.Smin; pâ = (1,6.n +1).d; e = 1,5.d + Âäúi våïi mäúi gheïp giaïp mäúi hai táúm âãûm mäüt haìng âinh: d = 1,5.S; pâ = 3,5.d; e = 2.d + Âäúi våïi táúm gheïp giaïp mäúi hai táúm âãûm n haìng âinh: d = 1,5.S; pâ = (2,4.n + 1).d; e = 2.d 60 Chæång 5: Mäúi gheïp âinh taïn - Kêch thæåïc cuía mäúi gheïp âinh taïn gheïp chàõc kên âæåüc xaïc âënh nhæ sau: + Âäúi våïi mäúi gheïp chäöng mäüt haìng âinh: d = Smin+ 8 mm; pâ = 2.d + 8 mm; e = 1,5.d + Âäúi våïi mäúi gheïp chäöng 2 haìng âinh: d = Smin+ 8 mm; pâ = 2,6.d + 15 mm; e = 1,5.d + Âäúi våïi mäúi gheïp chäöng 3 haìng âinh: d = Smin+ 6 mm; pâ = 3.d + 22 mm; e = 1,5.d + Âäúi våïi mäúi gheïp giaïp mäúi hai táúm âãûm 2 haìng âinh: d = S + 6 mm; pâ = 3,5.d + 15 mm; e = 2.d + Âäúi våïi táúm gheïp giaïp mäúi hai táúm âãûm 3 haìng âinh: d = S + 5 mm; pâ = 6d + 20 mm e = 2.d Caïc kich 3 1 S1 e1 e pâ1 pâ 2 S2 b2 thæåïc pâ, pâ1, e, e1 biãøu thë trãn hçnh 5-4, kêch thæåïc pt1 vaì e1 láúy theo bæåïc âinh pt: F b1 F d pt1 = (0,8 ⎟ 1).pâ Hçnh 5-4: Kich thæåïc chuí yãúu e1 = 0,5.pt 5.2. Tênh mäúi gheïp âinh taïn cuía mäúi ghepï âinh 5.2.1. Caïc daûng hoíng cuía mäúi gheïp vaì chè tiãu tênh toaïn Khi mäúi gheïp âinh taïn chëu taíi troüng (Hçnh 5-4), trãn mäúi gheïp coï thãø xuáút hiãûn caïc daûng hoíng sau âáy: - Thán âinh bë càõt âæït, - Táúm gheïp bë keïo âæït taûi tiãút diãûn qua tám caïc âinh, - Bãö màût tiãúp xuïc giæîa läù trãn táúm gheïp vaì thán âinh bë dáûp, - Biãn cuía táúm gheïp bë càõt âæït theo caïc tiãút diãûn coï kêch thæåïc e, 61 Chæång 5: Mäúi gheïp âinh taïn - Caïc táúm gheïp bë træåüt tæång âäúi våïi nhau, khäng âaím baío kên khêt. Chè tiãu tênh toaïn cuía mäúi gheïp chàõc: kãút cáúu cuía mäúi gheïp âaî âæåüc xáy dæûng trãn cå såí sæïc bãön âãöu, do âoï ngæåìi ta chè kiãøm tra âiãöu kiãûn bãön τâ ≤ [τâ], âãø traïnh daûng hoíng càõt âæït thán âinh laì âuí. Âiãöu kiãûn bãön τâ ≤ [τâ] âæåüc duìng laìm chè tiãu tênh toaïn kiãøm tra bãön vaì thiãút kãú mäúi gheïp âinh taïn gheïp chàõc. Trong âoï: τâ laì æïng suáút càõt sinh ra trãn tiãút diãûn thán âinh. [τâ] laì æïng suáút càõt cho pheïp cuía âinh. Chè tiãu tênh toaïn cuía mäúi gheïp chàõc kên: tæång tæû nhæ trãn, ngæåìi ta duìng báút âàóng thæïc ξ ≤ [ξ] laìm chè tiãu tênh toaïn mäúi gheïp chàõc kên. trong âoï: ξ laì hãû säú caín træåüt cuía mäúi gheïp, [ξ] laì hãû säú caín træåüt cho pheïp cuía mäúi gheïp. 5.2.2. Tênh mäúi gheïp chàõc chëu læûc ngang Kiãøm tra mäúi gheïp chàõc chëu læûc ngang, âæåüc thæûc hiãûn theo trçnh tæû sau: - Tênh læûc taïc duûng lãn mäüt âinh taïn: Khi mäúi gheïp chëu læûc ngang F, thæûc tãú læûc F phán bäú khäng âãöu trãn caïc âinh, do coï sai lãûch trong quaï trçnh chãú taûo mäúi gheïp vaì do biãún daûng khäng âãöu cuía táúm gheïp. Læûc taïc duûng lãn mäüt âinh Fâ âæåüc tênh gáön âuïng bàòng: Fâ = K.F / z z: säú âinh làõp gheïp, tênh trãn mäüt táúm gheïp. K: hãû säú kãø âãún sæû phán bäú taíi troüng khäng âãöu cho caïc âinh, K = 1 ⎟ 1,2 ; træåìng håüp làõp mäüt haìng âinh, láúy K=1. - Tênh æïng suáút càõt trãn thán âinh: τâ = 4Fâ / (i.π.d2) trong âoï i laì säú tiãút diãûn chëu càõt cuía mäùi âinh. Vê duû, gheïp giaïp mäúi mäüt táúm âãûm i=1, hai táúm âãûm i=2. - Xaïc âënh æïng suáút cho pheïp: giaï trë cuía [τâ] âæåüc tra baíng hoàûc tênh theo cäng thæïc kinh nghiãûm, phuû thuäüc vaìo caïch taûo mäúi gheïp vaì váût liãûu âinh taïn. - So saïnh τâ vaì [τâ], ruït ra kãút luáûn: Nãúu τâ > [τâ], mäúi gheïp khäng âuí bãön; Nãúu τâ ≤ [τâ], mäúi gheïp âuí bãön; 62 Chæång 5: Mäúi gheïp âinh taïn Nãúu τâ nhoí hån nhiãöu so våïi [τâ], mäúi gheïp quaï dæ bãön, khäng kinh tãú. Thiãút kãú mäúi gheïp chàõc chëu læûc ngang, âæåüc thæûc hiãûn theo trçnh tæû sau: - Choün váût liãûu chãú taûo âinh taïn, phæång phaïp gia cäng läù trãn táúm gheïp, tra baíng âãø coï giaï trë [τâ]. - Xaïc âënh kêch thæåïc cuía âinh taïn: Càn cæï vaìo chiãöu dáöy táúm gheïp vaì kãút cáúu cuía mäúi gheïp tênh âæåìng kênh thán âinh d theo caïc cäng thæïc âaî nãu åí trãn, nãn láúy d theo dáùy säú tiãu chuáøn. Xaïc âënh chiãöu daìi cuía thán âinh l theo âæåìng kênh d. - Tênh säú âinh taïn z: Giaí sæí chè tiãu tênh τâ ≤ [τâ] thoía maîn, ta coï 4.K.F / (z.i.π.d2) ≤ [τâ] suy ra: z ≥ 4.K.F / (i.π.d2.[τâ]) - Veî kãút cáúu cuía mäúi gheïp: bäú trê caïc âinh theo haìng, âaím baío kêch thæåïc nhæ âaî nãu åí trãn. 5.2.3. Tênh mäúi gheïp chàõc chëu mä men uäún Kiãøm tra mäúi gheïp chàõc chëu mä men uäún (Hçnh 5-5), âæåüc thæûc hiãûn theo trçnh tæû sau: - Xaïc âënh læûc taïc duûng lãn âinh taïn chëu taíi troüng låïn nháút: Dæåïi taïc duûng cuía mä men uäún M, mäúi gheïp coï xu hæåïng quay quanh troüng tám O cuía mäúi gheïp. Âinh taïn caìng xa tám chuyãøn vë khaí dé cuía noï caìng låïn, do âoï noï chëu læûc taïc duûng låïn. Læûc taïc duûng lãn âinh thæï i kyï hiãûu laì Fi, Fi tyí lãû våïi khoaíng caïch ri tæì tám âinh âãún tám troüng O. Våïi nháûn xeït nhæ thãú, ta viãút âæåüc phæång trçnh: Fâi/ri = hàòng Màût khaïc, ta coï phæång trçnh cán bàòng mä men âäúi våïi tám mäúi gheïp: z ∑ Fdiri M = i = 1 Suy ra, læûc taïc duûng lãn âinh taïn chëu taíi låïn nháút laì: Fâmax= M.rmax / ∑ri2 - Tênh æïng suáút càõt trãn thán âinh taïn chëu taíi låïn nháút: τâ = 4Fâmax / (i.π.d2) trong âoï i laì säú tiãút diãûn chëu càõt cuía mäùi âinh. - Xaïc âënh æïng suáút cho pheïp: giaï trë cuía [τâ] âæåüc tra baíng, phuû thuäüc vaìo caïch taûo mäúi gheïp vaì váût liãûu âinh taïn. 63 Chæång 5: Mäúi gheïp âinh taïn Fi ri O M Hçnh 5-5: Mäúi gheïp âinh taïn chëu mä men - So saïnh τâ vaì [τâ], ruït ra kãút luáûn: nãúu τâ > [τâ], mäúi gheïp khäng âuí bãön; nãúu τâ ≤ [τâ], mäúi gheïp âuí bãön; nãúu τâ nhoí hån nhiãöu so våïi [τâ], mäúi gheïp quaï dæ bãön, khäng kinh tãú. Thiãút kãú mäúi gheïp chàõc chëu mä men, âæåüc thæûc hiãûn theo trçnh tæû sau: - Dæûa vaìo kêch thæåïc cuía táúm gheïp ta choün kich thæåïc âæåìng kênh d cuía âinh taïn, xaïc âënh chiãöu daìi âinh. Âãø tiãûn cho viãûc gia cäng, làõp gheïp, kêch thæåïc cuía caïc âinh taïn trong mäúi gheïp âæåüc choün nhæ nhau. - Så bäü choün säú âinh z, veî kãút cáúu cuía mäúi gheïp, bäú trê caïc âinh theo quan hãû kêch thæåïc âaî nãu åí trãn. - Âàût taíi troüng lãn mäúi gheïp vaì kiãøm tra âäü bãön cuía âinh chëu taíi troüng låïn nháút. + Nãúu quaï dæ bãön, khäng âaím baío tênh kinh tãú, ta giaím säú læåüng âinh z, veî laûi kãút cáúu mäúi gheïp vaì kiãøm tra laûi âäü bãön cuía mäúi gheïp. + Nãúu thiãúu bãön, thç tàng säú læåüng âinh z, veî laûi kãút cáúu, vaì kiãøm tra laûi. + Nãúu væìa âuí bãön vaì âaím baío tênh kinh tãú, chæïng toí säú âinh z choün âaî håüp lyï. - Veî chênh xaïc kãút cáúu cuía mäúi gheïp. 5.2.4. Tênh mäúi gheïp chàõc kên Mäúi gheïp chàõc kên væìa chëu læûc, væìa âaím baío kên khêt. Vê duû, mäúi gheïp trong caïc näöi håi. Viãûc tênh toaïn chênh xaïc bàòng lyï thuyãút ráút khoï khàn, ngæåìi ta duìng cäng thæïc thæûc nghiãûm: ξ ≤ [ξ] Kiãøm tra bãön cuía mäúi gheïp chàõc kên chëu taïc duûng cuía læûc F, âæåüc thæûc hiãûn theo trçnh tæû sau: 64 Chæång 5: Mäúi gheïp âinh taïn - Tra baíng âãø coï giaï trë cuía hãû säú caín træåüt cho pheïp [ξ]. - Tênh læûc taïc duûng lãn mäùi âinh taïn trong mäúi gheïp: Fâ = K.F/z - Tênh hãû säú caín træåüt ξ, tênh theo quy æåïc ξ = 4.Fâ / (i.π.d2) = 4.K.F / (i.z.π.d2) - So saïnh giaï trë cuía ξ vaì [ξ], ruït ra kãút luáûn. Thiãút kãú mäúi gheïp chàõc kên chëu taïc duûng cuía læûc F, âæåüc thæûc hiãûn theo trçnh tæû sau: - Choün váût liãûu chãú taûo âinh, tra baíng xaïc âënh giaï trë cuía hãû säú caín træåüt cho pheïp [ξ]. - Xaïc âënh kêch thæåïc cuía âinh theo chiãöu daìy cuía táúm gheïp vaì daûng kãút cáúu cuía mäúi gheïp. - Giaí sæí chè tiãu tênh toaïn ξ ≤ [ξ] thoía maîn, tênh säú âinh z cáön thiãút: z ≥ 4.K.F / (i.π.d2.[ ξ]) - Veî kãút cáúu cuía mäúi gheïp. Kiãøm tra bãön vaì thiãút kãú mäúi gheïp chàõc kên chëu mä men uäún M, âæåüc thæûc hiãûn tæång tæû nhæ tênh mäúi gheïp chàõc chëu mä men. 5.2.5. Hãû säú bãön cuía mäúi gheïp Âãø taûo mäúi gheïp âinh taïn, ngæåìi ta phaíi gia cäng caïc läù trãn táúm gheïp. Caïc läù âaî laìm giaím diãûn têch tiãút diãûn ngang cuía táúm gheïp, laìm giaím khaí nàng chëu taíi cuía táúm gheïp. Âãø âaïnh giaï mæïc âäü laìm giaím khaí nàng chëu taíi cuía táúm gheïp, ngæåìi ta duìng hãû säú bãön ϕ. Hãû säú bãön ϕ âæåüc âaïnh giaï bàòng tyí säú giæîa læûc täúi âa maì mäúi gheïp chëu âæåüc vaì læûc täúi âa maì táúm nguyãn coï thãø chëu âæåüc. Hãû säú ϕ âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc sau: ϕ = (pâ - d) / pâ Trong âoï pt laì bæåïc âinh, d laì âæåìng kênh thán âinh. Giaï trë cuía hãû säú bãön ϕ, âäúi våïi caïc mäúi gheïp coï quan hãû kêch thæåïc theo quy âënh, coï thãø choün nhæ sau: + Mäúi gheïp 1 haìng âinh, 1 tiãút diãûn cuía thán chëu càõt: ϕ = 0,67, + Mäúi gheïp giaïp mäúi 2 táúm âãûm, 1 haìng âinh: ϕ = 0,71, 65 Chæång 5: Mäúi gheïp âinh taïn + Mäúi gheïp giaïp mäúi 2 táúm âãûm, 2 haìng âinh: ϕ = 0,83, + Mäúi gheïp chäöng 2 haìng âinh: ϕ = 0,75. Qua säú liãûu trãn, chuïng ta tháúy khaí nàng taíi cuía mäúi gheïp âinh taïn giaím khaï nhiãöu so våïi táúm nguyãn. 5.2.6. Xaïc âënh æïng suáút cho pheïp a - Xaïc âënh [τâ] Âäúi våïi caïc mäúi gheïp chëu taíi troüng ténh, hoàûc chëu taíi troüng thay âäøi nhæng khäng âäøi chiãöu, coï thãø láúy giaï trë æïng suáút cho pheïp nhæ sau: Váût liãûu âinh laì theïp CT31, CT34, CT38 Läù khoan, láúy [τâ] = 140 MPa Läù âäüt, dáûp, láúy [τâ] = 100 MPa Træåìng håüp taíi troüng thay âäøi chiãöu taïc duûng, cáön láúy giaím âi mäüt læåüng, 1 bàòng caïch nhán våïi hãû säú γ, våïi γ = a b Trong âoï Fmax laì taíi troüng låïn nháút, Fmin laì taíi troüng nhoí nháút, F max . F min Táúm gheïp bàòng theïp êt caïc bon, láúy a=1 vaì b=0,3 Táúm gheïp bàòng theïp caïc bon trung bçnh, láúy a=1,2 vaì b=0,8. b- Xaïc âënh [ξ] - Mäúi gheïp chäöng mäüt haìng âinh, láúy [ξ] = 60 ⎟ 70 MPa, - Mäúi gheïp chäöng hai haìng âinh, láúy [ξ] = 60 ⎟ 65 MPa, - Mäúi gheïp chäöng ba haìng âinh, láúy [ξ] = 55 ⎟ 60 MPa, - Mäúi gheïp giaïp mäúi hai táúm âãûm, hai haìng âinh, láúy [ξ] = 95 ⎟ 115 MPa, - Mäúi gheïp giaïp mäúi hai táúm âãûm, ba haìng âinh, láúy [ξ] = 90 ⎟ 110 MPa, ♈ ❾ ☸ 66 CHÆÅNG VI MÄÚI GHEÏP REN 6.1. Nhæîng váún âãö chung 6.1.1. Giåïi thiãûu mäúi gheïp ren a b c Hçnh 6-1: Mäúi gheïp bu läng, vêt, vêt cáyú Mäúi gheïp ren, caïc táúm gheïp âæåüc liãn kãút våïi nhau nhåì caïc chi tiãút maïy coï ren, nhæ: bu läng, vêt, vêt cáúy, âai äúc, caïc läù coï ren. Caïc mäúi gheïp ren thæåìng duìng trong thæûc tãú: mäúi gheïp bu läng (Hçnh 6-1, a), mäúi gheïp vêt (Hçnh 6-1, b), mäúi gheïp vêt cáúy (Hçnh 6-1, c). Ngoaìi ra coìn coï mäúi gheïp ren äúng, duìng âãø näúi caïc äúng dáùn cháút loíng, cháút khê. Chæång 6: Mäúi gheïp ren + Mäúi gheïp bu läng: Duìng gheïp caïc táúm gheïp coï chiãöu daìy nhoí. Caïc táúm gheïp âæåüc gia cäng läù, làõp bu läng vaìo läù caïc táúm gheïp, vàûn âai äúc vaìo bu läng, xiãút chàût eïp caïc táúm gheïp laûi våïi nhau. Caïc táúm gheïp khäng thãø âáøy âai äúc xoay tråí ra âæåüc, do coï hiãûn tæåüng tæû haîm trong mäúi gheïp ren. + Mäúi gheïp vêt: Duìng âãø gheïp caïc táúm gheïp, trong âoï coï mäüt táúm gheïp chiãöu daìy quaï låïn. Ngæåìi ta khoan vaì laìm läù ren trãn táúm gheïp coï chiãöu daìy låïn. Caïc táúm gheïp khaïc âæåüc gia cäng läù. Âàût caïc táúm gheïp chäöng lãn nhau, sao cho tám cuía caïc läù truìng nhau. Vàûn vêt vaìo läù ren, xiãút chàût âãø eïp caïc táúm gheïp laûi våïi nhau. Trong quaï trçnh sæí duûng, nãúu phaíi thaïo làõp nhiãöu láön, khäng nãn duìng mäúi gheïp vêt. Vç thaïo làõp nhiãöu seî laìm hoíng läù ren, phaíi boí caí táúm gheïp âi. + Mäúi gheïp vêt cáúy: Duìng khi coï mäüt táúm gheïp chiãöu daìy quaï låïn vaì mäúi gheïp phaíi thaïo làõp nhiãöu láön trong quaï trçnh sæí duûng. Ngæåìi ta laìm läù ren trãn táúm gheïp coï chiãöu daìy låïn, laìm läù trãn caïc táúm gheïp coìn laûi. Vàûn vêt cáúy vaìo läù ren (coìn goüi laì cáúy vêt), làõp caïc táúm gheïp khaïc vaìo vêt cáúy. Vàûn âai äúc vaìo vêt cáúy, xiãút chàût âãø eïp caïc táúm gheïp laûi våïi nhau. Nguyãn tàõc liãn kãút trong mäúi gheïp ren làõp coï khe håí giæîa thán bu läng vaì läù cuía táúm gheïp: Âãø taûo mäúi gheïp ren ta xiãút âai äúc bàòng mä men xoàõn T, caïc táúm gheïp âæåüc eïp chàût laûi våïi nhau båíi læûc xiãút V (Hçnh 6-2). Trãn bãö màût tiãúp xuïc cuía 2 táúm gheïp coï læûc ma saït Fms, læûc ma saït caín tråí sæû træåüt tæång âäúi giæîa hai táúm gheïp. Caïc mäúi gheïp bu läng làõp khäng coï khe håí (Hçnh 6-3), laìm viãûc tæång tæû nhæ mäúi gheïp âinh taïn. Âai äúc gáön nhæ âoïng vai troì V T VT Hçnh 6-2: Taûo mäúi gheïp làõp coï khe håí cuía muî âinh taïn, læûc xiãút V chè coï taïc duûng häù tråü thãm cho mäúi gheïp. Khi tênh toaïn mäúi Hçnh 6-3: Mäúi gheïp khäng coï khe håí gheïp, khäng kãø âãún læûc ma saït trãn màût táúm gheïp do læûc xiãút V gáy nãn. Trong chæång naìy chuïng ta chè xeït caïc mäúi gheïp ren làõp coï khe håí. 6.1.2. Caïc chi tiãút maïy duìng trong mäúi gheïp ren - Bu läng, thæåìng laì thanh kim loaûi hçnh truû, mäüt âáöu coï ren âãø vàûn våïi âai äúc hoàûc läù ren, mäüt âáöu coï muî hçnh saïu caûnh hoàûc hçnh vuäng, âãø tra caïc chça vàûn 68 Chæång 6: Mäúi gheïp ren xiãút bu läng (Hçnh 6-4). Ren trãn bu läng âæåüc gia cäng bàòng baìn ren, tiãûn ren, hoàûc caïn ren. Bu läng âæåüc phán ra: bu läng thä, bu läng baïn tinh, bu läng tinh, bu läng làõp coï khe håí, bu läng làõp khäng coï khe håí. Bu läng laì chi tiãút maïy âæåüc tiãu chuáøn hoïa cao. Bu läng coï ren hãû Meït vaì bu läng ren hãû Anh. Bu läng coï ren traïi, bu läng coï ren phaíi. - Vêt, coï hçnh daûng, kêch thæåïc tæång tæû nhæ bu läng, chè khaïc åí pháön muî (Hçnh 6-5). Muî vêt coï nhiãöu hçnh daûng, muî vêt Hçnh 6-4: Bu läng Hçnh 6-5: Vêt âæåüc xeí raînh, hoàûc laìm läù 6 caûnh chçm âãø tra caïc chça vàûn. Vêt cuîng âæåüc tiãu chuáøn hoïa. Hçnh 6-6: Vêt cáúy Hçnh 6-7: Âai äúc - Vêt cáúy: laì thanh hçnh truû, hai âáöu coï ren (Hçnh 6-6). Mäüt âáöu ren cáúy vaìo läù ren cuía táúm gheïp, âáöu coìn laûi vàûn våïi âai äúc. - Âai äúc coï 6 caûnh, coï ren trong (Hçnh 6-7). Ren trãn âai äúc âæåüc gia cäng bàòng ta rä, hoàûc tiãûn. Âai äúc cuîng âæåüc chia ra: âai äúc thä, âai äúc baïn tinh vaì âai äúc tinh. Hçnh 6-8: Âãûm thæåìng, âãûm vãnh, âãûm gáûp, âãûm caïnh 69 Chæång 6: Mäúi gheïp ren - Voìng âãûm, chuí yãúu âãø baío vãû bãö màût caïc táúm gheïp khäng bë xæåïc, mäüt säú âãûm coìn coï taïc duûng phoìng loíng. Caïc loaûi âãûm thæåìng duìng: âãûm thæåìng, âãûm vãnh, âãûm gáûp, âãûm caïnh (Hçnh 6-8). 6.1.3. Kêch thæåïc chuí yãúu cuía mäúi gheïp ren Khi xem xeït hçnh daûng, kêch thæåïc cuía mäúi gheïp ren, ngæåìi ta quan tám âãún caïc kêch thæåïc chuí yãúu sau âáy: + Chiãöu daìy caïc táúm gheïp, kyï hiãûu laì S1, S2, mm. + Âæåìng kênh thán bu läng d, mm, gêa trë cuía d láúy theo daîy säú tiãu chuáøn. Vê duû: 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; (14); 16; 18; 20; (24); (27); 30; (33); 36; 42; 48; + Âæåìng kênh chán ren d1, mm, âæåüc tiãu chuáøn hoïa theo d. + Âæåìng kênh trung bçnh d2, mm, d2= (d+d1)/2. + Chiãöu daìi cuía thán bu läng l, mm, âæåüc láúy theo chiãöu daìy cuía caïc táúm gheïp. + Chiãöu daìi âoaûn càõt ren cuía bu läng l1, thæåìng láúy l1≥ 2,5d. + Chiãöu cao muî bu läng, kyï hiãûu laì H1, mm, thæåìng láúy H1 = (0,5 ⎟ 0,7) d. + Chiãöu cao cuía âai äúc H, thæåìng láúy H = (0,6 ⎟ 0,8) d. + Bæåïc ren, kyï hiãûu laì pr, mm, giaï trë cuía pr âæåüc tiãu chuáøn hoïa theo d. Giaï trë bæåïc ren theo TCVN, mm: 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,75 ; 0,8 ; 1,0 ; 1,25 ; 1,5 ; 1,75 ; 2,0 ; 2,5 ; 3,0 ; 3,5 ; 4,0. + Tiãút diãûn màût càõt ngang cuía ren, coï diãûn têch màût càõt A, tiãút diãûn cuía ren âæåüc tiãu chuáøn hoaï. Ren hãû Meït, tiãút diãûn ren laì hçnh tam giaïc âãöu. Ren hãû Anh, tiãút diãûn ren laì hçnh tam giaïc cán, coï goïc åí âènh laì 550. h pr H1 d d1 S1 S2 d l H l1 d1 Hçnh 6-9: Kêch thæåïc chuí yãúu cuía mäúi gheïp ren + Chiãöu cao laìm viãûc cuía tiãút diãûn ren h, mm. 70 Chæång 6: Mäúi gheïp ren + Bæåïc cuía âæåìng xoàõn vêt (taûo nãn âæåìng ren) λ. + Goïc náng cuía âæåìng xoàõt vêt, γ; coï tgγ = λ /(π.d2). + Säú âáöu mäúi ren zr, thæåìng duìng ren mäüt âáöu mäúi. Ren mäüt âáöu mäúi coï λ = pr, Ren hai âáöu mäúi coï λ = 2pr. 6.1.4. Ghi kyï hiãûu làõp gheïp cho mäúi gheïp ren Vê duû, kyï hiãûu cuía mäüt mäúi gheïp ren ghi: M20 ⋅ 1,5 ⋅ 2(Pl) LH - 4H6H / 4j Trong âoï: + M20 biãøu thë ren tam giaïc hãû Meït, coï âæåìng kênh thán bu läng d=20mm, + Säú1,5 biãøu thë duìng ren bæåïc nhoí pr=1,5 mm (nãúu duìng bæåïc ren bçnh thæåìng thç khäng cáön ghi), + Kyï hiãûu 2(Pl) chè ren 2 âáöu mäúi (nãúu ren 1 âáöu mäúi thç khäng cáön ghi, + Chæî LH chè ren traïi (nãúu ren xoàõn phaíi thç khäng cáön ghi), + Kyï hiãûu 4H6H laì miãöm dung sai cuía läù âai äúc, âæåìng kênh trung bçnh D2 coï cáúp chênh xaïc 4 sai lãûch cå baín kiãøu H, âæåìng kênh trong cuía âai äúc D1 coï cáúp chênh xaïc 6 sai lãûch cå baín kiãøu H (nãúu kêch thæåïc D2 vaì D1 cuìng miãön dung sai thç chè ghi mäüt láön). + Kyï hiãûu 4j biãøu thë miãön dung sai âæåìng kênh trung bçnh d2 cuía bu läng, cáúp chênh xaïc 4 sai lãûch cå baín kiãøu j, d2 = (d+d1) / 2. 6.1.5. Hiãûn tæåüng tæû nåïi loíng vaì caïc biãûn phaïp phoìng loíng Khi chëu taíi troüng rung âäüng hoàûc va âáûp, mäúi gheïp ren bë nåïi loíng ra, læûc xiãút V giaím dáön, coï khi bàòng khäng. Âáy laì hiãûn tæåüng tæû nåïi loíng. Hiãûn tæåüng tæû nåïi loíng âæåüc giaíi thêch nhæ sau: + Ta xiãút bu läng vaì âai äúc bàòng mä men xoàõn T, caïc táúm gheïp bë eïp laûi båíi læûc xiãút V. Quan hãû giæîa T vaì V âæåüc xaïc âënh nhæ sau: T= V.tg(γ + ρ’).d2/2 + V.f.dtx /2 (6-1) Trong âoï ρ’ laì goïc ma saït tæång âæång, f laì hãû säú ma saït trãn màût tiãúp xuïc giæîa âai äúc vaì voìng âãûm, dtx laì âæåìng kênh trung bçnh cuía bãö màût tiãúp xuïc giæîa âai äúc vaì voìng âãûm. + Khi bë eïp, caïc táúm gheïp taïc duûng lãn bu läng vaì âai äúc mäüt phaín læûc âáøy Ft, phaín læûc Ft = V. Do coï tênh cháút tæû haîm (γ < ρ’), nãn phaín læûc Ft khäng thãø laìm bu läng vaì âai äúc xoay âãø nåïi loíng mäúi gheïp ra âæåüc. 71 Chæång 6: Mäúi gheïp ren + Muäún thaïo mäúi gheïp ra, cáön phaíi xoay âai äúc vaì bu läng theo chiãöu thaïo ra bàòng mä men xoàõn Tr = Ft.tg(ρ’ - γ).d2/2 + Ft.f.dtx /2. Læûc Ft caìng låïn, thç cáön mä men xoay ra Tr caìng låïn. Træåìng håüp Ft bàòng 0, âai äúc coï thãø xoay tæû do. + Khi chëu taíi troüng va âáûp hoàûc rung âäüng, coï nhæîng thåìi âiãøm caïc táúm gheïp tæû eïp chàût vaìo nhau, khäng coìn phaín læûc Ft âáøy lãn bu läng vaì âai äúc næîa (Ft = 0). Vaìo thåìi âiãøm naìy, do rung âäüng âai äúc coï thãø xoay qua, xoay laûi. Bë táúm gheïp caín tråí, âai äúc khäng xoay vaìo âæåüc. Âai äúc coï thãø tæû do xoay theo chiãöu måí ra. Têch luîy ráút nhiãöu thåìi âiãøm nhæ thãú laìm cho âai äúc bë nåïi loíng dáön ra. + Mäüt lyï do khaïc goïp pháön laìm mäúi gheïp tæû nåïi loíng laì: do rung âäüng hãû säú ma saït trãn bãö màût tiãúp xuïc cuía ren giaím âaïng kãø, goïc ma saït tæång âæång ρ' giaím, âiãöu kiãûn tæû haîm trong mäúi gheïp coï nhæîng thåìi âiãøm khäng âaím baío, vaìo thåìi âiãøm âoï âai äúc coï thãø bë âáøy ra mäüt chuït. Biãûn phaïp phoìng nåïi loíng. Coï thãø phoìng loíng bàòng hai caïch: - Taûo phaín læûc phuû Fph luän luän âáøy bu läng vaì âai äúc: + Duìng hai âai äúc (âai äúc cäng). Hai âai äúc luän âáøy nhau bàòng læûc phuû Fph. + Duìng âãûm vãnh. Âãûm vãnh giäúng nhæ mäüt loì xo, luän âáøy vaìo âai äúc mäüt læûc phuû Fph. - Ngàn caín khäng cho bu läng vaì âai äúc xoay tæång âäúi våïi nhau: + Duìng âãûm gáûp. Váúu cuía âãûm nàòm trong raînh trãn thán bu läng, goïc cuía âãûm gáûp vaìo mäüt màût cuía âai äúc, seî haûn chãú chuyãøn âäüng xoay tæång âäúi giæîa bu läng vaì âai äúc. + Duìng âãûm caïnh. Váúu cuía âãûm nàòm trong raînh trãn thán bu läng, mäüt caïnh cuía âãûm gáûp vaìo raînh trãn âai äúc, seî haûn chãú chuyãøn âäüng xoay tæång âäúi giæîa bu läng vaì âai äúc. + Nuïng, taïn âáöu bu läng hoàûc haìn âênh âai äúc våïi thán bu läng, haûn chãú khäng cho âai äúc chuyãøn âäüng xoay ra, nåïi loíng mäúi gheïp. Fph F Fph ph Fph Hçnh 6-10: Duìng 2 âai äúc, âãûm vãnh, nuïng, taïn âáöu bu läng âãø phoìng loíng 72 Chæång 6: Mäúi gheïp ren 6.2. Tênh mäúi gheïp ren Caïc daûng hoíng cuía mäúi gheïp ren vaì chè tiãu tênh toaïn 6.2.1. Khi xiãút chàût bu läng vaì âai äúc, caïc voìng ren cuía bu läng vaì âai äúc tiãúp xuïc våïi nhau. Caïc voìng ren cuía âai äúc chëu læûc xiãút V. Caïc voìng ren trãn bu läng chëu phaín læûc Ft (Hçnh 6-11). Trãn mäúi gheïp ren coï thãø xuáút hiãûn caïc daûng hoíng sau: + Thán bu läng bë keïo âæït taûi pháön coï ren, hoàûc taûi tiãút diãûn saït muî bu läng. Hoàûc bë xoàõn âæït trong quaï trçnh xiãút âai äúc. + Caïc voìng ren bë hoíng do càõt âæït ren, dáûp bãö màût tiãúp xuïc, hoàûc bë uäún gáùy. Nãúu thaïo làõp nhiãöu láön, caïc voìng ren coï thãø bë moìn. + Muî bu läng bë hoíng do dáûp bãö màût tiãúp xuïc, càõt âæït, hoàûc bë uäún gáùy. Kêch thæåïc cuía mäúi gheïp bu läng âaî âæåüc tiãu chuáøn hoïa, caïc kêch thæåïc âæåüc tênh theo âæåìng kênh d våïi mäüt tyí lãû nháút âënh trãn cå såí âaím baío sæïc bãön âãöu cuía caïc daûng hoíng. Do âoï Ft T Ft V T Ft chè cáön tênh toaïn âãø haûn chãú mäüt daûng hoíng laì caïc daûng hoíng khaïc cuîng khäng xaíy ra. Thæåìng ngæåìi ta kiãøm tra mäúi gheïp ren theo âiãöu kiãûn bãön: σ ≤ [σk] (6-2) Hçnh 6-11: Læûc taïc duûng lãn bu läng vaì ren Trong âoï σ laì æïng suáút sinh ra trãn tiãút diãûn chán ren cuía bu läng, coï âæåìng kênh d1. [σk] laì æïng suáút keïo cho pheïp cuía bu läng hoàûc vêt. Âiãöu kiãûn bãön σ ≤ [σk] âæåüc duìng âãø tênh toïan kiãøm tra bãön vaì thiãút kãú mäúi gheïp ren. Noï âæåüc goüi laì chè tiãu tênh toaïn cuía mäúi gheïp ren gheïp coï khe håí. Chæång naìy chuí yãúu trçnh baìy viãûc tênh toaïn mäúi gheïp bu läng coï khe håí. Âäúi våïi caïc mäúi gheïp duìng bu läng tinh, gheïp khäng coï khe håí, daûng hoíng chuí yãúu cuía mäúi gheïp laì dáûp vaì càõt âæït thán bu läng. Chè tiãu tênh toaïn vaì phæång phaïp tênh mäúi gheïp tæång tæû nhæ tênh mäúi gheïp âinh taïn. 73 Chæång 6: Mäúi gheïp ren 6.2.2. Tênh bu läng gheïp loíng chëu læûc Xeït mäúi gheïp bu läng gheïp loíng, chëu læûc keïo F, nhæ trãn Hçnh 6-12. Baìi toaïn kiãøm tra bãön mäúi gheïp ren, âæåüc thæûc hiãûn theo trçnh tæû sau: + Tæì kêch thæåïc d, tra baíng coï âæåìng kênh tiãút diãûn chán ren d1. + Tênh æïng suáút sinh ra trãn tiãút diãûn chán ren σ = F/(π.d12/4) + Tra baíng, theo váût liãûu chãú taûo bu läng, âãø coï giaï trë æïng suáút cho pheïp [σk]. + So saïnh giaï trë σ vaì [σk], ruït ra kãút luáûn. Nãúu σ > [σk], mäúi gheïp khäng âuí bãön. Nãúu σ ≤ [σk], mäúi gheïp âuí bãön. F F Hçnh 6-12: Bu läng gheïp loíng Baìi toaïn thiãút kãú mäúi gheïp, âæåüc thæûc hiãûn theo caïc bæåïc sau: + Choün váût liãûu chãú taûo bu läng, tra baíng âãø coï [σk]. + Giaí sæí chè tiãu tênh σ ≤ [σk] thoía maîn. Ta tênh âæåüc âæåìng kênh cáön thiãút cuía tiãút diãûn chán ren: F d 1 C ≥ 4. π σ .[ ] k + Tra baíng tçm bu läng tiãu chuáøn, coï âæåìng kênh tiãút diãûn chán ren d1 ≥ d1C, ghi kyï hiãûu cuía bu läng væìa tçm âæåüc. Tênh chiãöu daìi cáön thiãút cuía bu läng, veî kãút cáúu cuía mäúi gheïp. 6.2.3. Tênh mäúi gheïp ren xiãút chàût khäng chëu taíi troüng Caïc mäúi gheïp ren thæåìng âæåüc xiãút chàût, træåïc khi chëu taíi troüng. Xeït mäúi gheït bu läng âæåüc xiãút chàût båíi mä men xoàõn T (Hçnh 6-13). Nháûn xeït: Khi xiãút chàût, bu läng vaì âai äúc eïp chàût caïc táúm gheïp bàòng læûc xiãút V. Caïc táúm gheïp phaín laûi mäüt læûc Ft, keïo daîn thán bu läng. Phaín læûc Ft = V. Quan hãû giæîa T vaì V nhæ sau (theo 6-1): T = V.tg(γ+ρ’).d2/2 + V.f.dtx /2 74 Ft T Ft Hçnh 6-13: Bu läng xiãút chàût Chæång 6: Mäúi gheïp ren Suy ra T V+ + =2 ( ')2 γ ρ (6-3) tx tg d fd Xaïc âënh æïng suáút trong thán bu läng: + Khi xiãút chàût bàòng mä men xoàõn T, thán bu läng bë xoàõn. ÆÏng suáút xoàõn τx taûi tiãút diãûn chán ren âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: 31 0,2dT τ x = + Dæåïi taïc duûng cuía læûc keïo Ft trong thán bu läng coï æïng suáút keïo σk. ÆÏng suáút keïo 4 4 Ft V taûi tiãút diãûn chán ren âæåüc tênh theo cäng thæïc: 2 σ = = k 2 π π d 1 d 1 + Trong thán bu läng coï æïng suáút phæïc taûp. ÆÏng suáút tæång âæång σ âæåüc xaïc âënh theo Thuyãút bãön thæï ba: 2 2 4 k x σ = σ + τ + Âäúi caïc mäúi gheïp ren tiãu chuáøn, ngæåìi ta tênh âæåüc σ ≈ 1,3.σk. Do âoï, âãø âån giaín cho viãûc tênh toaïn, æïng suáút trong thán bu läng âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: 1,3.4. 1,3dV V 5,2. 2 σ = σ = = (6-4) k 21 . π π . d 1 Baìi toaïn kiãøm tra bãön: Âaî coï mäúi gheïp, cáön xiãút chàût våïi mä men xoàõn T, chuïng ta kiãøm tra xem mäúi gheïp coï âuí bãön hay khäng. Baìi toaïn kiãøm tra bãön âæåüc thæûc hiãûn theo trçnh tæû sau: + Càn cæï vaìo váût liãûu chãú taûo bu läng, tra baíng âæåüc giaï trë [σk]. + Tæì âæåìng kênh d cuía bu läng, tra baíng âãø coï giaï trë d1. + Tênh læûc xiãút V theo cäng thæïc (6-3). + Tênh æïng suáút σ trong thán bu läng theo cäng thæïc (6-4). + So saïnh σ vaì [σk], ruït ra kãút luáûn: Nãúu σ > [σk], mäúi gheïp khäng âuí bãön. Nãúu σ << [σk] (quaï nhoí hån), mäúi gheïp quaï dæ bãön, coï tênh kinh tãú tháúp. Nãúu σ ≤ [σk], mäúi gheïp âuí bãön. Tênh mä men xiãút cæûc âaûi Tmax cho mäúi gheïp, âæåüc thæûc hiãûn nhæ sau: + Tra baíng âãø coï giaï trë d1 vaì [σk]. + Giaí sæí chè tiãu σ ≤ [σk] thoía maîn, ta tênh âæåüc læûc xiãút cæûc âaûi Vmax: . .[ ] 21 k d V π σ = 5,2 max + Tênh mä men xoàõn Tmax theo Vmax, sæí duûng cäng thæïc (6-1). Tmax = Vmax.tg(γ+ρ’).d2/2 + Vmax.f.dtx /2 75 Chæång 6: Mäúi gheïp ren Baìi toaïn thiãút kãú: cho træåïc caïc táúm gheïp, cho biãút læûc xiãút V cáön thiãút âãø eïp caïc táúm gheïp. Cáön tênh âæåìng kênh d, chiãöu daìi cuía bu läng l, vaì mä men xiãút T. Cäng viãûc thiãút kãú âæåüc thæûc hiãûn theo caïc bæåïc sau: + Choün váût liãûu chãú taûo bu läng. Tra baíng âãø coï giaï trë [σk]. + Giaí sæí chè tiãu tênh (6-2) thoía maîn, ta coï: V [ ] 5,22 π≤ , σ k d 1 5,2. V d Ta tênh âæåüc âæåìng kênh d1C cáön thiãút: .[ ] 1 k C π σ = + Tra baíng tçm bu läng tiãu chuáøn, coï âæåìng kênh d1 ≥ d1C. + Tênh mä men xiãút âai äúc theo cäng thæïc (6-1). + Tênh chiãöu daìi cuía thán bu läng. Bàòng täøng chiãöu daìy cuía caïc táúm gheïp cäüng våïi chiãöu daìy voìng âãûm, chiãöu cao âai äúc vaì thãm mäüt âoüan bàòng 0,5d. + Veî kãút cáúu cuía mäúi gheïp. Ghi kyï hiãûu mäúi gheïp bu läng. 6.2.4. Tênh mäúi gheïp ren chëu læûc ngang Sau khi xiãút chàût, cho mäúi gheïp chëu læûc F, vuäng goïc våïi âæåìng tám cuía bu läng (Hçnh 6-14). Nháûn xeït: Mäúi gheïp seî khäng bë phaï hoíng, khi caïc táúm gheïp khäng bë træåüt so våïi nhau, tæïc laì læûc ma saït trãn màût tiãúp xuïc giæîa chuïng låïn hån læûc taïc duûng, Fms > F, vaì khäng laìm hoíng bu läng, σ ≤ [σK]. F F Hçnh 6-14: Mäúi gheïp chëu læûc ngang Baìi toaïn kiãøm tra bãön mäúi gheïp chëu læûc ngang âæåüc thæûc hiãûn nhæ sau: + Tra baíng âãø coï giaï trë d1 vaì [σk]. + Giaí sæí caïc táúm gheïp khäng bë træåüt, ta tênh âæåüc læûc xiãút cáön thiãút Vc: Fms = Vc.f.i > F láúy Vc.f.i = K.F Suy ra: Vc = K.F/(f.i) trong âoï: f laì hãû säú ma saït, i laì säú bãö màût tiãúp xuïc cuía caïc táúm gheïp trong mäúi gheïp, K laì hãû säú taíi troüng. Coï thãø láúy K = 1,3 ⎟ 1,5. 5,2. Vc 5,2. . K F + Tênh æïng suáút sinh ra trong thán bu läng, 2 σ = = 21 . . . π π . 76 d f i d 1