48110 lien ket han bu long fvgzw 20131127092957

PHẦN III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Chương 1: TÍNH TOÁN CÁC MỐI LIÊN KẾT HÀN VÀ BULÔNG

1. Tính toán liên kết bulông .
Bulong để liên kết các thanh giằng với các thanh biên phải chống tác dụng của của lực
kéo nén do các thanh này tác dụng. Liên kết bulong được lắp có khe hở. Do vặn ecu nên bu
lông chịu kéo và các bản thép bị xiết chặt, giứa mặt tiếp xúc của bản thép hình thành lực ma
sát. Giữa các bề mặt tiếp xúc của các tấm ghép sinh ra lực ma sát F ms giữ các tấm ghép không
bị trượt khi chịu tác dụng của ngoại lực.
Công thức tính bền bulong chịu cắt và ép mặt (3.18), [05]:
N
 N  min bl
n

Trong đó:
N – lực kéo nén trong thanh liên kết;
n – số bulong;
 - hệ số làm việc của kết cấu;
[N]minbl – giá trị nhỏ nhất trong hai giá trị : [N] cbl – khả năng chịu lực cắt, [N] embl –
khả năng chịu trượt của bản thép;
1.1. Kiểm tra bền bulong liên kết thanh biên và giá đỡ động cơ, cơ cấu di chuyển.

Hình 1.1: Liên kết bulông thanh giăng ngang và thanh biên

1.1.1. Khả năng chịu lực cắt của bu lông xác định theo công thức (3.10), [kct]:
[ N ]cbl Rcbl * bl * Abl * nc

Trong đó:
Rcbl = 4450 daN/cm2 – cường độ tính toán chịu lực cắt của bulong lấy theo (bảng
3.6), [05];
bl = 0,9 – hệ số điều kiện làm việc của liên kết bulong;

Abl = 1.92 cm2 – diện tích tiết diện cắt ngang của thân bulong lấy theo (bảng 3.8),
[05];
nc = 2 số mặt chịu lực liên kết;
[ N ]cbl Rcbl * bl * Abl * nc 4400 * 0,9 *1.92 * 2 15260daN

1.1.2. Khả năng chịu trượt của bản thép (3.12), [05]:
 N  embl d *  * Rembl daN
Trong đó:
d = 1.8 cm – đường kính của thân bulong;
 - bề dày của bản thép.  = 0,9 cm;
Rembl – cường độ ép mặt tính toán của liên kết bulong.R embl = 4400 daN/cm2
 N  embl d *  * Rembl 1.8 * 0,9 * 4400 7128 daN
78


1.2.3. So sánh khả ngăng chịu ép bề mặt và khả năng chịu cắt:
Dựa vào giá trị [ N ]cbl vaø [ N ]embl chon [ N ]min bl = 50000 N để kiểm tra bền của liên
kết.
+ Lực kéo nén tác dung lên một bu lông
N 4000

1000 N .
n
4

Trong đó:
N = 4000 N – lực kéo nén trong thanh đỡ động cơ;
n = 4 – số bulong liên kết;
+ Khả năng chịu ép bề mặt của bu lông.
 N  embl 1,1 * 50000 55000 N 

N
n

So sánh thấy bulong thỏa điều kiện bền.
1.2. Kiểm tra bền bulong liên kết thanh biên và thanh ngang.

Hình 1.2. Liên kết bulông thanh ngang và thanh biên

1.2.1. Khả năng chịu lực cắt của bu lông xác định theo công thức (3.10), [05] :
[ N ]cbl Rcbl * bl * Abl * nc

Trong đó:
Rcbl = 5150 daN/cm2 – cường độ tính toán chịu lực cắt của bulong;
bl = 0,9 – hệ số điều kiện làm việc của liên kết bulong;
Abl = 1.92 cm2 – diện tích tiết diện cắt ngang của thân bulong;
nc = 2 - Số mặt chịu lực liên kết;
[ N ]cbl Rcbl * bl * Abl * nc 5150 * 0,9 *1.92 * 2 17798daN

1.2.2. Khả năng chịu trượt của bản thép (3.12), [05]:
 N  embl d *  * Rembl daN
Trong đó:
d = 1.8 cm – đường kính của thân bulong;
 = 0,9 cm - bề dày của bản thép;
Rembl = 5150 daN/cm2 – cường độ ép mặt tính toán của liên kết bulong;
  N  embl d *  * Rembl 1.8 * 0.9 * 5150 9270 daN
1.2.3. So sánh khả ngăng chịu ép bề mặt và khả năng chịu cắt:
Dựa vào giá trị [ N ]cbl vaø [ N ]embl chon [ N ]min bl = 5000 daN để kiểm tra bền của liên
kết.
Lực kéo nén tác dung lên một bu lông.

79


N 32000

8000 N.
n
4

Trong đó:
N – lực kéo nén trong thanh giăng ngang, N;
n – số bulong liên kết;
Khả năng chịu ép bề mặt của bu lông.
 N  min bl 1,1 * 50000 55000 N
So sánh thấy bulong thỏa điều kiện bền.
1.3. Kiểm tra bền bulong liên kết thanh biên với nền bê tông.

Hình 1.3. Liên kết bulong giữa thanh biên với nền bên tông

1.3.1. Khả năng làm việc của bulong chịu kéo xác định theo công thức (3.15), [05] :
[ N ]kbl  Athbl * Rkbl

Trong đó:
Rkbl = 4000 daN/cm2 – cường độ tính toán của vật liệu chế tạo bulong khi làm
việc chịu kéo, theo bảng (3.5), [kct];
Athbl = 2.45 cm2 – diện tích tiết diện cắt ngang của thân bulong, theo bảng (3.8),
[05];
[ N ]kbl  Rkbl * Athbl 4000 * 2.45 9800daN

1.3.2. Khả năng chịu trượt của bản thép (3.12), [05]:

 N  embl d *  * Rembl N
Trong đó:
d = 2 cm – đường kính của thân bulong;
 = 1.2 cm - bề dày của bản thép;
Rembl = 3700 daN/cm2 – cường độ ép mặt tính toán của liên kết bulong;
  N  embl d *  * Rembl 2 *1.2 * 3700 8880 daN
1.3.3. So sánh khả ngăng chịu ép bề mặt và khả năng chịu cắt:
Dựa vào giá trị [ N ]kbl vaø [ N ]embl chon [ N ]min bl = 5000 daN để kiểm tra bền của liên
kết.
Lực kéo nén tác dung lên một bu lông .
N 10500

2625 N .
n
4

Trong đó:
N – lực kéo nén trong thanh giăng ngang, N;
n – số bulong liên kết;
80


Khả năng chịu ép bề mặt của bu lông.
 N  min bl 1,1 * 50000 55000 N
So sánh thấy bulong thỏa điều kiện bền.
2. Tính toán liên kết hàn.
2.1. Kiểm tra mối hàn tại vị trí kiên kết thanh đỡ động cơ:
Trước khi được liên kết với thanh biên bằng đinh vít thì thanh thép hình đỡ động cơ chữ I
và bản cánh của thép chữ H được hàn với một miếng thép tấm để tạo bệ bắt vít với nhau.
Mối hàn ở dây là mối hàn chồng hay mối hàn góc.

Hình 2.1. Lên kết hàn thanh đỡ động cơ.

2.1.1. Thép cơ bản có:
Ký hiệu
: CCT3, CCT38 theo TCVN
Giới hạn chảy : c = 2400-2800 kG/cm2;
Giới hạn bền : b = 3800-4200kG/cm2;
b = Rbc = cường độ tức thời tiêu chuẩn.
2.1.2. Lựa chọn que hàn:
a, Theo TCVN 5575 : 1991:
Que hàn được sử dụng có cơ tính và thành phần hóa học tương đương với que hàn Э60
(theo ΓΟСТСТ 9467 – 75 của Liên xô). Tương đương với que hàn này có que hàn LB52 của Nhật
Bản hoặc E7018 – G theo Tiêu chuẩn của Hiệp hội Hàn Hoa Kỳ AWS (American Welding
Society).
– Cường độ tiêu chuẩn:
Rtc,g = 590 MPa = 6000 kG/cm2
– Cường độ tính toán:
Rg
= 240 MPa = 2450 kG/cm2
b, Theo AWS cơ tính của que hàn E7016 – G (tương đương với que hàn LB52 của Nhật Bản):
– Cường độ tiêu chuẩn (giới hạn bền kéo):
Rtc,g = 550 MPa = 5600 kG/cm2
– Cường độ tiêu chuẩn (giới hạn chảy):
Rch
= 460 MPa = 4690 kG/cm2
c, Lựa chọn que hàn LB52 của Nhật Bản cho kết cấu này, que hàn có chất lượng tốt và dễ
kiếm trên thị trường.
2.1.3. Kích thước mối hàn:
– Chiều dày tấm biên: b = 10 mm;

81


– Chiều dày tấm thành: t = 7 mm;
–
Chiều dày của thép tấm: t = 9 mm;
– Các kích thước gia công mép mối hàn tuân theo hình vẽ;
– Chiều cao đường hàn hh = 5 mm;
Trong trường hợp phía trong khó hàn, có thể chọn đường hàn phía trong có chiều cao h h =
4 mm, phía ngoài hh = 6 mm.
2.1.4. Kiểm tra bền mối hàn.
Đây là mối hàn chịu đồng thời momen và lực cắt. Độ bền của liên kết được kiểm tra
theo công thức,3.8[2]:
2

 td

2

 6.M   Q 
  
  Rhc
 
2 

.
h
.
l


.
h
.
l
h h 
h h 



Trong đó:
M – momen uốn tác dụng lên liên kết hàn;
hh – chiều cao đường hàn;
lh – tổng chiều dài đường hàn;
Q – lực cắt tác dụng lên liên kết hàn;
Rhc – độ bền tính toán của mối hàn;
[]td – ứng suất tương đương;
 - hệ số chiều sâu nóng chảy của mối hàn phụ thuộc vào phương pháp hàn và vị
trí đường hàn trong không gian;
Momen uốn tác dụng lên liên kết.
M = 27630 kG.cm
Lực cắt tác dụng lên liên kết.
Q = 400 kG
Hệ số chiều sâu nóng chảy khi hàn bằng tay ,  = 0,7;
Tổng chiều dài đường hàn , lh = 45 cm;
c
Độ bền tính toán của mối hàn. Rh =165 kG/cm2;
Kiểm tra độ bền của mối hàn:
2

 td

2

2

 6.M 
 Q 
400
 6 * 27630 


  
  
 


2 
2 
 0.7 * 0.7 * 46 
 0.7 * 0.7 * 46 
  .hh .lh 
  .hh .lh 

2

160 kG/cm2

So sánh thấy liên kết thỏa điều kiện bền.
2.2. Kiểm tra mối hàn liên kết giữa thanh đỡ căng băng và thanh biên.
Trước khi được liên kết với thanh biên bằng đinh vít thì thanh ngang hình ống vuông

được hàn với một miếng thép tấm để tạo bệ bắt vít với thanh biên.
Mối hàn ở dây là mối hàn chồng hay mối hàn góc.

82


Hình 2.2. Liên kết hàn bảng mã và thanh biên.

2.2.1. Thép cơ bản có:
– Ký hiệu
: CCT3
– Giới hạn chảy
: c = 2400-2800 kG/cm2;
– Giới hạn bền
: b = 3800-4200kG/cm2;
b = Rbc = cường độ tức thời tiêu chuẩn.
2.2.2. Lựa chọn que hàn:
a – Theo TCVN 5575 : 1991:
Que hàn được sử dụng có cơ tính và thành phần hóa học tương đương với que hàn Э60
(theo ΓΟСТСТ 9467 – 75 của Liên xô). Tương đương với que hàn này có que hàn LB52 của Nhật
Bản hoặc E7018 – G theo Tiêu chuẩn của Hiệp hội Hàn Hoa Kỳ AWS (American Welding
Society).
– Cường độ tiêu chuẩn:
Rtc,g = 590 MPa = 6000 kG/cm2
– Cường độ tính toán:
Rg
= 240 MPa = 2450 kG/cm2
b – Theo AWS cơ tính của que hàn E7016 – G (tương đương với que hàn LB52 của Nhật Bản):
– Cường độ tiêu chuẩn (giới hạn bền kéo):
Rtc,g = 550 MPa = 5600 kG/cm2

– Cường độ tiêu chuẩn (giới hạn chảy):
Rch
= 460 MPa = 4690 kG/cm2
c – Lựa chọn que hàn LB52 của Nhật Bản cho kết cấu này, que hàn có chất lượng tốt và dễ
kiếm trên thị trường.
2.2.3. Kích thước mối hàn:
Chiều dày tấm biên: b = 10 mm;
Chiều dày tấm thành: t = 7 mm;
Chiều dày thép tấm: tam = 9 mm;
Các kích thước gia công mép mối hàn tuân theo hình vẽ.
Chiều cao đường hàn hh = 7 mm, theo (bảng 3.4), [05];
Trong trường hợp phía trong khó hàn, có thể chọn đường hàn phía trong có chiều cao h h =
6 mm, phía ngoài hh = 8 mm.
2.2.4. Kiểm tra mối hàn.
83


Đây là mối hàn chịu đồng thời momen và lực cắt. Độ bền của liên kết được kiểm tra
theo công thức,3.8[05]:
2

 td

2

 6.M   Q 
  
  Rhc
 
2 

  .hh .lh    .hh .lh 

Trong đó:
M – momen uốn tác dụng lên liên kết hàn;
hh – chiều cao đường hàn;
lh – tổng chiều dài đường hàn;
Q – lực cắt tác dụng lên liên kết hàn;
Rhc – độ bền tính toán của mối hàn;
[]td – ứng suất tương đương;
 - hệ số chiều sâu nóng chảy của mối hàn phụ thuộc vào phương pháp hàn và vị
trí đường hàn trong không gian;

P

P

267

1340

267

Hình 2.3: Lực tác dụng lên trục căng băng.

Momen uốn tác dụng lên liên kết.
M = P * l = 8000 * 267 = 2136000 Nmm = 2136 kG.cm
Lực cắt tác dụng lên liên kết.
Q = 800 kG
Hệ số chiều sâu nóng chảy khi hàn bằng tay,  = 0,7;
Tổng chiều dài đường hàn, lh = 18 cm;

c
Độ bền tính toán của mối hàn: Rh =165 kG/cm2;
Kiểm tra độ bền của mối hàn:
2

2

2

 6*M 
 Q 
800
 6 * 2136 


  
  
 td  


2 
2 

.
h
.
l

.
h

.
l
0
.
7
*
0
.
7
*
18
0
.
7
*
0
.
7
*
18




h h 
h h 



2

121 kG/cm2

So sánh thấy liên kết thỏa điều kiện bền.
2.3. Kiểm mối hàn thanh liên kết giằng ngang của các thanh biên.
Thanh giăng ngang là các ống thép tròn nó chịu tác dụng của các lực kéo nén, liên kết các
thanh biên được cứng vững hơn. Mối hàn góc liên kết thép ống với thanh biên, thanh giăng chịu
ứng suất ñôn.

84


Hình 2.4. Mối hàn liên kết thanh giằng.

2.3.1. Thép cơ bản có:
– Ký hiệu
: CCT3
– Giới hạn chảy
: c = 2400-2800 kG/cm2;
– Giới hạn bền
: b = 3800-4200kG/cm2;
b = Rbc = cường độ tức thời tiêu chuẩn.
2.3.2. Lựa chọn que hàn:
a – Theo TCVN 5575 : 1991:
Que hàn được sử dụng có cơ tính và thành phần hóa học tương đương với que hàn Э60
(theo ΓΟСТСТ 9467 – 75 của Liên xô). Tương đương với que hàn này có que hàn LB52 của Nhật
Bản hoặc E7018 – G theo Tiêu chuẩn của Hiệp hội Hàn Hoa Kỳ AWS (American Welding
Society).
– Cường độ tiêu chuẩn:
Rtc,g = 590 MPa = 6000 kG/cm2

– Cường độ tính toán:
Rg
= 240 MPa = 2450 kG/cm2
b – Theo AWS cơ tính của que hàn E7016 – G (tương đương với que hàn LB52 của Nhật Bản):
– Cường độ tiêu chuẩn (giới hạn bền kéo):
Rtc,g = 550 MPa = 5600 kG/cm2
– Cường độ tiêu chuẩn (giới hạn chảy):
Rch
= 460 MPa = 4690 kG/cm2
c – Lựa chọn que hàn LB52 của Nhật Bản cho kết cấu này, que hàn có chất lượng tốt và dễ
kiếm trên thị trường.
2.3.3. Kiểm tra bền mối hàn:
Để kiểm tra bền mối hàn sử dụng công thức (bảng 3.1), [05]:
N
 Rch kG/cm2
 .hh .lh

Trong đó:
N – lực kéo nén tác dụng thanh giằng;
 - hệ số phụ thuộc vào phương pháp hàn;
lh – tổng chiều dài đường hàn;
Rhc – độ bền tính toán của mối hàn;
N1 - lực kéo nén trong thanh giằng ngang, N1 = 10782 N;
Hệ số phụ thuộc vào phương pháp hàn đối với hàn bằng tay  = 0,7;
Chiều dài đường hàn, lh = 11.932 cm;
85


c
Độ bền tính toán của mối hàn Rh =165 kG/cm2



N
1078.2

161 kG/cm2
 .hh .lh 0,7 * 0,8 * 11.932

So sánh thấy mối hàn đủ điều kiện bền.

86