TRƯờng đại học bách khoa ể ( ễ Bài giảng Cơ sở thiết kế máy Phần I dùng cho sinh viên CHUYÊN NGàNH CƠ KHí CHế TạO MáY (LƯU HàNH NộI Bộ) e đà nẵng 2007 f PHÁƯN I NHỈỴNG VÁÚN ÂÃƯ CÅ BN TRONG THIÃÚT KÃÚ MẠY V CHI TIÃÚT MẠY CHỈÅNG I ÂẢI CỈÅNG VÃƯ THIÃÚT KÃÚ MẠY V CHI TIÃÚT MẠY 1.1. Cạc váún âãư chung 1. Mạy, bäü pháûn mạy v chi tiãút mạy Mçi m¸y ®−ỵc cÊu t¹o bëi nhiỊu bé phËn m¸y. Mçi bé phËn m¸y l¹i gåm nhiỊu chi tiÕt m¸y. Chi tiÕt m¸y lµ phÇn tư cÊu t¹o ®Çu tiªn hoµn chØnh cđa m¸y. VÝ dơ : M¸y tiƯn gåm nhiỊu bé phËn m¸y nh− bµn m¸y, ơ ®øng, ơ ®éng, hép tèc ®é, bµn dao, c¬ cÊu trun dÉn tõ ®éng c¬ ®Õn hép tèc ®é ơ ®øng m¸y tiƯn gåm c¸c chi tiÕt m¸y nh− ơ, trơc chÝnh, ỉ trơc, b¸nh r¨ng, trơc Trªn quan ®iĨm thiÕt kÕ, chi tiÕt ®−ỵc ph©n thµnh hai nhãm : - Chi tiÕt m¸y cã c«ng dơng chung : bu l«ng, b¸nh r¨ng, trơc, ỉ trơc (chi tiÕt m¸y ®−ỵc dïng phỉ biÕn trong c¸c lo¹i m¸y kh¸c nhau) - Chi tiÕt m¸y cã c«ng dơng riªng : trơc khủu, van, cam, b¸nh tuabin (chØ ®−ỵc dïng trong mét sè lo¹i m¸y nhÊt ®Þnh). M«n häc Chi tiÕt m¸y chØ nghiªn cøu c¸c chi tiÕt m¸y cã c«ng dơng chung. 2. Nhỉỵng u cáưu ch úu âäúi våïi mạy v chi tiãút mạy a) Cọ hiãûu qu sỉí dủng cao - Nàng sút cao - Hiãûu sút cao - Tiãu thủ êt nàng lỉåüng - Âäü chênh xạc cao - Chi phê vãư lao âäüng váûn hnh mạy tháúp - Kêch thỉåïc, trng lỉåüng nh gn v.v. b) u cáưu vãư kh nàng lm viãûc Hon thnh cạc chỉïc nàng â âënh, bo âm âỉåüc âäü bãưn, cọ tênh bãưn mn, khäng thay âäøi vãư kêch thỉåïc v hçnh dảng (â âäü cỉïng), chëu âỉåüc nhiãût, chëu âỉåüc dao âäüng v.v. c) Cọ âäü tin cáûy cao Mạy âỉåüc gi l cọ âäü tin cáûy cao nãúu nhỉ cọ thãø thỉûc hiãûn âỉåüc cạc chỉïc nàng nhiãûm vủ â âënh, âäưng thåìi cạc chè tiãu vãư sỉí dủng (nhỉ nàng sút, âäü chênh xạc, hiãûu sút, mỉïc âäü tiãu thủ nàng lỉåüng ) váùn âỉåüc duy trç åí mỉïc âäü cho phẹp trong sút thåìi hản sỉí dủng. d) An ton trong sỉí dủng Trong âiãưu kiãûn sỉí dủng bçnh thỉåìng hay khi cọ sỉû cäú, khäng gáy nguy hiãøm cho ngỉåìi sỉí dủng, khäng gáy hỉ hải cho cạc thiãút bë, nh cỉía v cạc âäúi tỉåüng khạc xung quanh. e) Cọ tênh cäng nghãû cao Bi ging Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Ngun l Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm k thût 2 Mäüt màût, chi tiãút mạy phi tha mn cạc chè tiãu ch úu vãư kh nàng lm viãûc v âäü tin cáûy, màût khạc, trong âiãưu kiãûn sn xút sàơn cọ phi dãù chãú tảo, êt täún ngun váût liãûu v thåìi gian. u cáưu ch úu ca tênh cäng nghãû ̇ Kãút cáúu phi ph håüp våïi âiãưu kiãûn v quy mä sn xút Vê dủ, trong sn xút âån chiãúc, v häüp gim täúc håüp l nháút l âỉåüc hn tỉì cạc táúm âån gin; trong sn xút hng loảt låïn nãn âục trong khn kim loải hay hn tỉì cạc chi tiãút dáûp v cạn âënh hçnh ̇ Kãút cáúu v hçnh dảng phi håüp l theo quan âiãøm cäng nghãû Vê dủ, kãút cáúu phi âån gin, dãù chãú tảo, dãù làõp rạp; cạc bãư màût gia cäng nãn l cạc bãư màût âån gin nhỉ màût phàóng, màût trủ trn; säú lỉåüng bãư màût gia cäng nãn êt, diãûn têch cáưn gia cäng nh v cọ thãø gia cäng bàòng cạc phỉång phạp cọ nàng sút cao ̇ Cáúp chênh xạc v âäü nhàơn âụng mỉïc Cáúp chênh xạc v âäü nhàơn bãư màût chi tiãút mạy cng cao ⇒ phê täøn gia cäng cng tàng v cọ thãø phi dng cạc thiãút bë âàûc biãût âãø gia cäng. Tuy nhiãn, khäng âỉåüüc hả tháúp cáúp chênh xạc so våïi u cáưu ca âiãưu kiãûn lm viãûc ca chi tiãút mạy. ̇ Chn phỉång phạp tảo phäi håüp l Phỉång phạp tảo phäi phi ph håüp våïi âàûc âiãøm vãư hçnh dảng v kãút cáúu ca chi tiãút mạy. Vê dủ, phỉång phạp âục âỉåüc dng cho cạc chi tiãút mạy cọ hçnh dảng phỉïc tảp, thêch håüp våïi sn xút hng loảt låïn. Phỉång phạp hn thỉåìng dng âãø chãú tảo cạc kãút cáúu gäưm tỉì cạc táúm, thanh, thẹp gọc, thẹp âënh hçnh f) Cọ tênh kinh tãú cao + Thåìi gian v cäng sỉïc thiãút kãú êt nháút + Kêch thỉåïc gn nhẻ, khäúi lỉåüng nh, do âọ giạ thnh hả + Váût liãûu r tiãưn, dãù cung cáúp + Giạ thnh chãú tảo tháúp nháút + Nàng sút, hiãûu sút cao, chi phê vãư nàng lỉåüng tháúp, chi phê vãư bäi trån, bo dỉåỵng v sỉía chỉỵa tháúp 3. Cạc bỉåïc thiãút kãú mäüt mạy Mạy âỉåüc thiãút kãú phi tha mn cạc u cáưu vãư k thût nhỉ nàng sút, âäü tin cáûy v tøi th, giạ thnh v trng lỉåüng mạy. Ngoi ra, ty trỉåìng håüp củ thãø cn phi: Cọ khn khäø, kêch thỉåïc nh gn; chuøn âäüng äøn âënh; lm viãûc khäng äưn; thao tạc sỉí dủng dãù dng; hçnh thỉïc âẻp Cọ thãø tiãún hnh theo cạc bỉåïc sau âáy : + Xạc âënh ngun tàõc hoảt âäüng v chãú âäü lm viãûc ca mạy + Láûp så âäư chung ton mạy v cạc bäü pháûn mạy, tho mn cạc u cáưu cho trỉåïc + Xạc âënh trë säú v âàûc tênh ti trng tạc dủng lãn cạc bäü pháûn mạy + Tiãún hnh tênh toạn vãư âäüng hc, vãư âäüng lỉûc hc ton mạy; tênh toạn thiãút kãú cạc chi tiãút mạy, tênh toạn kinh tãú + Láûp quy trçnh cäng nghãû chãú tảo cạc chi tiãút mạy + Láûp quy trçnh cäng nghãû làõp rạp cạc bäü pháûn mạy v lạp rạp ton mạy + Láûp thuút minh hỉåïng dáùn sỉí dủng, bo dỉåỵng v sỉía chỉỵa mạy 4. Cạc bỉåïc thiãút kãú mäüt chi tiãút mạy Bi ging Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Ngun l Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm k thût 3 Thiãút kãú chi tiãút mạy l mäüt pháưn cäng viãûc ca quạ trçnh thiãút kãú mạy, thỉåìng tiãún hnh theo trçnh tỉû sau: + Láûp så âäư tênh toạn: kãút cáúu chi tiãút mạy âỉåüc âån gin họa, lỉûc tạc dủng coi nhỉ táûp trung hồûc phán bäú theo mäüt quy lût no âọ. + Xạc âënh ti trng tạc dủng lãn chi tiãút mạy. + Chn váût liãûu thêch håüp âãø chãú tảo chi tiãút mạy. + Tênh toạn cạc kêch thỉåïc chênh ca chi tiãút mạy theo cạc chè tiãu ch úu vãư kh nàng lm viãûc (bỉåïc ny chè l gáưn âụng, båíi vç chè dỉûa trãn cạc så âäư â âån gin họa v chỉa âạnh giạ mäüt cạch chênh xạc cạc nhán täú vãư ti trng v ỉïng sút). + Trãn cå såí tênh toạn gáưn âụng, kãút håüp våïi cạc u cáưu vãư tiãu chøn họa, vãư làõp ghẹp, vãư cäng nghãû chãú tảo v cạc u cáưu củ thãø khạc ⇒ xáy dỉûng kãút cáúu củ thãø ca chi tiãút mạy, våïi âáưy â kêch thỉåïc, dung sai, âäü nhàơn bãưì màût, cạc u cáưu k thût khạc. + Kiãøm nghiãûm theo cạc chè tiãu ch úu vãư kh nàng lm viãûc: xạc âënh hãû säú an ton tải cạc tiãút diãûn nguy hiãøm, xạc âënh biãún dảng, nhiãût âäü trong cạc bäü pháûn mạy v.v. v so sạnh våïi cạc trë säú cho phẹp. Nãúu khäng tha mn, phi sỉía âäøi lải kêch thỉåïc v kiãøm nghiãûm lải. 5. Mäüt säú âàûc âiãøm khi tênh toạn thiãút kãú chi tiãút mạy a) Kãút cáúu v âiãưu kiãûn lm viãûc ca chi tiãút mạy khạ phỉïc tảp, ti trng tạc dủng lãn chi tiãút mạy khọ xạc âënh chênh xạc ⇒ khọ thiãút láûp âỉåüc cạc cäng thỉïc l thuút chênh xạc âãø tênh toạn chi tiãút mạy. Do váûy, thỉåìng dng cạc gi thiãút âãø âån gin họa bi toạn ⇒ xáy dỉûng cạc cäng thỉïc gáưn âụng v bäø sung vo cạc cäng thỉïc ny cạc hãû säú âiãưu chènh âãø kãø âãøn cạc âàûc âiãøm vãư kãút cáúu ca chi tiãút mạy v cạc úu täú nh hỉåíng âãún kh nàng lm viãûc ca nọ. Ngoi ra, cn cọ cạc cäng thỉïc thỉûc nghiãûm, hồûc cäng thỉïc kinh nghiãûm âỉåüc láûp ra trãn cå såí thäúng kã nhỉỵng kãút qu thu âỉåüc tỉì thỉûc nghiãûm, hồûc tỉì kinh nghiãûm sỉí dủng mạy. b) Tênh toạn xạc âënh kêch thỉåïc chi tiãút mạy nhiãưu khi phi tiãún hnh theo hai bỉåïc : Tênh toạn så bäü, sau âọ tênh toạn kiãøm nghiãûm. L do : thỉåìng lục âáưu chỉa biãút chênh xạc lỉûc tạc dủng ⇒ phi dng bỉåïc tênh så bäü âãø xạc âënh mäüt cạch gáưn âụng kêch thỉåïc ca chi tiãút mạy ⇒ xáy dỉûng kãút cáúu chi tiãút mạy ⇒ tênh chênh xạc trë säú ỉïng sút ⇒ tiãún hnh kiãøm nghiãûm. Khi kiãøm nghiãûm, nãúu ỉïng sút sinh ra nh hån ỉïng sút cho phẹp ⇒ phi thay âäøi kãút cáúu v tênh lải âãún khi ph håüp. c) Mäùi chi tiãút mạy cọ nhiãưu kêch thỉåïc ⇒ chè tênh toạn cạc kêch thỉåïc ch úu tải cạc tiãút diãûn nguy hiãøm (chëu ỉïng sút låïn), cạc kêch thỉåïc cn lải xạc âënh theo âiãưu kiãûn vãư kãút cáúu, cäng nghãû, làõp ghẹp (dỉûa vo kinh nghiãûm hay hỉåïng dáùn trong cạc säø tay thiãút kãú). d) Cng mäüt näüi dung thiãút kãú, cọ thãø cọ nhiãưu gii phạp thỉûc hiãûn ⇒ nãn chn âäưng thåìi mäüt säú phỉång ạn âãø tênh toạn ⇒ so sạnh âãø chn ra phỉång ạn täút nháút âạp ỉïng cạc u cáưu k thût âãư ra. 1.2. Ti trng v ỉïng sút 1. Ti trng tạc dủng lãn mạy v chi tiãút mạy ̇ Ti trng gäưm lỉûc, momen tạc dủng lãn mạy hay bäü pháûn mạy trong quạ trçnh lm viãûc (v âỉåüc gi l ti trng lm viãûc). ̇ Theo âàûc tênh thay âäøi theo thåìi gian, phán thnh : Bi ging Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Ngun l Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm k thût 4 - Ti trng ténh l ti trng khäng thay âäøi theo thåìi gian hồûc thay âäøi khäng âạng kãø. - Ti trng thay âäøi l ti trng cọ cỉåìng âäü, phỉång hồûc chiãưu thay âäøi theo thåìi gian. - Ti trng va âáûp l ti trng âäüt nhiãn tàng mảnh räưi gim ngay tỉïc khàõc. ̇ Khi tênh toạn thiãút kãú chi tiãút mạy, cn cáưn phán biãût ti trng danh nghéa, ti trng tỉång âỉång v ti trng tênh toạn: - Ti trng danh nghéa Q dn l ti trng âỉåüc chn trong säú cạc ti trng tạc dủng lãn mạy trong chãú âäü lm viãûc äøn âënh, thỉåìng l ti trng låïn hay ti trng tạc dủng láu di nháút. - Ti trng tỉång âỉång Q tâ : Khi mạy lm viãûc våïi chãú âäü ti trng thay âäøi nhiãưu mỉïc (hçnh 1.1) ⇒ âãø tênh toạn thiãút kãú, ta thay thãú bàòng chãú âäü ti trng mäüt mỉïc (khäng âäøi) v gi l ti trng tỉång âỉång : Q td = k N . Q dn k N : hãû säú tøi th, phủ thüc âäư thë thay âäøi ti trng v ti trng no trong cạc ti trng thay âäøi âỉåüc chn lm ti trng danh nghéa. - Ti trng tênh toạn Q tt l ti trng tỉång âỉång, cọ kãø thãm nh hỉåíng ca âàûc tênh phán bäú khäng âãưu ca ti trng trãn cạc bãư màût tiãúp xục, tênh cháút ti trng (ti trng thay âäøi hay ti trng ténh), âiãưu kiãûn lm viãûc thỉûc tãú Q tt = Q tâ . K tt . K â . K âk K tt : hãû säú xẹt âãún sỉû phán bäú khäng âãưu ca ti trng trãn cạc bãư màût tiãúp xục. K â : hãû säú ti trng âäüng. K âk : hãû säú phủ thüc vo âiãưu kiãûn lm viãûc thỉûc tãú. 2. ỈÏng sút ̇ Dỉåïi tạc dủng ca ti trng, trong chi tiãút mạy xút hiãûn ỉïng sút. ̇ ỈÏng sút cọ thãø l ỉïng sút ténh (khäng thay âäøi theo thåìi gian, hồûc trë säú thay âäøi khäng âạng kãø) hồûc ỉïng sút thay âäøi (trë säú hồûc chiãưu hồûc c trë säú v chiãưu thay âäøi theo thåìi gian). ̇ ỈÏng sút thay âäøi âỉåüc âàûc trỉng bàòng chu trçnh thay âäøi ỉïng sút. Mäüt vng thay âäøi ỉïng sút qua giạ trë låïn nháút, nh nháút räưi vãư giạ trë ban âáưu âỉåüc gi l mäüt chu trçnh ỉïng sút. Thåìi gian thỉûc hiãûn mäüt chu trçnh âỉåüc gi l mäüt chu k ỉïng sút (hçnh 1.2). Chu trçnh ỉïng sút âỉåüc âàûc trỉng bàòng : + Biãn âäü ỉïng sút : max min a 2 σ −σ σ= + ỈÏng sút trung bçnh : max min m 2 σ +σ σ= σ t σ m σ min σ max T σ a H çnh 1.2 σ a t 1 t 2 t n Q t Q 1 Q 2 Q n H çnh 1.1 Q td Bi ging Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Ngun l Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm k thût 5 + Hãû säú chu trçnh ỉïng sút : min max r σ = σ Khi r = -1 ⇒ chu trçnh âäúi xỉïng (hçnh 1.3) ⇒ σ m = 0 ; σ a = σ max = - σ min Khi r = 0 ⇒ chu trçnh mảch âäüng (hçnh 1.4) ⇒ σ min = 0 ; max ma 2 σ σ=σ= Khi r > 0 ⇒ chu trçnh ỉïng sút khäng âäúi xỉïng cng dáúu. Khi r < 0 ⇒ chu trçnh ỉïng sút khäng âäúi xỉïng khạc dáúu. Khi r = 0 ⇒ ỉïng sút khäng thay âäøi. ̇ ỈÏng sút cọ thãø thay âäøi äøn âënh (σ a v σ m khäng thay âäøi theo thåìi gian) hay khäng äøn âënh (σ a v σ m hồûc mäüt trong hai âải lỉåüng ny thay âäøi theo thåìi gian). ̇ Ti trng tạc dủng gáy ra trong chi tiãút mạy cạc loải ỉïng sút: ỉïng sút phạp (kẹo σ k , nẹn σ n , ún σ F ), ỉïng sút tiãúp (càõt τ c , xồõn τ), ỉïng sút dáûp σ d , ỉïng sút tiãúp xục σ H , ỈÏng sút kẹo, nẹn, ún, càõt, xồõn xút hiãûn trãn tỉìng chi tiãút, cn ỉïng sút dáûp v ỉïng sút tiãúp xục xút hiãûn khi cạc chi tiãút mạy trỉûc tiãúp tiãúp xục v cọ tạc dủng tỉång häù våïi nhau. ỈÏng sút dáûp xút hiãûn tải chäù tiãúp xục cọ diãûn têch tiãúp xục låïn, cn ỉïng sút tiãúp xục xút hiãûn tải chäù tiãúp xục khi diãûn têch tiãúp xục nh so våïi kêch thỉåïc ca cạc chi tiãút. 1.3. Âäü bãưn mi ca chi tiãút mạy 1. Hiãûn tỉåüng phạ hu do mi ̇ Quan sạt cạc chi tiãút mạy chëu ỉïng sút thay âäøi theo thåìi gian s tháúy quạ trçnh phạ hy mi bàõt âáưu tỉì cạc vãút nỉït tãú vi tải vng chëu ỉïng sút låïn hồûc nhỉỵng nåi cọ khuút táût ca váût liãûu. Khi säú chu trçnh lm viãûc tàng lãn ⇒ cạc vãút nỉït vç mi phạt triãøn dáưn c bãư räüng láùn N σ K σ m .N = cons t N K N 0 σ σ r H çnh 1. 6 H çnh 1.5 σ t σ m σ min σ max T σ a H çnh 1.4 σ a σ t σ m σ min σ max T σ a H çnh 1.3 σ a Bi ging Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Ngun l Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm k thût 6 bãư sáu, lm gim dáưn diãûn têch chëu ti ca cho tiãút mạy, do âọ lm tàng giạ trë ỉïng sút, cho âãún khi chi tiãút mạy khäng cn â sỉïc bãưn ténh thç nọ bë phạ hng. Hiãûn tỉåüng nọi trãn gi l hiãûn tỉåüng phạ hu mi v kh nàng ca chi tiãút mạy cn lải sỉû phạ hy mi âỉåüc gi l âäü bãưn mi. Vãút gy do mi thỉåìng bao gäưm hai vng (hçnh 1.5): Mäüt vng tỉång âäúi mën, hảt nh l vng phạt sinh v phạt triãøn vãút nỉït våïi täúc âäü cháûm sau mäüt säú låïn chu k chëu ti, cn vng kia thä hån, hảt to hồûc cọ thåï, phạt triãøn nhanh chè sau mäüt säú nh chu k åí giai âoản cúi ca quạ trçnh phạ hy mi. ̇ Bàòng thỉûc nghiãûm, ngỉåìi ta xáy dỉûng âỉåüc âỉåìng cong biãøu diãùn quan hãû giỉỵa ỉïng sút (biãn âäü ỉïng sút σ m hay ỉïng sút låïn nháút σ max ) v säú chu k thay âäøi ỉïng sút N m chi tiãút mạy hay máùu thỉí cọ thãø chëu âỉåüc cho âãún khi bë phạ hu. Âỉåìng cong nọi trãn âỉåüc gi l âỉåìng cong mi (hçnh 1.6). Phỉång trçnh âỉåìng cong mi cọ dảng: m .N constσ= Våïi m l báûc ca âỉåìng cong mi. Dỉûa vo âỉåìng cong mi, ta tháúy ràòng: + Khi ỉïng sút sinh ra trong chi tiãút mạy bàòng σ K thç nọ s bë phạ hy sau N K chu k chëu ti ⇒ N K âỉåüc gi l tøi th ỉïng våïi mỉïc ỉïng sút σ K . + Ngỉåüc lải, âãø chi tiãút mạy khäng bë phạ hy sau N K chu k chëu ti thç ỉïng sút sinh ra trong chi tiãút mạy phi nh hån hồûc bàòng σ K ⇒ σ K âỉåüc gi l giåïi hản mi ngàõn hản ỉïng våïi tøi th N K . + Khi ỉïng sút sinh ra trong chi tiãút mạy cng låïn thç tøi th chi tiãút mạy cng gim. + Khi σ K gim xúng âãún mäüt giạ trë σ r no âọ thç säú chu k lm viãûc N K cọ thãø tàng lãn khạ låïn m máùu thỉí váùn khäng bë gy hng. σ r âỉåüc gi l giåïi hản mi di hản ca váût liãûu. Säú chu k thay âäøi ỉïng sút N 0 ỉïng våïi giåïi hản mi di hản σ r âỉåüc gi l säú chu k cå såí. ̇ Bàòng thỉûc nghiãûm, cn xáy dỉûng âỉåüc âäư thë cạc ỉïng sút giåïi hản (hçnh 1.7) biãøu thë quan hãû giỉỵa cạc trë säú giåïi hản ca ỉïng sút låïn nháút max σ v ỉïng sút nh nháút min σ ca chu trçnh ỉïng sút våïi ỉïng sút trung bçnh m σ . Âäư thë ny cọ âàûc âiãøm: âỉåìng mm biãøu thë ỉïng sút trung bçnh, âỉåìng AB biãøu thë cạc trë säú giåïi hản ca max σ , âỉåìng CD biãøu thë cạc trë säú giåïi hản ca min σ . Miãưn nàòm giỉỵa hai nhạnh AB v CD l nhỉỵng trë säú ỉïng sút khäng lm hng váût liãûu. Cạc giao âiãøm ca AB v CD våïi trủc tung l trë säú max σ v min σ ca chu trçnh âäúi xỉïng, k hiãûu 1− σ . Cạc tung âäü tênh tỉì âỉåìng mm âãún AB v CD l cạc giạ trë ca biãn âäü ỉïng sút a σ . 2. Nhỉỵng nhán täú nh hỉåíng âãún âäü bãưn mi ca chi tiãút mạy a) Váût liãûu + Thẹp cọ âäü bãưn mi cao hån cạc váût liãûu khạc + Thẹp hm lỉåüng cạcbon tỉång âäúi cao s cọ âäü bãưn mi låïn hån thẹp cọ hm lỉåüng cạc bon tháúp hån m m B σ m σ A σ min σ max σ -1 σ -1 45° σ b σ a σ a σ m D C H çnh 1. 7 Baỡi giaớng Cồ sồớ thióỳt kóỳ maùy - Phỏửn I - Ló Cung - Bọỹ mọn Nguyón lyù Chi tióỳt maùy - Khoa Sổ phaỷm kyợ thuỏỷt 7 + Theùp hồỹp kim coù õọỹ bóửn moới cao hồn theùp caùc bon thọng thổồỡng + Theùp lỏựn nhióửu taỷp chỏỳt phi kim loaỷi, õọỹ bóửn moới seợ giaớm + Gang coù õọỹ bóửn moới thỏỳp hồn theùp. b) Hỗnh daỷng kóỳt cỏỳu Taỷi chọự thay õọứi tióỳt dióỷn cuớa chi tióỳt maùy nhổ goùc lổồỹn, vai truỷc, raợnh, raợnh then, lọự (hỗnh 1.8) coù sổỷ tỏỷp trung bióỳn daỷng xaớy ra tỏỷp trung ổùng suỏỳt laỡm cho ổùng suỏỳt thổỷc tóỳ lồùn hồn ổùng suỏỳt danh nghộa xuỏỳt hióỷn sồùm caùc vóỳt nổùt vỗ moới vaỡ vóỳt nổùt phaùt trióứn khaù nhanh laỡm giaớm õọỹ bóửn moới cuớa chi tióỳt maùy. Trong tờnh toaùn, õóứ kóứ õóỳn aớnh hổồớng cuớa yóỳu tọỳ naỡy duỡng hóỷ sọỳ aớnh hổồớng cuớa kờch thổồùc tuyóỷt õọỳi : 0 rd rd = hay : 0 rd rd = vồùi : rd : giồùi haỷn moới daỡi haỷn cuớa chi tióỳt maùy nhụn, coù õổồỡng kờnh d. 0 rd : giồùi haỷn moới daỡi haỷn cuớa mỏựu nhụn, coù õổồỡng kờnh d 0 = 7 - 10 mm. Caùc hóỷ sọỳ vaỡ õổồỹc tra baớng hay duỡng cọng thổùc kinh nghióỷm trong sọỳ tay thióỳt kóỳ. c) Kờch thổồùc tuyóỷt õọỳi Kờch thổồùc tuyóỷt õọỳi cuớa chi tióỳt maùy caỡng lồùn õọỹ bóửn moới seợ giaớm xuọỳng (do sổỷ khọng õọửng õóửu vóử cồ tờnh cuớa vỏỷt lióỷu tng lón, trong chi tióỳt maùy coù nhióửu khuyóỳt tỏỷt hồn, õọửng thồỡi coỡn do chióửu daỡy tổồng õọỳi cuớa lồùp bóử mỷt õổồỹc tng bóửn bũng nhióỷt luyóỷn, phun bi, ln eùp giaớm xuọỳng). Trong tờnh toaùn, õóứ kóứ õóỳn aớnh hổồớng cuớa yóỳu tọỳ naỡy duỡng hóỷ sọỳ aớnh hổồớng cuớa kờch thổồùc tuyóỷt õọỳi : 0 rd rd = hay : 0 rd rd = vồùi : rd : giồùi haỷn moới daỡi haỷn cuớa chi tióỳt maùy nhụn, coù õổồỡng kờnh d. 0 rd : giồùi haỷn moới daỡi haỷn cuớa mỏựu nhụn, coù õổồỡng kờnh d 0 = 7 - 10 mm. Caùc hóỷ sọỳ vaỡ õổồỹc tra baớng hay duỡng cọng thổùc kinh nghióỷm trong sọỳ tay thióỳt kóỳ. d) Cọng nghóỷ gia cọng bóử mỷt Lồùp bóử mỷt chi tióỳt maùy thổồỡng laỡ lồùp chởu ổùng suỏỳt lồùn nhỏỳt, caùc vóỳt nổùt vỗ moới thổồỡng xuỏỳt hióỷn tổỡ lồùp bóử mỷt chi tióỳt maùy. Moỹi tọứn haỷi trón bóử mỷt chi tióỳt maùy nhổ vóỳt xổồùc do gia cọng, caùc khuyóỳt tỏỷt kim loaỷi, caùc vóỳt rố, caùc mỏỳp mọ bóử mỷt gỏy nón tỏỷp trung ổùng suỏỳt nguọửn phaùt sinh caùc vóỳt nổùt vỗ moới laỡm giaớm õọỹ bóửn moới. Hỗnh 1.8 Vai truỷc Lọự trón truỷc Raợnh then Raợnh trón truỷc Bi ging Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Ngun l Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm k thût 8 Cạc bãư màût cọ âäü nhàơn cao (mi) hồûc âỉåüc gia cäng tàng bãưn (phun bi, làn ẹp, nhiãût luûn bãư màût ) ⇒ âäü bãưn mi s cao. Cạc bãư màût âỉåüc tiãûn, phay, bo hay khäng gia cäng ⇒ âäü bãưn mi s tháúp hån. ̇ Trong tênh toạn, âãø kãø âãún nh hỉåíng ca úu täú ny ⇒ dng hãû säú trảng thại bãư màût : β = σ r ca chi tiãút mạy/σ r ca máùu nhàơn, khäng âỉåüc tàng bãưn Hãû säú β âỉåüc tra bng trong säø tay thiãút kãú. e) Trảng thại ỉïng sút ̇ Våïi ỉïng sút thay âäøi theo thåìi gian thç biãn âäü ỉïng sút σ a l thnh pháưn ch úu gáy nãn phạ hy mi. Tuy nhiãn thỉûc nghiãûm cho tháúy trë säú ca ỉïng sút trung bçnh σ m cng cọ nh hỉåíng âãún âäü bãưn mi ca chi tiãút mạy. ̇ Dỉûa vo âäư thë cạc ỉïng sút giåïi hản trãn hçnh 1.7, ta tháúy : Khi ỉïng sút trung bçnh l kẹo (σ m > 0) cng låïn ⇒ trë säú giåïi hản ca biãn âäü ỉïng sút σ a cng gim, tỉïc l våïi σ a tuy nh cng cọ thãø gáy nãn phạ hy mi. Khi ỉïng sút trung bçnh l nẹn (σ m < 0) ⇒ trë säú giåïi hản ca biãn âäü ỉïng sút σ a khạ låïn, låïn hån giåïi hản mi σ -1 trong chu trçnh âäúi xỉïng. 3. Cạc biãûn phạp náng cao âäü bãưn mi ca chi tiãút mạy a) Biãûn phạp vãư kãút cáúu c Gim trë säú danh nghéa ca cạc ỉïng sút ( am , σ σ ) bàòng cạch tàng kêch thỉåïc ca chi tiãút mạy tải cạc tiãút diãûn nguy hiãøm, tàng diãûn têch tiãúp xục âäúi våïi cạc chi tiãút mạy chëu ỉïng sút tiãúp xục thay âäøi, bäú trê håüp l vë trê cạc äø trủc c Gim táûp trung ỉïng sút, vê dủ : tải cạc chäù chuøn tiãúp kêch thỉåïc, hçnh dảng chi tiãút cáưn cọ sỉûû thay âäøi âãưu âàûn, thay chäù sàõc cảnh bàòng gọc lỉåün våïi bạn kênh låïn nháút cọ thãø, vạt mẹp bãư màût làõp ghẹp, khi gia cäng rnh then dng dao phay ngọn thay vç dng dao phay âéa c Dng cạc liãn kãút ân häưi âãø gim båït biãn âäü tạc dủng ca ti trng chu k (vê dủ dng khåïp näúi ân häưi giỉỵa cạc chi tiãút mạy chëu momen xồõn cọ thãø lm gim biãn âäü dao âäüng ca momen xồõn thay âäøi theo chu k ). b) Biãûn phạp vãư cäng nghãû Thỉûc cháút ca cạc biãûn phạp cäng nghãû l sỉí dủng cạc phỉång phạp gia cäng âàûc biãût âãø tàng bãưn cho chi tiãút mạy nhåì tảo ra cáúu tảo tinh thãø hảt nh cọ âäü bãưn cao, tảo ra låïp bãư màût cọ ỉïng sút dỉ nẹn : c Gia cäng nhàơn bãư màût (bàòng âạnh bọng, mi nghiãưn ) ⇒ san phàóng cạc máúp mä tãú vi ⇒ lm gim táûp trung ỉïng sút. c Dng nhiãût luûn v họa nhiãût luûn ⇒ cho hiãûu qu cao âäúi våïi cạc chi tiãút mạy cọ táûp trung ỉïng sút. c Gáy biãún dảng do låïp bãư màût nhỉ phun bi, làn nẹn ⇒ gáy nãn låïp cỉïng ngüi bãư màût, âäü ràõn bãư màût tàng lãn, trong låïp bãư màût cọ låïp ỉïng sút dỉ nẹn. 1.4. Váût liãûu chãú tảo chi tiãút mạy 1. Nhỉỵng u cáưu âäúi våïi váût liãûu chãú tảo chi tiãút mạy - Ph håüp våïi cạc chè tiãu ch úu vãư kh nàng lm viãûc ca chi tiãút mạy (nhỉ âäü bãưn, âäü cỉïng, âäü bãưn mn, âäü chëu nhiãût ) - Âạp ỉïng cạc u cáưu vãư khäúi lỉåüng, kêch thỉåïc ca chi tiãút mạy v mạy Bi ging Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Ngun l Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm k thût 9 - Bo âm cạc u cáưu liãn quan âãún cäng dủng v âiãưu kiãûn sỉí dủng (chäúng àn mn, gim ma sạt, cạch âiãûn ) - Cọ tênh cäng nghãû ph håüp våïi hçnh dảng v phỉång phạp gia cäng chi tiãút mạy (vê dủ : chi tiãút mạy cọ hçnh dảng phỉïc tảp âỉåüc gia cäng bàòng phỉång phạp âục ⇒ váût liãûu phi cọ tênh âục, chi tiãút mạy cáưn gia cäng càõt gt ⇒ váût liãûu phi càõt gt âỉåüc ). - Cọ låüi nháút vãư phỉång diãûûn giạ thnh sn pháøm (giạ váût liãûu v giạ thnh chãú tảo) - Váût liãûu dãù tçm, dãù cung ỉïng, ỉu tiãn váût liãûu cọ sàơn trong nỉåïc. Hản chãú säú lỉåüng cạc loải váût liãûu âãø dãù cung ỉïng v bo qun - Âäi khi dng ngun tàõc cháút lỉåüng củc bäü âãø chn váût liãûu cạc pháưn khạc nhau ca chi tiãút mạy (vê dủ vnh bạnh vêt bàòng âäưng thanh ghẹp våïi moa bàòng gang , lọt äø gäưm hai thỉï kim loải : låïp trạng bàòng bạcbêt trãn nãưn âäưng thanh bàòng gang). 2. Cạc loải váût liãûu thỉåìng dng trong ngnh chãú tảo mạy Bao gäưm : kim loải âen, kim loải mu, kim loải gäúm v váût liãûu khäng kim loải. a) Kim loải âen Gang : håüp cháút ca sàõt v cacbon (C > 2,14%). Thẹp : håüp cháút ca sàõt v cacbon (C ≤ 2,14%). Ngoi ra trong gang v thẹp cn cọ cạc tảp cháút khạc hồûc cạc ngun täú håüp kim. Gang v thẹp l váût liãûu thäng dủng nháút nhåì âäü bãưn, âäü cỉïng cao, r tiãưn hån håüp kim mu. Nhỉåüc âiãøm chênh l khäúi lỉåüng riãng låïn, chäúng rè kẹm. Âãø ci thiãûn tênh cháút ca gang v thẹp ⇒ sn xút gang håüp kim v thẹp håüp kim, âäưng thåìi sỉí dủng räüng ri cạc phỉång phạp nhiãût luûn v họa nhiãût luûn, tàng bãưn bàòng biãún dảng do ̇ Gang Gang cọ tênh âục täút, giạ tỉång âäúi tháúp, khạ bãưn ⇒ thỉåìng dng cho cạc chi tiãút mạy cọ hçnh dảng phỉïc tảp, nháút l v mạy, thán mạy. Gäưm cạc loải chênh : + Gang xạm: vê dủ GX-15-32 : gang xạm cọ giåïi hản bãưn kẹo min bàòng 15 Kg/mm 2 v giåïi hản bãưn ún min l 32 Kg/mm 2 . + Gang âục: cọ kê hiãûu tỉì GD0, GD1, GD2, GD3, GD4. Säú thỉï tỉû 0÷4 chè hm lỉåüng Silic trong gang (säú thỉï tỉû cng tàng thç hm lỉåüng Silic cng gim). + Gang håüp kim: vê dủ GNi15Cu7Cr2 : 15%Ni, 7% Cu, 2% Cr ̇ Thẹp kãút cáúu Thẹp kãút cáúu l loải váût liãûu thäng dủng nháút âãø chãú tảo chi tiãút mạy, gäưm cạc loải: thẹp cạcbon thäng thỉåìng, thẹp cạc bon cháút lỉåüng täút, thẹp cạcbon dủng củ, thẹp håüp kim. + Thẹp cacbon thäng thỉåìng : vê dủ CT38, CT42 (chỉỵ säú km theo chè r giåïi hản bãưn kẹo min, Kg/mm 2 ) + Thẹp cacbon cháút lỉåüng täút : vê dủ C45: 0,45% C; C45Mn: 0,45% C 0,7÷1% Mn + Thẹp håüp kim : vê dủ 10Cr12Ni12 : 0,1% C 12% Cr 12% Ni b) Håüp kim mu Thnh pháưn ch úu l cạc kim loải mu (âäưng, chç, km thiãúc, nhäm ). Håüp kim mu âàõt hån kim loải âen ⇒ chè dng khi cọ u cáưu âàûc biãût nhỉ khäúi lỉåüng nh, cọ tênh gim ma sạt, chäúng rè Thỉåìng dng cạc loải: håüp kim âäưng, bạc bêt v håüp kim nhẻ. ̇ Håüp kim âäưng Håüp kim âäưng cọ tênh chäúng rè v gim ma sạt, bao gäưm: [...]... chøn thãú giå i I.S.O (International Standard Organization) - Tiãu chøn ca mäüt säú nỉåïc : Phạp : AFNOR ; Liãn xä : GOST ( CT) ; M : ANSI, AISI, SAE Bi ging Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Ngun l Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm k thût 11 CHỈÅNG II NHỈỴNG CHÈ TIÃU CH ÚU VÃƯ KH NÀNG LM VIÃÛC CA CHI TIÃÚT MẠY Kh nàng lm viãûc ca chi tiãút mạy âỉåüc âạnh giạ bàòng cạc chè tiãu ch úu sau... âàûc biãût vãư an ton ̇ Cạch xạc âënh ỉïng sút giå i hản Ü Chi tiãút mạy chëu ỉïng sút ténh : + Âä i vå i váût liãûu do: ỉïng sút giå i hản âỉåüc láúy bàòng giå i hản chy (giå i hản chy vãư ún chu hay giå i hản chy vãư ỉïng sút tiãúp ch bu hay giå i hản bãưn vãư ỉïng sút tiãúp b ca váût liãûu ) + Âä i vå i váût liãûu dn: ỉïng sút giå i hản âỉåüc láúy bàòng giå i hản bãưn hản bãưìn ún ch b ca váût liãûu... mạy ̇ Tiãu chøn hoạ bo âm âỉåüc tênh âä i láùn tảo i ưu kiãûn dãù dng cho viãûc sỉía chỉỵa, thay thãú cạc chi tiãút mạy bë hng ̇ Tiãu chøn hoạ chi tiãút mạy v bäü pháûn mạy gim båït thå i gian v cäng sỉïc thiãút kãú Bi ging Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Ngun l Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm k thût 10 Trong thiãút kãú, cáưn ạp dủng triãût âãø tiãu chøn vo viãûc xạc âënh lo i, kiãøu,... giai âoản III 3.4 T i th ̇ T i th l khong thå i gian lm viãûc ca âä i tỉåüng tênh tỉì khi bàõt âáưu hoảt âäüng cho tå i khi âảt âỉåüc trảng th i tå i hản (âä i tỉåüng bë hng hồûc cáưn sỉía chỉỵa, phủc hä i) T i th thỉåìng âỉåüc tênh theo thå i gian lm viãûc thỉûc tãú (khäng kãø thå i gian khäng hoảt âäüng ca âä i tỉåüng) Ngoi ra, trãn thỉûc tãú, t i th cn dng kh i niãûm t i th vå i nghéa räüng, tênh... váût liãûu (giå i ) Ü Chi tiãút mạy chëu ỉïng sút thay âä i : ỈÏng sút giå i hản âỉåüc láúy bàòng giå i hản mi o Trỉåìng håüp ỉïng sút thay âä i äøn âënh : + Nãúu säú chu k lm viãûc N säú chu k cå såí N0 ca âỉåìng cong mi gh vå i r r l giå i hản mi di hản Bi ging Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Ngun l Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm k thût 13 N0 N Nãúu ỉïng sút thay âä i khäng äøn... chi tiãút mạy bë lo họa hồûc mn , dáùn âãún phạ hng chi tiãút mạy, phạ ho i i ưu kiãûn lm viãûc bçnh thỉåìng ca mạy Mạy Bi ging Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Ngun l Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm k thût 18 cáưn âỉåüc sỉía chỉỵa, phủc hä i, thay thãú cạc chi tiãút bë hng Do váûy mún náng cao âäü tin cáûy ca mạy, cáưn tiãún hnh sỉía chỉỵa dỉû phng trỉåïc khi bàõt âáưu giai âoản III... cáưn gim khä i lỉåüng, cáưn gim båït lỉûc quạn tênh Thỉåìng dng : + Håüp kim nhäm âục (silumin) : håüp kim nhäm vå i Silic, cọ âäü bãưn cao, chäúng gè täút + Håüp kim nhäm biãún dảng (duralumin) : håüp kim nhäm vå i Manhãdi, cọ âäü bãưn riãng v cå tênh cao c) Kim lo i gäúm ̇ Chãú tảo bàòng cạch nung v ẹp bäüüt kim lo i vå i cạc cháút phủ gia åí ạp sút v nhiãût âäü cao, khäng cáưn qua càõt gt Ỉu i øm:... dủng KS Âä i vå i chi tiãút mạy cọ thãø phủc hä i âỉåüc, thỉåìng dng hãû säú sỉí dủng K S âãø âàûc trỉng cho Tlv vå i : T Tlv TC TP âäü tin cáûy ca chi tiãút mạy : K S T Trong âọ : Tlv : thå i gian lm viãûc trong mäüt thå i k hoảt âäüng no âọ ca chi tiãút mạy, TC : thå i gian chàm sọc, TP : thå i gian sỉía chỉỵa phủc hä i 3.6 Biãûn phạp náng cao âäü tin cáûy ca mạy v chi tiãút mạy Âäü tin cáûy phủ... xúng Vå i thẹp : khi nhiãût âäü låïn hån 300°C 400°C, vå i håüp kim mu khi nhiãût âäü låïn hån 50°C 100°C giå i hản mi gim, váût liãûu tråí nãn dn hồûc xy ra hiãûn tỉåüng tỉì biãún - Lm gim âäü nhåït ca dáưu b i trån lm tàng mn hay dênh - Biãún dảng nhiãût lm cong vãnh cạc chi tiãút mạy hay thay âä i khe håí trong cạc liãn kãút âäüng (khi khe håí trong äø trỉåüt bë gim hay máút i ngng trủc cọ thãø... Do váûy, âãø náng cao âäü tin cáûy lm viãûc, cáưn tiãún hnh chảy r cạc sn pháøm trỉåïc khi xút xỉåíng + Vng II : ỈÏng vå i giai âoản sỉí dủng bçnh thỉåìng Cỉåìng âäü hng tỉång âä i tháúp v êt thay âä i Hng ch úu do cạc quạ ti ngáùu nhiãn, cạc khuút táût vãư cáúu trục váût liãûu lm xút hiãûn cạc vãút nỉït tãú vi dáùn âãún gim âäü bãưn mi v âäü bãưn mn + Vng III : ỈÏng vå i giai âoản mn tàng cỉåìng Cỉåìng . Nãúu chi tiãút mạy khäng â âäü cỉïng, khi lm viãûc chi tiãút mạy s bë biãún dảng ân hä i vỉåüt quạ trë säú cho phẹp ⇒ phạ ho i i ưu kiãûn lm viãûc bçnh thỉåìng ca chi tiãút mạy v cạc chi tiãút. chi tiãút bë hng. Do váûy mún náng cao âäü tin cáûy ca mạy, cáưn tiãún hnh sỉía chỉỵa dỉû phng trỉåïc khi bàõt âáưu giai âoản III. 3.4. T i th ̇ T i th l khong thå i gian lm viãûc ca âä i. d σ sinh ra trãn bãư màût lm viãûc. - Diãûn têch tiãúp xục khạ nh so vå i kêch thỉåïc chi tiãút mạy ⇒ dng ỉïng sút tiãúp xục cỉûc â i H σ sinh ra t i tám vng tiãúp xục. ̇ Khi chi tiãút mạy