Chương 6 mối ghép ren

Nội dung

6.1 Khái niệm chung

6.2 Tính bulong


6.1 Khái niệm chung
Giới thiệu mối ghép ren

Mối ghép ren, các tấm ghép được liên kết với nhau nhờ các chi tiết máy
có ren, như : bu lông, vít, vít cấy, đai ốc, các lỗ có ren.
Mối ghép ren thường dùng trong thực tế: bu lông, vít, vít cấy. Ngoài ra còn
có mối ghép ren ống, dùng để nối các ống dẫn chất lỏng, chất khí.


6.1 Khái niệm chung
Nguyên tắc liên kết trong mối ghép ren
Mối ghép ren có khe hở giữa thân bu lông và
lỗ của tấm ghép

Mối ghép ren lắp không có khe hở, làm việc
tương tự như mối ghép đinh tán. Đai ốc gần như
đóng vai trò của mũ đinh tán, lực xiết V chỉ có
tác dụng hỗ trợ thêm cho mối ghép


6.1 Khái niệm chung
Các chi tiết máy dùng trong mối ghép ren

Hình 6-8 : Đệm thường, đệm vênh, đệm gập, đệm cánh


6.1 Khái niệm chung
Các kích thước chủ yếu của mối ghép ren

+ Chiều dày các tấm ghép, ký hiệu là S1;S2 , mm
+ Đường kính thân bu lông: d, mm, lấy theo dãy số tiêu chuẩn.
VD: 2; 2,5; 3; 4 ;5; 6; 8; 10; 12; (14); 16; 18; 20; (24); (27); 30; (33); 36; 42;
48;
+ Đường kính chân ren: d1 , mm, được tiêu chuẩn hóa theo d.


6.1 Khái niệm chung
Các kích thước chủ yếu của mối ghép ren

+ Chiều dài đoạn cắt ren của bu lông: l1 ≥ 2,5d, mm
+ Chiều cao mũ bulông: H1 = (0,5 ÷ 0,7)d, mm
+ Chiều cao của đai ốc: H = (0,6 ÷ 0,8)d, mm
+ Bước ren: pr ,mm,được tiêu chuẩn hóa theo d (Theo TCVN, mm : 0,5 ; 0,6; 0,7 ;
0,75 ;0,8 ;1,0 ;1,25 ; 1,5 ;1,75; 2,0 ; 2,5 ; 3,0 ; 3,5 ; 4,0)
+ Diện tích tiết diện mặt cắt ngang của ren: A, được tiêu chuẩn hóa.


6.1 Khái niệm chung
Các kích thước chủ yếu của mối ghép ren

+ Bước của đường xoắn vít (tạo nên đường ren) λ.
+ Góc nâng của đường xoắn vít γ ; có tgγ = λ/(π.d2).
+ Số đầu mối ren zr ,thường dùng ren một đầu mối (1 đầu mối λ = Pr,2 đầu mối λ = 2Pr)

6.1 Khái niệm chung
Hiện tượng tự nới lỏng và các biện pháp phòng lỏng
Khi chịu tải trọng rung động hoặc va đập, mối ghép ren bị nới lỏng ra, lực
xiết V giảm dần, có khi bằng không
Do rung động đai ốc có thể xoay qua, xoay lại, bị tấm ghép cản trở, đai ốc
không xoay vào được và có thể tự do xoay theo chiều mở ra, dần dần làm
cho đai ốc bị nới lỏng ra.
Do rung động hệ số ma sát trên bề mặt tiếp xúc của ren giảm đáng kể, góc
ma sát tương đương ρ' giảm, điều kiện tự hãm trong mối ghép có những thời
điểm khôg đảm bảo, vào thời điểm đó đai ốc có thể bị cậy ra một chút.


6.2 Tính bulong
a. Các dạng hỏng của mối ghép ren và chỉ tiêu tính
toán
+ Thân bu lông bị kéo đứt rại phần có ren,
hoặc tại tiết diện xát mũ bu lông. Hoặc bị
xoắn đứt trong quá trình xiết đai ốc.
+ Các vòng ren bị hỏng do cắt đứt ren, dập
bề mặt tiếp xúc, hoặc bị uốn gẫy. Nếu tháo
lắp nhiều lần, các vòng ren có thể bị mòn.
+ Mũ bu lông bị hỏng do dập bề mặt tiếp
xúc, cắt đứt, hoặc bị uốn gẫy.
b. Điều kiện bền:
σ ≤ [σ ]


6.2 Tính bulong

c. Tính bu lông ghép lỏng chịu lực
* Bài toán kiểm tra bền
+ Từ d, tra bảng có đường kính tiết diện chân ren d1
+ Tính ứng suất sinh ra trên tiết diện chân ren
σ = F/(π.d12 /4)
+ Tra bảng, theo vật liệu chế tạo bu lông có [σκ] .
+ So sánh giá trị σ và [σκ], rút ra kết luận.

* Bài toán thiết kế mối ghép

+ Chọn vật liệu chế tạo bu lông, tra bảng để có [σκ] .
+ Giả sử σ ≤ [σκ] thỏa mãn=> đường kính cần thiết của tiết diện chân ren :

+ Tra bảng tìm bulông tiêu chuẩn=> đường kính tiết diện chân ren d1 ≥ d1c ,
ghi ký hiệu của bu lông vừa tìm được.


6.2 Tính bulong
d. Tính bu lông ghép chặt
* Bulong ghép chặt không chịu tải trọng
- Ứng suất soắn tại
tiết diện chân ren:

- Ứng suất kéo tại
tiết diện chân ren:

=> Ứng suất tương đương
- Với các mối ghép ren tiêu chuẩn thì σ ≈ 1,3.σk nên
ứng suất trong thân bu lông được xác định:

Lực xiết cực đại

Mômen xoắn cực đại


6.2 Tính bulong
d. Tính bu lông ghép chặt
* Bulong ghép chặt không chịu tải trọng
Bài toán kiểm tra bền:
Bài toán thiết kế :
+ Chọn vật liệu chế tạo bu lông, tra bảng để có giá trị [σk] .
+ Tính được đường kính d1c cần thiết :
+ Tra bảng tìm bulông tiêu chuẩn, có đường kính d1 ≥ d1c
+ Tính mô men xiết đai ốc
+ Tính chiều dài của thân bulông = tổng chiều dày của các tấm ghép
cộng với chiều dày vòng đệm, chiều cao đai ốc và thêm một đoạn
bằng 0,5d.
+ Vẽ kết cấu của mối ghép. Ghi ký hiệu mối ghép bu lông.


6.2 Tính bulong
d. Tính bu lông ghép chặt
* Bulong ghép chặt chịu lực ngang
+ Giả sử các tấm ghép không bị trượt
lực xiết cần thiết: Fms =Vc.f.i = K.F
=> Vc = K.F/(f.i)
i : số bề mặt tiếp xúc của các tấm ghép, K : hệ số tải trọng lấy K = 1,3 ÷ 1,5.
=> Ưs sinh ra trong thân bu lông:
Bài toán kiểm tra bền:

Bài toán thiết kế :

+ Chọn vật liệu chế tạo bu lông, tra bảng để có [σk] .
+ Giả sử các tấm ghép không bị trượt, tính Vc = K.F/(f.i)
+ Giả sử bulông không bị hỏng tính đk cần thiết d1c
+ Tra bảng tìm bulông TC với d1 ≥ d1c . Ghi ký hiệu của bu lông.


6.2 Tính bulong
d. Tính bu lông ghép chặt
* Bulong ghép chặt chịu lực dọc trục
- Khi xiết mối ghép, lực xiết V làm các tấm
ghép bị co lại một lượng ΔS; đồng thời phản
lực làm thân bulông bị dãn ra một lượng Δl, Δl
=
ΔS.tác dụng lực F dọc trục, lực F được chia làm 2 phần :
- Khi
+ F1 =χ.F, cùng Ft làm bu lông dãn dài thêm một lượng.
+ F2 = (1 – χ).F, triệt tiêu bớt lực xiết V, làm các tấm ghép bớt co.
χ: hệ số phân bố ngoại
=>Lực tác dụng lên thân bulông:Ft + χ.F, lực ép lên các tấm ghép:V–(1–χ).F
+ ĐK các tấm ghép không bị tách hở: V – (1 – χ).F > 0.
=> Chọn Vc = K. (1 – χ).F

=>Ưs trong thân bulông:


6.2 Tính bulong
d. Tính bu lông ghép chặt
* Bulong ghép chặt chịu lực dọc trục

Bài toán kiểm tra bền

Tính và so sánh giá trị của σ và [σk] và kết luận

Bài toán thiết kế
+ Chọn vật liệu chế tạo bu lông, tra bảng để có [σk]
+ Giả sử các tấm ghép khôgn bị tách hở, tính Vc = K.(1 – χ).F
+Tính đường kính cần thiết của tiết diện chân ren d1c

+Tra bảng tìm bulông tiêu chuẩn, có đường kính d1 ≥ d1c .Ghi ký hiệu
của bu lông.
+Vẽ kết cấu của mối ghép.


6.2 Tính bulong
d. Tính bu lông ghép chặt
* Bulong ghép chặt chịu đồng thời lực dọc và lực ngang
Bài toán kiểm tra bền
+ Tra bảng để có giá trị d1 và [σk].
+ Gs các tấm ghép không bị trượt, tính lực xiết cần
thiết Vc = K.Fn/(f.i)+(1-χ).Fd
+ Tính ưs trong thân bulông,
+ So sánh σ và [σk] , kết luận :
σ > [σk] , mối ghép không đủ bền.
σ << [σk], mối ghép quá dư bền, có tính kinh tế thấp.


6.2 Tính bulong
d. Tính bu lông ghép chặt
* Bulong ghép chặt chịu đồng thời lực dọc và lực ngang

Bài toán thiết kế
+ Chọn vật liệu chế tạo bu lông, tra bảng để có [σk] .
+ Giả sử các tấm ghép không bị trượt, tính lực xiết cần thiết :
Vc= K.Fn /(f.i) + (1 – χ).Fd
+ Tính đường kính cần thiết của chân ren:

+ Tra bảng tìm bulông tiêu chuẩn, có đường kính d1 ≥ d1c
+ Ghi ký hiệu của bu lông và vẽ kết cấu mối ghép