Chương 6 mối ghép ren

Khái niệm chung• Mối ghép ren, các tấm ghép được liên kết với nhau nhờ các chi tiết máy có ren, như: bu lông, vít, vít cấy, đai ốc, các lỗ có ren.. Khái niệm chung• Mối ghép bu lông: Các

Trang 2

6.1 Khái niệm chung

• Mối ghép ren, các tấm ghép được liên kết

với nhau nhờ các chi tiết máy có ren, như:

bu lông, vít, vít cấy, đai ốc, các lỗ có ren

• Các mối ghép ren thường dùng trong thực

tế: mối ghép bu lông, mối ghép vít, mối

ghép vít cấy Ngoài ra còn có mối ghép

ren ống, dùng để nối các ống dẫn chất

lỏng, chất khí

6.1.1 Cấu tạo, ưu và nhược điểm

Trang 3

• Mối ghép bu lông: Các tấm ghép được gia công lỗ, lắp bu lông vào lỗ các tấm ghép, vặn đai ốc vào bu lông, xiết chặt ép các tấm ghép lại với nhau Các tấm ghép không thể đẩy đai ốc xoay trở ra được, do có hiện tượng tư hãm trong mối ghép ren

• Mối ghép vít: Dùng để ghép các tấm ghép, trong đó có một tấm ghép chiều dày quá lớn Người ta khoan và làm lỗ ren trên tấm ghép có chiều dày lớn Các tấm ghép khác được gia công lỗ Đặt các tấm ghép chồng lên nhau, sao cho tâm của các lỗ trùng nhau Vặn vít vào

lỗ rren, xiết chặt để ép các tấm ghép lại với nhau

• Mối ghép vít cấy : Dùng khi có một tấm ghép chiều dày quá lớn và mối ghép phải tháo lắp nhiều lần trong quá trình sử dụng Người ta là lỗ ren trên tấm ghép có chiều dày lớn, làm lỗ trên các tấm còn lại vặn vít cấy vào lỗ ren(còn gọi là cấy vít), lắp các tấm ghép khác vào vít cấy vặn đai ốc vào vít cấy, xiết chặt để ép các tấm ghép lại với nhau

6.1.1 Cấu tạo, ưu và nhược điểm

Trang 4

• Bu lông, thường là thanh kim loại hình trụ, một đầu có ren để vặn với đai ốc hoặc lỗ ren, một đầu có mũ hình sáu cạnh hoặc hình vuông, để tra các chìa vặn xiết bu lông Ren trên bu lông được gia công bằng ren, tiện ren, hoặc cán ren

• Bu lông được phân ra: bu lông thô, bu lông bán tinh, bu lông tinh, bu lắp có khe hở, bu lông lắp không có khe hở

6.1.2 Các chi tiết trong mối ghép ren

Trang 5

• Vít, có hình dạng, kích thước tương tự như bu lông, chỉ khác ở phần

mũ Mũ vít có nhiều hình dạng, mũ vít được xẻ rãnh hoặc làm lỗ 6 cạnh chìm để tra các chìa vặn vít cũng được tiêu chuẩn hóa

• Vít cấy : là thanh hình trụ, hai đầu có ren Trong đầu ren cấy vào lỗ ren của tấm ghép, đầu còn lại vặn với đai ốc

• Đai ốc có sáu cạnh, có ren trong Ren trên đai ốc được gia công bằng

ta rô, hoặc tiện đai ốc cũng được chia ra: đai ốc thô, đai ốc bán tinh

và đai ốc tinh

Trang 6

• Vòng đệm, chủ yếu để bảo vệ bề mặt các tấm ghép không bị xước, một số đệm còn có tác dụng phòng lỏng các loại đệm thường dùng: đệm thường, đệm vênh,đệm gập, đệm cánh

Trang 7

• Kích thước chủ yếu của mối ghép ren

• Khi xem xét hình dạng, kích thước của mối ghép ren, người ta quan tâm đến các kích thước chủ yếu sau đây :

– Chiều dày các tấm ghép, ký hiệu là S1, S2 , mm

– Đường kính thân bu lông d, mm, giá trị của d lấy theo dãy số tiêu chuẩn

Ví dụ : 2; 2,5; 3; 4 ;5; 6; 8; 10; 12; (14); 16; 18; 20; (24); (27); 30; (33); 36; 42; 48;

Trang 8

– Đường kính trung bình d2, mm, d2= (d+d1)/2.

– Chiều dài của thân bu lông l, mm, được lấy theo chiều dài của các tấm ghép.

– Chiều dài đoạn cắt ren của bu long l1, thường lấy l1≥ 2,5d.

– Chiều cao mũ bu lông, ký hiệu là H1 mm, thường lấy H1 = (0,5 ÷ 0,7)d.

– Chiều cao của đai ốc H, thường lấy H = (0,6 ÷ 0,8)d.

– Bước ren, ký hiệu là pr, mm, giá trị của pr được tiêu chuẩn hóa theo d.

– Giá trị bước 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.

– Tiết diện mặt cắt ngang của ren, có diện tích mặt cắt A, tiết diện của ren

Trang 9

• Kích thước chủ yếu của mối ghép ren

– Bước của đường xoắn vít (tạo nên đường ren) λ

– Góc nâng của đường xoắn vít ,γ ; có tgγ = λ/(π.d2)

– Số đầu mối ren zr ,thường dùng ren một đầu mối

• Ren một đầu mối có λ = Pr,

• Ren hai đầu mối có λ = 2 Pr.

Trang 10

Trang 11

Hiện tượng tự nới lỏng và các biện pháp phòng lỏng

•Muốn tháo mối ghép ra, cần phải xoay đai ốc và bu lông theo chiều tháo

ra bằng mô men xoắn Tr = Ft.tg(ρ'– γ).d2/2 +Ft.f.dtx /2

•Lực Ft càng lớn, thì cần mô men xoay ra Tr không còn phản lực Ft đẩy lên

bu lông và đai ốc nữa (Ft= 0)

•Vào thời điểm này, do rung động đai ốc có thể xoay qua, xoay lại Bị tấm ghép cản trở, đai ốc không xoay vào được

•Đai ốc có thể tự do xoay theo chiều mở ra

•Tích lũy rất nhiều thời điểm như thế làm cho đai ốc bị nới lỏng dần ra

•Một lý do khác góp phần làm mối ghép tự nới lỏng là: do rung động hệ số

ma sát trên bề mặt tiếp xúc của ren giảm đáng kể, góc ma sát tương đương ρ' giảm, điều kiện tự hãm trong mối ghép có những thời điểm không đảm bảo, vào thời điểm đó đai ốc có thể bị chạy ra một chút

Trang 12

Biện pháp phòng nới Fph lỏng Có thể phòng lỏng bằng hai cách :

•Tạo phản lực phụ luôn luôn đẩy bu lông và đai ốc :

– Dùng hai đai ốc ( đai ốc công) Hai đai ốc luôn đảy nhau bằng lực phụ Fph – Dùng đệm vênh Đệm vênh giống như một lò xo, luôn đẩy vào đai ốc một lực phụ Fph.

•Ngăn cản không cho bu lông và đai ốc xoay tương đối với nhau :

– Dùng đệm gập Vấu của đệm nằm trong rãnh trên thân bu lông, góc của đệm gập vào một mặt của đai ốc, sẽ hạn chế chuyển động xoay tương đối giữa bu lông và đi ốc.

– Dùng đệm cánh Vấu của đẹm nằm trong rãnh trên thân bu lông, một cánh của đệm gập vào rãnh trên đai ốc, sẽ hạn chế chuyển động xoay tương đối giữa bu lông và đai ốc.

– Núng, tán đầu bu lông hoặc hàn đinh đai ốc với thân bu lông, hạn chế

Trang 13

Trang 14

6.2 Tính mối ghép bulông

• Khi xiết chặt bu lông và đai ốc, các vòng

ren của bu lông và đai ốc tiếp xúc với

nhau Các vòng ren của đai ốc chịu lực

xiết V Các vòng ren trên thân bu lông

chịu phản lực Ft Trên mối ghép ren có

thể xuất hiện các dạng hỏng sau :

– Thân bu lông bị kéo đứt rại phần có ren,

hoặc tại tiết diện xát mũ bu lông Hoặc bị

xoắn đứt trong quá trình xiết đai ốc.

– Các vòng ren bị hỏng do cắt đứt ren, dập

bề mặt tiếp xúc, hoặc bị uốn gẫy Nếu tháo

lắp nhiều lần, các vòng ren có thể bị mòn.

– Mũ bu lông bị hỏng do dập bề mặt tiếp

xúc, cắt đứt, hoặc bị uốn gẫy.

6.2.1 Các dạng hỏng của bu lông và chỉ tiêu tính toán

Trang 15

được tính theo đường kính d với một tỷ lệ nhất định trên cơ sở đảm bảo sức bền đều của các dạng hỏng

• Do đó chỉ cần tính toán để hạn chế một dạng hỏng là các dạng hỏng khác cũng không xảy ra Thường người ta kiểm tra mối ghép ren theo điều kiện bền:

σ ≤ [σk]

kính d1 [σk] là ứng suất kéo cho phép của bu lông hoặc vít.

ghép ren |Nó được gọi là chỉ tiêu tính toán của mối ghép ren ghép có khe hở Chương này chủ yếu trình bày việc tính toán mối ghép bu lông có khe hở.

chủ yếu của mối ghép là dập và cắt đứt thân bu lông Chỉ tiêu tính toán và phương pháp tính mối ghép tương tự như tính mối ghép đinh tán.

6.2.1 Các dạng hỏng của bu lông và chỉ tiêu tính toán

Trang 16

• Xét mối ghép bu lông ghép lỏng, chịu lực kéo F

• Bài toán kiểm tra bền mối ghép ren, được thực hiện theo trình tự sau:

6.2.2 Tính bu lông ghép lỏng chịu lực

 Từ kích thước d, tra bảng có đường

kính tiết diện chân ren d1.

 Tính ứng suất sinh ra trên tiết diện chân

ren

σ = F/(π.d12/4)

 Tra bảng, theo vật liệu chế tạo bu lông,

để có giá trị ứng suất cho phép [σk]

 So sánh giá trị σ và [σk]

- Nếu σ > [σk], mối ghép không đủ bền

Trang 17

• Bài toán thiết kế mối ghép, được thực hiện theo các bước sau :

– Chọn vật liệu chế tạo bu lông, tra bảng để có [σk]

– Giả sử chỉ tiêu tính σ ≤ [σk] thỏa mãn Ta tính được đường kính cần thiết của tiết diện chân ren:

6.2.2 Tính bu lông ghép lỏng chịu lực

Tra bảng tìm bu lông tiêu chuẩn, có đường

kính tiết diện chân ren d1 > d1c, ghi ký hiệu

của bu lông vừa tìm được Tính chiều dài

cần thiết của bu lông, vẽ kết cấu của mối

ghép

Trang 18

• Các mối ghép ren thường được xiết chặt, trước khi chịu tải trọng Xét mối ghép bu lông được xiết chặt bởi mô men xoắn T

• Nhận xét : khi xiết chặt, bu lông và đai ốc ép chặt các tấm ghép bằng

lực xiết V các tấm ghép phản lại một lực Ft, kéo dãn thân bu lông.phản lực Ft = V

• Quan hệ giữa T và V như sau:

6.2.3 Tính mối ghép ren xiết chặt không chịu tải trọng

Trang 19

• Xác định ứng suất trong thân bu lông :

– Khi xiết chặt bằng mô men xoắn T, thân bu lông bị xoắn Ứng suất xoắn τx tại tiết diện chân ren được xác định theo công thức :

- Dưới tác dụng của lực kéo Ft trong thân bu

lông có ứng suất kéo σk Ứng suất kéo tại tiết

diện chân ren được tính theo công thức:

Trong thân bu lông có ứng suất phức tạp Ứng suất tương đương σ được xác định theo thuyết bền thứ ba :

Trang 20

• Xác định ứng suất trong thân bu lông :

– Đối với các mối ghép ren tiêu chuẩn, người ta tính được σ ≈ 1,3.σk Do đó, để đơn giản cho việc tính toán, ứng suất trong thân

bu lông được xác định theo công thức:

Trang 21

Trang 22

Trang 23

Trang 24

Trang 25

6.2.4 Tính bu lông chịu lực ngang

Trong đó : f là hệ số ma sát, I là số

bè mặt tiếp xúc của các tấm ghép trong mối ghép K là hệ số tải trọng

có thể lấy K = 1,3 ÷ 1,5.

Trang 26

Trang 27

Trang 28

6.2.5 Tính bu lông chịu lực dọc

Trang 29

Trang 30

Trang 31

Trang 32

Trang 33

6.2.5 Tính bu lông xiết chặt chịu đồng thời lực dọc và lực ngang

Áp dụng kết quả tinh toán mối ghép bu

lông chịu lực ngang, chiu lực dọc, đã

trình bày ở trên, để giải quyết các bài

toán trong phần này

Trang 34

Trang 35

Trang 36

6.2.5 Tính mối ghép nhóm bu lông

• Cũng như mối ghép nhóm đinh tán, người ta có thể sử dụng nhiều

bu lông trong một mối ghép Khi tải trọng tác dụng lên mối ghép, các

bu lông trong mối ghép chịu lực không đều nhau Song kích thước của các bu lông được chọn như nhau, để thuận tiện cho việc gia công và lắp ráp mối ghép

Trang 37

6.2.5 Tính mối ghép nhóm bu lông

Trang 39

Hãy kiểm nghiệm bền cho mối ghép bu lông sau, biết:

h = 34 mm

S1 = 20 mm, S2 = 18 mm [d] = 115 MPa

[C] = 95 MPa

Tiêu đề	Chương 6 Mối Ghép Ren
Người hướng dẫn	Kiều Xuân Viễn
Trường học	Trường Đại Học
Chuyên ngành	Chi Tiết Máy
Thể loại	Bài Giảng

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	6,04 MB