Baøi taäp 3 45 Chöông 3 MOÁI GHEÙP HÌNH TRUÏ TRÔN DUNG SAI CHEÁ TAÏO VAØ LAÉP GHEÙP 3 1 KHAÙI NIEÄM MOÁI GHEÙP HÌNH TRUÏ TRÔN Moái gheùp hình truï trôn laø moái gheùp cô baûn cô baûn nhaát trong cô kh[.]
45 Chương MỐI GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN DUNG SAI CHẾ TẠO VÀ LẮP GHÉP 3.1 KHÁI NIỆM MỐI GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN Mối ghép hình trụ trơn mối ghép cơ khí cho chế độ làm việc khác theo yêu cầu định Trong khí nhà công nghệ chọn hình trụ tròn để lắp ráp lý sau: - Công nghệ chế tạo mặt trụ trục lỗ hoàn thiện, đạt độ xác độ nhám cao (bóng loáng) Đường tròn dễ chế tạo có nhiều biện pháp gia công tinh khoan, khoét, dao, mài trụ ngoài, mài lỗ - Đường tròn đơn giản, có thông số (chỉ có kích thước đường kính), hình vuông có nhiều thông số (kích thước cạnh, góc ) vậy, đường tròn dễ chế tạo kiểm tra hình khác Mối lắp trụ trơn xuất hầu hết kết cấu khí mối lắp trục lỗ bánh răng, bánh đai, trục với vòng ổ lăn, lỗ với vòng ổ lăn Then rãnh trục lỗ 3.2 DUNG SAI CHẾ TẠO VÀ LẮP GHÉP Dung sai đo lường môn học quan trọng chương trình khí, chương tham vọng trình bày vấn đề lớn mà trình bày khái niệm ứng dụng vẽ kỹ thuật khí giúp sinh viên nắm bắt, ghi đọc kích thước với kiểu dung sai vẽ lắp kích thước với dung sai vẽ chế tạo Dung sai (Tolerance): nghóa đời sống dung thứ Trong kỹ thuật, dung sai sai số cho phép cho kích thước vùng lúc chế tạo Nếu kích thước đạt CHƯƠNG 46 vùng dung sai, ta nói kích thước đạt yêu cầu Tiêu chuẩn TCVN quy định dung sai chế tạo lắp ráp sau: Dung sai chế tạo: quy định cho kích thước chế tạo quan trọng đó, kích thước có dung sai làm tăng mức độ phức tạp giá thành chi tiết mà không cần thiết Dung sai chế tạo đối xứng (symetrical) ví dụ kích có dung sai ghi 1000,15 kích thước khoảng 99,85 đến kích thước 100,15 đạt yêu cầu Nhưng đa phần kích thước khí có dung sai bất đối xứng (deviation) sau: 100 00,,08 15 kích thước đường kính khoảng 99,85100,08 đạt yêu cầu Kích thước có dung sai bao gồm hai yếu tố: - Kích thước danh nghóa: theo ví dụ thì: 100 giá trị tên gọi để dễ định vùng kích thước, kích thước thật (Chú ý: kích thước đường kính phải có trước) - Vùng dung sai (đơn vị: mm) gồm: Sai lệch giới hạn giá trị Ví dụ: = +0,08 Sai lệch giới hạn giá trị Ví dụ: tm = –0,15 Giữa hai giới hạn vùng dung sai t = – tm = 0,08 – (–0,15) = 0,23 3.3 CẤP CHÍNH XÁC Ta thấy vùng dung sai hẹp nghóa sai lệch giới hạn sai lệch giới hạn gần chi tiết khó chế tạo, độ xác cao Do đó, ta có khái niệm cấp xác chế tạo TCVN quy định có 15 cấp xác từ cấp cao đến cấp 14 cấp thấp Cấp xác phụ thuộc trình độ kỹ thuật công nghệ thiết bị gia công quốc gia, vùng hãng sản xuất Hiện nay, công nghệ Việt Nam đạt cấp xác cao chế tạo phòng thí nghiệm trung tâm kỹ thuật cao, sở chuyên mài cốt máy, lên code cylindre với máy chuyên dùng thực tế sản xuất thường đạt cấp Do trục có bề mặt MỐI GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN DUNG SAI CHẾ TẠO VÀ LẮP GHÉP 47 thường dể chế tạo lổ có bề mặt trụ nên điều kiện công nghệ (trong nhà máy, quốc gia ) độ xác lổ thường chọn thấp trục cấp Thí dụ cấp xác lổ cấp xác trục 3.4 PHÂN BỐ VÙNG DUNG SAI Ta thấy với hai chi tiết trục lỗ chế tạo với kích thước danh nghóa, dung sai cấp xác khác phối hợp để tạo nên kiểu lắp ghép khác ta gọi dung sai lắp ghép với chế độ lắp ghép khác Phân bố vị trí vùng dung sai so với kích thước danh nghóa TCVN chia làm 26 miền dung sai đánh số từ A đến Z tùy thuộc vào trục hay lỗ cấp xác Bảng 3.1 giới thiệu phân bố miền dung sai trục lỗ cấp xác Miền dung sai lỗ quy định viết chữ in A, B, Z, miền dung sai trục quy định viết chữ thường a, b, c z Con số kế bên cấp xác Bảng 3.1 Phân bố miền dung sai hệ trục (trục sở: chữ thường) hệ lỗ (lỗ sở: chữ in) 3.5 HỆ THỐNG LỖ VÀ HỆ THỐNG TRỤC Tiêu chuẩn dung sai lắp ráp hình trụ trơn TCVN có thay đổi nhiều qua thời kỳ Hiện nay, TCVN dựa tiêu chuẩn quốc tế ISO Để dễ dàng tạo chế độ lắp ráp trục lỗ, ta cần chọn hai yếu tố trục hoặïc lỗ làm chuẩn, thay đổi CHƯƠNG 48 dung sai yếu tố ta đạt chế độ lắp ráp mong muốn Có hai hệ thống: 1- Hệ thống lỗ Thường dùng chiếm đến 90%- 95% mối lắp khí lỗ mặt trụ trong, khó chế tạo xác đạt độ bóng cao trục nên chọn lỗ làm chuẩn, ta thay đổi dung sai trục dễ dàng đạt chế độ lắp ráp mong muốn Trong hệ thống này, miền dung sai lỗ H có sai lệch giới hạn sai lệch giới hạn dương phụ thuộc cấp xác Ví dụ, với kích thước 100H8 kích thước lỗ chuẩn 100+0,15 Lỗ tiểu chuẩn dể dàng thực nhờ doa ( lưởi doa Pháp: Alésoir Anh: Reamer) dược tiêu chuẩn hóa từ lâu 2- Hệ thống trục Ít dùng chiếm khoảng 5%- 10% mối lắp khí lý nêu Trong hệ thống ta chọn trục làm chuẩn, thay đổi dung sai lỗ đạt chế độ lắp ráp mong muốn Hệ thống trục dùng trục đồng thời lắp với hai chi tiết lỗ với chế độ lắp khác Chốt piston (Axe) xe gắn máy 10 phải lắp trung gian (cho xoay) với lỗ truyền (Pháp: Bielle; Anh: Connection rod) lắp chặt với lỗ piston trình bày hình 3.1 đây: Ví dụ 3.1 1- Vòng găng chặn Axe (s lg 2); 2- Piston; 3- Thanh truyền, 4: Axe Hình 3.1 Mối lắp axe piston với lỗ piston lỗ truyền MỐI GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN DUNG SAI CHẾ TẠO VÀ LẮP GHÉP 49 Axe piston chế tạo có lỗ cho nhẹ Ví dụ 3.2 Mối lắp giữ then rãnh trục lỗ theo hệ trục lý nói Với kính thước danh nghóa bề rộng then 12 then lắp chặt rãnh trục với kiểu dung sai sau: 10 H8 lắp trung gian chặt với rãnh lỗ theo kiểu h7 K7 h6 Ta thấy điều phù hợp với thực tế trục ( bề nhang 10 B then) chế tạo dễ dàng với kiểu dung sai 10h7 máy mài phẳng Nếu dùng hệ thống lỗ chế tạo kích thước then 10 với hai vùng dung sai khác Trong hệ thống này, miền dung sai trục h có sai lệch giới hạn âm, sai lệch giới hạn phụ thuộc cấp xác Ví dụ, với kích thước 100h6 kích thước trục chuẩn 100 0 0,022 Hình 3.2, mối lắp then 108 trục then với rãnh lỗ rãnh trục theo hệ trục Hình 3.2 Mối lắp then 108 trục then với rãnh lỗ rãnh trục theo hệ trục kích thước 38 đem trục vẽ nằm ngang theo TVVN cũ hay ISO xem đẹp dể đọc 3.6 CÁC CHẾ ĐỘ GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN Do yêu cầu sử dụng thực tế mà có ba kiểu lắp ghép hình trụ trơn với mức độ phân bố vùng dung sai khác trục lỗ 1- Lắp chặt (lắp có độ dôi) Khi đường kính trục lớn đường kính lỗ: CHƯƠNG 50 - Trong hệ thống lỗ với miền dung sai lỗ chuẩn H (lổ sở) lắp chặt miền dung sai trục k, l, m, n z - Trong hệ thống trục với miền dung sai trục chuẩn h (trục sở) lắp chặt miền dung sai lỗ K, L, M, N Z 2- Lắp trung gian Khi kích thước trục lỗ gần tương đương nhau: - Trong hệ thống lỗ với miền dung sai lỗ chuẩn H (lổ sở) lắp trung gian miền dung sai trục g, h, i, j - Trong hệ thống trục với miền dung sai trục chuẩn h (trục sở)thì lắp trung gian miền dung sai lỗ G, H, I, J 3- Lắp lỏng Khi đường kính trục nhỏ đường kính lỗ: - Trong hệ thống lỗ với miền dung sai lỗ chuẩn H (lổ sở) với chế độ lắp lỏng miền dung sai trục a, b, c, d, e, f - Trong hệ thống trục với miền dung sai trục chuẩn h (trục sở) với chế độ lắp lỏng miền dung sai lỗ A, B, C, D, E, F 3.7 CÁCH GHI DUNG SAI TRONG BẢN VẼ LẮP Trong vẽ lắp kích thước lắp ráp hai phận cắt riêng phần để biểu diễn kích thước ghi kiểu dung sai Kích thước có kiểu dung sai lắp ghép vẽ lắp gồm ba phần: Kích thước danh nghóa chung hai thành phần lắp ráp, phân số mà tử số vùng phân bố dung sai lỗ (chử in), theo sau cấp xác lỗ mẫu số vùng phân bố dung sai trục (chử thường) theo sau cấp xác trục Ta cần ý đến số đặc điểm sau: - Vùng dung sai lỗ tử số ghi chữ in - Vùng dung sai lỗ mẫu số ghi chữ thường - Thường vùng có miền dung sai H thuộc hệ thống (H in tử số: hệ lỗ, h thường mẩu số: hệ trục) Phần lớn theo hệ lỗ nên có H in tử số MỐI GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN DUNG SAI CHẾ TẠO VÀ LẮP GHÉP 51 - Nếu dung sai lỗ (tử số) khác H mà dung sai trục mẫu số h thường chắn kiểu lắp theo hệ trục - Khi hai vùng có ký hiệu H h phải xem xét kích thước liên quan dùng kinh nghiệm công nghệ để xét xem hệ trục hay hệ lỗ mà 90% trường hợp hệ lỗ - Cấp xác lỗ tử số thấp cấp xác trục mẫu số đơn vị lỗ khó chế tạo đạt xác cao trục nên ta phải hạ xuống cấp Ví dụ: H8 mối lắp chặt vừa với kích thước danh nghóa 40 k7 hệ lỗ, cấp xác trục cao cấp xác lỗ đơn vị 40 H8 mối lắp lỏng vừa với kích thước danh nghóa 40 f7 40 hệ lỗ, cấp xác trục cao cấp xác lỗ đơn vị 25 M8 mối lắp chặt với kích thước danh nghóa 25 h7 hệ trục, cấp xác trục cao cấp xác lỗ đơn vị H8 mối lắp trung gian với kích thước danh nghóa h7 25, cấp xác trục cao cấp xác lỗ đơn vị, chưa xác định hệ trục hay lo xác xuất hệ lỗ cao 45 n8 , ghi kích thước sai (vì sao?) h7 H8 25 , ghi kích thước sai (vì sao?) K7 25 n8 , ghi kích thước sai (vì sao?) h7 H7 25 , ghi kích thước sai (vì sao?) k8 25 25 K8 , ghi kích thước sai (vì sao?) n7 CHƯƠNG 52 25 h8 , ghi kích thước sai (vì sao?) K7 3.8 CÁCH GHI DUNG SAI TRONG BẢN VẼ CHẾ TẠO Dựa vào kiểàu dung thuật dung sai lắp ráp chương để xác định trục lỗ ghi sai ghi vẽ lắp ta tra sổ tay kỹ hay theo bảng dung sai 3.3 phần cuối dung sai cụ thể kích thước vẽ chi tiết H7 kiểu dung sai ghi vẽ lắp k6 hai vẽ chế tạo trục lỗ ta phải: Ví dụ: 25 - Trong vẽ lỗ: tra dung sai 25H7 bảng dung sai 3.3 cho lỗ ghi kích thước cụ thể 250,021 cho lỗ - Trong vẽ trục: tra dung sai 25k6 bảng dung sai cho trục ghi ghi kích thước cụ thể 2500,,015 002 cho trục Hình 3.3, trình bày kích thước vẽ chế tạo của H7 trục lỗ mối lắp trụ 40 rảnh then B= 12 lỗ k6 trục sau: Hình 3.3 Trình bày kích thước vẽ chế tạo H7 trục lỗ mối lắp trụ 40 then Chú ý theo TCVN k6 kích thước 40 đem đặt nghiêng theo đường kích thước không đẹp khó đọc Khi ghi dung sai vào kích thước vẽ chế tạo, ta tự đổi từ đơn vị m cho bảng thành mm MỐI GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN DUNG SAI CHẾ TẠO VÀ LẮP GHÉP 53 Một điểm cần ý công nghệ nước ta độ xác đạt đến 0,01mm tức 10m Nên giá trị dung sai cho giá trị ghi đến lẻ phần ngàn có tính chất tham khảo Độ xác gia công nước ta vòng 50 năm qua không tăng lên đáng kể nên thời điểm nay, có nhiều trung tâm công nghệ cao chưa phát huy nhân lực, công nghệ thiết bị Một vài thuật ngữ thường dùng sản suất nước ta giới: - Dem (Pháp Dixième: 1/10mm) - Công nghệ Việt Nam TCVN đạt độ xác 0,01mm (tức Centième) - ISO Công nghệ giới (Đài Loan, Trung Quốc, Singapore, Ấn Độ ) độ xác 0,001mm công nghệ micron - Đức, Nhật, số nước châu Âu đạt độ xác 0,000001mm = 10–9m công nghệ Nano - Mỹ đạt 10–12m công nghệ Pico can thiệp vào nội nguyên tử Amstrong 1Å = 10–10m Bảng 3.2 trình bày dung sai lắp ghép hình trụ trơn cho số kiểu kích thước thường dùng phạm vi trường học trình bày sau đây: