Chương 10 MỐI GHÉP REN, MỐI GHÉP ĐINH TÁN 1/70 10. GHÉP BẰNG REN 2/70 10. Giới thiệu về mối ghép ren 1/2 ❑ “Mối ghép ren là mối ghép tháo được trong đó các tấm ghép được liên kết với nhau nhờ các chi tiết máy có ren, như bulông, vít, vít cấy,… với đai ốc hoặc các lỗ có ren”. ❑ Ren được hình thành trên cơ sở đường xoắn ốc trụ (hoặc nón); - Cho một hình phẳng chuyển động trên đường xoắn ốc (hình phẳng luôn nằm trong mặt phẳng chứa trục); - Hình phẳng sẽ quét thành khối ren còn các cạnh phía ngoài của hình phẳng sẽ quét thành mặt ren.
▪ Nếu hình phẳng là hình tam giác, hình vuông, hình thang cân, hình thang vuông, hình bán nguyệt,… ta nhân được ren tam giác, ren vuông, ren thang, ren răng cưa, ren tròn,… - Ren phân bố trên mặt trụ ngoài là ren ngoài, ren phân bố trên mặt trụ trong là ren trong. Giới thiệu về mối ghép ren 2/2 Hình 10.44 α - Hệ số ma sát trong ren tam giác > ren vuông, ren thang: fΔ = f / cos → ren tam giác bước nhỏ thường dùng để kẹp chặt ; 2 → ren vuông, ren thang và ren răng cưa dùng để truyền động. Phân loại ren 1/2 - Theo chiều đường xoắn ốc: ▪ Ren phải; ▪ Ren trái; - Theo số đầu mối ren: ▪ Ren một đầu mối (n=1), ▪ Ren nhiều đầu mối (n=2; 3; 4); Hình 10.46 - Theo công dụng: ▪ Ren ghép chặt gồm ren hệ Mét, ren ống, ren tròn, ren vít gỗ; ▪ Ren truyền động gồm ren vuông, ren thang, ren răng cưa. Phân loại ren 2/2 ❑ Ren đã được tiêu chuẩn hóa, gồm: ➢ Ren hệ Mét: có tiết diện ren là hình tam giác đều, các kích thước đo bằng mm; ➢ Ren hệ Anh: có tiết diện ren là hình tam giác cân (góc ở đỉnh là 550), các kích thước đo bằng inch; ➢ Ren ống: là ren Anh bước nhỏ có đỉnh và chân ren được lượn tròn; ➢ Ren tròn: dùng trong mối ghép chịu tải trọng lớn hoặc va đập, mối ghép cần tháo- lắp nhanh hoặc tháo- lắp nhiều lần (như nối toa tầu hỏa, vòi cứu hỏa, đèn pin,…) ➢ Ren vít gỗ: dùng ghép các vật liệu có độ bền thấp; ➢ Ren vuông: có hiệu suất truyền động cao; ➢ Ren thang: là ren truyền động có độ bền cao hơn ren vuông; ➢ Ren răng cưa: dùng trong truyền động một chiều; ➢ Ren côn: có độ bền đều và dùng trong mối ghép kín.
Các mối ghép ren 1/4 - Mối ghép bằng bulông: dùng ghép các tấm ghép có chiều dày hạn chế (H.47a); - Mối ghép bằng vít: dùng để ghép các tấm ghép trong đó một tấm ghép có chiều dày lớn (H10. ▪ Tạo lỗ ren trên tấm ghép có chiều dày lớn; ▪ Tạo lỗ trên các tấm ghép còn lại; ▪ Lồng vào vít, vặn vít vào lỗ ren để ép các tấm ghép lại. Các mối ghép ren 2/4 - Mối ghép bằng vít cấy: dùng để ghép các tấm ghép trong đó một tấm ghép có chiều dày lớn và cần tháo lắp nhiều lần trong quá trình sử dụng (H. ▪ Tạo lỗ ren trên tấm ghép có chiều dày lớn; ▪ Tạo lỗ trên các tấm ghép còn lại.
▪ Vặn vít cấy vào lỗ ren (cấy vít); ▪ Lồng các tấm ghép khác vào vít cấy; Hình 10.c ▪ Xiết chặt đai ốc vào đầu ren còn lại để ép các tấm ghép lại. Các mối ghép ren 3/4 ❑ Mối ghép ren hình thành: Xiết đai ốc bằng mô men xoắn (T) → các tấm ghép ép chặt lại với nhau bởi lực xiết (V) → trên bề mặt tiếp xúc của 2 tấm ghép xuất hiện lực ma sát (Fms) → cản trở sự trượt tương đối giữa hai tấm ghép khi chịu tải (H. - Đa số mối ghép ren là lắp có khe hở giữa thân bulông và lỗ của tấm ghép. Các mối ghép ren 4/4 - Mối ghép bulông lắp không có khe hở: làm việc tương tự như mối ghép đinh tán.
▪ Đai ốc đóng vai trò của mũ đinh tán; ▪ Lực xiết V chỉ có tác dụng hỗ trợ thêm cho mối ghép; Khi tính toán bỏ qua lực ma sát trên mặt tấm ghép do V gây nên (H. Các CTM trong mối ghép ren 1/2 - Bulông: là thanh kim loại hình trụ tròn, một đầu có ren để vặn vào đai ốc hoặc lỗ ren, một đầu có mũ hình sáu cạnh hoặc hình vuông để đặt các chìa vặn (H.50a); - Vít: là thanh kim loại hình trụ tròn, một đầu có ren, đầu còn lại có mũ giống đinh tán và được xẻ rãnh (H.50b); - Vít cấy: là thanh kim loại hình trụ tròn, hai đầu có ren, một đầu ren cấy vào lỗ ren của tấm ghép, đầu còn lại vặn với đai ốc (H. Các CTM trong mối ghép ren 2/2 - Đai ốc: thường có hình sáu cạnh, có ren trong (H. Ren trên đai ốc được gia công bằng tarô hoặc tiện; - Vòng đệm: để bảo vệ bề mặt các tấm ghép không bị xước hoặc có tác dụng phòng lỏng.
Vòng đệm gồm đệm thường (H. Các kích thước hình học 1/2 - Chiều dày các tấm ghép: S1, S2 (mm); - Đường kính thân bulông: d (mm) d lấy theo tiêu chuẩn: 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; (14); 16; 18; 20; (24); …; - Đường kính chân ren: d1 (mm) - tiêu chuẩn hóa theo d; - Đường kính trung bình: d2 (mm) d2= (d+d1)/2; - Chiều dài của thân bulông: l (mm) - lấy theo chiều dày của các tấm ghép; - Chiều dài đoạn cắt ren của bulông: l1 (mm) l1 ≥ 2,5d; - Chiều cao đầu bulông: H1 (mm) Hình 10. Các kích thước hình học 2/2 - Bước ren: pr (mm) pr tiêu chuẩn hóa theo d: 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 nhỏ nhất của bulông: A (mm2) 𝐴 = 𝜋𝑑1 2 /4 - Chiều cao làm việc của tiết diện ren: h (mm); - Bước của đường xoắn ốc (tạo nên đường ren): P (mm); - Góc vít: γ (độ): tg γ = P /(.d2); - Số đầu mối ren: n (n = 1 4) Hình 10.54 ▪ Ren một đầu mối: P = pr ; ▪ Ren nhiều đầu mối (n): P = n.
Ghi ký hiệu lắp cho mối ghép ren hệ Mét 1/2 ❑ Quy ước ký hiệu: - Ren phải một đầu mối: ▪ Chữ đầu M chỉ loại ren hệ Mét; ▪ Chữ số tiếp theo là đường kính lớn nhất của ren; ▪ Chữ số sau “x” là bước ren (nếu là ren bước nhỏ, ren bước lớn không ghi- vì ở cùng một đường kính danh nghĩa, ren hệ Mét có một loại bước lớn và một số loại bước nhỏ). Ví dụ: ▪ M24: ren hệ Mét bước lớn, đường kính ngoài d = 24mm, bước ren pr = 3mm; ▪ M24x2: ren hệ Mét bước nhỏ, đường kính ngoài d = 24mm, bước ren pr = 2mm. Ghi ký hiệu lắp cho mối ghép ren hệ Mét 2/2 - Ren nhiều đầu mối và ren trái: ghi thêm vào ký hiệu ▪ Ren nhiều mối: số đầu mối (P2, P3, P4) ▪ Ren trái: LH. Ghi ký hiệu lắp cho mối ghép ren hệ Mét 2/2 - Một số ký hiệu thực tế trên bu lông: + Hệ mét: theo cấp bền 17/70 10.
Ghi ký hiệu lắp cho mối ghép ren hệ Mét 2/2 - Một số ký hiệu thực tế trên bu lông: + Hệ mét: theo cấp bền ▪ Số đầu: 1/10 ứng suất kéo tối thiểu (k) ▪ Số sau dấu chấm: 1/10 tỷ lệ ch/ k (dưới dạng %) Ví dụ: ký hiệu 8.8 là k= 8x10 = 80 kG/mm2 = 800 N/mm2; ch = 800x80% = 640 N/mm2 18/70 10. Ghi ký hiệu lắp cho mối ghép ren hệ Mét 2/2 - Một số ký hiệu thực tế trên bu lông: + Hệ inch (SAE): 19/70 10. Hiện tượng tự lỏng và Khắc phục 1/2 ❑ Hiện tượng: ➢ Khi chịu tải trọng rung động hoặc va đập → lực xiết V giảm dần (có khi bằng không) → mối ghép ren bị nới lỏng ra. ➢ Mặt khác do rung động → hệ số ma sát trên bề mặt tiếp xúc của ren giảm đáng kể → góc ma sát thay thế giảm → điều kiện tự hãm trong mối ghép không đảm bảo → đai ốc bị lỏng ra.
Hiện tượng tự lỏng và Khắc phục 2/2 ❑ Biện pháp phòng lỏng: 02 cách (H.55): - Tạo lực căng phụ Fph giữa bulông và đai ốc: ▪ Dùng hai đai ốc (đai ốc công) - H.55a: tạo lực căng phụ Fph; a) ▪ Dùng đệm vênh (H.55b): tạo lực căng phụ Fph. - Ngăn không cho bulông và đai ốc xoay tương đối b) với nhau: ▪ Dùng đệm gập hoặc đệm cánh; ▪ Núng hoặc tán đầu bulông (H.55c,d), hàn c) đính đai ốc với thân bulông hoặc dùng chốt chẻ - xuyên dây qua lỗ khoan xuyên tâm trên mặt vát của đai ốc sau khi xiết. Các dạng hỏng ❑ Khi xiết chặt bulông và đai ốc → các vòng ren của bulông - đai ốc tiếp xúc với nhau chịu lực xiết V và phản lực Ft (hình 10.56) → có thể gây ra các dạng hỏng: - Thân bulông bị đứt: do kéo đứt tại phần có ren hoặc tại tiết diện sát đầu bulông hoặc bị xoắn đứt trong quá trình xiết. - Các vòng ren bị hỏng: do ren bị cắt đứt tại chân ren, dập bề mặt tiếp xúc hoặc bị uốn gẫy và mòn nếu tháo lắp nhiều lần; - Đầu bulông bị hỏng: do dập bề mặt tiếp Hình 10.56 xúc, bị cắt đứt hoặc uốn gẫy.
Chỉ tiêu tính toán 1/23 - Kích thước của bulông - đai ốc được tiêu chuẩn hóa theo đường kính thân bulông d (trên cơ sở độ bền đều). - Bulông được lắp ghép theo nhóm tạo thành mối ghép nhóm bulông (gồm các bulông giống nhau và chịu lực xiết V như nhau). ▪ Các bulông trong nhóm có thể tiếp nhận lực khác nhau gây nên các dạng hỏng khác nhau. ▪ Xác định vị trí bulông chịu lực lớn nhất và tính toán bulông theo các điều kiện bền chủ yếu.
Chỉ tiêu tính toán 2/23 - Mối ghép bulông lắp không có khe hở: thân bulông trực tiếp làm việc và truyền lực nên dạng hỏng chủ yếu là cắt đứt thân bulông tại tiết diện mặt ghép và dập bề mặt tiếp xúc. Chỉ tiêu tính toán tính tương tự như tính mối ghép bằng đinh tán. - Mối ghép bulông lắp có khe hở: (xét các trường hợp sau) 24/70 10. Chỉ tiêu tính toán 3/23 1- Tính bulông đơn a) Bulông ghép lỏng chịu lực dọc trục F (ví dụ mối ghép móc treo, H.57) - Lực dọc F làm thân bulông bị đứt tại tiết diện ở phần có ren.
- Điều kiện bền để bulông không bị kéo đứt tại tiết diện nguy hiểm: F F σF = = σk 2 Ab πd1 /4 Đường kính chân ren bulông: 4F Hình 10.