CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐINH TÁN VÀ MÁY TÁN ĐINH TÁN 1. Giới thiệu về mối ghép đinh tán 1. Tổng quan về mối ghép đinh tán Mối ghép bằng đinh tán là loại mối ghép không thể tháo được, được sử dụng để ghép các tấm kim loại bằng đinh tán (rivet).
Đinh tán là một thanh hình trụ tròn có mũ ở hai đầu, một đầu được chế tạo cùng lúc với đinh tán gọi là mũ sẵn, đầu còn lại được tạo trong quá trình tán đinh vào mối ghép gọi là mũ tán.1: Cấu tạo mối ghép đinh tán Nguyên tắc liên kết của mối ghép đinh tán: - Thân đinh tán tiếp xúc với lỗ của các tấm ghép, lỗ của các tấm đệm, đinh tán có tác dụng như một cái chốt cản trở sự trượt tương đối giữa các tấm ghép với nhau, giữa các tấm ghép với tâm đệm. - Để tạo mối ghép đinh tán, người ta gia công lỗ trên các tấm ghép có thể được gia công bằng khoan hay đột, dập. Lỗ tấm ghép có đường kính bằng hoặc lớn hơn đường kính thân đinh tán. Khi tán thì đường kính thân sẽ được chèn và tra khít vào đường kính lỗ.
- Tấm ghép không được dày quá 25 mm: Mối ghép đinh tán được sử dụng trong các mối ghép quan trọng, chịu tải trọng va đập lặp lại và tải trọng dao động với cường độ lớn: trong kết cấu máy bay, kết cấu cầu, cần trục,. những mối ghép nếu đốt nóng sẽ bị vênh hoặc giảm chất lượng, mối ghép làm bằng các vật liệu chưa hàn trong ngành chế tạo ô tô cho khung các ô tô tải. Các loại đinh tán và vật liệu làm đinh tán a. Các loại đinh tán và mối ghép - Theo hình dạng đầu đinh tán Hình dạng đinh tán chủ yếu được tiêu chuẩn.
Tùy theo hình dạng của mũ đinh ta có thể chia ra các loại chỉ ra trên hình 1.2: đỉnh mũ chỏm cầu, mũ côn, mũ chìm, mũ nửa chìm,. Đinh tán mũ chỏm cầu được sử dụng phổ biến nhất. Ngoài các 1 loại đinh tán kể trên trong kết cấu máy bay, cơ cấu chính xác,. người ta sử dụng đinh tán rỗng.
Ngoài ra, người ta còn sử dụng đinh tán mũ nổ. Đinh tán rỗng được sử dụng để tán vào kim loại, vào gỗ, vào da, vải,. - 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.2: Các loại đinh tán Tán nóng, đốt nóng đầu đinh lên nhiệt độ khoảng (1000÷1100) 0C 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. - Theo kết cấu người ta phân biệt: 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 (sử dụng trong các kết cấu kim loại máy và công trình xây dựng). Mối ghép chắc kín: vừa dùng để chịu lực vừa đảm bảo kín khít (nồi hơi, bình áp suất, đường ống ga,.
✓ Mối ghép chồng: hai tấm ghép có phần chồng lên nhau. ✓ 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: theo dãy hoặc dạng bàn cờ.
Vật liệu làm đinh tán Đinh tán thường làm bằng kim loại dễ biến dạng, bằng thép cacbon như CT2, CT3, C10, C15 hoặc trong các trường hợp đặc biệt sử dụng thép hợp kim. 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. 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. Nhược điểm: Hao tốn nhiều kim loại, giá thành cao, hình dáng, kết cấu cồng kềnh. 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. Nguyên lý tán rivet Từ những năm 1840-1930, phương pháp tán đã được sử dụng rộng rãi để ghép các vật liệu bằng gỗ. Đinh tán lúc này cũng được làm từ gỗ. Với sự phát triển của công nghiệp sắt thép những năm 1900, đinh tán thép đã ra đời.
Đinh tán được sử dụng để ghép các vỏ tàu, kết cấu xây dựng. Mối ghép đinh tán rất bền và chắc chắn. Nhiều loại công nghệ ghép kim loại hiện tiên tiến đã ra đời. Tuy nhiên, mối ghép đinh tán vẫn được ứng dụng rộng rãi.
Ngày nay, máy tán rivet được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất xe tải, xe bus, ô tô, xe máy, tàu hỏa, động cơ nông nghiệp, hầm mỏ, máy bay, xây dựng cầu… Với nhu cầu của các sản phẩm sử dụng tán rivet ngày càng tăng, việc sản xuất máy tán rivet sẽ ngày càng phát triển, có tiềm năng kinh tế cao. Phương pháp tán rivet trong nước vẫn còn lạc hậu, còn nhiều xí nghiệp sản xuất sản phẩm sử dụng máy dập cơ với chất lượng mối ghép và năng suất thấp. Hiện nay, ở trong nước chưa đơn vị nào nghiên cứu và chế tạo máy tán rivet. Việc nghiên cứu về nguyên lý và thiết kế máy vẫn còn khá mới.
Máy tán chủ yếu là nhập từ nước ngoài với chi phí cao để sử dụng. Chính vì thế, việc nghiên cứu, nắm bắt công nghệ chế tạo máy tán rivet trong công nghiệp sẽ trở thành nền tảng để giảm chi phí, thúc đẩy gia tăng sản xuất cơ khí và phát triển kinh tế. Tình hình nghiên cứu và thị trường máy tán rivet trên thế giới 1. Tình hình trên thế giới Trên thế giới, việc nghiên cứu về công nghệ và sản xuất máy tán rivet rất phát triển.
Công nghệ máy tán rivet hoàn thiện và đa dạng. Nhiều loại máy tán với các nguyên lý khác nhau và ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau. Ngoài những công nghệ tán truyền thống, các nhà sản xuất máy tán rivet trên thế giới đã phát triển nhiều công nghệ mới như: máy tán CNC, máy tán dây chuyền, robot tán. dùng cho việc gia công hàng loạt vừa và lớn.3: Máy tán rivet ở Nhật [1] Hình 1.3 thể hiện hình ảnh máy tán rivet ở doanh nghiệp Việt Nam có xuất xứ từ Nhật.
Đây là máy tán tĩnh điều khiển bằng servo. Máy chạy ổn định. Mối ghép đinh tán có chất lượng tốt, độ đồng đều cao cho tất cả các sản phẩm. Các công ty của Mỹ và Châu Âu được thành lập từ rất lâu đời, chiếm thị phần lớn về máy tán rivet trên toàn thế giới.
Thị trường máy tán ở Châu Âu và Mỹ ổn định, trong khi thị trường ở châu Á rất phát triển. Như công ty GUILLEMIN (Pháp) đã phân phối trên toàn cầu khoảng 15000 máy tán rivet các loại. Tình hình nghiên cứu công nghệ và máy tán rivet ở Việt Nam Hiện nay, ở trong nước chưa có máy tán rivet nào được chế tạo và thương mại hóa một cách chính thức. Hầu hết các máy được sử dụng tại các doanh nghiệp 4 có xuất xứ từ Trung Quốc, Đài Loan.
Trong lĩnh vực đào tạo, ở trường đại học Bách Khoa- Đại học Quốc gia TP HCM, việc thiết kế máy tán rivet đã được thực hiện. Một số đề tài tốt nghiệp kỹ sư về thiết kế máy tán rivet được trình bày ở mục sau. Tuy nhiên việc tiếp cận công nghệ máy tán chỉ dừng lại ở trên lý thuyết, chưa có chế tạo và sản xuất thực tế. Tổng quan sản phẩm bản lề hòm gỗ bảo quản đạn pháo 1.
Công dụng Bản lề hòm gỗ bảo quản đạn pháo là một sản phẩm dùng trong công nghiệp quốc phòng, được dùng nhiều trong công đoạn đóng gói sản phẩm cuối cùng. Sản phẩm được sử dụng rộng rãi trong quốc phòng với số lượng lớn, nhằm mục đích bảo quản các viên đạn sau sản xuất, giúp vận chuyển và cất chứa được an toàn, gọn gàng, tránh va đập trực tiếp trong quá trình vận chuyển. Cấu tạo Hình 1.4: Kết cấu bản lề khi lắp vào hòm gỗ bảo quản đạn pháo Hình 1.5: Cấu tạo bản lề hòm gỗ bảo quản đạn pháo Bản lề hòm gỗ đạn pháo được thiết kế để chống chịu được va đập trong quá trình vận chuyển trong khi vẫn đảm bảo độ cứng vững của sản phẩm hòm gỗ. Bản 5 lề gồm 2 phần được bắt vít vào hòm gỗ, hai phần được ghép nối với nhau nhờ đinh tán tạo thành mối ghép bản lề.
Nhờ vậy mà hai phần của bản lề có thể xoay tương đối với nhau để đảm bảo độ cứng vững trong quá trình lưu kho và vận chuyển.6: Phôi thép tấm Hình 1.7: Phôi được cắt tạo hình 6 Hình 1.8: Phôi được dập tạo hình - Dập tạo hình: phôi sau cắt được dập nguội khuôn hở, tạo hình cơ bản hai phần của bản lề.9: Vát mép lỗ bản lề - Gia công cơ: gia công tạo lỗ để tạo hình lỗ bắt vít bản lề 7 1. Giới thiệu quy trình sản xuất bản lề Quy trình sản xuất bản lề có thể được mô tả như sau: - Tạo phôi: phôi tấm được cắt tạo thành từ các tấm phôi qua các quy trình dập cắt, dập tạo hình, đột lỗ để đạt được kích thước, hình dáng theo thiết kế nhằm đảm bảo độ bền. Cát băng phôi Dập cắt hình Đột lỗ Vát mép Dập uốn góc 90 độ Dập cuốn lỗ chốt bản lề Tổng lắp Hình 1.10: Quy trình sản xuất bản lề 1. Giới thiệu các thiết bị sử dụng để tán chốt nguội trong sản xuất Các loại máy tán đinh được phân loại theo kết cấu của máy để phù hợp với từng dòng sản phẩm.