3.1. Liên kết bằng bu lông
Bu lông thường là thanh kim loại hình trụ, một đầu có ren để vặn với đai ốc hoặc lỗ ren, một đầu có mò hình sáu cạnh hoặc hình vuông, để tra các chìa vặn xiết bu lông. Ren trên bu lông được gia công bằng bàn ren, tiện ren, hoặc cán ren.
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 41
Nguyên tắc liên kết trong mối ghép ren lắp có khe hở giữa thân bu lông và lỗ của tấm ghép: Để tạo mối ghép ren ta xiết đai ốc bằng mô men xoắn T, các tấm ghép được ép chặt lại với nhau bởi lực xiết V. Trên bề mặt tiếp xúc của 2 tấm ghép có lực ma sát F
ms, lực ma sát cản trở sự trượt tương đối giữa hai tấm ghép.
Các mối ghép bu lông lắp không có khe hở, làm việc tương tự như mối ghép đinh tán. Đai ốc gần như đóng vai trò của mò đinh tán, lực xiết V chỉ có tác dụng hỗ trợ thêm cho mối ghép. Khi tính toán mối ghép, không kể đến lực ma sát trên mặt tấm ghép do lực xiết V gây nên.
- Đai ốc có 6 cạnh, có ren trong. Ren trên đai ốc được gia công bằng ta rô, hoặc tiện. Đai ốc còng được chia ra: đai ốc thô, đai ốc bán tinh và đai ốc tinh.
- Vòng đệm, chủ yếu để bảo vệ bề mặt các tấm ghép không bị xước, một số đệm còn có tác dụng phòng lỏng. Các loại đệm thường dùng: đệm thường, đệm vênh, đệm gập, đệm cánh
3.2. Liên kết bằng hàn
- Hai tấm ghép kim loại được ghép với nhau bằng cách nung phần tiếp giáp của chúng đến trạng thái chảy, hoặc nung phần tiếp xúc của chúng đến trạng thái dẻo và ép lại với nhau, sau khi nguội lực liên kết phân tử ở chỗ tiếp xúc sẽ không cho chúng tách rời nhau. Mối ghép như vậy gọi là mối hàn.
- Có nhiều phương pháp tạo mối hàn:
+ Hàn hồ quang điện: Dùng nhiệt lựơng của ngọn lửa hồ quang điện đốt chảy vật liệu tấm ghép tại chỗ tiếp giáp, và đốt chảy vật liệu que hàn để điền đầy miệng hàn. Que hàn và tấm hàn được nối với nguồn điện.
+ Hàn hơi: Dùng nhiệt lượng của hơi đốt làm nóng chảy vật liệu tấm ghép ở chỗ tiếp giáp và nung chảy dây kim lọai bổ xung để điền đầy miệng hàn.
+ Hàn vẩy: Không nung chảy kim loại của tấm ghép, mà chỉ nung chảy vật liệu que hàn hoặc dây kim loại.
+ Hàn tiếp xúc: Nung kim loại ở chỗ tiếp xúc của hai tấm ghép đến trạng thái dẻo bằng năng lượng của dòng điện hoặc công của lực ma sát, ép chúng lại với nhau bằng một lực ép lớn.
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 42
* Các loại mối hàn
Tùy theo công dụng, vị trí tương đối của các tấm ghép, hình dạng của mối hàn, người ta phân chia mối hàn thành cácloại sau:
- Mối hàn chắc: chỉ dùng để chịu tải trọng
- Mối hàn chắc kín: dùng để chịu tải trọng và đảm bảo kín khít
- Mối hàn giáp mối: đầu hai tấm ghép tiếp giáp nhau, hàn thấu hết chiều dày của tấm ghép
- Mối hàn chồng: hai tấm ghép có một phần chồng lên nhau
- Mối hàn góc: hai tấm ghép không nằm song song với nhau, thường có bề mặt vuông góc với nhau. Mối hàn góc có hai loại: mối hàn góc theo kiểu hàn giáp mối (Hình 7-6, a), và mối hàn góc theo kiểu hàn chồng (Hình 7-6, b).
- Mối hàn dọc: phương của mối hàn song song với phương của lực tác dụng, - Mối hàn ngang: phương của mối hàn vuông góc với phương của lực tác dụng,
- Mối hàn xiên: phương của mối hàn không song song và không vuông góc với phương của lực tác dụng.
- Mối hàn điểm: là mối hàn tiếp xúc, dùng để hàn các tầm ghép mỏng, các điểm hàn thường có dạng hình tròn.
- Mối hàn đường: là mối hàn tiếp xúc, dùng để hàn các tấm ghép rất mỏng, mối hàn là một đường liên tục.
* Các kích thước chủ yếu của mối hàn
- Chiều dầy tấm ghép S
1, S
2 , mm. - Chiều rộng tấm ghép b1, b
2 , mm. - Chiều dài mối hàn l, mm.
- Chiều dài mối hàn dọc l
d, mm. - Chiều dài mối hàn ngang ln, mm.
- Chiều rộng mối hàn chồng k, mm. Thông thường lấy k = Smin.
- Chiều dài phần chồng lên nhau của mối hàn chồng C, mm, thường lấy C ≥ 4S
min.
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 43
- Mối ghép đinh tán được biểu diễn như hình sau. Các tấm ghép 1 và 2 được liên kết trực tiếp với nhau bằng các đinh tán số 3, hoặc liên kết thông qua tấm đệm số 4 và các đinh tán số 3.
- Nguyên tắc liên kết của mối ghép đinh tán: Thân đinh tán tiếp xúc với lỗ của các tấm ghép, lỗ của
Hình 3.6. Liên kết đinh tán
các tấm đệm, đinh tán có tác dụng như một cái chốt cản trở sự trượt tương đối giữa các tấm ghép với nhau, giữa các tấm ghép với tấm đệm.
- Để tạo mối ghép đinh tán, người ta gia công lỗ trên các tấm ghép, lồng đinh tán vào lỗ của các tấm ghép, sau đó tán đầu đinh.
- Tấm ghép không được dầy quá 25 mm. Lỗ trên tấm ghép có thể được gia công bằng khoan hay đột, dập. Lỗ trên tấm ghép có đường kính bằng hoặc lớn hơn đường kính thân đinh tán d.
- Tán nguội, quá trình tán đinh có thể tiến hành ở nhiệt độ môi trường. Tán nguội dễ dàng thực hiện, giá rẻ; nhưng cần lực lớn, dễ làm nứt đầu đinh. Tán nguội chỉ dùng với đinh tán kim loại màu và đinh tán thép có đường kính d nhỏ hơn 10 mm.
- Tán nóng, đốt nóng đầu đinh lên nhiệt độ khoảng (1000÷1100) OC rồi tiến hành tán. Tán nóng không làm nứt đầu đinh; nhưng cần thiết bị đốt nóng, các tấm ghép biến dạng nhiệt, dễ bị cong vênh.
- Đinh tán thường làm bằng kim loại dễ biến dạng, thép ít các bon như CT34, CT38, C10, C15 hoặc bằng hợp kim màu. Thân đinh tán thường là hình trụ tròn có đường kính d, giá trị của d nên lấy theo dẫy số tiêu chuẩn. Các kích thước khác của đinh tán được lấy theo d, xuất phát từ điều kiện sức bền đều.
h = (0,6 ÷ 0,65).d; R = (0,8 ÷ 1).d; l = (S
1 + S
2) + (1,5 ÷ 1,7).d.
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 44
- Ngoài mò đinh dạng chỏm cầu, đinh tán còn có nhiều dạng mò khác nhau, như trên
* Phân loại mối ghép đinh tán
Tùy theo công dụng và kết cấu của mối ghép, mối ghép đinh tán được chia ra: + Mối ghép chắc: Mối ghép chỉ dùng để chịu lực không cần đảm bảo kín khít. + Mối ghép chắc kín: Vừa dùng để chịu lực vừa đảm bảo kín khít.
+ Mối ghép chồng: Hai tấm ghép có phần chồng lên nhau.
+ Mối ghép giáp mối: Hai tấm ghép đối đầu, đầu của 2 tấm ghép giáp nhau. + Mối ghép một hàng đinh: Trên mỗi tấm ghép chỉ có một hàng đinh.
+ Mối ghép nhiều hàng đinh: Trên mỗi tấm ghép có nhiều hơn một hàng đinh.
* Kích thước chủ yếu của mối ghép đinh tán
- Xuất phát từ yêu cầu độ bền đều của các dạng hỏng (khả năng chịu tải của các dạng hỏng là như nhau, hoặc xác suất xuất hiện của các dạng hỏng là như nhau), kích thước của mối ghép đinh tán ghép chắc được xác định như sau:
Hình 3.8. Mối ghép đinh tán
+ Đối với mối ghép chồng một hàng đinh: d = 2.S
min; pđ = 3.d; e = 1,5.d + Đối vơi mối ghép chồng n hàng đinh:
d = 2.S
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 45
+ Đối với mối ghép giáp mối hai tấm đệm một hàng đinh: d = 1,5.S; pđ = 3,5.d; e = 2.d + Đối với tấm ghép giáp mối hai tấm đệm n hàng đinh:
d = 1,5.S; pđ = (2,4.n + 1).d; e = 2.d
- Kích thước của mối ghép đinh tán ghép chắc kín được xác định như sau: + Đối với mối ghép chồng một hàng đinh:
d = S
min+ 8 mm; pđ = 2.d + 8 mm; e = 1,5.d + Đối với mối ghép chồng 2 hàng đinh:
d = S
min+ 8 mm; pđ = 2,6.d + 15 mm; e = 1,5.d + Đối với mối ghép chồng 3 hàng đinh:
d = S
min+ 6 mm; pđ = 3.d + 22 mm; e = 1,5.d + Đối với mối ghép giáp mối hai tấm đệm 2 hàng đinh:
d = S + 6 mm; pđ = 3,5.d + 15 mm; e = 2.d + Đối với tấm ghép giáp mối hai tấm đệm 3 hàng đinh:
d = S + 5 mm; pđ = 6d + 20 mm; e = 2.d