Chương 2 những chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của chi tiết máy

Nội dung 2.1 Yêu cầu chung máy TK 2.2 Độ bền 2.3 Độ cứng 2.4 Độ bền mòn 2.5 Khả chịu nhiệt 2.6 Độ ổn định Dao động 2.1 Yêu cầu chung máy thiết kế:  Bảo đảm khả làm việc Yêu cầu chung TK chế tạo:  Tính công nghệ cao  Mức độ quy cách hóa, tiêu chuẩn hóa cao  Mức độ tiêu hao nguyên vật liệu  Khả phát minh sáng chế Những yêu cầu chung vận hành:  Độ tin cậy cao  Năng suất máy  Giá thành máy  Giá thành gia công  Chất lượng gia công  Tỷ suất lợi nhuận  Tính động máy Những yêu cầu chung xã hội:  An toàn  Thuận tiện  Thẩm mỹ  Môi trường 2.2 Độ bền: 2.1.1 yêu cầu độ bền Độ bền tiêu quan trọng CTM Khi CTM không đủ bền bị hỏng gẫy, vỡ, đứt ,cong, vênh, mòn, dập, rỗ bề mặt, vv… Chi tiết máy không tiếp tục làm việc ,nó khả làm việc Các điều kiện bền viết sau: σ ≤ [σ] τ ≤ [τ] S ≤ [S] Trong : S hệ số an toàn tính toán chi tiết máy, 2.2 Độ bền: 2.1.2 cách xác định ứng suất sinh chi tiết máy a- chi tiết máy chịu tải trọng không đổi - CTM có trang thái ứng suất đơn (chỉ có σ ,hoặc có τ ),ứng suất sinh chi tiết máy tính theo công thức sức bền vật liệu - CTM có trang thái ứng suất phức tạp (có σ τ ),ứng suất sinh chi tiết máy tính theo công thức thuyết bền 3, - CTM có diện tích tiếp súc hai bề mặt lớn,ứng suất sinh tính theo ứng suất dập 2.2 Độ bền: b Đối với chi tiết máy chịu tải trọng thay đổi * Ưs sinh CTM tính theo chế độ tải trọng không đổi tương đương Chế độ tải trọng tương đương thường chọn sau : Mtđ = M1 M1 : tải trọng lớn chế độ tải trọng thay đổi * Thời gian làm việc tương đương tbtđ 2.3 Độ cứng 2.3.1 Yêu cầu độ cứng Độ cứng tiêu quan trọng CTM, CTM đủ bền chưa đủ cứng phải tăng kích thước CTM cho đủ cứng,chấp nhận thừa bền CTM không đủ cứng, độ xác làm việc giảm, nhiều dẫn tượng kẹt không chuyển động được, làm tăng thêm tải trọng phụ CTM, ảnh hưởng đến chất lượng làm việc CTM khác lắp ghép với Chi tiết máy coi không đủ cứng, lượng biến dạng đàn hồi vượt giá tri cho phép 2.3 Độ cứng 2.3.2 Cách đánh giá độ cứng ∆l ≤ [∆l] y ≤ [y] Ѳ ≤ [Ѳ] φ ≤ [φ] ∆h ≤ [∆h] Trong : ∆l độ dãn dài độ co chi tiết máy chịu tải, y độ võng chi tiết máy bị uốn, θ góc xoay tiết diện chi tiết máy bị uốn, φ góc xoắn chi tiết máy bị xoắn, ∆h biến dạng bề mặt tiếp xúc [∆l], [y], [ θ], [φ] [∆h] giá trị cho phép biến dạng 2.4 Độ bền mòn - Khi hai bề mặt tiếp súc có áp p, có trượt tương có ma sát, có tượng mòn - Áp suất lớn, vận tốc trượt tương đối lớn,hệ số ma sát lớn tốc độ mòn nhanh - Giữa áp suất p quãng đường ma sát s có liên hệ theo hệ thức sau : Pm.S = const m: Số mũ phụ thuộc hệ số ma sát f bề mặt tiếp xúc (f=0,01-0,09 lấy m=3; f=0,1-0,3 lấy m=2) - Để đảm bảo độ bền mòn p ≤ [p] p áp suất bề mặt tiếp xúc, v vận tốc trượt tương đối hai bề mặt 2.5 Khả chịu nhiệt 2.4.1 Tác hại tiêu chịu nhiệt + làm giảm tính vật liệu, dẫn đến làm giàm khả chị tải chi tiết máy + làm giảm độ nhớt dầu, mỡ bôi trơn, tăng khả mài mòn + chi tiết máy bị biến dạng nhiệt lớn làm thay đổi khe hở liên kết động, đẫn đến kẹt tắc, gây nên cong vênh 2.4.2 Cách đánh giá tiêu chịu nhiệt máy θ ≤ [θ] Trong : θ nhiệt độ làm việc máy, phận máy [θ] nhiệt độ cho phép máy Khi chi tiết máy không đủ tiêu chịu nhiệt, chọn lại chất bôi trơn để tăng nhiệt độ cho phép [θ] Hoặc làm giảm nhiệt độ làm việc Ѳ cách: + tăng diện tích bề mặt tỏa nhiệt At ,bằng cách dùng gân,cánh tản nhiệt + tăng hệ số tỏa nhiệt kt ,bằng cách dùng quạt gió, phun nước + dùng thiết bị làm mát 2.3 Độ cứng: 2.3.1 Khái niệm bản: Vai trò tiêu độ cứng thiết kế chi tiết máy Độ cứng thể tích Độ cứng tiếp xúc 2.3.2 Tính toán độ cứng: Độ cứng thể tích Độ cứng tiếp xúc:  Giữa lăn mặt phẳng (công thức Belaev)  Có tính đến nhấp nhô tế vi (công thức Votinov) 2.3 Độ cứng: 2.3.3 Các phương pháp nâng cao độ cứng: Dùng vật liệu hợp lý (Module đàn hồi tỉ lệ thuận với độ cứng) Chọn hình dạng tiết diện ngang hợp lý Chọn kết cấu chịu tải hợp lý (kết cấu đối xứng, ưu tiên kéo nén…) Sử dụng phân bố ổ trục hợp lý để tăng độ cứng tiếp xúc Dùng đối trọng để tạo biến dạng ngược bù trừ Phối hợp hợp lý độ cứng chi tiết máy hệ thống Giảm biến dạng cục chi tiết vỏ, thân hộp 2.4 Độ bền mòn: 2.4.1 Khái niệm bản: Đường cong mòn theo thời gian Đại lượng đặc trưng cho trình mòn:  Lượng mòn  Cường độ mòn  Cường độ mòn truyền ăn khớp Tác hại lên chi tiết máy trình mòn:  Giảm độ xác  Giảm hiệu suất  Giảm độ bền  Tăng tiếng ồn 2.4 Độ bền mòn: 2.4.2 Tính toán độ bền mòn: Theo áp suất cho phép Đường cong mòn 2.4.3 Các biện pháp giảm mòn: Sử dụng vật liệu hợp lý Giảm tải bề mặt chịu ma sát Bôi trơn, làm nguội tốt Giảm lượng hạt mài rơi vào vùng ma sát Thay ma sát trượt ma sát lăn Bảo đảm mòn chi tiết hệ thống Chuyển mòn vào chi tiết rẻ tiền, dễ điều chỉnh thay Sử dụng kết cấu để điều chỉnh khe hở mòn 2.5 Khả chịu nhiệt: Nguồn sinh nhiệt máy móc Tác hại nhiệt máy móc, thiết bị:  Giảm độ bền  Giảm tính bôi trơn dầu bôi trơn  Thay đổi khe hở làm việc  Thay đổi tính chất bề mặt làm việc  Giảm độ xác máy Các biện pháp nâng cao khả chịu nhiệt chi tiết máy:  Tính toán cân nhiệt cho máy  Sử dụng vật liệu chịu nhiệt  Sử dụng hệ thống bôi trơn, làm mát 2.6 Dao động tiếng ồn: Ảnh hưởng dao động hoạt động thiết bị Tính toán tần số riêng phải tiến hành cho toàn hệ thống không cho chi tiết máy riêng lẻ Tiếng ồn sinh va đập với phận máy móc thiết bị Các biện pháp chống ồn cho máy móc thiết bị:  Tăng độ xác chất lượng gia công  Sử dụng kết cấu có khả giảm tượng va đập  Sử dụng vật liệu có ma sát nội cao  Sử dụng phận giảm chấn 2.7 Độ tin cậy: Cơ sở để tính toán độ tin cậy lý thuyết xác suất Chỉ tiêu độ tin cậy quan trọng máy dây chuyền mà hỏng hóc chi tiết dẫn đến ngưng trệ cho toàn hệ thống Các tính toán kinh tế dựa độ tin cậy thiết bị Các biện pháp nâng cao độ tin cậy:  Máy đơn giản chi tiết tốt  Các chi tiết máy hệ thống nên có độ tin cậy gần  Sử dụng chi tiết tiêu chuẩn (độ phân tán tuổi thọ nhỏ, chất lượng cao, dễ tìm cho việc thay thế)  Thiết kế chi tiết dễ hỏng cho dễ thay thế, sửa chữa 2.8 Tối ưu hóa kết cấu: 2.9 Lựa chọn vật liệu thiết kế máy: 2.10 Tính công nghệ chi tiết máy: Thí dụ tạo phôi Thí dụ gia công vừa bề mặt cần thiết Thí dụ giảm nguyên công gia công phẳng Thí dụ giảm nguyên công gia công lỗ Thí dụ lắp ráp 2.11 Dung sai lắp ghép: Dung sai +0,025 25 -0,005 Lắp ghép H7/k6 Biểu diễn lỗ A u D s H H7/k6 h Biểu diễn trục H7/k6 Hệ thống lỗ H7/k6, H9/d9, H7/h6 Hệ thống trục D11/h11, P9/h9, E9/f8 Lắp có độ dôi H7/p6, H7/r6, H7/u8… Lắp có khe hở H7/e8, H7/g6, H7/h6… Lắp trung gian H7/js6, H7/k6, H7/n6… d a S U 2.12 Độ nhám bề mặt: Cấp độ nhám Các cấp độ nhám bề mặt Ra Rz 320 160 2.13 Tiêu chuẩn hóa thiết kế: Những lợi điểm tiêu chuẩn hóa: 80  Giảm chủng loại chi tiết 4máy thiết kế 40 (5)  Tăng chất lượng sản phẩm, tuổi thọ chi tiết máy 20  Bảo đảm tính lắp lẫn 2,5 1,25  Giảm công sức thiết kế Các cấp tiêu chuẩn Việt Nam: 10  Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 0,63 0,32 (0,16) 0,63 11 0,32  Tiêu chuẩn ngành TCN 12 0,16 13 0,08 14 0,04  Tiêu chuẩn vùng TCV  Tiêu chuẩn sở TC [...]... để điều chỉnh khe hở khi mòn 2. 5 Khả năng chịu nhiệt: Nguồn sinh nhiệt trong máy móc Tác hại của nhiệt trên máy móc, thiết bị:  Giảm độ bền  Giảm tính năng bôi trơn của dầu bôi trơn  Thay đổi các khe hở làm việc  Thay đổi tính chất của bề mặt làm việc  Giảm độ chính xác của máy Các biện pháp nâng cao khả năng chịu nhiệt của chi tiết máy:  Tính toán cân bằng nhiệt cho máy  Sử dụng vật liệu chịu... trong thiết kế: Những lợi điểm của tiêu chuẩn hóa: 3 80  Giảm chủng loại chi tiết 4máy thiết kế 40 5 (5)  Tăng chất lượng sản phẩm, tuổi thọ chi tiết máy 20  Bảo đảm tính lắp lẫn 6 2, 5 7 1 ,25  Giảm công sức thiết kế 8 9 Các cấp tiêu chuẩn tại Việt Nam: 10  Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 0,63 0, 32 (0,16) 0,63 11 0, 32  Tiêu chuẩn ngành TCN 12 0,16 13 0,08 14 0,04  Tiêu chuẩn vùng TCV  Tiêu chuẩn cơ sở... Sử dụng các chi tiết tiêu chuẩn (độ phân tán tuổi thọ nhỏ, chất lượng cao, dễ tìm cho việc thay thế)  Thiết kế các chi tiết dễ hỏng sao cho dễ thay thế, sửa chữa 2. 8 Tối ưu hóa kết cấu: 2. 9 Lựa chọn vật liệu trong thiết kế máy: 2. 10 Tính công nghệ của chi tiết máy: Thí dụ về tạo phôi Thí dụ về gia công vừa đúng các bề mặt cần thiết Thí dụ về giảm nguyên công trong gia công phẳng Thí dụ về giảm nguyên... lý về độ cứng của các chi tiết máy trong cùng hệ thống Giảm biến dạng cục bộ của các chi tiết vỏ, thân hộp 2. 4 Độ bền mòn: 2. 4.1 Khái niệm cơ bản: Đường cong mòn theo thời gian Đại lượng đặc trưng cho quá trình mòn:  Lượng mòn  Cường độ mòn  Cường độ mòn đối với các bộ truyền ăn khớp Tác hại lên chi tiết máy của quá trình mòn:  Giảm độ chính xác  Giảm hiệu suất  Giảm độ bền  Tăng tiếng ồn 2. 4... các bộ phận giảm chấn 2. 7 Độ tin cậy: Cơ sở để tính toán độ tin cậy bằng lý thuyết xác suất Chỉ tiêu độ tin cậy rất quan trọng đối với các máy hoặc dây chuyền mà sự hỏng hóc của một chi tiết sẽ dẫn đến ngưng trệ cho toàn hệ thống Các tính toán kinh tế dựa trên độ tin cậy của thiết bị Các biện pháp nâng cao độ tin cậy:  Máy càng đơn giản ít chi tiết càng tốt  Các chi tiết máy của hệ thống nên có độ...Khi chi tiết máy không đủ chỉ tiêu chịu nhiệt, có thể chọn lại chất bôi trơn để tăng nhiệt độ cho phép [θ] Hoặc làm giảm nhiệt độ làm việc Ѳ bằng cách: + tăng diện tích bề mặt tỏa nhiệt At ,bằng cách dùng các gân,cánh tản nhiệt + tăng hệ số tỏa nhiệt kt ,bằng cách dùng quạt gió, hoặc phun nước + dùng các thiết bị làm mát 2. 3 Độ cứng: 2. 3.1 Khái niệm cơ bản: Vai trò của chỉ tiêu độ cứng trong... thống bôi trơn, làm mát 2. 6 Dao động và tiếng ồn: Ảnh hưởng của dao động trên hoạt động của thiết bị Tính toán tần số riêng phải được tiến hành cho toàn hệ thống chứ không cho từng chi tiết máy riêng lẻ Tiếng ồn sinh ra do va đập với nhau của các bộ phận trong máy móc thiết bị Các biện pháp chống ồn cho máy móc thiết bị:  Tăng độ chính xác và chất lượng gia công  Sử dụng các kết cấu có khả năng giảm hiện... Thí dụ về lắp ráp 2. 11 Dung sai và lắp ghép: Dung sai +0, 025 25 -0,005 Lắp ghép H7/k6 Biểu diễn lỗ A u D s H H7/k6 h Biểu diễn trục H7/k6 Hệ thống lỗ H7/k6, H9/d9, H7/h6 Hệ thống trục D11/h11, P9/h9, E9/f8 Lắp có độ dôi H7/p6, H7/r6, H7/u8… Lắp có khe hở H7/e8, H7/g6, H7/h6… Lắp trung gian H7/js6, H7/k6, H7/n6… d a S U 2. 12 Độ nhám bề mặt: Cấp độ nhám Các cấp độ nhám bề mặt Ra Rz 1 320 2 160 2. 13 Tiêu. .. mòn: 2. 4 .2 Tính toán độ bền mòn: Theo áp suất cho phép Đường cong mòn 2. 4.3 Các biện pháp giảm mòn: Sử dụng vật liệu hợp lý Giảm tải ở các bề mặt chịu ma sát Bôi trơn, làm nguội tốt Giảm lượng hạt mài rơi vào vùng ma sát Thay ma sát trượt bằng ma sát lăn Bảo đảm mòn đều ở các chi tiết trong cùng hệ thống Chuyển mòn vào các chi tiết rẻ tiền, dễ điều chỉnh hoặc thay thế Sử dụng các kết cấu để điều chỉnh... của chỉ tiêu độ cứng trong thiết kế chi tiết máy Độ cứng thể tích Độ cứng tiếp xúc 2. 3 .2 Tính toán độ cứng: Độ cứng thể tích Độ cứng tiếp xúc:  Giữa con lăn và mặt phẳng (công thức Belaev)  Có tính đến nhấp nhô tế vi (công thức Votinov) 2. 3 Độ cứng: 2. 3.3 Các phương pháp nâng cao độ cứng: Dùng vật liệu hợp lý (Module đàn hồi tỉ lệ thuận với độ cứng) Chọn hình dạng tiết diện ngang hợp lý Chọn kết cấu ... bề mặt, vv… Chi tiết máy không tiếp tục làm việc ,nó khả làm việc Các điều kiện bền viết sau: σ ≤ [σ] τ ≤ [τ] S ≤ [S] Trong : S hệ số an toàn tính toán chi tiết máy, 2. 2 Độ bền: 2. 1 .2 cách xác...Nội dung 2. 1 Yêu cầu chung máy TK 2. 2 Độ bền 2. 3 Độ cứng 2. 4 Độ bền mòn 2. 5 Khả chịu nhiệt 2. 6 Độ ổn định Dao động 2. 1 Yêu cầu chung máy thiết kế:  Bảo đảm khả làm việc Yêu cầu chung... tắc, gây nên cong vênh 2. 4 .2 Cách đánh giá tiêu chịu nhiệt máy θ ≤ [θ] Trong : θ nhiệt độ làm việc máy, phận máy [θ] nhiệt độ cho phép máy Khi chi tiết máy không đủ tiêu chịu nhiệt, chọn lại