THAN MAY VA SONG TRUOT
6.12. KET CAU THAN MAY
Két cấu của thân máy có những đạng rất khác nhau, tùy thuộc vào lực phát sinh ra trong lúc gia công tác dụng vào thân máy. Những lực ấy gồm có: lực cắt, trọng lượng của các bộ phận đặt trên máy, lực kẹp chặt và ở vài loại máy như máy bào, xọc.... còn có lực quán tính. Dưới tác dụng của các lực ấy thân máy bị uốn, bị xoắn hay bị kéo. Thí dụ như các lực tác dụng lên thân máy tiện được trình bày ở hình (VI—1):
K ;#
+ ED or Ee
G, A iP,
Hinh VI-1: Lue tac dung lén thaén may tién.
K - là lực kẹp chặt làm cho thân máy bị cong lên.
P,.Py.P,— là các thành phần của lực cát: P„ làm cho thân máy bị cong lên -Py làm cho than máy uốn ngang ~ P, lam cho thân máy cong xuống.
G,.Gy - trong lượng của các bộ phận đặt trên thân máy, làm cho nó cong xuông.
Trên cơ sở phân tích tác dụng của lực, đồng thời chú ý tới vị trí của các bộ phận đặt trên thân máy, chú ý đến kích thước, hành trình của những bộ phận chính, ta tiến hành thiết kế hình dáng cụ thể của thân máy.
Thân máy có thể có dạng nằm ngang hay dạng thẳng đứng (dạng đứng thường gọi là trụ máy). Về cơ bản có thể phân thành 2 loại:
- Loại thanh, đầm: như thân máy tiện, máy khoan đứng.
~ Loại khung: như thân máy bào giường, phay, tự động nhiều trục ...
Khung có thể là khung hở hoặc khung kín.
Loại dầm cũng như khung hở có ưu điểm là dễ lắp ráp cũng như đễ sửa chữa hơn khung kín, nhưng độ cứng vững thì kém hơn. Do đó, khung kín thường dùng trong trường hợp chịu trọng lượng và lực tác dụng lớn.
Dé gia cong dé dàng, các thân máy loại khung thường được chế tạo riêng từng bộ phận và ghép lại với nhau bằng bulông. Để tạo độ giảm chấn tốt, các mặt tiếp xúc cần gia công nhẫn. Đặc biệt không được nỏi hai chỉ tiết có vật liệu khác nhau (như gang và thép), vì sẽ tạo nên một hệ thống rung động có nhiều trọng khối với độ giảm chấn khác nhau.
Kết cấu của thân máy nằm ngang thường có những dạng cát theo mặt ngang như sau
127
(hình VI-2);
e) d)
Hinh VI-2: Tiét diện của thân máy ngang.
a)
Thân máy theo hình (VI-2a) gồm 2 vách. Phoi hoặc nước làm nguội được thoát ra theo hướng thẳng đứng. Việc thoát phoi được tiện lợi hơn, nếu làm một vách nghiêng theo hình (b). Thân máy theo hình (c) thường dùng cho những máy nằm ngang có chứa dầu ở bên trong. Đối với những máy nặng, có nhiều bàn dao, thường dùng thân máy có tiết diện ngang theo hình (d).
Để làm tăng độ cứng vững của thân máy, người ta dùng các loại hệ thống đường gân nối liên hai vách của thân máy như ở hình (VI-3):
ta CSsssc aS oy
E mm J:
Hình VI-3: Hệ thống thành, uách của thân máy.
Các đường gân song song nối liên 2 thành máy theo hình (VI-3a) thường dùng cho những máy loại nhỏ. Thân máy kiểu này dễ chế tạo, nhưng độ cứng vững thấp, không chịu được tác dụng của mômen xoắn lớn. Hình (b) thì độ cứng vững cao hơn. Độ cứng vững đạt được cao nhất, nhưng cũng có phần khó chế tạo hơn khi các đường gân làm thành hình chữ chỉ như ở hình (e). Loại này thường dùng cho các cỡ máy lớn. -
Đối với thân máy hay trụ máy thẳng đứng thường có dạng như hình (VI-4) theo mặt cắt ngang.
Trụ máy theo hình (VI-4a) chịu tác dụng xoắn rất tốt. Để có thể đặt được những chi tiết vào bên trong, người ta phải làm những cửa trên vách thân máy. Hình (b) cũng chịu được tác dụng xoắn rất tốt, loại này thường dùng làm trụ máy khoan cần.
Hinh VI--4: Mat edt ngang của trụ máy. a)
Ngoài thân đúc, người ta còn dùng thân máy hàn từ thép tấm. Vì độ cứng vững của thân máy phần chính là do các đường gân nối liên giữa các thành máy quyết định. Do đó, độ dày của tấm thép chỉ có tác dụng thứ yếu. Bề dày của thép dung dé han than may có thế khoảng 3mm. Trừ những thành vách chính hay những sống trượt hàn lên thân máy can độ dày từ 16 + 30mm. Chỉ được dùng thép tấm có độ dày lớn trong trường hợp không thể hàn được những gân làm cứng vững. Các trường hợp khác đầu có thể dùng thép dày từ
128
3 + 8mm với các hệ thống đường gân làm tăng độ cứng vững.
Bề dày của các thành máy và đường gân có thể lấy các trị số ở bảng (VI-1):
Bang VI-1
Vật liệu Loại thân máy Be day thanh Be day đường
máy gân
nhẹ 12 + 15mm Nhỏ hơn bẻ dà
Gang trung bình 18 + 22mm của thành máy „ ° on ° ay
nặng 25 : 35mm
oe Thân máy có nhiều đường gân 3 + 8mm 3 + 5mm
Thép tam ` TU vở . `
Thân máy có ít đường gân 10 + 20mm 5mm
Bê dày của những thành máy chịu tác dụng của lực kéo — nén lớn, cần phải lớn hon bề dày của thành chịu nén. Bán kính góc lượn của đường gân cần lấy khoảng 4 bé day
của thành máy. Trên điện tích khoảng 400 x 400mm cần có đường gân.
Khi lựa chọn tiết diện của thân máy cũng như trụ máy, cần lưu ý đến đặc điểm của các tải trọng. Tiết diện để chịu tải trọng kéo-nén không giống với tiết điện để chịu tải trọng uốn-xoắn. Từ các công thức ở môn học “Sức bên vật liệu” ta có thể xác định được rằng: cùng một hệ số an toàn và độ cứng vững như nhau, tiết diện càng lớn càng chịu được lực kéo và nén lớn. Hình dáng của tiết điện không ảnh hưởng đến độ bền kéo và nén. Trái lại, đối với độ bên uốn và xoắn có thể nâng lên với việc lựa chọn hình dáng thích hợp, trong khi vẫn giữ nguyên diện tích của tiết diện. Bảng (VI-2) cho ta các tỷ số so sánh khả năng chịu uốn và chịu xoắn của các tiết diện thân máy có hình dáng khác nhau, nhưng cùng một diện tích như nhau (tức là cùng một trọng lượng như nhau).
s— _ - Bang VI-2
Poe an M M
So thi) pang tidt dién : — `
tự [ỉu]= const fy] = const [t | = const [@] = const
1 1 1 1 1
2 ` 19 1,15 43 8,8
ss
3 N 1,8 1 4,5 1,9
4 No N. 1,4 1,6 38,5 31,4
SSS . |
Từ bảng trên, ta thấy: đứng về mặt cứng vững thì loại tiết điện có hình chữ nhật rong
(trường hợp 4) chịu tải trọng uốn và xoắn tốt nhất. Đứng về mặt chịu ứng suất uốn thì tiết diện chữ I. đứng về mặt chịu ứng suất xoắn thì tiết diện vành khuyên tốt hơn, nhưng sự chênh lệch giữa 2 trường hợp này không đáng kế.
129