Cơ sở thiết kế máy - Chương 18,19,20

Máy móc và thiết bị hiện đại được tạo thành từ ba bộ phận chính: động cơ, hệ thống truyền động và bộ phận công tác. Chỉ vài trường hợp số vòng quay động cơ bằng số vòng quay bộ phận cô

Chương 18 MỐI GHÉP BẰNG ĐỘ DÔI

d mm Đường kinh mối ghép

N/mmf(Pa) | Áp suất sinh ra trong mối ghép

T Nmm Mômen xoắn

mm Độ dôi

đ; mm Đưỡng kính lỗ trong mối ghép có độ dôi

de mm Đường kính trục trong mối ghép có độ dôi

E¿,E¿ MPa Môdun đàn hồi của chỉ tiết bao và bị bao

Mi, He Hệ sổ Poisson vật liệu chỉ tiết bao và bị bao

hình lăng trụ Độ dôi cần thiết được xác định bằng hiệu giữa đường kính trục và đường kính lỗ Chi tiết được giữ cố định trên trục nhờ vào lực ma sát trên bể mặt tiếp xúc Lực ma sát này sinh ra là

đo lực đàn hồi của các chỉ tiết biến dạng Mối ghép bằng độ đôi chịu tác dụng lực và mômen xoắn theo phương bất kỳ.

616 Chương 18

Mối ghép bằng độ đôi chia thành hai nhóm:

- Ghép các chỉ tiết theo mặt trụ hoặc mặt côn, khi đó một chi tiết bao chỉ tiết khác, không sử dụng các chỉ tiết ghép phụ

- Mối ghép bằng độ đôi thực hiện bằng các vành xiết và thanh

Ưu điểm mối ghép độ dôi:

- Kết cấu đơn giản

- Các chỉ tiết ghép đảm bảo độ đông tâm

- Chịu tải trọng lớn và tải trọng động

- Khó kiểm tra chất lượng bê mặt ghép (kiểm tra không phá hủy)

Phạm uì ứng dụng: Ghép các chi tiết máy bằng độ dôi được sử

dụng khi tải trọng động lớn và không yêu cầu tháo lắp thường xuyên

Độ tin cậy mối ghép bằng độ dôi phụ thuộc chủ yếu vào kích thước độ đôi, giá trị này phụ thuộc vào dung sai lắp ghép được chọn

Các phương pháp lắp các chỉ tiết ghép: phương pháp ép

(H.11.19a) hoặc ép thủy lực, phương pháp nung nóng chỉ tiết bao và

Mối ghép bằng độ đôi 617 làm lạnh chỉ tiết bị bao Độ tin cậy mối ghép khi sử dụng phương pháp nung nóng chỉ tiết bao và làm lạnh chỉ tiết bị bao cao hon 1,5 lần so với mối ghép sử dụng phương pháp ép, bởi vì khi ép làm san

bằng một phần những nhấp nhô của bề mặt lắp ghép, khiến độ dôi bị

giảm đi và làm giảm độ bền mối ghép

Giá trị độ đôi tương ứng dạng dung sai mối ghép bằng độ dôi được xác định phụ thuộc vào áp suất cần thiết trên bề mặt lắp các chỉ tiết ghép Áp suất cân thiết để tạo lực ma sát sinh ra trên bể mặt

ghép thắng được ngoại lực tác dụng lên chỉ tiết ghép

18.2 TÍNH TOÁN BỀN MỐI GHÉP THEO ĐỘ BỀN

Để chỉ tiết ghép cố định trên trục trong trường hợp chịu tác

trong đó: p - áp suất trung bình trên bê mặt tiếp xúc; K = 1,õ 2 - hệ số an toàn

ƒ - hệ số ma sát; d, / - đường kính và chiêu dài bê mặt ghép Trong trường hợp chịu tác dụng mômen xoắn T (H.18.2b):

Trong các trục quay nhanh, do có lực ly tâm nên có thể làm yếu

mối ghép, do đó trong trường hợp này để đám bảo độ tín cậy ta cần

phải tăng áp suất sinh ra trên bề mặt Khi tính toán hệ số ma sát ƒ đối với các chỉ tiết ghép bằng gang hoặc thép có thé chon: f = 0,08 khi lắp bằng phương pháp ép, / = 0,14 khi lắp bằng phương pháp nung nóng chỉ tiết bao hoặc làm lạnh chỉ tiết bị bao Nếu một trong các chỉ tiết là thép hoặc gang, còn chỉ tiết còn lại là đồng thanh

hoặc đồng thau thì ta lấy ƒ = 0,05

với: d - đường kính lắp danh nghia; d,- đường kính lỗ chỉ tiết bị bao (đối với trục đặc thì d, = 0); d;- đường kính ngoài của chỉ tiết bao

E, va Ey - médun đàn hồi vật liệu chỉ tiết bao và bị bao (xem bảng 18.1) ii; VA tạ - hệ số Poisson vật liệu chỉ tiết bao và bị bao (xem bảng 18.1)

Khi lắp mối ghép bằng phương pháp ép thì các đỉnh nhấp nhô

bê mặt được san bằng, do đó độ dôi thực tế õ, mối ghép cần phải lớn hơn giá trị tính toán Š: 5, = 5 +1,2(R,, + R,,) (18.9) trong do R.,, R,, 1a chiéu cao nhấp nhô bể mặt theo mười điểm (tra bang 18.2) Người ta chọn gid tri 5, tuong ting méi ghép tiêu chuẩn mà khi

đó độ đôi nhỏ nhất ö„„„ sẽ bằng 5 hodc gan bang gia tri nay Theo

tiéu chudn ta chon cdc dung sai sau: H7 H7 H7 H7, H7 r6” s8” u7` u8

Khi nung nóng chỉ tiết bao hoặc làm lạnh chỉ tiết bị bao thì sự chênh lệch nhiệt độ cân thiết mối ghép xác định theo công thức:

trong đó: õ„„„ - độ đôi lớn nhất chọn từ dung sai mối ghép

s - khe hở cần thiết để lắp mối ghép

Bang 18.2 Giá trị độ nhám bê mat R,

Cấp nhám Chiều cao nhấp nhô Cấp nhám Chiều cao nhấo nhõ

620 Chương 18

18.3 KIEM TRA BEN CHI TIẾT GHÉP

Sau khi chọn mối ghép, ta cần phải kiểm tra độ bền mối ghép

Áp suất trên bể mặt ghép xác định theo công thức:

3+ max

, ÁP ——_+—“ a.) (18.11)

m5;

trong dé: 5 ‡ max = Bax — LR, + R„.),

với ð„„„ là độ đôi tính toán lớn nhất; ð„„ là độ đôi lớn nhất theo dung sai mối ghép đã chọn

Đối với chi tiết bao là ống lót theo

giáo trình sức bên vật liệu [72] thi cdc

điểm mặt trong là nguy hiểm nhất Đối

với các điểm này thì ứng suất pháp ơ, và

ứng suất tiếp tuyến ơ, xác định theo công

thức Lame (H.18.4):

6, = —p; 6; = (+ (d/dgy"} (18.12)

me TP CH- (d/đạ1]

Trong các điểm này, các ứng suất Hình 18.4

chinh o; = 6; 62 = 0; 63 = o, Diéu kiện bên chỉ tiết bao đối với vật

ligu déo theo thuyét bén tng suat tiép lén nhat (thuyét bén 3):

2

iq = 8 — 6g = Tran" < Geng (18.13)

Gepall - (d/d)*)

trong đó 6,42 1A gidi han chay chỉ tiết máy bao

Đối với chỉ tiết bị bao (trục):

Mối ghép bằng độ dôi 621 Đối với trục đặc thì đị = 0, từ đây suy ra:

trong đó ơ,,¡ là giới hạn chảy chỉ tiết máy bị bao (trục)

Trên cơ sở các số liệu thực tế chứng tỏ rằng, đối với mối ghép trụ tròn có độ dôi hoàn toàn tin cậy khi mặt trong chỉ tiết bao có các biến dang đàn hồi

Trong thực tế, sự phân bế kích thước thật của chỉ tiết trên miễn dụng sai cho ta thấy sự kết hợp giới hạn kích thước rất hiếm khi xảy

ra Do đó khi tính toán, thay vì các giá trị độ đôi lớn nhất õma„ hoặc nhỏ nhất õ„¡n, người ta đưa ra các giá trị độ dôi xác suất lớn nhất Spmax Va nhỏ nhất nhất dpmin tuong ứng với xác suất cụ thể

Phân bố kích thước theo định luật Gauss:

ðpmịn = 8m — 83 Spmax = &m + 8 (18.20)

trong đó: 6,, - d6 déi trung binh: 4,, = Ag — ha

hg, ha - sai lệch kích thước trung bình của trục và lỗ:

vGi: 5g va 5,4 - nửa miễn dung sai trục và lỗ

c - hệ số phụ thuộc xác suất R khe hở không nằm ngoài miền phân bố

kích thước (xem bảng 18.3)

18.4 MỐI GHÉP BẰNG ĐỘ DÔI THỰC HIỆN BẰNG VÀNH XIẾT

VÀ THANH GHÉP

Mối ghép chỉ tiết với độ dôi, thực hiện qua các vành xiết và thanh ghép (H.18.5), sử đụng tương đối hiếm và tôn tại chủ yếu trong chế tạo máy nặng để ghép một phần bánh đà tháo được, đế máy

Vành xiết thông thường là các vành tròn (H.18.5a) và thanh xiết có

hình dạng chữ I - như là thanh neo (H.18.5b)

Vành xiết và thanh neo trước khi lắp được nung nóng Sau đó lắp vào mối ghép và làm nguội tạo thành độ dôi cần thiết và giữ cố định các chỉ tiết ghép Các chỉ tiết bằng gang và thép được ghép bằng

các vành xiết hoặc thanh bằng thép

18.5 VÍ DỤ

Ví dụ 18.1 Tính toán mối ghép hình trụ với độ đôi của vành bánh vít

với thân bánh vít (H.18.1a) Các số liệu sau: đường kính bề mặt ghép d.= 250mm; chiều dài bể mặt ghép / = 60mm (chiều rộng vành bánh

vít); đường kính lỗ lấp trục của thân bánh vít dị = 80mm; đường kính

đáy răng bánh vít d;ạ = 280m; mômen xoắn truyền qua bánh vít

7 = 400000Nưmưm Vật liệu vành bánh vít - đồng thanh Br AIFe9-4L (đúc trong khuôn kim loại) Vật liệu thân bánh vit - gang GX15

Giải: 1- Chọn ụị = 0,25 với thân bánh vít gang va pe = 0,35 với vành

bánh vít bằng đồng thanh

2- Theo công thức (18.4) ta xác định áp suất cần thiết trên bề mặt

tiếp xúc giữa vành bánh vít và thân bánh vít với hệ số ma sát / = 0,05:

Mối ghép bằng độ dôi 623

Médun đàn hỏi gang E; = 1,3.100MPa, của đông thanh

E; = 1,1.105MPa Độ dôi tính toán xác định theo công thức (18.7):

õ= pda| 2,03.0,25 2 = 485.105 m = 48,5

Gia tri R.1, R,2 theo phương pháp gia công bể mặt lắp ghép ta chon R,, = R.2 = 10kn Khi đó độ đôi thực tế mối ghép được xác định theo công thức:

& = õ + 1,2ŒR, + ,;) = 48,5 + 1,2(10 + 10) = 48,5 + 24 = 72,5 pm Theo giá trị õ, ta chọn dung sai lắp ghép tiêu chuẩn Theo bảng dung sai đối với mối ghép, giữa vành bánh vít và thân bánh vít ta

+0,072

chon #, khi đó: ©2502 = 250 s6 s6 +0,140 4 169-

Với độ đôi nhỏ nhất $§,;,=0,068mm=68um và lớn nhất

ỗmax= 169m thì độ đôi tính toán lớn nhất õ,ma„ xác định theo công thức:

Simax = Snax — 1,2(Ra1 + Rez) = 169 - 1,2(10 + 10) = 145pm

Khi đó áp suất lớn nhất sinh ra trên bề mặt ghép sẽ là:

+0,053

= 6,36 MPa

thép C45 Độ nhám bê mặt ngõng trục và lót ổ R,, = Rw = 6,3pn Mômen xoắn xác định theo độ dôi xác suất nhỏ nhất

Giải: 1- Xác định độ đôi xác suất nhỏ nhất của mối ghép theo công

thức (18.20): õ„„¡„ = ỗ„ - ð

trong dé: 5,, = hg — ha = 0,062 — 0,015 = 0,047 mm

624 Chương 18 với hạ, hạ là sai léch trung binh truc va 16; 5, va 5g - nửa miễn dung sai trục và lỗ

18.2 Ưu nhược điểm mối ghép bằng độ dôi? Phạm vi ứng dụng?

18.3 Trinh bay diéu kiện để các chỉ tiết mối ghép độ đôi cố định tương đối khi chịu tác dụng mômen xoắn?

18.4 Chọn dung sai cho mối ghép có độ đôi như thế nào?

18.ã Với giá trị nào của độ đôi ta tiến hành kiểm nghiệm độ bền mối ghép? 18.6 Nha thiết kế có biện pháp nào để nâng cao độ bền mỏi của trục khi lấp chi tiết máy có độ dôi? -

Chương 19

MỐI GHÉP ĐINH TÁN

Các hý hiệu

Ký hiệu | Đơn vị Hệ số - đại lượng

do mm Đường kính lỗ hoặc thân đính tán sau khi tán

ễ mm Chiều dày tấm ghép

e mm Khoảng cách giữa định tán với cạnh bìa tấm ghép

F N Tải trọng tác dụng lên mối ghép

uh MPa _ | Ủng suất cắt và ứng suất cắt cho phép đối với đính tán

oy, fo) MPa | Ứng suất kéo cho phép đối với tấm

6, {oa} MPa Ứng suất đập và ứng suất dap cho phép giữa định tán và chỉ tiết ghép tít] MPa Ứng suất cắt và ứng suất cắt cho phép của tấm ghép

Mối ghép định tán là mối ghép không tháo được được sử dụng

để ghép các tấm kim loại Đỉnh tán là một thanh trụ tròn có mũ ở hai đầu, một đầu được chế tạo cùng lúc với đỉnh tán gọi là ma sẩn, đầu

còn lại được tạo trong quá trình tán đinh vào mối ghép được gọi là mữ

tán Đề có thể đặt đính tán vào mối ghép thì đường kính lỗ được chế

tạo lớn hơn đường kính thân định tán (H.19.1a), khi tán thì đường

kính thân sẽ được chèn và tra khít vào đường kính lỗ

Hiện nay mối ghép định tán ngày càng ít sử dụng và được thay thế bằng mối ghép hàn với lý do là mối ghép đỉnh tán có nhiều nhược điểm: tốn nhiều kim loại, khó chế tạo và giá thành cao Tuy nhiên, mối ghép đỉnh tán có ưu điểm là ổn định và kiểm tra chất lượng dễ dàng và

Hiện nay mối ghép đỉnh tán sử dụng trong các mối ghép quan trọng, chịu tải trọng va đập lặp lại và tải trọng dao động với cường độ

19.2 CAC DANG BINH TAN VA MO! TAN

Theo công dụng ta phân biệt mối ghép chắc nhận tải trọng ngoài (sử dụng trong các kết cấu kim loại máy và công trình xây

dựng) và mối ghép chắc kín, đảm bảo sự kín khít mối ghép trong néi

hơi, bình áp suất, đường ống ga và chất lỏng có áp suất cao

Trong mối ghép chắc kín, khác với mối ghép chắc, các cạnh của tấm ghép nghiêng với phương đứng với góc nghiêng 15+20° (H.19.1b)

Các dạng đỉnh tán chủ yếu được tiêu chuẩn hóa Tùy theo hình

dạng của mũ định có thể chia ru các loại: đỉnh mũ chồm câu, mũ côn,

mũ chìm, mũ nửa chìm (H.19.2) Đinh tán mũ chồm cầu được sử dụng phổ biến nhất Ngoài các loại đỉnh tán kể trên trong kết cấu

máy bay, cơ cấu ch xác người ta sử đụng đỉnh tán rỗng (H.19.3) Ngoài ra người ta còn sử dụng đinh tán có mũ nổ

Đinh tán rỗng sử đụng để tán vào kim loại, vào da, vải

Theo kết cấu, người ta phân biệt: ghép chồng một dãy (H.19.4a), hai dãy (H.19.4b,c) và nhiều dấy, giáp mối một miếng đệm một dãy

(H.19.4d), hai dãy hoặc nhiều dãy, giáp mối với hai miếng đệm một

dãy (H.19.4e), hai dãy (H.19.4Đ hoặc nhiều dãy

Theo vị trí các đình tán thì mối ghép đỉnh tán hai day và nhiều

day chia ra: theo dãy (H.19.4b) hoặc dạng bàn cờ (H.19.4c,Ð

Theo số mặt cắt đỉnh tán các mối tán phân biệt: một mặt cắt (19.4a,b,c,d), hai mặt cắt (19.4e,Ð và nhiều mặt cắt

19.3 VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP

Các đỉnh tán bằng thép thông thường được chế tạo từ thép cacbon

CT2, CT3 có đường kính 8+10mm và trong các trường hợp đặc biệt sử dụng thép hợp kim Đinh tán còn có thể được chế tạo từ đồng thanh,

đồng thau, nhôm và các kim loại khác Vật liệu đính tán phải có tính

628 : Chương 19

déo và không được tôi Tính déo cao của vật liệu giúp cho quá trình

tán đỉnh dễ đàng và tải trọng phân bố đều theo đỉnh tán Khi chọn

vật liệu chú ý hệ số giãn dài do nhiệt của vật liệu định tán và chỉ tiết

ghép bằng nhau hoặc gần bằng nhau Nếu không, khi thay đổi nhiệt

- độ trong mối ghép sẽ sinh ra ứng suất do nhiệt

Để tránh ăn mòn hóa học trong các mối ghép thì định tán được chế tạo từ cùng một vật liệu với chi tiết ghép: các tấm ghép bằng thép

được ghép bằng các đinh tán bằng thép, các tấm ghép là đồng thau thì đỉnh tán bằng đồng thau

Ứng suất cho phép đối với định tán cho trong bảng 19.1 phụ

thuộc vào phương pháp gia công lỗ: khoan hoặc đột và dạng tải trọng:

không đối hoặc thay đối

Bang 19.1 Ứng suất cho phép

trong đó: Fe, Fau„ - tải trọng lớn nhất và nhỏ nhất tác dụng lên đỉnh tán;

a, b - các hệ số: œ = 1, b = 0,3 đối với thép có thành phần cacbon thấp

và a = 1,2 va b = 0,8 với thép #ó thành phần cacbon trung bình

19.4 CÁC DẠNG HỎNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN MỐI TÁN

Mối ghép đỉnh tán bị hỏng do không đảm bảo độ bến, các dạng hồng bao gồm:

- Cất thân đỉnh tán (H.19.5a)

- Đứt mặt phẳng giữa hai định tán kết tiếp nhau (H.19.5b)

- Dập bể mặt tấm ghép tiếp xúc với đính tán (H.19.5e)

- Tấm ghép bị cắt trên vùng mép (H.19.5d)

- Tấm ghép bị rách trên vùng mép (H.19.5e)

định tán bị kéo và giữa các bê mặt ghép sinh ra lực ma sát Để không

xảy ra hiện tượng trượt các chi tiết ghép và để đảm bảo độ kín khít

cần thiết khi làm việc của các mối ghép đỉnh tán chắc kín thì lực tác đụng lên mối ghép boàn toàn được tiếp nhận bởi các lực ma sát Khi tính toán thiết kế mối ghép chắc kín thì ta không thể xác

định được lực kéo định tán, lực nén các chỉ tiết ghép và tương ứng với lực ma sát sinh ra trên bé mat ghép, do đó các định tán mối ghép

chắc kín được tính theo ứng suất cắt Khi đó để bảo đảm mối ghép chắc kín thì ta chọn giá trị ứng suất cắt cho phép thích hợp

Trong các mối ghép chắc thì độ kín mối ghép không đòi hỏi, do

đó lực tác dụng lên chỉ tiết ghép có thể lớn hơn lực ma sát sinh ra Do

đó khi làm việc mối ghép chắc cho phép trượt bể mặt chỉ tiết ghép

Khi đó độ bến chỉ tiết ghép được tính theo độ bên cắt, đập và kéo Tính toán mối ghép đỉnh tán chắc tương tự tính mối ghép bulông

không có khe hở, thực hiện theo trình tự:

- Theo độ bẻn cắt hoặc đập xác định đường kính ở và số đỉnh

tán z

- ¿ Theo độ bền kéo chỉ tiết ghép xác định bước mối tán p,

khoảng cách giữa đỉnh tán với cạnh biên chị tiết ghép &

khoảng cách giữa các hàng đinh tán

Tính toán đỉnh tán.theo độ bền được thực hiện theo đường kính thân sau khi ghép (tức là bằng đường kính 16 d,) Trong ban ké chi

tiết thì người ta ghi đường kính thân định tán trước khi ghép.

đ, - đường kính lỗ hoặc thân định tán f5 ¬—

sau khi tán, ö - chiều dày tấm ghép 2 >!

p - bước mối tán, e - khoảng cách EL t3 3T |1 AE giữa định tán với cạnh bìa tấm ghép ' 1 (

F - tải trọng tác dụng lên phần mối —Í v

[rÌ - ứng suất cắt cho phép đối với

[ø;] - ứng suất kéo cho phép đối với tấm

[ơz] - ứng suất đập cho phép giữa đỉnh tán và chỉ tiết ghép

[7] - ứng suất cắt cho phép của các tấm ghép

Đối với mối ghép đỉnh tán cho trước tính theo các điều kiện bên sau:

- Điều kiện bên cắt thân đính:

Tu phuong trinh (19.2) va (19.4) khi [o,] = [t] va d, = 25 ta suy

ra p ~ 2,6d,, trong thực tế ta làm tròn giá trị này:

p= 3d, (19.7)

Og =

- Hai dãy định chẳng nhau: p= 4d, (19.10)

- Một dãy định tán với hai miếng đệm: p = 3,5d, (19.11)

- Hai day đỉnh với hai miếng đệm: p = 6d, (19.12)

« Khoảng cách giữa đính tán và cạnh bìa tấm ghép đối với tất

trong đó: t và [t] - tương ứng là ứng suất cắt tính toán và cho phép thân đính

ø„và lơ] - tương ứng là ứng suất dập tính toán và cho phép giữa

thân đỉnh và tấm ghép

F, - tải trọng tác dụng lên một định tán; ¡ - số mặt phẳng cắt đỉnh tán

đ, - đường kính định tán sau khi ghép

„„ - chiêu dày nhỏ nhất các chỉ tiết ghép

682 Chương 19

Tý số ọ = 242 gọi là hệ số độ bên mối ghép Từ công thức

Sr (19.18) va (19.19) suy ra:

tai trong F: -—T {olløz Ì (19.21)

Mômen cần uốn chỉ tiết làm việc bị uốn với mômen ÄÍ:

{ells,,]

trong đó: [ọ] - hệ số độ bên cho phép đối với mối tán

(ơœ¿] và [ơ,] - ứng suất kéo và uốn cho phép, đối với các chi tiết máy bằng thép ta lấy [ø„] = [ø¿Ì

Khi tính toán thiết kế theo các công thức (19.21) và (19.22) giá trị cho phép hệ số độ bên mối ghép [ọ] = 0,6+0,85 Sau đó chọn dạng mối ghép và xác định d„, p và ọ Nếu giá trị cho trước [@] có sai lệnh

đáng kể so với ọ tính toán thì chỉ tiết được tính chính xác lại

#- Tính toán nhóm đỉnh tán

Trường hợp tải trọng qua trọng tâm nhóm đỉnh tán thì tải trọng phân bố đều cho mỗi định tán va ta tiến hành tính toán như mối ghép bulông không có khe hở:

Mối ghép đỉnh tán 633

Trong trường hợp tải trọng không qua trọng tâm mối ghép, tương tự mối ghép ren, ta tiến hành xác định tải trọng lớn nhất tác dụng lên đỉnh tán và tính toán bền theo đỉnh tán này

Lực Ƒ' dời về trọng tâm O được thay thế bởi lực F qua trọng tam

Hinh 19.7

Thanh phan mémen M gay nén cdc luc Fy; tac dung lén cac

đỉnh tán, đầu tiên ta có phương trình cân bằng mômen qua trọng tâm

mối ghép: M = Fe = Pụyn + FPusrs + + Pu, (12.26)

Vì lực Fự, tỷ lệ với khoảng cách đến trọng tâm, cho nên:

634 Chương 19

Sau đó phân tích phương chiều bai thành phần luc Fy; va Fy; va xác định đính tán nào chịu tác dụng tải trọng lớn nhất Như trên hình 19.7 thì đính tán 1 và 3 có tải trọng tác dụng lớn nhất:

F, = {F2, + Fey - 2FpyFwy cos( — a)

= VF, + Fey + 2F Fy, cosa Sau đó theo các công thức (19.23 19.25) ta xác định đường kính d,, 86 dinh tan z hoặc kiểm tra độ bên dập

(19.28)

19.6 TÍNH TOÁN MỐI GHÉP ĐINH TÁN CHẮC KÍN

Tính toán mối ghép đỉnh tán chắc kín tiến hành theo trình tự Đầu tiên ta tính chiều dày bình hình trụ (ví dụ nồi hơi )

-—Pe—— oD +A

2lpllo,}

trong do: p, - 4p suất bề mặt thành trong của bình

(19.29)

D - đường kính vòng trong của bình

[ọ] - hệ số độ bên cho phép (mối ghép dọc)

[ơ¿] - ứng suất kéo thành bình cho phép

A= 1+3 mm - khoảng thêm do sự ăn mòn kim loại

Khi tính chiêu dày bình theo công thức (19.29) thì hệ số {@] chọn

trong bảng 19.2 phụ thuộc vào giá trị 0,BpaD

Bảng 19.2 [Đường kinh Hệ số độ lỨng suất bến cắt chí

0,5p.Du ng kín Bước định lệ số độ Ing sui | n cắt cho

Dạng mối ghép định do bển[ g] cho.| phép có điều kiện

với hai miếng đệm

Ba dây giáp mốio4s.230| a+5 | 6d,+20 0.85 45 +55

Ứng suất cho phép khi kéo đối với thành bình được xác định

phụ thuộc vào nhiệt độ bình bị nung nóng:

trong đó: o,, - giới hạn bến kéo vật liệu tấm ghép (thành bình)

ot, - giới hạn chảy vật liệu tấm ghép với nhiệt độ làm việc của bình (bảng

19.3); [s;] và [s„] - hệ số an toàn tương ứng Ø¿¿ VA ou, [sy] = 4,5 và [s„] > 2

trong d6: ty - tng suat cdt tinh todn cé diéu kién trên tấm ghép

Mối ghép định tán chắc kín được kiểm tra theo độ kín, tức là

không có sự trượt tương đối giữa các tấm ghép nhờ lực ma sát sinh ra trên bễ mặt ghép Giá trị lực ma sát này có thể xác định bằng con

đường thực nghiệm theo mặt cắt ngang tiết điện định tán Do đó kiểm tra đỉnh tán theo ứng suất cắt qui ước cho phép [t¿] < [xz¿] cùng lúc

kiểm tra mối tán theo độ kín Giá trị (tay] cho trong bảng 19.2

Lực tác dụng lên một đỉnh tán theo mối ghép doc:

_ 05p,Dp

z

F Trong mối ghép ngang:

636 Chương 19 Sau khi xác định đ,, p và kiểm tra độ kín khít, ta tính toán các kích thước khác của mối ghép

- Đối với mối ghép đinh tán chắc kín, khoảng cách từ định tán

đến biên tấm ghép: e = 1,65d,

- Khoảng cách giữa các hàng dinh tan: e, = 0,5p

- Chiều dày của miếng đệm: ö = 0,85

19.7 VÍ DỤ

Hai tấm ghép có chiều rộng 200mm, được nối bằng mối nối đối đầu hai tấm ốp (H.19.8) Mối ghép chịu lực kéo F = 250000N Các

đình tán và tấm ghép được chế tao cùng một loại thép và ứng suất

kéo, nén và cắt cho phép tương ứng là 70, 100 và 60MPa Hãy tính:

a) Đường kính định tán

b) Chiều dày các tấm ghép

c) Bước dinh tan p, pr, e

Giải: 1- Theo hình 19.8 thì mỗi tấm ghép cé 5 định tán và số mặt cắt

mỗi đỉnh tán là 2 Theo công thức (19.16):

tiết điện nhỏ nhất Tuy nhiên tấm ghép bị đứt tại mặt cắt này chỉ khi mặt cắt YY qua hai đỉnh tán bị hỏng Hồng hóc trên mặt cắt YY có thể là do cắt thân đỉnh hoặc đứt tấm ghép Tải trọng F tac dung lén

tấm ghép trên mặt cắt YY và giảm còn 3F/5 trên mặt cắt XX (H.19.8)

Do đó ta viết biểu thức tính bên cho mặt cắt YY (hai đỉnh tán):

s{o,] suy ra:

Buéc dinh tan p: p = 3 = 200 = 66,67 mm, ta chon p = 65mm Khoảng cách e: e = (1,5+2)d, = (1,5+2).25 = 37,5+50 mm, ta chon

Bước dọc p; = 0,6p = 0,6.65 = 39 mm, ta chon p, = 40mm

638 Chương 19

`

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 19

19.1 Các ưu nhược điểm mối ghép đỉnh tán và phạm vi sử dụng?

19.2, Trinh bay cdc dang dinh tan chủ yếu và cách hình thành mối tán? Phân loại mối tán

19.3 Trinh bày tính bên mối ghép định tán?

19.4 Đính tán và chỉ tiết ghép có các dạng hỏng nào?

19.5 Từ điều kiện nào ta thiết lập sự liên hệ giữa các tham số mối tán?

18.6 Khi đường kính định tán tăng lên gấp đôi thì ứng suất cắt và ứng suất dap tinh toán tăng lên bao nhiêu lần?

19.7 Có thể ghép các tấm thép bằng các định tán bằng đông, hoặc ghép các tấm ghép bằng đồng với định tán bằng nhôm được không? Tại sao? 19,8 Tính mối ghép đỉnh tán trong trường hợp ứng suất thay đổi?

19.9 Thế nào là hệ số độ bên mối ghép?

19.10 Trình bày trình tự tính toán mối ghép đỉnh tán chắc kín?