CHƯƠNG IV DUNG SAI LẮP GHÉP BỀ MẶT TRƠN 24 4 1 Quy định dung sai 25 4 2 Quy định lắp ghép 28 4 3 Ghi ký hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ 39 4 4 Dung sai lắp ghép của các chi tiết lắp với ổ lăn 39.
CHƯƠNG IV: DUNG SAI LẮP GHÉP BỀ MẶT TRƠN 4.1 Quy định dung sai 4.2 Quy định lắp ghép 4.3 Ghi ký hiệu sai lệch lắp ghép vẽ 4.4 Dung sai lắp ghép chi tiết lắp với ổ lăn 4.4.1 Cấp xác chế tạo kích thước ổ 4.4.2 Đặc tính lắp ghép ổ 4.4.3 Chọn kiểu lắp 4.5 Dung sai lắp ghép then 4.5.1 Kích thước lắp ghép 4.5.2 Chọn kiểu lắp 4.6 Dung sai lắp ghép then hoa 4.6.1 Dung sai lắp ghép then hoa dạng chữ nhật 4.6.2 Dung sai lắp ghép then hoa dạng thân khai 4.7 Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho mối ghép thiết kế 4.7.1 Chọn kiểu lắp lỏng tiêu chuẩn 4.7.2 Chọn kiểu lắp trung gian tiêu chuẩn 4.7.3 Chọn kiểu lắp chặt tiêu chuẩn DUNG SAI LẮP GHÉP BỀ MẶT TRƠN 4.1 Quy định dung sai Để xác định trị số dung sai cho kích thước đưa thành tiêu chuẩn thống ta phải thiết lập quan hệ miền dung sai kích thước Với chất sai số cho phép kích thước nên quan hệ dung sai kích thước xác lập sở quan hệ sai số gia cơng kích thước Trên sở nghiên cứu thống kê thực nghiệm gia công người ta xác lập quan hệ sai số gia cơng kích thước, coi quan hệ dung sai (IT) kích thước (d) Trong phạm vi kích thước từ ÷ 500mm mức độ xác thì: IT =0,45+ 0,001d (4-1) Trong quan hệ (4-1) kích thước ta xác định giá trị dung sai Td Nhưng thực tế kích thước danh nghĩa chi tiết làm việc điều kiện khác địi hỏi mức độ xác khác nghĩa có giá trị dung sai khác Như kích thước danh nghĩa mức xác khác nhau, dung sai khác hệ số a, ta có: IT = a(0,45+ 0,001d) (4-2) Nếu coi (i=0,45+ 0,001d) đơn vị dung sai (hệ số dung sai tiêu chuẩn) thì: T=a.i (4-3) Từ đồ thị biểu diễn quan hệ trị số dung sai kích thước (hình 4.1) ta thấy rằng: khoảng nhỏ d kích thước, giá trị dung sai tính theo kích thước trung bình khoảng sai khác khơng đáng kể bỏ qua Vì để đơn giản thuận lợi cho việc sử dụng cần quy định dung sai cho khoảng kích thước Giá trị dung sai khoảng tính theo kích thước trung bình (D) khoảng tức là: D = với D1, D2 kích thước biên khoảng Sự phân khoảng kích thước danh nghĩa phải dựa theo nguyên tắc đảm bảo sai khác giá trị dung sai tính theo kích thước biên khoảng so với giá trị dung sai tính theo kích thước trung bình khoảng khơng q từ 5÷8% Theo ngun tắc kích thước từ 1÷500mm phân thành 13÷25 khoảng tùy theo đặctính loại chi tiết lắp ghép Ví dụ: lắp ghép có độ dơi dao động độ dơi ảnh hưởng nhạy đến đặc tính kiều lắp, số khoảng chia cần phải lớn Như để quy định dung sai kích thước, người ta dùng cơng thức (4-3) Trong đó: i=0,45+ 0,001D kích thước từ đến 500mm, i = 0,004D + 2,1 kích thước lớn 500 đến 3150 mm, a hệ số phụ thuộc vào mức độ xác kích thước Trong thực tế sản xuất, tiêu chuẩn quy định 20 cấp xác khác (cấp dung sai tiêu chuẩn) kí hiệu IT01, IT0, IT1,IT2, IT3, IT4,…., IT18 Từ cấp IT1÷ IT18 sử dụng phổ biến nay: IT1 ÷ IT4 dùng cho kích thước yêu cầu độ xác cao kích thước mẫu chuẩn, kích thước xác cao chi tiết dụng cụ đo IT5,IT6 thường sử dụng lĩnh vực khí xác, IT7,IT8 thường sử dụng lĩnh vực khí thong dụng, IT9,IT10,IT11 thường sử dụng lĩnh vực khí lớn (chi tiết có kích thước lớn) IT12÷IT16 thường sử dụng kích thước chi tiết u cầu gia cơng thơ Trị số dung sai tiêu chuẩn cấp tính theo cơng thức dẫn bảng 4.1 kích thước đến 3150mm Các trị số tính tốn làm tròn thống đưa thành tiêu chuẩn (TCVN 2244 - 99) dẫn bảng 4.2 4.2 Quy định lắp ghép Đáp ứng yêu cầu sản suất người ta phải quy định hàng loạt kiểu lắp với đặc tính khác Hệ thống kiểu lắp quy định dựa hai quy luật Quy luật hệ thống lỗ bản, hệ thống kiểu lắp mà vị trí miền dung sai lỗ cố định, muốn kiểu lắp khác tat hay đổi vị trí miền dung sai trục đo so với kích thước danh nghĩa (hình 4.2), miền dung sai lỗ kí hiệu H có đặc tính là: Sai lệch dưới: EI = Sai lệch trên: ES = + ITD Quy luật hệ thống trục bản, hệ thống kiểu lắp mà vị trí miền dung sai trục cố định, muốn kiểu lắp đặc tính khác nhau, ta thay đổi vị trí miền dung sai lỗ so với kích thước danh nghĩa, (hình 4.3) Miền dung sai trục kí hiệu h có đặc tính là: Sai lệch es = Sai lệch ei = - ITd Như theo hai quy luật trên, để quy định kiểu lắp ghép phải quy định dãy miền dung sai trục lỗ tùy theo đặc tính lắp ghép mà ta yêu cầu Vị trí miền dung sai dãy xác định giá trị “ sai lệch bản” Sai lệch bản: Sai lệch hàm kích thước, xác định vị trí miền dung sai so với kích thước danh nghĩa Đối với miền dung sai nằm phía kích thước danh nghĩa sai lệch sai lệch giới hạn chúng, miền dung sai nằm phía kích thước danh nghĩa sai lệch sai lệch giới hạn chúng (hình 4.4) Sai lệch dãy miền dung sai kí hiệu chữ in hoa: A, B, C,…., Z,ZA, ZB,ZC kích thước lỗ chữ thường: a, b, c, … z za, zb, zc kích thước trục Trị số sai lệch ứng với kích thước khác quy định theo TCVN 2244-99 dẫn bảng 4.3, 4.4 Từ trị số dung sai tiêu chuẩn trị số sai lệch ta xác định giá trị sai lệch giới hạn (ES, EI es, ei) miền dung sai tiêu chuẩn Ví dụ: Miền dung sai kích thước trục : 40g7 Khoảng cách kích thước danh nghĩa: 30 đến 50mm Dung sai tiêu chuẩn :IT = 25µm(bảng 4.2) Sai lệch :SLCB = - µm (bảng 4.3) Sai lệch giới hạn kích thước: 10 (hình 4.30), bánh bánh đai lồng không quay nhanh trục, cổ biên với biên máy nước H8/d9,H9/d9, H8/d10, H9/d10, D9/h8, D9/h9, D10/h9: kiểu lắp thường sử dụng mối ghép độ xác khơng cao Trong kiểu lắp H9/d9 sử dụng ưu tiên Ví dụ: trục truyền dẫn chung lắp với ổ, bánh đai quay lồng không lắp với trục, piston lắp với xilanh máy nén khí, hộp van thân máy nén khí (hình 4.27) cán piston lắp với piston vòng găng lắp với rãnh piston cấu van trượt (hình 4.30) H11/d11, D11/h11: hai kiểu lắp thường sử dụng mối ghép động khơng u cầu độ xác dịch chuyển mối ghép cố định độ xác định tâm thấp Trong kiểu lắp H11/d11 sử dụng ưu tiên Ở cấp xác thấp kiểu lắp sử dụng có độ hở đảm bảo nhỏ cần thiết để bù trừ cho sai số vị trí bề mặt lắp ghép, cho phủ lớp bảo vệ bề mặt lắp ghép, mối ghép động điều kiện bụi bẩn Ví dụ: sống dẫn thơ chuyển động thẳng, mối ghép lề, lăn với trục, nắp ổ bạc chặn ổ lắp với thân hộp, trục lắp với ổ trượt, bánh ly hợp lắp lồng khơng trục cấu xác thấp, xec măng dầu lắp rãnh piston Lắp ghép H/a, H/b, H/c, A/h, B/h, C/h loại lắp ghép có độ hở lớn, độ hở đảm bảo giới hạn: (0,006 ÷0,02) dN kích thước đến 30mm (0,002 ÷0,005)dN kích thước khoảng 30 ÷80 mm (0,001 ÷0,0035)dN kích thước lớn 120mm Lắp ghép quy định chủ yếu cấp xác thấp IT11,IT12 sử dụng mối ghép cấu độ xác thấp Ở độ hở lớn cần thiết để bù trừ cho sai lệch vị trí bề mặt lắp ghép (sai lệch độ đồng tâm, sai lệch độ đối xứng, sai lệch độ vng góc v.v) để bù trừ cho thay đổi kích thước q trình sử dụng tác động nhiệt độ, nở thấm dầu nước, sử dụng trục từ vật liệu kéo tinh không gia công gia công thô, để đảm bảo chuyển động tịnh tiến quay trông điều kiện bụi bẩn - H8/c8: trường hợp đặc biệt, dựa sở tính tốn chọn kiểu lắp người ta sử dụng kiểu lắp mối ghép động xác làm việc điều kiện tải trọng đặc biệt nặng nhiệt độ cao làm độ hở giảm lớn biến dạng nhiệt chi tiết khơng Ví dụ: piston lắp với xilanh, van đóng mở lắp với bạc dẫn hướng động đốt trong, ổ ma sát ướt lắp với trục tải nặng, quay nhanh máy cán, tuabin máy bơm máy nén khí cỡ lớn - H11/c11, H11/b11, C11/h11, B11/h11: kiểu lắp sử dụng mối ghép, ví dụ nắp với thân hộp, nắp bích với thân hộp, trục lắp với ổ máy nông nghiệp 35 - H12/b12, B12/h12: sử dụng mối ghép mà trục gia công thô không gia công lắp với ổ máy nông nghiệp máy khác, mối ghép bulong lề không quan trọng, mối ghép gạt, tay quay, ống nối trục - H11/a11, A11/H11: sử dụng mối ghép bulong lề không quan trọng, mối ghép ổ với trục phanh 4.7.2 Chọn kiểu lắp trung gian tiêu chuẩn Lắp ghép trung gian sử dụng mối ghép cố định chi tiết cần tháo lắp đảm bảo định tâm tốt chi tiết lắp ghép Khi chọn lắp ghép trung gian cần phải tính xem với đặc tính lắp ghép xác suất nhận độ dôi độ hở Độ dơi nhận lắp ghép trung gian có giá trị tương đối nhỏ, thường không yêu cầu kiểm tra chi tiết theo độ bền trừ trường hợp chi tiết có thành mỏng Độ dơi lắp ghép không đủ đảm bảo truyền momen xoắn lớn lực lớn thường dùng chi tiết phụ then, chốt, vít v.v để đảm bảo truyền momen xoắn lực dọc trục Đôi người ta sử dụng lắp ghép trung gian mối ghép khơng có chi tiết kẹp chặt phụ, ví dụ: lực làm dịch chuyển chi tiết nhỏ, cố định tương đối chi tiết lắp ghép điều kiện bắt buộc để đảm bảo chất lượng làm việc chúng Độ hở nhận lắp ghép trung gian tương đối nhỏ tiết lắp ghép khơng có khả dịch chuyển lớn Các kiểu lắp trung gian phân biệt xác suất xuất độ dôi độ hở Xác xuất nhận độ dơi lớn lắp ghép bền Các lắp ghép bền sử dụng để định tâm xác chi tiết lắp ghép tải trọng va đập chấn động lớn, để đảm bảo cố định chi tiết lắp ghép mà không cần kẹp chặt phụ Tuy nhiên việc thực lắp ghép với kiểu lắp bền phức tạp mà đòi hỏi lực ép lớn Bởi cần tháo lắp thường xuyên thực lắp ghép chi tiết có khó khăn nên sử dụng kiểu lắp trung gian bền Miền dung sai kích thước chi tiết ứng với lắp ghép trung gian tạo thành dãy sát phủ nhiều lên nhau, tạo điều kiện dễ dàng cho việc chọn kiểu lắp cho mối ghép mà đặc tính yêu cầu nhạy thay đổi độ dơi độ hở Miền dung sai tiêu chuẩn ứng với lắp ghép trung gian sử dụng phổ biến bề mặt trục lỗ hộp lắp lỗ lăn Nhưng đặc tính lắp ghép với ổ lăn khác với lắp ghép trung gian bình thường phân bố đặc điểm miền dung sai kích thước vịng ổ lăn Lắp ghép trung gian quy định cấp xác tương đối cao: từ IT4÷IT7 trục IT5÷IT8 lỗ Kích thước lỗ kiểu lắp trung gian thường cấp xác thấp so với cấp xác kích thước trục Dãy kiểu 36 lắp trung gian dãy mà kích thước trục cấp xác cịn kích thước lỗ cấp xác Chọn kiểu lắp trung gian thiết kế thường tiến hành theo thí nghiệm Việc tính tốn tiến hành chủ yếu để kiểm nghiệm lại Tính tốn gồm: - Tính xác suất nhận độ dơi độ hở lắp ghép - Tính tốn độ hở lớn theo độ lệch tâm cho phép chi tiết lắp ghép, ví dụ: bánh cần phải giới hạn độ đảo vành răng, cấu đảo chiều tính tốn độ dịch chuyển cho phép chi tiết để giảm tác động động lực học - Tính tốn độ bền chi tiết (chỉ với chi tiết thành mỏng) lực lắp ghép lớn cần thiết ứng với độ dôi lớn lắp ghép 1) tính xác suất nhận dộ dơi độ hở lắp ghép Để tính xác suất nhận độ hở độ dôi ta có kích thước loại chi tiết chế tạo tn theo luật phân bố chuẩn (phân bố Gauss) Do đặc tính lắp ghép (độ dơi N độ hở S) tuân theo luật phân bố chuẩn (xem chương 3) Giả sử lắp ghép trung gian có độ dơi N (S) phân bố theo quy luật Gauss (hình 4.31) Sai lệch bình phương trung bình độ dơi là: TD, Td dung sai kích thước lỗ kích thước trục Độ dơi trung bình lắp ghép Nm = Ở ta coi trường hợp xuất độ hở, tức xuất dơi âm, nên tính Nm Nmin Smax mang dấu âm (ngược lại coi trường hợp xuất độ dơi xuất độ hở âm) Điểm c ứng với giá trị N=0 S=0 có tọa độ xc, từ đồ thị (4.31) ta có xc = Nm Như xác suất xuất độ hở - P(S) độ dôi P(N) là: P(S) = 0,5 - = 0,5 + Φ(Zc) P(N) = 0,5 + = 0,5 + Φ(Zc) Ví dụ: tính xác suất xuất độ hở độ dôi lắp ghép Φ65 Từ bảng tiêu chuẩn (TCVN 2245 – 99) ta tra sai lệch dung sai kích thước lắp ghép : Φ65H7 Φ65n6 37 Đặc tính lắp ghép là: Đặc trưng quy luật phân bố là: Nm = Từ bảng 3.1 ứng với Zc = 2,46 ta được: Φ(Zc)=Φ(2,46)=0,493 Vậy xác suất xuất độ dơi độ hở tính theo phần trăm là: P(N)= 0,5 + Φ(2,46) = 0,5 + 0,493 = 0,993 →99,3% P(S) = 0,5 - Φ(2,46) = 0,5 - 0,493 = 0,007 → 0,7% 2) Phạm vi ứng dụng lắp ghép trung gian Lắp ghép H/js, Js /h xác xuất nhận độ hở lớn xác xuất nhận độ dôi Giá trị độ dôi khơng lớn (đến 1/2 dung sai kích thước trục) Bởi tháo lắp cần dùng lực nhẹ (búa gỗ đủ) Lắp ghép sử dụng trường hợp sử định tâm chi tiết cho phép độ hở lớn yêu cầu đảm bảo tháo lắp thường xuyên, ví dụ: chi tiết thay lắp ghép sử dụng thay cho lắp ghép H/k chiều dài mối ghép lớn(3÷4 lần d N), tháo lắp khó khăn phối hợp phận, khối lượng kích thước chi tiết Lắp ghép sử dụng cho mối ghép cố định mối ghép động dịch chuyển với tốc độ nhỏ khối lượng chi tiết không lớn Trong trường hợp đặc biệt người ta sử dụng lắp ghép mối ghép động cần kín khít (trường hợp cần lựa chọn chi tiết lắp để loại trừ độ dôi) - H7/js6, Js7/h6 lắp ghép sử dụng ưu tiên, ví dụ: ống lót trục thân đầu trục máy doa, bánh với đầu trục máy mài, bánh đai khơng lớn tay quy với đầu trục, li hợp đầu trục máy tiện nhỏ, cốc lắp ổ lăn với thân máy - H6/ js 5, Js 6/h5 lắp ghép sử dụng mối ghép, ví dụ: chặn ổ trục lắp với thân máy điện độ xác cao, bạc côn lắp với ổ thân ụ trước máy tiện, lòng ụ động lắp với thân ụ động máy tiện (có lựa chọn kích thước chi tiết lắp để tránh lắp ghép có dộ dơi) - H8/ js 7, Js 8/h7, lắp ghép sử dụng với mối ghép để định tâm chi tiết, ví dụ: nắp trước máy điện lắp với thân máy, nửa khớp nối trục lắp trục Lắp ghép H/k, K/h kiểu lắp trung gian đặc trưng sử dụng nhiều Xác suất nhận độ dôi độ hở ứng với kiểu lắp gần Tuy nhiên ảnh hưởng sai lệch hình dạng, đặc biệt chiều dài lắp ghép lớn, (2 ÷3) dN, đa số trường hợp độ hở không cảm nhận lắp Trong đa số lắp ghép, độ dôi nhận không lớn đủ để định tâm chi tiết ngăn ngừa trấn động chi tiết quay với tốc độ trung bình - H7/k6, K7/h6 hai kiểu lắp sử dụng ưu tiên sử dụng mối ghép, ví dụ: bánh lắp với trục hộp giảm tốc máy cơng cụ máy khác 38 (hình 4.32), bánh đai, vô lăng, gạt, đĩa lệch tâm không tháo, lắp với trục, bạc lắp với đầu biên động máy kéo (hình 4.33), bạc lắp moay bánh quay trục -H6/k5, K6/h5:các kiểu lắp cấp xác cao sử dụng mối ghép, ví dụ: chốt piston lắp với lỗ piston, bánh nhỏ lắp với trục cấu xác (xích động học) máy công cụ` - H8/k7, K8/h7: hai kiểu lắp cấp xác thấp sử dụng mối ghép độ xác thấp chế tạo máy kéo, máy làm đg giao thơng, máy hóa, máy nơng nghiệp, ví dụ:trục trượt lỗ truyền máy nén khí (hình 4.34), piston lắp với cán piston máy bơm chi kì (hình 4.23) Lắp ghép H/m, M/h : độ dôi đảm bảo lắp ghép chiếm ưu xác suất nhận độ hở tương đối nhỏ, độ hở không cảm nhận lắp sai lệch hình dạng, đặc biệt chiều dài mối ghép tăng Lắp ghép sử dụng mối ghép cố định mà chi tiết lắp trục quay nhanh có chi tiết kẹp chặt phụ khơng có chi tiết kẹp chặt phụ tải trọng nhỏ, chiều dài mối ghép lớn Lắp ghép sử dụng để thay cho kiểu lắp H/n tăng chiều dài mối ghép(1,5 đến dN) không cho phép biến dạng lớn chi tiết 39 - H7/m6, M7/h6:đc sử dụng mối ghép, ví dụ: bánh lắp với trục hộp giảm tốc (hình 4.35), chốt chi tiết lắp đầu trục máy điện, bạc thành mỏng lắp với thân hợp kim màu, định tâm cam trục phân phối Miền dung sai M6 m6 không thuộc dãy miền dung sai ưu tiên, trường hợp cần thiết chọn kiểu lắp có đặc tính gần với đặc tính lắp ghép mà miền dung sai kích thước thuộc dãy miền dung sai ưu tiên, ví dụ: H8/n6 H6/k6 - H6/m5, H5/m6 kiểu lắp cấp độ xác cao, sử dụng mối ghép, ví dụ: chốt piston lắp với lỗ piston máy nén khí (hình 4.36), bạc cố định lắp với thân đồ gá máy công cụ - H8/m7, M8/h7 kiểu lắp cấp độ xác thấp hơn, sử dụng với mối ghép, ví dụ: tang quay lắp với bánh răng, ống lót lắp với thân dụng cụ đo khí- quang học, hộp van lắp với xi lanh máy nước (hình 4.37) Lắp ghép H/n, N/h lắp ghép bền lắp ghép trung gian Khi thực lắp ghép, thực tế độ hở không xuất Để tháo lắp chi tiết mối ghép cần lực lớn nên phải sử dụng máy ép, đồ gá ép, phải sử dụng phương pháp nhiệt để lắp Mối ghép tháo, tháo đại tu Lắp ghép sử dụng để định tâm chi tiết cho mối ghép cố định, truyền lực lớn có va đập chấn động (có chi tiết kẹp chặt phụ) để đảm bảo cố định chi tiết lắp ghép mà không cần kẹp chặt phụ, tải trọng không lớn, chẳng hạn chế tạo dụng cụ đo 40 -H7/n6, N7/h6 hai kiểu lắp ghép ưu tiên sử dụng mối ghép bánh răng, ly hợp, tay quay chi tiết khác với trục tải nặng, ví dụ: bánh trục máy búa hơi, bánh trục cấu rung máy nghiền đá, bánh vịt lắp với trục, vành với hướng dẫn (hình 4.39), moay cánh quạt gió lắp với trục, chốt định vị vá chốt định cữ lắp với thân tâm dẫn hướng đồ gá may công cụ -H6/n5,N6/h5 lắp ghép cấp xác cao, sử dụng với mối ghép, ví dụ: chốt piston lắp với lỗ piston động máy kéo (hình 4.40) - H8/n7, N8/h7 lắp ghép cấp xác thấp hơn, sử dụng cho mối ghép, ví dụ: ống lót van tiết lưu với thân máy búa (hình 4.41) 4.7.3 Chọn kiểu lắp chặt tiêu chuẩn 41 Lắp chặt sử dụng mối ghép cố định không tháo (hoặc tháo trường hợp đặc biệt sửa chữa) khơng có chi tiết kẹp chặt phụ vít, chốt, then Sự cố định hai chi tiết lắp ghép đạt sức căng bề mặt chi tiết sức căng phát sinh tác động biến dạng lớp vật liệu bề mặt tiếp xúc tỉ lệ với độ dôi lắp ghép.Trong đa số trường hợp lắp ghép độ dơi gây biến dạng đàn hồi bề mặt tiếp xúc Nhưng lắp ghép có độ dơi tương đối lớn chi tiết lắp ghép chế tạo từ hợp kim nhẹ, chất dẻo phát sinh biến dạng đàn hồi dẻo (biến dạng dẻo hai chi tiết lắp ghép không truyền lan chiều dài vật liệu) biến dạng dẻo (biến dạng truyền lan tất chiều dài vật) Sử dụng lắp ghép nhiều trường hợp hợp lý Việc đảm bảo cố định chi tiết mối ghép truyền tải lắp chặt cho phép làm đơn giản hóa kết cấu lắp giáp chi tiết Rất trường hợp phải dùng bổ xung chi tiết kẹp phụ, trừ truyền momen xoắn lực dọc trục lớn Với trị số độ dôi độ bền mối ghép phụ thuộc vào vật liệu, kích thước chi tiết, nhám bề mặt lắp ghép, phương pháp lắp Do việc chọn lắp ghép không dựa vào mối ghép tương tự biết mà cịn phải dựa tính tốn sơ độ dôi ứng suất phát sinh, đặc biệt sử dụng lắp ghép có độ dơi tương đối lớn Đối với sản phẩm sản xuất hàng loạt hàng khối tiến hành kiểm tra thử trước lắp ghép có độ dơi chọn 1) Các phương pháp thực lắp chặt Lắp máy ép nhờ lực chiều trục nhiệt độ bình thường, lắp gọi lắp ép dọc - Lắp cách nung nóng trước chi tiết bao (lỗ) làm lạnh chi tiết bao (trục) đến nhiệt độ xác định tiến hành lắp Đây phương pháp biến dạng nhiệt hay phương pháp ép ngang Chọn phương pháp lắp cho trường hợp cụ thể phải dựa vào: hình dạng, kích thước chi tiêt lắp ghép, giá trị độ dơi, thiết bị thích hợp có để lắp Lắp máy ép đơn giản thường dùng Nó sử dụng ưu việt độ dơi khơng lớn (đến 0,001d N).Tuy nhiên có số nhược điểm: biến dạng khơng đồng chi tiết thành mỏng, gây hư hỏng bề mặt lắp ghép, yêu cầu máy công suất lớn, yêu cầu cao nhám bề mặt lắp ghép Lắp ghép phương pháp biến dạng nhiệt sử dụng độ dôi tương đối lớn, độ dôi không lớn Lắp ghép đảm bảo chất lượng cao mối ghép bị hư hỏng bề mặt lắp ghép giảm ảnh hưởng nhám bề mặt + Lắp cách nung nóng chi tiết bao, nhiệt độ cần nung là: 42 TD , 0C + Lắp cách làm lạnh chi tiết bao, nhiệt độ cần làm lạnh là: Td - , 0C Trong t- nhiệt độ phịng thực lắp, oC S – độ hở tối thiểu cần thiết thực lắp ráp, mm S phụ thuộc vào khối lượng, kích thước chi tiết đồ gá sử dụng (thường lấy Smin lắp ghép H/g) α- hệ số dãn nở dài nung nóng làm lạnh Trong trường hợp đặc biệt chế tạo máy lớn tính nhiệt độ nung nóng (làm lạnh) cần phải tính đến giảm nhiệt độ (tăng nhiệt độ) vận chuyển chi tiết từ chỗ nung đến chỗ lắp Tính tốn kiểu lắp chặt tiêu chuẩn Chọn kiểu lắp chặt tiêu chuẩn cho mối ghép tiến hành dựa sở tính tốn để đảm bảo hai điều kiện - Đảm bảo độ bền mối ghép, tức đảm bảo khơng có dich chuyển tương đối hai chi tiết lắp ghép có ngoại lực tác dụng - Đảm bảo độ bền chi tiết lắp ghép, đảm bảo không phá hỏng bề mặt lắp ghép ứng suất phát sinh tác dụng độ dôi lắp ghép Với điều kiện thứ cho ta xác định độ dôi cho phép nhỏ [Nmin] đủ đảm bảo truyền lực (momen xoắn lực chiều trục) Với điều kiện thứ hai cho phép ta xác định độ dôi cho phép lớn [N max], đảm bảo không phát sinh biến dạng dẻo bề mặt lắp ghép tác động độ dơi Cơ sở tính tốn dựa tốn tính sức bền mối ghép ống dày (bài tốn Lamê) (hình 4.42) Q trình tính tốn thực sau: Tính áp lực riêng nhỏ yêu cầu [pmin] bề mặt tiếp xúc mối ghép theo trị số ngoại lực tác dụng kích thước mối ghép (dN,1) - Khi truyền momen xoắn: [pmin] = , N/m2 (4 – 15) - Khi truyền lực chiều trục P: 43 [pmin] = , N/m2 (4 – 16) - Khi truyền đồng thời momen xoắn lực chiều trục: [pmin] = , N/m2 (4 – 17) P – lực chiều trục, N, Mx – momen xoắn, Nm, l – chiều dài bề mặt lắp ghép , m f – hệ số ma sát theo hướng tác dụng lực Xác định độ dơi tính toán nhỏ đủ đảm bảo truyền lực, Nmin tt =[pmin].dN (4 – 18) - E1,E2 modun đàn hồi vật liệu chi tiết bị bao chi tiết bao, N/m2 - C1,C2 hệ số Lamê xác định sau: C1 = , C2 = µ1,µ2 hệ số poatson tương ứng với chi tiết bị bao bao Đối với chi tiết thép µ= 0,3, E = (1,96ữ2).1011 N/m2, chi tit bng gang thỡ à=0,25, E=(0,74÷1,05).1011 N/m2 Xác định độ dơi cho phép nhỏ kể ảnh hưởng nhám bề mặt [Nmin] = Nmin tt +1,2(RzD + Rzd) ≈ Nmin tt +5(RaD+Rad) (4 – 19) Ngoài ảnh hưởng nhám, người ta kể đến ảnh hưởng yếu tố khác đến thay đổi độ dơi tính tốn, ví dụ khác nhiệt độ làm việc chi tiết nhiệt độ lắp, ảnh hưởng lực li tâm… Xác định áp lực riêng cho phép lớn [pmax], đảm bảo không phát sinh biến dạng dẻo bề mặt tiếp xúc chi tiết lắp ghép [p max] lấy giá trị nhỏ hai giá trị áp lực riêng p1 p2: p1 = 0,58 (4 – 20) p2 = 0,58 (4 – 21) σc1, σc2 giới hạn chảy vật liệu chi tiết bị bao chi tiết bao Xác định độ dôi tính tốn lớn nhất: Nmax tt = [pmax].dN (4 - 22) Xác định độ dôi cho phép lớn kể ảnh hưởng nhám bề mặt: [Nmax] = Nmax.tt + 1,2 (RZD + RZd) ≈ Nmax.tt +5(RaD + Rad) (4 – 23) Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn: Từ bảng hệ thống dung sai lắp ghép, TCVN 2245 – 99, ta chọn kiểu lắp có đặc tính (Nmax, Nmin) thỏa mãn điều kiện sau: Nmax ≤ [Nmax] Nmin > [ Nmin] Ví dụ: chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho mối ghép kích thước: dN = 60mm, l = 70mm, 44 d1= 10mm, d2= 100mm Dùng để truyền momen xoắn Mx = 650 Nm Vật liệu chi tiết thép 45 có giới hạn chảy: σ c1 = σc2=σc = 35.107 N/m2 Chiều cao trung bình nhám bề mặt trục Rzd = 6,3 µm, bề mặt lỗ RzD = 10 µm Xác định [pmin] theo (4 – 15): [pmin] = N/m2 Chọn hệ số ma sát f = 0,08 - Xác định Nmin theo (4 – 18): Nmin = [pmin].dN C1 = - 0,3 = 0,76, C2 = + 0,3 = 2,43 Nmin = 2,05.107.60.10-320.10-6 = 20µm - Xác định [Nmin] theo (4 – 20): [Nmin] = 20 + 1,2 (10 +6,3) = 39,6µm Nếu tính đến khả tháo lắp cần phải cộng them lượng bổ xung γ b = 10µm, vậy: [Nmin] = 39,6 + 10 = 49,6 ≈ 50µm - Xác định [pmax] theo (4 – 20) (4 – 21) p1 = 0,58.35.10-7≈ 20.107 N/m2 p2 = 0,58.35.10-7 ≈ 13.107 N/m2 Vậy [pmax] = 13.107N/m2 - Xác đinh Nmax theo (4 – 22): Nmax = 13.107.60.10-3= 124.10-6 =124µm Xác định [Nmax] theo (4 – 23): [Nmax]= 124 + 19,6 = 143,6 µm - Theo (TCVN 2245 – 99) ta chọn kiểu lắp Φ60 thoả mãn điều kiện Nmax = 117µm < [Nmax] = 143,6µm Nmin 57µm > [Nmin] = 50 µm 3) phạm vi ứng dụng lắp ghép chặt Lắp ghép H/p, P/h đặc trưng độ dôi đảm bảo nhỏ quy định cấp xác cao: IT4÷IT6 trục, IT5÷IT7 lỗ Lắp ghép sử dụng mối ghép truyền momen xoắn lực chiều trục nhỏ, dịch chuyển tương đối chi tiết lắp ghép không quan trọng chức sử dụng mối ghép, mối ghép có chi tiết thành mỏng khơng cho phép biến dạng lớn, mối ghép cần định tâm chi tiết lớn tải nặng quay nhanh (có chi tiết kẹp chặt phụ) Đối với mối ghép mà chi tiết lắp ghép kim loại mầu hợp kim nhẹ chúng sử dụng tương tự kiểu lắp trung gian H/n, N/h Trục với miền dung sai p5,p6 lỗ với miền dung sai P6, P7 sử dụng bề mặt chi tiết với ổ lăn 45 - H7/p6, P7/h6 hai kiểu lắp sử dụng ưu tiên Chúng sử dụng mối ghép, ví dụ: bạc bánh nhỏ lắp với trục ụ trước máy tiện, vành định vị lắp với trục động điện (hình 4.43), vành cố định vị trí trục vòng ổ lăn, bánh lớn lắp với trục hộp giảm tốc, trục tang quấn dây, trục khác có kẹp chặt phụ then, bạc cố định với dẫn hướng đồ gá (hình 4.28) - H6/p5, P6/h5 lắp ghép sử dụng mối ghép cấp xác cao, khơng cho phép độ dơi dao động lớn, ví dụ: bạc thành mỏng dễ lắp với trục có chiều dài lắp ghép tương đối lớn Lắp ghép H/r,H/s, H/t, R/h, S/h, T/h lắp ghép đặc trưng độ dôi đảm bảo vừa phải giới hạn (0,0002 ÷0,0006)dN 46 Chúng sử dụng trường hợp mà độ bền chi tiết lắp ghép không cho phép sử dụng lắp ghép có độ dơi lớn, mối ghép chịu tải trọng nặng có chi tiết kẹp chặt phụ Lắp ghép H/r R/h sử dụng ác mối ghép mà chi tiết lắp ghép kim loại màu kim loại nhẹ, cịn khu kích thước lắp ghép lớn 80mm xác mối ghéo có chi tiết lắp ghép kim loại đen sử dụng H/p, P/h Lắp ghép loại đặc trưng tồn biến dạng đàn hồi chi tiết lắp ghép quy định chi tiết cấp xác cao (IT6÷IT7 kích thước lỗ, IT5 ÷IT7 kích thước trục) thường khơng u cầu lựa chọn sơ kích thước chi tiết lắp Lắp ghép thực nhờ máy ép phương pháp biến dạng nhiệt Trong kiểu lắp thuộc nhóm dung sai kích thước lỗ thường cấp xác xác thấp cấp so với kích thước trục H7/r6, H7/s6, H7/t6 R7/h6,S7/h6, T7/h6 kiểu lắp cấp xác tring bình H7/r6 H7/s6 sử dụng ưu tiên.Chúng sử dụng mối ghép, ví dụ: bạc ổ trượt lắp với thân ổ tải trọng nặng có va đập, bạc lắp với nắp thân máy nén khí để khoan (hình 4.44), bạc lắp với đầu biên máy nén khí (4.36), bạc dẫn hướng cố định, chốt định vị, chốt tì lắp với thân đồ gá, cánh quạt lắp với trục động điện máy trục, áo xilanh lắp với thân bơm piston, áo xilanh lắp với thân cấu van trượt (hình 4.30), bánh lắp với trục trung gian hộp truyền động oto tải có kẹp chặt phụ then, bánh nhỏ lắp với trục bơm dầu máy kéo có kẹp chặt phụ then (hình 4.45), vành đồng bánh vít với thân gang có kẹp chặt phụ vít (hình 4.46) 47 H6/r5, H6/s5 lắp ghép cấp xác cao, sử dụng mối ghép xác, yêu cầu đủ độ bền chắc, không cần kẹp chặt phụ, không cho phép dao động lớn độ dơi, ví dụ: bạc với trục máy điện, đĩa tì lắp với roto tuabin Lắp ghép H/u H/x H/z U/h kiểu lắp ghép đặc trưng độ dôi đảm bảo lớn, (0,001÷0,002)dN sử dụng mối ghép truyền tải nặng kể tải trọng động mà khơng có kẹp chi tiết chặt phụ Độ dôi lớn đến mức mà bề mặt lắp ghép chi tiết xuất biến dạng đàn hồi dẻo biến dạng dẻo Bởi chi tiết lắp ghép cần kiểm tra thử nghiệm, đặc biệt sản xuất hàng khối Lắp ghép thực cách kết hợp phương pháp biến dạng nhiệt ép dọc Dung sai kích thước lắp ghép thường quy định cấp IT8 IT7 H7/u7, H8/u8 U8/h7 lắp ghép sử dụng nhiều nhóm lắp ghép có độ dơi lớn, đặc biệt kiểu lắp H8/u8 Ví dụ: đĩa li hợp lắp không tháo với trục, vành đồng thân thép bánh vít, bánh tầu hỏa lắp với trục toa tầu bạc ổ trượt lắp với thân ổ máy ép bánh lệch tâm (hình 4.24), bạc ngắn với moay bánh (hình 4.47) chốt tay quay lắp với đĩa tay quay đĩa tay quay với trục máy nơng nghiệp (hình 4.48) - H8/x8, f H8/z8 kiểu lắp sử dụng mối ghép chịu tải trọng biến đổi, va đập, chấn động chi tiết lắp ghép có ứng suất cho phép lớn vật liệu, ví dụ: vành tiếp xúc vịng cách điện máy điện trung bình nhỏ (hình 4.49), chốt tay quay với đĩa tay quay tời nước (hình 4.29), mối ghép chi tiết thép chi tiết hợp kim nhẹ chất dẻo 48 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG IV Câu 1: Trình bày khái niệm, đặc điểm, vẽ sơ đồ lắp ghép hệ thống trục hệ thống lỗ? Câu 2: Trình bày cách ghi ký hiệu sai lệch lắp ghép vẽ, cho ví dụ minh hoạ? Câu 3: Trình bày phương pháp định tâm mối ghép then hoa chữ nhật? Câu 4: Trình bày cách ghi ký hiệu cho mối ghép then hoa chữ nhật, vẽ hình minh hoạ? Câu 5: Trình bày yếu tố lắp ghép mối ghép then hoa dạng than khai? Câu 6: Trình bày phương pháp lắp ghép mối ghép có độ dơi, ưu nhược điểm cảu phương pháp đó? Câu 7: Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho mối ghép ổ trượt làm việc điều kiện ma sát ướt Các thông số kích thước điều kiện làm việc ổ là: dN= 80mm, l = 75mm P = 2.106N/m2, ω = 157 rad/s (1500v/ph) Dầu tua bin 22 với độ nhớt động học t = 500C là: µ = 19.10-3 N.s/m2 Nhám bề mặt lắp ghép có đặc trưng RaD = Rad = 0,8µm Câu 8: Giả thiết sai số kích thước trục lỗ ngẫu nhiên tuân theo quy luật phân bố chuẩn có trung tâm phân bố trùng với trung tâm dung sai Tính xác suất (theo phần trăm) nhận lắp ghép có độ dơi lắp ghép trục với lỗ ? Câu 9: Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho mối ghép kích thước: dN = 120mm, l = 180mm, d1= 50mm, d2= 240mm Dùng để truyền momen xoắn Mx = 6000 Nm Vật liệu chi tiết thép 45 có giới hạn chảy: σ c1 = σc2=σc = 35.107 N/m2 Chiều cao trung bình nhám bề mặt trục Rzd = 6,3 µm, bề mặt lỗ RzD = 10 µm, hệ số ma sát f = 0,14? 49 ... nghĩa lắp ghép 40mm, miền dung sai lỗ (H7) ứng với sai lệch H cấp xác 7, miền dung sai trục (js6), ứng với sai lệch j scấp xác lắp ghép theo kiểu lắp trung gian 4.4 Dung sai lắp ghép chi tiết lắp. .. lắp ghép tiêu chuẩn cách phối hợp miền dung sai lỗ (H) với miền dung sai trục, ví dụ H/f, miền dung sai trục (h) với miền dung sai lỗ, ví dụ K/h Như ta hình thành nhóm lắp ghép sau: - Nhóm lắp. .. 2500-3500 3500-5500 19 4.5 Dung sai lắp ghép then 4.5.1 Kích thước lắp ghép Lắp ghép then thực theo bề mặt phẳng (mặt bên then) theo kích thước b(hình 4.12), then lắp rãnh trục rãnh bạc(bánh