Nghiên cứu, chế tạo thiết bị và kiểm nghiệm độ bền của các loại mối ghép trên chi tiết quay

CHƯƠNG 2: CÁC LOẠI MỐI GHÉP 2.1 Mối ghép không tháo được mối ghép hàn: 2.1.1 Khái niệm - Hàn là một quá trình công nghệ ghép các chi tiết máy lại với nhau bằng cách nung phần tiếp g

TỔNG QUAN

Giới thiệu chung về mối ghép

- Mối ghép là dùng để liên kết các chi tiết lại với nhau có thể chuyển động được hoặc không chuyển động được

- Giúp liên kết các chi tiết lại với nhau một cách nhanh chóng

- Giúp tiết kiệm nhiên liệu, giảm giá thành, dễ nứt, chịu lực kém

- Mối ghép chịu nhiệt độ cao, chịu lực lớn và chấn động mạnh

- Trong công nghiệp và dịch vụ: dùng trong kết cấu cầu, giàn cần trục, thùng chứa

- Trong nông nghiệp: ghép các chi tiết máy lại với nhau thành máy hoàn chỉnh

- Trong đời sống gia đình: các dụng cụ nhà bếp,…

Hiện nay, các loại mối ghép rất đa dạng và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp Để đảm bảo tính kinh tế và công nghệ, các mối ghép và chi tiết ghép như bulông, đai ốc then, mối hàn… đã được tiêu chuẩn hóa ở mức cao và quy ước thống nhất trên phạm vi toàn cầu, thể hiện qua hình biểu diễn và các yêu cầu kỹ thuật từ mối ghép đến các chi tiết ghép.

Phân loại

- Mối ghép không tháo được

Mối ghép là loại liên kết sử dụng bề mặt định hình (bề mặt REN) hoặc các chi tiết ghép như bulông và ốc vít để ghép các chi tiết máy lại với nhau; khi cần thiết có thể tháo lắp dễ dàng mà không làm hỏng môi ghép, giúp bảo trì và tái sử dụng các bộ phận một cách hiệu quả.

1.2.2 Mối ghép không tháo được

Mối ghép này tận dụng sự nóng chảy kim loại ở vùng ghép (hàn) để ghép các chi tiết máy, hoặc dùng các chi tiết ghép như đinh tán để liên kết các chi tiết thành một cơ cấu máy Khi cần tháo dỡ, mối ghép này buộc phải phá vỡ và phá huỷ kết nối, khiến mối ghép không thể tái sử dụng.

CÁC LOẠI MỐI GHÉP

Mối ghép không tháo được ( mối ghép hàn)

Hàn là một quá trình công nghệ ghép các chi tiết máy lại với nhau bằng cách nung phần tiếp giáp của chúng đến trạng thái chảy (hàn nóng chảy) hoặc nung phần tiếp xúc đến trạng thái dẻo và ép lại với nhau (hàn áp lực) Sau khi nguội, lực liên kết phân tử ở vị trí tiếp xúc sẽ giữ cho các chi tiết không tách rời, hình thành mối ghép vững chắc Mối ghép như vậy được gọi là mối hàn.

Tùy theo công dụng, vị trí tương đối của các tấm ghép và hình dạng của mối hàn, người ta phân chia mối hàn thành các loại sau: mối hàn chắc chỉ dùng để chịu tải trọng; mối hàn chắc kín dùng để chịu tải trọng và đảm bảo kín khít; mối hàn giáp mối, ở đó đầu hai tấm ghép tiếp giáp nhau và mối hàn thấu hết chiều dày của tấm ghép (Hình 8-1).

- Hai tấm ghép có một chồng lên nhau ( hình 8.2)

Khi ghép hai tấm sao cho chúng không nằm song song với nhau, bề mặt của chúng thường gặp nhau ở góc vuông Mối hàn góc được phân thành hai loại chính: mối hàn góc theo kiểu giáp mối (hình 8.3a) và mối hàn góc theo kiểu hàn chồng (hình 8.3b).

- là mối hàn tiếp xúc, dùng để hàn các tầm ghép mỏng, các điểm hàn thường có dạng hình tròn

- là mối hàn tiếp xúc, dùng để hàn các tấm ghép rất mỏng, mối hàn là một đường liên tục (Hình 8-4, b)

Theo vị trí của mối hàn so với phương lực tác dụng, ta có:

Hình 8.4: a mối hàn điểm; b mối hàn đường

- phương của mối hàn song song với phương của lực tác dụng

- Phương của mối hàn vuông góc với phương của lực tác dụng

- phương của mối hàn không song song và không vuông góc với phương của lực tác dụng

Kí hiệu mối hàn - Vật liệu hàn

Trong Hình 8.4, mối hàn điểm (a) và mối hàn đường (b) được thể hiện rõ nét Hình 8.5 trình bày các loại mối hàn giáp trên bản vẽ, gồm mối hàn giáp mối không vát cạnh (mối không vát), mối hàn giáp mối vát cạnh chữ V (Vb), mối hàn giáp mối vát cạnh chữ X (Xb) và mối hàn góc (k) Trên bản vẽ, ký hiệu mối hàn được mô tả chi tiết với hai tham số chính là b (bề rộng) và k (cạnh mối hàn).

Loại mối hàn Kí hiệu

Mối hàn giáp mối không vát cạnh ] [b

Mối hàn giáp mối vát cạnh chử v V b

Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ x X b

2.2.2 Các mối ghép hàn chính

Các kiểu mối ghép hàn chính (hàn cung lửa và hàn khí): mối ghép tiếp (giáp mối), mối ghép góc, mối ghép chồng, mối ghép chữ T

Mối hàn góc biên dạng tam giác được áp dụng nhiều hơn so với mối hàn thẳng Mối hàn lồi, hay còn gọi là mối hàn có gia cường, có xu hướng hình thành rãnh cắt khiến mối hàn không thấu qua các đoạn nối giữa mối hàn và thành chi tiết và có sức bền mỏi thấp Mối hàn lõm có độ bền cao nhất, nhưng quá trình thực hiện khó khăn hơn và năng suất thấp.

Các đặc điểm kích thước cơ bản của mối hàn góc được xác định bởi độ cao tính toán K Đối với mối hàn ghép chồng khi hàn các tấm mỏng có độ dày dưới 4 mm, độ cao mối hàn được xác định bằng độ dày S của các tấm (hình 4a) Đối với vật liệu có độ dày lớn hơn từ 4 đến 16 mm, độ cao mối hàn được xác định bằng một tỉ lệ với độ dày tấm.

Khi hàn các vật liệu có độ dày khác nhau (hình 4b, 4c), độ cao mối hàn được xác định bằng độ dày S của vật liệu mỏng hơn, nhưng không vượt quá trị số quy định trong tỉ số [1] Khi hàn những vật liệu có độ dày khác nhau, nên tạo mối hàn lõm.

Trong các mối ghép góc có độ dày thành như nhau theo hình 4d, kích thước độ cao mối hàn được quy định bằng độ dày mép Trong các mối ghép góc và mối ghép chữ T (hình đ,e), nơi mà kích thước mối hàn có thể là tùy ý, độ cao mối hàn được lấy bằng độ dày S của vật liệu cần hàn (nhưng không lớn hơn trị số đã quy định trong tỉ số [1]).

Khi nối mối ghép kiểu chữ T giữa các vật liệu có độ dày khác nhau (hình g), độ cao mối hàn nên bằng độ dày S của vật liệu mỏng hơn Nên tạo các mối hàn lõm.

Trong các kiểu mối ghép tấm, đơn giản nhất và chắc chắn nhất là ghép nối tiếp (giáp mối)

Trong đồ án thử tải độ bền của vật mẫu hàn trên rôt động cơ, chỉ quan tâm đến mối ghép chồng

Hình : kí hiệu mối hàn trên bản vẽ ( b : bề rộng; k :cạnh mối hàn)

TÍNH TOÁN MỐI GHÉP HÀN

- Trường hợp mối hàn chịu kéo lực F ( hình a ) Độ bền kéo :

Trong đó :σ là chiều dày của tấm thép mỏng nhất l là chiều dài của mối hàn

- Trường hợp mối hàn chịu kéo lực F và moment uốn M ( hình b ) Độ bền kéo :

Tính mối ghép hàn chồng: trong trường hợp này, tiết diện nguy hiểm nằm theo phương n-n của mối hàn (xem hình 8.7) Gọi k là cạnh mối hàn và trong tính toán cho k = δ để đơn giản hóa các biểu thức liên quan đến tiết diện nguy hiểm.

Hình 8.7 mô tả mặt cắt của mối hàn chồng và thể hiện ba loại tiết diện ngang khác nhau: đường 1 là mối hàn bình thường, đường 2 là mối hàn lõm, đường 3 là mối hàn lồi Mối hàn bình thường được dùng phổ biến nhất trong thiết kế và thi công, vì có tiết diện ổn định và dễ gia công, tối ưu cho tải trọng và khả năng chịu lực của liên kết mối hàn.

Khi chịu lực mối hàn bị cắt theo tiết diện n-n, ta chia ra làm 2 trường hợp :

Hình: mối hàn chồng ngang

+ khi nối hàn chịu lực F :

+ Khi mối hàn chịu moment uốn M :

+ Khi mối hàn chịu đồng thời lực F và moment uốn M

+ Khi mối hàn chịu lực F:

+ Khi mối hàn chịu lực moment uốn M:

+ Khi mối hàn chịu lực F và moment M đồng thời :

2.3.4 Mối hàn giáp mối chịu kéo , nén:

Mối hàn giáp mối là mối hàn được ứng dụng phổ biến trong kết cấu hàn nhờ nhiều ưu điểm như tiết kiệm kim loại nền, giảm ứng suất tập trung và dễ thi công Vì mối hàn giáp mối chịu kéo và chịu nén có độ bền tương đồng nên ta chỉ cần tính toán và kiểm tra điều kiện bền cho chịu kéo là đủ Để kiểm tra độ bền chịu kéo ta xét một mối hàn giáp mối như sau.

Ta có chiều rông tấm nối là B củng là chiều rộng cần hàn, chiều dày của chi tiết là S , lực kéo là N

Như vậy theo lí thuyết bền ta có : để mối ghép đảm bảo độ bền thì biểu thức sau phải thỏa mãn

Trong đó : là ứng suất sinh ra khi chịu lực tác dụng

: là diện tích mặt cắt của mối hàn, nó được xác định như sau

Trong trường hợp kích thước kết cấu không thay đổi nhưng vẫn muốn tăng khả năng chịu tải của kết cấu, ta thiết kế các mối hàn xiên như hình minh họa dưới đây Việc sử dụng mối hàn xiên giúp phân bố lực tác động đồng đều và củng cố liên kết giữa các thành phần kết cấu, từ đó tăng độ bền và khả năng chịu tải của cả hệ thống Quá trình thiết kế cần tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật và tham khảo hình vẽ để đảm bảo hiệu quả thi công và an toàn toàn bộ kết cấu.

B là chiều rộng tấm nối là góc vát ngiêng của chi tiết hàn

Như vậy điều kiện bền của mối hàn này sẽ là

Mà lun là góc nhỏ hơn nên ứng suất tác dụng lúc này sẽ giảm xuống,do vậy mà điều kiện chịu bền tăng lên

Mối hàn góc chịu kéo nén

Khi kiểm tra độ bền cho mối hàn góc ta thực hiện qua trình kiểm tra mối hàn theo các dạng sau:

+ Tính toán mối hàn đối xứng ngang:

Xét mối hàn ngang chịu lực như hình vẽ ta có biểu thức xác định độ bền như sau :

N là lực tác dụng h là chiều cao của mối hàn

B là chiều dài đường hàn

Do chiều cao của mối hàn :

= 0,7.k và k = S (trong trường hợp các tấm có chiều daỳ không bằng nhau thì k được chọn theo tấm có chiều dày nhỏ hơn) cho nên :

+ Tính mối hàn đối xứng dọc : Đối với mối hàn đối xứng dọc khi chịu lực thì điều kiện bền được xác định như sau

Trong đó : L là chiều dài đường hàn

H là chiều cao mối hàn

Trong trường hợp hàn không đối xứng thì điều kiện được xác địn theo công thức sau :

Chế độ hàn

2.4.1 Đường kính que hàn (d) Đường kính que hàn (d) lớn hay nhỏ tùy thuộc vào các yếu tố sau đây:

- Loại liên kết mối hàn

- Vị trí các mối hàn trong không gian

- Thứ tự các lớp hàn

Khi chiều dày vật hàn càng lớn, ta nên chọn d lớn Đối với các loại liên kết như liên kết chồng và liên kết góc, ta ưu tiên chọn d lớn Với hàn bằng, ta chọn d lớn hơn ở các vị trí khác Các lớp hàn ở lớp đầu tiên nên có d nhỏ hơn các lớp hàn ở lớp sau.

Quan hệ giữa đường kính que hàn với chiều dày vật hàn được tính theo công thức như sau:

- Đối với hàn giáp mối:

- Đối với hàn chữ T: d 2.4.2 Cường độ dòng điện hàn

Trong quá trình hàn, cần căn cứ vào nhiều yếu tố như đường kính que hàn d, chiều dày vật hàn S và vị trí các mối hàn để xác định cường độ dòng điện hàn phù hợp Với hàn ở tư thế sấp, có thể áp dụng một công thức tính cường độ dòng điện dựa trên các thông số trên nhằm đảm bảo chất lượng và độ ổn định của mối hàn.

(A) Trong đó: β,α là hệ số thực nghiệm khi hàn bằng que hàn thép: β , α=6

- Nếu vật hàn có chiều dày S>3d chúng ta phải tăng cường độ dòng điện hàn lên 15%

- Nếu vật hàn có chiều dày s1)

- Để tránh phá hủy chân ren √ √

Tra bảng (17.7) trang 581 tài liệu [1] ta tìm được đường kính bulông tiêu chuẩn

2.8.6.5 Tính bulông chịu lực ngang, lắp không có khe hở:

- Thân bulông bị cắt ở tiết diện ghép

- Thân bulông bị dập trên bề mặt tiếp xúc

Tra bảng (17.7) trang 581 tài liệu [1] ta tìm được đường kính bulông tiêu chuẩn

- Để bị tránh bị dập tấm 2:

- Để tránh bị dập tấm 1,3

[ ] Để bulông đủ bền chọn đường kính thân bulông là giá trị lớn nhất trong 3 giá trị tính trên

So sánh 2 phương án lắp bulông có khe hở và không có khe hở ta thấy :

- Phương án 1 không cần phải gia công chính xác lỗ , đường kính bulông lớn hơn

- Phương án 2 cần phải gia công chính xác lỗ, đường kính bulông nhỏ hơn

Do đó, khi thiết kế phương án 1 là phương án chọn đầu tiên vì dễ gia công lỗ.nếu kích thước bulông quá lớn thì chuyển qua phương án 2

+ Phân tích lực tác dụng lên từng bulông trong nhóm

+ Tính như mối ghép bulông đơn cho bulông chịu lực lớn nhất

+ Chọn các bulông còn lại bằng bulong có lực lớn nhất

2.8.7.2 Mối ghép chịu lực ngang nằm trong mặt phẳng ghép đi qua trọng tâm mối ghép:

Giả thiết lực từ tấm ghép tác dụng lên từng bulông là giống nhau

Tính như mối ghép bulông đơn chịu lực ngang (có hoặc không có khe hở)

2.8.7.3 Mối ghép chịu lực ngang nằm trong mặt phẳng ghép đi qua trọng tâm mối ghép:

Giả thiết lực từ tấm ghép tác dụng lên từng bulông tỉ lệ thuận với khoảng cách từ tấm bulông đến trọng tâm mối ghép:

+ Lực tác dụng lên bulông số 1 ∑

Suy ra, ứng với Do đó, tính như mối ghép bulong đơn chịu lực ngang (có hoặc không có khe hở)

Đưa lực F về trọng tâm của mối ghép cho ta thấy hai tác động đồng thời: lực F đi qua trọng tâm và mô-men M tác động lên mối ghép Dưới tác dụng của các lực này, các tấm ghép có thể trượt hoặc xoay lên nhau, làm ảnh hưởng tới độ ổn định và độ chính xác của liên kết.

2 c os i Mi Qi Mi Qi

2.8.7.4 Mối ghép chịu lực bất kỳ không nằm trong mặt phẳng ghép:

 Tấm ghép bị tách hở ( do lực N)

 Tấm ghép bị trượt ( do lực T)

 Bulong bị phá hủy ở chân ren

 Để tránh tấm ghép bị tách hở: max N M V 0

  A , với N m   1  N là thành phần lực tác dụng lên tấm ghép và

A là diện tích bề mặt ghép m M u

  W , với M m   1  Mlà thành phần moment tác dụng lên tấm ghép và W u là moment chống uốn của tiết diện ghép

  A , với V là lực xiết trên một bulong và z là số bulong

 Để tránh tấm ghép bị tách hở:

Lực xiết V ( trên 1 bulong) để tránh tách hở:

 Để tránh tấm ghép bị trượt:

V z f   N f k T Lực xiết V ( trên 1 bulong) để tránh trượt ( chọn V max ):

 Để tránh tấm ghép bị trượt:

Lực tác dụng lên bulong: max 2 1

Trong đó r i là khoảng cách từ tâm bulong đến đường trung hòa

 Để tránh phá hủy chân ren:

 Nếu bỏ qua ma sát trên bề mặt ren:

 Để tránh phá hủy chân ren:

 Nếu tính đến ma sát trên bề mặt ren:

- Xiết chặt rồi mới chịu lực:

- Xiết chặt đồng thời với chịu lực: (tránh)

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, GIA CÔNG

Tính toán động cơ

Mâm quay được cân bằng động với vận tốc góc lớn nhất: vòng/phút Khối lượng mâm quay: m= 23,92 kg; đường kính mâm quay: Dp0 mm = 0,7 m

Tính toán số vòng quay sơ bộ :

- Tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền đai :

- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

63 Động cơ được chọn phải thảo mãn điều kiện {

Vậy ta chọn động cơ 4A71A2Y3 CÓ P = 0.75KW vận tốc quay 2840 vòng/phút

Trong đó theo bảng 2.3 trị số hiệu suất các loại bộ truyền và ổ

 ol = 0,995 : hiệu suất một cặp ổ lăn

 x = 0,96 : hiệu suất bộ truyền đai

Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống: u=u n với u n: tỉ số truyền của bộ truyền đai

Tra bảng 2.4 (TTTK) ta chọn: u n = 3

Số vòng quay trên trục : dc 2840 n  (vòng/phút) n 1 2840

Momen xoắn trên trục n Nmm

Tính toán thiết kế trục

Với các số liệu sau:

3.2.1 Chọn vật liệu chế tạo trục

- Chọn thép 45 tôi cải thiện  b = 600 MPa

- Ứng suất uốn cho phép :     12 20MPa Chọn     15( MPa )

3.2.2 Xác định sơ bộ đường kính các trục Đường kính trục được xác định theo công thức (10.9):

   : Ứng suất xoắn cho phép MPa Đường kính sơ bộ trục :

3.2.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đở và điểm đặt lực

Từ đường kính các trục,tra bảng 10.2/trang 189 ta được chiều rộng ổ lăn b 0 theo bảng 10.2 :

- Chọn k 1 = 10 : khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc giữa các chi tiết quay

- Chọn k 2 (mm) :khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp

- Chọn k 3 = 15 (mm):khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến nắp ổ

- Chọn h n = 20 (mm) :chiều cao nấp ổ đến đầu bulong

 Trục : ứng với d= 30 (mm) , b 01 (mm)

Trong đó chọn : l m12 = (1,4…2,5)d 1 = 60 (mm) 10.13/trang 189 l c12 = 0,5(l m12 + b 01 ) + k 3 + h n = 0,5(60 +19) + 15 +20 = 80 (mm) l 12 = -l c 12 = -80(mm) l 13 = 0,5(l m13 + b 01 ) + k 1 + k 2 ta có: chiều dài mayo bánh đai: l m13 = (1,2…1,5)d 1 = (1,2….1,5).30 = 45 (mm) l 13 = 0,5(l m13 + b 01 ) + k 1 + k 2 = 0,5(45 +19) + 10 +10 = 105 (mm)

Xác định các lực và sơ đồ đặt lực:

1143 416( ) cos cos 0 tg wt tg

Không có lực dọc trục ( không có lực momen uốn gây ra)

Theo đề bài, lực từ bánh đai tác dụng một hướng theo phương y và có độ lớn

By By y By Ay r rd

(công thức 10.17 trang 195[I]) Ứng suất cho phép    = 63 Mpa (bảng 10.5)

Mtd Mx My T Nmm d Mt mm

Tính kiểm nghiệm về độ bền mỏi

Thép C45 tôi thường hóa có:  b = 600 Mpa b 0 , 436 600 261 , 6 Mpa

-Theo bảng 10.7 trang 197 tài liệu [1]: hệ số xét đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình:    0 , 05 ;    0

3.3.2 Điều kiện kiểm tra trục vừa thiết kế về độ bền mỏi

- Theo công thức 10.19 trang 195 tài liệu [1]:

Trong đó: [S] = 1,5…2,5 là hệ số an toàn cho phép

S  j : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp Theo công thức 10.20 tài liệu [1]: mj aj dj j K

S  j : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện J Theo công thức 10.21 tài liệu [1]: mj aj dj j K

Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ đối xứng Do đó theo công thức 10.22 tài liệu [1]:

- Vì trục quay 1 chiều, ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động Do đó theo công thức 10.23 tài liệu [1]: oj j j aj mj W

3.3.3 Xác định hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm

-Dựa vào kết cấu và biểu đồ mômen trục, ta thấy các tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra về độ bền mỏi:

-Trục I: vị trí lắp bánh mâm O 2

-Các ổ lăn lắp ghép trên trục theo kiểu k6, kết hợp lắp then

Kích thước then bằng và trị số mômen cảm uốn, cùng với mômen xoắn ứng với các tiết diện, được trình bày như sau: kích thước của then tra tham chiếu theo bảng 9.1; trị số mômen cảm uốn và mômen xoắn tương đương tra theo bảng 10.6 của tài liệu [1] Việc tra cứu các thông số này cho từng tiết diện cho phép xác định nhanh chóng khả năng chịu lực và thiết kế liên kết cơ khí an toàn, phù hợp với yêu cầu về độ bền và hiệu suất.

Vị trí Đường kính trục (mm) h b  t 1 W j (mm 3 ) W oj (mm 3 )

3.3.5 Xác định hệ số K  dj và K  dj đối với các tiết diện nguy hiểm

- Theo công thức 10.25 và 10.26 tài liệu [1]: y x dj K

- Các trục gia công trên máy tiện Tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đặt

R a = 2,5…0,63  m Theo bảng 10.8 tài liệu [1] hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt k x = 1,06

- Không dung các phương pháp tăng bề mặt nên k y = 1

- Dùng dao phay ngón để gia công các rãnh then nên từ bảng 10.12 tài liệu [1] ta có:

- Bảng 10.10 tài liệu [1] ta có các thông số sau:

- Theo bảng 10.11 tài liệu [1] ta tra được

K do lắp căng tại các tiết diện nguy hiểm

- Kết quả tính toán được ghi ra bảng sau:

- Ta thấy các tiết diện nguy hiểm trên trục đều đảm bảo an toàn về độ bền mỏi

Thiết kế truyền động đai

3.4.1 Xác định các thông số bộ truyền

- Từ điều kiện làm việc n = 3000 (v/ph)

- Chế độ làm việc ngày 1 ca, 1 ca 8 giờ

Theo hình 4.1/trang 59 chọn loại đai tiết diện đai hình thang thường ký hiệu A với các thong số sau:

Kích thước tiết diện: b t b = 13 d 1 (100÷200) mm h = 8 l (560÷4000)mm y 0 = 2,8

Tra bảng 4.26/trang 67, chọn d 2 = 350 mm

Như vây tỷ số truyền thực tế:

=> ∆u = 2,04% < 4% => Thỏa điều kiện trong giới hạn cho phép

Ta có u = 3,5, nên ta có sơ đồ tính toán như sau: d 2 a

Tính đoạn OI: a thỏa điều kiện theo công thức 4.14/trang 160:

Với a = 400 (mm) => Thỏa điều kiện

Tra bảng 4.13/trang 59, chọn chiều dài chuẩn l = 1600 mm

- Kiểm nghiệm về điều kiện tuổi thọ

= v imax 10 i l   /s Với: i : Số lần cuốn của đai v : Vận tốc đai l: 1600mm=1.6m chiều dài đai i 7.85/s i 10/s

- Tính chính xác khoảng cách a:

3.4.4 Tính góc ôm  1 Điều kiện  1 ≥ 120 0

Số đai z được xác định theo 4.16/trang 60:

- P 1 = 1,5kw công suất trên bánh dẫn

-   P 0 = 1,04 kw công suất cho phép (tra bảng 4.19/trang 62)

- k đ : hệ số tải trọng động (tra bảng 4.7/trang 55) k đ = 1,25

- c  = 0,96 hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm (tra bảng 4.10/trang )

 c l = 1.04 hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai (tra bảng 4.16/ trang61) với u =1

 c u =1,14 hệ số kể đến ảnh hưởng tỷ số truyền (tra bảng 4.17)

* c z =1 hệ số kể đến ảnh hưởng sự phân bố không điều tải trọng cho các dây đai (tra bảng 4.18)

- Đường kính ngoài bánh đai: d a = d + 2h 0

- Đường kính ngoài bánh đai dẫn: d a1 = d 1 + 2h 0 = 100 + 2x3,3 6,6 (mm)

- Đường kính ngoài bánh đai bị dẫn: da2 = d 2 + 2h 0 = 350 + 2.3,3 = 356,6 (mm)

3.4.6 Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên trục

* F v = q m v 2 lực căng do lực li tâm sinh ra (CT 4.20/trang 20) Với tiết diện đai loại A → tra bảng 4.22/trang 22 → q m = 0,105 kg/m

 Lực tác dụng lên trục F r Theo CT 4.21/trang 64

3.5 Tính toán thiết kế ổ lăn:

• Với kết cấu trục như trên và đường kính ngõng trục d5(mm) chọn ổ bi đỡ 1 dãy cỡ nặng 407(bảng 2.7 phụ lục I) có đường kính trong d5(mm), đường kính ngoài

D0(mm), khả năng tải động C= 43.6(KN), khả năng tải tỉnh C 0 1.9(KN)

Lực tác dụng lên các gối :

F F nên ta tính toán cho gối đỡ B

• Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ

L : tuổi thọ ổ ( triệu vòng quay)

L = 947 60 8000.10 -6 = 455 (triệu vòng) m = 3 bậc của đường cong mỏi đối với ổ bi

X = 1 ổ đỡ chịu lực hướng tâm Y=0

K t = 1 hệ số kể đến ảnh hưởng t o

K d = 1,2 hệ số kể đến đặc tính tải trọng

=> đảm bảo điều kiện bền về tải động Khả năng tải tĩnh:

=>đảm bảo điều kiện bền về tải tỉnh

Ta thấy n I 50v/ph đảm bảo bền về khả năng tải của ổ

THỰC NGHIỆM

Chuẩn bị

Đầu tiên,chúng ta phải chuẩn bị những dụng cụ cần thiết

- Máy hàn ( que hàn, mặt nạ hàn , dây điện )

- Mô hình để thực nghiệm

Mục đích thực nghiệm

Ta tiến hành thực nghiệm với các thong số thay đổi lần lượt : m,r, để đánh giá ảnh hưởng đến mối ghép hàn

- Biết được sự ảnh hưởng của lực ly tâm tới các mối ghép

- Biết được độ bền của mối ghép tháo được và không tháo được khi chịu lực ly tâm.

Tiến hành thực nghiệm

Trước khi tiến hành thực nghiệm ta phải bảo sự an toàn tuyệt đối trong lúc thực nghiệm

Tiến hành hàn vật hàn vào miếng bắt bulong ở các mức điểm hàn 1 điểm, 2 điểm, 3 điểm tùy yêu cầu Sau đó gắn miếng bắt bulong có đính vật hàn lên mâm quay Miếng bắt bulong được bắt chặt lên mâm quay bằng 2 con bulong M8 Cuối cùng tiến hành thực nghiệm theo kế hoạch đã đề ra.

Kết quả thực nghiệm

Bảng 1: Thực nghiệm với mẫu mối ghép 1 điểm, thay đổi tốc độ

Chú thích: “x”: Mối ghép bị phá vỡ “bt” mối ghép không bị phá hủy

940 vòng/phút X bt bt 60 gram 307,5

1005 vòng/phút bt bt 60 gram 307,5

Bảng 2: Thực nghiệm với mối ghép 1 điểm thay đổi khối lượng m

940 vòng/ phút x bt bt 60 gram 307,5

940 vòng/ phút bt bt 120 gram 307,5

Bảng 3:Thực nghiệm với mẫu mối ghép 1 điểm thay đổi bán kính

940 vòng/ phút bt bt bt 60 gram 87,5

940 vòng/ phút x bt bt 60 gram 252,5

Bảng 4: Mẫu thử có kết cấu 2 điểm, thay đổi tốc độ

Chú thích: “x”: Mối ghép bị phá vỡ “bt” mối ghép không bị phá vỡ

940 vòng/phút x bt bt 60 gram 307,5

Bảng 5: Mẫu thử có kết cấu 2 chấm, thay đổi khối lượng

Chú thích: “v”: Mối ghép bị phá vỡ “x” mối ghép không bị phá vỡ

Bảng 6: Mẫu thử có kết cấu 2 chấm, thay đổi bán kính

940 vòng/phút bt x bt 60 gram 87,5

940 vòng/phút bt bt bt 60 gram 142,5

940 vòng/phút x bt bt 60 gram 252,5

Bảng 7: Mẫu thử có kết cấu 3 chấm, thay đổ tốc độ

Bảng 8: Mẫu thử có kết cấu 3 chấm,thay đổi bán kính

Chú thích: “x”: Mối ghép bị phá vỡ “ bt” mối ghép không bị phá hủy

Bảng 9:Mẫu thử có kết cấu 3 chấm, thay đổi khối lượng m

Chú thích: “x”: Mối ghép bị phá vỡ “ bt” mối ghép không bị phá hủy

Định dạng
Số trang	94
Dung lượng	5,31 MB