Xác định lực kéo đứt bulong

BÀI THÍ NGHI M S XÁC NH L C KÉO Ng T BULƠNG i biên so n: Phan ình Hu n I M c tiêu thí nghi m - Giúp cho sinh viên n m rõ h n v l c kéo đ t th c m t s lo i thép, m i quan h gi a Mk tâm v i ng su t t p trung c a v t li u - Giúp cho sinh viên đ c ti p c n v i ph ng pháp, d ng c đo vƠ xác đ nh l c kéo đ t II Các quy t c k thu t an toàn - Khi th c hi n q trình kéo đ t ph i có che ch n - Khi v n hành ph i đóng c a máy III C s lý thuy t Khái ni m v phá h y c tính c a bulơng Thơng th ng, ti p t c t ng ng su t lên cao n a v t li u b phá h y gãy, v ho c đ t Phá h y d ng h h ng tr m tr ng nh t, không th khôi ph c s a ch a đ c, gây t n th t nghiêm tr ng v kinh t Hi n có h n m t ngành chuyên nghiên c u v phá h y (fractography) Trong m i tr ng h p khác s phá h y mang nh ng đ c m riêng song có m t c ch chung : tr c h t bao gi c ng xu t hi n v t n t t vi đ u tiên b m t hay sâu bên trong, ti p theo v t n t phát tri n lên r i cu i m i d n đ n tách đ t, r i C tính c a bu lông (bulong) đ c đánh giá theo c p đ b n nh sau: 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6, 6.8, 8.8, 9.8*, 10.9, 12.9 vƠ đ c quy đ nh b i tiêu chu n TCVN1916 - 1995, ISO 898-1 ho c JIS B1051 C p đ b n đ c ký hi u b ng ch s Ch s đ u b ng 1/100 gi i h n b n đ t, N/mm2 Ch s sau b ng 1/10 c a t s gi a gi i h n ch y gi i h n b n đ t, % Tích c a hai s b ng 1/10 gi i h n ch y, N/mm2 Ví d : bu lơng (bulong) đ t c p b n 8.8 có ngh a lƠ: Gi i h n b n đ t:  bmin  800 N / mm2 , Gi i h n ch y:  cmin  640 N / mm2 Trong tiêu chí c n thi t đ đánh giá đ b n m t bu lông (bulong) bao g m ch tiêu sau: - Gi i h n b n đ t (Tensilestrength):  b (N/mm2 ho c MPa) - Gi i h n ch y (YieldStrength):  c (N/mm2 ho c MPa) - Gi i h n ch y quy c (YieldStrength):  0,2 (N/mm2 ho c MPa) - Khi không dùng ch tiêu gi i h n ch y dùng ch tiêu gi i h n ch y quy c Công th c tính ng su t: z  Fz A Trong đó: (1) - Fz : l c d c - A: di n tích m t c t ngang - D u c a ng su t pháp d u v i l c d c Fz - L c d c Fz đ c coi lƠ d ng lƠm ch u kéo: Fz>0 ; (z >0) Phá h y u ki n t i tr ng t nh T i tr ng t nh lƠ t i tr ng tác d ng (đ t vào) m t cách ch m ch p, êm, t c t ng lên t t Ng bi t hai d ng phá h y: giòn d o i ta phân Phá h y giòn phá h y d o a) b) c) d) Hình Các d ng m t gãy phá h y: a) d ng co th t m nh thƠnh m, b) d ng co th t côn v hai phía, c) d ng co th t v a ph i ki u chén - đ a, d) d ng không th t, b ng ph ng ngang Tùy theo vùng gãy có ti t di n bi n đ i hay không mà phân bi t hai d ng Phá h y kèm theo bi n d ng d o v i m c đ rõ r t t c vùng gãy v có ti t di n bi n đ i đ c g i phá h y d o; ng c l i kèm theo bi n d ng d o không rõ r t t c vùng gãy v có ti t di n h u nh không bi n đ i đ c g i phá h y giòn Có th phân bi t d dàng hai d ng th kéo ch b đ t (hình 1) D ng đ t nh hình 1a phá h y d o v t li u có đ d o r t cao nên ch đ t b co th t r t m nh ch m t m, d o cao tr c đ t b bi n d ng đáng k thành hình v hai phía nh hai đáy c c ráp l i nh hình 1b, m t s lo i cịn th y có d ng chén - đ a (chén đ t đ a) nh hình 1c lƠ lo i có đ d o th p, lo i v t li u giịn có m t gãy b ng ph ng, ngang mà b m t h u nh không th y có thay hình đ i d ng nh hình 1d Rõ rƠng phá h y giòn lo i không d báo (không th bi t tr c t bi u hi n bên ngoài) nên r t nguy hi m, v y n u ph i x y bao gi ng i ta c ng mong mu n phá h y d o, có th bi t tr c đ thay th hay s a ch a C ch phá h y Ng i ta cho r ng s phá h y c ng theo c ch t o m m n t m m n t phát tri n d n đ n tách r i, tu n t theo n m giai đo n sau: 1) Hình thành v t n t (t vi) 2) V t n t t vi phát tri n đ n kích th cd 3) V t n t t vi phát tri n đ t đ n kích th i t i h n c t i h n 4) V t n t t i h n phát tri n nhanh 5) N t ch m d t gãy r i Trong giai đo n 1,2 vƠ đ c coi quan tr ng nh t, đáng đ ý nh t IV Mơ t thí nghi m XYLANH KÉO GÁ Hình Mơ hình thí nghi m xác đ nh l c kéo đ t bulông S d ng ki u m i ghép bulong ghép l ng ch u l c d c tr c Trong tr xi t ch t, l c xi t ban đ u khơng có ng h p nƠy đai c không đ c V i F ngo i l c tác d ng d c tr c bu-lông, ta có:  4F ( MPa )  d12 V i: d1(mm): đ ng kính c a bu-lơng : ng su t kéo c a bu-lơng Mơ hình xác đ nh l c kéo đ t bulông bao g m thành ph n nh Hình (2) - M t m i ghép đ n gi n g m có bulơng, đai c, vịng đ m hai t m đ k p Trong bulơng ph i xác đ nh đ c c tính c a v t li u làm bulông - M t h th ng th y l c s d ng c m bi n áp su t - M t b PLC đ x lí tính hi u xu t k t qu đ u Thí nghi m đ c th c hi n b ng cách thơng qua q trình kéo c a xylanh th y l c vƠ xác đ nh l c kéo thông qua c m bi n áp su t ngõ vào xylanh th y l c Thơng qua tín hi u c m bi n b PLC khu ch đ i tính tốn đ xu t l c kéo hình hi n th Xylanh kéo Tín hi u t c m bi n đ u xylanh áp su t PLC x lí Xu t d li u qua hình hi n th Hình S đ quy trình thí nghi m Mơ t thi t b thí nghi m: Thi t b thí nghi m g m có ph n nh sau: a Thân máy đ gá k p: - Khung máy: ( Hình 4) Khung máy kích th c 800 x 800 x 1000 c g n thi t b đ gá k p c ng nh xylanh kéo Hình Thi t b th kéo bu-lơng - Bao che ch n an tồn: ( chi ti t sơ 1, Hình 4) c l p quanh cac đ gá k p đ đ m b o an toàn bu long b kéo đ t - C a ch t c a: ( v trí s 2, Hình ) C ađ - c kéo lên xu ng l p bu long vƠo đ gá Trên c a đ c g n kính đ quan sát q trình kéo Chân máy: ( v trí sơ 6, Hình 4) Chân máy d đ nh máy - c l p bánh xe đ di chuy n máy Khi t i v trí c đ nh chơn máy đ gá k p bu long: (Hình 5) gá k p đ c thi t k ph n:  Ph n đ ng đ  Ph n t nh đ c g n v i xi lanh c g n c đ nh v i than máy c h xu ng c C m bi n hành trình Xylanh Hình gá k p bulong b H th ng th y l c : - Thùng d u: (Hình 6) Ch a d u th y l c, n p thùng d u đ - c g n thi t b h th ng th y l c B m th y l c: (Hình 6) Hút d u t o áp su t cao 140 bar T o chuy n đ ng kéo đ t bu long ng c n kéo b m: (Hình 6) - ng c n công su t Hp, pha k t h p h p gi m t c t o moment kéo b m th y l c - - C m valve u n : (Hình 6)  Valve tràng gi m t áp su t an toàn cho h th ng  Valve 4/3 u n h ng chuy n đ ng , v c a xilanh ng d n d u: (Hình 6) Di chuy n d u áp su t cao t b m t i xilanh H i d u t xilanh v thùng d u - Sensor áp su t: (Hình 6) Nh n bi t áp su t th c t i bu n kéo c a xilanh tr tín hi u v PLC x lý - Xilanh th y l c ( Tác đ ng kép ) ( Hình ch p ) Bi n áp xu t d u c a b m thƠnh chuy n đ ng t nh ti n c a ty ben Hình H th ng th y l c c H th ng n u n: - T n ( PLC, kh i đ ng t , r -le, …)( Hình 7) - Màn hình hi n th Màn hình c m ng đ c k t n i v i PLC đ hi n th trang cƠi đ t Hình Màn hình u n - Các sensor hành trình xilanh ( Hình ch p ) Nh n bi t m đ u cu i c a ty ben, tr tín hi u v PLC x lý - Các cơng t c an tồn (Hình 8) Các cơng đ c g n đ đ m b o c a ln ln đóng kéo Hình Cơng t c an tồn đ m b o c a đóng m i th c hi n th kéo - Nút Start (Hình 9) Nút kh i đ ng đ c thi t k hai nút nh n, đ m b o hai tay nh n tránh tr ng h p k t tay m t an tồn Hình Nút kh i đ ng V Trình t th c hi n B c 1: L a ch n bulông c n thí nghi m, xác đ nh đ bulơng B c 2: L p đ t hi u ch nh thi t b đo l c kéo B c 3: Ti n hành kéo bulông b ng thao tác nh n nút quan sát k t qu hi n th Ghi nh n k t qu vào b ng s li u B c 4: Th c hi n thí nghi m t cđ ng kính danh ngh a vƠ thơng s v t li u c a ng t bulông v t liêu khác B c 5: Rút nh n xét k t lu n * Cách gá đ t bulông vào máy:  M c a máy, ch t c a  Xoay ch t gá đ u bulông, đ t bulông vào  Chuy n qua ch đ tay  Nh n nút cho xylanh di chuy n bulông xu ng vào ch t k p bên d  Khi đ n v trí cho d ng b m  G n đai c đ u cịn l i vào bulơng   óng c a máy Chuy n hình v ph n hi n th l c Nh n nút Start, máy t đ ng kéo đ t hi n th k t qu cho m t chu kì kéo i M U BÁO CÁO THÍ NGHI M TR NG I H C BÁCH KHOA KHOA C KHệ B mơn Thi t k máy BÀI THÍ NGHI M S XÁC NH B N KÉO C A BU-LÔNG Sinh viên th c hi n: Nhóm: L p: Giáo viên h ng d n: 10 I M c tiêu thí nghi m - Giúp cho sinh viên n m rõ h n v l c kéo đ t th c m t s lo i thép, m i quan h gi a Mk tâm v i ng su t t p trung c a v t li u - Giúp cho sinh viên đ c ti p c n v i ph ng pháp, d ng c đo vƠ xác đ nh l c kéo đ t II Các quy t c k thu t an toàn - Khi th c hi n trình kéo đ t ph i có che ch n - Khi v n hành ph i đóng c a máy III Báo cáo thí nghi m S l n đo Ti n hành thí nghi m bulơng có đ Bulơng thép Bulơng Inox ng kính danh ngh a d = … (mm) Bulông thông th ng 10 IV V bi u đ d li u L c kéo (kN) S l n kéo Bulơng thép 11 Tính tốn lý thuy t L c kéo (kN) S l n kéo Bulông Inox L c kéo (kN) Bulông th S l n kéo ng V Nh n xét k t qu k t lu n VI Câu h i ôn t p 12 13 ... thông th ng 10 IV V bi u đ d li u L c kéo (kN) S l n kéo Bulông thép 11 Tính tốn lý thuy t L c kéo (kN) S l n kéo Bulông Inox L c kéo (kN) Bulông th S l n kéo ng V Nh n xét k t qu k t lu n VI... trình kéo c a xylanh th y l c vƠ xác đ nh l c kéo thông qua c m bi n áp su t ngõ vào xylanh th y l c Thông qua tín hi u c m bi n b PLC khu ch đ i tính tốn đ xu t l c kéo hình hi n th Xylanh kéo. .. quan tr ng nh t, đáng đ ý nh t IV Mơ t thí nghi m XYLANH KÉO GÁ Hình Mơ hình thí nghi m xác đ nh l c kéo đ t bulông S d ng ki u m i ghép bulong ghép l ng ch u l c d c tr c Trong tr xi t ch t, l