CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung về mối ghép 1.1 Định nghĩa - Mối ghép là dùng để liên kết các chi tiết lại với nhau có thể chuyển động được hoặc không chuyển động được.2 Đặc điểm - Giúp liên kết các chi tiết lại với nhau một cách nhanh chóng. - Giúp tiết kiệm nhiên liệu, giảm giá thành, dễ nứt, chịu lực kém. - Mối ghép chịu nhiệt độ cao, chịu lực lớn và chấn động mạnh.3 Ứng dụng: - Trong công nghiệp và dịch vụ: dùng trong kết cấu cầu, giàn cần trục, thùng chứa. - Trong nông nghiệp: ghép các chi tiết máy lại với nhau thành máy hoàn chỉnh.
- Trong đời sống gia đình: các dụng cụ nhà bếp,… - Hiện nay, các chủng loại mối ghép trên rất đa dạng và ứng dụng rộng rãi trong các ngành khai thác công nghiệp, do vậy, để đảm bảo tính kinh tế, công nghệ, lấp lẫn các mối ghép và chi tiết ghép (bulông, đai ốc then, mối hàn…) đã được tiêu chuẩn hóa cao, quy ước thống nhất trên phạm vi toàn thế giới (hình biểu diễn, yêu cầu kỹ thuật… từ mối ghép đến các chi tiết ghép). - Mối ghép tháo được - Mối ghép không tháo được 10 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam 1.1 Mối ghép tháo được - Là mối ghép sử dụng các bề mặt định hình (bề mặt REN), hoặc các chi tiết ghép (bulông, then…) để ghép các chi tiết máy lại với nhau, khi cần có thể tháo và tách chúng được mà không cần phải phá hỏng môi ghép.2 Mối ghép không tháo được - Là mối ghép lợi dụng sự nóng chảy kim loại vùng cần ghép (HÀN) để ghép các chi tiết máy, hoặc dùng các chi tiết ghép (đinh tán) để nối ghép các chi tiết máy thành cơ cấu… Khi cần tháo phải phá hỏng mối ghép. 11 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam CHƯƠNG 2: CÁC LOẠI MỐI GHÉP 2.1 Mối ghép không tháo được ( mối ghép hàn): 2.1 Khái niệm - Hàn là một quá trình công nghệ ghép các chi tiết máy lại với nhau bằng cách nung phần tiếp giáp của chúng đến trạng thái chảy (hàn nóng chảy), hoặc nung phần tiếp xúc của chúng đến trạng thái dẻo và ép lại với nhau (hàn áp lực), 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.2 Phân loại - Tùy theo công dụng, vị trí tương đối của các tấm ghép, hình dạng của mối hàn, người ta phân chia mối hàn thành các loại 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 (Hình 8-1) hinh8.1: mối hàn giáp mối 12 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam 2.3 Mối hàn chồng - Hai tấm ghép có một chồng lên nhau ( hình 8.4 Mối hàn góc - Hai tấm ghép nằm không song song với nhau, thương có bề mặt vuông góc với nhau.
Mối hàn góc có hai loại: mối hàn góc theo kiểu giáp mối ( hình 8.3a), mối hành góc theo kiểu hàn chồng ( hình 8.5 Mối hàn điểm - là mối hàn tiếp xúc, dùng để hàn các tầm ghép mỏng, các điểm hàn thường có dạng hình tròn 13 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam 2.6 Mối hàn đường - là mối hàn tiếp xúc, dùng để hàn các tấm ghép rất mỏng, mối hàn là một đường liên tục (Hình 8-4, b) Theo vị trí của mối hàn so với phương lực tác dụng, ta có: Hình 8.4: a mối hàn điểm; b mối hàn đường 2.7 Mối hàn dọc - phương của mối hàn song song với phương của lực tác dụng 2.8 Mối hàn ngang - Phương của mối hàn vuông góc với phương của lực tác dụng 2.9 Mối hàn xiên - phương của mối hàn không song song và không vuông góc với phương của lực tác dụng 14 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam 2.2 Kí hiệu mối hàn - Vật liệu hàn 2.1 Ký hiệu mối hàn Hình 8.4: Mối hàn điểm (a), đường (b) (Hình 8.5) Loại mối hàn Ký hiệu Mối hàn giáp mối không vát cạnh ][b Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ V Vb Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ X Xb Mối hàn góc k Hình 8.5: Ký hiệu mối hàn trên bản vẽ (b: bề rộng; k: cạnh mối hàn). Loại mối hàn Kí hiệu Mối hàn giáp mối không vát cạnh ] [b Mối hàn giáp mối vát cạnh chử v Vb Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ x Xb Mối hàn góc k 2.2 Các mối ghép hàn chính Các kiểu mối ghép hàn chính (hàn cung lửa và hàn khí): mối ghép tiếp (giáp mối), mối ghép góc, mối ghép chồng, mối ghép chữ T. Các mối hàn góc biên dạng tam giác thường áp dụng hơn là loại mối hàn thẳng. Các mối hàn lồi (được quy ước gọi là các mối hàn có gia cường) có xu hướng hình thành các rãnh cắt (hàn không thấu trên các đoạn m nối mối hàn với các thành chi tiết) và có sức bền mỏi thấp.
Bền nhất là các mối hàn lõm, nhưng thực hiện khó hơn và năng suất thấp hơn. 15 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam Đặc điểm kích thước cơ bản của mối hàn góc là độ cao tính toán K. Độ cao mối hàn ghép chồng khi hàn các tấm mỏng (nhỏ hơn 4mm) bằng độ dày S của các tấm (hình 4a). Đối với vật liệu có độ dày lớn (4-16mm), độ cao mối hàn được xác định bằng tỉ số: K = 0,4S + 2mm (1) Khi hàn những vật liệu có độ dày khác nhau (hình 4b,c) độ cao mối hàn được lấy bằng độ dày S của vật liệu mỏng hơn (nhưng không lớn hơn trị số đã quy định trong tỉ số [1]).
Khi hàn những vật liệu có độ dày khác nhau, nên tạo mối hàn lõm. Trong các mối ghép góc có đội dày thành như nhau theo hình 4d, kích thước độ cao mối hàn được quy định bằng độ dày các mép. Trong các mối ghép góc và mối ghép chữ T (hình đ,e), nơi mà kích thước mối hàn có thể là tùy ý, độ cao mối hàn được lấy bằng độ dày S của các vật liệu cần hàn (nhưng không lớn hơn trị số đã quy định trong tỉ số [1]). Khi nối mối ghép kiểu chữ T những vật liệu có độ dày khác nhau (hình g) độ cao mối hàn nên lấy bằng độ dày S của vật liệu mỏng hơn.
Nên tạo các mối hàn lõm. Trong các kiểu mối ghép tấm, đơn giản nhất và chắc chắn nhất là ghép nối tiếp (giáp mối). 16 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam Trong đồ án thử tải độ bền của vật mẫu hàn trên rôt động cơ, chỉ quan tâm đến mối ghép chồng. S 1÷5 6 ÷ 30 K >0,8S L ≥2(S+ ) A 0 + 1,5 0÷2 Hình : kí hiệu mối hàn trên bản vẽ ( b : bề rộng; k :cạnh mối hàn) 17 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam 2.3 TÍNH TOÁN MỐI GHÉP HÀN 2.1 Mối hàn giáp mối: a b - Trường hợp mối hàn chịu kéo lực F ( hình a ) Độ bền kéo : Trong đó :σ là chiều dày của tấm thép mỏng nhất l là chiều dài của mối hàn - Trường hợp mối hàn chịu kéo lực F và moment uốn M ( hình b ) Độ bền kéo : Tính mối ghép hàn chồng: hình 8.7 Đối với mối ghép hàn chồng, tiết diện nguy hiểm nằm theo phương n-n của mối hàn ( xem hình 8.
gọi k là cạnh mối hàn, trong tính toán cho k=δ 18 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam ( Hình 8.7) biểu diển mặt cắt của mối hàn,mối hàn chồng có 3 loại tiết diện ngang khác nhau : ứng với đường 1 là mói hàn bình thường, đường 2 là mối hàn lỏm, đường 3 là mối hàn lồi. mối hàn bình thường được dùng rộng rải nhất. Khi chịu lực mối hàn bị cắt theo tiết diện n-n, ta chia ra làm 2 trường hợp : 2.2 Mối hàn ngang: Hình: mối hàn chồng ngang + khi nối hàn chịu lực F : + Khi mối hàn chịu moment uốn M : + Khi mối hàn chịu đồng thời lực F và moment uốn M 19 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam 2.3 Mối hàn dọc: + Khi mối hàn chịu lực F: + Khi mối hàn chịu lực moment uốn M: + Khi mối hàn chịu lực F và moment M đồng thời : 20 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam 2.4 Mối hàn giáp mối chịu kéo , nén: Mối hàn giáp mối là mối hàn được ứng dụng rất nhiều trong kết cấu hàn, do mối hàn có nhiều ưu điểm như : tốn ít kim loại cơ bản, ít ứng suất tập trung,công nhệ thực hiện dễ dàng hơn. Do mối hàn chịu kéo và chịu nén thì độ bền giống nhau nên ta chỉ tính toán,kiểm tra điều kiện bền cho chịu kéo là đủ.
để kiểm tra độ bền chịu kéo ta xét một mối hàn giáp mối như sau Ta có chiều rông tấm nối là B củng là chiều rộng cần hàn, chiều dày của chi tiết là S , lực kéo là N. Như vậy theo lí thuyết bền ta có : để mối ghép đảm bảo độ bền thì biểu thức sau phải thỏa mãn Trong đó : là ứng suất sinh ra khi chịu lực tác dụng N là lực tác dụng : là diện tích mặt cắt của mối hàn, nó được xác định như sau Như vậy ta có : 21 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam Trong trường hợp nếu như kích thước kết cấu không thay đôỉ, nhưng muốn tăng độ chịu tải trọng của kết cấu thì chúng ta thiết kế các mối hàn xiên như hinh vẽ sau N là lực tác dụng B là chiều rộng tấm nối là góc vát ngiêng của chi tiết hàn Như vậy điều kiện bền của mối hàn này sẽ là Mà lun là góc nhỏ hơn nên ứng suất tác dụng lúc này sẽ giảm xuống,do vậy mà điều kiện chịu bền tăng lên. 22 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Trần Thanh Lam 2.