(TIỂU LUẬN) bài THÍ NGHIỆM số 03 và 04 xác ĐỊNH hệ số XIẾT và hệ số NGOẠI lực TRÊN mối GHÉP BULÔNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ Bộ mơn Thiết kế máy BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 03 04 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ XIẾT VÀ HỆ SỐ NGOẠI LỰC TRÊN MỐI GHÉP BULÔNG Giảng viên hướng dẫn: Thân Trọng Khánh Đạt Sinh viên thực hiện: STT BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 03 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ XIẾT TRÊN MỐI GHÉP BULƠNG I Mục tiêu thí nghiệm Sử dụng cờ lê đo mômen xiết để xác định mômen xiết; Hiểu nguyên lý, sử dụng máy đo bulơng sóng siêu âm để đo lực xiết bulông; Hiểu nguyên lý, sử dụng loadcell để đo lực xiết bulông; Xác định hệ số xiết, thông qua hiểu mối quan hệ mơmen xiết lực xiết, yếu tố điều kiện lắp mối ghép AI Các quy tắc kỹ thuật an toàn Sinh viên tuân thủ quy tắt an tồn phịng thí nghiệm III Báo cáo thí nghiệm − Đường kính lỗ lắp bulong: Xác định thông số mối ghép ren d ụng cụ đo Đường kính ngồi mặt tựa − Đường kính danh nghĩa bulong: − Đường kính trung bình: − − − Đường kính trung bình − − Góc nâng ren Góc ma sát Hệ số ma sát chi tiế Kết đo Tiến hành thí nghiệm Số lần đo Mômen xiết Hệ số xiết K Đồ thị phụ thuộc hệ số xiết vào mơmen xiết Tính tốn hệ số xiết lý thuyết theo công thức (8) với hệ số ma sát tra bảng so sánh với k =0.5× = 0.155 δ So sánh với kết đo: = |0.1690.169−0.155| × 100% = 8.28% IV Nhận xét kết kết luận • Trên đồ thị ta thấy tăng momen xiết động khoảng từ • Giá trị thường phép khoảng cho • Sai số lý thuyết thực tế điều kiện bôi trơn, vật liệu tính chất • xác hệ số ma sát bề mặ t đai ốc chi tiế t ghé p Sai số lý thuyết thí nghiệm hệ số chọn o Do phép tính Ý nghĩa: o Do sai số dụng cụ đo, người làm thí nghiệm chưa thật xác hệ mơmen xiết lực xiết thực tế, bao gồm ma sát, xoắn, uốn, biến dạng ⇒ Giá trị • hệ số xiết đàn hồi ren nhiều yếu tố khác mà biết chưa biết V Câu hỏi ơn tập Vai trị vả tầm quan trọng việc xác định lực xiết môment xiết thực tế Thực tế, lực xiết bu lơng lực hữu ích kết hợp với cánh tay địn dụng cụ xiết tạo thành mơ-men xoắn (mômen xiết bu lông) đủ lớn tác động lên đầu bu lông đai ốc nhằm tạo ứng suất căng ban đầu thân bu lông để đảm bảo mối liên kết bu lông kẹp chặt theo yêu cầu kỹ thuật Nếu việc xác định lực xiết bu lông đai ốc không chuẩn, lực chưa đủ dẫn đến tượng ốc bulong bị lỏng, từ khiến cho điểm tiếp nối hay gắn kết bị giảm chất lượng nhiều; xiết mức gây hỏng bu lông mối ghép bu lơng Do cần phải siết lực, tiêu chuẩn cho loại bu lông Ý nghĩa hệ số xiết Hệ số xiết cho thấy tổng hợp tất yếu tố ảnh hưởng đến mối quan hệ mômen xiết lực xiết thực tế, bao gồm ma sát, xoắn, uốn, biến dạng đàn hồi ren nhiều yếu tố khác mà biết chưa biết Nguyên lý hoạt động máy đo siêu âm Phép đo siêu âm tải trọng kẹp thu thơng qua giảm dự đoán vận tốc âm bên thân bu lông tải trọng kéo tăng lên Bằng cách đưa xung âm vào đầu bu lơng đo xác thời gian cần thiết để tiếng vọng trở lại từ đầu đối diện, độ dài siêu âm xác định Khi đai ốc siết chặt, thay đổi chiều dài siêu âm sử dụng để tính tốn hiển thị lực kẹp thực tế tạo Nguyên lý hoạt động loadcell đo lực • Một điện áp kích thích cung cấp cho ngõ vào loadcell (2 góc (1) (4) cầu điện trở Wheatstone) điện áp tín hiệu đo hai góc khác • Tại trạng thái cân (trạng thái không tải), điện áp tín hiệu số khơng gần không bốn điện trở gắn phù hợp giá trị Đó lý cầu điện trở Wheatstone gọi mạch cầu cân • Khi có tải trọng lực tác động lên thân loadcell làm cho thân loadcell bị biến dạng (giãn nén), điều dẫn tới thay đổi chiều dài tiết diện sợi kim loại điện trở strain gauges dán thân loadcell dẫn đến thay đổi giá trị điện trở strain gauges Sự thay đổi dẫn tới thay đổi điện áp đầu • Sự thay đổi điện áp nhỏ, đo chuyển thành số sau qua khuếch đại thị cân điện tử (đầu cân) Hình mơ tả nguyên lý làm việc loadcell So sánh hệ số xiết trường hợp mối ghép có khơng có bơi trơn, rút kết luận Vai trị việc bơi trơn mối ghép bulơng • Chất bơi trơn làm giảm lượng mômen xiết cần thiết để bulông xiết chặt, hệ số xiết giảm • Chất bôi trơn cung cấp khả chống mài mòn tốt hơn, cho phép bề mặt trượt trơn tru qua — đặc biệt quan trọng số vật liệu thép khơng gỉ, có xu hướng hàn nguội, gây tượng rỗ ren (Galling) • Chất bôi trơn giúp việc tháo lắp dễ dàng nhiều, đồng thời ngăn ngừa rỉ sét ăn mịn Mặc dù bơi trơn bulơng có ren có nhiều lợi ích, kèm với mối quan ngại lớn chất bôi trơn thay đổi mômen xiết cần thiết để tạo lực xiết thích hợp bulơng, điều ảnh hưởng đến tính tồn vẹn của40%mối ghép bulơng Một số ước tính việc bổ sung chất bơi trơn làm giảm tới số mơmen xiết cần thiết! Kết luận: Mặc dù việc bôi trơn mối ghép bulong có đặc tính có lợi, nhiên đa số nhà máy khơng sử dụng, họ khơng khó xác định ảnh hưởng chất bôi trơn đến độ chặt bu lông Những ảnh hưởng bao gồm: loại chất bôi trơn, lượng chất bôi trơn, bôi trơn nào, bôi trơn đâu, độ nhiễm bẩn chất bôi trơn,… BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 04 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NGOẠI LỰC MỐI GHÉP BULƠNG I Mục tiêu thí nghiệm − Giúp cho sinh viên nắm rõ phương pháp xác định hệ số ngoại lực lý thuyết − Giúp sinh viên tính lực xiết trường hợp lực tác dụng theo phương − Giúp cho sinh viên tiếp cận với phương pháp, dụng cụ đo xác định lực xiết, xử lý kết thực nghiệm để xác định hệ số ngoại lực II Các quy tắc kỹ thuật an toàn Sinh viên tuân thủ u cầu an tồn phịng thí nghiệm III Báo cáo thí nghiệm = −10 Góc nghiêng Lực lớn nhất, = 4414.5 N Bước thay đổi lực ∆ = 300 mm = 1000 N = 100 mm, ; = 150 mm; = 300 mm; = 200 mm Tính hệ số ngoại lực lý thuyết Đo kích thước bu lơng chi tiết ghép để xác định hệ số ngoại lực lý thuyết = 0,25 Tính lực xiết V Lực xiết để bề mặt không bị tách hở: Lực xiết để bề mặt khơng bị trượt: Trong đó: = × sin(−10 ) = 4414.5 = × (−10) =− + = 1.38 × 106 Nmm = 150 × 300 = 45 × 103 mm2 = 0.25: hệ số ngoại lực = 1.4: hệ số an toàn = 0.3: hệ số ma sát Suy ra: = 2: số bu lông ℎở = ượ Lực xiết Kết đo xử lý Tính tốn hệ số ngoại lực Tính giá trị: = sin ;= cos =2 − 0=1.3 Với = = /2 Khi hệ số ngoại lực Theo thí nghiệm: Hệ số ngoại l ực trung = Bảng kết quả: (Giá trị lực lấy giá trị đại s − STT Hệ số ngoại lực 10 III Nhận xét kết kết luận Dựa vào biểu đồ đường cong phụ thuộc tăng dần theo, tức lớn Đối với ngoại lực lớn, bề dày ghép tổng bề dày + tă IV Câu hỏi ơn tập Vai trị tầm quan trọng việc xác định lực xiết mômen xiết thực tế Lực xiết bu lơng đai ốc có vai trò quan trọng xem yếu tố tất yếu định tới chất lượng hiệu công việc Nếu việc xác định lực xiết bu lông đai ốc không chuẩn, lực chưa đủ dẫn đến tượng ốc bulong bị lỏng Từ khiến cho điểm tiếp nối hay gắn kết bị giảm chất lượng nhiều Trong nhiều trường hợp việc xiết lỏng bulông dẫn đến nhiều hậu đáng tiếc mối ghép tách Hoặc xiết chặt làm biến dạng bề mặt ghép, ảnh hưởng xấu đến chất lượng mối ghép Ý nghĩa hệ số ngoại lực xác định hệ số lý thuyết 11 Từ hệ số ngoại lực ngoại lực tác dụng vào mối ghép bulơng, ta xác định lực mà ngoại lực tác dụng vào bulơng tác dụng làm giảm biến dạng nén ghép Từ kiểm tra bền bulơng, chọn vật liệu có độ bền phù hợp 12 ... trơn,… BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 04 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NGOẠI LỰC MỐI GHÉP BULƠNG I Mục tiêu thí nghiệm − Giúp cho sinh viên nắm rõ phương pháp xác định hệ số ngoại lực lý thuyết − Giúp sinh viên tính lực xiết. .. sát Hệ số ma sát chi tiế Kết đo Tiến hành thí nghiệm Số lần đo Mômen xiết Hệ số xiết K Đồ thị phụ thuộc hệ số xiết vào mơmen xiết Tính tốn hệ số xiết lý thuyết theo công thức (8) với hệ số ma...BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 03 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ XIẾT TRÊN MỐI GHÉP BULƠNG I Mục tiêu thí nghiệm Sử dụng cờ lê đo mômen xiết để xác định mômen xiết; Hiểu nguyên lý, sử dụng máy