Tự động hóa xác định các thông số dung sai kích thước tiêu chuẩn của lỗ, của trục và của lắp ghép

Trong bài báo này trình bày việc tự động hóa xác định các thông số dung sai kích thước tiêu chuẩn của lỗ, của trục và của lắp ghép, xây dựng phần mềm tự động tra bảng tiêu chuẩn và tính toán các thông số này.

JMST TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HÀNG HẢI Số - 62 (04/2020) JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN: 1859-316X) TỰ ĐỘNG HĨA XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ DUNG SAI KÍCH THƯỚC TIÊU CHUẨN CỦA LỖ, CỦA TRỤC VÀ CỦA LẮP GHÉP THE AUTOMATION OF DETERMINATION ON ASSEMBLAGE, SHAFT AND HOLE STANDARDSIZE TOLERANCE PARAMETERS ĐÀO NGỌC BIÊN Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: biendn@vimaru.edu.vn Tóm tắt Xác định thơng số dung sai kích thước tiêu chuẩn lỗ, trục lắp ghép việc làm cần thiết tính toán thiết kế kiểm nghiệm chi tiết máy phận máy giảng dạy học tập Trong báo trình bày việc tự động hóa xác định thơng số dung sai kích thước tiêu chuẩn lỗ, trục lắp ghép, xây dựng phần mềm tự động tra bảng tiêu chuẩn tính tốn thơng số Từ khóa: Dung sai, kích thước, lắp ghép, lỗ, trục Abstract The determination on assemblage, shaft and hole standardsize tolerance parameters is essentially required when calculating designs or testing engine mechanism and parts as well as in teaching and assessing work In this article, the automation of determination on assemblage, shaft and hole standardsize tolerance parameters and establishment of the software automatically consulting the standard guides and calculating these parameters are presented Keywords: Tolerance, sizes, fits, hole, shaft Đặt vấn đề Khi lựa chọn lắp ghép, kiểm nghiệm lắp ghép sử dụng phận máy móc thiết bị, người thiết kế thường phải xác định thơng số dung sai kích thước lỗ, trục lắp ghép Công việc gồm phần chính: Tra bảng dung sai tiêu chuẩn để tìm sai lệch giới hạn sau tính tốn thơng số dung sai như: Trị số dung sai lỗ, trục, đặc tính lắp ghép, trị số độ hớ độ dơi giới hạn, kích thước giới hạn lớn nhỏ nhất, vẽ sơ đồ dung sai, Những công việc thường gặp giảng dạy học tập, đặc biệt môn học Dung sai Lắp ghép Cơ sở kỹ thuật máy Việc tra bảng dung sai tiêu chuẩn để tìm thơng số dung sai, sau tính tốn theo phương pháp thủ công truyền thống gây thời gian, công sức dễ nhầm lẫn bất tiện ln phải mang theo bảng biểu để tra cứu Ngoài ra, việc tính tốn lựa chọn phương án tối ưu khó khăn Những nhược điểm khắc phục phần mềm, cho phép tự động tra bảng dung sai, sau tính tốn thông số dung sai vẽ sơ đồ dung sai lắp ghép Trong phần mềm tính tốn khí thơng dụng như: Inventor, Solidworks, Catia,… khơng có tính tự động tra bảng tính tốn thơng số Dung sai lắp ghép Trình tự tính tốn xác định thơng số dung sai kích thước lỗ, trục lắp ghép Khi cho trước kích thước danh nghĩa ký hiệu loại dung sai lỗ, trục lắp ghép trình tự tính tốn xác định thơng số dung sai sau: - Từ ký hiệu loại dung sai (gồm ký hiệu sai lệch cấp xác) lỗ trục, dựa theo kích thước danh nghĩa, tra bảng dung sai tiêu chuẩn để tìm sai lệch giới hạn lỗ (ES), trục (es) sai lệch giới hạn lỗ (EI), trục (ei) - Tính kích thước giới hạn lỗ trục: D max  d dn  ES; D  d dn  EI; d max  d dn  es; (1) d  d dn  ei, Dmax, Dmin dmax, dmin - kích thước giới hạn lỗ trục - Tính dung sai lỗ ITD trục ITd: ITD  ES - EI  D max - D ; ITd  es  ei  d max  d (2) - Xác định hệ thống lắp ghép: 21 JMST TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI Số - 62 (04/2020) JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN: 1859-316X) Nếu ký hiệu lắp ghép có ký hiệu lỗ H trục h (chỉ ký hiệu đó) lắp ghép thuộc hệ thống lỗ hệ thống trục, ngược lại thuộc loại lắp ghép phối hợp ES  es; EI  ei,  (5) đặc tính lắp ghép trung gian - Xác định đặc tính lắp ghép: Đặc tính lắp ghép xác định tương quan kích thước lỗ kích thước trục tương quan vị trí miền dung sai lỗ trục sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép Hình Sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép có độ hở Hình Sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép trung gian Hình Sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép có độ dơi + Nếu miền dung sai lỗ nằm miền dung sai trục (Hình 1), nghĩa là: EI  es, (3) đặc tính lắp ghép có độ hở; + Nếu miền dung sai lỗ nằm miền dung sai trục (Hình 2), nghĩa là: ES ei, (4) đặc tính lắp ghép có độ dơi; + Nếu miền dung sai lỗ trục giao nhau, chứa (Hình 3), nghĩa là: ei  EI;  es  EI; es  ES,  22 es  EI; es  ES;    ei  ES; ei  EI ,  es  ES,  - Tính độ hở độ dôi giới hạn lắp ghép: + Độ hở giới hạn: Smax  ES  ei;  Smin  EI  es N max  es  EI; + Độ dôi giới hạn:   N  ei  ES (6) (7) - Tính độ hở trung bình độ dơi trung bình: Smax  Smin ; N  N N tb  max Stb  (8) Đối với lắp ghép trung gian Stb < lắp ghép tương ứng với độ dơi, Ntb < lắp ghép tương ứng với độ hở - Tính dung sai lắp ghép: JMST TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HÀNG HẢI Số - 62 (04/2020) JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN: 1859-316X) Dung sai độ hở: ITS  Smax  Smin ; (9) Dung sai độ dôi: ITN  Nmax  Nmin (10) - Vẽ sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép: Giao diện chương trình trình bày Hình Người sử dụng sử dụng độc lập trục, lỗ dùng chúng kết hợp với ô lắp ghép Trong ơ, tính tốn thực từ xuống từ trái qua phải Từ thông số tính được, vẽ sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép để biểu diễn lắp ghép cách trực quan Ví dụ sử dụng phần mềm tự động xác định thơng số dung sai kích thước lỗ, trục lắp ghép tiêu chuẩn Xây dựng sử dụng phần mềm tự động xác định thơng số dung sai kích thước tiêu chuẩn lỗ, trục lắp ghép Ví dụ: Cho lắp ghép 75H7/p6; 45H7/k6; 145E8/h7 Cần xác định thơng số dung sai kích thước lỗ, trục lắp ghép Phần mềm xây dựng ngơn ngữ lập trình Delphi, ngơn ngữ lập trình hướng đối tượng, có cấu trúc chặt chẽ, phù hợp cho việc giải toán kỹ thuật Phần mềm xây dựng theo trình tự, trình bày Hình Sử dụng phần mềm nói vào tính tốn ta được: Hình Lưu đồ thuật giải chương trình Hình Giao diện chương trình Lắp ghép 75H7/p6 - Các thơng số lỗ: + Loại dung sai H7; + Sai lệch giới hạn ES = 30 m; + Sai lệch giới hạn EI = 0; + Kích thước giới hạn lớn Dmax = 75,03 mm; + Kích thước giới hạn nhỏ Dmin = 75 mm; + Dung sai kích thước lỗ ITD = 30 m; - Các thơng số trục: + Loại dung sai p6; + Sai lệch giới hạn es = 51 m; + Sai lệch giới hạn ei = 32; + Kích thước giới hạn lớn dmax = 75,051 mm; + Kích thước giới hạn nhỏ Dmin = 75,032 mm; + Dung sai kích thước trục ITd = 19 m; - Các thông số lắp ghép: + Ký hiệu lắp ghép 75H7/p6; + Đặc tính lắp ghép: Có độ dôi; + Hệ thống lắp ghép: Hệ thống lỗ; + Độ dôi lớn Nmax = 51 m; + Độ dôi nhỏ Nmin = m; + Độ dôi trung bình Ntb = 26,5 m; + Dung sai lắp ghép ITlg = 49 m; + Sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép trình bày Hình Hình Sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép 75H7/p6 23 JMST TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI Số - 62 (04/2020) JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN: 1859-316X) Lắp ghép 45H7/k6 - Các thông số lỗ: + Loại dung sai H7; + Sai lệch giới hạn ES = 25 m; + Sai lệch giới hạn EI = 0; + Kích thước giới hạn lớn Dmax = 45,025 mm; + Kích thước giới hạn nhỏ Dmin = 45 mm; + Dung sai kích thước lỗ ITD = 25 m; - Các thông số trục: + Loại dung sai k6; + Sai lệch giới hạn es = 18 m; + Sai lệch giới hạn ei = 2; + Kích thước giới hạn lớn dmax = 45,018 mm; + Kích thước giới hạn nhỏ Dmin = 45,002 mm; + Dung sai kích thước trục ITd = 16 m; - Các thông số lắp ghép + Ký hiệu lắp ghép 45H7/k6; + Đặc tính lắp ghép: Trung gian; + Hệ thống lắp ghép: Hệ thống lỗ; + Độ dôi lớn Nmax = 18 m; + Độ hở lớn Smax = 23 m; + Độ dơi trung bình Ntb = - 2,5 m; + Dung sai lắp ghép ITlg = 41 m; + Sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép trình bày Hình + Kích thước giới hạn nhỏ Dmin = 144,96 mm; + Dung sai kích thước trục ITd = 40 m; - Các thông số lắp ghép: + Ký hiệu lắp ghép 145E8/h7; + Đặc tính lắp ghép: Có độ hở; + Hệ thống lắp ghép: Hệ thống trục; + Độ dôi lớn Smax = 430 m; + Độ dôi nhỏ Smin = 200m; + Độ dơi trung bình Stb = 315 m; + Dung sai lắp ghép ITlg = 230 m; + Sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép trình bày Hình Hình Sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép 145E8/h7 Kết luận khuyến nghị Bài báo trình bày việc xây dựng phần mềm, cho phép tự động tra bảng, tính tốn thơng số Dung sai lắp ghép vẽ sơ đồ dung sai Trình bày việc sử dụng Phần mềm xây dựng để xác định thơng số dung sai kích thước tiêu chuẩn lỗ, trục lắp ghép cho số trường hợp cụ thể Có thể sử dụng Phần mềm vào việc tính tốn Dung sai lắp ghép thực tế, công tác nghiên cứu, giảng dạy học tập Hình Sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép 45H7/k6 Lắp ghép 145E8/h7 - Các thông số lỗ: + Loại dung sai E8; + Sai lệch giới hạn ES = 390 m; + Sai lệch giới hạn EI = 200; + Kích thước giới hạn lớn Dmax = 145,39 mm; + Kích thước giới hạn nhỏ Dmin = 145,2 mm; + Dung sai kích thước lỗ ITD = 190 m; - Các thông số trục: + Loại dung sai h7; + Sai lệch giới hạn es = 0; + Sai lệch giới hạn ei = -40 m; + Kích thước giới hạn lớn dmax = 145 mm; 24 Công bố sử dụng cho đề tài nghiên cứu khoa học thuộc trường Đại học Hàng hải Việt Nam năm học 2019-2010: “Nghiên cứu tự động hóa tính tốn dung sai kích thước dung sai lắp ghép” TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đào Ngọc Biên, Tự động hố tính chọn lắp ghép tiêu chuẩn, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải, (Số 3+4), tr 71- 73, 2005 [2] Hà Văn Vui, Dung sai lắp ghép, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2002 [3] Ninh Đức Tốn, Dung sai lắp ghép, NXB Giáo Dục, Hà Nội, 2006 [4] Nguyễn Viết Trung, Nguyễn Bắc Hà, Lập trình JMST TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI Số - 62 (04/2020) JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN: 1859-316X) Delphi 5.0, NXB GTVT, Hà Nội, 2001 [5] В Г Мельников, Л С Казанов, Основы стандартизации, допуски, посадки и техическое измерение, Москва “Высшая школа”, 1978 Ngày nhận bài: Ngày nhận sửa: Ngày duyệt đăng: 04/01/2020 17/01/2020 30/01/2020 25 ... mềm tự động xác định thơng số dung sai kích thước lỗ, trục lắp ghép tiêu chuẩn Xây dựng sử dụng phần mềm tự động xác định thông số dung sai kích thước tiêu chuẩn lỗ, trục lắp ghép Ví dụ: Cho lắp. .. bảng, tính tốn thông số Dung sai lắp ghép vẽ sơ đồ dung sai Trình bày việc sử dụng Phần mềm xây dựng để xác định thông số dung sai kích thước tiêu chuẩn lỗ, trục lắp ghép cho số trường hợp cụ thể... + Dung sai lắp ghép ITlg = 41 m; + Sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép trình bày Hình + Kích thước giới hạn nhỏ Dmin = 144,96 mm; + Dung sai kích thước trục ITd = 40 m; - Các thông số lắp ghép: