Chương 7: Mối ghép đinh tán pot

Chương 7: Mối ghép đinh tán
Chương 7: (2 tiết)
MỐI GHÉP ĐINH TÁN
MỤC TIÊU:
Sau khi học xong bài học này, sinh viên có khả năng:
- Phân biệt và vẽ hình được các loại đinh tán.
- Trình bày được đặc điểm và phạm vi ứng dụng của mối ghép bằng đinh
tán.
- Tính toán thiết kế được mối ghép đinh tán.
NỘI DUNG:
I. Đại cương
1. Định nghĩa, cấu tạo.
2. Phân loại
3. Vật liệu làm đinh tán
4. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng
II. Thiết kế mối ghép đinh tán
III. Tính mối ghép nhóm đinh tán
IV. Bài tập
Câu hỏi ôn tập
NHỮNG LƯU Ý VỀ GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP:
1. Tập trung giải thích đặc điểm và ứng dụng của mối ghép bằng đinh tán. Vận
dụng các công thức để tính toán mối ghép nhóm đinh tán. Giải một bài tập mẫu
và hướng dẫn sinh viên cách tra bảng số liệu, gợi ý giải các bài tập trong giáo
trình.
2. Sinh viên phải đọc trước các nội dung trước khi đến lớp. Liên hệ thực tiễn và
chú ý giải các bài tập trong giáo trình. Đọc thêm các tài liệu tham khảo. Thảo
luận nhóm và liên hệ với giảng viên để giải bài tập của mối ghép nhóm đinh tán.
Giáo trình Chi tiết máy
98
Chương 7: Mối ghép đinh tán
I. ĐẠI CƯƠNG

1. Định nghĩa, cấu tạo.
Mối ghép bằng đinh tán là loại mối ghép cố định và không thể tháo được.
Các chi tiết được ghép chặt với nhau nhờ đinh tán (rivê), (Hình 7.1)
Đinh tán là một thanh hình trụ tròn có mũ; một mũ được chế tạo sẵn gọi là
mũ sẵn, một mũ được tạo nên khi tán đinh vào mối ghép gọi là mũ tán.
2. Phân loại
a) Theo phương pháp gia công lỗ tán đinh: 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.
b) Theo phương pháp tán:
- 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)
0
C 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.
c) Theo hình dáng mũ đinh:
Mũ cầu, mũ tròn, mũ côn, mũ chìm, mũ nửa chìm, . . .
d) Theo kết cấu mối ghép:
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.
Giáo trình Chi tiết máy
99
Hình 7.1: Cấu tạo mối ghép đinh tán
Hình 7.2: Các dạng mũ của đinh tán

Chương 7: Mối ghép đinh tán
+ 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.
3. Vật liệu làm đinh tán
Đinh tán thường làm bằng kim loại dễ biến dạng, bằng 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 dãy 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 = (S1 + S2) + (1,5 ÷ 1,7).d.
4. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng
a) Ưu điểm: So với mối ghép hàn, mối ghép đinh tán có ưu điểm:
- Ổn định.
- Chắc chắn, chịu được tải trọng rung động.
- Dễ kiểm tra.
- Ít gây hư hỏng mối ghép khi phải tháo lắp.
b) Nhược điểm:
- Hao tốn nhiều kim loại.
- Giá thành cao.
- Hình dáng, kết cấu cồng kềnh.
c) Phạm vi sử dụng:
Do sự phát triển công nghệ hàn, phạm vi sử dụng đinh tán đang dần dần bị
thu hẹp lại. Tuy nhiên, mối ghép đinh tán vẫn còn được sử dụng trong:
- Các mối ghép chịu lực lớn, đòi hỏi độ chắc chắn trong các kết cấu, các
công trình xây dựng.
- Các mối ghép chắc, kín trong nồi hơi, bình chứa chịu áp lực.
- Các mối ghép đặc biệt quan trọng như cầu, cầu trục và những mối ghép
trực tiếp chịu tải trọng chấn động hoặc va đập.

- Các mối ghép không thể nung nóng được.
- Các mối ghép bằng các kim loại không thể hàn được.
II. THIẾT KẾ MỐI GHÉP ĐINH TÁN
1. Các dạng hỏng của mối ghép và chỉ tiêu tính toán
Khi mối ghép đinh tán chịu tải trọng (Hình 7-3), trên mối ghép có thể xuất
hiện các dạng hỏng sau đây:
- Thân đinh bị cắt đứt,
- Tấm ghép bị kéo đứt tại tiết diện qua tâm các đinh,
- Bề mặt tiếp xúc giữa lỗ trên tấm ghép và thân đinh bị dập,
- Biên của tấm ghép bị cắt đứt theo các tiết diện có kích thước e,
Các tấm ghép bị trượt tương đối với nhau, không đảm bảo kín khít.
* Chỉ tiêu tính toán của mối ghép chắc: kết cấu của mối ghép đã được xây
dựng trên cơ sở sức bền đều, do đó người ta chỉ kiểm tra điều kiện bền τc ≤ [τc],
để tránh dạng hỏng cắt đứt thân đinh là đủ.
Giáo trình Chi tiết máy
100
Chương 7: Mối ghép đinh tán
Điều kiện bền τc ≤ [τc] được
dùng làm chỉ tiêu tính toán
kiểm tra bền và thiết kế mối
ghép đinh tán ghép chắc. Trong
đó:
τc là ứng suất cắt sinh ra
trên tiết diện thân đinh.
[τc] là ứng suất cắt cho
phép của đinh.
* Chỉ tiêu tính toán của mối
ghép chắc kín: tương tự như
trên, người ta dùng bất đẳng
thức ξ ≤ [ξ] làm chỉ tiêu tính

toán mối ghép chắc kín. Trong
đó:
ξ là hệ số cản trượt của
mối ghép,
[ξ] là hệ số cản trượt cho phép của mối ghép.
2. Các công thức thiết kế: (Trong các công thức này, kích thước d là
đường kính đinh tán sau khi đã tán xong, đó chính là đường kính lỗ tấm ghép khi
khoan).
- Kích thước của mối ghép đinh tán ghép chắc được xác định như sau:
+ Đối với mối ghép chồng một hàng đinh:
d = 2.Smin; pđ = 3.d; e = 1,5.d
+ Đối với mối ghép chồng n hàng đinh:
d = 2.Smin; pđ = (1,6.n +1).d; e = 1,5.d
+ 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 = Smin+ 8 mm; pđ = 2.d + 8 mm; e = 1,5.d
+ Đối với mối ghép chồng 2 hàng đinh:
d = Smin+ 8 mm; pđ = 2,6.d + 15 mm; e = 1,5.d
+ Đối với mối ghép chồng 3 hàng đinh:
d = Smin+ 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
+ Chiều dày tấm đệm khi ghép giáp mối: S
đ

= 0,75S.
Các kích thước pđ, pđ1, e, e1 biểu thị trên hình 7.3, kích thước pđ1 và e1 lấy
theo bước đinh pđ:
Giáo trình Chi tiết máy
101
Hình 7.3: Thiết kế mối ghép đinh tán
Q
Q
Chương 7: Mối ghép đinh tán
pđ1 = (0,8 ÷ 1).pđ e1 = 0,5.pđ
Sau khi đã xác định các thơng số hình học, ta kiểm tra độ bền cắt và độ
bền dập:
[ ]
cc
dzi
Q
τ
π
τ
≤=
2

4
(7.1)
[ ]
dd
Sdz
Q
σσ
≤=

min

(7.2)
Trong đó:
i : số mặt cắt đính tán;
z : số lượng đinh tán cùng chịu lực Q;
d : đường kính lỗ đinh tán (đường kính đinh tán sau khi đã tán
xong).
III. TÍNH TỐN MỐI GHÉP NHĨM ĐINH TÁN
1. Các cơng thức tính tốn:
Trường hợp tải trọng vng góc với đường tâm đinh tán và phân bố đều
trên tồn bộ đinh tán thì:
- Đường kính lỗ khoan trên tấm ghép:
+ Tính theo sức bền cắt:
[ ]
c
c
zi
Q
d
τπ

4
≥
(7.3)
+ Tính theo sức bền dập:
[ ]
d
d
Sz

Q
d
σ

min
≥
(7.4)
Lấy đường kính lỗ khoan: d = max(d
c
, d
d
)
Đường kính thân đinh tán thường nhỏ hơn đường kính lỗ khoan 0,5mm.
- Số lượng đinh tán:
[ ]
c
di
Q
z
τπ

4
2
≥
(7.5)
z phải là một số ngun.
2. Ví dụ tính tốn:
Cho mối ghép đinh tán như hình vẽ, biết đinh tán có đường kính 16mm và
[τ]
c

= 100N/mm
2
[σ]
d
= 280N/mm
2
, [σ]
k
= 160 N/mm
2
. Tính lực kéo cho phép [F].
Sau đó tính các ứng suất kéo tại các tiết diện I-I, II-II, III-III.
Với đường kính đinh tán 16mm thì đường kính lỗ khoan tấm ghép là d =
16,5mm.
Từ cơng thức (7.1) về sức bền cắt, ta suy ra:
Q
max
= [τ]
c
zi
4
2
d
π
= 100.5.2.3,14.16,5
2
/4 = 213.716N
Từ cơng thức (7.2) về sức bền dập, ta suy ra:
Q
max

= [σ]
d
zd S
min
= 280.5.16,5.10 = 231.000N
Như vậy để đảm bảo an toàn cho đinh tán thì ta chọn lực tác dụng Q = 213.716N.
Giáo trình Chi tiết máy
102
Chương 7: Mối ghép đinh tán
Để tính ứng suất kéo tại các tiết diện ta áp dụng công thức:
[ ]
k
k
F
P
σσ
≤=
.
Ở đây lực kéo P = Q = 213.716N. Ta tính diện tích mặt cắt tấm ghép tại các tiết
diện.
- Tại tiết diện III-III:
F
III
= 200x15-5x16,5x15 = 3000 - 1237,5 = 1762,5mm
2
.
Vậy σ
k(III)
= 213716/1762,5 = 121,25N/mm
2

.
- Tại tiết diện II-II:
Chiều dài là: 100 + 2(60xtg30
o
) = 100 + 2.60.0,577 = 170mm
F
II
= 170x15-3x16,5x15 = 2550 - 742,5 = 1807,5mm
2
Vậy σ
k(II)
= 213716/1807,5 = 118N/mm
2
.
- Tại tiết diện I-I:
Chiều dài là: 100 + 2(25xtg30
o
) = 100 + 2.25.0,577 = 128,85mm
F
I
= 128,85x15-2x16,5x15 = 1932.75 - 495 = 1437,75mm
2
Vậy σ
k(I)
= 213716/1437,75 = 148,65N/mm
2
.
Giáo trình Chi tiết máy
103
Q

Q
25
60
I
IIIII
200
100
S=15
S
1
=10
Chương 7: Mối ghép đinh tán
Kết luận: Ứng suất kéo sinh ra trên cả ba tiết diện đều nhỏ hơn ứng suất
kéo cho phép, do đó mối ghép đảm bảo độ bền.
CÂU HỎI ÔN TẬP:
1- Trình bày các công thức tính toán mối ghép bằng đinh tán.
2- Khi mối ghép thỉnh thoảng phải tháo rời thì có nên dùng đinh tán không? Vì
sao?
3- Giải thích tại sao chi tiết ghép và đinh tán nên được làm cùng một loại vật
liệu?
4- Làm lại bài tập về đinh tán trong trường hợp chỉ có một tấm đệm với chiều
dày tấm đệm và tấm ghép bằng nhau.
5. Hai tấm ghép có chiều rộng 200mm được ghép bằng đinh tán như hình vẽ,
chịu lực kéo Q = 250000N. Các đinh tán và tấm ghép được chế tạo cùng một loại
thép và ứng suất cho phép là: [σ]
k
= 70MPa; [σ]
n
= 100MPa; [τ]
c

= 60MPa.
Hãy tính: Đường kính đinh tán, chiều dày các tấm ghép, bước đinh tán p; e
1
; e.
6. Xác định ứng suất trong các phần tử của mối ghép đinh tán chịu tác dụng của
lực ngang Q = 100000N.
Giáo trình Chi tiết máy
104
200
S
Q
Q
S/2
p
e
e
1
Q
Q
Biểu đồ phân bố lực
Hình câu 5
Hình câu 6
Q
Q