thiet_ke_may_I - §¹i häc ®µ n½ng TR¦êng ®¹i häc...

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Unformatted text preview: §¹i häc ®µ n½ng TR¦êng ®¹i häc b¸ch khoa khoa s− ph¹m kü thuËt ------- ------- Bµi gi¶ng C¬ së thiÕt kÕ m¸y PhÇn I dïng cho sinh viªn CHUY£N NGµNH C¥ KHÝ CHÕ T¹O M¸Y (L¦U HµNH NéI Bé) Biªn so¹n : L£ CUNG - bé m«n nguyªn lý – chi tiÕt m¸y ®µ n½ng 2007 PHÁÖN I NHÆÎNG VÁÚN ÂÃÖ CÅ BAÍN TRONG THIÃÚT KÃÚ MAÏY VAÌ CHI TIÃÚT MAÏY CHÆÅNG I ÂAÛI CÆÅNG VÃÖ THIÃÚT KÃÚ MAÏY VAÌ CHI TIÃÚT MAÏY 1.1. Caïc váún âãö chung 1. Maïy, bäü pháûn maïy vaì chi tiãút maïy Mçi m¸y ®−îc cÊu t¹o bëi nhiÒu bé phËn m¸y. Mçi bé phËn m¸y l¹i gåm nhiÒu chi tiÕt m¸y. Chi tiÕt m¸y lµ phÇn tö cÊu t¹o ®Çu tiªn hoµn chØnh cña m¸y. VÝ dô : M¸y tiÖn gåm nhiÒu bé phËn m¸y nh− bµn m¸y, ô ®øng, ô ®éng, hép tèc ®é, bµn dao, c¬ cÊu truyÒn dÉn tõ ®éng c¬ ®Õn hép tèc ®é... ô ®øng m¸y tiÖn gåm c¸c chi tiÕt m¸y nh− ô, trôc chÝnh, æ trôc, b¸nh r¨ng, trôc... Trªn quan ®iÓm thiÕt kÕ, chi tiÕt ®−îc ph©n thµnh hai nhãm : - Chi tiÕt m¸y cã c«ng dông chung : bu l«ng, b¸nh r¨ng, trôc, æ trôc... (chi tiÕt m¸y ®−îc dïng phæ biÕn trong c¸c lo¹i m¸y kh¸c nhau) - Chi tiÕt m¸y cã c«ng dông riªng : trôc khuûu, van, cam, b¸nh tuabin... (chØ ®−îc dïng trong mét sè lo¹i m¸y nhÊt ®Þnh). M«n häc Chi tiÕt m¸y chØ nghiªn cøu c¸c chi tiÕt m¸y cã c«ng dông chung. 2. Nhæîng yãu cáöu chuí yãúu âäúi våïi maïy vaì chi tiãút maïy a) Coï hiãûu quaí sæí duûng cao - Nàng suáút cao - Hiãûu suáút cao - Tiãu thuû êt nàng læåüng - Âäü chênh xaïc cao - Chi phê vãö lao âäüng váûn haình maïy tháúp - Kêch thæåïc, troüng læåüng nhoí goün v.v. b) Yãu cáöu vãö khaí nàng laìm viãûc Hoaìn thaình caïc chæïc nàng âaî âënh, baío âaím âæåüc âäü bãön, coï tênh bãön moìn, khäng thay âäøi vãö kêch thæåïc vaì hçnh daûng (âuí âäü cæïng), chëu âæåüc nhiãût, chëu âæåüc dao âäüng v.v. c) Coï âäü tin cáûy cao Maïy âæåüc goüi laì coï âäü tin cáûy cao nãúu nhæ coï thãø thæûc hiãûn âæåüc caïc chæïc nàng nhiãûm vuû âaî âënh, âäöng thåìi caïc chè tiãu vãö sæí duûng (nhæ nàng suáút, âäü chênh xaïc, hiãûu suáút, mæïc âäü tiãu thuû nàng læåüng..) váùn âæåüc duy trç åí mæïc âäü cho pheïp trong suäút thåìi haûn sæí duûng. d) An toaìn trong sæí duûng Trong âiãöu kiãûn sæí duûng bçnh thæåìng hay khi coï sæû cäú, khäng gáy nguy hiãøm cho ngæåìi sæí duûng, khäng gáy hæ haûi cho caïc thiãút bë, nhaì cæía vaì caïc âäúi tæåüng khaïc xung quanh. e) Coï tênh cäng nghãû cao Mäüt màût, chi tiãút maïy phaíi thoía maîn caïc chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc vaì âäü tin cáûy, màût khaïc, trong âiãöu kiãûn saín xuáút sàôn coï phaíi dãù chãú taûo, êt täún nguyãn váût liãûu vaì thåìi gian. Yãu cáöu chuí yãúu cuía tênh cäng nghãû Kãút cáúu phaíi phuì håüp våïi âiãöu kiãûn vaì quy mä saín xuáút Vê duû, trong saín xuáút âån chiãúc, voí häüp giaím täúc håüp lyï nháút laì âæåüc haìn tæì caïc táúm âån giaín; trong saín xuáút haìng loaût låïn nãn âuïc trong khuän kim loaûi hay haìn tæì caïc chi tiãút dáûp vaì caïn âënh hçnh ... Kãút cáúu vaì hçnh daûng phaíi håüp lyï theo quan âiãøm cäng nghãû Vê duû, kãút cáúu phaíi âån giaín, dãù chãú taûo, dãù làõp raïp; caïc bãö màût gia cäng nãn laì caïc bãö màût âån giaín nhæ màût phàóng, màût truû troìn; säú læåüng bãö màût gia cäng nãn êt, diãûn têch cáön gia cäng nhoí vaì coï thãø gia cäng bàòng caïc phæång phaïp coï nàng suáút cao... Cáúp chênh xaïc vaì âäü nhàôn âuïng mæïc Cáúp chênh xaïc vaì âäü nhàôn bãö màût chi tiãút maïy caìng cao ⇒ phê täøn gia cäng caìng tàng vaì coï thãø phaíi duìng caïc thiãút bë âàûc biãût âãø gia cäng. Tuy nhiãn, khäng âæåüüc haû tháúp cáúp chênh xaïc so våïi yãu cáöu cuía âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía chi tiãút maïy. Choün phæång phaïp taûo phäi håüp lyï Phæång phaïp taûo phäi phaíi phuì håüp våïi âàûc âiãøm vãö hçnh daûng vaì kãút cáúu cuía chi tiãút maïy. Vê duû, phæång phaïp âuïc âæåüc duìng cho caïc chi tiãút maïy coï hçnh daûng phæïc taûp, thêch håüp våïi saín xuáút haìng loaût låïn. Phæång phaïp haìn thæåìng duìng âãø chãú taûo caïc kãút cáúu gäöm tæì caïc táúm, thanh, theïp goïc, theïp âënh hçnh... f) Coï tênh kinh tãú cao + Thåìi gian vaì cäng sæïc thiãút kãú êt nháút + Kêch thæåïc goün nheû, khäúi læåüng nhoí, do âoï giaï thaình haû + Váût liãûu reí tiãön, dãù cung cáúp + Giaï thaình chãú taûo tháúp nháút + Nàng suáút, hiãûu suáút cao, chi phê vãö nàng læåüng tháúp, chi phê vãö bäi trån, baío dæåîng vaì sæía chæîa tháúp 3. Caïc bæåïc thiãút kãú mäüt maïy Maïy âæåüc thiãút kãú phaíi thoía maîn caïc yãu cáöu vãö kyî thuáût nhæ nàng suáút, âäü tin cáûy vaì tuäøi thoü, giaï thaình vaì troüng læåüng maïy. Ngoaìi ra, tuìy træåìng håüp cuû thãø coìn phaíi: Coï khuän khäø, kêch thæåïc nhoí goün; chuyãøn âäüng äøn âënh; laìm viãûc khäng äön; thao taïc sæí duûng dãù daìng; hçnh thæïc âeûp .. Coï thãø tiãún haình theo caïc bæåïc sau âáy : + Xaïc âënh nguyãn tàõc hoaût âäüng vaì chãú âäü laìm viãûc cuía maïy + Láûp så âäö chung toaìn maïy vaì caïc bäü pháûn maïy, thoaí maîn caïc yãu cáöu cho træåïc + Xaïc âënh trë säú vaì âàûc tênh taíi troüng taïc duûng lãn caïc bäü pháûn maïy + Tiãún haình tênh toaïn vãö âäüng hoüc, vãö âäüng læûc hoüc toaìn maïy; tênh toaïn thiãút kãú caïc chi tiãút maïy, tênh toaïn kinh tãú... + Láûp quy trçnh cäng nghãû chãú taûo caïc chi tiãút maïy + Láûp quy trçnh cäng nghãû làõp raïp caïc bäü pháûn maïy vaì laïp raïp toaìn maïy + Láûp thuyãút minh hæåïng dáùn sæí duûng, baío dæåîng vaì sæía chæîa maïy 4. Caïc bæåïc thiãút kãú mäüt chi tiãút maïy Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 2 Thiãút kãú chi tiãút maïy laì mäüt pháön cäng viãûc cuía quaï trçnh thiãút kãú maïy, thæåìng tiãún haình theo trçnh tæû sau: + Láûp så âäö tênh toaïn: kãút cáúu chi tiãút maïy âæåüc âån giaín hoïa, læûc taïc duûng coi nhæ táûp trung hoàûc phán bäú theo mäüt quy luáût naìo âoï. + Xaïc âënh taíi troüng taïc duûng lãn chi tiãút maïy. + Choün váût liãûu thêch håüp âãø chãú taûo chi tiãút maïy. + Tênh toaïn caïc kêch thæåïc chênh cuía chi tiãút maïy theo caïc chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc (bæåïc naìy chè laì gáön âuïng, båíi vç chè dæûa trãn caïc så âäö âaî âån giaín hoïa vaì chæa âaïnh giaï mäüt caïch chênh xaïc caïc nhán täú vãö taíi troüng vaì æïng suáút). + Trãn cå såí tênh toaïn gáön âuïng, kãút håüp våïi caïc yãu cáöu vãö tiãu chuáøn hoïa, vãö làõp gheïp, vãö cäng nghãû chãú taûo vaì caïc yãu cáöu cuû thãø khaïc ⇒ xáy dæûng kãút cáúu cuû thãø cuía chi tiãút maïy, våïi âáöy âuí kêch thæåïc, dung sai, âäü nhàôn bãöì màût, caïc yãu cáöu kyî thuáût khaïc. + Kiãøm nghiãûm theo caïc chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc:xaïc âënh hãû säú an toaìn taûi caïc tiãút diãûn nguy hiãøm, xaïc âënh biãún daûng, nhiãût âäü trong caïc bäü pháûn maïy v.v. vaì so saïnh våïi caïc trë säú cho pheïp. Nãúu khäng thoía maîn, phaíi sæía âäøi laûi kêch thæåïc vaì kiãøm nghiãûm laûi. 5. Mäüt säú âàûc âiãøm khi tênh toaïn thiãút kãú chi tiãút maïy a) Kãút cáúu vaì âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía chi tiãút maïy khaï phæïc taûp, taíi troüng taïc duûng lãn chi tiãút maïy khoï xaïc âënh chênh xaïc ⇒ khoï thiãút láûp âæåüc caïc cäng thæïc lyï thuyãút chênh xaïc âãø tênh toaïn chi tiãút maïy. Do váûy, thæåìng duìng caïc giaí thiãút âãø âån giaín hoïa baìi toaïn ⇒ xáy dæûng caïc cäng thæïc gáön âuïng vaì bäø sung vaìo caïc cäng thæïc naìy caïc hãû säú âiãöu chènh âãø kãø âãøn caïc âàûc âiãøm vãö kãút cáúu cuía chi tiãút maïy vaì caïc yãúu täú aính hæåíng âãún khaí nàng laìm viãûc cuía noï. Ngoaìi ra, coìn coï caïc cäng thæïc thæûc nghiãûm, hoàûc cäng thæïc kinh nghiãûm âæåüc láûp ra trãn cå såí thäúng kã nhæîng kãút quaí thu âæåüc tæì thæûc nghiãûm, hoàûc tæì kinh nghiãûm sæí duûng maïy. b) Tênh toaïn xaïc âënh kêch thæåïc chi tiãút maïy nhiãöu khi phaíi tiãún haình theo hai bæåïc : Tênh toaïn så bäü, sau âoï tênh toaïn kiãøm nghiãûm. Lyï do : thæåìng luïc âáöu chæa biãút chênh xaïc læûc taïc duûng ⇒ phaíi duìng bæåïc tênh så bäü âãø xaïc âënh mäüt caïch gáön âuïng kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy ⇒ xáy dæûng kãút cáúu chi tiãút maïy ⇒ tênh chênh xaïc trë säú æïng suáút ⇒ tiãún haình kiãøm nghiãûm. Khi kiãøm nghiãûm, nãúu æïng suáút sinh ra nhoí hån æïng suáút cho pheïp ⇒ phaíi thay âäøi kãút cáúu vaì tênh laûi âãún khi phuì håüp. c) Mäùi chi tiãút maïy coï nhiãöu kêch thæåïc ⇒ chè tênh toaïn caïc kêch thæåïc chuí yãúu taûi caïc tiãút diãûn nguy hiãøm (chëu æïng suáút låïn), caïc kêch thæåïc coìn laûi xaïc âënh theo âiãöu kiãûn vãö kãút cáúu, cäng nghãû, làõp gheïp... (dæûa vaìo kinh nghiãûm hay hæåïng dáùn trong caïc säø tay thiãút kãú). d) Cuìng mäüt näüi dung thiãút kãú, coï thãø coï nhiãöu giaíi phaïp thæûc hiãûn ⇒ nãn choün âäöng thåìi mäüt säú phæång aïn âãø tênh toaïn ⇒ so saïnh âãø choün ra phæång aïn täút nháút âaïp æïng caïc yãu cáöu kyî thuáût âãö ra. 1.2. Taíi troüng vaì æïng suáút 1. Taíi troüng taïc duûng lãn maïy vaì chi tiãút maïy Taíi troüng gäöm læûc, momen taïc duûng lãn maïy hay bäü pháûn maïy trong quaï trçnh laìm viãûc (vaì âæåüc goüi laì taíi troüng laìm viãûc). Theo âàûc tênh thay âäøi theo thåìi gian, phán thaình : Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 3 - Taíi troüng ténh laì taíi troüng khäng thay âäøi theo thåìi gian hoàûc thay âäøi khäng âaïng kãø. - Taíi troüng thay âäøi laì taíi troüng coï cæåìng âäü, phæång hoàûc chiãöu thay âäøi theo thåìi gian. - Taíi troüng va âáûp laì taíi troüng âäüt nhiãn tàng maûnh räöi giaím ngay tæïc khàõc. Khi tênh toaïn thiãút kãú chi tiãút maïy, coìn cáön phán Q biãût taíi troüng danh nghéa, taíi troüng tæång âæång vaì taíi Q1 Hçnh 1.1 troüng tênh toaïn: Q2 - Taíi troüng danh nghéa Qdn laì taíi troüng âæåüc choün Qtd trong säú caïc taíi troüng taïc duûng lãn maïy trong chãú âäü Qn laìm viãûc äøn âënh, thæåìng laì taíi troüng låïn hay taíi troüng tn t1 t2 ... taïc duûng láu daìi nháút. t - Taíi troüng tæång âæång Qtâ: Khi maïy laìm viãûc våïi chãú âäü taíi troüng thay âäøi nhiãöu mæïc (hçnh 1.1) ⇒ âãø tênh toaïn thiãút kãú, ta thay thãú bàòng chãú âäü taíi troüng mäüt mæïc (khäng âäøi) vaì goüi laì taíi troüng tæång âæång : Qtd = kN . Qdn kN : hãû säú tuäøi thoü, phuû thuäüc âäö thë thay âäøi taíi troüng vaì taíi troüng naìo trong caïc taíi troüng thay âäøi âæåüc choün laìm taíi troüng danh nghéa. - Taíi troüng tênh toaïn Qtt laì taíi troüng tæång âæång, coï kãø thãm aính hæåíng cuía âàûc tênh phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng trãn caïc bãö màût tiãúp xuïc, tênh cháút taíi troüng (taíi troüng thay âäøi hay taíi troüng ténh), âiãöu kiãûn laìm viãûc thæûc tãú.... Qtt = Qtâ . Ktt . Kâ . Kâk Ktt : hãû säú xeït âãún sæû phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng trãn caïc bãö màût tiãúp xuïc. Kâ : hãû säú taíi troüng âäüng. Kâk : hãû säú phuû thuäüc vaìo âiãöu kiãûn laìm viãûc thæûc tãú. 2. ÆÏng suáút Dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng, trong chi tiãút maïy xuáút hiãûn æïng suáút. ÆÏng suáút coï thãø laì æïng suáút ténh (khäng thay âäøi theo thåìi gian, hoàûc trë σmax säú thay âäøi khäng âaïng kãø) hoàûc æïng suáút thay âäøi (trë säú hoàûc chiãöu hoàûc caí trë säú vaì chiãöu thay âäøi theo thåìi gian). ÆÏng suáút thay âäøi âæåüc âàûc træng bàòng chu trçnh thay âäøi æïng suáút. Mäüt voìng thay âäøi æïng suáút qua giaï trë låïn nháút, nhoí nháút räöi vãö giaï trë ban âáöu âæåüc goüi laì mäüt chu trçnh æïng suáút. Thåìi gian thæûc hiãûn suáút (hçnh 1.2). Chu trçnh æïng suáút âæåüc âàûc træng bàòng : σ − σmin σa = max + Biãn âäü æïng suáút : 2 σmax + σmin σm = + ÆÏng suáút trung bçnh : 2 σ σa σm σmin σa Hçnh 1.2 t T mäüt chu trçnh âæåüc goüi laì mäüt chu kyì æïng Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 4 + Hãû säú chu trçnh æïng suáút : r = σmin σmax Khi r = -1 ⇒ chu trçnh âäúi xæïng (hçnh 1.3) ⇒ σm = 0 ; σa = σmax = - σmin σ Khi r = 0 ⇒ chu trçnh maûch âäüng (hçnh 1.4) ⇒ σmin = 0 ; σm = σa = max 2 Khi r > 0 ⇒ chu trçnh æïng suáút khäng âäúi xæïng cuìng dáúu. Khi r < 0 ⇒ chu trçnh æïng suáút khäng âäúi xæïng khaïc dáúu. Khi r = 0 ⇒ æïng suáút khäng thay âäøi. σ σmax σa σm σa σmin σ σmax σa t σm σa σmin Hçnh 1.3 t Hçnh 1.4 T T ÆÏng suáút coï thãø thay âäøi äøn âënh (σa vaì σm khäng thay âäøi theo thåìi gian) hay khäng äøn âënh (σa vaì σm hoàûc mäüt trong hai âaûi læåüng naìy thay âäøi theo thåìi gian). Taíi troüng taïc duûng gáy ra trong chi tiãút maïy caïc loaûi æïng suáút: æïng suáút phaïp (keïo σk , neïn σn , uäún σF), æïng suáút tiãúp (càõt τc , xoàõn τ), æïng suáút dáûp σd, æïng suáút tiãúp xuïc σH , ... ÆÏng suáút keïo, neïn, uäún, càõt, xoàõn xuáút hiãûn trãn tæìng chi tiãút, coìn æïng suáút dáûp vaì æïng suáút tiãúp xuïc xuáút hiãûn khi caïc chi tiãút maïy træûc tiãúp tiãúp xuïc vaì coï taïc duûng tæång häù våïi nhau. ÆÏng suáút dáûp xuáút hiãûn taûi chäù tiãúp xuïc coï diãûn têch tiãúp xuïc låïn, coìn æïng suáút tiãúp xuïc xuáút hiãûn taûi chäù tiãúp xuïc khi diãûn têch tiãúp xuïc nhoí so våïi kêch thæåïc cuía caïc chi tiãút. 1.3. Âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy 1. Hiãûn tæåüng phaï huyí do moíi σ σK σm.N = const σr Hçnh 1.6 NK N N0 Hçnh 1.5 Quan saït caïc chi tiãút maïy chëu æïng suáút thay âäøi theo thåìi gian seî tháúy quaï trçnh phaï huíy moíi bàõt âáöu tæì caïc vãút næït tãú vi taûi vuìng chëu æïng suáút låïn hoàûc nhæîng nåi coï khuyãút táût cuía váût liãûu. Khi säú chu trçnh laìm viãûc tàng lãn ⇒ caïc vãút næït vç moíi phaït triãøn dáön caí bãö räüng láùn Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 5 bãö sáu, laìm giaím dáön diãûn têch chëu taíi cuía cho tiãút maïy, do âoï laìm tàng giaï trë æïng suáút, cho âãún khi chi tiãút maïy khäng coìn âuí sæïc bãön ténh thç noï bë phaï hoíng. Hiãûn tæåüng noïi trãn goüi laì hiãûn tæåüng phaï huyí moíi vaì khaí nàng cuía chi tiãút maïy caín laûi sæû phaï huíy moíi âæåüc goüi laì âäü bãön moíi. Vãút gaîy do moíi thæåìng bao gäöm hai vuìng (hçnh 1.5): Mäüt vuìng tæång âäúi mën, haût nhoí laì vuìng phaït sinh vaì phaït triãøn vãút næït våïi täúc âäü cháûm sau mäüt säú låïn chu kyì chëu taíi, coìn vuìng kia thä hån, haût to hoàûc coï thåï, phaït triãøn nhanh chè sau mäüt säú nhoí chu kyì åí giai âoaûn cuäúi cuía quaï trçnh phaï huíy moíi. Bàòng thæûc nghiãûm, ngæåìi ta xáy dæûng âæåüc âæåìng cong biãøu diãùn quan hãû giæîa æïng suáút (biãn âäü æïng suáút σm hay æïng suáút låïn nháút σmax ) vaì säú chu kyì thay âäøi æïng suáút N maì chi tiãút maïy hay máùu thæí coï thãø chëu âæåüc cho âãún khi bë phaï huyí. Âæåìng cong noïi trãn âæåüc goüi laì âæåìng cong moíi (hçnh 1.6). Phæång trçnh âæåìng cong moíi coï daûng: σm .N = const Våïi m laì báûc cuía âæåìng cong moíi. Dæûa vaìo âæåìng cong moíi, ta tháúy ràòng: + Khi æïng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy bàòng σK thç noï seî bë phaï huíy sau NK chu kyì chëu taíi ⇒ NK âæåüc goüi laì tuäøi thoü æïng våïi mæïc æïng suáút σK. + Ngæåüc laûi, âãø chi tiãút maïy khäng bë phaï huíy sau NK chu kyì chëu taíi thç æïng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy phaíi nhoí hån hoàûc bàòng σK ⇒ σK âæåüc goüi laì giåïi haûn moíi ngàõn haûn æïng våïi tuäøi thoü NK. + Khi æïng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy caìng låïn thç tuäøi thoü chi tiãút maïy caìng giaím. + Khi σK giaím xuäúng âãún mäüt giaï trë σr naìo âoï thç säú chu kyì laìm viãûc NK coï thãø tàng lãn khaï låïn maì máùu thæí váùn khäng bë gaîy hoíng. σr âæåüc goüi laì giåïi haûn moíi daìi haûn cuía váût liãûu. Säú chu kyì thay âäøi æïng suáút N0 æïng våïi giåïi haûn moíi daìi haûn σr âæåüc goüi laì säú chu kyì cå såí. Bàòng thæûc nghiãûm, coìn xáy dæûng âæåüc âäö thë caïc æïng suáút giåïi haûn (hçnh 1.7) biãøu thë quan hãû giæîa caïc trë säú giåïi haûn cuía æïng suáút låïn nháút σmax vaì æïng suáút nhoí nháút σ min cuía chu trçnh æïng σ cuía chu trçnh âäúi xæïng, kyï hiãûu σ −1 . Caïc tung âäü σa A âæåìng CD biãøu thë caïc trë säú giåïi haûn cuía σ min . Miãön nàòm giæîa hai nhaïnh AB vaì CD laì nhæîng trë säú æïng suáút khäng laìm hoíng váût liãûu. Caïc giao âiãøm cuía AB vaì CD våïi truûc tung laì trë säú σmax vaì σ min B σ-1 suáút våïi æïng suáút trung bçnh σm . Âäö thë naìy coï âàûc âiãøm: âæåìng mm biãøu thë æïng suáút trung bçnh, âæåìng AB biãøu thë caïc trë säú giåïi haûn cuía σmax , m σmax σa 45° σ-1 m D σm σmin σm σb Hçnh 1.7 C tênh tæì âæåìng mm âãún AB vaì CD laì caïc giaï trë cuía biãn âäü æïng suáút σa . 2. Nhæîng nhán täú aính hæåíng âãún âäü bön moíi cuía chi tiãút maïy a) Váût liãûu + Theïp coï âäü bãön moíi cao hån caïc váût liãûu khaïc + Theïp haìm læåüng caïcbon tæång âäúi cao seî coï âäü bãön moíi låïn hån theïp coï haìm læåüng caïc bon tháúp hån Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 6 + Theïp håüp kim coï âäü bãön moíi cao hån theïp caïc bon thäng thæåìng + Theïp láùn nhiãöu taûp cháút phi kim loaûi, âäü bãön moíi seî giaím + Gang coï âäü bãön moíi tháúp hån theïp. b) Hçnh daûng kãút cáúu Taûi chäù thay âäøi tiãút diãûn cuía chi tiãút maïy nhæ goïc læåün, vai truûc, raînh, raînh then, läù... (hçnh 1.8) coï sæû táûp trung biãún daûng ⇒ xaíy ra táûp trung æïng suáút ⇒ laìm cho æïng suáút thæûc tãú låïn hån æïng suáút danh nghéa ⇒ xuáút hiãûn såïm caïc vãút næït vç moíi vaì vãút næït phaït triãøn khaï nhanh ⇒ laìm giaím âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy. Trong tênh toaïn, âãø kãø âãún aính hæåíng cuía yãúu täú naìy ⇒ duìng hãû säú aính hæåíng cuía kêch thæåïc tuyãût âäúi : εσ = σrd τ hay : ε τ = rd σrd0 τrd0 våïi : σrd : giåïi haûn moíi daìi haûn cuía chi tiãút maïy nhàôn, coï âæåìng kênh d. σrd0 : giåïi haûn moíi daìi haûn cuía máùu nhàôn, coï âæåìng kênh d0 = 7 - 10 mm. Caïc hãû säú εσ vaì ε τ âæåüc tra baíng hay duìng cäng thæïc kinh nghiãûm trong säú tay thiãút kãú. Raînh trãn truûc Hçnh 1.8 Vai truûc Läù trãn truûc Raînh then c) Kêch thæåïc tuyãût âäúi Kêch thæåïc tuyãût âäúi cuía chi tiãút maïy caìng låïn ⇒ âäü bãön moíi seî giaím xuäúng (do sæû khäng âäöng âãöu vãö cå tênh cuía váût liãûu tàng lãn, trong chi tiãút maïy coï nhiãöu khuyãút táût hån, âäöng thåìi coìn do chiãöu daìy tæång âäúi cuía låïp bãö màût âæåüc tàng bãön bàòng nhiãût luyãûn, phun bi, làn eïp giaím xuäúng). Trong tênh toaïn, âãø kãø âãún aính hæåíng cuía yãúu täú naìy ⇒ duìng hãû säú aính hæåíng cuía kêch thæåïc tuyãût âäúi : εσ = σrd τ hay : ε τ = rd σrd0 τrd0 våïi : σrd : giåïi haûn moíi daìi haûn cuía chi tiãút maïy nhàôn, coï âæåìng kênh d. σrd0 : giåïi haûn moíi daìi haûn cuía máùu nhàôn, coï âæåìng kênh d0 = 7 - 10 mm. Caïc hãû säú εσ vaì ε τ âæåüc tra baíng hay duìng cäng thæïc kinh nghiãûm trong säú tay thiãút kãú. d) Cäng nghãû gia cäng bãö màût Låïp bãö màût chi tiãút maïy thæåìng laì låïp chëu æïng suáút låïn nháút, caïc vãút næït vç moíi thæåìng xuáút hiãûn tæì låïp bãö màût chi tiãút maïy. Moüi täøn haûi trãn bãö màût chi tiãút maïy nhæ vãút xæåïc do gia cäng, caïc khuyãút táût kim loaûi, caïc vãút rè, caïc máúp mä bãö màût... gáy nãn táûp trung æïng suáút ⇒ nguäön phaït sinh caïc vãút næït vç moíi ⇒ laìm giaím âäü bãön moíi. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 7 Caïc bãö màût coï âäü nhàôn cao (maìi) hoàûc âæåüc gia cäng tàng bãön (phun bi, làn eïp, nhiãût luyãûn bãö màût...) ⇒ âäü bãön moíi seî cao. Caïc bãö màût âæåüc tiãûn, phay, baìo hay khäng gia cäng ⇒ âäü bãön moíi seî tháúp hån. Trong tênh toaïn, âãø kãø âãún aính hæåíng cuía yãúu täú naìy ⇒ duìng hãû säú traûng thaïi bãö màût : β = σr cuía chi tiãút maïy/σr cuía máùu nhàôn, khäng âæåüc tàng bãön Hãû säú β âæåüc tra baíng trong säø tay thiãút kãú. e) Traûng thaïi æïng suát Våïi æïng suáút thay âäøi theo thåìi gian thç biãn âäü æïng suáút σa laì thaình pháön chuí yãúu gáy nãn phaï huíy moíi. Tuy nhiãn thæûc nghiãûm cho tháúy trë säú cuía æïng suáút trung bçnh σm cuîng coï aính hæåíng âãún âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy. Dæûa vaìo âäö thë caïc æïng suáút giåïi haûn trãn hçnh 1.7, ta tháúy : Khi æïng suáút trung bçnh laì keïo (σm > 0) caìng låïn ⇒ trë säú giåïi haûn cuía biãn âäü æïng suáút σa caìng giaím, tæïc laì våïi σa tuy nhoí cuîng coï thãø gáy nãn phaï huíy moíi. Khi æïng suáút trung bçnh laì neïn (σm < 0) ⇒ trë säú giåïi haûn cuía biãn âäü æïng suáút σa khaï låïn, låïn hån giåïi haûn moíi σ-1 trong chu trçnh âäúi xæïng. 3. Caïc biãûn phaïp náng cao âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy a) Biãûn phaïp vãö kãút cáúu Giaím trë säú danh nghéa cuía caïc æïng suáút ( σa , σ m ) bàòng caïch tàng kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy taûi caïc tiãút diãûn nguy hiãøm, tàng diãûn têch tiãúp xuïc âäúi våïi caïc chi tiãút maïy chëu æïng suáút tiãúp xuïc thay âäøi, bäú trê håüp lyï vë trê caïc äø truûc... Giaím táûp trung æïng suáút, vê duû : taûi caïc chäù chuyãøn tiãúp kêch thæåïc, hçnh daûng chi tiãút cáön coï sæûû thay âäøi âãöu âàûn, thay chäù sàõc caûnh bàòng goïc læåün våïi baïn kênh låïn nháút coï thãø, vaït meïp bãö màût làõp gheïp, khi gia cäng raînh then duìng dao phay ngoïn thay vç duìng dao phay âéa... Duìng caïc liãn kãút âaìn häöi âãø giaím båït biãn âäü taïc duûng cuía taíi troüng chu kyì (vê duû duìng khåïp näúi âaìn häöi giæîa caïc chi tiãút maïy chëu momen xoàõn coï thãø laìm giaím biãn âäü dao âäüng cuía momen xoàõn thay âäøi theo chu kyì...). b) Biãûn phaïp vãö cäng nghãû Thæûc cháút cuía caïc biãûn phaïp cäng nghãû laì sæí duûng caïc phæång phaïp gia cäng âàûc biãût âãø tàng bãön cho chi tiãút maïy nhåì taûo ra cáúu taûo tinh thãø haût nhoí coï âäü bãön cao, taûo ra låïp bãö màût coï æïng suáút dæ neïn...: Gia cäng nhàôn bãö màût (bàòng âaïnh boïng, maìi nghiãön...) ⇒ san phàóng caïc máúp mä tãú vi ⇒ laìm giaím táûp trung æïng suáút. Duìng nhiãût luyãûn vaì hoïa nhiãût luyãûn ⇒ cho hiãûu quaí cao âäúi våïi caïc chi tiãút maïy coï táûp trung æïng suáút. Gáy biãún daûng deío låïp bãö màût nhæ phun bi, làn neïn ⇒ gáy nãn låïp cæïng nguäüi bãö màût, âäü ràõn bãö màût tàng lãn, trong låïp bãö màût coï låïp æïng suáút dæ neïn. 1.4. Váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy 1. Nhæîng yãu cáöu âäúi våïi váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy - Phuì håüp våïi caïc chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc cuía chi tiãút maïy (nhæ âäü bãön, âäü cæïng, âäü bãön moìn, âäü chëu nhiãût...) - Âaïp æïng caïc yãu cáöu vãö khäúi læåüng, kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy vaì maïy Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 8 - Baío âaím caïc yãu cáöu liãn quan âãún cäng duûng vaì âiãöu kiãûn sæí duûng (chäúng àn moìn, giaím ma saït, caïch âiãûn...) - Coï tênh cäng nghãû phuì håüp våïi hçnh daûng vaì phæång phaïp gia cäng chi tiãút maïy (vê duû : chi tiãút maïy coï hçnh daûng phæïc taûp âæåüc gia cäng bàòng phæång phaïp âuïc ⇒ váût liãûu phaíi coï tênh âuïc, chi tiãút maïy cáön gia cäng càõt goüt ⇒ váût liãûu phaíi càõt goüt âæåüc...). - Coï låüi nháút vãö phæång diãûûn giaï thaình saín pháøm (giaï váût liãûu vaì giaï thaình chãú taûo) - Váût liãûu dãù tçm, dãù cung æïng, æu tiãn váût liãûu coï sàôn trong næåïc. Haûn chãú säú læåüng caïc loaûi váût liãûu âãø dãù cung æïng vaì baío quaín... - Âäi khi duìng nguyãn tàõc cháút læåüng cuûc bäü âãø choün váût liãûu caïc pháön khaïc nhau cuía chi tiãút maïy (vê duû vaình baïnh vêt bàòng âäöng thanh gheïp våïi moayå bàòng gang..., loït äø gäöm hai thæï kim loaûi : låïp traïng bàòng baïcbêt trãn nãön âäöng thanh bàòng gang). 2. Caïc loaûi váût liãûu thæåìng duìng trong ngaình chãú taûo maïy Bao gäöm : kim loaûi âen, kim loaûi maìu, kim loaûi gäúm vaì váût liãûu khäng kim loaûi. a) Kim loaûi âen Gang : håüp cháút cuía sàõt vaì cacbon (C > 2,14%). Theïp : håüp cháút cuía sàõt vaì cacbon (C ≤ 2,14%). Ngoaìi ra trong gang vaì theïp coìn coï caïc taûp cháút khaïc hoàûc caïc nguyãn täú håüp kim. Gang vaì theïp laì váût liãûu thäng duûng nháút nhåì âäü bãön, âäü cæïng cao, reí tiãön hån håüp kim maìu. Nhæåüc âiãøm chênh laì khäúi læåüng riãng låïn, chäúng rè keïm. Âãø caíi thiãûn tênh cháút cuía gang vaì theïp ⇒ saín xuáút gang håüp kim vaì theïp håüp kim, âäöng thåìi sæí duûng räüng raîi caïc phæång phaïp nhiãût luyãûn vaì hoïa nhiãût luyãûn, tàng bãön bàòng biãún daûng deío... Gang Gang coï tênh âuïc täút, giaï tæång âäúi tháúp, khaï bãön ⇒ thæåìng duìng cho caïc chi tiãút maïy coï hçnh daûng phæïc taûp, nháút laì voí maïy, thán maïy. Gäöm caïc loaûi chênh : + Gang xaïm: vê duû GX-15-32 : gang xaïm coï giåïi haûn bãön keïo min bàòng 15 Kg/mm2 vaì giåïi haûn bãön uäún min laì 32 Kg/mm2. + Gang âuïc: coï kê hiãûu tæì GD0, GD1, GD2, GD3, GD4. Säú thæï tæû 0÷4 chè haìm læåüng Silic trong gang (säú thæï tæû caìng tàng thç haìm læåüng Silic caìng giaím). + Gang håüp kim: vê duû GNi15Cu7Cr2 : 15%Ni, 7% Cu, 2% Cr Theïp kãút cáúu Theïp kãút cáúu laì loaûi váût liãûu thäng duûng nháút âãø chãú taûo chi tiãút maïy, gäöm caïc loaûi: theïp caïcbon thäng thæåìng, theïp caïc bon cháút læåüng täút, theïp caïcbon duûng cuû, theïp håüp kim. + Theïp cacbon thäng thæåìng : vê duû CT38, CT42 (chæî säú keìm theo chè roî giåïi haûn bãön keïo min, Kg/mm2) + Theïp cacbon cháút læåüng täút : vê duû C45: 0,45% C; C45Mn: 0,45% C 0,7÷1% Mn + Theïp håüp kim : vê duû 10Cr12Ni12 : 0,1% C 12% Cr 12% Ni b) Håüp kim maìu Thaình pháön chuí yãúu laì caïc kim loaûi maìu (âäöng, chç, keîm thiãúc, nhäm ...). Håüp kim maìu âàõt hån kim loaûi âen ⇒ chè duìng khi coï yãu cáöu âàûc biãût nhæ khäúi læåüng nhoí, coï tênh giaím ma saït, chäúng rè... Thæåìng duìng caïc loaûi: håüp kim âäöng, baïc bêt vaì håüp kim nheû. Håüp kim âäöng Håüp kim âäöng coï tênh chäúng rè vaì giaím ma saït, bao gäöm: Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 9 + Âäöng thanh (bräng): håüp kim âäöng våïi nguyãn täú håüp kim chuí yãúu khäng phaíi laì keîm. + Âäöng thau (latäng): håüp kim âäöng våïi nguyãn täú håüp kim chuí yãúu laì keîm. Baïcbêt Håüp kim thæåìng gäöm caïc nguyãn täú cå baín laì thiãúc vaì chç, duìng trong äø træåüt, coï tênh giaím ma saït ráút täút. Håüp kim nheû Håüp kim coï khäúi læåüng riãng γ ≤ 4,5kg / cm3 , trãn cå såí nhäm, manhãdi, titan vaì caïc nguyãn täú khaïc nhæ Cu, Mn, Si... Âäü bãön khaï cao, duìng chuí yãúu åí nhæîng chäù cáön giaím khäúi læåüng, cáön giaím båït læûc quaïn tênh. Thæåìng duìng : + Håüp kim nhäm âuïc (silumin) : håüp kim nhäm våïi Silic, coï âäü bãön cao, chäúng gè täút + Håüp kim nhäm biãún daûng (duralumin) : håüp kim nhäm våïi Manhãdi, coï âäü bãön riãng vaì cå tênh cao. c) Kim loaûi gäúm Chãú taûo bàòng caïch nung vaì eïp bäüüt kim loaûi våïi caïc cháút phuû gia åí aïp suáút vaì nhiãût âäü cao, khäng cáön qua càõt goüt. Æu âiãøm: khoï noïng chaíy, xäúp, hãû säú ma saït tháúp. Nhæåüc âiãøm: giaï thaình cao nãúu chãú taûo våïi säú læåüng êt, kêch thæåïc bë haûn chãú båíi âiãöu kiãûn chãú taûo. Thæåìng duìng kim loaûi gäúm bàòng bäüt sàõt âãø chãú taûo baûc, äø træåüt, baïnh ràng chëu taíi nhoí... Váût liãûu gäúm sàõt graphêt (bäüt sàõt + 2% graphêt), duìng âãø chãú taûo äø træåüt, tênh giaím ma saït täút nhåì graphêt vaì caïc läù häøng âãø dáöu chui vaìo bäi trån bãö màût træåüt. d) Váût liãûu phi kim loaûi Bao gäöm caïc loaûi : gäù, da, cao su, amiàng, cháút deío... Cháút deío laì váût liãûu cao phán tæí, coï caïc tênh cháút : nheû, bãön, dãù chãú taûo, dãù càõt goüt, caïch nhiãût vaì caïch âiãûn, chäúng àn moìn, giaím hay tàng ma saït, giaím cháún... Cháút deío dãù taûo hçnh nhåì biãún daûng deío trong âiãöu kiãûn nhiãût âäü vaì aïp suáút khäng cao làõm. Nhæåüc : noïi chung âäü bãön tháúp hån kim loaûi, âäü ràõn vaì âäü cæïng tháúp, dáùn nhiãût keïm vaì tênh chëu nhiãût khäng cao. 1.5. Váún âãö tiãu chuáøn hoïa trong thiãút kãú maïy 1. Âënh nghéa tiãu chuáøn hoaï Tiãu chuáøn hoïa laì sæû quy âënh thäúng nháút nhæîng tiãu chuáøn vaì quy phaûm håüp lyï vaì thäúng nháút vãö hçnh thæïc, loaûi, thäng säú, cháút læåüng, phæång phaïp thê nghiãûm vaì chãú taûo v .v. cuía chi tiãút maïy vaì maïy. 2. Låüi êch cuía tiãu chuáøn hoaï Tiãu chuáøn hoaï haûn chãú âæåüc ráút nhiãöu chuíng loaûi vaì kêch thæåïc cuía caïc saín pháøm cuìng loaûi, cuìng tãn ⇒ coï thãø aïp duûng caïc phæång phaïp gia cäng tiãn tiãún, nàng suáút cao âãø chãú taûo haìng loaût caïc chi tiãút maïy tiãu chuáøn, coï thãø táûp trung saín xuáút haìng loaût trong caïc nhaì maïy chuyãn män, nhåì âoï âæåüc giaím cäng sæïc chãú taûo, tiãút kiãûm nguyãn váût liãûu ⇒ giaím âæåüc giaï thaình. Tiãu chuáøn hoaï âiãöu kiãûn vaì phæång phaïp thæí taûo âiãöu kiãûn náng cao cháút læåüng, khaí nàng laìm viãûc vaì tuäøi thoü cuía chi tiãút maïy. Tiãu chuáøn hoaï baío âaím âæåüc tênh âäøi láùn ⇒ taûo âiãöu kiãûn dãù daìng cho viãûc sæía chæîa, thay thãú caïc chi tiãút maïy bë hoíng. Tiãu chuáøn hoaï chi tiãút maïy vaì bäü pháûn maïy ⇒ giaím båït thåìi gian vaì cäng sæïc thiãút kãú. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 10 Trong thiãút kãú, cáön aïp duûng triãût âãø tiãu chuáøn vaìo viãûc xaïc âënh loaûi, kiãøu, hçnh daûng, kêch thæåïc.. cuía chi tiãút maïy. 3. Caïc âäúi tæåüng âæåüc tiãu chuáøn hoïa - Caïc váún âãö chung : daîy säú, kêch thæåïc, säú voìng quay, âäü cän, kyï hiãûu vaì quy æåïc trãn baín veî - Váût liãûu vaì thaình pháön hoïa hoüc, cå tênh chuí yãúu, phæång phaïp nhiãût luyãûn - Thuáût ngæî, kyï hiãûu - Âån vë âo læåìng - Cáúp chênh xaïc, cháút læåüng bãö màût chi tiãút maïy - Hçnh daûng, kêch thæåïc chi tiãút maïy thäng duûng (äø làn, bu läng, then, xêch, âai, khåïp näúi...) - Caïc thäng säú cå baín vaì caïc chè tiãu vãö cháút læåüng cuía maïy, thiãút bë (taíi troüng, nàng suáút, âäü âaío hæåïng kênh cuía maïy tiãûn...) - Caïc taìi liãûu thiãút kãú, taìi liãûu cäng nghãû. 4. Cäng taïc tiãu chuáøn åí næåïc ta - Hiãûn nay sæí duûng Tiãu chuáøn Nhaì næåïc Viãût nam, kyï hiãûu TCVN, keìm theo säú thæï tæû vaì nàm ban haình. - Hiãûn nay chuïng ta âaî nghiãn cæïu vaì aïp duûng nhiãöu tiãu chuáøn cuía täø chæïc tiãu chuáøn thãú giåïi I.S.O (International Standard Organization) - Tiãu chuáøn cuía mäüt säú næåïc : Phaïp : AFNOR ; Liãn xä : GOST (ΓΟCT) ; Myî : ANSI, AISI, SAE... Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 11 CHÆÅNG II NHÆÎNG CHÈ TIÃU CHUÍ YÃÚU VÃÖ KHAÍ NÀNG LAÌM VIÃÛC CUÍA CHI TIÃÚT MAÏY Khaí nàng laìm viãûc cuía chi tiãút maïy âæåüc âaïnh giaï bàòng caïc chè tiãu chuí yãúu sau âáy : • Âäü bãön • Âäüü cæïng • Âäü bãön moìn • Khaí nàng chëu nhiãût • Âäü äøn âënh dao âäüng Váût liãûu, hçnh daûng, kêch thæåïc cuía chi tiãút maïy âæåüc xaïc âënh theo mäüt hay nhiãöu chè tiãu, tuìy theo âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía chi tiãút maïy. 2.1. Âäü bãön 1. Khaïi niãûm vãö âäü bãön Âäü bãön laì khaí nàng tiãúp nháûn taíi troüng cuía chi tiãút maïy maì khäng bë phaï hoíng. Âäü bãön laì chè tiãu quan troüng nháút âäúi våïi pháön låïn chi tiãút maïy. Nãúu chi tiãút maïy khäng âuí âäü bãön ⇒ bãn trong noï seî xuáút hiãûn biãún daûng dæ låïn ⇒ laìm thay âäøi hçnh daûng cuía chi tiãút maïy, phaï hoaûi âiãöu kiãûn laìm viãûc bçnh thæåìng cuía caïc bäü pháûn maïy, âäöng thåìi coï thãø phaï hoíng baín thán chi tiãút maïy (gaîy, våî hoàûc hæ hoíng bãö màût). Ngæåìi ta phán biãût hai daûng phaï hoíng : phaï hoíng ténh vaì phaï hoíng moíi liãn quan âãún âäü bãön ténh vaì âäü bãön moíi. + Phaï hoíng ténh : do æïng suáút laìm viãûc væåüt quaï giåïi haûn bãön ténh cuía váût liãûu (thæåìng do quaï taíi âäüt ngäüt gáy nãn). + Phaï hoíng moíi : do taïc duûng láu daìi cuía æïng suáút thay âäøi coï giaï trë væåüt quaï giåïi haûn bãön moíi cuía váût liãûu. 2. Phæång phaïp tênh âäü bãön Phæång phaïp tênh thäng duûng vãö âäü bãön laì so saïnh æïng suáút tênh toaïn våïi æïng suáút cho pheïp. Âiãöu kiãûn bãön coï daûng : σ ≤ [σ] τ ≤ [ τ] hay : σ , τ : æïng suáút sinh ra khi chi tiãút maïy chëu taíi [σ ] , [ τ] : æïng suáút cho pheïp Âäi khi tênh âäü bãön xuáút phaït tæì âiãöu kiãûn baío âaím hãû säú an toaìn låïn hån hoàûc bàòng hãû säú an toaìn cho pheïp : s ≥ [s ] s : hãû säú an toaìn [s ] : hãû säú an toaìn cho pheïp 3. Caïch xaïc âënh æïng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy ÆÏng suáút sinh ra bãn trong chi tiãút maïy âæåüc tênh toaïn theo cäng thæïc cuía Sæïc bãön váût liãûu hay Lyï thuyãút âaìn häöi, coï xeït âãún hçnh daûng vaì âiãöu kiãûn laìm viãûc cuû thãø cuía chi tiãút maïy. Khi chi tiãút maïy chëu æïng suáút phæïc taûp ⇒ tiãún haình tênh toaïn theo æïng suáút tæång âæång : σ td = σ2 + 3τ2 (theo thuyãút bãön thãú nàng biãún âäøi hçnh daûng) Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 12 σ td = σ2 + 4τ2 (theo thuyãút bãön æïng suáút tiãúp låïn nháút) Khi tênh toaïn âäü bãön bãö màût : - Diãûn têch tiãúp xuïc tæång âäúi låïn ⇒ duìng æïng suáút dáûp σd sinh ra trãn bãö màût laìm viãûc. - Diãûn têch tiãúp xuïc khaï nhoí so våïi kêch thæåïc chi tiãút maïy ⇒ duìng æïng suáút tiãúp xuïc cæûc âaûi σH sinh ra taûi tám vuìng tiãúp xuïc. Khi chi tiãút maïy chëu æïng suáút thay âäøi khäng äøn âënh : Giaí sæí chi tiãút maïy chëu taïc duûng cuía caïc æïng suáút σ σ1 , σ 2 , ..., σ n , våïi säú chu kyì taïc duûng cuía caïc æïng suáút naìy laì N1, N2 , ..., Nn (hçnh 2.1). Khi âoï ta quy vãö chãú âäü laìm viãûc äøn âënh tæång âæång : coi nhæ chi tiãút maïy chëu taïc duûng cuía æïng suáút thay âäøi äøn âënh laì σ td = σ max = max(σi ) æïng våïi säú chu kyì taïc duûng m ⎛σ ⎞ bàòng: N td = ∑ ⎜ i ⎟ .N i våïi m : báûc cuía âæåìng i =1 ⎝ σ max ⎠ cong moíi. n Hçnh 2.1 σ1 σtd = σmax = σ1 σ2 σn N1 N2 ... Nn N Ntd 4. Caïch xaïc âënh æïng suáút cho pheïp Tra baíng hay duìng caïc cäng thæïc thæûc nghiãûm : Bàòng thæûc nghiãûm, ngæåìi ta xáy dæûng âæåüc caïc baíng giaï trë æïng suáút cho pheïp cho caïc máùu thæí khaïc nhau, bàòng váût liãûu khaïc nhau, våïi tênh cháút laìm viãûc khaïc nhau... Ngoaìi ra, trong mäüt säú træåìng håüp, ngæåìi ta cuîng xáy dæûng caïc cäng thæïc thæûc nghiãûm âãø xaïc âënh æïng suáút cho pheïp. Xaïc âënh theo æïng suáút giåïi haûn σ τ hay : [σ] = gh [ τ] = gh s s Trong âoï : σgh , τgh : æïng suáút phaïp vaì tiãúp giåïi haûn (khi âaût âãún caïc giaï trë naìy thç chi tiãút maïy hay máùu thæí bë phaï hoíng) ; s : hãû säú an toaìn. Hãû säú an toaìn s âæåüc xaïc âënh nhæ sau : s = s1. s2. s3 s1 : hãû säú xeït âãún mæïc âäü chênh xaïc khi xaïc âënh taíi troüng vaì æïng suáút s2 : hãû säú xeït âãún âäü âäöng nháút vãö cå tênh cuía váût liãûu s3 : hãû säú xeït âãún caïc yãu cáöu âàûc biãût vãö an toaìn Caïch xaïc âënh æïng suáút giåïi haûn Chi tiãút maïy chëu æïng suáút ténh : + Âäúi våïi váût liãûu deío: æïng suáút giåïi haûn âæåüc láúy bàòng giåïi haûn chaíy σch cuía váût liãûu (giåïi haûn chaíy vãö uäún σchu hay giåïi haûn chaíy vãö æïng suáút tiãúp τch ..) . + Âäúi våïi váût liãûu doìn: æïng suáút giåïi haûn âæåüc láúy bàòng giåïi haûn bãön σ b cuía váût liãûu (giåïi haûn bãöìn uäún σ bu hay giåïi haûn bãön vãö æïng suáút tiãúp τb ..). o Chi tiãút maïy chëu æïng suáút thay âäøi : ÆÏng suáút giåïi haûn âæåüc láúy bàòng giåïi haûn moíi. Træåìng håüp æïng suáút thay âäøi äøn âënh : + Nãúu säú chu kyì laìm viãûc N ≥ säú chu kyì cå såí N0 cuía âæåìng cong moíi ⇒ σgh = σr våïi σr laì giåïi haûn moíi daìi haûn. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 13 N0 . N Nãúu æïng suáút thay âäøi khäng äøn âënh : Tæång tæû nhæ khi chëu æïng suáút thay âäøi äøn âënh, + Nãúu N < N0 ⇒ σgh = σrN våïi σ rN laì giåïi haûn moíi ngàõn haûn : σ rN = σ r m o m ⎛σ ⎞ nhæng thay N bàòng N td = ∑ ⎜ i ⎟ .N i . i =1 ⎝ σ max ⎠ n 2.2. Âäü bãön moìn Moìn laì kãút quaí taïc duûng cuía æïng suáút tiãúp xuïc hoàûc aïp suáút khi caïc bãö màût tiãúp xuïc træåüt tæång âäúi våïi nhau trong âiãöu kiãûn khäng âuí dáöu bäi trån. Chi tiãút maïy bë moìn seî laìm giaím âäü bãön (do kêch thæåïc giaím), laìm giaím âäü chênh xaïc (âäúi våïi duûng cuû âo), laìm giaím hiãûu suáút cuía maïy (âäúi våïi piston - xi lanh cuía âäüng cå do khe håí tàng lãn quaï låïn), laìm tàng taíi troüng âäüng, tàng tiãúng äön (âäúi våïi ràng baïnh ràng). Do váûy, khi thiãút kãú chi tiãút maïy tiãúp xuïc, phaíi âaím baío cho chuïng coï âuí âäü bãön moìn, nghéa laì laìm viãûc äøn âënh trong suäút thåìi haûn âaî quy âënh maì khäng bë moìn quaï mäüt giaï trë cho pheïp. Cæåìng âäü moìn phuû thuäüc vaìo trë säú æïng suáút tiãúp xuïc hay aïp suáút, váûn täúc træåüt tæång âäúi giæîa hai bãö màût tiãúp xuïc, sæû bäi trån vaì hãû säú ma saït, tênh chäúng moìn cuía váût liãûu. Âãø náng cao âäü bãön moìn cáön phaíi bäi trån bãö màût tiãúp xuïc, duìng váût liãûu giaím ma saït (nhæ âäöng thanh, gang chëu ma saït..), duìng caïc phæång phaïp nhiãût luyãûn âãø tàng âäü ràõn bãö màût laìm viãûc. Tênh toaïn âäü bãön moìn xuáút phaït tæì âiãöu kiãûn baío âaím chãú âäü bäi trån ma saït æåït (nghéa laì baío âaím giæîa hai bãö màût tiãúp xuïc luän luän täön taûi mäüt låïp dáöu bäi trån ngàn caïch khäng cho caïc âènh máúp mä træûc tiãúp tiãúp xuïc våïi nhau), khi âoï moìn seî khäng xaíy ra. Træåìng håüp khäng thãø taûo ra chãú âäü bäi trån ma saït æåït, tênh toaïn âäü bãön moìn dæûa trãn cå såí haûn chãú aïp suáút p hoàûc têch säú pv cuía aïp suáút vaì váûn täúc træåüt taûi bãö màût tiãúp xuïc khäng væåüt quaï giaï trë cho pheïp : p ≤ [ p ] vaì pv ≤ [ pv ] . 2.3. Âäü cæïng Âäü cæïng laì khaí nàng cuía chi tiãút maïy caín laûi sæû thay âäøi hçnh daûng dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng. Nãúu chi tiãút maïy khäng âuí âäü cæïng, khi laìm viãûc chi tiãút maïy seî bë biãún daûng âaìn häöi væåüt quaï trë säú cho pheïp ⇒ phaï hoaûi âiãöu kiãûn laìm viãûc bçnh thæåìng cuía chi tiãút maïy vaì caïc chi tiãút maïy làõp gheïp. Vê duû : truûc bë voîng quaï nhiãöu (hçnh 2.2) ⇒ caïc baïnh ràng tiãúp xuïc khäng täút, laìm moìn veût caïc meïp äø. Âäúi våïi maïy cäng cuû, biãún Hçnh 2.2 daûng cuía truûc chênh, äø làn, âäö gaï... laìm giaím âäü chênh xaïc cuía chi tiãút gia cäng. Âäü cæïng coìn chi phäúi viãûc choün váût liãûu chi tiãút : Âãø coï kêch thæåïc chi tiãút nhoí goün ⇒ ta choün váût liãûu coï âäü bãön cao. Tuy nhiãn våïi theïp chàóng haûn, khi cå tênh tàng, mäâun âaìn häöi háöu nhæ khäng âäøi ⇒ kêch thæåïc chi tiãút xaïc âënh theo âiãöu kiãûn âäü bãön coï thãø khäng âaím baío âäü cæïng. Cuîng coï træåìng håüp, khi giaím âäü cæïng seî laìm tàng âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy, vê duû giaím âäü cæïng vaình ràng seî laìm tàng âäü bãön moíi cuía ràng baïnh ràng. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 14 Phán biãût hai loaûi âäü cæïng : âäü cæïng thãø têch liãn quan âãún biãún daûng cuía toaìn bäü váût liãûu chi tiãút vaì âäü cæïng tiãúp xuïc liãn quan âãún biãún daûng cuía låïp bãö màût. Tênh toaïn vãö âäü cæïng thãø têch xuáút phaït tæì âiãöu kiãûn chuyãøn vë thæûc khäng væåüt quaï giaï trë cho pheïp : ∆l ≤ [ ∆l] (âäü daîn daìi) (âäü voîng) f ≤ [f ] ϕ ≤ [ ϕ] (goïc xoay taûi mäüt tiãút diãûn khi bë uäún) θ ≤ [ θ] (goïc xoàõn) Tênh toaïn vãö âäü cæïng tiãúp xuïc theo âiãöu kiãûn biãún daûng cuía bãö màût tiãúp xuïc khäng væåüt quaï giaï trë cho pheïp : ∆h ≤ [ ∆h ] våïi ∆h laì biãún daûng cuía bãö màût tiãúp xuïc. 2.4. Âäü chëu nhiãût (khaí nàng chëu nhiãût) Khi laìm viãûc, do ma saït trong caïc cå cáúu, bäü pháûn maïy ⇒ chi tiãút maïy bë noïng lãn (nháút laì nhæîng chäù bë træåüt nhiãöu nhæ trong bäü truyãön truûc vêt...). Nung noïng chi tiãút maïy coï thãø gáy ra caïc taïc haûi : - Laìm giaím khaí nàng chëu taíi cuía chi tiãút maïy (khi nhiãût âäü tàng lãn quaï cao, cå tênh cuía váût liãûu seî giaím xuäúng. Våïi theïp : khi nhiãût âäü låïn hån 300°C÷400°C, våïi håüp kim maìu khi nhiãût âäü låïn hån 50°C÷100°C ⇒ giåïi haûn moíi giaím, váût liãûu tråí nãn doìn hoàûc xaíy ra hiãûn tæåüng tæì biãún. - Laìm giaím âäü nhåït cuía dáöu bäi trån ⇒ laìm tàng moìn hay dênh. - Biãún daûng nhiãût laìm cong vãnh caïc chi tiãút maïy hay thay âäøi khe håí trong caïc liãn kãút âäüng (khi khe håí trong äø træåüt bë giaím hay máút âi ⇒ ngoîng truûc coï thãø bë keût trong loït äø...). - Laìm thay âäøi tênh cháút cuía caïc bãö màût tiãúp xuïc, vê duû laìm giaím hãû säú ma saït trong caïc bäü pháûn haîm. - Laìm giaím âäü chênh xaïc cuía maïy. Do váûy, våïi caïc chi tiãút maïy bë træåüt nhiãöu, khi thiãút kãú cáön phaíi tênh toaïn vãö nhiãût. Phæång phaïp tênh toaïn vãö nhiãût Xaïc âënh nhiãût âäü trung bçnh sinh ra khi sæí duûng maïy vaì haûn chãú noï khäng cho væåüt quaï mäüt giaï trë cho pheïp: t ≤ [ t ] Trong âoï : t : nhiãût âäü äøn âënh trung bçnh khi sæí duûng maïy; [t] : nhiãût âäü cho pheïp. Nhiãût âäü äøn âënh trung bçnh t âæåüc xaïc âënh tæì phæång trçnh cán bàòng nhiãût: Nhiãût læåüng sinh ra Ω vaì nhiãût læåüng Ω′ thoaït âi trong mäüt âån vë thåìi gian phaíi bàòng nhau. Âãø náng cao khaí nàng chëu nhiãût cuía chi tiãút maïy, cáön chãú taûo chi tiãút maïy bàòng váût liãûu chëu nhiãût, tçm caïch tàng diãûn têch thoaït nhiãût cuía bäü pháûn maïy hay duìng caïc biãûn phaïp bäi trån laìm maït. 2.5. Tênh äøn âënh dao âäüng Dao âäüng xuáút hiãûn chuí yãúu do caïc chi tiãút maïy quay hay cå cáúu khäng âæåüc cán bàòng (do âoï sinh ra caïc læûc quaïn tênh biãún thiãn coï chu kyì). Ngoaìi ra, coï thãø do taïc âäüng cuía læûc kêch thêch biãún thiãn coï chu kyì tæì bãn ngoaìi taïc âäüng lãn chi tiãút (vê duû læûc càõt taïc âäüng lãn chi tiãút gia cäng trãn caïc maïy càõt kim loaûi...) Dao âäüng gáy nãn æïng suáút phuû thay âäøi coï chu kyì, coï thãø dáùn âãún phaï hoíng vç moíi. Dao âäüng trong truyãön âäüng baïnh ràng gáy nãn tiãúng äön. Dao âäüng trong maïy càõt kim loaûi laìm Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 15 giaím âäü chênh xaïc gia cäng vaì âäü nhàôn bãö màût cuía saín pháøm. Khi táön säú cuía læûc kêch thêch gáön bàòng táön säú riãng cuía chi tiãút maïy hay bäü pháûn maïy ⇒ xuáút hiãûn hiãûn tæåüng cäüng hæåíng, biãn âäü dao âäüng seî ráút låïn, chi tiãút maïy laìm viãûc láu trong vuìng cäüng hæåíng seî bë phaï huíy. Vç váûy, tênh toaïn dao âäüng laì cáön thiãút, âàûc biãût âäúi våïi caïc maïy quay nhanh. Coï thãø tênh toaïn vãö dao âäüng theo hai caïch : + Hoàûc xaïc âënh táön säú dao âäüng riãng cuía maïy hay cuía cå cáúu âãø traïnh cäüng hæåíng. + Hoàûc tênh toaïn biãn âäü dao âäüng vaì haûn chãú noï trong phaûm vi cho pheïp. Âãø náng cao cháút læåüng laì viãûc cuía maïy vaì cå cáúu, coï thãø giaíi quyãút chäúng rung cho maïy bàòng caïc biãûn phaïp: triãût tiãu caïc ngoaûi læûc gáy nãn dao âäüng (vê duû : cán bàòng maïy...), thay âøi tênh cháút âäüng læûc hoüc cuía hãû thäúng (thay âäøi momen quaïn tênh cuía chi tiãút maïy vaì âäü cæïng cuía mäúi gheïp...) nhàòm thay âäøi táön säú riãng cuía hãû, duìng caïc thiãút bë giaím rung... Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 16 CHÆÅNG III ÂÄÜ TIN CÁÛY CUÍA MAÏY VAÌ CHI TIÃÚT MAÏY 3.1. Khaïi niãûm chung 1. Âënh nghéa Âäü tin cáûy laì khaí nàng cuía mäüt saín pháøm (maïy, chi tiãút maïy, cäng trçnh...) thæûc hiãûn âæåüc chæïc nàng nhiãûm vuû âaî âënh, vaì duy trç âæåüc chæïc nàng nhiãûm vuû âoï trong suäút thåìi haûn quy âënh, æïng våïi caïc âiãöu kiãûn váûn haình, chàm soïc, baío dæåîng cuû thãø. Âäü tin cáûy laì mäüt trong caïc âàûc træng quan troüng nháút vãö cháút læåüng maïy vaì chi tiãút maïy. Maïy âæåüc goüi laì coï âäü tin cáûy cao nãúu nhæ coï thãø thæûc hiãûn âæåüc caïc chæïc nàng nhiãûm vuû âaî âënh, âäöng thåìi caïc chè tiãu vãö sæí duûng (nhæ nàng suáút, âäü chênh xaïc, hiãûu suáút, mæïc âäü tiãu thuû nàng læåüng..) váùn âæåüc duy trç åí mæïc âäü cho pheïp trong suäút thåìi haûn sæí duûng. Maïy hay chi tiãút maïy khäng âuí âäü tin cáûy, coï nghéa laì caïc chè tiãu sæí duûng cuía chuïng bë phaï hoaûi, chi tiãút maïy máút khaí nàng laìm viãûc træåïc thåìi haûn quy âënh ⇒ coï thãø gáy thiãût haûi to låïn do nàng suáút giaím, tiãu thuû nàng læåüng tàng, sæía chæîa täún keïm. Trong nãön saín xuáút cå khê hoïa vaì tæû âäüng hoïa cao, âäü tin cáûy caìng coï yï nghéa quan troüng, båíi vç mäüt cå cáúu hay thiãút bë naìo âoï bë hoíng, hoaût âäüng cuía caí dáy chuyãön saín xuáút coï thãø bë âçnh trãû. Âäü tin cáûy vaì khaí nàng laìm viãûc cuía chi tiãút maïy coï quan hãû máût thiãút våïi nhau : khaí nàng laìm viãûc biãøu thë khaí nàng cuía maïy coï thãø thæûc hiãûn âæåüc caïc chæïc nàng, nhiãûm vuû âaî âënh, coìn âäü tin cáûy âàûc træng thãm xaïc suáút duy trç khaí nàng âoï trong suäút thåìi haûn quy âënh. 2. Caïc chè tiãu âaïnh giaï âäü tin cáûy Âãø âaïnh giaï âäü tin cáûy, thæåìng duìng caïc chè tiãu: xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng R(t), cæåìng âäü hoíng λ (t), tuäøi thoü. Trong mäüt säú træåìng håüp, ngæåìi ta duìng hãû säú sæí duûng KS. 3.2. Xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng R(t) Xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng laì xaïc suáút khäng xaíy ra hoíng hoïc cuía chi tiãút maïy hay maïy trong khoaíng thåìi gian quy âënh. Goüi NC säú chi tiãút maïy giäúng nhau, laìm viãûc trong âiãöu kiãûn nhæ nhau. Sau t giåì coï NCh chi tiãút maïy bë hoíng vaì N t = N C - N Ch chi tiãút coìn täút ⇒ Xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng coï thãø tênh gáön âuïng bàòng biãøu thæïc (giaï trë naìy caìng chênh xaïc khi Nc caìng låïn) : N N − N ch = 1 − F(t) R(t) = t = c Nc Nc Trong âoï : F(t) = R2(t) R1(t) Rn(t) ... N ch laì xaïc suáút hoíng Nc n pháön tæí Hçnh 3.1 Træåìng håüp hãû thäúng gäöm n pháön tæí liãn kãút näúi tiãúp (hãû thäúng khäng hoíng khi táút caí caïc pháön tæí khäng hoíng) ( hçnh 3.1): n Xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng cuía hãû thäúng: R(t) = ∏ R i (t) i =1 Nhæ váûy, âäü tin cáûy cuía hãû thäúng näúi tiãúp tháúp hån âäü tin cáûy cuía mäüt pháön tæí naìo âoï thuäüc hãû thäúng, vaì giaím khi säú pháön tæí tàng lãn. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút may - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 17 Træåìng håüp hãû thäúng gäöm n pháön tæí liãn kãút song song (hoíng hoïc cuía hãû thäúng xaíy ra khi táút caí caïc pháön tæí âãöu bë hoíng) (hçnh 3.2 ): R1(t) Xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng cuía hãû thäúng: R2(t) R(t) = 1 − F(t) n R(t) = 1 − ∏ Fi (t) i =1 n ( F(t) = ∏ Fi (t) ) ... Rn(t) i =1 n R(t) = 1 − ∏ (1 − R i (t)) Hçnh 3.2 i =1 Hãû thäúng liãn kãút song song coï âäü tin cáûy ráút cao, nhæng phaíi sæí duûng nhiãöu pháön tæí dæû træî ⇒ kãút cáúu maïy seî phæïc taûp hån, giaï thaình vaì khäúi læåüng maïy tàng lãn. 3.3. Cæåìng âäü hoíng λ (t) Cæåìng âäü hoíng λ(t) taûi mäüt thåìi âiãøm t naìo âoï laì tyí säú giæîa säú hoíng hoïc trong mäüt âån vë thåìi gian vaì täøng säú chi tiãút maïy âæåüc sæí duûng taûi thåìi âiãøm naìy. Goüi N t laì säú chi tiãút maïy âang âæåüc sæí duûng taûi t, Nt thåìi âiãøm t. Nãúu trong khoaíng thåìi gian ∆t khaï nhoí åí lán cáûn t, coï ∆N ch chi tiãút maïy bë hoíng, thç säú hoíng ∆N ch hoïc trong mäüt âån vë thåìi gian seî bàòng (hçnh 3.3). ∆t Cæåìng âäü hoíng âæåüc xaïc âënh gáön âuïng bàòng biãøu thæïc : λ(t) = t ∆t ∆Nch Hçnh 3.3 ∆N ch ∆t.N t Giæîa cæåìng âäü hoíng vaì xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng coï mäúi quan hãû : ⎡t ⎤ R(t) = exp ⎢ − ∫ λ (t)dt ⎥ ⎣0 ⎦ Âäööì thë biãøu diãùn quan hãû giæîa cæåìng âäü λ(t) hoíng λ(t) theo thåìi gian t gäöm ba vuìng : (I) (II) (III) + Vuìng I : ÆÏng våïi giai âoaûn chaûy moìn. Cæåìng âäü hoíng tæång âäúi cao, do caïc Hçnh 3.4 khuyãút táût khi chãú taûo. Nhåì khaí nàng chaûy moìn, bãö màût caïc chi tiãút seî tæû læûa âãø thêch æïng thaình nhæîng hçnh daûng håüp lyï nháút, khàõc t2 t1 phuûc âæåüc sæû táûp trung taíi troüng... ⇒ cæåìng t âäü hoíng giaím dáön. Do váûy, âãø náng cao âäü tin cáûy laìm viãûc, cáön tiãún haình chaûy raì caïc saín pháøm træåïc khi xuáút xæåíng. + Vuìng II : ÆÏng våïi giai âoaûn sæí duûng bçnh thæåìng. Cæåìng âäü hoíng tæång âäúi tháúp vaì êt thay âäøi. Hoíng chuí yãúu do caïc quaï taíi ngáùu nhiãn, caïc khuyãút táût vãö cáúu truïc váût liãûu.. laìm xuáút hiãûn caïc vãút næït tãú vi dáùn âãún giaím âäü bãön moíi vaì âäü bãön moìn. + Vuìng III : ÆÏng våïi giai âoaûn moìn tàng cæåìng. Cæåìng âäü hoíng tàng lãn ráút nhanh do læåüng moìn tàng lãn, caïc chi tiãút maïy bë laîo hoïa hoàûc moìn.., dáùn âãún phaï hoíng chi tiãút maïy, phaï hoaûi âiãöu kiãûn laìm viãûc bçnh thæåìng cuía maïy. Maïy Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 18 cáön âæåüc sæía chæîa, phuûc häöi, thay thãú caïc chi tiãút bë hoíng. Do váûy muäún náng cao âäü tin cáûy cuía maïy, cáön tiãún haình sæía chæîa dæû phoìng træåïc khi bàõt âáöu giai âoaûn III. 3.4. Tuäøi thoü Tuäøi thoü laì khoaíng thåìi gian laìm viãûc cuía âäúi tæåüng tênh tæì khi bàõt âáöu hoaût âäüng cho tåïi khi âaût âæåüc traûng thaïi tåïi haûn (âäúi tæåüng bë hoíng hoàûc cáön sæía chæîa, phuûc häöi). Tuäøi thoü thæåìng âæåüc tênh theo thåìi gian laìm viãûc thæûc tãú (khäng kãø thåìi gian khäng hoaût âäüng cuía âäúi tæåüng). Ngoaìi ra, trãn thæûc tãú, tuäøi thoü coìn duìng khaïi niãûm tuäøi thoü våïi nghéa räüng, tênh bàòng säú chu trçnh laìm viãûc, säú km âæåìng âi, säú saín pháøm saín xuáút âæåüc... Ngoaìi tuäøi thoü trung bçnh nãu trãn, trong tênh toaïn coìn duìng tuäøi thoü γ pháön tràm, tæïc laì tuäøi thoü maì âäúi tæåüng laìm viãûc chæa âaût tåïi traûng thaïi tåïi haûn våïi xaïc suáút laì γ pháön tràm. Vê duû : Tuäøi thoü γ = 90% cuía mäüt loaûi äø làn naìo âoï laì 800h, nghéa laì 90% säú äø làn âoï coï tuäøi thoü 800h, 10% säú coìn laûi coï thãø bë hoíng såïm hån. Ta coï quan hãû : γ = 100. R(t) 3.5. Hãû säú sæí duûng KS Âäúi våïi chi tiãút maïy coï thãø phuûc häöi âæåüc, thæåìng duìng hãû säú sæí duûng K S âãø âàûc træng cho T våïi : T = Tlv + TC + TP âäü tin cáûy cuía chi tiãút maïy : K S = lv T Trong âoï : Tlv : thåìi gian laìm viãûc trong mäüt thåìi kyì hoaût âäüng naìo âoï cuía chi tiãút maïy, TC : thåìi gian chàm soïc, TP : thåìi gian sæía chæîa phuûc häöi. 3.6. Biãûn phaïp náng cao âäü tin cáûy cuía maïy vaì chi tiãút maïy Âäü tin cáûy phuû thuäüc vaìo trçnh âäü thiãút kãú, cäng nghãû chãú taûo vaì âiãöu kiãûn sæí duûng. Khi thiãút kãú ta coï caïc biãûn phaïp sau âáy âãø náng cao âäü tin cáûy : Säú læåüng chi tiãút maïy nãn êt, kãút cáúu âån giaín, caïc chi tiãút maïy cáön coï âäü tin cáûy gáön bàòng nhau. Váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy coï âäü phán taïn cå tênh tháúp seî laìm tàng xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng. Giaím cæåìng âäü chëu taíi cuía chi tiãút maïy vaì maïy bàòng caïc biãûn phaïp nhæ sæí duûng caïc váût liãûu coï âäü bãön cao, aïp duûng nhiãût luyãûn, hoïa nhiãût luyãûn, duìng caïc biãûn phaïp cäng nghãû tàng bãön bãö màût nhæ phun bi, làn neïn. Âaím baío æïng suáút sinh ra trong chi tiãút nhoí hån giåïi haûn moíi cuía váût liãûu. Sæí duûng caïc biãûn phaïp giaím táûp trung æïng suáút trong chi tiãút maïy. Choün âuïng loaûi dáöu, måî bäi trån, thiãút kãú hãû thäúng bäi trån håüp lyï âãø baío âaím âiãöu kiãûn bäi trån ma saït æåït, traïnh buûi báøn, haût kim loaûi råi trãn caïc bãö màût laìm viãûc... Caïc chi tiãút maïy dãù hoíng phaíi âæåüc thiãút kãú sao cho dãù sæía chæîa, thay thãú. Sæí duûng caïc kãút cáúu ténh âënh, tæû læûa, nhåì âoï khuyãút táût trong chãú taûo êt aính hæåíng âãún sæû phán bäú taíi troüng. Nãúu caïc quaï taíi ngáùu nhiãn thæåìng xuáút hiãûn trong quaï trçnh sæí duûng maïy, nãn duìng caïc hãû thäúng ngàn ngæìa quaï taíi nhæ ly håüp an toaìn, råle... Sæí duûng räüng raîi caïc chi tiãút maïy, bäü pháûn maïy tiãu chuáøn (caïc chi tiãút, bäü pháûn maïy tiãu chuáøn âæåüc chãú taûo åí caïc nhaì maïy chuyãn män coï trçnh âäü chuyãn män cao våïi caïc phæång phaïp gia cäng tiãn tiãún trãn cå såí têch luîy âæåüc nhiãöu kinh nghiãûm thiãút kãú chãú taûo, nãn seî coï cháút læåüng cao vaì âäöng nháút). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 19 PHÁÖN II TRUYÃÖN ÂÄÜNG CÅ KHÊ Trong caïc thiãút bë vaì dáy chuyãön cäng nghãû, sæí duûng nhiãöu loaûi truyãön âäüng khaïc nhau : + Truyãön âäüng cå khê + Truyãön âäüng âiãûn + Truyãön âäüng thuíy læûc + Truyãön âäüng khê neïn Trong âoï truyãön âäüng cå khê laì thäng duûng hån caí. Giaïo trçnh Chi tiãút maïy chè nghiãn cæïu truyãön âäüng cå khê Truyãön âäüng cå khê laì nhæîng cå cáúu duìng âãø truyãön cå nàng tæì âäüng cå âãún caïc bäü pháûn cäng taïc cuía maïy, thäng thæåìng coï biãún âäøi täúc âäü, læûc hoàûc momen vaì âäi khi, biãún âäøi caí âàûc tênh vaì quy luáût chuyãøn âäüng. Theo nguyãn lyï laìm viãûc, coï thãø chia truyãön âäüng cå khê thaình hai nhoïm chênh : + Truyãön âäüng bàòng ma saït : truyãön âäüng baïnh ma saït (tiãúp xuïc træûc tiãúp), truyãön âäüng âai (tiãúp xuïc giaïn tiãúp) + Truyãön âäüng bàòng àn khåïp : truyãön âäüng baïnh ràng, truyãön âäüng truûc vêt-baïnh vêt (tiãúp xuïc træûc tiãúp), truyãön âäüng xêch (tiãúp xuïc giaïn tiãúp)... Ngoaìi caïc bäü truyãön duìng âãø truyãön chuyãøn âäüng quay, coìn sæí duûng truyãön âäüng vêtâai äúc, truyãön âäüng baïnh ràng-thanh ràng âãø biãún âäøi chuyãøn âäüng quay thaình chuyãøn âäüng tënh tiãún. Lyï do cáön duìng caïc bäü truyãön laìm kháu näúi giæîa âäüng cå vaì bäü pháûn cäng taïc : + Täúc âäü cáön thiãút cuía bäü pháûn cäng taïc cuía maïy khaïc våïi täúc âäü cuía âäüng cå tiãu chuáøn + Nhiãöu khi cáön truyãön âäüng tæì mäüt âäüng cå âãún nhiãöu cå cáúu maïy laìm viãûc våïi täúc âäü khaïc nhau + Âäüng cå quay âãöu nhæng bäü pháûn cäng taïc coï thãø chuyãøn âäüng tënh tiãún hay chuyãøn âäüng våïi täúc âäü thay âäøi theo mäüt quy luáût naìo âoï + Vç kãút cáúu maïy, vç âiãöu kiãûn sæí duûng vaì an toaìn lao âäüng, khäng cho pheïp näúi træûc tiãúp âäüng cå våïi bäü pháûn cäng taïc. Caïc thäng säú chuí yãúu cuía mäüt bäü truyãön + Cäng suáút truyãön âäüng : Cäng suáút trãn truûc dáùn vaì truûc bë dáùn : N1 , N2 N + Hiãûu suáút truyãön âäüng : η = 2 N1 + Säú voìng quay cuía truûc dáùn vaì truûc bë dáùn trong mäüt phuït : n1 , n2 n + Tyí säú truyãön : u = 1 n2 + Momen xoàõn trãn truûc dáùn vaì truûc bë dáùn : T1 , T2 T = 9,55.106. N T2 = u.η.T1 n T [N.mm] N [KW] n [voìng/phuït] Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 20 CHÆÅNG IV TRUYÃÖN ÂÄÜNG BAÏNH MA SAÏT 4.1. Khaïi niãûm chung 1. Giåïi thiãûu vãö truyãön âäüng baïnh ma saït Truyãön âäüng baïnh ma saït thæûc hiãûn truyãön cäng suáút giæîa hai truûc nhåì læûc ma saït phaït sinh træûc tiãúp trãn bãö màût tiãúp xuïc giæîa baïnh dáùn vaì baïnh bë dáùn. Âãø taûo nãn læûc ma saït, cáön eïp hai baïnh laûi våïi nhau bàòng læûc eïp Fr (hçnh 4.1). Bäü truyãön baïnh ma saït âæåüc duìng âãø truyãön chuyãøn âäüng giæîa hai truûc song song nhau (vê duû bäü truyãön baïnh ma saït truû - hçnh 4.1), giæîa hai truûc càõt nhau (vê duû bäü truyãön baïnh ma saït noïn - hçnh 4.2), hoàûc væìa truyãön chuyãøn âäüng væìa biãún âäøi váûn täúc (bäü biãún täúc ma saït - hçnh 4.4). Ngoaìi ra, coìn âæåüc duìng âãø biãún âäøi chuyãøn âäüng quay thaình chuyãøn âäüng tënh tiãún (hçnh 4.3). Bäü truyãön baïnh ma saït gäöm coï caïc bäü pháûn chênh sau (hçnh 4.1): baïnh ma saït dáùn 1, baïnh ma saït bë dáùn 2, caïc gäúi âåî O1, O2 (mäüt trong hai gäúi âåî coï thãø di âäüng), bäü pháûn taûo læûc eïp Fr eïp hai baïnh laûi våïi nhau. Trong bäü biãún täúc ma saït, coï thãø coï thãm kháu trung gian nhæ dáy âai, baïnh ma saït phuû... Fr T1 O1 F ms Ft 2 2 D1 Rc D1 O2 D2 1 Hçnh 4.1 : Bäü truyãön baïnh ma saït truû Fa D2 Fn1 ω2 Fn2 T1 1 Fa1 ω1 Hçnh 4.2 : Bäü truyãön baïnh ma saït noïn 2. Phán loaûi truyãön âäüng baïnh ma saït Bäü truyãön baïnh ma saït thaình 2 nhoïm chênh : + Bäü truyãön coï tyí säú truyãön khäng âiãöu chènh âæåüc: bäü truyãön baïnh ma saït truû - hçnh 4.1, bäü truyãön baïnh ma saït noïn - hçnh 4.2. + Bäü truyãön coï tyí säú truyãön âiãöu chènh âæåüc, coìn goüi laì bäü biãún täúc ma saït cho pheïp thay âäøi tyí säú truyãön mäüt caïch âãöu âàûn, liãn tuûc (âiãöu chènh vä cáúp) - hçnh 4.4, hçnh 4.5. v Hinh 4.3 : BTBMS biãún chuyãøn âäüng quay thaình chuyãøn âäüng tënh tiãún Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 21 R2 ω2 ω1 R1 ω2 R2 ω1 R1 Hçnh 4.4 : Bäü biãún täúc ma saït kiãøu màût âéa Hçnh 4.5 : Bäü biãún täúc ma saït coï baïnh cän Hçnh 4.4 trçnh baìy bäü biãún täúc ma saït kiãøu màût âéa. Hçnh 4.5 laì bäü biãún täúc coï baïnh cän. Khi baïnh dáùn 1 chuyãøn âäüng doüc theo truûc cuía noï, khoaíng caïch R2 giæîa âiãøm tiãúp xuïc âãún âæåìng tám cuía baïnh bë dáùn 2 thay âäøi, do âoï laìm thay âäøi tyí säú truyãön. 4.2. Cå hoüc truyãön âäüng baïnh ma saït 1. Sæû træåüt trong bäü truyãön baïnh ma saït Khi laìm viãûc, åí bäü truyãön baïnh ma saït coï thãø xuáút hiãûn caïc daûng træåüt sau: træåüt hçnh hoüc, træåüt âaìn häöi, træåüt trån. Træåüt laìm máút maït cäng suáút, laìm noïng vaì moìn caïc bãö màût tiãúp xuïc, giaím hiãûu suáút, laìm tyí säú truyãön khäng äøn âënh. 1 2 Baïnh dáùn 2 V2 P V1 Baïnh bë dáùn Hçnh 4.7 : Træåüt âaìn häöi Hçnh 4.6 : Træåüt hçnh hoüc a) Træåüt hçnh hoüc Træåüt hçnh hoüc xuáút hiãûn do coï sæû khaïc nhau vãö váûn täúc taûi caïc âiãøm tiãúp xuïc cuía hai baïnh. Træåüt hçnh hoüc chè xaíy ra âäúi våïi mäüt säú loaûi bäü truyãön baïnh ma saït. Láúy vê duû bäü truyãön baïnh ma saït kiãøu màût âéa (hçnh 4.6) : váûn täúc voìng trãn bãö màût laìm viãûc cuía con làn 1 bàòng hàòng säú trãn suäút chiãöu räüng cuía noï vaì bàòng V1 , trong khi âoï váûn täúc Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 22 V2 taûi nhæîng âiãøm khaïc nhau cuía âéa 2 thay âäøi theo khoaíng caïch tæì âiãøm naìy âãún tám âéa 2. Do váûy, làn khäng træåüt giæîa hai baïnh chè xaíy ra taûi âiãøm P trãn âæåìng tiãúp xuïc, taûi âoï váûn täúc VP1 = VP2. ÅÍ táút caí nhæîng âiãøm tiãúp xuïc coìn laûi âãöu coï træåüt. Træåüt caìng nhiãöu khi chiãöu daìi tiãúp xuïc caìng låïn. b) Træåüt âaìn häöi Træåüt âaìn häöi xuáút hiãûn do biãún daûng âaìn häöi khaïc nhau cuía hai baïnh theo phæång tiãúp tuyãún taûi vuìng tiãúp xuïc. Xeït bäü truyãön baïnh ma saït truû nhæ trãn hçnh 4.7 : Dæåïi taïc duûng cuía læûc eïp Fr, hai baïnh tiãúp xuïc nhau theo cung 1-3, goïc α tx goüi laì goïc tiãúp xuïc. Khi truyãön momen xoàõn, caïc phán täú váût liãûu cuía bãö màût baïnh dáùn (1) khi vaìo tiãúp xuïc åí âiãøm 1 thç bë neïn laûi, khi ra khoíi âiãøm 3 thç bë daîn ra. Ngæåüc laûi, caïc phán täú váût liãûu cuía bãö màût baïnh bë dáùn (2) bë daîn ra khi vaìo tiãúp xuïc åí âiãøm 1 vaì bë neïn laûi khi thäi tiãúp xuïc åí âiãøm 3. Thæûc tãú, sæû thay âäøi tæì neïn sang daîn hoàûc ngæåüc laûi khäng bàõt âáöu ngay tæì âiãøm tiãúp xuïc 1, maì bàõt âáöu tæì mäüt âiãøm 2 naìo âoï. Tæång æïng goïc tiãúp xuïc α tx âæåüc chia thaình goïc træåüt α t vaì goïc ténh α 0 . Trong vuìng tiãúp xuïc tæì âiãøm 2 âãún âiãøm 3, do bë daîn ra, caïc phán täú cuía baïnh dáùn seî chuyãøn âäüng nhanh hån, ngæåüc laûi do bë neïn laûi, caïc phán täú cuía baïnh bë dáùn seî chuyãøn âäüng cháûm hån. Hiãûn tæåüng neïn - daîn cuía hai baïnh trãn cung 2-3 taûo nãn sæû chãnh lãûch váûn täúc giæîa baïnh dáùn vaì baïnh bë dáùn (hçnh 4.7). Hiãûn tæåüng træåüt naìy âæåüc goüi laì træåüt âaìn häöi. Biãún daûng âaìn häöi trãn caïc baïnh laì do taíi troüng gáy nãn, do âoï khi laìm viãûc truyãön momen xoàõn, báút cæï bäü truyãön baïnh ma saït naìo cuîng âãöu coï træåüt âaìn häöi. c) Træåüt trån Træåüt trån chè xuáút hiãûn khi quaï taíi, tæïc laì khi læûc voìng cáön truyãön låïn hån læûc ma saït trãn 2T vuìng tiãúp xuïc cuía hai baïnh : Ft = 1 > Fms = f .Fr , våïi f laì hãû säú ma saït, T1 laì momen xoàõn D1 trãn baïnh dáùn, D1 laì âæåìng kênh baïnh dáùn, Fms laì læûc ma saït phaït sinh åí chäù tiãúp xuïc giæîa baïnh dáùn vaì baïnh bë dáùn, Fr laì læûc eïp hai baïnh laûi våïi nhau (hçnh 4.1). Khi momen xoàõn T1 trãn baïnh dáùn tàng lãn ⇒ læûc voìng Ft tàng lãn ⇒ cung træåüt αt cuîng tàng theo, âãún khi Ft > Fms cung træåüt αt seî chiãúm toaìn bäü cung tiãúp xuïc αtx vaì trong bäü truyãön seî xaíy ra hiãûn tæåüng træåüt trån. Khi træåüt trån, baïnh bë dáùn dæìng laûi, baïnh dáùn træåüt trãn baïnh bë dáùn, gáy nãn moìn cuûc bäü hay xæåïc bãö màût. 2T Âãø khäng xaíy ra træåüt trån, phaíi coï : Fms = f .Fr ≥ Ft = 1 D1 2. Váûn täúc vaì tyí säú truyãön Truyãön âäüng baïnh ma saït truû Váûn täúc voìng v1 vaì v2 cuía baïnh dáùn vaì baïnh bë dáùn (hçnh 4.1) : π .D1.n1 π .D2 .n2 v1 = v2 = 60.1000 60.1000 D [mm] n [voìng/phuït] v [m/s] Do coï sæû træåüt nãn v2 < v1. Goüi ξ laì hãû säú træåüt: ξ = v1 - v 2 v1 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 23 Suy ra : v 2 = v1 (1 − ξ ) ⇒ Tyí säú truyãön u : Nãúu boí qua sæû træåüt : u = u= n1 D2 = n2 D1 (1 − ξ ) n1 D2 = n2 D1 Truyãön âäüng baïnh ma saït noïn Goüi D1 , D2 laì âæåìng kênh trung bçnh cuía baïnh dáùn vaì baïnh bë dáùn (hçnh 4.2). sin δ 2 n D D sin δ 2 Nãúu boí qua sæû træåüt : u = 1 = 2 våïi : 2 = ⇒ u= sin δ 1 n2 D1 D1 sin δ 1 Trong âoï : δ1 vaì δ2 laì goïc noïn cuía baïnh dáùn vaì baïnh bë dáùn. sin δ 2 Nãúu xeït âãún sæû træåüt : u = (1 − ξ )sin δ 1 Bäü biãún täúc ma saït Láúy vê duû bäü biãún täúc kiãøu ma saït màût âéa (hçnh 4.4). Do baïn kênh R2 coï thãø thay âäøi tæì R2max âãúïn R2min., nãn khi váûn täúc goïc baïnh dáùn n1 = hàòng säú thç váûn täúc goïc baïnh bë dáùn 2 coï thãø thay âäøi tæì n2min âãún n2max. n R2 Tæång æïng tyí säú truyãön u = 1 = cuîng thay âäøi trong khoaíng umin âãún umax. n2 R1 (1 − ξ ) R2 max n R2min n Våïi : umin = 1 = vaì umax = 1 = . n2max R1 (1 − ξ ) n2min R1 (1 − ξ ) Tyí säú : D = n2 max umax R2 max = = âæåüc goüi laì khoaíng âiãöu chènh täúc âäü. n2 min umin R2 min Khoaíng âiãöu chènh täúc âäü laì mäüt trong nhæîng âàûc træng cuía bäü biãún täúc ma saït. 3. Læûc eïp cáön thiãút trong bäü truyãön baïnh ma saït Bäü truyãön baïnh ma saït truû (hçnh 4.1) Âãø truyãön âæåüc momen xoàõn T1 hay læûc voìng Ft = 2T1 tæì baïnh dáùn sang baïnh bë dáùn, læûc D1 ma saït Fms taûi chäù tiãúp xuïc giæîa hai baïnh phaíi thoía maîn âiãöu kiãûn : Fms ≥ Ft Âãø giaím båït træåüt khi laìm viãûc (do moìn, rung âäüng, quaï taíi...), coï thãø láúy : Fms = K.Ft Våïi K laì hãû säú an toaìn : K > 1. Muäún taûo ra læûc ma saït Fms, phaíi eïp hai baïnh laûi våïi nhau bàòng læûc eïp Fr . Ta coï : Fms = f . Fr. K .Ft KT1 = Do oï, læûc eïp cáön thiãút âãø truyãön âæåüc mämen xoàõn T1 laì : Fr = f 2 D1 f Bäü truyãön baïnh ma saït noïn Tæång tæû, nhæ trong bäü truyãön baïnh ma saït truû, khi eïp hai baïnh laûi våïi nhau bàòng caïc læûc doüc truûc Fa1, Fa2 thç læûc ma saït sinh ra taûi chäù tiãúp xuïc giæîa hai baïnh seî sinh ra caïc læûc phaïp tuyãún Fn1, Fn2 vaì læûc ma saït Fms : Ta coï : Fn1 = Fn2 vaì Fms = f . Fn1 = f . Fn2 (4.1) Træåìng håüp δ 1 + δ 2 = 90 , ta coï : Fa1 = Fn1.sin δ 1 vaì Fa 2 = Fn 2 .sin δ 2 (4.2) Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 24 Âãø truyãön âæåüc momen xoàõn T1 hay læûc voìng Ft = 2T1 , phaíi coï : Fms = K .Ft D1 (4.3) Våïi K laì hãû säú an toaìn : K > 1; δ1 vaì δ2 láön læåüt laì goïc noïn cuía caïc baïnh noïn. Tæì (4.1), (4.2) vaì (4.3), suy âæåüc læûc eïp cáön thiãút âãø truyãön âæåüc momen xoàõn T1 : K .2T1.sin δ1 K .2T1.sin δ 2 Fa1 = Fa 2 = D1 f D2 f 4.3. Tênh âäü bãön bäü truyãön baïnh ma saït 1. Caïc daûng hoíng vaì chè tiãu tênh toaïn Khi laìm viãûc, trong bäü truyãön baïnh ma saït xuáút hiãûn caïc daûng hoíng chênh sau : a) Troïc räù vç moíi bãö màût laìm viãûc Dæåïi taïc duûng cuía aïp læûc phaïp tuyãún, taûi vuìng tiãúp xuïc cuía caïc baïnh ma saït xuáút hiãûn æïng suáút tiãúp xuïc. Khi baïnh ma saït chuyãøn âäüng, vuìng tiãúp xuïc seî láûp laûi sau mäüt voìng quay, do âoï æïng suáút tiãúp xuïc taûi mäùi âiãøm trãn bãö màût laìm viãûc cuía caïc baïnh ma saït thay âäøi theo chu trçnh maûch âäüng giaïn âoaûn (hçnh 4-8). Sau mäüt säú chu kyì chëu taíi nháút âënh, trãn bãö màût baïnh ma saït seî xuáút hiãûn caïc vãút næït tãú vi vç moíi. Nãúu bäü truyãön âæåüc bäi trån âáöy âuí ⇒ dáöu seî chui vaìo vãút næït. Trãn baïnh bë dáùn, khi vãút næït âi vaìo vuìng tiãúp xuïc seî bë bët miãûng laûi, aïp suáút dáöu tàng lãn, vãút næït phaït triãøn. Cuäúi cuìng laìm bong ra caïc maính kim loaûi nhoí, âãø laûi caïc vãút räù trãn bãö màût (hçnh 4.8). Hçnh 4.8 : ÆÏng suáút tiãúp xuïc vaì hiãûn træåüng troïc räù bãö màût b) Moìn bãö màût tiãúp xuïc Thæåìng xuáút hiãûn trong caïc bäü truyãön khäng âæåüc bäi trån hay bäi trån khäng âáöy âuí (ma saït næía khä hay ma saït næía æåït). Moìn caìng nhanh khi bäü truyãön bë træåüt trån. c) Dênh Khi bäü truyãön laìm viãûc våïi váûn täúc cao, taíi troüng låïn, bäi trån khäng âuí hoàûc khäng âæåüc bäi trån ⇒ nhiãût âäü taûi vuìng tiãúp xuïc seî quaï cao. AÏp suáút cao vaì nhiãût âäü låïn laìm hai bãö màût kim loaûi bë chaíy deío vaì dênh vaìo nhau. Khi chuyãøn âäüng, nhæîng máùu kim loaûi nhoí bë âæït ra khoíi bãö màût naìy vaì baïm lãn baïnh kia gáy nãn hiãûn tæåüng dênh. Trong nhæîng láön vaìo tiãúp xuïc tiãúp theo, caïc máùu kim loaûi dênh trãn bãö màût naìy laûi caìo xæåïc bãö màût tiãúp xuïc våïi noï. Caïc daûng hoíng trãn âáy âãöu liãn quan âãún æïng suáút tiãúp xuïc ⇒ âãø traïnh caïc daûng hoíng noïi trãn, cáön tênh toaïn bäü truyãön theo âäü bãön tiãúp xuïc theo âiãöu kiãûn : σ H ≤ [σ H ] Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 25 Trong âoï : σH laì æïng suáút tiãúp xuïc sinh ra trãn bãö màût baïnh ma saït ; [σH] laì æïng suáút tiãúp xuïc cho pheïp cuía baïnh ma saït. Riãng âäúi våïi caïc baïnh ma saït laìm bàòng váût liãûu phi kim loaûi, thåìng dæûa vaìo taíi troüng riãng phaïp tuyãún (taíi troüng phaïp tuyãún trãn mäüt âån vë chiãöu daìi tiãúp xuïc) âãø kiãøm nghiãûm âäü q n ≤ [ qn ] bãön tiãúp xuïc : Trong âoï : qn laì taíi troüng riãng phaïp tuyãún, [qn] laì taíi troüng riãng cho pheïp. 2. Tênh bäü truyãön baïnh ma saït truû theo âäü bãön tiãúp xuïc ÆÏng suáút tiãúp xuïc âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc Heïc ⇒ âiãöu kiãûn bãön coï daûng : F .E σ H = 0, 418 n ≤ [σ H ] b.ρ Trong âoï : E : moâun âaìn häöi tæång âæång Fn : læûc phaïp tuyãún b : chiãöu daìi tiãúp xuïc (âo doüc theo âæåìng sinh baïnh ma saït) ρ : baïn kênh cong tæång âæång Læûc phaïp tuyãún chênh bàòng læûc eïp Fr eïp hai n1 K .Ft K .2T1 = baïnh laûi våïi nhau : Fn = Fr = f f .D1 D1 6 N1 Maì : T1 = 9,55.10 . [N.mm] (4.5) n1 K .N1 Nãn : Fn = 2.9,55.106. [N] D2 f .D1.n1 n1 Våïi : N1 [kW] ; n1 [voìng/phuït]; D1 [mm]; Baïn kênh cong tæång âæång ρ (hçnh 4.9) : 11 1 =+ ρ ρ1 (4.4) 1 Fn1 Fn2 2 Hçnh 4.9 : ρ2 Våïi : ρ1 = D1 / 2 , ρ 2 = D2 / 2 vaì D2 = u . D1 (giaí sæí boí qua træåüt) u.D1 ρ= Suy ra : 2(u + 1) 2 1 1 2 E1 E2 = + Mä âun âaìn häöi tæång âæång E : hay: E = E E1 E2 E1 + E2 (4.6) Thay (4.5) vaì (4.6) vaìo (4.4), suy ra: 4.9,55.106.E.KN1 (u + 1) ≤ [σ H ] σ H = 0, 418 D12 . f .b.n1 u Hay : σ H = 2583 E.KN1 (u + 1) ≤ [σ H ] D1 f .bn1 u (4.7) Âáy laì cäng thæïc kiãøm nghiãûm bäü truyãön baïnh ma saït theo âäü bãön tiãúp xuïc. Âãø coï cäng thæïc thiãút kãú, âàût : b = ψ d D1 vaì thay vaìo (4.7), suy ra: D1 ≥ 190. 3 E.K .N1 f .ψ d .n1.[σ H ] D2 = u.D1.(1 − ξ ) 2 (u + 1) u [mm] [mm] Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 26 N1 [ KW ] ; [σ H ] [ MPa ] ; F [ N ] ; n1 [ v / ph ] (ψ d âæåüc goüi laì hãû säú chiãöu räüng baïnh ma saït) (1) 2. Tênh toaïn âäü bãön bäü truyãön baïnh ma saït noïn Tiãún haình tæång tæû nhæ bäü truyãön baïnh ma saït truû, chè khaïc åí viãûc tênh toaïn baïn kênh cong tæång âæång. D1 D2 ρρ Ta coï : ρ = 1 2 Våïi : ρ1 = , ρ2 = (hçnh 4.2) ρ1 + ρ 2 2 cos δ1 2 cos δ 2 D sin δ 2 Vaì u = 2 = (giaí sæí boí qua træåüt) D1 sin δ1 D1 D2 D sin δ 2 = tgδ 2 , ρ2 = vaì u = 2 = Træåìng håüp δ 1 + δ 2 = 90 thç : ρ1 = 2sin δ 2 2 cos δ 2 D1 cos δ 2 uD cos δ 2 1 Suy ra : ρ = 1 Maì : cos δ 2 = 2 1 + tg 2δ 2 Toïm laûi : ρ= u.D1 2 u2 +1 Cäng thæïc kiãøm nghiãûm âäü bãön tiãúp xuïc : σH = 2583 E.KN1 D1 f .b.n1 (u 2 + 1) ≤ [σ H ] u Våïi : D1 : âæåìng kênh trung bçnh cuía baïnh noïn dáùn b : chiãöu daìi tiãúp xuïc âo doüc theo âæåìng sinh baïnh ma saït Cäng thæïc thiãút kãú : D1 ≥ 190. 3 E.K .N1 f .ψ d .n1.[σ H ] D2 = u.D1.(1 − ξ ) 2 (u 2 + 1) u [mm] [mm] Våïi : D1, D2 laì âæåìng kênh trung bçnh cuía baïnh dáùn vaì baïnh bë dáùn. 2 D12 + D2 b + Chiãöu daìi cän (hçnh 4.2) : Rc = 2 2 Sau khi xaïc âënh caïc kêch thæåïc bäü truyãön, cáön tênh toaïn læûc eïp Fr cáön thiãút vaì læûc Fa taïc duûng lãn truûc vaì lãn äø truûc. 4.4. Váût liãûu vaì æïng suáút cho pheïp 1. Váût liãûu Yãu cáöu chuí yãúu âäúi våïi váût liãûu laìm baïnh ma saït : Phaíi coï âäü bãön tiãúp xuïc vaì âäü bãön moìn cao. Coï hãû säú ma saït âuí låïn ⇒ traïnh phaíi eïp våïi læûc eïp quaï låïn. Coï moâun âaìn häöi âuí låïn ⇒ traïnh bë täøn tháút nhiãöu vãö ma saït do kêch thæåïc diãûn têch tiãúp xuïc låïn. Váût liãûu thæåìng duìng : Theïp täi, gang, tãúchtälêt, phêp, gäù boüc da hoàûc boüc vaíi cao su Khi caìng låïn ⇒ caìng nhoí, nhæng tàng lãn ⇒ læûc taïc duûng lãn äø truûc seî caìng låïn vaì hiãûu suáút seî caìng tháúp (täøn tháút vãö ma saït trong caïc äø phuû thuäüc vaìo trë säú cuía taíi troüng taïc duûng lãn truûc). 1 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 27 Theïp täi : 40CrNi, 18CrMnTi, 65Mn...; âäü ràõn bãö màût HRC ≥ 60; duìng cho bäü truyãön laìm viãûc trong dáöu. Kêch thæåïc bäü truyãön seî nhoí goün, hiãûu suáút cao, nhæng yãu cáöu gia cäng chênh xaïc vaì âäü boïng bãö màût cao. Gang : thæåìng duìng cho bäü truyãön âãø håí, laìm viãûc khä hoàûc coï dáöu, âäi khi duìng baïnh gang laìm viãûc våïi baïnh theïp. Tãúchtälêt, phêp : cuîng duìng baïnh ma saït bàòng theïp hay gang laìm viãûc våïi baïnh ma saït bàòng tãúchtälêt hay phêp. Bäü truyãön laìm viãûc khä, khäng yãu cáöu cao vãö âäü chênh xaïc gia cäng. Kêch thæåïc bäü truyãön tæång âäúi låïn, hiãûu suáút tháúp, nhæng læûc taïc duûng lãn truûc nhoí hån so våïi bäü truyãön baïnh ma saït bàòng theïp hay gang. Gäù hoàûc boüc da, vaíi cao su... : træåìng håüp bäü truyãön chëu taíi nhoí, coï thãø duìng baïnh ma saït bàòng gäù hay boüc da, vaíi cao su... laìm viãûc våïi baïnh theïp hay gang. Baïnh dáùn nãn laìm bàòng váût liãûu mãöm hån, âãø khi bë træåüt trån, baïnh bë dáùn êt bë moìn veût. 2. ÆÏng suáút tiãúp xuïc cho pheïp Våïi baïnh ma saït theïp : [σ H ] =(1,5 ÷ 2,5) HB hay : [σ H ] = (13 ÷ 18) HRC [MPa] Trë säú nhoí duìng khi bäü truyãön laìm viãûc khäng coï dáöu bäi trån. Våïi baïnh ma saït gang, laìm viãûc coï dáöu : [σ H ] = 1,5σ bu [MPa] våïi σ bu : giåïi haûn bãön uäún Baïnh ma saït bàòng tãúchtälêt, laìm viãûc khä : [σ H ] = 80 ÷ 100 [MPa] 4.5. Âaïnh giaï bäü truyãön baïnh ma saït Æu âiãøm + Cáúu taûo âån giaín. + Laìm viãûc ãm, khäng äön. + Coï khaí nàng âiãöu chènh vä cáúp säú voìng quay (våïi bäü biãún täúc ma saït) Nhæåüc âiãøm + Læûc taïc duûng lãn truûc vaì äø khaï låïn, do phaíi eïp caïc baïnh laûi våïi nhau bàòng læûc eïp khaï låïn. + Tè säú truyãön khäng äøn âënh, do coï sæû træåüt giæîa caïc baïnh khi laìm viãûc. + Khaí nàng taíi vaì tuäøi thoü tæång âäúi tháúp. Phaûm vi sæí duûng Truyãön cäng suáút nhoí vaì trung bçnh (< 20 KW) (nãúu cäng suáút låïn ⇒ kêch thæåïc bäü truyãön khaï låïn vaì khoï baío âaím âæåüc læûc eïp cáön thiãút). Váûn täúc bäü truyãön khäng âæåüc quaï 15÷20m/s (nãúu cao quaï ⇒ nhiãût âäü bäü truyãön tàng nhiãöu vaì gáy moìn nhanh). Tyí säú truyãön thäng thæåìng khäng quaï 7. Hiãûu suáút trung bçnh : η = 0,8 - 0,9 Truyãön âäüng baïnh ma saït coï tyí säú truyãön khäng âäøi thæåìng chè âæåüc duìng åí caïc xêch âäüng hoüc cuía thiãút bë âo, åí âoï yãu cáöu chuyãøn âäüng ãm, âoïng måí khäng coï va âáûp. Traïi laûi, nhåì khaí nàng âiãöu chènh vä cáúp säú voìng quay cuía truûc bë âäüng mäüt caïch nheû nhaìng, khäng phaíi dæìng maïy (nhåì âoï náng cao âæåüc nàng suáút, caíi thiãûn âæåüc cháút læåüng saín pháøm), caïc bäü biãún täúc ma saït âæåüc sæí duûng nhiãöu trong caïc maïy càõt kim loaûi, maïy haìn, maïy dãût, trong cäng nghiãûp hoaï hoüc, cäng nghiãûp giáúy vaì trong caïc lénh væûc khaïc nhau cuía ngaình duûng cuû âo. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 28 CHÆÅNG V TRUYÃÖN ÂÄÜNG BAÏNH RÀNG 5.1. Khaïi niãûm chung 1. Giåïi thiãûu vaì phán loaûi bäü truyãön baïnh ràng Hçnh 5.1a Hçnh 5.1b Hçnh 5.1c Hçnh 5.1e Hçnh 5.1d : Truyãön âäüng baïnh ràng thæûc hiãûn truyãön chuyãøn âäüng hay biãún âäøi chuyãøn âäüng nhåì sæû àn khåïp giæîa caïc ràng trãn baïnh ràng hay thanh ràng. Theo vë trê tæång âäúi giæîa caïc truûc, phán truyãön âäüng baïnh ràng thaình : + Truyãön âäüng giæîa caïc truûc song song : bäü truyãön baïnh ràng truû troìn ràng thàóng (hçnh 5.1a), ràng nghiãng (hçnh 5.1b), ràng chæî V (hçnh 5.1c). + Truyãön âäüng giæîa hai truûc giao nhau : bäü truyãön baïnh ràng noïn ràng thàóng (hçnh 5.1e), ràng nghiãng, ràng cung troìn (hçnh 5.1f). + Truyãön âäüng giæîa hai truûc cheïo nhau : bäü truyãön baïnh ràng truû cheïo (hçnh 5.1d), bäü truyãön baïnh ràng noïn cheïo (hay baïnh ràng hypäúit) (hçnh 5.1g), bäü truyãön truûc vêt (hçnh 5.1h). + Ngoaìi ra coìn duìng truyãön âäüng baïnh ràng-thanh ràng (hçnh 5.1j) duìng âãø biãún chuyãøn âäüng quay thaình chuyãøn âäüng tënh tiãún. Theo phæång cuía ràng so våïi caïc âæåìng sinh, phán thaình : + Bäü truyãön ràng thàóng (baïnh truû ràng thàóng, baïnh noïn ràng thàóng) + Bäü truyãön ràng nghiãng, ràng cong (baïnh truû ràng nghiãng, baïnh ràng noïn ràng cong). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 29 Theo hçnh daûng cuía biãn daûng ràng (präfin ràng), phán thaình : baïnh ràng thán khai, baïnh ràng cung troìn (hay baïnh ràng Nävikäúp), baïnh ràng xicläúit, trong âoï baïnh ràng thán khai âæåüc sæí duûng phäø biãún hån caí. Hçnh 5.1f Hçnh 5.1g Hçnh 5.1i: Hçnh 5.1j: Hçnh 5.1h : Theo kãút cáúu cuía bäü truyãön, phán thaình : bäü truyãön baïnh ràng âæåüc âãø håí (bäü truyãön håí) hoàûc làõp trong häüp âæåüc che kên (bäü truyãön kên). ω2 ω1 O O O ω1 ω1 O ω2 Àn khåïp ngoaìi Àn khåïp trong Hçnh 5.3c: Så âäö bäü truyãön baïnh ràng noïn ràng thàóng Hçnh 5.2 Ngoaìi ra, cuîng chia ra bäü truyãön baïnh ràng thaình : bäü truyãön baïnh ràng àn khåïp ngoaìi (ngoaûi tiãúp - hçnh 5.1a, b, c, d, f...) khi vaình ràng baïnh noü nàòm ngoaìi vaình ràng baïnh kia, váûn täúc goïc hai baïnh ngæåüc chiãöu nhau; bäü truyãön baïnh ràng àn khåïp trong (näüi tiãúp - hçnh 5.1i) khi vaình ràng baïnh nhoí nàòm trong vaình ràng baïnh låïn, váûn täúc goïc hai baïnh cuìng chiãöu nhau (hçnh 5.2). Trong chæång naìy chè trçnh baìy nhæîng näüi dung vãö baïnh ràng thán khai vaì chè nghiãn cæïu bäü truyãön baïnh ràng àn khåïp ngoaìi. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 30 Hçnh 5.3a: Så âäö bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng Hçnh 5.3b : Så âäö bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng 2. Thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön baïnh ràng a) Thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng Thäng säú cuía bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng âæåüc xaïc âënh trãn mäüt màût càõt ngang (màût càõt vuäng goïc våïi truûc quay) vaì bao gäöm : + Âæåìng kênh voìng âènh : d a1 ,d a2 ; âæåìng kênh voìng chán : d f1 ,d f2 ; âæåìng kênh voìng troìn cå såí : d b1 ,d b2 ; âæåìng kênh voìng làn : d w1 ,d w2 ; âæåìng kênh voìng chia : d1 ,d 2 + Goïc aïp læûc trãn voìng chia : α (cuîng chênh bàòng goïc präfin ràng cuía thanh ràng sinh âo trãn màût càõt ngang). Goïc α âæåüc tiãu chuáøn hoïa : α = 200 (våïi tiãu chuáøn cuía Myî : α = 250). + Goïc àn khåïp : α w + Bæåïc ràng âo trãn voìng chia : p Voìng cå såí Voìng chán O1 N1 Voìng chia αw Voìng âènh B2 Voìng làn P B1 N2 P : tám àn khåïp N1N2 : âæåìng àn khåïp B1B2 : âoaûn àn khåïp thæûc + Moâun : m = Hçnh 5.4 : Màût càõt ngang O2 p π Muäún àn khåïp våïi nhau, hai baïnh ràng phaíi coï cuìng moâun. Âãø haûn chãú säú læåüng dao càõt vaì duìng dao tiãu chuáøn, mäâun cuía baïnh ràng âæåüc tiãu chuáøn hoïa. Giaï trë cuía mäâun âæåüc choün theo daîy säú Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 31 tiãu chuáøn : 1; 1,25; (1,375); 1,5; (1,75); 2; (2,25); 2,5; 3; (3,5); 4; (4,5); 5; (5,5); 6; (7); 8; (9); 10; (11); .. + Hãû säú truìng khåïp ngang : ε α = B1B2 våïi B1B2 laì âoaûn àn khåïp thæûc, p b laì bæåïc ràng pb trãn voìng cå såí. + Khoaíng dëch dao δ , hãû säú dëch dao : x = δ m + Khoaíng caïch truûc : a w = O1O 2 Ngoaìi ra coìn coï caïc thäng säú : + Säú ràng cuía baïnh ràng : Z1 , Z 2 + Bãö räüng cuía baïnh ràng : b w1 ,b w2 Z ωd + Tyí säú truyãön : u = 1 = w2 = 2 ω2 d w1 Z1 b) Thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng Thäng säú xaïc âënh trãn màût càõt ngang (màût càõt vuäng goïc våïi truûc quay) Tæång tæû nhæ caïc thäng säú cuía bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng. + Âæåìng kênh voìng âènh : d a1 ,d a2 ; âæåìng kênh voìng chán : d f1 ,d f2 ; âæåìng kênh voìng troìn cå såí : d b1 ,d b2 ; âæåìng kênh voìng làn : d w1 ,d w2 ; âæåìng kênh voìng chia : d1 ,d 2 + Goïc aïp læûc trãn voìng chia : α . + Goïc àn khåïp ngang : α w + Bæåïc ràng ngang : p (âo trãn voìng chia trong màût càõt ngang) p + Moâun ngang : m = π BB + Hãû säú truìng khåïp ngang : ε α = 1 2 våïi B1B2 laì âoaûn àn khåïp thæûc, p b laì bæåïc ràng pb âo trãn voìng cå såí trong màût càõt ngang). + Khoaíng caïch truûc : a w = O1O 2 Thäng säú âàûc træng cho âäü nghiãng cuía ràng Màût càõt O Màût càõt ngang phaïp p pn β O Hçnh 5.5 : Hçnh khai triãøn cuía màût truû chia trong baïnh ràng nghiãng Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 32 + Goïc nghiãng cuía âæåìng ràng âo trãn màût truû chia : β . Thæåìng láúy bàòng β = 8÷150 våïi baïnh ràng nghiãng vaì bàòng β = 28÷400 våïi baïnh ràng chæî V. + Goïc nghiãng cuía âæåìng ràng âo trãn màût cå såí : β b + Goïc nghiãng cuía âæåìng ràng âo trãn màût truû làn : β w 2πrb 2πr Do tgβ = , tgβ b = vaì rb = r cos α våïi px laì bæåïc cuía âæåìng ràng trãn màût truû chia px px tgβ b hay trãn màût truû cå såí ⇒ tgβ = cosα Thäng säú xaïc âënh trãn màût càõt phaïp Màût càõt phaïp laì màût càõt vuäng goïc våïi âæåìng ràng trãn màût truû chia cuía baïnh ràng. + Bæåïc ràng phaïp (âo trãn màût truû chia, trong màût càõt phaïp) : p n p + Moâun phaïp : m n = n . π Våïi baïnh ràng nghiãng, mäâun m n âæåüc tiãu chuáøn hoïa, giaï trë cuía mn cuîng âæåüc choün trong daîy säú tiãu chuáøn. + Goïc aïp læûc phaïp (goïc aïp læûc trãn voìng chia âo trong màût càõt phaïp) : α n . Goïc α n cuîng chênh bàòng goïc präfin ràng cuía thanh ràng sinh âo trong màût càõt phaïp. Våïi baïnh ràng nghiãng, α n âæåüc tiãu chuáøn hoïa vaì α n = 20o . p n = p.cosβ Ta coï (dæûa trãn hçnh 5.5 vaì hçnh 5.11a) : m n = m.cosβ tgα n tgα = cosβ + Goïc àn khåïp phaïp (goïc àn khåïp âo trong màût càõt phaïp) : α nw + Khoaíng dëch dao δ , hãû säú dëch dao : x = δ mn Ngoaìi ra coìn coï caïc thäng säú : + Säú ràng cuía baïnh ràng : Z1 , Z 2 + Bãö räüng cuía baïnh ràng : b w1 ,b w2 Z ωd + Tyí säú truyãön : u = 1 = w2 = 2 ω2 d w1 Z1 Quan hãû giæîa caïc thäng säú trong bäü truyãön baïnh ràng truû (àn khåïp ngoaìi) Sau âáy laì mäüt säú quan hãû giæîa caïc thäng säú trong bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng : m .Z m .Z d1 = m.Z1 = n 1 ; d 2 = m.Z2 = n 2 cosβ cosβ , ⎧d a1 = d1 +2(h a + x1 -∆y).m n ⎪ ⎨ , ⎪d a2 = d 2 +2(h a + x 2 -∆y).m n ⎩ ⎧d f1 = d1 -2(h ,a, -x1 ).m n ⎪ ⎨ ,, ⎪d f2 = d 2 -2(h a -x 2 ).m n ⎩ Våïi : h ,a =1 ; h ,a, =1,25 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 33 d1 + d 2 + (x1 + x 2 - ∆y). m n 2 Våïi : ∆y laì hãû säú giaím âènh ràng (tra baíng hay tra theo toaïn âäö trong caïc säø tay thiãút kãú). 2a d w1 = w ; d w2 = u.d w1 u+1 aw = Ghi chuï Caïc quan hãû noïi trãn cuîng âæåüc sæí duûng cho bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng, nhæng læu yï : m= m n ;β = 0; α n = α; α nw = α w . Træåìng håüp x1 + x2 = 0 (càûp baïnh ràng tiãu chuáøn hay dëch chènh âãöu) thç màût truû chia truìng màût truû làn tæång æïng vaì ta coï : d w = d ; β w = β ; α w = α c) Thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön baïnh ràng noïn ràng thàóng Chè xeït baïnh ràng noïn ràng thàóng coï goïc giao nhau giæîa hai truûc : Σ = 90 . Nhàòm giæî nguyãn goïc giao nhau giæîa hai truûc, chè duìng træåìng håüp : x1 + x2 = 0 (chè duìng càûp baïnh ràng dëch chènh âãöu hay càûp baïnh ràng tiãu chuáøn), do âoï màût noïn làn vaì màût noïn chia tæång æïng truìng nhau (hçnh 5.6). + Goïc noïn chia δ1 ,δ 2 ; goïc noïn âènh ràng δa1 ,δa2 ; goïc noïn chán ràng δ f1 ,δ f2 ⎛Z ⎞ δ1 = arctg ⎜ 1 ⎟ ; δ 2 = δ1 -90o ⎝ Z2 ⎠ + Voìng troìn giao tuyãún giæîa màût noïn phuû ngoaìi vaì màût noïn chia goüi laì voìng chia ngoaìi. Voìng troìn giao tuyãún giæîa màût noïn phuû trung bçnh vaì màût noïn chia goüi laì voìng chia trung bçnh. Âæåìng kênh voìng chia ngoaìi : d c1 ,d c2 . Âæåìng kênh voìng chia trung bçnh d1 ,d 2 + Säú ràng : Z1, Z2 pc π p Bæåïc ràng voìng trung bçnh p ⇒ mäâun voìng trung bçnh : m = π Moâun voìng ngoaìi mc âæåüc tiãu chuáøn hoïa. d c1 = m c .z1 d1 = m.z1 + Bæåïc ràng voìng chia ngoaìi pc ⇒ mäâun voìng ngoaìi : m c = d c2 = m c .z 2 d 2 = m.z 2 Moâun vaì kêch thæåïc cuía baïnh ràng noïn thæåìng âæåüc xaïc âënh trãn màût noïn phuû ngoaìi (âãø âo âaûc âæåüc thuáûn tiãûn). Coìn moâun vaì kêch thæåïc duìng vaìo viãûc tênh toaïn âäü bãön thæåìng âæåüc láúy trãn màût noïn phuû trung bçnh. + Chiãöu räüng vaình ràng cuía baïnh ràng noïn : b Nãn láúy b ≤ 0,3.R c hay b ≤ 10.m c + Chiãöu daìi noïn ngoaìi RC (coï yï nghéa tæång tæû nhæ khoaíng caïch truûc aw trong bäü truyãön baïnh ràng truû) : 2 2 2 2 2 2 ⎞ ⎛ d c2 ⎞ d c1 d c2 d c1 +d c2 d c1 +d c2 2 ⎛ d c1 Rc = = = ⇒ Rc = ⎜ ⎟ =⎜ ⎟= 2 2 2sinδ1 2sinδ 2 4 ⎝ 2sinδ1 ⎠ ⎝ 2sinδ 2 ⎠ 4(sin δ1 +cos δ1 ) 2 ⇒ R c = 0,5m c Z1 +Z 2 2 2 Chiãöu daìi noïn trung bçnh : R = R c - 0,5.b = 0,5.m z1 +z 2 2 + Chiãöu cao chán ràng vaì chiãöu cao âáöu ràng (trãn màût noïn phuû ngoaìi) : Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 34 h ,c1 = (h ,a +x1 ).mc , h ,c1 = (h ,, -x1 ).mc a h ,c2 = (h ,a -x 2 ).mc , h ,c2 = (h ,, +x 2 ).mc våïi : h ,a = 1 ; h 'a' = 1,25 a + Thäng säú cuía baïnh ràng truû troìn ràng thàóng tæång âæång cuía baïnh ràng noïn : Khi xeït trãn màût noïn phuû trung bçnh, åí lán cáûn tám àn khåïp P, daûng ràng cuía baïnh ràng noïn coï âæåìng kênh voìng chia d, säú ràng Z, mäâun m giäúng daûng ràng cuía baïnh ràng truû troìn d Z , mäâun m td = m , säú ràng Ztd = . ràng thàóng coï âæåìng kênh voìng chia laì d td = cosδ cosδ Baïnh ràng truû troìn ràng thàóng noïi trãn âæåüc goüi laì baïnh ràng thàóng tæång âæång cuía baïnh ràng noïn. δ Rc R noïn âènh noïn chia noïn chán d dc b P hc’ hc’’ noïn phuû ngoaìi noïn phuû trung bçnh Hçnh 5.6 + Tyí säú truyãön : u = ω1 sinδ 2 d c2 Z2 = = = . ω2 sinδ1 d c1 Z1 Khi goïc giao nhau giæîa hai truûc Σ = δ1 +δ2 = 90o , ta coï : u = tgδ 2 . 3. Kãút cáúu baïnh ràng Kãút cáúu baïnh ràng phuû thuäüc vaìo âæåìng kênh baïnh ràng, quy mä saín xuáút vaì phæång phaïp làõp våïi truûc. Nãúu da < 150mm ⇒ chãú taûo liãön khäúi, khäng khoeït loîm (hçnh 5.7a) Khi s < 2,5.m (våïi baïnh ràng truû) hay s < 1,6.m (våïi baïnh ràng noïn) ⇒ baïnh ràng âæåüc chãú taûo liãön truûc (hçnh 5.7b). Våïi baïnh ràng liãön truûc, khäng phaíi gia cäng raînh then trãn truûc vaì trãn moayå, khäng phaíi làõp gheïp baïnh ràng lãn truûc, tàng âæåüc âäü cæïng vaì âäü chênh xaïc àn khåïp. Nãúu da < 500mm ⇒ duìng phäi reìn hay phäi dáûp (baïnh ràng khäng quan troüng coï thãø duìng phæång phaïp âuïc hay duìng theïp caïn); khoeït loîm âãø giaím khäúi læåüng, laìm läù trãn âéa âãø gaï keûp lãn maïy càõt vaì thuáûn tiãûn khi váûn chuyãøn (hçnh 5.8). Nãúu da > 500mm ⇒ baïnh ràng âæåüc saín xuáút bàòng haìn (nãúu saín xuáút âån chiãúc) hoàûc âæåüc chãú taûo bàòng âuïc (nãúu saín xuáút haìng loaût låïn). Coï thãø chãú taûo riãng vaình ràng bàòng theïp täút làõp våïi pháön loîi âuïc bàòng gang hoàûc theïp cháút læåüng thæåìng, bàòng caïc kiãøu làõp coï âäü däi vaì bàõt vêt thãm. Våïi caïc baïnh ràng khaï låïn (da > 3000mm), vaình ràng thæåìng âæåüc gheïp tæì mäüt säú maính (3-4 maính), âäi khi säú maính coï thãø låïn hån. Kêch thæåïc kãút cáúu baïnh ràng truû coï thãø láúy nhæ sau (hçnh 5.8) : Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 35 d c = (1,5 ÷ 1, 7).d ; lc =(0,8÷1,5).d ; c = (0,15÷0,3).b w ; s =(1,5÷3).m s s d lc dc c Baïnh ràng liãön truûc a) b) Hçnh 5.7 Chäù khoïet loîm + läù bW Hçnh 5.8 4. Âäü chênh xaïc cuía bäü truyãön baïnh ràng Cháút læåüng laìm viãûc cuía bäü truyãön baïnh ràng phuû thuäüc nhiãöu vaìo âäü chênh xaïc chãú taûo baïnh ràng. Vê duû : sai säú vãö bæåïc vaì profin ràng ⇒ giaím âäü chênh xaïc âäüng hoüc (laìm tè säú truyãön tæïc thåìi u bë thay âäøi), gáy nãn taíi troüng va âáûp vaì tiãúng äön. Sai säú vãö phæång ràng so våïi âæåìng sinh cuía màût truû chia ⇒ taíi troüng phán bäú khäng âãöu trãn chiãöu räüng vaình ràng. Tiãu chuáøn Viãût Nam TCVN quy âënh B 12 cáúp chênh xaïc chãú taûo baïnh ràng, tæì cáúp 1 âãún cáúp 12, theo thæï tæû âäü chênh xaïc giaím a dáön. Mäùi mäüt cáúp chênh xaïc âæåüc âàûc træng bàòng ba chè tiãu: + Chè tiãu chênh xaïc âäüng hoüc : âæåüc hP ht b âàûc træng bàòng sai säú toaìn pháön giæîa goïc quay thæûc våïi goïc quay danh nghéa cuía baïnh ràng trong giåïi haûn mäüt voìng quay (khi cho noï àn khåïp våïi baïnh ràng máùu c chênh xaïc). + Chè tiãu laìm viãûc ãm : xaïc âënh båíi Hçnh 5.9 : Kêch thæåïc vãút tiãúp xuïc trãn ràng sai säú bæåïc ràng vaì sai säú profin ràng. + Chè tiãu vãút tiãúp xuïc : âæåüc âaïnh giaï theo kêch thæåïc caïc vãút tiãp xuïc trãn caïc ràng khi àn khåïp. Âãø quan saït caïc vãút tiãúp xuïc, ngæåìi ta bäi mäüt låïp sån moíng lãn caïc caïc ràng. Tiãu chuáøn vãö vãút tiãúp xuïc cuía ràng trong bäü truyãön (hçnh 5.9) âæåüc xaïc âënh theo caïc thäng säú : theo chiãöu daìi ràng : a-c h våïi htb : chiãöu cao trung bçnh, hP : chiãöu cao laìm viãûc cuía ràng. .100% , theo chiãöu cao : tb hp B Âäöng thåìi, âãø traïnh keût ràng khi àn khåïp, coìn phaíi baío âaím bäü truyãön coï khe håí caûnh ràng. Tiãu chuáøn Viãût nam TCVN quy âënh 6 loaûi khe håí caûnh ràng : H : khäng coï khe håí; E : khe håí nhoí; C, D : khe håí tæång âäúi nhoí; B : khe håí trung bçnh; A : khe håí låïn. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 36 Tiãu chuáøn coìn quy âënh dung sai khoaíng caïch truûc, âäü nghiãng truûc vaì mäüt säú thäng säú khaïc. Cáúp chênh xaïc âæåüc choün theo âiãöu kiãûn laìm viãûc vaì cäng duûng cuía bäü truyãön. Coï thãø dæûa vaìo váûn täúc voìng âãø choün cáúp chênh xaïc. Trong chãú taûo maïy, thæåììng duìng cáúp chênh xaïc : 8 ÷ 9, våïi bäü truyãön baïnh ràng quan troüng duìng cáúp chênh xaïc 6 ÷ 7. 5.2. Taíi troüng trong truyãön âäüng baïnh ràng 1. Læûc taïc duûng lãn caïc ràng khi àn khåïp trong BTBR truû ràng thàóng Coi taíi troüng phán bäú âæåüc táûp trung taûi âiãøm giæîa vaình ràng vaì boí qua aính hæåíng cuía læûc ma saït sinh ra trãn bãö màût ràng ⇒ læûc phaïp tuyãún toaìn pháön Fn1 do baïnh (2) taïc duûng lãn baïnh (1) seî nàòm trong màût phàóng àn khåïp vaì hæåïng vuäng goïc våïi caïc màût ràng laìm viãûc (hçnh 5.10a, b). Læûc phaïp tuyãún Fn1 âæåüc chia thaình hai thaình pháön : 2T Ft1 = 1 Læûc voìng : d w1 Fr1 = Ft1 . tgα w Læûc hæåïng tám : Ft2 =-Ft1 ; Fr2 =-Fr1 Trãn baïnh (2), ta coï : Fn1 = Fn2 = Læûc phaïp tuyãún toaìn pháön: Ft1 cosα w Chiãöu cuía læûc voìng trãn baïnh dáùn luän hæåïng ngæåüc våïi chiãöu quay, trãn baïnh bë dáùn luän cuìng chiãöu våïi chiãöu quay cuía baïnh ràng. O2 Fr1 (Cb2) N2 (Cw2) Fr1 Màût phàóng àn khåïp Fn1 αw Ft1 Ft2 Ft1 P Fr2 (Cw2) N1 (Cb1) (I) ω1 (II) Hçnh 5.10b O1 Hçnh 5.10a 2. Læûc taïc duûng lãn caïc ràng khi àn khåïp trong BTBR truû ràng nghiãng Taíi troüng phán bäú cuîng âæåüc coi nhæ táûp trung taûi âiãøm giæîa vaình ràng vaì boí qua aính hæåíng cuía læûc ma saït sinh ra trãn bãö màût ràng ⇒ læûc phaïp tuyãún toaìn pháön Fn1 tæì baïnh (2) taïc âäüng lãn baïnh (1) nàòm trong màût phàóng àn khåïp (Π) vaì hæåïng vuäng goïc våïi âæåìng tiãúp xuïc chung cuía hai màût ràng (hçnh 5.11a). Læûc Fn1 âæåüc chia thaình ba thaình pháön (hçnh 5.11a, b, c) : Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 37 2T1 d w1 Læûc voìng Ft1 : Ft1 = Læûc doüc truûc Fa1 : Fa1 = Ft1 . tgβ w Læûc hæåïng tám Fr1 : Fr1 = Ft1.tgαw Trãn baïnh (2), ta coï : Ft2 = - Ft1 ; Fr2 = - Fr1 ; Fa2 = - Fa1 (hçnh 5.11d) Læûc phaïp tuyãún toaìn pháön Fn : Fn = Ft F* ⇒ Fn = cosα nw cosβ w cosα nw Màût phàóng àn khåïp Fn1 Fr1 F* αnw αw Fr1 Fa1 (I) Fa1 βw Ft1 Ft2 Ft1 Fa2 Fr2 n1 Màût truû làn (II) Hçnh 5.11d Truûc quay Hçnh 5.11a βw * βw F Fa1 Ft1 Fn1 Fr1 αnw F* Hçnh 5.11b Hçnh 5.11c 3. Læûc taïc duûng lãn caïc ràng khi àn khåïp trong BTBR noïn ràng thàóng Bäü truyãön baïnh ràng noïn ràng thàóng âæåüc duìng âãø truyãön chuyãøn âäüng giæîa hai truûc càõt nhau dæåïi mäüt goïc Σ = δ1 + δ 2 naìo âoï. Trong chæång naìy ta chè xeït træåìng håüp goïc giao nhau giæîa hai truûc bàòng 900 ( Σ = 90 ). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 38 Giaí sæí boí qua læûc ma saït. Læûc phaïp tuyãún Fn1 tæì baïnh (2) taïc âäüng lãn baïnh (1) vuäng goïc våïi màût ràng vaì coi nhæ coï âiãøm âàût trãn voìng chia trung bçnh (hçnh 5.12a). Læûc phaïp tuyãún Fn1 âæåüc phán thaình : læûc voìng Ft, læûc doüc truûc Fa, læûc hæåïng tám Fr. Xeït trãn baïnh (1) (hçnh 5.12a) : 2T Ft1 = 1 d1 Fa1 = F*.sinδ1 ⇒ Fa1 = Ft1.tgα.sinδ1 Fr1 = Ft1.tgα.cosδ1 ⇒ Fr1 = Ft1.tgα.cosδ1 Xeït trãn baïnh (2) (hçnh 5.12b) : Ft2 = -Ft1 ; Fa2 = -Fr1 ; Fr2 = -Fa1 2 A d2 Fa1 d1 F ω2 * ω2 (II) Fr1 α Fn1 1 Ft1 Theo A : F* (2) Fr2 ω1 Fa2 Fr1 ω1 Hçnh 5.12a Ft2 Ft1 (1) (I) 4. Caïc hãû säú taíi troüng Fa1 Hçnh 5.12b Taíi troüng ngoaìi phán bäú khäng âãöu trãn bãö räüng vaình ràng vaì cho caïc âäi ràng àn khåïp, âäöng thåìi khi caïc ràng vaìo àn khåïp, do va âáûp nãn coï thãm taíi troüng âäüng phuû taïc âäüng lãn ràng. Do âoï, taíi troüng riãng thæûc tãú tàng lãn so våïi taíi troüng riãng danh nghéa. Khi tênh toaïn bäü truyãön baïnh ràng, âãø kãø âãún aính hæåíng cuía caïc nhán täú naìy ngæåìi ta duìng caïc hãû säú taíi troüng. a) Sæû phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng giæîa caïc ràng Khi hãû säú truìng khåïp ngang 1<ε α <2 , êt nháút coï mäüt âäi ràng, nhiãöu nháút coï hai âäi ràng âang truyãön taíi troüng (àn khåïp). Do sai säú trong chãú taûo nhæ sai säú bæåïc ràng, taíi troüng phán bäú khäng âãöu trãn caïc âäi ràng àn khåïp. Âãø xeït âãún sæû phán bäú khäng âãöu taíi troüng cho caïc âäi ràng àn khåïp ⇒ duìng hãû säú phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng. Khi tênh toaïn vãö âäü bãön tiãúp xuïc, duìng hãû säú K Hα , khi tênh toaïn vãö âäü bãön uäún, duìng hãû säú K Fα . Våïi bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng hoàûc baïnh ràng noïn ràng thàóng : K Hα =1 , K Fα =1 b) Sæû phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng trãn chiãöu räüng vaình ràng Do biãún daûng cuía ràng, do truûc vaì vaình ràng bë biãún daûng xoàõn, do truûc bë uäún... ; do âäü cæïng täøng coüng cuía âäi ràng àn khåïp thay âäøi doüc theo chiãöu räüng baïnh ràng (âäúi våïi baïnh Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 39 ràng nghiãng) ⇒ trãn tæìng âäi ràng àn khåïp, taíi troüng phán bäú khäng âãöu trãn chiãöu räüng vaình ràng. Hçnh 5.13 qtb qmax bw/2 Vê duû khi hai truûc cuía baïnh ràng bë biãún daûng uäún dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng phaïp tuyãún Fn, nãúu caïc baïnh ràng âæåüc bäú trê âäúi xæïng trãn hai gäúi âåî, caïc baïnh ràng khäng bë nghiãng, do âoï êt aính hæåíng âãún sæû phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng doüc trãn chiãöu räüng vaình ràng. Træåìng håüp caïc baïnh ràng âàût khäng âäúi xæïng trãn hai gäúi âåî (hçnh 5.13), âæåìng tám caïc baïnh ràng khäng coìn song song nhau næîa. Nãúu caïc ràng tuyãût âäúi cæïng, âäi ràng àn khåïp chè tiãúp xuïc nhau taûi mäüt âiãøm, nhæng do biãún daûng âaìn häöi, âäi ràng àn khåïp seî tiãúp xuïc nhau trãn pháön låïn hoàûc toaìn bäü chiãöu daìi. Tuy váûy, luïc naìy taíi troüng seî phán bäú khäng âãöu do biãún daûng khaïc nhau cuía caïc âoaûn ràng. Âãø xeït âãún sæû phán bäú khäng âãöu cuía tai troüng trãn chiãöu räüng vaình ràng, khi tênh toaïn q theo âäü bãön tiãúp xuïc, ngæåìi ta duìng hãû säú táûp trung taíi troüng : K Hβ = max , trong âoï : q max : taíi q tb troüng riãng låïn nháút, q tb : taíi troüng riãng trung bçnh (hçnh 5.13). Khi tênh toaïn theo âäü bãön uäún, duìng hãû säú táûp trung taíi troüng K Fβ bàòng tyí säúï giæîa æïng suáút uäún låïn nháút åí chán ràng khi taíi troüng phán bäú khäng âãöu vaì khi phán bäú âãöu. c) Taíi troüng âäüng khi àn khåïp Do biãún daûng ràng vaì caïc sai säú bæåïc ràng, profin ràng, tyí säú truyãön tæïc thåìi u = ω1/ω2 bë thay âäøi, gáy nãn taíi troüng âäüng khi àn khåïp. Goüi qV laì taíi troüng âäüng vaì qt laì taíi troüng ténh sinh ra trãn mäüt âån vë chiãöu räüng vaình ràng, taíi troüng riãng toaìn pháön seî bàòng : ⎛ q⎞ q = q v + q t = q t ⎜1 + v ⎟ ⇒ q = q t .K v ⎝ qt ⎠ K v âæåüc goüi laì hãû säú taíi troüng âäüng. Khi tênh vãö âäü bãön tiãúp xuïc duìng hãû säú K HV , khi tênh vãö âäü bãön uäún duìng hãû säú σH, σF K FV . t 5. ÆÏng suáút trãn ràng baïnh ràng Taíi troüng taïc duûng lãn ràng seî gáy nãn æïng suáút tiãúp xuïc Hçnh 5.14 : Chu trçnh maûch σH taûi caïc âiãøm tiãúp xuïc cuía màût ràng baïnh ràng, âäöng thåìi âäüng giaïn âoaûn gáy ra æïng suáút uäún σF trãn caïc ràng. Trong mäüt voìng quay cuía baïnh ràng, caïc ràng láön læåüt vaìo àn khåïp, sau âoï ra khåïp. Do âoï æïng suáút tiãúp xuïc vaì æïng suáút uäún trãn ràng thay âäøi coï chu kyì. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 40 ÆÏng suáút tiãúp xuïc σH thay âäøi theo chu trçnh maûch âäüng giaïn âoaûn (hçnh 5.14). ÆÏng suáút uäún σF cuîng thay âäøi theo chu trçnh maûch âäüng giaïn âoaûn khi baïnh ràng quay mäüt chiãöu. Khi baïnh ràng laìm viãûc hai chiãöu, baïnh ràng âæåüc âaío chiãöu quay nhiãöu láön trong quaï trçnh laìm viãûc, coï thãø xem nhæ æïng suáút uäún thay âäøi theo chu trçnh âäúi xæïng. 5.3. Tênh âäü bãön bäü truyãön baïnh ràng 1. Caïc daûng hoíng vaì chè tiãu tênh toaïn bäü truyãön baïnh ràng a) Caïc daûng hoíng chuí yãúu Gaîy ràng Gaîy ràng do æïng suáút uäún gáy nãn. Âáy laì daûng hoíng nguy hiãøm nháút, bäü truyãön khäng tiãúp tuûc laìm viãûc âæåüc næîa, âäi khi coìn laìm hoíng caïc chi tiãút khaïc nhæ äø vaì truûc. Dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng phaïp tuyãún Fn, taûi chán ràng Vãút næït xuáút hiãûn æïng suáút uäún låïn. Khi bäü truyãön laìm viãûc, æïng suáút uäún thay âäøi coï chu kyì, dáùn âãún sau mäüt säú chu kyì chëu taíi, åí chán ràng (nåi coï æïng suáút uäún låïn vaì cuîng laì nåi coï táûp trung Hçnh 5.15 æïng suáút låïn) seî xuáút hiãûn caïc vãút næït vç moíi. Våïi baïnh ràng quay mäüt chiãöu, vãút næït xuáút hiãûn åí caïc thåï chëu keïo (hçnh 5.15). Caïc vãút næït naìy phaït triãøn dáön vaì cuäúi cuìng laìm gaîy ràng. Âáy laì hiãûn tæåüng gaîy ràng vç moíi. Ngoaìi ra, ràng coìn bë gaîy âäüt ngäüt do dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng va âáûp hay taíi Hçnh 5.16 troüng ténh quaï låïn (gaîy ràng vç quaï taíi låïn). Âãø traïnh gaîy ràng, cáön tênh toaïn ràng theo âäü bãön moíi uäún vaì nãúu bäü truyãön coï luïc chëu quaï taíi låïn, cáön kiãøm nghiãûm æïng suáút uäún cæûc âaûi theo âiãöu kiãûn âäü bãön ténh. Troïc räù vç moíi bãö màût ràng Do æïng suáút tiãúp xuïc gáy nãn. Âáy laì daûng hoíng bãö màût, chuí yãúu xaíy ra trong caïc bäü truyãön âæåüc bäi trån täút. ÆÏng suáút tiãúp xuïc thay âäøi coï chu kyì laìm xuáút hiãûn caïc vãút næït vç moíi trãn bãö màût ràng vaì phaït triãøn theo hæåïng cuía váûn täúc træåüt (hçnh 5.16). Dáöu traìn vaìo caïc vãút næït. Khi vaìo àn khåïp, do âiãøm tiãúp xuïc trãn baïnh dáùn di chuyãøn tæì chán lãn âãún âènh nãn caïc vãút næït åí pháön chán ràng bë bët miãûng laûi ⇒ aïp suáút dáöu trong vãút næït tàng lãn, vãút næït phaït triãøn, laìm maính kim loaûi bë boïc ra khoíi chán ràng. Våïi baïnh bë dáùn, âiãøm tiãúp xuïc di chuyãøn tæì âènh âãún chán ràng, nãn caïc vãút næït åí pháön chán ràng cuîng bë bët miãûng laûi, do âoï hiãûn tæåüng troïc cuîng xaíy ra åí pháön chán ràng. Troïc thæåìng bàõt âáöu åí vuìng gáön tám àn khåïp vãö phêa chán ràng vç åí âáy æïng suáút tiãúp xuïc laì låïn nháút (åí vuìng tám àn khåïp chè âoï mäüt âäi ràng tiãúp xuïc chëu taíi nãn æïng suáút tiãúp xuïc åí âáy laì låïn nháút). Trong quaï trçnh laìm viãûc caïc vãút troïc phaït triãøn vãö kêch thæåïc vaì säú læåüng, laìm cho màût ràng máút nhàôn, daûng ràng máúp mä, taíi troüng âäüng tàng, maìng dáöu giæîa caïc màût ràng tiãúp xuïc khoï hçnh thaình, Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 41 khiãún cho màût ràng bë moìn vaì xæåïc nhanh, cuäúi cuìng phaï hoíng màût chán ràng, bäü truyãön noïng nhanh, rung maûnh vaì kãu to. Âãø traïnh troïc räù bãö màût ràng, cáön tênh toaïn ràng theo âäü bãön moíi tiãúp xuïc. Moìn ràng Thæåìng gàûp trong caïc bäü truyãön bäi trån khäng täút hoàûc buûi báøn, haût kim loaûi råi vaìo chäù àn khåïp. Ràng moìn nhiãöu åí âènh vaì chán ràng, vç åíï âoï váûn täúc træåüt låïn. Moìn ràng laìm daûng ràng bë thay âäøi, taíi troüng tàng lãn, tiãút diãûn ràng bë giaím xuäúng vaì cuäúi cuìng ràng bë gaîy. Coï thãø giaím moìn cho ràng bàòng caïch tàng âäü ràõn vaì âäü nhàôn bãö màût ràng, che kên caïc bäü truyãön, duìng dáöu bäi trån thêch håüp. Dênh ràng Xaíy ra nhiãöu nháút åí bäü truyãön chëu taíi låïn vaì coï váûn täúc cao. Taûi chäù àn khåïp, nhiãût âäü sinh ra quaï cao, phaï våî maìng dáöu bäi trån, hai ràng træûc tiãúp tiãúp xuïc våïi nhau. Do aïp suáút vaì nhiãût âäü cao, hai ràng dênh vaìo nhau vaì khi chuyãøn âäüng, nhæîng máùu kim loaûi nhoí bë bæït ra khoíi ràng naìy vaì dênh vaìo ràng kia. Trong caïc láön àn khåïp kãú tiãúp, caïc máùu kim loaûi dênh trãn bãö màût naìy caìo xæåït bãö màût kia, cæï nhæ thãú daûng ràng bë phaï hoíng. Dênh thæåìng xaíy ra åí caïc càûp baïnh ràng laìm bàòng cuìng loaûi váût liãûu vaì khäng täi bãö màût ràng. Âãø traïnh dênh coï thãø tàng âäü ràõn, tàng cæåìng laìm nguäüi dáöu bäi trån, choün càûp váût liãûu laìm baïnh ràng dáùn vaì bë dáùn thêch håüp, duìng dáöu caín dênh våïi âäü nhåït cao. Ngoaìi ra trong bäü truyãön baïnh ràng coìn xuáút hiãûn coï caïc daûng hoíng khaïc nhæ : + Biãún daûng deío bãö màût ràng âäúi våïi baïnh ràng theïp coï âäü ràõn tháúp, chëu taíi troüng låïn vaì váûn täúc tháúp. Taíi troüng låïn laìm bãö màût ràng bë biãún daûng deío. Do læûc ma saït, trãn ràng baïnh dáùn kim loaûi bë âáøy vãö phêa chán ràng vaì âènh ràng, coìn trãn baïnh bë dáùn kim loaûi däön vãö phêa giæîa ràng. + Bong bãö màût ràng åí caïc ràng tháúm caïcbon, nitå hoàûc täi bãö màût coï cháút læåüng nhiãût luyãûn tháúp âäöng thåìi ràng chëu taíi troüng quaï låïn. b) Chè tiãu tênh toaïn Âãø khàõc phuûc caïc daûng hoíng nãu trãn, bäü truyãön baïnh ràng âæåüc tênh toaïn theo caïc chè tiãu : Tênh theo âäü bãön (moíi) tiãúp xuïc theo âiãöu kiãûn σ H ≤ [ σ H ] , nhàòm traïnh troïc räù bãö màût ràng âäöng thåìi haûn chãú dênh vaì moìn. Trong âoï, σ H laì æïng suáút tiãúp xuïc taûi âiãøm nguy hiãøm trãn màût ràng, [ σ H ] laì æïng suáút cho pheïp. Tênh theo âäü bãön (moíi) uäún theo âiãöu kiãûn σ F ≤ [ σ F ] , nhàòm traïnh gaîy ràng vç moíi. Kiãøm nghiãûm ràng vãö quaï taíi, theo âäü bãön tiãúp xuïc vaì âäü bãön uäún, nhàòm âãö phoìng biãún daûng deío bãö màût ràng vaì gaîy ràng do gioìn. 2. Tênh âäü bãön bäü truyãön baïnh ràng truû troìn ràng thàóng Trong pháön naìy, chè nghiãn cæïu bäü truyãön baïnh ràng thán khai àn khåïp ngoaìi. a) Tênh theo âäü bãön tiãúp xuïc Sæí duûng cäng thæïc Heïc âãø xaïc âënh æïng suáút tiãúp xuïc, âiãöu kiãûn bãön tiãúp xuïc coï daûng : q (5.1) σ H = ZM n 2ρ Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 42 Våïi : ZM : hãû säú xeït âãún cå tênh cuía váût liãûu; qn : taíi troüng riãng phaïp tuyãún (taíi troüng phaïp tuyãún trãn mäüt âån vë chiãöu daìi tiãúp xuïc); ρ : baïn kênh cong tæång âæång cuía hai bãö màût tiãúp xuïc 2E1E 2 Hãû säú xeït âãún cå tênh cuía váût liãûu : ZM = (5.2) 2 2 π ⎡ E 2 (1-µ1 )+E1 (1-µ 2 ) ⎤ ⎣ ⎦ Trong âoï : E1, E2 ; µ1 ,µ 2 : mäâun âaìn häöi vaì hãû säú poaïtxäng cuía váût liãûu baïnh dáùn vaì baïnh 1 bë dáùn. Våïi baïnh ràng theïp : ZM = 275 (MPa) 2 F Taíi troüng riãng phaïp tuyãún : q n = n .K Hβ .K Hv lH Trong âoï : Fn laì taíi troüng phaïp tuyãún, lH laì täøng chiãöu daìi tiãúp xuïc; våïi bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng : K Hα = 1 . 2T1 2T1 ⇒ qn = (5.3) Maì : Fn = .K Hβ .K Hv d ω1.cosα w d ω1.cosα w .l H Våïi baïnh ràng truû ràng thàóng, khi hãû säú truìng khåïp ngang 1 < ε α < 2 , coï täúi thiãøu laì mäüt, täúi âa laì hai âäi ràng àn khåïp âäöng thåìi ⇒ lH = b w hoàûc lH = 2b w . Do âoï, trong tênh toaïn coï thãø láúy : b lH = w våïi Z ε laì hãû säú tênh âãún 2 Zε täøng chiãöu daìi tiãúp xuïc, láúy theo cäng 4 - εα thæïc kinh nghiãûm : Zε = . 3 Hãû säú truìng khåïp ngang âæåüc tênh theo cäng thæïc gáön âuïng theo cäng thæïc (træåìng håüp x1 + x2 = 0) : ε α = [1,88 - 3,2(1/Z1 +1/Z2 ) ] cosβ Baïn kênh cong tæång âæång ρ : 111 ρρ ⇒ ρ= 1 2 =+ ρ ρ1 ρ 2 ρ1 +ρ 2 O2 O2P =dw2 db2 N2 (Cb2) (Cw2) αw P N1 (Cw1) (Cb1) αw db1 O1 O1P = dw1 Hçnh 5.17 Vç hiãûn tæåüng troïc räù bãö màût ràng chuí yãúu xaíy ra åí pháön chán ràng gáön tám àn khåïp nãn âãø âån giaín cho tênh toaïn, ρ1 , ρ 2 âæåüc láúy taûi tám àn khåïp P (hçnh 5.17) : d d ρ1 = N1P = w1 sinα w ρ 2 = N 2 P = w2 sinα w 2 2 Màût khaïc : d w2 = u . d w1 d .u.sinα w ⇒ ρ = w1 (5.4) 2(u+1) Thay (5.4), (5.3) vaìo (5.1), suy âæåüc cäng thæïc kiãøm nghiãûm bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng theo âäü bãön tiãúp xuïc : Z Z Z 2T1.K Hβ .K Hv (u+1) σH = M H ε ≤ [σH ] (5.5) d w1 b w .u Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 43 Trong âoï : T1 [N.mm]; σ H [MPa] ZH = 2 vaì goüi laì hãû säú xeït âãún hçnh daûng bãö màût tiãúp xuc. sin2α w Tæì cäng thæïc kiãøm nghiãûm (5.5), coï thãø suy ra cäng thæïc thiãút kãú bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng theo hai caïch : Âàût : b w = ψ d .d w1 . Láúy gáön âuïng: Z H = 1,76 (α w ≈ 20o ) ; ε α = 1,6 ; våïi baïnh ràng theïp : Z M = 275 . Thay b w = ψ d .d w1 vaìo (5.5), suy âæåüc âæåìng kênh voìng làn cuía baïnh dáùn : d w1 ≥ 77. 3 T1.K Hβ .K Hv (u+1) ψd [σ H ] u 2 [mm] Tæì d w1 , suy ra âæåìng kênh voìng làn baïnh bë âáùn vaì bãö räüng baïnh ràng theo cäng thæïc : d w2 = u.d w1 vaì b w = ψ d .d w1 . Hoàûc âàût : b w = ψ a .a w . Thay b w = ψ a .a w vaì 2a d w1 = w vaìo (5.5), suy âæåüc cäng thæïc xaïc âënh u+1 khoaíng caïch truûc : T1.K Hβ K Hv a w ≥ 50(u + 1) 3 [mm] 2 ψa [σ H ] u Fn α’ Fncosα’ Fnsinα’ (1) l (2) Tæì a w , suy ra âæåìng kênh voìng làn hai baïnh vaì bãö räüng baïnh ràng : 2a d w1 = w ; d w2 = u.d w1 ; b w = ψ a .a w u+1 Caïc hãû säú ψ a , ψ d goüi laì hãû säú chiãöu räüng baïnh ràng b) Tênh theo âäü bãön uäún Trong khi àn khåïp, âiãøm âàût læûc phaïp tuyãún toaìn pháön Fn di chuyãøn trãn màût laìm viãûc cuía ràng. Ta xeït træåìng håüp nguy hiãøm nháút laì khi chè coï mäüt σ = σn- σu âäi ràng âang àn khåïp vaì læûc phaïp tuyãún Fn taïc duûng taûi âènh ràng, khi âoï æïng suáút uäún trong tiãút Hçnh 5.18 diãûn nguy hiãøm cuía ràng (âaïy ràng) laì låïn nháút. Boí qua aính hæåíng cuía læûc ma saït âäúi våïi æïng suáút uäún trong ràng. Dåìi læûc Fn vãö truûc âäúi xæïng cuía ràng vaì chia thaình hai thaình pháön (hçnh 5.18) : + Thaình pháön Fn co sα' gáy ra æïng suáút uäún σ u + Thaình pháön Fn sinα' gáy ra æïng suáút neïn σ n trãn tiãút diãûn nguy hiãøm (âaïy ràng) Trong âoï: α' laì goïc aïp læûc trãn voìng âènh (α' > α w ) Caïc vãút næït do moíi uäún vaì hiãûn tæåüng gaîy ràng bàõt âáöu åí phêa ràng chëu keïo, âo âoï ta tênh toaïn æïng suáút uäún taûi âiãøm (1) trãn tiãút diãûn âaïy ràng (hçnh 5.18). Ta coï : σ = σ u - σ n Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 44 σ= Fn .cosα'.l Fn .sinα' Wu A (5.6) Våïi : Wu, A laì momen chäúng uäún vaì diãûn têch tiãút diãûn nguy hiãøm 1-2 : s 2 .b w ; A = bw . s Wu = 6 Ft Fn : taíi troüng phaïp tuyãún : Fn = cosα w Thay Wu, A vaì Fn vaìo (5.6), âäöng thåìi xeït âãún sæû táûp trung taíi troüng vaì taíi troüng âäüng bàòng caïc hãû säú K Fβ ; K Fv , suy âæåüc: (2) ⎛ 6.lcosα' sinα' ⎞ ⎜2 ⎟ K Fβ K Fv ⎝ s cosα w scosα w ⎠ l vaì s coï thãø tênh theo moâun cuía baïnh ràng : s = g.m; l = e.m våïi g vaì e laì caïc hãû säú tyí lãû. F ⎛ 6.ecosα' sinα' ⎞ Suy ra: σ = t ⎜ 2 (5.7) ⎟ K Fβ K Fv b w m ⎝ g cosα w gcosα w ⎠ σ= Ft bw ÆÏng suáút σ tênh theo (5.7) laì æïng suáút danh nghéa taûi vë trê (1) trãn tiãút diãûn nguy hiãøm tênh theo phæång phaïp gáön âuïng. ÆÏng suáút thæûc låïn nháút taûi tiãút diãûn nguy hiãøm : σ F = σ. α σ våïi α σ : laì hãû säú táûp trung æïng suáút lyï thuyãút (3). Suy ra: Ft ⎛ 6.e.cosα' sinα' ⎞ ⎜ ⎟ ασ .K Fβ K Fv b w m ⎝ g 2 cosα w gcosα w ⎠ ⎛ 6.e.cosα' sinα' ⎞ Âàût : YF = α σ ⎜ 2 ⎟ g cosα w gcosα w ⎠ ⎝ σF = (5.8) YF phuû thuäüc vaìo hçnh daûng ràng, säú ràng Z vaì hãû säú dëch dao x vaì âæåüc goüi laì hãû säú daûng ràng (YF âæåüc tra theo caïc baíng hay theo caïc âäö thë trong caïc säø tay thiãút kãú). F .K .K Suy ra : σ F = t Fβ Fv YF (5.9) bw m 2T ⇒ âiãöu kiãûn bãön uäún : Våïi Ft = 1 d w1 2T1 σF = YF .K Fβ .K Fv ≤ [ σ F ] (5.10) b w .d w1.m Âáy chênh laì cäng thæïc kiãøm nghiãûm âäü bãön uäún cuía bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng. Do YF1 ≠ YF2 vaì [ σ F1 ] ≠ [ σ F2 ] ⇒ cáön kiãøm nghiãûm âäü bãön uäúïn cho caí hai baïnh ràng : 2T1 ⎧ ⎪σ F1 = b .d .m YF1.K Fβ .K Fv ≤ [ σ F1 ] ⎪ w w1 (5.11) ⎨ YF2 ⎪σ = σ ≤ [ σ F2 ] F1 ⎪ F2 YF1 ⎩ Cäng thæïc thiãút kãú : Choün træåïc säú ràng Z1. Âàût b w = ψ d .d w1 . Coi gáön âuïng d w1 d1 = m.Z1 ⇒ b w = ψ d .m.Z1 . Láúy trung bçnh : KFV = 1.37. Thay b w = ψ d .m.Z1 vaì d w1 d1 = m.Z1 vaìo (5.10), suy âæåüc cäng thæïc thiãút kãú bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng : 2 Våïi baïnh ràng thàóng : K Fα = 1 3 Hãû säú táûp trung æïng suáút lyï thuyãút âæåüc xaïc âënh bàòng phæång phaïp cuía Lyï thuyãút âaìn häöi. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 45 m ≥ 1,4 3 T1.K Fβ .YF 2 Z1 .ψ d [ σ F ] Læu yï ràòng giaï trë cuía [mm] (5.12) YF Y Y trong (5.12) âæåüc láúy bàòng giaï trë låïn nháút cuía F1 vaì F2 . [σF ] [σ F1 ] [ σF2 ] 3. Tênh âäü bãön bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng (hay ràng chæî V) Phæång phaïp tênh toaïn bäü truyãön baïnh ràng nghiãng hoaìn toaìn tæång tæû nhæ bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng. Tuy nhiãn, do âàûc âiãøm vãö cáúu taûo vaì àn khåïp cuía bäü truyãön baïnh ràng nghiãng, caïc hãû säú trong cäng thæïc tênh toaïn baïnh ràng nghiãng seî khaïc so våïi caïc hãû säú trong cäng thæïc tênh toaïn trong baïnh ràng thàóngû. a) Âàûc âiãøm trong tênh toaïn âäü bãön BTBR truû ràng nghiãng Baïnh ràng nghiãng àn khåïp ãm, taíi troüng âäüng vaì tiãúng äön giaím Trong quaï trçnh àn khåïp cuía bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng, hai ràng vaìo vaì ra khåïp âäüt ngäüt trãn suäút bãö räüng baïnh ràng, taíi troüng âæåüc truyãön âäüt ngäüt tæì hai âäi ràng sang mäüt âäi ràng vaì ngæåüc laûi ⇒ gáy nãn va âáûp vaì tiãúng äön nhiãöu. Trong bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng, hai ràng vaìo khåïp taûi mäüt âiãøm trãn mäüt màût âáöu, sau âoï chiãöu daìi tiãúp xuïc tàng dáön, âaût âãún giaï trë låïn nháút, räöi giaím dáön, cuäúi cuìng hai ràng ra khåïp taûi mäüt âiãøm trãn màût âáöu bãn kia ⇒ caïc ràng chëu taíi vaì thäi taíi dáön dáön ⇒ baïnh ràng nghiãng àn khåïp ãm, taíi troüng âäüng vaì tiãúng äön giaím. Giaï trë hãû säú taíi troüng âäüng KV trong baïnh ràng nghiãng seî nhoí hån trong baïnh ràng thàóng. Taíi troüng riãng trãn ràng nghiãng nhoí hån trãn ràng thàóng Täøng chiãöu daìi tiãúp xuïc lH cuía caïc âäi ràng àn khåïp trong baïnh ràng nghiãng låïn hån trong baïnh ràng thàóng coï cuìng thäng säú ⇒ taíi troüng riãng trãn ràng nghiãng nhoí hån ⇒ khaí nàng taíi cuía baïnh ràng nghiãng cao hån. Täøng chiãöu daìi tiãúp xuïc lH trong bäü truyãön baïnh ràng nghiãng coï thãø xaïc âënh theo cäng thæïc : lH = K ε .ε α .b w cosβ våïi Kε laì hãû säú thay âäøi : Kε = 0,9÷1 (b) âäúi våïi baïnh ràng nghiãng, Kε = 0,97÷1 âäúi våïi baïnh ràng chæî V. Våïi baïnh ràng nghiãng, hãû säú tênh âãún täøng chiãöu daìi tiãúp xuïc khi tênh ràng nghiãng theo âäü bãön tiãúp xuïc coï thãø láúy bàòng : Zε = 1/ε α âäöng thåìi, khi tênh baïnh ràng nghiãng vãö âäü bãön uäún, ta âæa thãm hãû säú giaím æïng suáút uäún Yε do täøng chiãöu daìi tiãúp xuïc tàng lãn. Ngoaìi ra, do hãû säú truìng khåïp cuía baïnh ràng nghiãng låïn hån trong baïnh ràng thàóng coï cuìng thäng säú, tæïc laì trong baïnh ràng nghiãng coï nhiãöu âäi ràng àn khåïp âäöng thåìi hån, nãn hãû säú Kα xeït âãún sæû phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng giæîa caïc âäi ràng trong baïnh ràng nghiãng seî khaïc1. P (Cw) (a) qmax Hçnh 5.19a : Âæåìng tiãúp xuïc nàòm vàõt cheïo trãn màût ràng Âæåìng tiãúp xuïc trong baïnh ràng nghiãng nàòm vàõt cheïo trãn màût ràng Do âoï : Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 46 + Âäü cæïng täøng coüng cuía âäi ràng àn khåïp taûi vuìng tám àn khåïp P låïn hån taûi caïc âiãøm (a) vaì (b) (hçnh 5.19a) ⇒ trong baïnh ràng nghiãng, coï sæû táûp trung taíi troüng taûi vuìng tám àn khåïp (ngay caí khi khäng coï caïc nguyãn nhán khaïc nhæ truûc bë uäún...) + Tiãút diãûn nguy hiãøm khäng phaíi laì tiãút diãûn âaïy ràng maì laì tiãút diãûn xiãn âi mäüt goïc µ < 90o so våïi tiãút diãûn âaïy ràng ⇒ æïng suáút uäún sinh ra trãn tiãút diãûn nguy hiãøm trong baïnh ràng nghiãng nhoí hån æïng suáút uäún trãn tiãút diãûn nguy hiãøm trong baïnh ràng thàóng. Vç váûy, khi tênh toaïn baïnh ràng nghiãng theo âäü bãön uäún, ngæåìi ta âæa thãm hãû säú Yβ xeït âãún aính hæåíng cuía goïc nghiãng cuía ràng. Baïnh ràng nghiãng âæåüc thay thãú bàòng baïnh ràng thàóng tæång âæång Hçnh daûng ràng vaì kêch thæåïc trong màût càõt phaïp quyãút âënh âãún âäü bãön cuía ràng. Daûng ràng cuía baïnh ràng truû troìn ràng nghiãng, coï âæåìng kênh voìng chia d, säú ràng Z vaì mäâun phaïp mn, khi xeït trãn màût càõt phaïp seî gáön giäúng daûng ràng cuía baïnh ràng truû troìn thàóng d Z , mäâun m td = m n , säú ràng Z td = . Baïnh ràng coï âæåìng kênh voìng chia laì d td = 2 cos β cos3β thàóng naìy âæåüc goüi laì baïnh ràng thàóng tæång âæång cuía baïnh ràng nghiãng. b) Tênh toaïn âäü bãön bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng Tênh theo âäü bãön tiãúp xuïc Dæûa trãn cå såí tênh toaïn cho baïnh ràng truû ràng thàóng, coï chuï yï âãún caïc âàûc âiãøm cuía baïnh ràng nghiãng ⇒ cäng thæïc kiãøm nghiãûm vaì cäng thæïc thiãút kãú bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng : Cäng thæïc kiãøm nghiãûm σH = Z M Z H Zε d w1 2T1.K Hα .K Hβ .K Hv (u+1) ≤ [σH ] bw u (5.13) Trong âoï : 1/2 Z M : hãû säú xeït âãún cå tênh cuía váût liãûu, våïi baïnh ràng theïp : ZM = 275(MPa) ZH : hãû säú xeït âãún hçnh daûng bãö màût tiãúp xuïc: ZH = Zε : hãû säú xeït âãún täøng chiãöu daìi tiãúp xuïc : Zε = 2.cosβ sin2α w 1 εα T1 : momen xoàõn trãn baïnh dáùn 1 [Nmm] K Hα : hãû säú xeït âãún sæû phán bäú khäng âãöu taíi troüng giæîa caïc ràng K Hβ : hãû säú táûp trung taíi troüng, K HV : hãû säú taíi troüng âäüng. Cäng thæïc thiãút kãú Våïi baïnh ràng bàòng theïp : ZM = 275(MPa)1/2 . Láúy gáön âuïng : ZH = 1, 76 ; ε α = 1,6 ; α w ≈ 20° . Thay b w = ψ d .d w1 vaìo cäng thæïc (5.13), suy ra âæåìng kênh voìng làn cuía baïnh dáùn : d w1 ≥ 68. 3 T1.K Hα .K Hβ .K HV (u+1) [mm] 2 u ψd [σ H ] (5.14) Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 47 Thay b w = ψ a .a w vaìo cäng thæïc (5.13), suy ra khoaíng caïch truûc : T1.K Hα .K Hβ .K HV a w ≥ 43(u + 1) 3 ψa [σ H ] u 2 Trong âoï : ψ d = [mm] (5.15) bw b vaì ψ a = w : hãû säú chiãöu räüng baïnh ràng. dw aw Tênh theo âäü bãön uäún Cäng thæïc kiãøm nghiãûm 2T1 ⎧ ⎪σ F1 = b .d .m YF1.Yβ .Yε .K Fα .K Fβ .K FV ≤ [ σ F1 ] ⎪ w w1 n ⎨ ⎪σ = σ . YF2 ≤ [ σ ] F1 F2 ⎪ F2 YF1 ⎩ Trong âoï : 1 Yε = : hãû säú giaím æïng suáút uäún do täøng chiãöu daìi tiãúp xuïc lH tàng lãn εα (5.16) ⎛β⎞ Yβ =1- ⎜ ⎟ : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía goïc nghiãng cuía ràng ⎝ 140o ⎠ YF1, YF2 : hãû säú daûng ràng, phuû thuäüc säú ràng tæång âæång Ztd vaì hãû säú dëch dao x (tra theo caïc baíng hay caïc âäö thë trong caïc säø tay thiãút kãú). T1 : momen xoàõn trãn baïnh dáùn 1 [N.mm] mn : mädun phaïp cuía baïnh ràng nghiãng [mm] Cäng thæïc thiãút kãú m ≥ 1,12 3 T1.K Fβ .YF Z 2 .ψ d [ σ F ] td1 Læu yï ràòng giaï trë cuía [mm] (4) (5.17) YF Y Y trong (5.17) âæåüc láúy bàòng giaï trë låïn nháút cuía F1 vaì F2 . [σ F ] [σ F1 ] [σ F2 ] 4. Tênh âäü bãön bäü truyãön baïnh ràng noïn ràng thàóng a) Âàûc âiãøm trong tênh toaïn âäü bãön baïnh ràng noïn ràng thàóng Tæång tæû nhæ trong bäü truyãön baïnh ràng truû, bäü truyãön baïnh ràng noïn âæåüc tênh theo âäü bãön tiãúp xuïc (âãø traïnh caïc daûng hoíng bãö màût nhæ troïc räù bãö màût ràng) vaì theo âäü bãön uäún (âãø traïnh caïc daûng hoíng thãø têch nhæ gaîy ràng). So våïi baïnh ràng truû, baïnh ràng noïn coï kêch thæåïc vaì khäúi læåüng låïn hån (våïi cuìng mäüt cäng suáút truyãön), chãú taûo phæïc taûp hån, làõp raïp âoìi hoíi chênh xaïc (phaíi baío âaím cho âènh caïc noïn truìng nhau). Khaí nàng taíi cuía baïnh ràng noïn cuîng tháúp hån, do sæû phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng doüc theo chiãöu räüng vaình ràng tàng lãn (vç mäüt trong hai baïnh phaíi làõp theo kiãøu truûc chça (cän-xän)). Taíi troüng trong baïnh ràng noïn ràng thàóng phán bäú khäng âãöu doüc theo chiãöu räüng vaình ràng. Giaï trë taíi troüng riãng phuû thuäüc vaìo âäü biãún daûng vaì âäü cæïng cuía ràng trong caïc màût càõt doüc theo 4 Hçnh 5.19b Caïc hãû säú Yε, Yβ, KFα, KFβ, KFV âæåüc âæa vaìo trong hãû säú 1,12. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 48 chiãöu räüng vaình ràng. Thãú nhæng kêch thæåïc ràng theo trãn caïc màût càõt noïi trãn cuîng thay âäøi tæång æïng (hçnh 5.19b), do âoï æïng suáút uäún sinh ra taûi chán ràng vaì tyí säú q n / ρ (våïi qn laì taíi troüng riãng phaïp tuyãún vaì ρ laì baïn kênh cong tæång âæång) hay tæång æïng laì æïng suáút tiãúp xuïc seî khäng thay âäøi doüc theo caïc màût càõt naìy. Thäng thæåìng ngæåìi ta tênh æïng suáút sinh ra trong baïnh ràng noïn trãn tiãút diãûn ràng trong màût noïn phuû trung bçnh. Khi tênh toaïn, ngæåìi ta thay thãú baïnh ràng noïn ràng thàóng bàòng baïnh ràng truû troìn ràng thàóng tæång âæång, nhæng do bäü truyãön baïnh ràng noïn chëu aính hæåíng nhiãöu cuía sai säú làõp gheïp vaì chãú taûo, nãn khaí nàng taíi cuía bäü truyãön baïnh ràng noïn chè bàòng 0,85 láön khaí nàng taíi cuía bäü truyãön baïnh ràng truû tæång âæång. Do âoï, coï thãø tênh toaïn bäü truyãön baïnh ràng noïn qua baïnh ràng thàóng tæång âæång, våïi taíi troüng tàng lãn 1/0,85 láön. b) Tênh bäü truyãön baïnh ràng noïn ràng thàóng theo âäü bãön tiãúp xuïc ÆÏng suáút tiãúp xuïc σ H âæåüc tênh theo cäng thæïc Heïc : σ H = ZM qn 2ρ (5.18) Trong âoï : ZM : hãû säú xeït âãún cå tênh cuía váût liãûu qn : taíi troüng riãng phaïp tuyãún ρ : baïn kênh cong tæång âæång cuía hai bãö màût tiãúp xuïc Baïn kênh cong tæång âæång âæåüc tênh toaïn trãn baïnh ràng truû tæång âæång: ρ1ρ 2 ρ1 +ρ 2 d d d1 d2 sinα , ρ 2 = 2td sinα = sinα Våïi : ρ1 = 1td sinα = 2 2cosδ1 2 2cosδ 2 sin δ 2 u= (α laì goïc präfin ràng) sin δ1 d1 d2 sinα , ρ 2 = sinα , u = tgδ 2 Træåìng håüp δ 1 + δ 2 = 90 , suy ra : ρ1 = 2sinδ 2 2cosδ 2 ud cosδ 2 1 1 = sinα . Trong âoï : cosδ 2 = Do âoï : ρ = 1 2 2 1+tg δ 2 u 2 +1 Ta coï : ρ= Toïm laûi : ρ = u.d1.sinα (5.19) 2 u2 +1 Taíi troüng riãng qn âæåüc tênh toaïn nhæ trong bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng. Thay qn vaì ρ vaìo biãøu thæïc (5.18) vaì âæa hãû säú 1/0,85 vaìo mämen xoàõn T1 ⇒ cäng thæïc kiãøm nghiãûm bäü truyãön baïnh ràng noïn theo âäü bãön tiãúp xuïc : ZZZ σH = M H ε d1 Trong âoï : ZH = 2T1.K Hβ .K Hv 0,85.b u 2 +1 ≤ [σH ] u (5.20) 2 4-ε α ; Zε = sin2α 3 1 Våïi baïnh ràng theïp : Z M = 275 ( MPa ) 2 . Láúy : α = 20o ; ε α = 1,6 . Âàût : b = ψ d .d1 . Thay b = ψ d .d1 vaìo biãøu thæïc (5.20), suy ra cäng thæïc thiãút kãú : Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 49 d1 ≥ 77. 3 T1.K Hβ .K HV 0,85ψ d [ σ H ] 2 u 2 +1 [mm] u (5.21) Coï thãø láúy ψ d = 0,3 ÷ 0, 6 vaì phaíi baío âaím âiãöu kiãûn : b ≤ 10.m c ; b ≤ 0,3.R c c) Tênh bäü truyãön baïnh ràng noïn ràng thàóng theo âäü bãön uäún Tênh toaïn tæång tæû nhæ bäü truyãön baïnh ràng truû ràng thàóng ⇒ cäng thæïc kiãøm nghiãûm: 2T1.K Fβ .K Fv YF1 ⎧ ⎪σ F1 = 0,85.b.d .m ≤ [ σ F1 ] ⎪ 1 ⎨ ⎪σ = σ . YF2 ≤ [ σ ] F1 F2 ⎪ F2 YF1 ⎩ Hãû säú daûng ràng YF âæåüc theo säú ràng tæång âæång Ztd theo caïc baíng hay caïc âäö thë trong caïc säø tay thiãút kãú. Trong âoï : d1 vaì m âæåìng kênh voìng chia trung bçnh vaì mäâun voìng trung bçnh cuía baïnh ràng noïn ràng thàóng. 5.4. Kiãøm nghiãûm âäü bãön cuía ràng khi chëu quaï taíi Khi baïnh ràng chëu quaï taíi âäüt ngäüt trong thåìi gian ngàõn, cáön kiãøm nghiãûm æïng suáút tiãúp xuïc vaì æïng suáút uäún cæûc âaûi theo âäü bãön ténh. 1. Theo æïng suáút tiãúp xuïc Nhàòm traïnh biãún daûng dæ bãö màût hay bãö màût bë phaï huíy do gioìn. T Âiãöu kiãûn bãön : σ Hmax = σ H 1max ≤ [ σ H ]max T1 T1max : momen xoàõn quaï taíi trãn baïnh 1; σ H : æïng suáút tiãúp xuïc sinh ra trãn baïnh 1 khi chëu momen xoàõn T1; [ σ H ]max : æïng suáút tiãúp xuïc cho pheïp khi quaï taíi Læu yï kiãøm nghiãûm cho baïnh coï [ σ H ]max nhoí hån 2. Theo æïng suáút uäún Nhàòm traïnh gaîy ràng do gioìn vaì biãún daûng dæ do uäún. T Âiãöu kiãûn bãön : σ Fmax =σ F . 1max ≤ [ σ F ]max T1 T1max : momen xoàõn quaï taíi trãn baïnh 1; σ F : æïng suáút uäún sinh ra trãn baïnh 1 khi chëu momen xoàõn T1; [ σ F ]max : æïng suáút uäún cho pheïp khi quaï taíi Læu yï cáön kiãøm nghiãûm cho caí hai baïnh. 5.5. Váût liãûu vaì æïng suáút cho pheïp 1. Váût liãûu chãú taûo baïnh ràng Yãu cáöu cuía váût liãûu : Phaíi thoía maîn caïc yãu cáöu vãö âäü bãön bãö màût (traïnh troïc räù, maìi moìn, dênh..) vaì âäü bãön uäún (traïnh gaîy ràng). Thæåìng duìng theïp nhiãût luyãûn, ngoaìi ra coìn duìng gang, váût liãûu phi kim loaûi. Theïp chãú taûo baïnh ràng âæåüc chia thaình hai nhoïm chênh : Nhoïm I Âäü ràõn váût liãûu HB ≤ 350, nhiãût luyãûn : thæåìng hoïa hoàûc täi caíi thiãûn. Nhåì âäü ràõn tháúp nãn coï thãø càõt goüt chênh xaïc sau khi nhiãût luyãûn. Khaí nàng chaûy moìn täút. Âãø traïnh dênh bãö màût Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 50 ràng, âãø tàng khaí nàng chaûy moìn nãn láúy : H1 ≥ H 2 +(30÷50)HB (vaì nãn láúy maïc theïp hai baïnh khaïc nhau). Do âäü ràõn bãö màût ràng tháúp ⇒ æïng suáút cho pheïp khäng cao ⇒ chè duìng cho bäü truyãön chëu taíi nhoí vaì trung bçnh. Maïc theïp thæåìng duìng cho baïnh ràng thæåìng hoïa : CT51, CT61 (theïp caïcbon thäng thæåìng), C40, C45 (theïp caïcbon cháút læåüng täút), cho baïnh ràng thæåìng hoïa : CT51, CT61, C40, C45, theïp håüp kim 40Cr, 40CrNi. Nhoïm II Âäü ràõn cuía váût liãûu HB > 350, nhiãût luyãûn : täi bãö màût bàòng doìng âiãûn táön säú cao, tháúm than, tháúm nitå, tháúm xianua, coï thãø âaût âäü ràõn HRC = 50÷60 (5). Do âäü ràõn cao nãn phaíi nhiãût luyãûn sau khi càõt ràng. Nhiãût luyãûn laìm ràng bë cong vãnh ⇒ daûng ràng cáön tu sæía bàòng maìi, maìi nghiãön... Khaí nàng chaûy moìn ráút keïm ⇒ cáön náng cao âäü chênh xaïc chãú taûo cuîng nhæ âäü cæïng cuía truûc vaì äø. Do âäü ràõn bãö màût ràng cao ⇒ æïng suáút cho pheïp tàng lãn ⇒ khaí nàng taíi tàng lãn, âäöng thåìi tàng khaí nàng chëu moìn vaì chäúng dênh. Nãn choün maïc theïp vaì âäü ràõn hai baïnh laì nhæ nhau. Maïc theïp thæåìng duìng : 40Cr, 40CrNi..(täi bãö màût), C15, C20, 15Cr, 20Cr.. (tháúm than räöi täi) T 2. ÆÏng suáút cho pheïp a) Khi tênh theo âäü bãön moíi tiãúp xuïc σ [σ H ] = Hgh .ZR .ZV .K xH sH Trong âoï : sH : hãû säú an toaìn; ZR, ZV, KxH : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía âäü nhaïm bãö màût ràng, váûn täúc voìng, kêch thæåïc baïnh ràng. σ Hgh : giåïi haûn bãön moíi tiãúp xuïc æïng våïi säú chu kyì T1 Hçnh 5.20 T2 Tn t1 t2 ... tn N chëu taíi thæûc tãú NHE cuía baïnh ràng âang xeït: σ Hgh = σ 0 mH Hgh N H0 N HE σ 0 : giåïi haûn bãön moíi tiãúp xuïc (daìi haûn) æïng våïi säú chu kyì cå såí NH0, mH = 6 : báûc cuía âæåìng Hgh cong moíi tiãúp xuïc. Træåìng håüp chëu taíi khäng thay âäøi : N HE = 60.c.n.t Σ Våïi c : säú láön àn khåïp cuía ràng trong mäüt voìng quay, n : säú voìng quay cuía baïnh ràng (voìng/phuït), tΣ : täøng thåìi gian laìm viãûc (giåì). Træåìng håüp taíi troüng thay âäøi nhiãöu mæïc (hçnh 5.20), ta coï : N HE ⎛σ ⎞ = Σ ⎜ Hi ⎟ ⎝ σ H1 ⎠ mH Ni , hån næîa æïng suáút tiãúp xuïc tyí lãû våïi càn báûc hai cuíamomen xoàõn, nãn : n N HE = 60.c∑ ( Ti T1 ) mH 2 ni ti i=1 Våïi : ni : säú voìng quay trong mäüt phuït cuía baïnh ràng khi chëu momen xoàõn Ti trong chãú âäü taíi troüng thæï i, ti : säú giåì laìm viãûc trong chãú âäü thæï i, T1 : momen xoàõn låïn nháút trãn baïnh dáùn 1. 5 Khi HB > 350, thæåìng duìng âån vë laì HRC (Rockoen) : 1HRC ≈ 10 HB Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 51 b) Khi tênh theo âäü bãön moíi uäún σ [σ F ] = Fgh .YR .YS .K xF sF sF : hãû säú an toaìn; YS : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía kêch thæåïc ràng; YR : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía âäü nhaïm bãö màût læåün chán ràng; KxF : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía kêch thæåïc baïnh ràng. σ Fgh : giåïi haûn bãön moíi uäún cuía ràng æïng våïi säú chu kyì chëu taíi thæûc tãú NHE cuía baïnh ràng âang xeït : N F0 .K FC N FE σ Fgh = σ 0 mF Fgh σ 0 : giåïi haûn bãön moíi uäún (daìi haûn) æïng våïi säú chu kyì cå såí NF0 Fgh mF = 6 : báûc cuía âæåìng cong moíi uäún, KFC : hãû säú giaím båït giåïi haûn moíi uäún khi bäü truyãön quay hai chiãöu (khi bäü truyãön quay 1 chiãöu : KFC = 1, quay hai chiãöu : KFC = 0,7 ÷0,9). Træåìng håüp chëu taíi khäng thay âäøi : N FE = 60.c.n.t Σ Træåìng håüp taíi troüng thay âäøi nhiãöu mæïc (hçnh 5.20) : n N FE = 60.c∑ ( Ti T1 ) mF ni ti i=1 c) ÆÏng suáút cho pheïp khi quaï taíi ÆÏng suáút tiãúp xuïc [ σ H ]max vaì æïng suáút uäún [ σ F ]max khi quaï taíi phuû thuäüc vaìo phæång phaïp nhiãût luyãûn baïnh ràng. Baïnh ràng thæåìng hoïa, täi caíi thiãûn (HB ≤ 350): [σ H ]max =2,8σ ch ; [σ F ]max = 0,8σ ch Baïnh ràng täi bãö màût, tháúm than, tháúm nitå (HB > 350) : [σ H ]max = 40HRC ; [σ F ]max = 0,6σ b Våïi : HRC laì âäü ràõn bãö màût ràng, σ b ; σ ch laì giåïi haûn bãön vaì giåïi haûn chaíy cuía váût liãûu. 5.6. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön baïnh ràng Khi thiãút kãú bäü truyãön baïnh ràng, thæåìng cho træåïc caïc thäng säú : momen xoàõn T1 trãn baïnh dáùn, säú voìng quay n1 cuía baïnh dáùn, tyí säú truyãön u cuía bäü truyãön. Bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng âæåüc tênh toaïn theo trçnh tæû sau : 1) Choün váût liãûu baïnh ràng, phæång phaïp nhiãût luyãûn, tra cå tênh cuía cuía váût liãûu (giåïi haûn bãön σb, giåïi haûn chaíy σch , âäü ràõn bãö màût ràng) Âäúi våïi caïc baïnh ràng coï âäü ràõn bãö màût HB ≤ 350, thæåìng choün váût liãûu baïnh 1 coï cå tênh cao hån baïnh 2, HB1 = HB2 + (30÷50). Âäúi våïi caïc baïnh ràng coï âäü ràõn bãö màût HB > 350, thæåìng choün váût liãûu hai baïnh nhæ nhau. 2) Xaïc âënh æïng suáút cho pheïp bao gäöm [σ H ] , [σ F ] , [σ H ]max , [σ F ]max . 3) Tênh så bäü âæåìng kênh voìng làn d w1 theo âiãöu kiãûn âäü bãön tiãúp xuïc (Âãø tênh toaïn, cáöìn choün træåïc caïc hãû säú ψ d , K Hβ , K HV ; âäúi våïi baïnh ràng nghiãng coï thãø láúy så bäü : K Hα = 1,1 ). 4) Tênh khoaíng caïch truûc a w så bäü theo d w1 vaì u. Choün moâun m n = (0,01÷0,02)a w . Quy troìn theo tiãu chuáøn (våïi baïnh ràng thàóng thç mn laì moâun trãn màût càõt ngang cuía baïnh ràng). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 52 5) Choün så bäü goïc nghiãng cuía ràng :ü β = 8o ÷15o våïi baïnh ràng truû vaì β = 26o ÷40o âäúi d cosβ våïi baïnh ràng chæî V. Tênh säú ràng Z1 = w1 vaì Z2 = u Z1 . Quy troìn caïc säú ràng theo säú mm m (Z +Z ) nguyãn. Tênh laûi β theo Z1 vaì Z2 âaî âæåüc quy troìn theo cäng thæïc : β = arcos n 1 2 2a w 6) Tênh chênh xaïc khoaíng caïch truûc aw , âæåìng kênh caïc voìng làn d w1 , d w2 theo m, Z1, Z2, b sinβ ≤ 1,1 . β. Xaïc âënh bãö räüng baïnh ràng b w . Kiãøm nghiãûm hãû säú truìng khåïp doüc: ε β = w πm 7) Kiãøm nghiãûm ràng vãö âäü bãön tiãúp xuïc vaì vãö âäü bãön uäún. 8) Kiãøm nghiãûm âäü bãön cuía ràng khi chëu quaï taíi. Nãúu caïc pheïp tênh kiãøm nghiãûm khäng thoía maîn ⇒ cáön thay âäøi kêch thæåïc cuía bäü truyãön (âæåìng kênh, moâun baïnh ràng), choün laûi váût liãûu coï âäü bãön cao hån vaì tênh toaïn laûi. 9) Xaïc âënh caïc kêch thæåïc chuí yãúu cuía bäü truyãön. 10) Tênh toaïn læûc taïc duûng lãn bäü truyãön. 5.7. Âaïnh giaï truyãön âäüng baïnh ràng Æu âiãøm + Khaí nàng taíi låïn ⇒ kêch thæåïc nhoí goün. + Tyí säú truyãön khäng thay âäøi. + Hiãûu suáút cao, coï thãø âaût tåïi 0,97 ÷ 0,98 trong mäüt cáúp. + Tuäøi thoü cao, laìm viãûc tin cáûy (chàóng haûn, âäúi våïi häüp giaím täúc cäng duûng chung, tuäøi thoü coï thãø âaût âãún 30000h). Nhæåüc âiãøm + Cäng nghãû càõt ràng phæïc taûp. + Yãu cáöu cao vãö âäü chênh xaïc chãú taûo cuîng nhæ làõp raïp. + Coï nhiãöu tiãúng äön khi váûn täúc låïn. Phaûm vi sæí duûng Coï thãø truyãön cäng suáút tæì nhoí âãún ráút låïn (haìng chuûc ngaìn KW), váûn täúc coï thãø tæì ráút tháúp âãún ráút cao (200m/s). Truyãön âäüng baïnh ràng âæåüc sæí duûng ráút räüng raîi trong trong táút caí caïc lénh væûc cuía ngaình chãú taûo maïy vaì duûng cuû âo. Trong caïc loaûi bäü truyãön baïnh ràng, bäü truyãön baïnh ràng truû âæåüc sæí duûng räüng raîi nháút vç chãú taûo vaì sæí duûng âån giaín, laìm viãûc tin cáûy, kêch thæåïc goün. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 53 CHÆÅNG VI TRUYÃÖN ÂÄÜNG TRUÛC VÊT 6.1. Khaïi niãûm chung 1. Giåïi thiãûu vaì phán loaûi bäü truyãön truûc vêt Bäü truyãön truûc vêt bao gäöm truûc vêt vaì baïnh vêt, âæåüc duìng âãø truyãön chuyãøn âäüng vaì taíi troüng giæîa hai truûc cheïo nhau nhåì sæû àn khåïp cuía caïc ren trãn truûc vêt våïi caïc ràng trãn baïnh vêt. Thäng thæåìng goïc cheïo nhau giæîa hai truûc bàòng ∑ = 900, truûc vêt laì truûc dáùn, baïnh vêt laì baïnh bë dáùn. Truûc vêt Coï cáúu taûo nhæ mäüt truûc trãn âoï coï nhiãöu voìng ren. Coï nhiãöu loaûi truûc vêt nhæ truûc vêt truû (hçnh 6.1), truûc vêt loîm hay truûc vêt gläbäúit (hçnh 6.2), tuy nhiãn truûc vêt truû duìng räüng raîi hån caí. Chæång naìy chè nghiãn cæïu truûc vêt truû. Hçnh 6.1 : Truûc vêt truû Hçnh 6.2 : Truûc vêt loîm (gläbäúit) Så âäö bäü truyãön truûc vêt truû âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 6.3a. Hçnh 6.3b trçnh baìy hçnh aính cuía mäüt häüp giaím täúc truûc vêt truû mäüt cáúp Tuìy theo hçnh daûng ren, truûc vêt truû âæåüc phán thaình ba loaûi (hçnh 6.4) : Truûc vêt aïc-si-meït Trong màût càõt doüc chæïa âæåìng tám truûc vêt ⇒ caûnh ràng laì âoaûn thàóng. Giao tuyãún cuía màût ren våïi màût càõt ngang laì âæåìng xoàõn äúc aïcsimeït. Coï thãø càõt ren trãn maïy tiãûn thäng Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 54 thæåìng. Màût ren khoï maìi, muäún maìi phaíi duìng âaï maìi âënh hçnh, gáy khoï khàn cho viãûc gia cäng vaì âäü chênh xaïc giaím ⇒ thæåìng duìng khi âäü ràõn bãö màût ren nhoí hån 350HB vaì khäng maìi. Hçnh 6.3a : Så âäö âäüng bäü truyãön truûc vêt truû Hçnh 6.3b : Häüp giaím täúc truûc vêt mäüt cáúp Truûc vêt kän-vä-luït Trong màût càõt phaïp tuyãún våïi âæåìng ren ⇒ caûnh ràng laì âoaûn thàóng. Giao tuyãún cuía màût ren våïi màût càõt ngang laì âæåìng kän-vä-luït. Cuîng coï thãø tiãûn ren trãn maïy tiãûn thäng thæåìng, nhæng cuîng cáön âaï maìi âàûc biãût âãø maìi, do âoï loaûi naìy êt duìng. Baïnh vêt Truûc vêt a b b1 Hçnh 6.4 : (a) Aïc-si-meït (b) Thán khai (c) Känväluït Truûc vêt thán khai Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 55 Trong màût càõt tiãúp xuïc våïi màût truû cå såí ⇒ caûnh ràng laì âoaûn thàóng. Giao tuyãún cuía màût ren våïi màût càõt ngang laì âæåìng thán khai. Âáy chênh laì baïnh ràng truû troìn thán khai ràng nghiãng, coï goïc nghiãng ráút låïn, säú ràng khaï nhoí (1÷4 ràng, goüi laì säú mäúi ren). Coï thãø maìi bàòng âaï maìi deût ⇒ thêch håüp cho caïc bäü truyãön coï yãu cáöu âäü ràõn bãö màût ren låïn hån 45HRC. Baïnh vêt Chãú taûo bàòng dao phay làn, coï hçnh daûng giäúng hãût nhæ truûc vêt seî àn khåïp våïi baïnh vêt (chè khaïc laì âæåìng kênh âènh dao låïn hån âæåìng kênh âènh ren truûc vêt âãø taûo nãn khe håí hæåïng tám åí chán ràng baïnh vêt). Quaï trçnh chuyãøn âäüng khi càõt goüt giäúng hãût nhæ quaï trçnh àn khåïp giæîa truûc vêt vaì baïnh vêt, vë trê âàût dao khi càõt giäúng nhæ vë trê truûc vêt khi àn khåïp, do âoï màût chán ràng baïnh vêt laì mäüt pháön màût xuyãún, âäöng thåìi màût truû chia vaì màût truû làn cuía baïnh vêt truìng nhau. Âãø ren truûc vêt tiãúp xuïc våïi ren baïnh vêt âæåüc nhiãöu hån, màût âènh ràng baïnh vêt cuîng âæåüc chãú taûo coï hçnh màût xuyãún (hçnh 6.7) Trong chæång naìy chè trçnh baìy bäü truyãön truûc vêt truû coï daûng ren aïcsimeït. 2. Thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön truûc vêt (âäúi våïi bäü truyãön truûc vêt aïcsimeït) p px α p γ Hçnh 6.5 γ pX d1 πd1 Hçnh 6.6b Hçnh 6.6a Truûc vêt Trong màût càõt vuäng goïc våïi truûc cuía baïnh vêt vaì chæïa âæåìng tám truûc vêt ⇒ truûc vêt coï präfin ràng hçnh thang, giäúng nhæ thanh ràng. Goïc prä-fin ràng : α = 200 (hçnh 6.5). p + Mäâun doüc cuía truûc vêt : m = våïi p : bæåïc doüc cuía truûc vêt. π Giaï trë cuía m âæåüc choün theo daîy säú tiãu chuáøn : m = 1; 1,25; (1,5); 1,6; 2; 2,5; (3); (3,5); 4; 5; (6); 6,3; (7); 8; 10; 12,5; 16; (18); 20; 25. d1 m Âãø càõt baïnh vêt, duìng dao phay làn coï hçnh daûng vaì kêch thæåïc giäúng nhæ truûc vêt seî àn khåïp våïi baïnh vêt (træì âæåìng kênh âènh dao) ⇒ âãø haûn chãú säú læåüng dao càõt baïnh vêt, ngæåìi ta + Hãû säú âæåìng kênh q : q = Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 56 âæa vaìo hãû säú âæåìng kênh q. ÆÏng våïi mäùi trë säú cuía moâun m tiãu chuáøn chè quy âënh mäüt säú trë säú cuía q nháút âënh, nhåì âoï haûn chãú âæåüc säú cåî dao càõt baïnh vêt. Giaï trë cuía q âæåüc choün theo daîy säú tiãu chuáøn theo baíng dæåïi âáy : q = 6,3; (7,1); 8; (9); 10; (11,2); 12,5; (14); 16; (18); 20; (22,4); 25. Caïc giaï trë cuía m vaì q âæåüc duìng trong thæûc tãú ghi trong baíng dæåïi âáy: m2 2,5 3 4 5 6 q 16 12 12 14 9 10 12 14 16 9 10 12 9 10 12 14 m 8 10 12 16 q8 9 10 12 8 10 12 8 10 8 9 + Âæåìng kênh màût truû chia cuía truûc vêt : d1 = q.m + Âæåìng kênh màût truû làn : d w1 = (q+2x)m Trong âoï : x : hãû säú dëch dao khi càõt baïnh vêt. + Säú ren (säú mäúi ren) cuía truûc vêt : Z1 = 1; 2; 4 + Goïc xoàõn vêt trãn màût truû chia γ (hçnh 6.6) : tgγ = Z p x pZ1 πmZ1 = = ⇒ tgγ = 1 q πd1 πd1 πd1 Våïi : px laì bæåïc cuía âæåìng xoàõn vêt (bæåïc xoàõn); p laì bæåïc doüc cuía truûc vêt : px = Z1.p Thäng thæåìng láúy : γ = 5÷200 px p Hçnh 6.7 2δ daM2 da2 df2 b2 Säú ràng Z1 caìng nhoí ⇒ goïc xoàõn γ caìng nhoí ⇒ hiãûu suáút cuía bäü truyãön seî tháúp. Z1 caìng låïn ⇒ hiãûu suáút tàng nhæng chãú taûo phæïc taûp, kêch thæåïc bäü truyãön seî tàng. Khi truyãön âäüng våïi cäng suáút låïn khäng nãn duìng Z1 = 1. Khi u = 10÷18, nãn láúy Z1 = 4, khi u = 18÷40 nãn láúy Z1 = 2 vaì khi u > 40 nãn láúy Z1 = 1. Ngoaìi ra, khi choün Z2 cáön læu yï sao cho Z2 = u.Z1 khäng quaï låïn laìm bäü truyãön cäöng kãönh hoàûc quaï nhoí seî xaíy ra càõt chán ràng, nãn dæûa vaìo tè säú truyãön u âãø choün Z1 sao cho Z2 thoía maîn âiãöu kiãûn : 28 ≤ Z 2 ≤ 60 . + Goïc xoàõn vêt trãn màût truûc làn γw : Suy luáûn tæång tæû nhæ tgγ, ta coï : tgγ w = Z1 q+2x + Âæåìng kênh màût truû âènh, màût truû chán ren : d a1 = d1 +2h'.m våïi : h' = 1 d f1 = d1 -2h''.m våïi : h'' = 1,25 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 57 + Chiãöu daìi pháön càõt ren trãn truûc vêt b1 : âæåüc láúy theo âiãöu kiãûn àn khåïp cuìng mäüt luïc våïi nhiãöu ràng baïnh vêt nháút. Baïnh vêt + Goïc nghiãng β cuía ràng trãn baïnh vêt : β = γ + Moâun ngang mS cuía baïnh vêt : moâun âo trãn màût truû chia cuía baïnh vêt trong màût càõt vuäng goïc våïi truûc cuía baïnh vêt vaì chæïa âæåìng tám truûc vêt. Moâun ngang mS cuía baïnh vêt cuîng chênh bàòng moâun doüc m cuía truûc vêt. + Säú ràng baïnh vêt : Z2. + Âæåìng kênh màût truû chia d2, màût truû làn dw2 : d w2 = d 2 = mS Z2 = mZ2 + Âæåìng kênh màût truû âènh vaì màût truû chán : d a2 = d 2 +2(h' + x) d f2 = d 2 - 2(h'' - x) våïi : h' = 1 , h'' = 1,25 + Âæåìng kênh låïn nháút cuía baïnh vêt : d aM2 = d 2 +d1 (1- cosδ) våïi 2δ : goïc tiãúp xuïc giæîa ren truûc vêt vaì ràng baïnh vêt (hçnh 6.7). Thæåìng láúy : 2δ = 1000 + Bãö räüng b2 cuía baïnh vêt (láúy theo âiãöu kiãûn âaím baío goïc tiãúp xuïc 2δ). Khoaíng caïch truûc d +d Ta coï : a w = w1 w2 . Suy ra : a w = 0,5m(q+Z2 +2x) 2 Giaï trë cuía aw âæåüc láúy theo daîy säú tiãu chuáøn : 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500. Våïi khoaíng caïch truûc cho træåïc, coï thãø thay âäøi m, q vaì x âãø coï âæåüc caïc tyí säú truyãön khaïc nhau. Dëch chènh trong bäü truyãön truûc vêt chuí yãúu nhàòm baío âaím khoaíng caïch truûc a tiãu chuáøn hay âënh træåïc. Âãø baío âaím khoaíng caïch truûc aw cho træåïc, cáön xaïc âënh hãû säú dëch dao theo a biãøu thæïc : x = w - 0,5(q+Z2 ) . m 3. Âäü chênh xaïc cuía bäü truyãön truûc vêt Cuîng nhæ bäü truyãön baïnh ràng, tiãu chuáøn Viãût nam quy âënh 12 cáúp chênh xaïc : 1 ÷12 (cáúp 1 coï âäü chênh xaïc cao nháút). Våïi caïc bäü truyãön yãu cáöu cao vãö âäü chênh xaïc âäüng hoüc, duìng tæì cáúp chênh xaïc 3÷6 . Cáúp chênh xaïc 7, 8, 9 thæåìng duìng cho caïc bäü truyãön âãø truyãön taíi troüng. Viãûc choün cáúp chênh xaïc dæûa trãn váûn täúc træåüt. Våïi mäùi cáúp chênh xaïc cuîng quy âënh 3 chè tiãu : chè tiãu chênh xaïc âäüng hoüc, chè tiãu laìm viãûc ãm, chè tiãu vãö mæïc tiãúp xuïc giæîa ren truûc vêt vaì ràng baïnh vêt. Tiãu chuáøn coìn quy âënh 6 daûng khe håí giæîa ren truûc vêt vaì ràng baïnh vêt A, B, C, D, E, H (theo thæï tæû khe håí caûnh ràng giaím dáön). Giæîa daûng khe håí caûnh ràng vaì cáúp chênh xaïc âäüng hoüc coï mäúi liãn hãû våïi nhau nhæ sau : Daûng khe håí : A, B C D E, H Cáúp chênh xaïc âäüng hoüc : 5-12 3-9 3-8 1-6 Ngoaìi ra, do bäü truyãön truûc vêt ráút nhaûy våïi caïc sai säú làõp gheïp hån bäü truyãön baïnh ràng, nãn tiãu chuáøn coìn quy âënh chàût cheî hån vãö dung sai khoaíng caïch truûc vaì dung sai vë trê màût Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 58 phàóng trung bçnh cuía baïnh vêt so våïi truûc vêt. Khi làõp, vë trê naìy âæåüc kiãøm tra bàòng caïc vãút tiãúp xuïc. 4. Kãút cáúu truûc vêt vaì baïnh vêt Truûc vêt thæåìng âæåüc chãú taûo liãön våïi truûc. Træåìng håüp âæåìng kênh chán ren truûc vêt nhoí hån âæåìng kênh truûc, cáön læu yï laìm âoaûn thoaït duûng cuû càõt khi gia cäng ren (hçnh 6.8). 200 l b1 l Hçnh 6.8 : Kãút cáúu truûc vêt liãön truûc Baïnh vêt âæåüc chãú taûo riãng räöi làõp lãn truûc. Khi da2 ≤ 120mm ⇒ chãú taûo baïnh vêt liãön khäúi (hçnh 6.9a) Khi da2 låïn, âãø tiãút kiãûm kim loaûi maìu ⇒ thæåìng chãú taûo baïnh vêt bàòng váût liãûu giaím ma saït (âäöng thanh...), räöi gheïp vaìo thán baïnh vêt bàòng gang (nhåì âäü däi vaì bàõt vêt thãm - hçnh 6.9b, bu läng - hçnh 6.9c..). Trong saín xuáút haìng loaût, thæåìng duìng vaình baïnh vêt bàòng âäöng thanh âuïc træûc tiãúp vaìo moayå (hçnh 6.6d). Duìng mäúi gheïp coï âäü däi (a) (b) ( c) ( d) Hçnh 6.9 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 59 6.2. Cå hoüc truyãön âäüng truûc vêt 1. Váûn täúc vaì tyí säú truyãön Váûn täúc voìng Váûn täúc voìng v1 vaì v2 cuía baïnh vêt vaì truûc vêt : πd .n π d 2 .n 2 v1 = w1 1 v 2 = [m/s] 60.1000 60.1000 (6.1) Váûn täúc træåüt Taûi âiãøm tiãúp xuïc truìng våïi tám àn khåïp P (hçnh 6.10), ta coï: v 2 = v1 + v t Trong âoï: v t laì váûn täúc tæång âäúi, nàòm theo phæång tiãúp tuyãún våïi âæåìng xoàõn äúc cuía ren truûc vêt trãn màût truû làn vaì goüi laì váûn täúc træåüt. Nhæ váûy khi bäü truyãön laìm viãûc, ren truûc vêt træåüt doüc trãn ràng baïnh vêt. πd w1n1 v Dæûa trãn hçnh 6.10, suy ra : v t = 1 = cosγ w 60.1000.cosγ w Våïi bäü truyãön khäng dëch chènh (x = 0) : d w1 = d1 = mq ; γ w = γ Z 1 q Màût khaïc : tgγ = 1 ; cosγ = = 2 q Z1 +q 2 1+tgγ 2 mn1 2 . Z1 +q 2 19100 Ta tháúy, váûn täúc træåüt tt bao giåì cuîng låïn hån váûn täúc voìng v1 cuía truûc vêt. Hiãûn tæåüng træåüt doüc ràng laìm tàng máút maït vãö ma saït, laìm giaím hiãûu suáút, laìm tàng nguy hiãøm vãö moìn vaì dênh. Trong tênh toaïn thiãút kãú, váûn täúc træåüt chênh laì cå såí âãø choün váût liãûu baïnh vêt. Khi váûn täúc træåüt låïn phaíi duìng váût liãûu coï hãû säú ma saït tháúp vaì coï khaí nàng chäúng dênh låïn. Toïm laûi : vt = Tyí säú truyãön ω2 O2 Truû làn ≅ Truû chia Hçnh 6.10 : ω1 (II) Fr2 P Truû làn γ Ft2 Ft2 Fa1 Ft1 V2 P V1 Vt (I) Fr1 Hçnh 6.11 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 60 Ta coï : u = n1 . n2 Kãút håüp våïi biãøu thæïc (6.1), suy ra : u = Maì : tgγ = d n1 v1 d 2 1 d2 ⇒ u= 2 =. = . d1.tgγ n 2 v2 d w1 tgγ w d w1 Z πmZ1 ; d 2 = mZ2 ⇒ u = 2 Z1 πd1 Våïi Z1 = 1; 2; 4 vaì 28 ≤ Z 2 ≤ 60 , do âoï tyí säú truyãön u cuía bäü truyãön truûc vêt khaï låïn. 2. Læûc taïc duûng trong bäü truyãön Læûc taïc duûng giæîa ren truûc vêt vaì ràng baïnh vêt phán bäú trãn chiãöu daìi tiãúp xuïc, quy æåïc coi nhæ læûc táûp trung taûi tám àn khåïp P. Læûc phaïp tuyãún Fn nàòm trong màût càõt phaïp n-n vaì âæåüc phán thaình ba thaình pháön : læûc voìng Ft1 , læûc doüc truûc Fa vaì læûc hæåïng tám Fr. Do truûc truûc vêt vaì truûc baïnh vêt vuäng goïc nhau nãn : Fa1 = - Ft2 ; Ft1 = - Fa2 ; Fr1 = - Fr2 (hçnh 6.11) Ta coï : Fa1 = Ft2 = 2T2 d2 Khi truûc vêt laì truûc chuí âäüng quay, læûc voìng Ft1 trãn truûc vêt coï thãø tênh theo læûc doüc truûc Fa1 theo biãøu thæïc (tæång tæû nhæ quan hãû giæîa læûc voìng Ft cáön taïc duûng lãn âai äúc chëu læûc doüc truûc Fa trong khåïp ren vêt khi muäún vàûn âai äúc vaìo) : Ft1 = Fa2 = Fa1tg(γ+ϕ') = Ft2 tg(γ+ϕ') Læûc hæåïng tám (hçnh 6.12) : F F Fr1 = Fr2 = F* tgα n = a1 tgα n = t2 tgα n cosγ cosγ Læûc phaïp tuyãún toaìn pháön : Ft2 Fa1 F* ⇒ Fn = Fn = = cosγ.cosαn cosα n cosγ.cosα n n Ft1 F* P Fa1 n αn Fn1 γ Fr1 (1) F* (2) Hçnh 6.12: Læûc taïc duûng khi àn khåïp trong bäü truyãön truûc vêt Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 61 Thäng thæåìng : ϕ' < 30 ⇒ coï thãø boí qua aính hæåíng cuía læûc ma saït, âäöng thåìi coi goïc aïp læûc phaïp αn bàòng våïi goïc profin ren truûc vêt : αn ≈ α. Do âoï : 2T F tgα Ft2 Fa1 = Ft2 = 2 ; Ft1 = Fa2 = Ft2 tgγ ; Fr1 = Fr2 = t2 ; Fn = cosγ cosγ.cosα d2 3. Hiãûu suáút truyãön âäüng truûc vêt Cäng suáút truyãön âäüng bë máút maït do ma saït giæîa ren truûc vêt vaì ràng baïnh vêt, ma saït trong äø truûc vaì do khuáúy dáöu. Chè kãø âãún täøn tháút do ma saït giæîa ren truûc vêt vaì ràng baïnh vêt: N T ω F .d .ω η = 2 = 2 2 = t2 2 2 N1 T1ω1 Ft1.d1.ω1 ω d Khi truûc vêt dáùn âäüng, ta coï : Ft1 = Ft2 tg(γ+ϕ') . Màût khaïc : u = 1 = 2 . ω2 d1tgγ tgγ Suy ra : η = tg(γ+ϕ') tgγ Nãúu kãø âãún máút maït cäng suáút do khuáúy dáöu : η = 0,95. tg(γ+ϕ') Ghi chuï + Hiãûu suáút η tàng khi goïc xoàõn vêt γ trãn màût truû chia cuía truûc vêt tàng hay khi goïc ma saït thay thãú ϕ’ giaím. Do tgγ = Z1/q ⇒ muäún tàng γ phaíi giaím q hay tàng Z1. Khi Z1 tàng ⇒ chãú taûo bäü truyãön phæïc taûp hån, âäöng thåìi laìm tàng Z2 khiãún kêch thæåïc bäü truyãön tàng. Khi q giaím ⇒ d1 = m.q giaím ⇒ truûc vêt khäng âuí âäü cæïng. Do âoï, thæûc tãú thæåìng láúy γ khäng quaï 250. Våïi bäü truyãön cäng suáút låïn khäng nãn láúy Z1 = 1, vç khi âoï hiãûu suáút tháúp, máút maït cäng suáút nhiãöu, bäü truyãön seî noïng. + Træåìng håüp baïnh vêt laì baïnh dáùn, hiãûu suáút truyãön âäüng bàòng η = 0,95. tgγ . Nãúu goïc vêt γ tg(γ-ϕ') nhoí hån goïc ma saït thay thãú ϕ ’ thç hiãûu suáút bäü truyãön seî nhoí hån 0 ⇒ bäü truyãön bë tæû haîm, chuyãøn âäüng khäng thãø truyãön ngæåüc tæì truûc vêt sang baïnh vêt. Sæí duûng tênh cháút tæû haîm naìy trong caïc cå cáúu náng vaì mäüt säú cå cáúu khaïc. 6.3. Tênh toaïn âäü bãön bäü truyãön truûc vêt 1. Caïc daûng hoíng vaì chè tiãu tênh toaïn a) Caïc daûng hoíng chuí yãúu Truyãön âäüng truûc vêt cuîng coï caïc daûng hoíng tæång tæû nhæ trong truyãön âäüng baïnh ràng, nhæng do xuáút hiãûn hiãûn tæåüng træåüt doüc ràng våïi váûn täúc træåüt vt låïn, sinh nhiãût nhiãöu, âäöng thåìi, âiãöu kiãûn hçnh thaình maìng dáöu bäi trån ma saït æåït taûi chäù tiãúp xuïc khäng thuáûn låüi ⇒ hiãûn tæåüng dênh vaì moìn nguy hiãøm hån caí. Dênh Âàûc biãût nguy hiãøm khi baïnh vêt laìm bàòng váût liãûu tæång âäúi ràõn (nhæ âäöng thanh khäng thiãúc, gang...). Khi baïnh vêt laìm bàòng váût liãûu tæång âäúi ràõn, hiãûn tæåüng dênh âàûc biãût nguy hiãøm båíi vç dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng vaì váûn täúc låïn, caïc haût kim loaûi åí ràng baïnh vêt bë âæït ra, dênh chàût vaìo màût ren truûc vêt, laìm màût ren truûc vêt bë sáön suìi, khi tiãúp xuïc våïi baïnh vêt, ren truûc vêt seî maìi moìn nhanh ràng baïnh vêt. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 62 Våïi váût liãûu baïnh vêt mãöm hån (nhæ âäöng thanh thiãúc), kim loaûi bë âæït ra thaình tæìng låïp moíng, queït dáön lãn bãö màût ren truûc vêt, maì khäng laìm cho màût ren truûc vêt bë sáön suìi ⇒ hiãûn tæåüng dênh êt nguy hiãøm hån. Moìn Thæåìng xaíy ra åí ràng baïnh vêt, do ràng baïnh vêt laìm bàòng váût liãûu coï cå tênh tháúp hån. Moìn caìng nhanh khi làõp gheïp khäng chênh xaïc, dáöu bäi trån coï láùn càûn báøn, bãö màût truûc vêt khäng âuí nhàôn, hoàûc khi âoïng måí maïy luän (luïc naìy âiãöu kiãûn bäi trån khäng täút). Moìn laìm giaím thåìi haûn laìm viãûc cuía bäü truyãön. Ràng bë moìn nhiãöu seî bë gaîy. Troïc räù bãö màût ràng Xaíy ra chuí yãúu åí caïc baïnh vêt laìm bàòng âäöng thanh thiãúc coï âäü bãön chäúng dênh cao. b) Chè tiãu tênh toaïn Do chæa coï phæång phaïp tin cáûy âãø tênh vãö moìn vaì dênh, hån næîa moìn vaì dênh cuîng liãn quan âãún æïng suáút tiãúp xuïc ⇒ váùn tênh toaïn bäü truyãön truûc vêt theo âäü bãön tiãúp xuïc vaì theo âäü bãön uäún nhæ trong baïnh ràng theo âiãöu kiãûn : σ H ≤ [σ H ] σ F ≤ [σ F ] AÍnh hæåíng cuía dênh vaì moìn âæåüc chuï yï âãún khi choün æïng suáút tiãúp xuïc cho pheïp. Vç baïnh vêt laìm bàòng âäöng thanh hay gang laì váût liãûu coï cå tênh keïm hån váût liãûu truûc vêt laì theïp ⇒ tênh toaïn âäü bãön tiãún haình cho ràng baïnh vêt. Ngoaìi ra thán truûc vêt coï tiãút diãûn tæång âäúi nhoí, laûi âàût trãn hai äø caïch nhau khaï xa (nháút laì khi bäü truyãön coï tyí säú truyãön låïn, khi âoï âæåìng kênh baïnh vêt khaï låïn), do âoï chëu æïng suáút uäún låïn ⇒ cáön kiãøm tra âäü bãön cuía thán truûc vêt theo hãû säú an toaìn (xem pháön tênh toaïn truûc). Do coï hiãûn tæåüng træåüt doüc ràng våïi váûn täúc træåüt låïn ⇒ máút maït cäng suáút vç ma saït ⇒ nung noïng bäü truyãön ⇒ sau khi tênh toaïn âäü bãön cáön tênh vãö nhiãût. 2. Tênh toaïn âäü bãön tiãúp xuïc cuía ràng baïnh vêt Sæí duûng cäng thæïc Heïc, âiãöu kiãûn bãön tiãúp xuïc coï daûng : q σH = ZM n ≤ [ σH ] 2ρ (6.2) Trong âoï : ZM : hãû säú xeït âãún cå tênh cuía váût liãûu; ρ: baïn kênh cong tæång âæång; qn : taíi troüng riãng phaïp tuyãún; [ σH ] : æïng suáút tiãúp xuïc cho pheïp cuía váût liãûu baïnh vêt. Baïn kênh cong tæång âæång : ρ = ρ1ρ2 ρ1 + ρ2 Do hiãûn tæåüng dênh vaì troïc räù bàõt âáöu åí vuìng tám àn khåïp ⇒ tiãún haình tênh toaïn baïn kênh cong tæång âæång taûi vuìng naìy. ÅÍ vuìng tám àn khåïp, sæû àn khåïp cuía bäü truyãön truûc vêt tæång âæång våïi sæû àn khåïp cuía baïnh ràng nghiãng våïi mäüt thanh ràng sinh nghiãng coï caûnh thàóng d d (hçnh 6.13) : ρ1 = ∞ ; ρ2 = N2P = O2P.sinα = 2 .sinα ⇒ ρ = ρ2 = 2 .sinα (6.3) 2 2 F Taíi troüng riãng phaïp tuyãún : qn = n lH + Gáön âuïng, coï thãø xem baïnh vêt nhæ baïnh ràng nghiãng coï goïc nghiãng β våïi : β = γ ⇒ b.ε .K täøng chiãöu daìi tiãúp xuïc giæîa caïc ràng cuía baïnh vêt vaì ren truûc vêt : lH = α ε våïi b : chiãöu cosγ daìi ràng baïnh vêt, εα laì hãû säú truìng khåïp ngang, Kε laì hãû säú thay âäøi : Kε = 0,75. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 63 + Baïnh vêt äm truûc vêt theo cung troìn våïi goïc äm 2δ 2δ ⇒ chiãöu daìi ràng baïnh vêt : b = πd1 våïi δ tênh bàòng âäü. 3600 ρ1 = ∞ α P α N2 ρ2 = N2P Hçnh 6.13 O2 + Læûc phaïp tuyãún toaìn pháön : Fn = 2T2 d2cosα.cosγ Thay lH vaì Fn vaìo biãøu thæïc cuía qn vaì xeït âãún sæû táûp trung taíi troüng vaì taíi troüng âäüng bàòng 2T2 .KHβ .KHV .3600 (6.4) caïc hãû säú KHβ vaì KHV, suy ra : qn = d1.d2 .π.2δ.Kε .εα .cosα Thay (6.4) vaì (6.3) vaìo (6.2) vaì láúy trung bçnh : Kε = 0,75 ; εα = 1,8 ; 2δ = 1000 ; α = 200 . Truûc vêt bàòng theïp, àn khåïp våïi baïnh vêt bàòng âäöng thanh hay gang : ZM = 210(MPa)1/2 ⇒ Cäng thæïc kiãøm nghiãûm âäü bãön tiãúp xuïc cuía ràng baïnh vêt : 480 T2 KHβ KHV σH = ≤ [ σH ] d2 d1 • Thay d1 = mq ; d2 = mZ2 vaì m ≈ (6.5) 2a w vaìo (6.5) suy âæåüc cäng thæïc thiãút kãú bäü truyãön truûc Z2 +q vêt baïnh vêt theo âäü bãön tiãúp xuïc : 2 ⎛ 170 ⎞ T2KHβKHV a w ≥ (Z2 +q) 3 ⎜ ⎟ q ⎝ Z2 [ σH ] ⎠ (6.6) 3. Tênh toaïn âäü bãön uäún cuía ràng baïnh vêt Viãûc xaïc âënh æïng suáút uäún åí chán ràng baïnh vêt ráút phæïc taûp vç daûng ràng baïnh vêt thay âäøi theo chiãöu räüng baïnh vêt vaì chán ràng laûi cong ⇒ duìng caïch tênh gáön âuïng : coi baïnh vêt nhæ baïnh ràng truû ràng nghiãng coï goïc nghiãng β = γ vaì tiãún haình tênh toaïn tæång tæû nhæ âäúi våïi bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng. Tæì cäng thæïc cuía baïnh ràng nghiãng, våïi læûc voìng β 2T ≈ 0,93 ; Kε = 0,75 ; εα = 1,8 trãn baïmh vêt bàòng : Ft = 2 , láúy trung bçnh: γ = 10o ⇒ Yβ =1140o d2 1 ⇒ Yε = = 0,74 ⇒ cäng thæïc kiãøm nghiãûm âäü bãön uäún cuía ràng baïnh vêt : Kε ε α Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 64 σF = 1,4.T2 .YF .KFβ .KFV b2 .d2 .mn ≤ [ σF ] Trong âoï : mn laì mäâun phaïp cuía ràng baïnh vêt : mn = m.cosγ; YF : hãû säú daûng ràng cuía Z baïnh vêt, âæåüc tra trong caïc säø tay thiãút kãú theo säú ràng tæång âæång : Ztd = 23 , b2 : bãö räüng cos γ baïnh vêt. 4. Kiãøm nghiãûm âäü bãön cuía ràng baïnh vêt khi chëu quaï taíi Tæång tæû nhæ trong bäü truyãön baïnh ràng : Kiãøm nghiãûm theo æïng suáút tiãúp xuïc (nhàòm traïnh biãún daûng dæ hay dênh bãö màût ràng) : T σHmax = σH 2max ≤ [ σH ]max T2 Trong âoï : T2max ; T2 : momen låïn nháút vaì momen xoàõn danh nghéa σH : æïng suáút tiãúp xuïc khi chëu momen xoàõn T2 [σH ]max : æïng suáút tiãúp xuïc khi baïnh vêt chëu quaï taíi Kiãøm nghiãûm theo æïng suáút uäún (nhàòm traïnh biãún daûng dæ do uäún hay gaîy ràng do gioìn) : T σFmax = σF . 2max ≤ [ σF ]max T2 Trong âoï : T2max ; T2 : momen låïn nháút vaì momen xoàõn danh nghéa σF : æïng suáút uäún khi chëu momen xoàõn T2 [σF ]max : æïng suáút uäún khi baïnh vêt chëu quïa taíi 5. Tênh toaïn nhiãût bäü truyãön truûc vêt Khi laìm viãûc, do váûn täúc træåüt vt låïn ⇒ bäü truyãön sinh nhiãût nhiãöu ⇒ nhiãût âäü cuía dáöu trong häüp giaím täúc truûc vêt coï thãø væåüt quaï giåïi haûn cho pheïp ⇒ phaï hoíng maìng dáöu bäi trån giæîa caïc bãö màût tiãúp xuïc cuía ren truûc vêt vaì ràng baïnh vêt ⇒ gáy nãn dênh. Do âoï, phaíi tiãún haình tênh toaïn nhiãût cuía bäü truyãön truûc vêt theo âiãöu kiãûn : θ ≤ [θ] våïi θ : nhiãût âäü cuía dáöu trong häüp giaím täúc; [θ] : nhiãût âäü cho pheïp cuía dáöu. Âiãöu kiãûn cán bàòng nhiãût cuía häüp giaím täúc : Nhiãût læåüng sinh ra bàòng nhiãût læåüng thoïat âi Ν1 (trong 1 âån vë thåìi gian): Hçnh 6.14 Ν1i 1000.(1-η).N1 = KT (θ-θ0 )A(1+ψ) [Wh] Ν2i η : hiãûu suáút cuía bäü truyãön; N1 : cäng suáút trãn truûc vêt [KW]; KT : hãû säú toía nhiãût [W/(m2.0C)]; θ : ... nhiãût âäü cuía dáöu [0C]; θ0 : nhiãût âäü cuía mäi træåìng tck 0 khäng khê [ C]; A : diãûn têch bãö màût thoaït nhiãût cuía häüp [m2]; ψ = 0,25 : hãû säú xeït âãún sæû thoaït nhiãût qua âaïy häüp xuäúng bãû maïy. ti 1000(1 - η)N1 θ= +θ0 ≤ [θ] Suy ra : (6.7) KT A(1 + ψ)β t Våïi β laì hãû säú xeït âãún sæû giaím nhiãût sinh ra trong mäüt âån vë thåìi gian do bäü truyãön laìm tN viãûc ngàõt quaîng hay do taíi troüng laìm viãûc giaím so våïi taíi troüng danh nghéa N1 : β = ck 1 ; tck ∑ N1i ti Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 65 laì chu kyì taíi troüng; N1i , tI laì cäng suáút vaì thåìi gian chëu taíi åí chãú âäü thæï i cuía chu kyì (hçnh 6.14). Nãúu âiãöu kiãûn (6.7) khäng thoía maîn, cáön duìng caïc biãûn phaïp; laìm nguäüi nhán taûo (làõp quaût gioï åí âáöu truûc vêt, duìng äúng dáùn næåïc laìm nguäüi..). Khi thiãút kãú coï thãø choün træåïïc nhiãût âäü cuía dáöu nhoí hån nhiãût âäü cho pheïp ⇒ suy ra diãûn têch toía nhiãût cuía voí häüp. 6.4. Váût liãûu chãú taûo vaì æïng suáút cho pheïp 1. Váût liãûu chãú taûo Yãu cáöu Do trong bäü truyãön truûc vêt xuáút hiãûn váûn täúc træåüt låïn, âäöng thåìi âiãöu kiãûn hçnh thaình maìng dáöu bäi trån khäng thuáûn låüi ⇒ moìn vaì dênh xaíy ra tæång âäúi nhiãöu ⇒ cáön phäúi håüp váût liãûu truûc vêt vaì baïnh vêt sao cho coï hãû säú ma saït f tháúp, êt bë dênh vaì láu moìn (khi f tháúp ⇒ giaím moìn, màût khaïc hiãûu suáút truyãön âäüng tàng ⇒ sinh nhiãût êt hån ⇒ giaím dênh). Ngoaìi ra, do tyí säú truyãön u låïn ⇒ táön säú chëu taíi cuía truûc vêt låïn hån nhiãöu so våïi baïnh vêt ⇒ váût liãûu truûc vêt phaíi coï cå tênh cao hån váût liãûu baïnh vêt. Do váûy, thæåìng choün truûc vêt bàòng theïp àn khåïp våïi baïnh vêt laìm bàòng váût liãûu giaím ma saït nhæ âäöng thanh, gang. Truûc vêt Âæåüc chãú taûo tæì theïp caïcbon cháút læåüng täút, theïp håüp kim. + Khi chëu taíi nhoí hoàûc trung bçnh : duìng theïp C45, C50... täi caíi thiãûn; HB < 350, sau khi càõt ren truûc vêt khäng maìi. + Khi chëu taíi låïn hay trung bçnh : duìng theïp caïcbon trung bçnh (C45, 40Cr, 40CrNi...), täi bãö màût hay täi thãø têch âaût âäü ràõn HRC = 50÷55 hoàûc theïp êt caïcbon (15Cr, 20Cr, 18CrMnTi...) tháúm than âaût âäü ràõn HRC = 58÷63, sau khi tháúm than, bãö màût ren truûc vêt âæåüc maìi vaì âaïnh boïng. Τ2 Baïnh vêt Hçnh 6.15 Váûn täúc træåüt laì cå såí âãø choün váût liãûu chãú taûo baïnh vêt vaì cáúp chênh xaïc chãú taûo cuía bäü truyãön. Baïnh vêt thæåìng âæåüc laìm bàòng váût liãûu giaím ma saït, chia Τ2i thaình 3 nhoïm : I ) Âäöng thanh, σb < 300MPa , bao gäöm : + Âäöng thanh nhiãöu thiãúc (nhæ BCuSn10P1, BCuSn10NiP,...) : chäúng dênh täút, nhæng âàõt tiãön, chè duìng khi vt = 6÷25m/s . ... + Âäöng thanh thiãúc keîm (nhæ BCuSn6Zn6Pb3, BCuSn5Zn5Pb5) : duìng khi vt = 5÷12m/s II) Âäöng thanh khäng thiãúc (nhæ BCuAl9Fe4, BCuAl10Fe4Ni4), âäöng thau (nhæ LCu66Al6Fe3Mg2, LCu58Mg2Pb2,...), σb > 300MPa : t t2i coï cå tênh täút, reî tiãön hån âäöng thanh thiãúc, nhæng chäúng dênh keïm, chè duìng khi vt < 5m/s . Âãø tàng khaí nàng chäúng dênh vaì giaím moìn, truûc vêt âæåüc maìi vaì âaïnh boïng cáøn tháûn, âäöng thåìi cáön coï âäü ràõn cao HRC ≥ 45 . Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 66 III) Gang xaïm tæång âäúi mãöm : nhæ GX12-28; GX15-32... duìng thêch håüp cho caïc bäüü truyãön quay cháûm, taíi tháúp våïi vt < 2m/s . 2. ÆÏng suáút cho pheïp Baïnh vêt laìm bàòng váût liãûu coï cå tênh keïm hån tgruûc vêt nãn trong tênh toaïn âäü bãön chè cáön xaïc âënh æïng suáút cho pheïp âäúi våïi váût liãûu baïnh vêt. a) ÆÏng suáút tiãúp xuïc cho pheïp Baïnh vêt bàòng âäöng thanh thiãúc, σb < 300MPa , coï âäü bãön chäúng dênh cao ⇒ æïng suáút tiãúp xuïc cho pheïp [σH] âæåüc xaïc âënh theo âiãöu kiãûn traïnh hoíng vç moíi bãö màût ràng : [σH ] = [σH0 ] mH 107 NHE Våïi : [σH0] : æïng suáút tiãúp xuïc cho pheïp æïng våïi säú chu kyì chëu taíi laì 107. [σH0 ] = (0,75÷0,90).σb våïi σb : giåïi haûn bãön keïo cuía váût liãûu. mH : báûc cuía âæåìng cong moíi tiãúp xuïc mH = 8 n 4 T ⎞ NHE :säú chu kyì thay âäøi æïng suáút tæång âæång: NHE = 60.∑⎛ 2i ⎜ T ⎟ n2i t 2i 2max ⎠ i=1 ⎝ Trong âoï: T2i, n2i, t2i : momen xoàõn trãn baïnh vêt, säú voìng quay cuía baïnh vêt, säú giåì laìm viãûc åí chãú âäü thæï i; T2max : momen xoàõn låïn nháút trong caïc momen xoàõn T2i (hçnh 6.15). Baïnh vêt bàòng âäöng thanh khäng thiãúc, âäöng thau hay gang : Daûng hoíng vãö dênh âàûc biãût nguy hiãøm ⇒ æïng suáút tiãúp xuïc cho pheïp [σH] âæåüc xaïc âënh theo âiãöu kiãûn chäúng dênh, phuû thuäüc vaìo váûn täúc træåüt vt, khäng phuû thuäüc vaìo säú chu kyì chëu taíi (hay noïi khaïc âi, [σH] âæåüc xaïc âënh tæì âiãöu kiãûn âäü bãön ténh) ([σH] âæåüc cho trong caïc taìi liãûu thiãút kãú chi tiãút maïy). b) ÆÏng suáút uäún cho pheïp Baïnh vêt bàòng âäöng thanh : [ σF ] = [ σF0 ] mF 107 NFE Våïi : [σF0] æïng suáút uäún cho pheïp æïng våïi säú chu kyì chëu taíi laì 106; [ σF0 ] = 0,25σch + 0,08σb khi bäü truyãön quay mäüt chiãöu, [σ F 0 ] = 0,16σ b khi bäü truyãön quay hai chiãöu. σch vaì σb : giåïi haûn chaíy vaì giåïi haûn bãön keïo cuía âäöng thanh; mF : báûc cuía âæåìng cong moíi uäún : mF = 9; NFE n 9 T ⎞ :säú chu kyì thay âäøi æïng suáút tæång âæång : NFE = 60.∑ ⎛ 2i ⎜ T ⎟ n 2i t 2i 2max ⎠ ⎝ i=1 Trong âoï: T2i, n2i, t2i : momen xoàõn trãn baïnh vêt, säú voìng quay cuía baïnh vêt, säú giåì laìm viãûc åí chãú âäü thæï i; T2max : momen xoàõn låïn nháút trong caïc momen xoàõn T2i. Baïnh vêt bàòng gang : [σF ] = 0,12σbu khi bäü truyãön quay mäüt chiãöu; [σF ] = 0,075σbu khi bäü truyãön quay hai chiãöu Trong âoï : σbu : giåïi haûn bãön uäún c) ÆÏng suáút cho pheïp khi quaï taíi Âäöng thanh thiãúc: [σH ]max = 4σch ; [σF ]max = 0,8σch Âäöng thanh khäng thiãúc: Gang : [σH ]max = 2,6σch ; [σF ]max = 0,8σch [σH ]max = 1,5[σH ] ; [σF ]max = 0,6σb Trong âoï : σch: giåïi haûn chaíy , σb : giåïi haûn bãön keïo. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 67 6.6. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön truûc vêt Khi thiãút kãú bäü truyãön truûc vêt, thæåìng biãút træåïc : momen xoàõn trãn truûc vêt, säú voìng quay trong mäüt phuït cuía truûc vêt, tyí säú truyãön u. Coï thãø tiãún haình thiãút kãú bäü truyãön theo trçnh tæû sau âáy : 1) Dæû âoaïn váûn täúc træåüt vt, choün váût liãûu baïnh vêt, truûc vêt vaì caïch chãú taûo, phæång phaïp nhiãût luyãûn, cáúp chênh xaïc. 2) Xaïc âënh æïng suáút cho pheïp. 3) Choün säú ren Z1 cuía truûc vêt, tênh säú ràng baïnh vêt : Z2 = u.Z1, choün hãû säú âæåìng kênh q. Choün så bäü hiãûu suáút η, suy ra T2 = uηT1. Choün så bäü K Hβ .KHV =1,1÷1,3 . 4) Tênh så bäü khoaíng caïch truûc aw theo âiãöu kiãûn âäü bãön tiãúp xuïc (âiãöu kiãûn 6.6). 2a w Tênh mäâun m ≈ . Qui troìn m theo trë säú tiãu chuáøn. Z2 +q 5) Kiãøm nghiãûm váûn täúc træåüt vt , hãû säú taíi troüng KHβKHV vaì hiãûu suáút η. Nãúu sai nhiãöu so våïi caïc trë säú âaî choün så bäü ⇒ cáön choün laûi cho håüp lyï hån (coï khi phaíi choün laûi váût liãûu). Sau âoï tênh laûi aw vaì m hoàûc kiãøm nghiãûm æïng suáút tiãúp xuïc. Khoaíng caïch truûc aw coï thãø nháûn giaï trë báút kyì. Nãúu muäún láúy aw theo tiãu chuáøn coï thãø duìng bäü truyãön dëch chènh. 6) Kiãøm ngiãûm æïng xuáút uäún cuía ràng baïnh vêt 7) Xaïc âënh caïc kêch thæåïc chuí yãúu cuía bäü truyãön 8) Kiãøm nghiãûm âäü bãön thán truûc vêt theo hãû säú an toaìn 9) Tênh toaïn nhiãût (kiãøm tra nhiãût âäü cuía dáöu trong häüp giaím täúc). 10) Tênh læûc taïc duûng trong bäü truyãön. 6.7. Âaïnh giaï bäü truyãön truûc vêt Æu âiãøm + Laìm viãûc ãm, khäng äön nhæ trong truyãön âäüng baïnh ràng hoàûc xêch + Thæûc hiãûn tyí säú truyãön låïn trong mäüt cáúp + Coï khaí nàng tæû haîm Nhæåüc âiãøm + Hiãûu suáút tháúp, sinh nhiãût nhiãöu do coï hiãûn tæåüng træåüt doüc ràng (coï thãø phaíi duìng biãûn phaïp laìm nguäüi nhæ duìng quaût...) + Cáön duìng váût liãûu giaím ma saït (âäöng thanh...) âàõt tiãön âãø chãú taûo vaình baïnh vêt. + Yãu cáöu cao vãö âäü chênh xaïc làõp gheïp Phaûm vi sæí duûng Truyãön âäüng truûc vêt âàõt tiãön vaì phæïc taûp hån truyãön âäüng baïnh ràng, do âoï chè sæí duûng khi cáön truyãön chuyãøn âäüng giæîa caïc truûc cheïo nhau, sæí duûng åí caïc cå cáúu yãu cáöu tyí säú truyãön låïn, hoàûc khi cáön låüi duûng khaí nàng tæû haîm cuía bäü truyãön. Màût khaïc hiãûu suáút tháúp vaì nguy hiãøm vãö dênh cuîng haûn chãú khaí nàng truyãön cäng suáút cuía bäü truyãön. Bäü truyãön truûc vêt âæåüc duìng âãø truyãön âäüng cäng suáút khäng quaï 50÷60 kW, laìm viãûc ngàõn haûn, trong caïc maïy náng chuyãøn, ätä, maïy càõt kim loaûi.Tyí säú truyãön u trong khoaíng 20÷60, âäi khi coï thãø lãn âãún 100. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 68 CHÆÅNG VII TRUYÃÖN ÂÄÜNG XÊCH 7.1. Khaïi niãûm chung 1. Giåïi thiãûu bäü truyãön xêch Bäü truyãön xêch âån giaín (hçnh 7.1) bao gäöm hai âéa xêch (âéa dáùn 1 vaì âéa bë dáùn 2) näúi våïi giaï bàòng khåïp quay vaì mäüt dáy xêch ( 2) (3) (liãn kãút mãöm) màõc trãn hai âéa. ( 3) Ngoaìi ra, trong bäü truyãön xêch coìn sæí ( 1) duûng thiãút bë càng xêch (bäü pháûn (4) n1 Ο2 n2 hçnh 7.2), thiãút bë bäi trån, che chàõn. Ο1 Chuyãøn âäüng quay vaì taíi troüng tæì âéa dáùn (1) sang âéa bë dáùn (2) nhåì sæû àn khåïp giæîa caïc màõt xêch våïi caïc ràng cuía âéa xêch (hçnh 7.3). Coï thãø Hçnh 7.1: duìng mäüt bäü truyãön xêch âãø truyãön âäüng tæì mäüt âéa dáùn sang nhiãöu âéa bë dáùn (hçnh 7.2). Theo cäng duûng, truyãön âäüng xêch coï thãø phán thaình : xêch keïo, xêch truûc (âãø náng haû, váûn chuyãøn váût nàûng), xêch truyãön âäüng (âãø truyãön taíi troüng vaì chuyãøn âäüng quay). Chæång naìy chuí yãúu trçnh baìy xêch truyãön âäüng. Cáúu taûo, kêch thæåïc, váût liãûu, cå tênh vaì âäü chênh xaïc cuía xêch âæåüc quy âënh trong tiãu chuáøn. xêch (3) truûc (4) then (1) Hçnh 7.2 (2) Hçnh 7.3: Âéa xêch 2. Caïc loaûi xêch truyãön âäüng vaì âéa xêch a) Caïc loaûi xêch truyãön âäüng Xêch äúng con làn + Kãút cáúu xêch con làn âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 7.4a bao gäöm maï xêch ngoaìi, maï xêch trong, chäút, äúng, con làn. Maï trong làõp chàût våïi äúng, maï ngoaìi làõp chàût våïi chäút, chäút vaì äúng coï khe håí taûo thaình khåïp quay, nhåì âoï khi xêch vaìo àn khåïp våïi caïc ràng âéa, maï ngoaìi vaì Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 69 chäút xoay seî tæång âäúi våïi maï trong vaì äúng. Con làn làõp coï khe håí våïi äúng, coï taïc duûng giaím moìn cho ràng âéa xêch. + Âãø näúi caïc màõt xêch hai âáöu våïi nhau taûo thaình voìng kên, thæåìng duìng chäút cheí. Säú màõt xêch nãn duìng säú chàôn, nãúu duìng säú màõt xêch leí phaíi duìng màõt xêch chuyãøn coï maï cong (hçnh 7.4b), laìm xêch bë yãúu do chëu thãm æïng suáút uäún. maï xêch Hçnh 7.4a p chäút äúng maï ngoaìi maï trong con làn Hçnh 7.4c Hçnh 7.4b I-I p I maï xêch A maï xêch B C B A I chäút 2 60° Xêch ràng màût laìm viãûc cuía maï xêch chäút 1 maï xêch dáùn hæåïng C Hçnh 7.5 : Xêch ràng Xêch äúng Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 70 Cáúu taûo giäúng xêch con làn, nhæng khäng coï con làn ⇒ khäúi læåüng giaím, giaï thaình haû, nhæng baín lãö xêch vaì ràng âéa xêch choïng moìn. Xêch ràng + Gäöm nhiãöu maï xêch hçnh ràng, xãúp xen keí nhau vaì näúi våïi nhau bàòng caïc baín lãö. Bãö màût laìm viãûc cuía mäùi maï xêch laì hai màût ngoaìi, daûng phàóng håüp våïi nhau mäüt goïc 600 (hçnh 7.5) vaì seî tiãúp xuïc våïi hai ràng cuía âéa xêch (hçnh 7.9). + Kãút cáúu baín lãö âæåüc mä taí trãn hçnh 7.5 : Maï xêch A coï läù âënh hçnh âæåüc làõp chàût våïi chäút hçnh quaût (1). Tæång tæû, maï xêch B cuîng coï läù âënh hçnh, âæåüc làõp chàût våïi chäút hçnh quaût (2). Hai chäút (1) vaì (2) tiãúp xuïc nhau theo mäüt âæåìng sinh cuía màût truû ngoaìi cuía chäút. Khi hai maï xêch xoay tæång âäúi våïi nhau, hai chäút (1) vaì (2) làn khäng træåüt våïi nhau. + Âãø xêch khäng bë tuäüt khoíi âéa theo phæång doüc truûc, duìng maï xêch dáùn hæåïng C khäng coï ràng. Maï xêch dáùn hæåïng C coï thãø âàût chênh giæîa (khi âoï trãn âéa xêch cáön phay raînh tæång æïng) hoàûc duìng hai maï xêch dáùn hæåïng aïp vaìo hai màût muït cuía âéa xêch (hçnh 7.5). Xêch ràng coï kãút cáúu chàõc chàõn hån xêch con làn, khaí nàng taíi cao hån, laìm viãûc êt bë äön, nhæng nàûng nãö, chãú taûo phæïc taûp hån. Xêch äúng chè duìng cho caïc bäü truyãön khäng quan troüng, laìm viãûc váûn täúc tháúp (v ≤ 1m/s), coï yãu cáöu khäúi læåüng nhoí. Xêch ràng âæåüc duìng khi cäng suáút vaì váûn täúc låïn. Våïi taíi troüng vaì váûn täúc trung bçnh, duìng xêch con làn thêch håüp hån. Tuìy theo cäng suáút truyãön, xêch äúng vaì xêch con làn coï thãø laì mäüt daîy hay nhiãöu daîy. Våïi xêch äúng con làn, khi taíi troüng låïn, váûn täúc cao, âãø khoíi choün bæåïc xêch låïn gáy nãn nhæîng va âáûp maûnh coï haûi vaì kêch thæåïc bäü truyãön cäöng kãönh, coï thãø tàng säú daîy xêch lãn. Chæång naìy chuí yãúu nghiãn cæïu xêch äúng con làn. b) Kãút cáúu âéa xêch Vaình âéa moayå Hçnh 7.6 : Kãút cáúu âéa xêch : a) Âéa xêch mäüt daîy xêch vaì âéa xêch hai daîy xêch b)Vaình âéa gheïp våïi moayå bàòng mäúi gheïp haìn c) Vaình âéa gheïp moayå bàòng bu läng Kãút cáúu âéa xêch tæång tæû nhæ kãút cáúu baïnh ràng (hçnh 7.6, hçnh 7.7), chè khaïc åí pháön vaình ràng. Kêch thæåïc vaì daûng profin ràng âéa xêch phuû thuäüc loaûi xêch vaì âæåüc tiãu chuáøn hoïa. Âéa xêch coï âæåìng kênh nhoí âæåüc chãú taûo bàòng phæång phaïp dáûp. Våïi âéa xêch coï âæåìng kênh trung bçnh vaì låïn, vaình âéa âæåüc chãú taûo riãng räöi gheïp lãn moayå bàòng haìn hay bu läng... (hçnh 7.6b, hçnh 7.6c). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 71 Profin ràng âéa xêch con làn gäöm : cung loîm baïn kênh r, cung loîm CD baïn kênh R; âoaûn thàóng chuyãøn tiãúp BC; cung läöi AB baïn kênh R1 (hçnh 7.8). Profin trãn hçnh chiãúu caûnh coï cung läöi baïn kênh R2 (hçnh 7.7). b h Màût laìm viãûc cuía maï xêch da Hçnh 7.7 : Kãút cáúu âéa xêch Maï xêch ràng Hçnh 7.9 : Âéa xêch ràng Profin ràng cuía xêch ràng coï daûng hçnh thang (hçnh 7.9). p A B R2 R1 C D r π/Z Hçnh 7.8 df d da c) Váût liãûu xêch vaì âéa xêch Maï xêch Theïp caïn nguäüi (theïp caïcbon cháút læåüng täút vaì theïp håüp kim nhæ : C40, C45, 40Cr, 40CrNi), täi âaût âäü ràõn HRC = 40 ÷ 50 Baín lãö (chäút, äúng, con làn) Theïp êt caïcbon C15, C20, 15Cr tháúm than räöi täi âaût âäü ràõn HRC = 50 ÷ 65 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 72 Âéa xêch + Chëu taíi nhoí, váûn täúc tháúp (v < 3m/s) ⇒ gang xaïm GX20 hay gang coï âäü bãön cao hån + Taíi troüng vaì váûn täúc cao hån ⇒ theïp caïcbon hay theïp håüp kim C45, 40Cr, 40CrNi, täi âaût âäü ràõn HRC = 50÷60 hoàûc theïp êt caïcbon nhæ C15, C20 tháúm than räöi täi. 3. Thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön xêch (xêch äúng con làn) a) Âæåìng kênh voìng chia vaì säú ràng âéa xêch Âæåìng kênh voìng chia cuía âéa dáùn vaì âéa bë dáùn : d1 vaì d2. Voìng chia laì voìng troìn âi qua tám caïc baín lãö xêch. p p p/2 ⎛π ⎞ ⇒ d1 = vaì : d 2 = Ta coï : sin ⎜ ⎟ ≈ sin ( π/Z1 ) sin ( π/Z2 ) d/2 ⎝Z⎠ (7.1) Säú ràng cuía âéa dáùn vaì âéa bë dáùn : Z1 vaì Z2 + Khi säú ràng âéa xêch Z caìng giaím ⇒ goïc xoay tæång âäúi ϕ giæîa chäút vaì äúng khi xêch vaìo vaì ra khåïp våïi âéa xêch caìng låïn (ϕ = 2π/Z - hçnh 7.12 ) ⇒ xêch caìng moìn nhanh. Màût khaïc, khi Z caìng nhoí ⇒ va âáûp cuía màõt xêch khi vaìo tiãúp xuïc våïi ràng âéa caìng tàng lãn ⇒ xêch laìm viãûc caìng äön. Do váûy, cáön haûn chãú Z1min . Våïi xêch con làn, coï thãø láúy nhæ sau : khi v ≥ 2m/s ⇒ Z1min = 17, khi v < 2m/s ⇒ Z1min = 15. + Khi säú ràng Z caìng låïn ⇒ moìn xaíy ra cháûm hån, nhæng khi tàng säú ràng âéa nhoí Z1 thç säú ràng âéa xêch låïn Z2 = u.Z1 (våïi u > 1) seî tàng lãn; khi Z2 låïn quaï ⇒ sau mäüt thåìi gian laìm viãûc xêch bë moìn, ráút dãù bë tuäüt xêch. Tháût váûy, do bë moìn, bæåïc xêch luïc coìn måïi laì p seî tàng thaình p + ∆p, âæåìng kênh d cuía voìng troìn âi qua tám caïc baín lãö seî tàng lãn thaình d+∆d våïi ∆d = ∆p ⇒ våïi cuìng mäüt sin(π/Z) Hçnh 7.10 læåüng moìn, laìm tàng bæåïc xêch cuìng mäüt læåüng ∆p, nãúu Z tàng, thç ∆d tàng, nghéa laì xêch àn khåïp våïi ràng âéa xêch caìng xa tám âéa ⇒ caìng dãù bë tuäüt xêch hån (hçnh 7.10) ⇒ cáön haûn chãú Z2max Våïi xêch con làn, coï thãø láúy : Z2max = 100÷120. + Z1 vaì Z2 nãn láúy laì säú leí àn khåïp våïi säú màõt xêch chàôn ⇒ caïc baín lãö vaì ràng âéa xêch seî moìn âãöu hån. b) Bæåïc xêch Bæåïc xêch p caìng låïn ⇒ khaí nàng taíi caìng cao, nhæng taíi troüng âäüng, va âáûp vaì tiãúng äön caìng tàng ⇒ khi váûn täúc cao nãn choün bæåïc xêch p nhoí. Tuy nhiãn, khi láúy bæåïc xêch p nhoí, thç khaí nàng taíi cuía bäü truyãön seî giaím, khi âoï våïi xêch äúng con làn âãø baío âaím khaí nàng taíi coï thãø tàng säú daîy xêch. Khi thiãút kãú phaíi kiãøm tra âiãöu kiãûn : p ≤ pmax. Giaï trë pmax tra baíng trong caïc taìi liãûu vãö thiãút kãú chi tiãút maïy. c) Khoaíng caïch truûc vaì säú màõt xêch Khoaíng caïch truûc a = O1O2 (hçnh 7.11). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 73 + Khi a nhoí ⇒ chiãöu daìi xêch nhoí ⇒ säú màõt xêch êt ⇒ táön säú chëu taíi cuía caïc baín lãö xêch seî tàng lãn. Màût khaïc, goïc äm α1 trãn âéa nhoí seî giaím. Khoaíng caïch truûc amin âæåüc choün theo âiãöu kiãûn α1 ≥ 1200 vaì hai âéa xêch khäng chaûm nhau : β β d -d Âiãöu kiãûn α1 ≥ 1200 : α1 = π - β [rad] våïi: sin( ) ≈ = 2 1 ⇒ a min ≥ d 2 - d1 . 2 2 2a Âiãöu kiãûn âãø hai âéa xêch khäng chaûm nhau : a min ≥ 0,5(d a2 + d a1 )+(30÷50)mm våïi d a2 , d a1 laì âæåìng kênh voìng âènh ràng âéa dáùn vaì âéa bë dáùn. Β Α β α1 d2-d1 d1 Ο1 β/2 Ο2 d2 C Hçnh 7.11 D + Khi a quaï låïn ⇒ bäü truyãön cäöng kãönh, säú màõt xêch seî nhiãöu ⇒ khi moìn xêch choïng bë chuìng ⇒ khi laìm viãûc seî rung nhiãöu ⇒ cáön haûn chãú : a max ≤ 80.p Thäng thæåìng nãn láúy a = (30 ÷ 50).p . + Tæì khoaíng caïch truûc a ⇒ suy âæåüc chiãöu daìi xêch (hçnh 7.11) : L = 2AB +AC + BD β (π-β) (π+β) L = 2a.cos( ) + πd1 + πd 2 2 2π 2π β(d 2 - d1 ) β ⇒ L = 2a.cos( ) + 0,5.π(d1 + d 2 ) + våïi : β [rad] 2 2 2 d -d ⎛β⎞ ⎛β⎞ Do : cos ⎜ ⎟ ≈ 1 - 0,5 ⎜ ⎟ vaì : β ≈ 2 1 . a ⎝2⎠ ⎝2⎠ (d2 -d1 )2 Suy ra : L = 2a + 0,5.π(d1 +d2 ) + 4a L Säú màõt xêch X : X = p Thay π.d ≈ Z.p vaìo cäng thæïc tênh L, suy ra : X = 0,5.(Z1 +Z2 ) + 2a 0,25.(Z2 -Z1 )2 .p + p π 2a (7.2) Säú màõt xêch X âæåüc quy troìn theo säú chàôn (âãø traïnh duìng màõt xêch chuyãøn coï maï cong âãø näúi xêch thaình voìng kên). Tæì X suy laûi âæåüc khoaíng caïch truûc a : 2 ⎡ 2 ⎛ Z2 - Z1 ⎞ ⎤ a = 0,25.p ⎢X - 0,5.(Z1 + Z2 ) + [ X - 0,5(Z1 + Z2 )] - 2 ⎜ (7.3) ⎟⎥ ⎢ ⎝ π ⎠⎥ ⎣ ⎦ Âãø xêch khäng quaï càng, aính hæåíng khäng täút âãún âäü moìn cuía xêch, cáön giaím båït khoaíng caïch truûc a mäüt læåüng : ∆a = (0,002 ÷ 0,004).a âäúi våïi caïc bäü truyãön xêch khäng âiãöu chènh âæåüc khoaíng caïch truûc hoàûc caïc bäü truyãön xêch âàût nghiãng mäüt goïc θ < 700 so våïi âæåìng nàòm ngang. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 74 7.2. Cå hoüc truyãön âäüng xêch 1. Váûn täúc vaì tè säú truyãön nZp π.n.d . Xem ràòng: π.d ≈ Z.p ⇒ V = 60.1000 60.1000 Trong âoï : n [voìng/phuït]; Z : säú ràng; p : bæåïc xêch [mm], V[m/s] Váûn täúc voìng trung bçnh trãn hai âéa xêch bàòng nhau ⇒ V1 = V2 ⇒ n1Z1 = n 2 Z2 Váûn täúc trung bçnh cuía xêch : V = ⇒ Tyí säú truyãön trung bçnh : u = n1 Z2 = n 2 Z1 Thæûc ra, trãn âáy laì váûn täúc vaì tyí säú truyãön trung bçnh. Tè säú truyãön tæïc thåìi u cuía bäü truyãön xêch biãún âäøi theo thåìi gian, båíi vç caïc màõt xêch àn khåïp våïi caïc ràng cuía âéa xêch theo hçnh âa giaïc (hçnh 7.12). Trãn âéa dáùn (1), baín lãö A âang àn khåïp, B sàõp vaìo khåïp våïi ràng C. Váûn täúc VA cuía baín lãö âæåüc phán thaình : Vx hæåïng doüc theo nhaïnh xêch (váûn täúc xêch); Vy håïng vuäng goïc våïi nhaïnh xêch. (7.4) Ta coï: Vx = 0,5.ω1.d1.cosθ1 Vy = 0,5.ω1.d1.sinθ1 Vaì: Våïi θ1 thay âäøi tæì −ϕ1 / 2 âãún ϕ1 / 2 ; ϕ1 =2π/Z1 . Tæång tæû cho âéa bë dáùn: Vx = 0,5.ω 2 .d 2 .cosθ 2 (7.5) Våïi θ 2 cuîng thay âäøi tæì −ϕ2 / 2 âãún ϕ2 / 2 ; ϕ2 = 2π/Z2 . Tæì (7.4) vaì (7.5), suy âæåüc tè säú truyãön tæïc thåìi : u= ω1 d 2 .cosθ 2 = ω2 d1.cosθ1 Do θ1 vaì θ 2 thay âäøi theo thåìi gian ⇒ tè säú truyãön tæïc thåìi u vaì vaì váûn täúc xêch VX cuîng VC thay âäøi theo thåìi gian. V’y A B C 1 θ1 ϕ1 θ1 Vy Vx VA ϖ1 Hçnh 7.12 Do váûn täúc cuía xêch vaì cuía âéa bë dáùn thay âäøi theo thåìi gian (cho duì ω1 = hàòng säú) ⇒ xêch chuyãøn âäüng coï gia täúc ⇒ gáy nãn taíi troüng âäüng. Ngoaìi ra, khi baín lãö B vaìo àn khåïp våïi ràng âéa xêch taûi C, thaình pháön váûn täúc theo phæång thàóng âæïng cuía B âiãøm laì Vy, coìn thaình pháön thàóng âæïng cuía váûn täúc cuía âiãøm C laì Vy’, hai thaình pháön naìy hæåïng ngæåüc nhau ⇒ khi Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 75 vaìo khåïp gáy nãn va âáûp baín lãö xêch vaì ràng âéa. Caïc va âáûp liãn tiãúp seî gáy nãn tiãúng äön trong bäü truyãön. Taíi troüng âäüng vaì va âáûp caìng tàng lãn khi säú ràng Z caìng nhoí, khi säú voìng quay n1 vaì bæåïc xêch p caìng tàng (båíi vç khi âoï gia täúc cæûc âaûi cuía xêch vaì thaình pháön Vy’ cuía váûn täúc baín lãö C caìng låïn). Do âoï cáön haûn chãú n1 vaì khäng nãn láúy p quaï låïn. 2. Læûûc taïc duûng trong bäü truyãön xêch a) Læûc càng trãn caïc nhaïnh xêch Khi chæa laìm viãûc, troüng læåüng xêch gáy nãn læûc càng ban âáöu F0 : F0 ≈ K f .q m .a.g [N] Våïi: a : chiãöu daìi âoaûn xêch tæû do (láúy gáön âuïng bàòng khoaíng caïch truûc a); qm : khäúi læåüng mäüt meït xêch; Kf : hãû säú phuû thuäüc âäü voîng f cuía xêch; g : gia täúc troüng træåìng g = 9,81m/s2. Hãû säú Kf = 6, 4, 2 vaì 1 æïng våïi bäü truyãön nàòm ngang, nghiãng mäüt goïc θ < 400, θ ≥ 400 vaì θ = 900. Læu yï ràòng khi goïc nghiãng ϕ cuía bäü truyãön caìng låïn → aính hæåíng cuía troüng læåüng âoaûn xêch tæû do âãún F0 caìng nhoí ⇒ khi ϕ caìng låïn → Kf caìng nhoí. Khi truyãön momen xoàõn T1, trãn caïc màõt xêch àn khåïp våïi ràng âéa xêch seî xuáút hiãûn læûc voìng: Ft ≈ 2T1 / d1 . Luïc naìy, læûc càng trãn hai nhaïnh xêch bë thay âäøi : trãn nhaïnh dáùn F0 tàng lãn thaình F1, trãn nhaïnh bë dáùn F0 biãún thaình thaình F2. Âiãöu kiãûn cán bàòng âéa xêch, cho ta : Ft = F1 - F2 Ngoaìi ra, khi xêch voìng qua âéa xêch seî sinh ra læûc ly tám laìm xuáút hiãûn læûc càng phuû FV trãn caïc nhaïnh xêch : Fv ≈ q m .v 2 . Trong âoï : v : váûn täúc xêch, qm : khäúi læåüng mäüt meït xêch. Tháût váûy, xeït mäüt phán täú xêch chàõn cung dα, læûc ly tám trãn phán täú (hçnh 7.13): d d2 2v 2 2 dFlt = dm. ω = dm. . Maì : dm = q m . .dα . Suy ra : dF lt =q m .v dα 2 2 d (7.6) Læûc ly tám dFlt gáy ra læûc càng phuû FV trãn caïc nhaïnh xêch. ⎛ dα ⎞ ⎟ ≈ Fv dα ⎝2⎠ Âiãöu kiãûn cán bàòng cuía phán täú xêch, cho ta : dFlt =2Fv sin ⎜ (7.7) Tæì (7.6) vaì (7.7) suy ra læûc càng phuû Fv : Fv ≈ q m .v 2 dFlt Toïm laûi, khi laìm viãûc læûc càng trãn caïc nhaïnh xêch : dα/2 ⎧F2 = F0 + Fv ⎨ ⎩F1 = Ft + F2 b) Læûc taïc duûng trãn truûc âéa xêch Læûc taïc duûng lãn âéa xêch do læûc voìng Ft vaì troüng læåüng xêch gáy nãn. Do váûy, læûc Fr taïc duûng lãn truûc âéa xêch âæåüc tênh gáön âuïng theo cäng thæïc: Fr = K x Ft (7.8) FV dα FV T1 FV FV Hçnh 7.13 Våïi KX : hãû säú xeït âãún troüng læåüng xêch. Khi bäü truyãön nàòm ngang hay nghiãng mäüt goïc θ ≤ 400 : Kx = 1,15; khi bäü truyãön nghiãng mäüt goïc θ > 400 hoàûc thàóng âæïng : Kx =1,05 (khi θ caìng nhoí ⇒ aính hæåíng cuía troüng læåüng xêch âãún Fr seî caìng låïn). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 76 Læûc Fr coï âiãøm âàût nàòm trãn âæåìng tám truûc, taûi âiãøm giæîa bãö räüng baïnh xêch, coï chiãöu hæåïng tæì tám baïnh xêch làõp lãn truûc âãún tám baïnh xêch kia. 7.3. Tênh toaïn truyãön âäüng xêch 1. Caïc daûng hoíng vaì chè tiãu tênh toaïn a) Caïc daûng hoíng chuí yãúu Moìn baín lãö xêch Daûng hoíng thæåìng gàûp nháút, vç khi xêch con làn chëu taíi, bãö màût tiãúp xuïc giæîa chäút vaì äúng chëu aïp suáút låïn, coï sæû xoay tæång âäúi khi vaìo vaì ra khåïp våïi ràng âéa xêch, trong âiãöu kiãûn bäi trån ma saït æåït khäng thãø hçnh thaình. Chäút vaì äúng chè moìn mäüt phêa, nãn khi baín lãö xêch bë moìn thç bæåïc xêch p seî tàng lãn, xêch àn khåïp khäng chênh xaïc våïi ràng âéa xêch; caìng bë moìn ⇒ xêch àn khåïp caìng xa tám âéa ⇒ xêch hay bë tuäüt khoíi âéa. Âäöng thåìi, moìn laìm yãúu caïc màõt xêch ⇒ xêch coï thãø bë âæït. Caïc pháön tæí cuía xêch bë hoíng do moíi Caïc pháön tæí cuía xêch nhæ maï xêch, con làn... bë hoíng do moíi dáùn âãún xêch bë âæït, con làn bë räù bãö màût hoàûc bë våî. Hoíng vç moíi do taïc duûng cuía æïng suáút thay âäøi gáy ra båíi taíi troüng laìm viãûc, taíi troüng âäüng hay va âáûp ; thæåìng chè xaíy ra khi bäü truyãön chëu taíi troüng låïn, váûn täúc cao, laìm viãûc trong häüp kên, âæåüüc bäi trån täút nãn êt moìn. Xêch bë âæït Do bäü truyãön bë quaï taíi låïn khi måí maïy hoàûc do taíi troüng va âáûp låïn gáy nãn Moìn ràng, gaîy ràng âéa xêch b) Chè tiãu tênh toaïn Moìn baín lãö laì daûng hoíng nguy hiãøm hån caí ⇒ chè tiãu tênh toaïn bäü truyãön xêch : tênh vãö âäü bãön moìn, theo âiãöu kiãûn : p0 ≤ [ p0 ] Våïi p0 : aïp suáút sinh ra trong baín lãö; [p0] : aïp suáút cho pheïp. 2. Tênh toaïn xêch con làn vãö âäü bãön moìn Aïp suáút sinh ra trong baín lãö xêch phaíi thoía maîn âiãöu kiãûn : F .K p0 = t ≤ [ p0 ] (7.9) A Våïi : Ft : læûc voìng [N]; A laì diãûn têch tênh toaïn cuía baín lãö xêch 1 daîy, A = d0.b0 våïi d0 : âæåìng kênh chäút [mm]; b0 : chiãöu daìi äúng [mm]; [p0] : aïp suáút cho pheïp [MPa], xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm æïng våïi caïc âiãöu kiãûn xaïc âënh. Vç âiãöu kiãûn laìm viãûc thæûc tãú khaïc våïi âiãöu kiãûn thê nghiãûm ⇒ âæa vaìo cäng thæïc (7.9) hãû säú âiãöu kiãûn sæí duûng xêch : K = K d .K a .K 0 .K dc .K b .K C ; K d : hãû säú taíi troüng âäüng. K a : hãû säú xeït âãún chiãöu daìi xêch hay khoaíng caïch truûc a. Xêch caìng daìi → säú láön àn khåïp våïi ràng âéa trong mäüt âån vë thåìi gian seî giaím → xêch êt bë moìn hån ⇒ khi khoaíng caïch truûc a caìng låïn → Ka caìng nhoí Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 77 K 0 : hãû säú xeït âãún caïch bäú trê bäü truyãön (nàòm ngang hay nàòm chãúch mäüt goïc so våïi phæång ngang mäüt goïc θ). Bäü truyãön âàût caìng nghiãng → âäü moìn cho pheïp caìng giaím båíi vç xêch caìng dãù bë tuäüt ⇒ khi goïc nghiãng ϕ caìng låïn → K0 caìng låïn K dc : hãû säú xeït âãún khaí nàng âiãöu chènh læûc càng xêch. Nãúu khoaíng caïch truûc coï thãø âiãöu chènh âæåüc : Kdc = 1; nãúu duìng âéa càng xêch hay con làn càng xêch : Kdc = 1,1; nãúu khäng âiãöu chènh âæåüc khoaíng caïch truûc vaì cuîng khäng coï bäü pháûn càng xêch : Kdc = 1,25. K b : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía âiãöu kiãûn bäi trån. Bäi trån liãn tuûc : Kb = 0,8; bäi trån nhoí gioüt : Kb = 1; bäi trån âënh kyì : Kb = 1,5 KC : hãû säú xeït âãún chãú âäü laìm viãûc liãn tuûc. Âãø thuáûn tiãûn trong tênh toaïn ⇒ biãún âäøi cäng thæïc (7.9) nhæ sau : ⎛ [ p0 ].A.p.Z01.n 01 ⎞ 1 Ft .v ⎛ [ p 0 ] .A ⎞ ⎛ Z1n1p ⎞ 1 1 ≤⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎟ ⇒ N1 ≤ ⎜ 7 1000 ⎝ 1000.K ⎠ ⎝ 60.1000 ⎠ 6.10 ⎝ ⎠ K ( Z01/Z1 ) ( n 01/n1 ) [N ] n Z ⇒ N1 ≤ våïi : K n = 01 ; K Z = 01 ⇒ N t = N1.K.K z .K n ≤ [ N ] (7.10) Z1 KK Z K n n1 [ p ].A.p.Z01.n 01 : cäng suáút cho pheïp xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm æïng våïi Trong âoï : [N] = 0 6.107 caïc âiãöu kiãûn nhæ khi xaïc âënh aïp suáút cho pheïp [p0] : bäü truyãön mäüt daîy, bæåïc xêch p, diãûn têch A, säú ràng âéa xêch nhoí laì Z01 = 25, säú voìng quay âéa dáùn laì n01 (khi thiãút kãú, giaï trë n01 âæåüc tra baíng trong caïc taìi liãûu thiãút kãú chi tiãút maïy). N t âæåüc goüi laì cäng suáút tênh toaïn; N1 : cäng suáút trãn âéa xêch dáùn. N1 = Tæì âoï, suy ra caïch tênh toaïn xêch theo âäü bãön moìn nhæ sau : Càn cæï trãn âiãöu kiãûn sæí duûng thæûc tãú, tra baíng trong säø tay thiãút kãú, xaïc âënh K. Tæì Z1, tênh âæåüc KZ. Choün n01 trong baíng gáön våïi n1 nháút âãø tênh Kn. Tênh âæåüc Nt. Dæûa vaìo n01 âaî choün vaì Nt væìa tênh, tra baíng seî tçm âæåüc bæåïc xêch p thoía maîn âæåüc âiãöu kiãûn N t ≤ [N] , âäöng thåìi tçm âæåüc chiãöu daìi äúng b0 vaì âæåìng kênh chäút d0. Træåìng håüp muäún giaím bæåïc xêch p âãø giaím va âáûp vaì âæåìng kênh caïc âéa xêch, coï thãø duìng nhiãùu daîy xêch ⇒ âiãöu kiãûn choün bæåïc xêch (7.10) tråí thaình : N .K.K z .K n ≤ [N ] Nt = 1 (7.11) KX Våïi KX : hãû säú xeït âãún sæû phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng cho caïc daîy xêch (khi säú daîy xêch caìng tàng, sæû phán bäú cuía taíi troüng lãn caïc daîy xêch caìng khäng âãöu). ÆÏng våïi säú daîy xêch 1; 2; 3; 4 , ta coï : Kx = 1; 1,7; 2,5; 3. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 78 7.4. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön xêch Säú liãûu cho træåïc Cäng suáút N1 , momen xoàõn T1 ; säú voìng quay trong mäüt phuït n1 cuía baïnh dáùn, tyí säú truyãön u ; cäng duûng vaì âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía bäü truyãön. Yãu cáöu Choün loaûi xêch, xaïc âënh säú ràng âéa xêch, bæåïc xêch, khoaíng caïch truûc a, säú màõt xêch, âæåìng kênh caïc âéa xêch, læûc taïc duûng lãn truûc cuía bäü truyãön xêch. Trçnh tæû tiãún haình 1) Choün loaûi xêch So våïi xêch äúng, xêch con làn coï âäü bãön moìn cao hån; chãú taûo xêch con làn khäng phæïc taûp vaì âàõt bàòng xêch ràng ⇒ våïi v < 10÷15m/s, duìng xêch äúng con làn, træåïc hãút duìng mäüt daîy xêch. 2) Choün säú ràng Z1 cuía âéa nhoí. Tênh Z2 = u.Z1 Nãn choün Z1, Z2 laì säú leí, àn khåïp våïi säú màõt xêch chàôn ⇒ traïnh duìng màõt xêch coï maï cong âãø näúi xêch thaình voìng kên, âäöng thåìi xêch moìn âãöu hån. Khi Z caìng nhoí, âéa bë dáùn quay caìng khäng âãöu, va âáûp tàng, moìn caìng nhanh. Nhæng Z1 låïn ⇒ Z2 caìng låïn ⇒ tàng kêch thæåïc âéa xêch vaì dãù gáy tuäüt xêch ⇒ Täúi æu nãn choün theo cäng thæïc kinh nghiãûm : Z1 = 29 − 2.u ≥ 19 trong âoï u laì tyí säú truyãön. 3) Xaïc âënh bæåïc xêch p âæûa trãn cäng suáút tênh toaïn Nt (âiãöu kiãûn 7.10 vaì 7.11). Kiãøm tra âiãöu kiãûn p ≤ pmax. Nãúu khäng thoía maîn thç våïi xêch äúng con làn, phaíi tàng säú daîy xêch âãø giaím giaï trë bæåïc xêch. 4) Âënh så bäü khoaíng caïch truûc a : a ≈ (30÷50)p ⇒ Tênh säú màõt xêch X (cäng thæïc 7.2) vaì quy troìn theo säú chàôn gáön nháút ⇒ Tênh chênh xaïc khoaíng caïch truûc a (cäng thæïc 7.3). Âãø xêch khäng quaï càng, cáön giaím båït khoaíng caïch truûc a mäüt læåüng ∆a = (0,002 ÷ 0,004).a 5) Tênh âæåìng kênh caïc âéa xêch (cäng thæïc 7.1). 6) Tênh læûc taïc duûng lãn truûc cuía bäü truyãön xêch (cäng thæïc 7.8) 7.5. Âaïnh giaï bäü truyãön xêch Æu âiãøm + Coï thãø truyãön momen xoàõn vaì chuyãøn âäüng âãún mäüt säú truûc caïch xa nhau tæång âäúi xa (duìng bäü truyãön âai kêch thæåïc seî cäöng kãönh, tyí säú truyãön khäng äøn âënh do âai laìm viãûc coï træåüt, khäng baío âaím âäü tin cáûy; duìng truyãön âäüng baïnh ràng khäng thuáûn låüi vç phaíi bäú trê nhiãöu baïnh ràng näúi khäng). + So våïi bäü truyãön âai, khaí nàng taíi vaì hiãûu suáút cuía bäü truyãön xêch cao hån, kãút cáúu nhoí goün hån (hiãûu suáút cuía bäü truyãön xêch : η = 0,96 ÷ 0,98). + Læûc taïc duûng lãn truûc bäü truyãön xêch nhoí hån so våïi trong bäü truyãön âai, vç khäng yãu cáöu càng xêch våïi læûc càng ban âáöu (bäü truyãön âai cáön phaíi coï læûc càng ban âáöu nhàòm taûo ra ma saït trãn baïnh âai vaì dáy âai). + Do khäng coï træåüt ⇒ tè säú truyãön trung bçnh laì khäng âäøi. Nhæåüc âiãøm + Coï nhiãöu tiãúng äön khi laìm viãûc do va âáûp khi vaìo khåïp, nháút laì khi âéa xêch coï säú ràng nhoí vaì bæåïc xêch låïn. + Váûn täúc tæïc thåìi cuía xêch vaì cuía âéa bë dáùn khäng äøn âënh. + Baín lãö moìn tæång âäúi nhanh, do bäi trån bãö màût tiãúp xuïc khoï khàn. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 79 + Kãút cáúu phæïc taûp, chi phê chãú taûo vaì baío dæåîng chàm soïc (bäi trån, âiãöu chènh âäü càng cuía xêch...) cao hån so våïi bäü truyãön âai. Phaûm vi sæí duûng Thæåìng duìng âãø truyãön chuyãøn âäüng giæîa caïc truûc coï khoaíng caïch trung bçnh, tæì mäüt truûc âãún mäüt säú truûc, âãø giaím täúc hoàûc tàng täúc. Sæí duûng phäø biãún trong caïc maïy näng nghiãûp, maïy váûn chuyãøn, maïy moí, maïy cäng cuû, tay maïy... Thäng thæåìng cäng suáút truyãön N < 120 KW, khoaíng caïch truûc a âãún 8m. Våïi caïc bäü truyãön coï täúc âäü cao (âéa dáùn làõp våïi truûc âäüng cå), váûn täúc xêch v = 6÷25m/s, tyí säú truyãön u ≤ 3. Våïi bäü truyãön coï täúc âäü cháûm (âéa dáùn làõp åí truûc ra cuía häüp giaím täúc), váûn täúc xêch v = 2÷6m/s, tyí säú truyãön u ≤ 6; khi v ≤ 2m/s, tyí säú truyãön coï thãø lãn tåïi 10÷15. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 80 CHÆÅNG VIII TRUYÃÖN ÂÄÜNG ÂAI 8.1. Khaïi niãûm chung 1. Giåïi thiãûu bäü truyãön âai Bäü truyãön âai (hçnh 8.1) thæåìng bao gäöm: baïnh âai dáùn (1), baïnh âai bë dáùn (2) vaì dáy âai (3) màõc lãn hai baïnh âai. Dáy âai trong bäü truyãön âai laì mäüt kháu mãöm (kháu deío) liãn kãút hai baïnh âai laûi våïi nhau. Caïc baïnh âai âæåüc näúi våïi giaï bàòng khåïp quay. Chuyãøn âäüng quay vaì taíi troüng âæåüc truyãön tæì baïnh dáùn sang baïnh bë dáùn nhåì læûc ma saït giæîa dáy âai vaì baïnh âai. Âãø coï læûc ma saït, cáön phaíi taûo læûc càng ban âáöu F0 trãn caïc nhaïnh âai. Âãø taûo læûc càng ban âáöu F0 trãn hai nhaïnh âai, âäöng thåìi âãø âiãöu chènh læûc càng âai khi dáy âai bë daîn sau mäüt quaï trçnh laìm viãûc, coï thãø duìng troüng læåüng âäüng cå (âäüng cå âæåüc âàût trãn táúm làõc - hçnh 8.3), duìng cå cáúu vêt âãø âáøy âäüng cå dëch chuyãøn trãn raînh træåüt (hçnh 8.4), hoàûc duìng thãm baïnh càng âai (hçnh 8.2). Nhaïnh dáùn n 1 , T1 O2 O1 1 n 2 , T2 2 Nhaïnh bë dáùn 3 Baïnh càng âai (1) Hçnh 8.2 Hçnh 8.1 Khåïp quay G Táúm làõc Vêt âáøy Hçnh 8.3 Hçnh 8.4 Bäü truyãön âai coï thãø duìng âãø truyãön chuyãøn âäüng giæîa hai truûc song song quay cuìng chiãöu (hçnh 8.1), giæîa hai truûc song song quay ngæåüc chiãöu (hçnh 8.5), giæîa hai truûc cheïo nhau (hçnh 8.6) hay càõt nhau. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 81 Dæûa trãn hçnh daûng tiãút diãûn âai, phán thaình: âai deût (hçnh 8.7a), âai thang (hçnh 8.7b), âai troìn (hçnh 8.7c), âai hçnh læåüc (hay âai nhiãöu chãm - hçnh 8.7d). Ngoaìi ra, coìn duìng âai ràng, truyãön læûc nhåì sæû àn khåïp cuía caïc ràng trãn âai vaì trãn baïnh âai (hçnh 8.8). O2 O1 Hçnh 8.5 : Hai truûc quay song song vaì ngæåüc chiãöu nhau Hçnh 8.6 : Hai truûc quay cheïo nhau ZC Bæåïc p ZP a) Âai deût Chiãöu daìi âæåìng chia : LP = p. ZC c) Âai troìn Hçnh 8.7 Âæåìng kênh voìng chán Âæåìng kênh voìng âènh Âæåìng kênh voìng chia Hçnh 8.8: Âai ràng b) Âai thang d) Âai hçnh læåüc 2. Caïc loaûi âai vaì kãút cáúu baïnh âai b a) Caïc loaûi âai Âai deût Gäöm âai da, âai vaíi cao su, âai såüi bäng, âai såüi len, âai laìm bàòng caïc loaûi váût liãûu täøng håüp, trong âoï âai vaíi cao su âæåüc sæí duûng räüng raîi hån caí. h Hçnh 8.9 Âai vaíi cao su Gäöm nhiãöu låïp vaíi bäng vaì cao su âæåüc sun-phua hoïa. Vaíi coï mäâun âaìn häöi låïn hån cao su, âæåüc duìng âãø chëu pháön låïn taíi troüng, coìn cao su baío âaím cho âai laìm viãûc nhæ mäüt khäúi nguyãn, baío vãû låïp vaíi khäng bë hæ haûi vaì náng cao hãû säú ma saït. Âai vaíi cao su coï âäü bãön cao, âaìn häöi täút, êt chëu aính hæåíng cuía âäü áøm vaì thay âäøi nhiãût âäü, tuy nhiãn cao su khäng chëu âæåüc dáöu, xàng vaì cháút kiãöm. Âai da Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 82 Khaí nàng taíi täút, tuäøi thoü cao, chëu va âáûp täút, nhæng âàõt tiãön nãn êt duìng. Âai såüi bäng Mãöm, reí, thêch håüp våïi váûn täúc cao. Do mãöm nãn coï thãø laìm viãûc våïi baïnh âai coï âæåìng kênh nhoí. Khaí nàng taíi tháúp. Khäng duìng âæåüc åí nåi áøm æåït vaì nhiãût âäü cao. Âai såüi len Dãût tæì såüi doüc bàòng len vaì såüi ngang bàòng bäng, chëu taíi troüng va âáûp täút, coï thãø laìm viãûc våïi baïnh âai âæåìng kênh nhoí, nhæng âàõt tiãön nãn êt duìng. Âai laìm bàòng caïc váût liãûu täøng håüp Âäü bãön, tuäøi thoü cao, chëu âæåüc va âáûp, coï thãø truyãön âæåüc cäng suáút låïn (âãún 150KW), coï thãø laìm viãûc våïi váûn täúc cao (v ≤ 60m/s), baïnh âai coï âæåìng kênh nhoí. Âai deût thæåìng chãú taûo thaình nhæîng bàng daìi, khi duìng tuìy theo khoaíng caïch truûc, âæåüc càõt ra vaì näúi laûi thaình voìng kên bàòng caïch daïn, kháu hoàûc duìng caïc chi tiãút kim loaûi. Chiãöu räüng b vaì chiãöu cao h cuía âai deût âæåüc tiãu chuáøn hoïa (hçnh 8.9). Ba dáy âai Hçnh 8.10a : Bäü truyãön âai thang Hçnh 8.10b : Bäü truyãön âai deût (2) b yo h (4) b) Âai såüi bãûn b (1) Hçnh 8.11 yo Hçnh 8.10c : Bäü truyãön âai ràng h (3) Âai thang Màût laìm viãûc cuía âai thang laì hai màût bãn, tiãúp ϕ xuïc våïi caïc raînh hçnh thang tæång æïng trãn baïnh âai (hçnh 8.7b). a) Âai såüi xãúp Ma saït trãn âai thang coï thãø xem nhæ ma saït trãn bt raînh, do âoï ma saït giæîa âai thang vaì baïnh âai låïn hån trong âai deût, âäü baïm cuía âai thang täút hån trãn âai deût. Goïc chãm cuía âai thang : ϕ = 400. Vãö cáúu taûo, âai thang coï hai loaûi: âai såüi xãúp (hçnh 8.11a) vaì âai såüi bãûn (hçnh 8.11b). Caïc låïp såüi xãúp hoàûc såüi bãûn (1) âæåüc bäú trê åí låïp trung hoìa hoàûc âäúi xæïng våïi låïp trung hoìa. Låïp cao su (2) chëu keïo, låïp cao su (3) chëu neïn, baío âaím cho âai laìm viãûc nhæ mäüt khäúi nguyãn Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 83 vaì laìm tàng âäü deío cho âai. Låïp voí (4) bàòng vaíi cao su boüc quanh âai baío vãû vaì laìm giaím moìn cho âai (hçnh 8.11). Âai thang âæåüc chãú taûo thaình voìng liãön, khäng phaíi näúi âáöu, nãn laìm viãûc ãm hån so våïi âai deût näúi âáöu. Kêch thæåïc tiãút diãûn âai âuåüc tiãu chuáøn hoïa: b, h, bt, ϕ, y0, våïi bt laì chiãöu räüng tênh toaïn. Âäúi våïi âai thang thæåìng TCVN quy âënh 6 loaûi kêch thæåïc tiãút diãûn âai Z, O, A, B, C, D (kêch thæåïc tiãút diãûn tàng dáön), tæång æïng våïi tiãu chuáøn Liãn xä ΓOCT : O, A, Б, B, Γ, Д. Chiãöu daìi âai cuîng âæåüc tiãu chuáøn hoïa. låïp vaíi cao su caïc såüi bãûn gán b Hçnh 8.12 : Âai hçnh læåüc Âai hçnh læåüc Gäöm nhiãöu gán phán bäú doüc theo chiãöu räüng vaì nàòm åí màût trong cuía âai (hçnh 8.12). Säú gán thæåìng láúy chàôn : z = 2÷20 gán. Caïc gán naìy tiãúp xuïc våïi caïc raînh hçnh thang trãn baïnh âai (hçnh 8.7d). Trong pháön phàóng cuía âai, coï mäüt säú låïp vaíi cao su vaì caïc såüi bãûn. Âai hçnh læåüc phäúi håüp âæåüc æu âiãøm liãön khäúi vaì deío cuía âai deût våïi âäü baïm täút cuía âai thang ⇒ khaí nàng taíi cao hån âai thang, vaì coï thãø màõc trãn baïnh âai coï âæåìng kênh nhoí hån, laìm viãûc äøn âënh våïi tyí säú truyãön låïn hån. Âai hçnh læåüc cuîng âæåüc chãú taûo thaình voìng liãön, khäng phaíi näúi âáöu. Kêch thæåïc tiãút diãûn (b, H, t, h) vaì chiãöu daìi âai âæåüc tiãu chuáøn hoïa (hçnh 8.12). Tiãu chuáøn Liãn xä ΓOCT quy âënh ba loaûi kêch thæåïc tiãút diãûn âai hçnh læåüc : K, Λ, M (kêch thæåïc tiãút diãûn tàng dáön). Chiãöu daìi âai hçnh læåüc cuîng âæåüc tiãu chuáøn hoïa. Âai ràng Coï thãø xem âai ràng nhæ âai deût coï caïc ràng phán bäú âãöu åí màût trong cuía âai (hçnh 8.8, hçnh 8.10c). Âai ràng âæåüc chãú taûo thaình voìng kên. Bäü truyãön âai ràng hoaût âäüng theo nguyãn lyï àn khåïp, khäng coï træåüt, tyí säú truyãön låïn, hiãûu suáút cao, yãu cáöu læûc càng ban âáöu beï, do âoï læûc taïc duûng lãn truûc vaì äø nhoí. Thäng säú cå baín cuía âai ràng laì mäâun m = p/π, moâun âæåüc tiãu chuáøn hoïa. b) Kãút cáúu baïnh âai Kãút cáúu baïnh âai phuû thuäüc vaìo loaûi âai, khaí nàng cäng nghãû vaì quy mä saín xuáút. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 84 + Baïnh âai coï âæåìng kênh d ≤ 100mm thæåìng âæåüc chãú taûo bàòng dáûp, âuïc, khäng khoeït loîm (hçnh 8.13a). + Khi âæåìng kênh låïn hån duìng baïnh âai khoeït loîm, coï läù (hçnh 8.13b) hoàûc coï 4 âãún 6 nan hoa (hçnh 8.13d) âãø giaím båït khäúi læåüng ⇒ baïnh âai thæåìng gäöm coï ba pháön : vaình ngoaìi tiãúp xuïc våïi âai, moayå âãø làõp lãn truûc vaì âéa hay nan hoa näúi vaình våïi moayå (hçnh 8.13d). (a) (b) Màût truû (c) Màût träúng Vaình ngoaìi Nan hoa Moayå Hçnh 8.13d B Kãút cáúu vaình baïnh âai phuû thuäüc vaìo loaûi âai : + Våïi âai deût : Màût ngoaìi laì màût truû, màût träúng (hçnh 8.13b, c) (màût träúng nhàòm traïnh cho âai khoíi bë tuäüt khoíi baïnh âai theo phæång doüc truûc). + Våïi âai thang: Kêch thæåïc raînh âai hçnh thang âæåüc tiãu chuáøn hoïa ( ϕ,e, t,c, B ) (hçnh 8.14). e t e ϕ a c d Hçnh 8.14: Vaình baïnh âai thang Våïi âai thang, goïc chãm ϕ trãn baïnh âai âæåüc láúy nhoí hån goïc chãm trãn dáy âai: ϕ = 340, 360, 380, 400 båíi vç khi màõc âai lãn baïnh âai vaì bäü truyãön laìm viãûc, pháön âai phêa trãn låïp trung hoìa chëu keïo, pháön dæåïi chëu neïn → goïc chãm thæûc tãú cuía âai bë giaím xuäúng ⇒ cáön phaíi giaím goïc chãm cuía baïnh âai xuäúng cho phuì håüp, nhåì âoï taíi troüng Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 85 seî phán bäú âãöu hån cho âai vaì baïnh âai. Âæåìng kênh baïnh âai caìng nhoí ⇒ âai caìng bë biãún daûng nhiãöu hån ⇒ láúy goïc chãm cuía baïnh âai caìng nhoí. 3. Caïc thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön âai a) Âæåìng kênh tênh toaïn cuía baïnh dáùn d1, baïnh bë dáùn d2 Våïi âai deût : d1, d2 laì âæåìng kênh ngoaìi cuía baïnh âai. Våïi âai thang : d1, d2 laì âæåìng kênh voìng troìn qua låïp trung hoìa cuía caïc âai. Låïp trung hoaì cuía dáy âai laì låïp khäng chëu keïo, maì cuîng khäng chëu neïn khi dáy âai voìng qua caïc baïnh âai. Âæåìng kênh baïnh âai khäng nãn láúy quaï nhoí, nhàòm traïnh cho âai khoíi chëu æïng suáút uäún quaï låïn khi âai voìng qua baïnh âai. b) Goïc äm α1 trãn baïnh âai nhoí d 2 − d1 [Rad] (8.1) a Khi α1 nhoí ⇒ khaí nàng taíi (keïo) cuía bäü truyãön âai seî giaím ⇒ cáön phaíi coï âiãöu kiãûn: α1 ≥ 1500 (våïi âai deût) vaì α1 ≥ 1200 (våïi âai thang). Β Tæång tæû nhæ trong bäü truyãön xêch : α1 ≈ π − Α β α1 d1 β/2 Ο1 d2 - d1 d2 Ο2 Hçnh 8.15 c) Chiãöu daìi âai L Tæång tæû nhæ trong bäü truyãön xêch : (d - d ) 2 L = 2a + 0,5π (d1 + d 2 ) + 2 1 4a (8.2) d) Khoaíng caïch truûc a Tæì L, coï thãø suy ra khoaíng caïch truûc a giæîa hai baïnh âai : 2 ⎤ 1⎡ π(d1 +d 2 ) π(d1 +d 2 ) ⎞ ⎛ a = ⎢L + ⎜L− − 2(d 2 − d1 ) 2 ⎥ (8.3) ⎟ 4⎢ 2 2 ⎥ ⎝ ⎠ ⎣ ⎦ Khi a caìng låïn ⇒ α1 caìng låïn (træåìng håüp u ≠ 1) vaì táön säú thay âäøi æïng suáút trong âai seî giaím ⇒ tuäøi thoü cuía âai tàng lãn (trong mäüt voìng chaûy cuía dáy âai, æïng suáút trong âai thay âäøi giæîa hai giaï trë max vaì min. Khi a caìng låïn ⇒ chiãöu daìi âai L tàng lãn ⇒ säú voìng chaûy cuía âai trong/1giáy = v/L våïi v laì váûn täúc âai, giaím xuäúng ⇒ táön säú thay âäøi æïng suáút trong âai seî giaím). Khi a quaï låïn ⇒ bäü truyãön cäöng kãönh, caïc nhaïnh âai coï thãø bë rung. Do váûy, cáön phaíi khäúng chãú håüp lyï khoaíng caïch truûc amax vaì amin.. Våïi âai thang nãn láúy : a min ≥ 0,55(d1 + d 2 ) + h ; a max = 2(d1 + d 2 ) , våïi h laì chiãöu cao âai thang. Khi a caìng nhoí, säú voìng chaûy cuía âai trong/1 giáy tàng lãn ⇒ tuäøi thoü cuía âai giaím xuäúng ⇒ nãn láúy : v/L= 3 ÷ 5 âäúi våïi âai deût; v/L= 20 ÷ 30 âäúi våïi âai thang. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 86 8.2.Cå hoüc truyãön âäüng âai 1. Váûn täúc vaì tyí säú truyãön Goüi v1 vaì v2 laì váûn täúc voìng trãn baïnh dáùn vaì baïnh bë dáùn. πd 2 n 2 πd1n1 v1 = [m/s] vaì v2 = [m/s] (8.4) 60.1000 60.1000 Trong âoï : d1, d2 [mm]; n1, n2 [voìng /phuït]. Do coï hiãûn tæåüng træåüt âaìn häöi giæîa dáy âai vaì baïnh âai, váûn täúc voìng cuía baïnh bë dáùn giaím xuäúng : v2 < v1. Do âoï thãø viãút: v2 = v1 (1- ξ) , ξ âæåüc goüi laì hãû säú træåüt. n d2 Suy ra tyí säú truyãön u cuía bäü truyãön âai: u = 1 = (8.5) n2 d1 (1− ξ) nd (8.6) Nãúu boí qua hiãûn tæåüng træåüt : u = 1 = 2 n 2 d1 2. Læûc taïc duûng trong bäü truyãön âai a) Læûc càng trãn caïc nhaïnh âai Âãø coï læûc ma saït cáön thiãút giæîa dáy âai vaì baïnh âai ⇒ cáön phaíi màõc âai lãn baïnh âai våïi læûc càng ban âáöu F0 . Khi truyãön momen xoàõn T1, læûc càng trãn nhaïnh dáùn tàng thaình F1, trãn nhaïnh bë dáùn giaím xuäúng coìn F2 (hçnh 8.16a). Xeït cán bàòng baïnh âai, ta coï : α1 d1 T1 = (F1 -F2 ). nhaïnh dáùn 2 nhaïnh bë dáùn 2T T1 ⇒ F1 = 1 + F2 d1 ⇒ F1 = Ft + F2 (8.7) 2T Våïi Ft = 1 : âæåüc goüi laì læûc voìng d1 trãn baïnh dáùn. Giaí sæí âäü tàng læûc càng trãn nhaïnh dáùn bàòng âäü giaím læûc càng trãn nhaïnh bë dáùn : F0 - F2 = F1 - F0 ⇒ F + F2 = 2F0 1 Ft ⎧ ⎪F1 = F0 + 2 ⎪ Tæì (8.7) vaì (8.8) suy ra : ⎨ ⎪F = F − Ft ⎪2 0 2 ⎩ baïnh dáùn (1) F0 ⇒ F1 F0 ⇒ F2 Hçnh 8.16a (8.8) (8.9) Màût khaïc, giæîa læûc càng trãn nhaïnh dáùn F1 vaì læûc càng trãn nhaïnh bë dáùn F2 quan hãû theo cäng thæïc Euler nhæ sau : F1 - q m v 2 = (F2 - q m v 2 ).ef*α1 (8.10) Trong âoï : qm : khäúi læåüng mäüt meït dáy âai; v : váûn täúc daìi cuía âáy âai; Fv = qmv2 chênh laì læûc càng phuû trãn caïc nhaïnh dáy âai do læûc ly tám khi dáy âai voìng qua baïnh âai gáy ra; α1 : goïc äm trãn baïnh âai dáùn; f* : hãû säú ma saït thay thãú (hãû säú ma saït tæång âæång) giæîa baïnh âai vaì dáy âai. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 87 F λ Ft + Fv ; F2 = t + Fv ; λ-1 λ-1 f*α1 våïi : λ = e ; e laì cå säú cuía logarêt Neper. Tæì (8.9) vaì (8.10), suy ra : F1 = b) Læûc taïc duûng trãn truûc baïnh âai Læûc càng trãn caïc baïnh âai truyãön âãún truûc vaì äø truûc. Læûc taïc duûng lãn truûc cuía baïnh âai (hçnh 8.16b) : Fr = F1 + F2 ⇒ ⇒ ⇒ α1 β 2 2 ⎛β⎞ Fr ≈ 2F0 cos ⎜ ⎟ ⎝2⎠ ⎛α ⎞ Fr ≈ 2F0 sin ⎜ 1 ⎟ ⎝2⎠ Ft λ + 1 + Fv (8.11) 2 λ −1 F2 F0 Fr = F + F + 2FF2 cos β 1 2 1 F0 = Fr F1 Hçnh 8.16b (8.12) Thäng thæåìng læûc taïc duûng Fr lãn truûc låïn hån 2 âãún 3 láön læûc voìng Ft. Âáy laì mäüt nhæåüc âiãøm cuía bäü truyãön âai. 3. ÆÏng suáút trong âai Dæåïi taïc duûng cuía læûc càng ban âáöu F0, trãn màût càõt ngang cuía âai xuáút hiãûn æïng suáút càng F ban âáöu σ0 : σ0 = 0 våïi A : diãûn têch tiãút diãûn dáy âai. A Khi âai laìm viãûc, læûc càng trãn caïc nhaïnh âai laì F1, F2 gáy nãn caïc æïng suáút keïo : F1 λ ⎧ ⎪σ1 = A = λ-1 σt +σ v ⎪ (8.13) ⎨ ⎪σ = F2 = σ t +σ ⎪ 2 A λ-1 v ⎩ F våïi : σ v = v æïng suáút do læûc càng phuû FV gáy nãn A F σ t = t æïng suáút coï êch do læûc voìng Ft gáy nãn. A συ1 > συ2 nhaïnh dáùn σ1 > σ2 T1 O2 O1 σ2 nhaïnh bë dáùn συ2 Hçnh 8.17 Ngoaìi ra, trong caïc âoaûn âai voìng qua baïnh âai xuáút hiãûn æïng suáút uäún σu1 , σu2 : Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 88 σu1 = Eh Eh ; σu2 = våïi h laì chiãöu cao tiãút diãûn âai. d1 d2 Do æïng suáút uäún trong âai khi âai voìng qua baïnh âai tyí lãû nghëch våïi âæåìng kênh baïnh âai d vaì tyí lãû thuáûn våïi chiãöu cao dáy âai h ⇒ âãø haûn chãú æïng suáút uäún khäng nãn duìng âai coï chiãöu cao låïn vaì âæåìng kênh baïnh âai quaï nhoí. Nhæ váûy æïng suáút täøng taïc duûng trong âai thay âäøi làûp laûi trong mäüt voìng chaûy cuía âai, âaût trë säú nhoí nháút σmin = σ2 trãn nhaïnh bë dáùn vaì trë säú låïn nháút σmax trãn nhaïnh dáùn khi âai vaìo λ tiãúp xuïc våïi baïnh âai nhoí: σmax = σ1 + σu1 Hay : σmax = σt + σv + σu1 λ-1 ÆÏïng suáút thay âäøi laì nguyãn nhán gáy nãn sæû hoíng vç moíi cuía âai. 4. Hiãûn tæåüng træåüt trong bäü truyãön âai a) Træåüt âaìn häöi Trãn baïnh dáùn (1), âai vaìo tiãúp xuïc våïi baïnh âai taûi A våïi læûc càng F1 ⇒ biãún daûng cuía âai laì λ1, âai råìi khoíi baïnh âai taûi B våïi læûc càng laì F2 ⇒ biãún daûng cuía âai laì λ2 (hçnh 8.18). Do F1 > F2 nãn λ1 > λ2 ⇒ khi âai voìng qua baïnh dáùn, âai bë co laûi, sinh ra sæû træåüt giæîa âai vaì baïnh dáùn, âai chaûy cháûm hån baïnh dáùn. Ngæåüc laûi, trãn baïnh bë dáùn, âai bë daîn dáön ra, âai chaûy nhanh hån baïnh bë dáùn. Hiãûn tæåüng træåüt trãn âáy laì kãút quaí cuía biãún daûng âaìn häöi khaïc nhau trãn hai nhaïnh âai vaì âæåüc goüi laì træåüt âaìn häöi. Træåüt âaìn häöi caìng nhiãöu khi chãnh lãûch læûc càng Ft = F1 - F2 caìng låïn, âo âoï muäún truyãön âæåüc læûc voìng, khäng thãø traïnh khoíi træåüt âaìn häöi ⇒ træåüt âaìn häöi khäng thãø khàõc phuûc âæåüc. Tuy nhiãn, træåüt âaìn häöi khäng xaíy ra trãn toaìn bäü cung äm AB = α1 vaì CD = α2, maì chè xaíy ra trãn cung IB vaì KD (båíi vç, khi måïi vaìo tiãúp xuïc, sæû thay âäøi læûc càng coìn nhoí ⇒ biãún daûng âaìn häöi thay âäøi chæa âaïng kãø, chè sau cung ténh, sæû thay âäøi cuía biãún daûng âaìn häöi måïi roî rãût ⇒ sæû træåüt måïi bàõt âáöu). Cung IB vaì KD goüi laì cung træåüt. Cung AI vaì CK goüi laì cung ténh. Khi taíi troüng Ft caìng tàng thç cung træåüt caìng låïn, cung ténh caìng giaím. I B λ2 O1 T1 α F0 ⇒ F2 C K O2 1 A λ1 > λ2 α2 F0 ⇒ F1 D Hçnh 8.18 b) Træåüt trån Khi læûc voìng Ft tàng lãn âãún mæïc Ft låïn hån læûc ma saït Fms sinh ra giæîa âai vaì baïnh âai, tæïc laì khi bäü truyãön bë quaï taíi ⇒ cung træåüt chiãúm toaìn bäü cung äm ⇒ xaíy ra hiãûn tæåüng træåüt trån hoaìn toaìn giæîa dáy âai vaì baïnh âai dáùn : baïnh bë dáùn dæìng laûi, hiãûu suáút cuía bäü truyãön bàòng khäng. Coï thãø traïnh træåüt trån bàòng caïch cho âai laìm viãûc våïi taíi troüng thêch håüp. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 89 Træåüt âaìn häöi vaì træåüt trån laìm cho tyí säú truyãön cuía bäü truyãön âai khäng äøn âënh, laìm cho âai vaì baïnh âai mau moìn. 5. Khaí nàng keïo, âæåìng cong træåüt vaì âæåìng cong hiãûu suáút Khaí nàng keïo cuía bäü truyãön âai âàûc træng bàòng læûc voìng Ft (hoàûc momen xoàõn T1). 2(λ-1) Boí qua læûc càng phuû FV do læûc ly tám gáy nãn, ta coï : Ft = .F0 hay : Ft = 2.ψ.F0 . λ+1 λ − 1 Ft = Trong âoï : ψ = . ψ âæåüc goüi laì hãû säú keïo ⇒ Khaí nàng keïo cuía bäü truyãön âai λ + 1 2F0 phuû thuäüc vaìo læûc càng ban âáöu F0 vaì hãû säú keïo ψ (tæïc laì vaìo hãû säú ma saït f* giæîa âai vaì baïnh âai vaì goïc äm α1 trãn baïnh âai). Bàòng thæûc nghiãûm, ngæåìi ta xáy dæûng âæåüc âæåìng cong træåüt cho mäúi quan hãû giæîa hãû säú v -v træåüt ξ = 1 2 vaì hãû säú keïo ψ (hçnh 8.19). v1 Ta tháúy, khi ψ tàng tæì 0 âãún giaï trë ψ0, hãû säú træåüt ξ tàng theo tè lãû báûc nháút, båíi vç biãún daûng luïc naìy tuán theo âënh luáût Huïc, âai chè coï træåüt âaìn häöi.. Khi ψ tiãúp tuûc tàng, ngoaìi træåüt âaìn häöi coìn coï træåüt trån tæìng pháön (væìa træåüt âaìn häöi, væìa træåüt trån), ξ tàng nhanh. Khi ψ = ψmax , âai bë træåüt trån hoaìn toaìn, ξ tàng lãn vä haûn. Bàòng thæûc nghiãûm cuîng xáy dæûng âæåüc ξ η âæåìng cong quan hãû giæîa hiãûu suáút η vaì hãû säú keïo ψ, goüi laì âæåìng cong hiãûu suáút (hçnh η 8.19). Trît ÅÍ giai âoaûn âáöu, khi ψ tàng thç η tàng tr¬n hoµn theo theo (do cäng suáút máút maït åí caïc äø truûc toµn giaím tæång âäúi so våïi cäng suáút coï êch). η âaût ξ cæûc âaûi khi ψ = ψ0. Khi ψ > ψ0, hiãûu suáút ψmax ψ0 giaím nhanh (vç xuáút hiãûn máút maït cäng suáút do ψ træåüt trån). Nhæ váûy, âai laìm viãûc coï låüi nháút khi ψ = ψ0, taûi âáy hiãûu suáút låïn nháút vaì khaí nàng keïo cuía âai tæång âäúi låïn. ψ0 âæåüc goüi laì khaí nàng keïo tåïi haûn cuía bäü truyãön âai. Vïng trît ®µn håi Hçnh 8.19 Vïng trît tr¬n tõng phÇn 8.3. Tênh toaïn truyãön âäüng âai 1. Chè tiãu tênh toaïn truyãön âäüng âai Màûc duì âai chæa bë âæït nhæng khäng thãø laìm viãûc âæåüc nãúu taíi troüng taïc duûng væåüt quaï khaí nàng keïo cuía âai æïng våïi hãû säú keïo tåïi haûn ψ0 (khi âoï âai bë træåüt trån tæìng pháön) ⇒ khaí nàng keïo laì chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc cuía bäü truyãön âai. σ Chè tiãu naìy âæåüc baío âaím nãúu thoaí maîn : ψ = t ≤ ψ0 ⇒ σt ≤ 2ψ0σ0 2σ0 Màût khaïc, do taïc duûng cuía æïng suáút thay âäøi làûp laûi sau mäüt voìng chaûy cuía âai ⇒ âai coï thãø bë hoíng do moíi sau mäüt säú chu kyì laìm viãûc nháút âënh ⇒ bãn caûnh khaí nàng keïo, tuäøi thoü cuîng laì mäüt chè tiãu quan troüng. Chè tiãu naìy âæåüc baío âaím nãúu σt nhoí hån mäüt giaï trë cho pheïp. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 90 Bàòng thæûc nghiãûm, ngæåìi ta xaïc âënh âæåüc trë säú æïng suáút cho pheïp [ σ t ] âaím baío hai âiãöu kiãûn nãu trãn âãø âai coï thãø laìm viãûc khäng bë træåüt trån (âaím baío khaí nàng keïo) vaì láu bãön (âaím baío âæåüc tuäøi thoü). Nhæ váûy âai âæåüc tênh toaïn theo âiãöu kiãûn : F σ t = t .K â σ t ≤ [ σ t ] våïi: A Trong âoï : Ft : læûc voìng [N]; A : diãûn têch tiãút diãûn âai [mm2]; σt : æïng suáút coï êch [MPa]; [ σt ] : æïng suáút coï êch cho pheïp [MPa]; Kâ : hãû säú taíi troüng âäüng, kãø âãún aính hæåíng cuía taíi troüng âäüng vaì chãú âäü laìm viãûc cuía bäü truyãön (tra baíng trong caïc säø tay thiãút kãú). 2. Tênh toaïn âai deût Våïi âai deût : A = b.h våïi b vaì h: bãö räüng vaì chiãöu cao cuía âai deût. Læûc voìng : 1000N1 Ft = våïi N1 : cäng suáút trãn baïnh chuí âäüng [kW]; v : váûn täúc âai [m/s] v ÆÏng suáút coï êch cho pheïp : [ σt ] = [ σt ]0 CαCVCb Trong âoï : + [ σ t ]0 : æïng suáút coï êch cho pheïp xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm våïi âiãöu kiãûn ψ = ψ0 , tyí säú truyãön u = 1 (d1 = d2 vaì α1 = 1800 ), bäü truyãön nàòm ngang, váûn täúc v = 10m/s, taíi troüng laìm viãûc ãm (khäng coï va âáûp). + Cα : hãû säú kãø âãún goïc äm trãn baïnh âai nhoí (khi goïc äm α1 caìng beï thç khaí nàng keïo cuía bäü truyãön caìng beï). Cα = 1 − 0, 033(180 − α1 ) trong âoï : α1 tênh bàòng âäü + CV : hãû säú kãø âãún aính hæåíng cuía váûn täúc voìng (khi váûn täúc voìng caìng låïn, læûc ly tám caìng låïn, khaí nàng keïo cuía bäü truyãön caìng giaím). Cv =1,04-0,0004.v2 våïi âai vaíi cao su. + Cb : hãû säú kãø âãún aính hæåíng cuía caïch bäú trê bäü truyãön vaì caïch càng âai. Bäü truyãön coï bäü pháûn tæû càng âai : Cb = 1; khi 0 ≤ β ≤ 60 ⇒ Cb = 1; khi 60 ≤ β ≤ 80 ⇒ Cb = 0,9; khi 80 < β ≤ 90 ⇒ Cb = 0,8. Thay thãú A, Ft vaì [ σt ] , suy ra cäng thæïc xaïc âënh bãö räüng B cuía âai deût : b≥ 1000.N1.Kd [σt ]0 .h.v.Cb .Cα .Cv (8.14) Thäng thæåìng choün h theo d1 sao cho h/d1 khäng quaï låïn, nhàòm traïnh æïng suáút uäún quaï låïn trãn baïnh âai nhoí (hhi h/d1 quaï låïn ⇒ æïng suáút uäún sinh ra trong âai : σu1 = hE / d1 seî quaï låïn). 3. Tênh toaïn truyãön âäüng âai thang Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 91 Goüi z laì säú âai. Tiãút diãûn âai hçnh thang : A = A1.z, trong âoï: A1: diãûn têch mäüt âai, phuû thuäüc vaìo loaûi tiãút diãûn âai, loaûi tiãút diãûn âai thang âæåüc choün theo momen xoàõn T1 taïc duûng lãn baïnh dáùn (tra baíng trong caïc taìi liãûu thiãút kãú chi tiãút maïy). F F .K Âiãöu kiãûn bãön : σt = t .Kâ ≤ [ σt ] tråí thaình : σt = t d ≤ [ σt ] A A1.z N.Kd F .K F .v.Kd z≥ t ⇒ z≥ t d ⇒ ⇒ z≥ (8.15) A1.[ σt ] A1.v.[ σt ] [ N] Trong âoï: N : cäng suáút taïc duûng trãn baïnh dáùn [kW] [ N] = A1.v.[σt ] : cäng suáút coï êch cho pheïp [kW]: [ N] = [ N]0 .Cα .Cu .CL .Cz [ N ]0 : cäng suáút coï êch cho pheïp xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm cho mäùi loaûi tiãút diãûn âai, æïng våïi d1 xaïc âënh vaì váûn täúc v khaïc nhau, våïi âiãöu kiãûn säú âai z =1, tyí säú truyãön u =1, goïc äm α1 = 1800, chiãöu daìi l0, laìm viãûc khäng coï va âáûp (tra baíng trong caïc taìi liãûu thiãút kãú chi tiãút maïy). Vç âiãöu kiãûn laìm viãûc thæûc tãú cuía âai khaïc våïi âiãöu kiãûn thê nghiãûm âãø xaïc âënh [ N ]0 , do âoï cáön hiãûu chènh laûi [N] bàòng caïc hãû säú tæång æïng : Cα : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía goïc äm α1 (khi α1 tàng ⇒ khaí nàng keïo cuía bäü truyãön tàng). Cu : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía tè säú truyãön u (khi u tàng ⇒ d2 tàng, âai êt bë uäún hån khi voìng qua baïnh âai låïn). CL : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía chiãöu daìi âai L (khi L/L0 tàng ⇒ táön säú thay âäøi æïng suáút trong âai giaím ⇒ tuäøi thoü bäü truyãön tàng lãn) C z : hãû säú xeït âãún sæû phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng cho caïc âai (khi z tàng ⇒ taíi troüng caìng phán bäú khäng âãöu trãn caïc âai) Säú âai z khäng nãn quaï 6 âai, vç khi z caìng låïn taíi troüng caìng phán bäú khäng âäöng âãöu cho caïc âai, âäöng thåìi laìm tàng chiãöu räüng baïnh âai. 8.4. Trçnh tæû thiãút kãú truyãön âäüng âai Säú liãûu cho træåïc Cäng suáút truyãön låïn nháút N [kW], säú voìng quay trong mäüt phuït n1 cuía baïnh dáùn, tyí säú truyãön u, cäng duûng vaì âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía bäü truyãön, caïch bäú trê bäü truyãön. Yãu cáöu xaïc âënh Váût liãûu âai (loaûi âai) vaì caïc kêch thæåïc cå baín cuía tiãút diãûn âai, kêch thæåïc cuía baïnh âai, khoaíng caïch truûc a, chiãöu daìi âai L, säú âai Z (våïi âai thang), læûc taïc duûng lãn truûc cuía bäü truyãön. 1. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön âai deût a) Choün loaûi âai theo âiãöu kiãûn laìm viãûc. Khi v < 30m/s, nãn duìng âai vaíi cao su. N b) Xaïc âënh d1 theo cäng thæïc kinh nghiãûm : d1 = (1100 ÷1300) 3 1 . Choün d1 theo trë säú n1 tiãu chuáøn. Kiãøm nghiãûm váûn täúc âai : v = πd1n1 ≤ 25 ÷ 30m/s . Nãúu v quaï låïn cáön choün d1 nhoí hån. 60.1000 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 92 c) Tênh d2 = u.d1 (1- ξ) (våïi âai deût bàòng vaíi cao su : ξ = 0,01 ) Choün d2 theo trë säú tiãu chuáøn. Tênh laûi säú voìng quay thæûc tãú : n,2 = (1- ξ).n1 d1 d2 Nãúu n,2 sai lãûch nhiãöu so våïi n2 (låïn hån 3÷5%), cáön choün laûi d1 vaì d2. d) Xaïc âënh khoaíng caïch truûc a vaì chiãöu daìi âai L : Coï thãø choün a theo chiãöu daìi täúi thiãøu Lmin : L = Lmin , våïi Lmin tênh theo âiãöu kiãûn âaím baío v säú voìng chaûy cuía âai = 3 ÷ 5 láön/giáy hay Lmin = v/(3 ÷ 5) Sau âoï, xaïc âënh a theo Lmin. L Kiãøm tra âiãöu kiãûn : a ≥ 2(d1 +d2 ) nhàòm giaím táön säú thay âäøi æïng suáút trong âai coï låüi vãö tuäøi thoü vaì baío âaím α1 khäng quaï nhoí aính hæåíng âãún khaí nàng keïo cuía âai. Nãúu khäng thoía maîn âiãöu kiãûn naìy, láúy a = 2(d1 +d2 ) vaì tênh laûi L. Âãø näúi âai, cáön tàng L thãm mäüt læåüng 100÷400mm, tuìy theo caïch näúi. e) Tênh goïc äm α1. Kiãøm nghiãûm âçãöu kiãûn : α1 ≥ 150 (goïc äm quaï nhoí seî laìm giaím khaí nàng taíi cuía bäü truyãön âai). Nãúu khäng thoía maîn âiãöu kiãûn naìy, cáön tàng a hay duìng puli càng âai. f) Xaïc âënh chiãöu cao h vaì bãö räüng b cuía âai deût (choün træåïc chiãöu cao h theo trë säú tiãu chuáøn vaì sau âoï tênh b theo âiãöu kiãûn (8.14), láúy b theo trë säú tiãu chuáøn). g) Tênh bãö räüng B cuía baïnh âai : B = 1,1b + (10÷15)mm. h) Tênh læûc taïc duûng lãn truûc cuía bäü truyãön âai theo cäng thæïc (8.12). 2. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön âai thang a) Choün loaûi tiãút diãûn âai theo cäng suáút cáön truyãön N1 vaì säú voìng quay n1 (tra baíng trong caïc taìi liãûu thiãút kãú chi tiãút maïy). Coï thãø choün vaìi phæång aïn âãø tênh toaïn vaì cuäúi cuìng quyãút âënh phæång aïn täúi æu. b) Xaïc âënh âæåìng kênh d1 cuía baïnh âai nhoí : tra baíng trong caïc taìi liãûu thiãút kãú chi tiãút maïy tuìy theo loaûi tiãút diãûn âai âæåüc choün seî coï d1min, láúy: d1 = 1,2d1min, d1 theo trë säú tiãu chuáøn. Tênh váûn täúc âai v. Nãúu v > 25m/s nãn duìng d1 nhoí hån. Tênh d2. Láúy d2 theo trë säú tiãu chuáøn. d Kiãøm nghiãûm laûi säú voìng quay thæûc tãú n,2 = (1- ξ).n1 1 (sai säú khäng âæåüc væåüt quaï 4% so d2 våïi yãu cáöu). c) Xaïc âënh a khoaíng caïch truûc a vaì chiãöu daìi L cuía âai : a âæåüc choün dæûa trãn yãu cáöu vãö kãút cáúu cuía maïy hoàûc dæûa vaìo u vaì d1 âãø tra baíng tçm ra a. Kiãøm tra âiãöu kiãûn : 2(d1 +d2 ) ≥ a ≥ 0,55(d1 +d2 ) + h våïi h laì chiãöu cao cuía âai thang. Tênh L theo a vaì quy troìn L theo tiãu chuáøn, sau âoï tênh chênh xaïc a theo L tiãu chuáøn. d) Tênh goïc äm α1. Kiãøm nghiãûm âiãöu kiãûn : α1 ≥ 120 . N.Kd e) Xaïc âënh säú âai z cáön thiãút: z ≥ [ N] Z phaíi laì säú nguyãn vaì khäng nãn quaï 5÷12 âai. f) Tênh bãö räüng B cuía baïnh âai vaì âæåìng kênh ngoaìi cuía baïnh âai. g) Tênh læûc taïc duûng lãn truûc cuía bäü truyãön âai theo cäng thæïc (8.12). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 93 8.5. Âaïnh giaï bäü truyãön âai Æu âiãøm + Kãút cáúu âån giaín, giaï thaình haû + Laìm viãûc ãm, khäng äön nhåì âäü deío cuía âai ⇒ thêch håüp våïi váûn täúc v låïn + Coï khaí nàng truyãön âäüng giæîa hai truûc xa nhau + Âãö phoìng âæåüc quaï taíi cho maïy, nhåì âai træåüt trån trãn baïnh âai khi quaï taíi. Nhæåüc âiãøm + Khuän khäø kêch thæåïc låïn (cuìng âiãöu kiãûn laìm viãûc, âæåìng kênh baïnh âai låïn hån 5 láön âæåìng kênh baïnh ràng) + Tyí säú truyãön u khaïc hàòng säú, do sæû træåüt âaìn häöi khäng traïnh khoíi cuía âai. + Læûc taïc duûng lãn truûc vaì äø låïn, do phaíi càng âai våïi læûc càng ban âáöu F0 (låïn gáúp tæì 2 âãún 3 láön so våïi læûc taïc duûng tæì bäü truyãön baïnh ràng truyãön âãún truûc vaì äø. + Tuäøi thoü âai tháúp (trong khoaíng tæì 1000h âãún 5000h). Phaûm vi sæí duûng Truyãön âäüng âai âæåüc duìng khi cáön truyãön âäüng giæîa hai truûc caïch nhau khaï xa. Trong hãû truyãön âäüng cå khê, âai thæåìng âàût åí cáúp nhanh (chëu taíi nhoí hån) hay bäú trê saït våïi âäüng cå nhàòm âãö phoìng quaï taíi cho maïy. Truyãön âäüng âai âæåüc sæí duûng âãø truyãön cäng suáút dæåïi 50 kW, váûn täúc tåïi 30m/s. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 94 Chæång IX TRUYÃÖN ÂÄÜNG VÊT - ÂAI ÄÚC 9.1. Khaïi niãûm chung 1. Giåïi thiãûu bäü truyãön vêt - âai äúc Bäü truyãön vêt âai äúc duìng âãø biãún âäøi chuyãøn âäüng quay thaình chuyãøn âäüng tënh tiãún nhåì sæû tiãúp xuïc vaì âáøy nhau cuía ren vêt vaì ren âai äúc. Bao gäöm hai bäü pháûn chênh: vêt (1) coï ren ngoaìi, âai äúc (2) coï ren trong (hçnh 9.1). Vêt Hçnh 9.1a Âai äúc Hçnh 9.1b Tuìy theo yãu cáöu vãö bäú trê kãút cáúu vaì sæí duûng coï thãø coï caïc phæång aïn phäúi håüp chuyãøn âäüng cuía vêt vaì âai äúc nhæ sau : V n Vêt me 1 Âai äúc 2 Hçnh 9.2a : Cå cáúu chaûy dao trong maïy tiãûn 1 2 n V + Vêt quay, âai äúc tënh tiãún Vê duû vêt chaûy dao trong maïy tiãûn trãn hçnh 9.2a : hai âáöu vêt 1 âæåüc âàût trãn hai gäúi âåî, âai äúc gàõn cæïng våïi baìn chaûy dao, baìn chaûy dao näúi våïi thán maïy bàòng khåïp træåüt (duìng säúng træåüt hay raînh træåüt); khi quay vêt 1, âai äúc gàõn våïi baìn chaûy dao seî chuyãøn âäüng tënh tiãún so våïi thán maïy. + Vêt væìa quay væìa tënh tiãún, âai äúc cäú âënh Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 95 Vê duû cå cáúu maïy eïp, cå cáúu kêch vêt (hçnh 9.2b). + Âai äúc quay, vêt tënh tiãún. Vê duû cå cáúu kêch vêt trãn hçnh 9.2c vaì hçnh 9.2d. Trãn hçnh 9.2c baïnh ràng noïn 3 gàõn cäú âënh våïi âai äúc 2 vaì näúi våïi thán maïy bàòng khåïp quay, do âoï khi quay baïnh ràng 3, âai äúc seî quay, coìn vêt seî tënh tiãún. Trãn hçnh 9.3d thay vç duìng bäü truyãön baïnh ràng noïn, duìng bäü truyãön truûc vêt. a b) c) d) Hçnh 9.2 : Cå cáúu kêch vêt 2. Phán loaûi bäü truyãön vêt âai äúc Tuìy theo hçnh daûng ren trong tiãút diãûn doüc truûc âæåüc sæí duûng, bäü truyãön vêt âai äúc âæåüc chia thaình caïc loaûi: Bäü truyãön vêt âai äúc duìng ren hçnh thang (hçnh 9.3a): coï âäü bãön khaï cao, dãù gia cäng, tiãúp nháûn âæåüc taíi troüng doüc truûc låïn, thæåìng duìng trong caïc cå cáúu truyãön læûc hai chiãöu. Trong caïc vêt taíi, âãø taûo læûc doüc truûc låïn, thæåìng duìng ren hçnh thang bæåïc låïn. Trong vêt me cuía cå cáúu chaûy dao maïy tiãûn, âãø giaím ma saït, tàng hiãûu suáút truyãön âäüng, thæåìng duìng ren nhiãöu âáöu mäúi. Âãø khæí khe håí do moìn, âai äúc cuía vêt me thæåìng gäöm hai næía (âai äúc hai næía, âai äúc gheïp - hçnh 9.4a). Bäü truyãön vêt âai äúc duìng ren hçnh ràng cæa (hçnh 9.3b) : hiãûu suáút truyãön âäüng tæång âäúi cao, duìng trong caïc bäü truyãön chëu læûc theo mäüt chiãöu nháút âënh (vêt cuía maïy eïp, vêt cuía cå cáúu kêch vêt,...). Âäúi våïi cå cáúu kêch vêt, âãø dãù tæû haîm, thæåìng duìng ren mäüt âáöu mäúi (coï goïc vêt γ beï). Bäü truyãön vêt âai äúc duìng ren hçnh vuäng (hçnh 9.3c): hiãûu suáút truyãön âäüng ráút cao nhæng ren vuäng khoï chãú taûo, khi moìn taûo thaình khe håí doüc truûc khoï khàõc phuûc, do âoï hiãûn nay êt duìng. Bäü truyãön vêt âai äúc duìng ren tam giaïc (hçnh 9.3d) âãø thæûc hiãûn caïc dëch chuyãøn chênh xaïc, khäng quan tám âãún hiãûu suáút truyãön âäüng. Âãø thæûc hiãûn dëch chuyãøn chênh xaïc, duìng ren bæåïc nhoí. Âãø âaím baío cho bäü truyãön khäng coï khe håí, duìng âai äúc keïp (hçnh 9.4b). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 96 300 30 Hçnh 9.3a : Ren hçnh thang Hçnh 9.3b : Ren ren cæa 600 p d d1 Hçnh 9.3a : Ren hçnh vuäng d2 Hçnh 9.3d :Ren tam giaïc Âãûm kim loaûi Âai äúc 1 Vêt âiãöu chènh Âai äúc 2 Hçnh 9.4b: Âai äúc keïp Hçnh 9.4a: Âai äúc hai næía + Ngoaìi ra, âãø giaím ma saït, do âoï giaím âæåüc âäü moìn cuía vêt vaì tàng âæåüc hiãûu suáút truyãön âäüng, âäöng thåìi coï thãø náng cao âäü chênh xaïc cuía chuyãøn âäüng, gáön âáy sæí duûng räüng raîi bäü truyãön vêt âai äúc bi. Kãút cáúu bäü truyãön vêt âai äúc bi nhæ trãn hçnh 9.5a vaì b. Giæîa caïc raînh cuía âai äúc (1) vaì vêt (2) coï âàût caïc viãn bi (3), nhåì âoï ma saït træåüt giæîa ren vêt vaì ren âai äúc biãún thaình ma saït làn giæîa caïc viãn bi våïi ren vêt vaì ren âai äúc. Âãø baío âaím ma saït làn hoaìn toaìn, bi cáön phaíi chuyãøn âäüng liãn tuûc nhåì maïng (4) âãø dáùn bi tæì raînh cuäúi cuía âai äúc vãö raînh âáöu (coìn goüi laì raînh häöi bi). Âãø khæí khe håí giæîa vêt vaì âai äúc hçnh thaình trong quaï trçnh truyãön læûc, ngæåìi ta duìng âai äúc keïp (hçnh 9.5c) bao gäöm hai âai äúc (1) vaì (2), åí giæîa âàût voìng càng (3) coï bãö màût âæåüc âaïnh boïng våïi chiãöu daìy nháút âënh âãø taûo nãn læûc càng så bäü khæí khe håí giæîa âai äúc vaì bi. Baìi giaíng C såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 97 Nhåì voìng càng, caïc raînh cuía hai âai äúc tyì saït vaìo bãö màût viãn bi vaì do âoï khe håí bë triãût tiãu (hçnh 9.5c vaì 9.5d). Raînh häöi bi Vêt 4 a) Âáöu vêt mäúi ren Âai äúc (2) Vêt (1) Bi (3) b) Âäüng cå (4) d Bæåïc p Giaï (5) Hçnh 9.5a, b : Vêt me - âai äúc bi Voìng càng (3) Âai äúc (1) c) Âai äúc (2) Âai äúc (1) Voìng càng (3) Âai äúc (2) d) Hçnh 9.5c, d : Âiãöu chènh khe håí trong cå cáúu vêt - âai äúc bi So våïi cå cáúu vêt - âai äúc thæåìng, cå cáúu vêt - âai äúc bi coï hiãûu suáút cao hån (do giaím âæåüc ma saït giæîa caïc bãö màût tiãúp xuïc, hiãûu suáút coï thãø âaût 0,9÷0,95) vaì coï thãø baío âaím chuyãøn âäüng äøn âënh åí váûn täúc nhoí; êt bë nung noïng; âäü chênh xaïc cao hån. Nhæåüc âiãøm laì âäü cæïng væîng tháúp hån, haình trçnh ngàõn hån vaì bäi trån thæåìng khoï thæûc hiãûn. 3. Caïc thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön vêt âai äúc Caïc thäng säú cuía ren + Âæåìng kênh ngoaìi (âæåìng kênh danh nghéa) cuía ren vêt d, cuía ren âai äúc D. + Âæåìng kênh trong cuía ren vêt d1, cuía ren âai äúc D1. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 98 + Âæåìng kênh trung bçnh cuía ren vêt : d 2 = d1 + d D +D , cuía ren âai äúc : D 2 = 1 2 2 α p h d1 d2 d Hçnh 9.6 + Bæåïc ren : p Bæåïc ren coï hai loaûi : bæåïc nhoí vaì bæåïc låïn. + Bæåïc xoàõn vêt pX (bæåïc cuía âæåìng xoàõn äúc). + Säú mäúi ren cuía vêt : n Våïi ren mäüt âáöu mäúi : pX = p ; Våïi ren n âáöu mäúi : pX = np + Goïc vêt γ (goïc náng cuía âæåìng xoàõn äúc trãn màût truû trung bçnh). p np tgγ = x = Ta coï : πd 2 πd 2 (9.1) + Goïc präfin ràng (goïc tiãút diãûn ràng) : α + Chiãöu cao laìm viãûc cuía ren : h Caïc thäng säú khaïc + Chiãöu cao cuía âai äúc H + Säú voìng ren cuía âai äúc x + Khoaíng dëch chuyãøn cáön thiãút l0 cuía vêt hay cuía âai äúc (chiãöu cao náng trong kêch vêt, haình trçnh baìn chaûy dao trong cå cáúu chaûy dao...) + Chiãöu daìi lr cuía pháön gia cäng ren trãn vêt, lr phuû thuäüc vaìo khoaíng dëch chuyãøn cáön thiãút l0 cuía vêt hay âai äúc. Våïi kêch vêt thæåìng láúy : lr = (8 ÷ 10)d . + Khoaíng caïch giæîa hai gäúi âåî vêt : l + Âæåìng kênh ngoaìi cuìng cuía âai äúc De . Thæåìng choün bàòng : De = (3 ÷ 3,5)d . ds p x np = = + Tyí säú cho biãút chuyãøn vë cuía mäüt trong hai chi tiãút so våïi goïc quay cuía dϕ 2 π 2 π chi tiãút kia. 9.2. Tênh toaïn bäü truyãön vêt âai äúc 1. Caïc daûng hoíng chuí yãúu vaì chè tiãu tênh toaïn Daûng hoíng chuí yãúu laì moìn màût ren ⇒ cáön tênh toaïn bäü truyãön theo âäü bãön moìn theo âiãöu kiãûn: p 0 ≤ [ p 0 ] trong âoï : p0 : aïp suáút trãn màût ren, [ p 0 ] : aïp suáút cho pheïp. Muäún giaím moìn cáön choün váût liãûu thêch håüp vaì bäi trån täút. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 99 Ngoaìi ra, caïc vêt chëu læûc låïn coï thãø gaîy hoíng do khäng âuí âäü bãön ⇒ cáön kiãøm nghiãûm vêt vãö âäü bãön. Våïi caïc vêt daìi vaì chëu neïn ⇒ coï thãø bë uäún doüc vaì khäng äøn âënh ⇒ cáön kiãøm nghiãûm vêt vãö äøn âënh (tênh vãö uäún doüc). 2. Tênh bäü truyãön vêt âai äúc theo âäü bãön moìn AÏp suáút sinh ra trãn bãö màût tiãúp xuïc giæîa ren vêt vaì âai äúc phaíi thoía maîn âiãöu kiãûn : Fa p0 = ≤ [ p0 ] πd 2 hx Fa : læûc doüc truûc [N], d2 : âæåìng kênh trung bçnh cuía vêt [mm], h: chiãöu cao laìm viãûc cuía ren [mm], x: säú voìng ren trãn âai äúc. Ta coï : h = ψ h .p våïi : p laì bæåïc ren Våïi ren thang, hãû säú ψ h = 0,5 ; ren ràng cæa : ψ h = 0, 75 ; ren tam giaïc : ψ h = 0,54 H våïi H : chiãöu cao âai äúc. p Fa p0 = ≤ [ p0 ] Suy ra : πd 2ψ h H Vaì: x = Âàût: H = ψHd2 Hãû säú ψ h = 1, 2 ÷ 2,5 âäúi våïi âai äúc nguyãn vaì ψ h = 2,5 ÷ 3,5 âäúi våïi âai äúc gheïp. Suy ra: d2 ≥ Fa πψ h ψ H [ p 0 ] (9.2) Láúy d2 theo giaï trë tiãu chuáøn. Tra tiãu chuáøn ⇒ caïc thäng säú khaïc cuía vêt nhæ d, d1 , p. Aïp suáút cho pheïp : [ p 0 ] = 11 ÷ 13MPa âäúi våïi vêt bàòng theïp täi - âai äúc bàòng âäöng thanh; [ p 0 ] = 8 ÷ 10MPa âäúi våïi theïp khäng täi - âäöng thanh; [ p 0 ] = 4 ÷ 6MPa âäúi våïi theïp khäng täi - gang. 3. Tênh bäü truyãön vêt âai äúc vãö âäü bãön Khi laìm viãûc, vêt væìa chëu keïo (hoàûc neïn) væìa chëu xoàõn ⇒ âiãöu kiãûn bãön: σ td = σ 2 + 3τ2 ≤ [ σ ] (9.3) (theo lyï thuyãút bãön thãú nàng biãún âäøi hçnh daïng - lyï thuyãút bãön thæï 4) Trong âoï : 4F σ laì æïng suáút keïo do læûc doüc truûc Fa : σ = a2 πd1 τ laì æïng suáút xoàõn do momen xoàõn T (momen laìm quay vêt hay âai äúc) : τ = T 16T =3 W0 πd1 d1 : âæåìng kênh trong cuía ren vêt W0 : momen chäúng xoàõn cuía vêt σ [σ]: æïng suáút cho pheïp : [ σ] = ch s σch : giåïi haûn chaíy cuía váût liãûu; s : hãû säú an toaìn, coï thãø láúy : s = 3. 4. Tênh bäü truyãön vêt âai äúc theo âiãöu kiãûn äøn âënh Âãø vêt khäng bë hoíng do uäún doüc, læûc neïn phaíi thoaí maîn âiãöu kiãûn äøn âënh Euler: Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 100 Fth (9.4) s Våïi : Fa : læûc doüc truûc; Fth : taíi troüng tåïi haûn; s : hãû säú an toaìn vãö äøn âënh s = 2,5÷4. Fa ≤ Taíi troüng tåïi haûn Fth âæåüc xaïc âënh dæûa trãn âäü mãöm λ cuía vêt: µl i µ : hãû säú phuû thuäüc vaìo phæång phaïp cäú âënh hai âáöu vêt. l : chiãöu daìi tênh toaïn cuía vêt. λ= µ = 1 : khi hai âáöu vêt âàût trãn äø truûc coï chiãöu daìi äø B ≤ 2d0 våïi d0 : âæåìng kênh äø µ = 2 : khi mäüt âáöu bë ngaìm, mäüt âáöu tæû do µ = 0,7 : khi mäüt âáöu bë ngaìm, mäüt âáöu âàût trãn äø truûc coï chiãöu daìi äø B ≤ 2d0 µ = 0,5 : khi caí hai âáöu bë ngaìm Læu yï nãúu duìng âai äúc laìm gäúi âåî thæï hai ⇒ coi nhæ vêt bë ngaìm mäüt âáöu. Våïi vêt hai gäúi âåî ⇒ chiãöu daìi tênh toaïn l laì khoaíng caïch giæîa hai gäúi âåî. Våïi vêt mäüt gäúi âåî ⇒ chiãöu daìi tênh toaïn l laì khoaíng caïch tæì giæîa chiãöu cao âai äúc âãún gäúi âåî. Khi λ ≥ 100 : Fth = π2 EJ ( µl ) 2 (cäng thæïc Euler). 2 πd1 J≈ : momen quaïn tênh cuía tiãút diãûn vêt; E : moâun âaìn häöi cuía vêt. 64 2 Khi 60 < λ < 100: Fth âæåüc tênh theo cäng thæïc thæûc nghiãûm: Fth = 0, 25πd1 (a − bλ ) a vaì b hãû säú thæûc nghiãûm phuû thuäüc vaìo váût liãûu vêt: Våïi theïp 45 : a = 450; b = 1,67 Våïi theïp: a = 473; b = 1,87 Khi λ ≤ 60 : khäng cáön kiãøm nghiãûm vãö äøn âënh. 9.3. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön vêt âai äúc Säú liãûu cho træåïc Trë säú cuía taíi troüng doüc truûc Fa cuía vêt, khoaíng dëch chuyãøn cáön thiãút l0 cuía vêt hay âai äúc, cäng duûng vaì âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía bäü truyãön. Trçnh tæû thiãút kãú 1) Choün váût liûu vêt vaì âai äúc (dæûa trãn cäng duûng cuía bäü truyãön) 2) Xaïc âënh aïp suáút cho pheïp [p0], æïng suáút cho pheïp [σ] (nãúu cáön kiãøm nghiãûm vãö âäü bãön) 3) Choün präfin ren (dæûa trãn trë säú vaì chiãöu cuía læûc doüc truûc Fa). Xaïc âënh ψ h . Choün kãút cáúu âai äúc dæûa trãn cäng duûng cuía bäü truyãön (âai äúc nguyãn, âai äúc hai næía, âai äúc keïp...) ⇒ xaïc âënh ψ H . 4) Xaïc âënh âæåìng kênh trung bçnh d2 cuía vêt theo âiãöu kiãûn bãön moìn (9.2). Choün d2 theo tiãu chuáøn. Dæûa trãn d2, tra tiãu chuáøn ⇒ caïc thäng säú khaïc cuía vêt nhæ d, d1. Dæûa vaìo cäng duûng bäü truyãön, yãu cáöu tæû haîm hay khäng âãø choün säú mäúi ren n, bæåïc ren p ⇒ xaïc âënh goïc vêt γ theo biãøu thæïc (9.1) vaì chiãöu daìi pháön gia cäng ren lr cuía vêt. H 5) Xaïc âënh chiãöu cao H vaì säú voìng ren x cuía âai äúc : H = ψ H d 2 , x = . p 6) Kiãøm nghiãûm âäü bãön cuía vêt theo âiãöu kiãûn (9.3) (våïi caïc vêt chëu taíi låïn). 7) Kiãøm nghiãûm vêt vãö âiãöu kiãûn äøn âënh theo âiãöu kiãûn (9.4) (våïi caïc vêt daìi vaì chëu neïn). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 101 9.4. Âaïnh giaï bäü truyãön vêt âai äúc Æu âiãøm + Kãút cáúu âån giaín, dãù chãú taûo, goün. + Khaí nàng taíi cao, laìm viãûc tin cáûy. + Laìm viãûc ãm, khäng äön. + Taûo âæåüc læûc doüc truûc ráút låïn (gáúp haìng tràm láön læûc voìng laìm quay vêt). + Coï thãø thæûc hiãûn caïc di chuyãøn cháûm vaì chênh xaïc. Nhæåüc âiãøm + Hiãûu suáút tháúp do ma saït trãn ren. + Ren bë moìn nhanh do ma saït låïn. Phaûm vi sæí duûng Sæí duûng räüng raîi trong caïc thiãút bë nhàòm taûo læûc låïn nhæ kêch vêt, vêt eïp...; trong caïc cå cáúu yãu cáöu chuyãøn vë chênh xaïc (cå cáúu chaûy dao trong maïy càõt, caïc duûng cuû âo, caïc thiãút bë âënh vë vaì âiãöu chènh). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 102 PHÁÖN III CAÏC CHI TIÃÚT MAÏY ÂÅÎ NÄÚI CHÆÅNG X TRUÛC 10.1. Khaïi niãûm chung 1. Giåïi thiãûu vaì phán loaûi truûc Truûc duìng âãø âåî caïc chi tiãút maïy quay (baïnh ràng, âéa xêch..), âãø truyãön momen xoàõn hoàûc âãø thæûc hiãûn caí hai nhiãûm vuû trãn. Theo âàûc âiãøm chëu læûc, phán thaình : + Truûc truyãön : væìa âåî caïc chi tiãút maïy quay væìa truyãön momen xoàõn ⇒ chëu caí momen uäún láùn momen xoàõn + Truûc tám : chè âåî chi tiãút maïy ⇒ chè chëu momen uäún Theo hçnh daûng âæåìng tám truûc, phán thaình (hçnh 10.1): + Truûc thàóng : âæåìng tám truûc laì âæåìng thàóng, loaûi naìy thäng duûng + Truûc khuyíu: âæåìng tám truûc laì âæåìng gáúp khuïc, duìng trong caïc maïy båm kiãøu pêttäng, âäüng cå âäút trong... + Truûc mãöm : hçnh daûng âæåìng tám truûc coï thãø thay âäøi trong quaï trçnh chuyãøn âäüng, duìng âãø truyãön chuyãøn âäüng vaì momen xoàõn giæîa caïc bäü pháûn maïy coï vë trê tæång âäúi thay âäøi khi laìm viãûc. a) Truûc trån b) Truûc báûc Hçnh 10.1 c) Truûc khuyíu d) Truûc mãöm Theo cáúu taûo, phán thaình : truûc trån (âæåìng kênh truûc khäng âäøi trãn suäút chiãöu daìi truûc), truûc báûc (coï daûng truû troìn, gäöm nhiãöu âoaûn truûc coï âæåìng kênh khaïc nhau), truûc âàûc, truûc räùng 2. Kãút cáúu vaì váût liãûu truûc a) Kãút cáúu truûc Kãút cáúu truûc âæåüc xaïc âënh dæûa trãn : + Trë säú va sæû phán bäú læûc taïc duûng lãn truûc Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 103 + Caïch bäú trê vaì cäú âënh caïc chi tiãút maïy trãn truûc + Phæång phaïp gia cäng, yãu cáöu vãö làõp gheïp v.v. Truûc thæåìng âæåüc chãú taûo dæåïi daûng truûc báûc. Truûc trån êt duìng vç khäng phuì håüp våïi âàûc âiãøm phán bäú æïng suáút khaïc nhau theo chiãöu daìi truûc vaì làõp gheïp khoï khàn. Khi cáön giaím khäúi læåüng, duìng truûc räùng (tuy nhiãn giaï thaình chãú taûo truûc räùng khaï âàõt). Truûc thæåìng bao gäöm caïc pháön chênh sau : baûc chàûn baïnh ràng gåì truûc äø làn näúi truûc raînh then thán truûc ngoîng truûc Hçnh 10.2 Ngoîng truûc : pháön tiãúp xuïc giæîa truûc vaì äø truûc. Âæåìng kênh ngoîng truûc chäù làõp våïi äø làn phaíi láúy theo giaï trë tiãu chuáøn : 8; 9; 10; 12; 15; 17; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 65;... Thán truûc : pháön truûc duìng âãø làõp caïc chi tiãút maïy quay (nhæ baïnh ràng, baïnh âai, âéa xêch, khåïïp näúi...). Âæåìng kênh thán truûc nãn láúy theo daîy säú tiãu chuáøn âãø thuáûn låüi cho viãûc kiãøm tra kêch thæåïc :15 ; 16 ; 17 ;18 ; 19 ; 20 ; 21 ; 22 ; 24 ; 25 ; 26 ; 28 ; 30 ; 32 ; 34 ; 36 ; 38 ; 40 ; 42 ; 45 ; 48 ; 50 ; 52 ; 55 ; 60... Caïc âoaûn truûc chuyãøn tiãúp : pháön nàòm giæîa hai âoaûn truûc coï âæåìng kênh khaïc nhau. Caïc pháön truûc chuyãøn tiãúp coï thãø laì: + Raînh thoaït âaï maìi (hçnh 10.3a), tuy nhiãn raînh naìy laìm tàng táûp trung æïng suáút ⇒ chè duìng cho truûc chëu momen uäún nhoí. + Goïc læåün våïi baïn kênh khäng âäøi hay thay âäøi (hçnh 10.3b), giuïp giaím båït táûp trung æïng suáút vaì thæåìng âæåüc duìng åí caïc truûc chëu taíi låïn. Âãø giaím táûp trung æïng suáút åí caïc âoaûn truûc chuyãøn tiãúp, baïn kênh goïc læåün nãn láúy låïn nháút coï thãø âæåüc (goïc læåün trãn truûc phaíi nhoí hån goïc læåün hay caûnh vaït cuía chi tiãút maïy làõp trãn truûc, âãø chi tiãút maïy coï thãø tyì saït vaìo màût âënh vë cuía vai truûc). + Raînh giaím taíi (hçnh 10.3c)... Hçnh 10.3 a) raînh thoaït âaï maìi (b) goïc læåün (c) raînh giaím taíi Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 104 Âãø cäú âënh caïc chi tiãút maïy trãn truûc : + Theo phæång tiãúp tuyãún (giæî cho chi tiãút maïy khäng quay tæång âäúi so våïi truûc) : duìng then, then hoa, truûc âënh hçnh; gheïp bàòng âäü däi... + Theo phæång doüc truûc : duìng vai truûc, gåì truûc, baûc (hçnh 10.2), voìng haîm loì xo (hçnh 10.4a), vêt (hçnh 10.4b), màût cän + âai äúc (hçnh 10.4c), voìng chàûn + buläng (hçnh 10.4c), gheïp bàòng âäü däi... §é c«n 1/10 Hçnh 10.4a : Voìng haîm loì xo Hçnh 10.4c : Gheïp bàòng màût cän vê t Hçnh 10.4b : Cäú âënh baïnh ràng trãn truûc bàòng vêt Biãûn phaïp náng cao âäü bãön moíi cuía truûc Truûc chëu æïng suáút thay âäøi ⇒ thæåìng hoíng do moíi. Vãút næït do moîi thæåìng xaíy ra åí chäù táûp trung æïng suáút (chäù thay âäøi âæåìng kênh truûc nhæ vai truûc, gåì truûc, chäù coï raînh then, raînh luìi âaï maìi, chäù gheïp bàòng âäü däi..) ⇒ Âãø náng cao sæïc bãön moíi cuía truûc : + Vãö màût kãút cáúu : Tàng baïn kênh goïc læåün åí chäù chuyãøn tiãúp giæîa hai báûc truûc; âæåìng kênh hai âoaûn truûc kãö nhau nãn chãnh lãûch nhau caìng êt caìng täút; vaït meïp läù trãn truûc. Âäúi våïi raînh then, duìng dao phay âéa thay vç duìng dao phay ngoïn âãø phay raînh then (hçnh 10.5a). Âäúi våïi mäúi gheïp coï âäü däi, chäù tiãúp xuïc giæîa moayå vaì truûc chëu táûp trung æïng suáút låïn ⇒ coï thãø vaït meïp hay tàng âäü mãöm cuía meïp moayå (laìm moíng moayå taûi pháön meïp - hçnh 10.5b). Φ…H7/k6 Lµm mÒm moay¬ + gãc l−în Dao phay ngãn Hçnh 10.5a Dao phay ®Üa Hçnh 10.5b + Vãö màût cäng nghãû : Duìng caïc phæång phaïp nhæ làn neïn, phun bi âãø san phàóng caïc máúp mä bãö màût; tháúm than, tháúm xianua räöi täi âãø tàng âäü ràõn bãö màût; gia cäng nhàôn bãö màût truûc nhàòm laìm giaím caïc máúp mä. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 105 b) Váût liãûu truûc Yãu cáöu : Âäü bãön cao, êt nhaûy våïi táûp trung æïng suáút, coï thãø nhiãût luyãûn vaì dãù gia cäng Chuí yãúu duìng theïp caïcbon vaì theïp håüp kim : + Truûc chëu æïng suáút khäng låïn : theïp CT5 khäng nhiãût luyãûn + Khi yãu cáöu coï khaí nàng taíi tæång âäúi cao : theïp C35, C45, C50.. nhiãût luyãûn (thæåìng hoïa). + Khi chëu æïng suáút låïn, laìm viãûc trong maïy quan troüng : theïp 40Cr, 40CrNi.. täi caíi thiãûn hay täi bãö màût bàòng doìng âiãûn cao táön. + Truûc quay nhanh, làõp äø træåüt, ngoîng truûc cáön coï âäü ràõn cao : theïp C20, 20Cr.. tháúm than räöi täi (⇒ tàng âäü chëu moìn). Thæåìng duìng phäi reìn hay phäi caïn âãø chãú taûo truûc, êt duìng phäi âuïc. 10.2. Phæång phaïp tênh toaïn thiãút kãú truûc 1. Caïc daûng hoíng chuí yãúu vaì chè tiãu tênh toaïn Pháön låïn caïc truûc, nháút laì caïc truûc åí maïy quay nhanh thæåìng bë gaîy hoíng vç moíi do taïc duûng cuía æïng suáút thay âäøi coï chu kyì ⇒ âäü bãön moíi cuía truûc laì chè tiãu quan troüng nháút vãö khaí nàng laìm viãûc cuía truûc ⇒ tênh toaïn truûc theo âäü bãön moíi. Khi truûc chëu quaï taíi âäüt ngäüt, chàóng haûn khi måí maïy, truûc coï thãø bë biãún daûng dæ quaï låïn hoàûc gaîy hoíng ⇒ cáön kiãøm nghiãûm truûc theo âäü bãön ténh. Âäü æïng uäún cuía truûc coï aính hæåíng âãún sæû laìm viãûc cuía caïc chi tiãút maïy quay vaì äø truûc. Vê duû khi truûc làõp baïnh ràng bë voîng nhiãöu ⇒ phaï hoíng sæû àn θ y khåïp chênh xaïc cuía càûp baïnh ràng ⇒ taíi troüng phán bäú khäng âãöu doüc theo bãö räüng vaình ràng. Khi goïc xoay cuía truûc taûi chäù äø truûc quaï låïn ⇒ laìm moìn veût meïp äø; laìm thay âäøi khe håí giæîa ngoîng truûc vaì loït äø, Hçnh 10.6 phaï huíy maìng dáöu bäi trån ma saït æåït trong äø træåüt (hçnh 10.6). Biãún daûng xoàõn cuía caïc âoaûn truûc trong caïc cå cáúu nhæ âáöu phán âäü maïy phay, ... aính hæåíng âãún âäü chênh xaïc cuía chi tiãút gia cäng. Biãún daûng xoàõn cuía truûc liãön baïnh ràng ⇒ tàng sæû phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng trãn bãö räüng vaình ràng vaì giæîa caïc baïnh ràng ... Do váûy, bãn caûnh âäü bãön, cuîng cáön tênh toaïn truûc theo âäü cæïng uäún vaì âäü cæïng xoàõn. Âäúi våïi caïc truûc quay nhanh, truûc coìn coï thãø bë hoíng do dao âäüng ⇒ trong nhæîng træåìng håüp naìy, cuîng cáön kiãøm nghiãûm truûc vãö dao âäüng. 2. Tênh toaïn truûc vãö âäü bãön Chè tiãu quan troüng nháút âäúi våïi pháön låïn caïc truûc laì âäü bãön, ngoaìi ra laì âäü cæïng vaì âäúi våïi caïc truûc quay nhanh laì âäü äøn âënh dao âäüng. Tênh thiãút kãú truûc vãö âäü bãön bao gäöm caïc bæåïc sau âáy : choün váût liãûu truûc, xaïc âënh caïc æïng suáút cho pheïp; tênh så bäü âæåìng kênh truûc; tênh gáön âuïng âæåìng kênh caïc âoaûn truûc; kiãøm nghiãûm truûc vãö âäü bãön moíi (tênh chênh xaïc truûc), kiãøm nghiãûm truûc vãö quaï taíi. a) Tênh så bäü âæåìng kênh truûc Âãø tênh toaïn âäü bãön cuía truûc, cáön phaíi xaïc âënh momen xoàõn, momen uäún... trãn caïc tiãút diãûn truûc. Tuy nhiãn, luïc âáöu chè biãút momen xoàõn taïc duûng lãn truûc, chæa biãút kêch thæåïc caïc pháön chuí yãúu cuía truûc (nhæ chiãöu daìi caïc âoaûn truûc...), nãn chæa thãø xaïc âënh âæåüc momen uäún ⇒ chæa thãø xaïc âënh Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 106 chênh xaïc âæåìng kênh caïc âoaûn truûc. Do váûy træåïc hãút phaíi dæûa vaìo momen xoàõn T hoàûc caïc cäng thæïc kinh nghiãûm âãø xaïc âënh så bäü âæåìng kênh truûc. Tênh theo momen xoàõn T Âiãöu kiãûn bãön vãö xoàõn : τ = Suy ra : d ≥ 3 T T ≈ ≤ [ τ] W0 0, 2d3 T 9,55.106 N =3 [mm] 0, 2 [ τ] 0, 2 [ τ] .n N : cäng suáút truyãön qua truûc [KW], n : säú voìng quay cuía truûc trong 1 phuït [voìng/phuït], [τ]: æïng suáút xoàõn cho pheïp. Våïi váût liãûu truûc laì theïp CT5, theïp 45, 40Cr coï thãø láúy [ τ ] = (15 ÷ 50)MPa , trë säú nhoí âäúi våïi truûc vaìo cuía häüp giaím täúc, trë säú låïn - truûc ra. Tênh theo cäng thæïc thæûc nghiãûm + Âæåìng kênh âáöu vaìo cuía häüp giaím täúc näúi våïi âäüng cå âiãûn bàòng khåïp näúi : d = (0,8 ÷ 1, 2)d dongco våïi dâäüngcå : âæåìng kênh truûc âäüng cå. + Âæåìng kênh truûc bë dáùn : d = (0,3÷0,35).a våïi a laì khoaíng caïch truûc. b) Tênh gáön âuïng âæåìng kênh caïc âoaûn truûc Tæì âæåìng kênh truûc så bäü, âënh så bäü kãút cáúu truûc, chiãöu daìi caïc âoaûn truûc..., sau âoï tênh toaïn momen uäún trãn caïc tiãút diãûn truûc. Bæåïc tênh gáön âuïng truûc nhàòm xaïc âënh âæåìng kênh caïc âoaûn truûc dæûa trãn taïc duûng âäöng thåìi cuía momen uäún vaì momen xoàõn. Coï thãø tiãún haình theo caïc bæåïc sau âáy: Xaïc âënh taíi troüng taïc duûng lãn truûc Taíi troüng taïc duûng lãn truûc gäöm momen xoàõn; læûc taïc duûng khi àn khåïp trong bäü truyãön baïnh ràng, truûc vêt, baïnh vêt...; læûc càng âai, læûc càng xêch; læûc lãûch tám do sæû khäng âäöng truûc khi làõp hai næía khåïp näúi. Troüng læåüng baín thán truûc, læûc ma saït trong caïc äø truûc thæåìng âæåüc boí qua khi tênh toaïn. Læûc taïc duûng khi àn khåïp trong bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng chàóng haûn, bao gäöm : læûc voìng Ft, læûc hæåïng tám Fr, læûc doüc truûc Fa, coi nhæ táûp trung taûi tám àn khåïp vaì âàût taûi âiãøm giæîa bãö räüng baïnh ràng. Khi dåìi vãö tám truûc, læûc Ft tæång âæång våïi mäüt læûc Ft âàût taûi tám truûc vaì momen xoàõn T; læûc Fa tæång âæång våïi mäüt læûc Fa âàût taûi tám truûc vaì momen uäún Mu. Âäúi våïi bäü truyãön âai/xêch, læûc taïc duûng Fr lãn truûc do læûc càng âai/xêch taûo nãn. Caïc læûc naìy âãöu laì læûc hæåïng tám, coï âiãøm âàût nàòm trãn âæåìng tám truûc, taûi âiãøm giæîa bãö räüng baïnh âai/âéa xêch, hæåïng tæì baïnh âai/xêch làõp trãn truûc âãún tám baïnh âai/xêch kia. Fr Fr Fr (I) (I) Ft (I) Fa a) Baïnh ràng truû ràng ngiãng (I) b) Baïnh âai, baïnh xêch Khi duìng khåïp näúi, do Hçnh 10.7âäöng c taïcgiæîa caïlãn truûâæåüc näúi ⇒ trãn khåïp näúi xuáút hiãûn læûc sæû khäng : Læû tám duûng c truûc c hæåïng tám Fk , tênh gáön âuïng theo cäng thæïc : Fk ≈ (0, 2 ÷ 0, 3).Ft våïi Ft laì læûc voìng trãn khåïp näúi Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 107 Ft = 2T , T : momen xoàõn, D1 : âæåìng kênh voìng troìn qua tám caïc chäút nãúu duìng näúi truûc chäút âaìn D1 häöi. Læûc Fk coï âiãøm âàût nàòm trãn âæåìng tám truûc, phæång chiãöu báút kyì phuû thuäüc sai säú ngáùu nhiãn khi làõp gheïp khåïp näúi, nhæng trong så âäö tênh toaïn, nãn choün phæång chiãöu nhæ thãú naìo âãø læûc Fk laìm tàng æïng suáút vaì biãún daûng do læûc voìng cuía caïc chi tiãút quay khaïc làõp trãn truûc gáy nãn. Ft FAy FBy y FK FBx FAx a z c b x O Mux Muy T Hçnh 10.8: Vê duû vãö så âäö tênh vaì biãøu âäö mämen Xaïc âënh chiãöu daìi caïc âoaûn truûc, vë trê âiãøm âàût caïc læûc taïc duûng lãn truûc, vë trê âiãøm âàût caïc læûc taûi caïc äø truûc. + Dæûa trãn âæåìng kênh truûc så bäü ⇒ tiãún haình âënh så bäü kãút cáúu truûc. Khi xaïc âënh âæåìng kênh caïc âoaûn truûc, cáön dæûa vaìo caïc yãu cáöu vãö làõp gheïp : thaïo làõp thuáûn tiãûn; yãu cáöu vãö cäng nghãû : thuáûn tiãûn khi gia cäng; yãu cáöu vãö cäú âënh vaì âënh vë caïc chi tiãút maïy trãn truûc... + Tæì âæåìng kênh chäù làõp äø truûc ⇒ tra säø tay äø làn âãø tçm chiãöu räüng äø làn hay xaïc âënh chiãöu daìi äø træåüt. Dæûa vaìo âæåìng kênh truûc chäù làõp baïnh ràng, baïnh vêt, baïnh xêch, baïnh âai, khåïp näúi ⇒ xaïc âënh chiãöu daìi moayå cuía caïc chi tiãút maïy noïi trãn. + Dæûa vaìo så âäö âäüng cuía truûc vaì âiãöu kiãûn laìm viãûc cuû thãø, chiãöu daìi moayå cuía caïc chi tiãút quay, chiãöu räüng äø, khe håí cáön thiãút vaì mäüt säú yãúu täú khaïc âãø xaïc âënh chiãöu daìi caïc âoaûn truûc. + Xaïc âënh vë trê âiãøm âàût caïc læûc taïc duûng lãn truûc, vë trê âiãøm âàût caïc læûc taûi äø truûc. Láûp så âäö tênh toaïn truûc Truûc âæåüc xem nhæ mäüt dáöm âàût trãn caïc gäúi tæûa laì caïc äø truûc (hçnh 10.8). Tênh phaín læûc taïc duûng taûi caïc gäúi âåî trong màût phàóng zOy vaì zOx. Veî biãøu âäö momen uäún Muy vaì Mux trong caïc màût phàóng zOy vaì zOx. Veî biãøu âäö momen xoàõn T Tênh momen uäún täøng Mu vaì momen tæång âæång Mtd taûi caïc tiãút diãûn nguy hiãøm 2 2 M u = M ux + M uy M td = M 2 + 0, 75T 2 u [Nmm] Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 108 Tênh âæåìng kênh truûc taûi caïc tiãút diãûn noïi trãn M td d≥ 3 Ta coï : 0,1. [ σ ] Våïi [ σ ] : æïng suáút cho pheïp cuía theïp laìm truûc (tra baíng trong caïc säø tay thiãút kãú). Âënh kãút cáúu truûc Dæûa theo âæåìng kênh cuía caïc tiãút diãûn truûc væìa tênh âæåüc vaì chiãöu daìi caïc âoaûn truûc tæång æïng, âäöng thåìi chuï yï âãún yãu cáöu vãö làõp gheïp (thaïo làõp thuáûn tiãûn, khäng laìm hoíng caïc bãö màût truûc) vaì yãu cáöu cäng nghãû (baío âaím âäü chênh xaïc vaì thuáûn tiãûn khi gia cäng), yãu cáöu vãö cäú âënh vaì âënh vë caïc chi tiãút maïy trãn truûc, âãø xaïc âënh âáöy âuí kãút cáúu truûc. c) Kiãøm nghiãûm truûc vãö âäü bãön moíi (tênh chênh xaïc truûc) Trãn âáy, khi xaïc âënh âæåìng kênh truûc, chæa xeït âãún mäüt säú yãúu täú aính hæåíng âãún âäü bãön moíi cuía truûc nhæ âàûc tênh thay âäøi cuía chu kyì æïng suáút, caïc yãúu täú gáy táûp trung æïng suáút, yãúu täú kêch thæåïc, cháút læåüng bãö màût .v.v... Vç váûy sau khi âënh kãút cáúu truûc, cáön kiãøm nghiãûm truûc vãö âäü bãön moíi coï xeït âãún caïc yãúu täú aính hæåíng nãu trãn. Kãút cáúu truûc væìa thiãút kãú baío âaím âäü bãön moíi nãúu hãû säú an toaìn taûi caïc tiãút diãûn nguy hiãøm thoía maîn âiãöu kiãûn : s .s s = σ τ ≥ [s ] (10.1) 2 2 sσ + s τ Trong âoï : [s ] = 1,5 ÷ 2 : hãû säú an toaìn cho pheïp. Khi cáön tàng âäü cæïng truûc, láúy [s] = 2,5÷3 vaì khäng cáön kiãøm tra âäü cæïng cuía truûc. sσ : hãû säú an toaìn chè xeït riãng æïng suáút uäún : sσ = sτ : hãû säú an toaìn chè xeït riãng æïng suáút xoàõn : sτ = Våïi : σ−1 kσ σa + ψ σ σ m β.εσ τ−1 kτ τa + ψ τ τ m β.ε τ σ −1 ; τ−1 : giåïi haûn moíi uäún vaì moíi xoàõn trong chu trçnh âäúi xæïng cuía máùu nhàôn coï âæåìng kênh 7÷10mm σa ; τa : biãn âäü æïng suáút uäún vaì æïng suáút xoàõn trong tiãút diãûn cuía truûc σm ; τm : æïng suáút uäún vaì æïng suáút xoàõn trung bçnh ψ σ ; ψ τ : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía æïng suáút trung bçnh âãún âäü bãön moíi εσ ; ετ : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía kêch thæåïc tiãút diãûn truûc âãún âäü bãön moíi k σ ;k τ : hãû säú táûp trung æïng suáút thæûc tãú khi uäún vaì khi xoàõn β : hãû säú tàng bãön bãö màût Nãúu khäng thoía maîn âiãöu kiãûn (10.1) coï thãø : + Tàng âæåìng kênh truûc hoàûc choün váût liãûu coï âäü bãön cao hån. + Tçm caïc biãûn phaïp giaím táûp trung æïng suáút (vê duû, duìng dao phay âéa thay vç duìng dao phay ngoïn âãø phay raînh then, tàng baïn kênh goïc læåün) hoàûc duìng caïc biãûn phaïp tàng bãön bãö màût. Caïch xaïc âënh æïng suáút trong caïc tiãút diãûn truûc Dæåïi taïc duûng cuía momen uäún Mu vaì momen xoàõn T, trong caïc tiãút diãûn truûc xuáút hiãûn æïng suáút xoàõn τ vaì æïng suáút uäún σu (boí qua æïng suáút keïo hoàûc neïn do læûc doüc truûc sinh ra). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 109 ÆÏng suáút uäún trãn truûc thay âäøi theo chu trçnh âäúi xæïng : σm = 0 ; σa = σmax = våïi : Mu Wu Wu : momen chäúng uäún cuía tiãút diãûn truûc. Truûc âàûc, tiãút diãûn troìn, âæåìng kênh d : Wu = πd 3 32 ÆÏng suáút xoàõn trãn truûc thay âäøi theo : + Chu trçnh maûch âäüng nãúu truûc quay mäüt chiãöu : τ m = τa = våïi : τmax T = 2 2W0 W0 : momen chäúng xoàõn cuía tiãút diãûn truûc. Truûc âàûc, tiãút diãûn troìn, âæåìng kênh d : W0 = πd 3 16 + Chu trçnh âäúi xæïng nãúu truûc quay hai chiãöu : τm = 0; τa = τmax = T W0 d) Kiãøm nghiãûm truûc vãö âäü bãön quaï taíi Âiãöu kiãûn bãön khi chëu quaï taíi : σ td = σ 2 + 3τ2 ≤ [ σ ]qt u (theo thuyãút bãön thãú nàng biãún âäøi hçnh daïng) T M Våïi : σu = qt vaì : τ = qt W0 Wu Truûc tiãút diãûn troìn, âæåìng kênh d : Wu = 0,1d3 ; W0 = 0, 2d3 [σ]qt , Tqt : momen uäún vaì momen xoàõn quaï taíi taûi tiãút diãûn nguy hiãøm 3. Tênh truûc vãö âäü cæïng a) Tênh âäü cæïng uäún Âiãöu kiãûn baío âaím âäü cæïng uäún cuía truûc : f ≤ [f ] ; ϕ ≤ [ϕ] Våïi : f, ϕ : âäü voîng, goïc xoay cuía tiãút diãûn truûc; [f], [ϕ]: âäü voîng, goïc xoay cho pheïp b) Tênh âäü cæïng xoàõn Âiãöu kiãn baío âaím âäü cæïng xoàõn cuía truûc: θ ≤ [θ] Våïi : θ : goïc xoàõn cuía truûc; [θ]: goïc xoàõn cho pheïp. Caïc giaï trë cuía f, ϕ vaì θ âæåüc âënh theo phæång phaïp cuía män hoüc Sæïc bãön váût liãûu. 4. Tênh toaïn truûc vãö dao âäüng Khi truûc laìm viãûc, dao âäüng xuáút hiãûn do sæû thay âäøi coï chu kyì cuía taíi troüng, do sæû khäng cán bàòng cuía caïc khäúi læåüng quay (⇒ gáy ra læûc quaïn tênh ly tám). Truûc coï thãø dao âäüng ngang, dao âäüng doüc, dao âäüng xoàõn. Âäúi våïi pháön låïn caïc truûc quay nhanh, læûc kêch thêch chuí yãúu laì læûc ly tám do caïc chi tiãút maïy quay máút cán bàòng gáy ra. Táön säú dao âäüng cuía læûc ly tám bàòng táön säú quay cuía truûc. Khi táön säú quay cuía truûc bàòng hoàûc bàòng bäüi säú cuía táön säú dao âäüng riãng cuía truûc thç xaíy ra hiãûn tæåüng cäüng hæåíng. Váûn täúc goïc cuía truûc khi xaíy ra cäüng hæåíng goüi laì váûn täúc goïc tåïi haûn. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 110 Âãø traïnh cäüng hæåíng, thæåìng cho truûc laìm viãûc tháúp hån hay cao hån váûn täúc goïc tåïi haûn. Tênh toaïn truûc vãö dao âäüng laì mäüt baìi toaïn phæïc taûp. ÅÍ âáy chè xeït baìi toaïn âån giaín vãö dao âäüng ngang cuía truûc do læûc ly tám gáy nãn. Xeït mäüt truûc coï làõp mäüt âéa coï khäúi læåüng m, troüng tám cuía âéa nàòm caïch âæåìng tám truûc mäüt khoaíng e vaì âéa âàût caïch âãöu hai äø truûc. Boí qua aính hæåíng cuía khäúi læåüng truûc. Khi truûc quay âãöu våïi váûn täúc goïc ω, læûc ly tám Q taïc duûng lãn truûc laìm truûc bë voîng mäüt læåüng y. Q = mω2 (y + e) (10.2) Ta coï : Trong âoï : l Ql3 y= 48EJ Våïi J : momen quaïn tênh cuía tiãút diãûn truûc, l : khoaíng caïch hai gäúi âåî truûc, E : mäâun âaìn häöi. Suy ra : Q= 48EJ .y = Cy l3 (10.3) e Q 48EJ laì læûc gáy nãn âäü voîng bàòng mäüt âån vë. l3 y Tæì (10.2) vaì (10.3), suy ra : mω2 (y + e) = Cy e e y= ⇒ (10.4) C −1 Hçnh 10.8 mω2 C Tæì (10.4), ta tháúy : khi ω tàng thç y tàng. Khi ω = thç y → ∞ , khi âoï xaíy ra hiãûn tæåüng cäüng m C hæåíng, truûc seî bë phaï hoíng. Váûn täúc goïc tåïi haûn cuía truûc : ωth = . m Våïi C = Säú voìng quay tåïi haûn cuía truûc trong mäüt phuït : n th = 60 30 C ωth = 2π πm Nãúu goüi yt laì âäü voîng ténh do troüng læåüng G = m.g cuía truûc gáy ra thç yt = Tæì âoï suy ra : n th = 30 g π yt G G mg ⇒C= = . C yt yt (10.5) Nhæ váûy âãø traïnh cäüng hæåíng laìm hoíng truûc, váûn täúc quay cuía truûc khi laìm viãûc äøn âënh phaíi nhoí hån hay låïn hån váûn täúc tåïi haûn. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 111 CHÆÅNG XI ÄØ LÀN ÄØ truûc âæåüc duìng âãø âåî truûc, giæî cho truûc coï vë trê xaïc âënh trong khäng gian, tiãúp nháûn taíi troüng vaì truyãön âãún bãû maïy. Tuìy theo daûng ma saït trong äø phán thaình : äø træåüt (ma saït trong äø laì ma saït træåüt) vaì äø làn (ma saït trong äø laì ma saït làn). Theo khaí nàng tiãúp nháûn taíi troüng, phán thaình : äø âåî, chëu taíi troüng hæåïng tám (taíi troüng vuäng goïc våïi âæåìng tám ngoîng truûc); äø âåî chàûn, chëu âäöng thåìi taíi troüng hæåïng tám vaì taíi troüng doüc truûc; äø chàûn, chëu taíi troüng doüc truûc. Chæång naìy nghiãn cæïu vãö äø làn. 11.1. Khaïi niãûm chung 1. Giåïi thiãûu vãö äø làn ÄØ làn gäöm 4 bäü pháûn chênh : voìng trong (3) làõp våïi ngoîng truûc, voìng ngoaìi (1) làõp våïi voí maïy hay thán maïy, con làn (3), voìng caïch (4) (hçnh 12.1a). Ma saït sinh ra giæîa voìng trong, voìng ngoaìi vaì con làn laì ma saït làn, hãû säú ma saït làn tæång âäúi nhoí → täøn tháút ma saït ráút êt. Voìng ngoaìi B Voìng ngoaìi Raînh làn Voìng trong Voìng trong Raînh làn d Voìng caïch Voìng caïch D Voìng caïch Con làn (bi) Raînh làn Con làn Hçnh 12.1a : ÄØ bi âåî mäüt daîy Khi laìm viãûc, mäüt trong hai voìng quay, voìng kia âæïng yãn. Voìng caïch coï taïc duûng giæî cho caïc con làn khäng tiãúp xuïc våïi nhau → giaím moìn cho caïc con làn. Raînh làn (trong äø bi) nhàòm giaím æïng suáút tiãúp xuïc σH trãn bi, haûn chãú bi di âäüng doüc truûc. Con làn coï caïc loaûi : bi, âuîa truû, âuîa träúng, âuîa cän, âuîa kim (âuîa truû nhoí vaì daìi), âuîa (truû) xoàõn (con làn hçnh truû räùng, laìm bàòng bàng theïp moíng cuäún laûi ⇒ coï tênh âaìn häöi cao) (hçnh 12.1b). 2. Phán loaûi äø làn Theo khaí nàng tiãúp nháûn taíi troüng, phán thaình : + ÄØ âåî : chëu læûc hæåïng tám Fr, khäng chëu hoàûc chè chëu mäüt pháön nhoí læûc doüc truûc Fa. + ÄØ âåî chàûn : chëu âæåüc âäöng thåìi caí læûc hæåïng tám Fr vaì læûc doüc truûc Fa. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 112 + ÄØ chàûn : chè chëu âæåüc læûc doüc truûc Fa. Theo hçnh daûng con làn, phán thaình : äø bi (con Bi làn laì viãn bi hçnh cáöu) vaì äø âuîa (con làn coï daûng hçnh âuîa). Âuîa truû Theo säú daîy con làn, phán thaình : äø mäüt daîy, äø hai daîy, äø bäún daîy... Våïi cuìng âæåìng kênh trong d, tuìy theo bãö räüng B Âuîa cän coï cåî äø khaïc nhau : äø heûp, äø bçnh thæåìng, äø räüng, äø ráút räüng. Âuîa kim Våïi cuìng âæåìng kênh trong d, tuìy theo âæåìng kênh ngoaìi D coï caïc cåî äø khaïc nhau : cåî âàûc biãût nheû, cåî Âuîa xoàõn nheû, cåî trung bçnh, cåî nàûng. Loaûi vaì cåî äø khaïc nhau ⇒ khaí nàng taíi vaì khaí Hçnh 12.1b : Con làn nàng laìm viãûc våïi váûn täúc cao seî khaïc nhau. Theo khaí nàng tæû læûa cuía äø, phán thaình : äø tæû læûa vaì äø khäng tæû læûa. ÄØ tæû læûa : màût trong cuía voìng ngoaìi laì màût cáöu ⇒ goïc nghiãng giæîa âæåìng truûc voìng trong vaì voìng ngoaìi cho pheïp tæì 2 ÷ 30 (thæåìng sæí duûng cho caïc kãút cáúu khäng thãø khàõc phuûc âæåüc sai säú vãö âäöng tám khi làõp gheïp, âäúi våïi caïc truûc daìi vaì bë daîn nåí nhiãöu do nhiãût âäü tàng khi laìm viãûc). 3. Âäü chênh xaïc chãú taûo cuía äø làn Âäü chênh xaïc chãú taûo äø làn quyãút âënh båíi âäü chênh xaïc cuía caïc kêch thæåïc làõp gheïp caïc voìng äø vaì âäü chênh xaïc khi quay (âäü âaío hæåïng tám, âäü âaío doüc truûc...). Tiãu chuáøn quy âënh 5 cáúp chênh xaïc : 0, 6, 5, 4, 2 (theo thæï tæû âäü chênh xaïc tàng dáön). Thæåìng duìng cáúp chênh xaïc 0 (häüp giaím täúc, häüp täúc âäü, caïc kãút cáúu thäng thæåìng trong ngaình cå khê). Cáúp chênh xaïc cao hån âæåüc duìng trong truûc chênh maïy càõt kim loaûi, truûc trong caïc duûng cuû âo chênh xaïc... 4. Caïc loaûi äø làn thæåìng duìng ÄØ làn noïi chung âæåüc tiãu chuáøn hoïa vaì âæåüc saín xuáút táûp trung trong caïc nhaì maïy chuyãn män hoïa (tiãu chuáøn Viãût nam TCVN-3776-83). Coï nhiãöu loaûi vaì nhiãöu cåî kêch thæåïc khaïc nhau. ÅÍ âáy, giåïi thiãûu mäüt säú loaûi chênh âæåüc sæí duûng nhiãöu nháút. a) ÄØ bi âåî mäüt daîy Chuí yãúu chëu læûc Fr, âäöng thåìi coï thãø chëu âæåüc læûc Fa nhoí (khoaíng 70% læûc hæåïng tám khäng duìng hãút). Goïc ngiãng cho pheïp cuía truûc : [θ] = 15’ - 20’. Æu âiãøm: reí tiãön, kãút cáúu gäúi âåî âån giaín, chëu âæåüc taíi troüng tæång âäúi låïn, hãû säú ma saït khaï nhoí. Nhæåüc âiãøm : chëu taíi troüng va âáûp keïm do tiãúp xuïc âiãøm (hçnh 12.1a). Duìng thêch håüp våïi caïc truûc ngàõn coï hai äø våïi l/d < 10 våïi l : khoaíng caïch hai gäúi âåî, d : âæåìng kênh ngoîng truûc. b) ÄØ bi âåî loìng cáöu hai daîy - ÄØ âuîa âåî loìng cáöu hai daîy Chuí yãúu âãø chëu læûc hæåïng tám Fr, nhæng cuîng coï thãø chëu âæåüc læûc doüc truûc Fa khaï nhoí (khoaíng 20% læûc hæåïng tám khäng duìng hãút). Coï khaí nàng tæû læûa (do loìng trong cuía voìng ngoaìi laì màût cáöu, con làn trong äø âuîa âåî coï daûng hçnh träúng) (hçnh 12.2, 12.3 vaì 12.4). Goïc nghiãng cho pheïp cuía truûc : [θ] = 2 – 3°. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 113 So våïi äø bi âåî loìng cáöu hai daîy cuìng kêch thæåïc, khaí nàng chëu læûc hæåïng tám Fr cuía äø âuîa âåî loìng cáöu hai daîy gáúp âäi, giaï thaình cao hån. Duìng thêch håüp cho caïc truûc truyãön chung coï nhiãöu äø truûc, caïc truûc bë uäún nhiãöu hoàûc trong træåìng håüp khoï baío âaím làõp caïc äø truûc âæåüc âäöng tám (truûc maïy dãût, maïy nghiãön bi, maïy saìng rung ...) Hçnh 12.2 : ÄØ bi âåî loìng cáöu hai daîy (khäng veî voìng caïch) Hçnh 12.3 : ÄØ âuîa âåî loìng cáöu hai daîy (khäng veî voìng caïch) Hçnh 12.4 : ÄØ âuîa âåî loìng cáöu hai daîy c) ÄØ âuîa truû ngàõn âåî mäüt daîy Hçnh 12.5 : ÄØ âuîa truû ngàõn âåî mäüt daîy α Hçnh 12.6 : ÄØ bi âåî chàûn mäüt daîy Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 114 So våïi äø bi âåî mäüt daîy cuìng kêch thæåïc, loaûi naìy chëu âæåüc læûc hæåïng tám Fr låïn hån (khoaíng 1,7 láön), chëu va âáûp täút hån (nhåì diãûn têch tiãúp xuïc låïn hån). Tuy nhiãn, khäng chëu âæåüc læûc doüc truûc Fa, khäng cho pheïp truûc nghiãng (äø coï yãu cáöu cao vãö làõp âäöng tám) vaì âàõt tiãön hån äø bi âåî mäüt daîy (khoaíng 1,2 láön) (hçnh 12.5). Thæåìng duìng trong häüp giaím täúc, truûc chênh cuía caïc maïy càõt kim loaûi. d) ÄØ bi âåî chàûn mäüt daîy Tiãúp nháûn âæåüc caí læûc hæåïng tám Fr vaì læûc doüc truûc Fa (mäüt chiãöu). Khaí nàng chëu læûc hæåïng tám Fr khoaíng 1,3 -1,4 láön äø bi âåî mäüt daîy cuìng kêch thæåïc. Khaí nàng chëu læûc doüc truûc Fa phuû thuäüc vaìo goïc tiãúp xuïc α (α = 12°, 26°, 36°). Khi α caìng låïn ⇒ khaí nàng chëu læûc doüc truûc Fa caìng låïn, nhæng täúc âäü giåïi haûn cuía äø giaím (hçnh 12.6). e) ÄØ âuîa cän âåî chàûn Tiãúp nháûn caí læûc hæåïng tám Fr vaì læûc doüc truûc Fa (mäüt chiãöu) khaï låïn. Khaí nàng chëu læûc hæåïng tám Fr khoaíng 1,7 láön äø bi âåî mäüt daîy cuìng kêch thæåïc, chëu âæåüc læûc doüc truûc Fa låïn hån so våïi äø bi âåî chàûn. Âiãöu chènh khe håí vaì buì laûi læåüng moìn thuáûn tiãûn (hçnh 12.18). Âãø baío âaím âuîa làn khäng træåüt trong raînh làn, caïc âènh cän cuía âuîa vaì bãö màût raînh làn phaíi truìng nhau (hçnh 12.7). Goïc tiãúp xuïc α bàòng 1/2 goïc âènh cän cuía màût raînh làn trãn voìng ngoaìi (hçnh 12.7) : α = 10°-16°. Goïc cän cuía âuîa : 1,5°-2°. Thæåìng duìng trong caïc truûc làõp baïnh ràng cän, baïnh ràng nghiãng trong caïc häüp giaím täúc cäng suáút låïn. Voìng trong Voìng caïch Con làn (âuîa cän) Voìng ngoaìi Hçnh 12.7 : ÄØ âuîa cän âåî chàûn f) ÄØ âuîa truû daìi (äø kim) Con làn åí âáy laì âuîa kim, nghéa laì âuîa truû daìi vaì nhoí. Säú âuîa kim nhiãöu gáúp máúy láön säú âuîa trong caïc äø âuîa thäng thæåìng. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 115 ÄØ kim coï thãø thiãúu voìng trong hay voìng ngoaìi, chëu âæåüc læûc hæåïng tám Fr ráút låïn, nhæng khäng chëu âæåüc læûc doüc truûc Fa; tuäøi thoü tháúp (hçnh 12.8). ÄØ kim âæåüc duìng åí nhæîng chäù yãu cáöu kêch thæåïc haûn chãú theo phæång hæåïng kênh (truûc khuyíu, häüp täúc âäü cuía maïy càõt kim loaûi, båm baïnh ràng...). g) ÄØ chàûn Chè chëu âæåüc læûc doüc truûc Fa. Laìm viãûc våïi váûn täúc tháúp vaì trung bçnh (khi váûn täúc cao, äø chàûn laìm viãûc khäng täút do taïc haûi cuía læûc ly tám vaì momen con quay). ÄØ bi chàûn coï kiãøu mäüt låïp hoàûc hai låïp. ÄØ mäüt låïp (hçnh 12.9) coï mäüt voìng âæåüc làõp chàût trãn truûc, coìn voìng kia làõp coï khe håí vaì äø chëu âæåüc læûc doüc truûc mäüt chiãöu. ÄØ chàûn âæåüc duìng trong gäúi âåî cáön truûc quay, bäü ly håüp... Kiãøu làõp M6 hay N6 Hçnh 12.9 : ÄØ bi chàûn mäüt låïp Hçnh 12.8 : ÄØ âuîa kim Fr 11.2. Læûc vaì æïng suáút trong äø làn 1. Sæû phán bäú læûc trãn caïc con làn Læûc hæåïng tám Fr tæì truûc truyãön tåïi voìng trong vaì phán bäú khäng âãöu cho caïc con làn trong äø âåî. Nhæîng con làn nàòm åí phêa dæåïi, trong vuìng chëu taíi, choaïn mäüt cung khäng quaï 1800 måïi chëu læûc. Con làn nàòm trong màût phàóng taïc duûng cuía læûc Fr chëu læûc låïn nháút F0 (hçnh 12.10). Âiãöu kiãûn cán bàòng cuía voìng trong : n Fr = F0 + ∑ 2.F.cos iγ i F2 F2 A i =1 2π , n laì mäüt næía säú con làn nàòm z trong vuìng chëu taíi : n ≤ z / 4 , z laì säú con làn. Khi giaí sæí voìng äø khäng bë uäún dæåïi taïc duûng cuía læûc vaì äø khäng coï khe håí hæåïng Våïi : γ = F1 B F1 F0 =Fmax Hçnh 12.10: Sæû phán bäú læûc trãn caïc con làn (äø âåî) Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 116 tám, tênh toaïn cho äø bi âåî , ngæåìi ta suy âæåüc : Fr k.F F0 = =r n z 1 + 2.∑ cos5 / 2 iγ i =1 n Trong âoï : k = z /(1 + 2.∑ cos5/ 2 iγ ) i =1 Fr z Nãúu xeït âãún aính hæåíng cuía khe håí hæåïng tám vaì sæû khäng chênh xaïc cuía kêch thæåïc caïc F chi tiãút trong äø ⇒ säú con làn chëu taíi seî êt hån ⇒ coï thãø láúy : F0 = 5. r z Nhæ váûy, sæû phán bäú taíi troüng phuû thuäüc khaï nhiãöu vaìo kêch thæåïc khe håí trong äø vaì âäü chênh xaïc vãö hçnh daïng caïc chi tiãút trong äø ⇒ cäng nghãû chãú taûo äø âoìi hoíi âäü chênh xaïc ráút cao. Do moìn trong quaï trçnh sæí duûng ⇒ khe håí hæåïng tám tàng dáön ⇒ säú con làn chëu taíi giaím xuäúng ⇒ taíi troüng F0 tàng lãn, khiãún äø caìng moìn nhanh ⇒ trong quaï trçnh laìm viãûc, cháút læåüng cuía äø ngaìy mäüt keïm âi cho âãún khi bë hæ hoíng. Láúy trung bçnh z = 15 ⇒ K = 4,37 ⇒ F0 ≈ 4,37. 2. ÆÏng suáút tiãúp xuïc trong äø làn Dæåïi taïc duûng cuía læûc hæåïng tám Fr, taûi vuìng tiãúp xuïc giæîa con làn våïi voìng trong vaì voìng ngoaìi xuáút hiãûn æïng suáút tiãúp xuïc σH . Taûi âiãøm A vaì âiãøm B (hçnh 12.10) cuìng chëu læûc låïn nháút F0, tuy nhiãn æïng våïi âiãøm A, hai màût tiãúp xuïc laì hai màût läöi, coìn taûi âiãøm B, hai màût tiãúp xuïc laì mäüt màût läöi vaì mäüt màût loîm ⇒ æïng suáút tiãúp xuïc coï trë säú låïn nháút σH max taûi âiãøm tiãúp xuïc A giæîa voìng trong vaì con làn, khi âiãøm naìy nàòm trãn phæång taïc duûng cuía læûc Fr. Khi äø làn laìm viãûc, mäùi âiãøm trãn bãö màût äø vaì con làn seî âi vaìo vuìng tiãúp xuïc, chëu taíi tàng dáön räöi thäi taíi khi ra khoíi vuìng tiãúp xuïc ⇒ σH thay âäøi theo chu kyì maûch âäüng giaïn âoaûn. Táön säú thay âäøi cuía σH (vaì do âoï khaí nàng taíi cuía äø) phuû thuäüc voìng naìo quay : + Khi voìng trong quay, voìng ngoaìi âæïng yãn, cæï sau mäüt voìng quay, mäüt âiãøm trãn voìng trong seî chëu mäüt láön æïng suáút σH max . + Khi voìng ngoaìi quay, voìng trong âæïng yãn ⇒ cæï mäùi láön con làn vaìo tiãúp xuïc våïi âiãøm A, voìng trong chëu mäüt láön æïng suáút σH max ⇒ trong træåìng håüp naìy, táön säú thay âäøi cuía æïng suáút tiãúp xuïc trãn voìng trong tàng lãn ⇒ äø choïng bë hoíng vç moíi hån. 11.3. Tênh toaïn äø làn ÄØ làn âæåüc tiãu chuáøn hoïa vaì âæåüc chãú taûo våïi âäü chênh xaïc cao. Khi thiãút kãú maïy, khäng thiãút kãú äø maì chè cáön choün loaûi äø vaì cåî kêch thæåïc äø phuì håüp. 1. Caïc daûng hoíng chuí yãúu vaì chè tiãu tênh toaïn äø làn a) Caïc daûng hoíng chuí yãúu Troïc vç moíi bãö màût laìm viãûc Do kãút quaí taïc duûng láu daìi cuía æïng suáút tiãúp xuïc σH thay âäøi coï chu kyì. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 117 Âáy laì daûng hoíng chuí yãúu âäúi våïi caïc äø làn laìm viãûc trong âiãöu kiãûn bçnh thæåìng (taíi troüng vaì säú voìng quay låïn vaì trung bçnh) vaì âæåüc che kên khäng coï caïc haût kim loaûi vaì buûi loüt vaìo. Biãún daûng dæ bãö màût Do taïc duûng cuía taíi troüng va âáûp hoàûc do taíi troüng ténh quaï låïn. Âáy laì daûng hoíng chuí yãúu âäúi våïi caïc äø chëu taíi troüng låïn vaì quay cháûm hoàûc khäng quay. Ngoaìi ra, khi äø laìm viãûc coìn xuáút hiãûn caïc daûng hoíng khaïc : - Moìn voìng äø vaì con làn do mäi træåìng laìm viãûc nhiãöu buûi bàûm. - Våî voìng caïch do taïc duûng cuía læûc ly tám (thæåìng tháúy åí caïc äø quay nhanh). - Våî voìng äø vaì con làn (thæåìng do äø bë quaï taíi, va âáûp hoàûc làõp gheïp khäng chênh xaïc). Xuáút phaït tæì hai daûng hoíng cå baín laì troïc räù bãö màût laìm viãûc vaì biãún daûng dæ låïp bãö màût, ngæåìi ta tiãún haình thæûc nghiãûm âãø xaïc âënh hai âàûc træng cå baín vãö khaí nàng laìm viãûc cuía äø : khaí nàng taíi âäüng vaì khaí nàng taíi ténh. b) Chè tiãu tênh toaïn Tênh toaïn äø làn xuáút phaït tæì hai chè tiãu: Tênh theo khaí nàng taíi âäüng (theo âäü bãön láu) âãø traïnh troïc vç moíi bãö màût laìm viãûc (våïi äø làn laìm viãûc våïi säú voìng quay trong mäüt phuït n cao hay tæång âäúi cao) Tênh theo khaí nàng taíi ténh âãø traïnh biãún daûng dæ bãö màût (våïi äø làn laìm viãûc våïi n tháúp hay âæïng yãn) 2. Choün kêch thæåïc äø làn theo khaí nàng taíi âäüng a) Khaí nàng taíi âäüng cuía ø làn Bãö màût con làn vaì caïc voìng äø chëu taïc duûng cuía æïng suáút tiãúp xuïc σH thay âäøi coï chu kyì. Q Phæång trçnh âæåìng cong moíi : σmH .N = const H (12.1) Q=C Hçnh 12.11 : N : säú chu kyì thay âäøi æïng suáút (säú chu kyì chëu taíi), mH : báûc cuía âæåìng cong moíi tiãúp xuïc Do σH coï quan hãû våïi taíi troüng Q [N] taïc duûng lãn äø, coìn N coï quan hãû våïi tuäøi thoü L [triãûu voìng quay] ⇒ Bàòng thæûc nghiãûm cuîng xáy dæûng âæåüc quan hãû : Qq .L = const (12.2) L L=1 Trong âoï : Q laì taíi troüng quy æåïc (taíi troüng hæåïng tám âäúi våïi äø âåî vaì äø âåî chàûn khi voìng ngoaìi khäng quay, hay taíi troüng doüc truûc âäúi våïi äø chàûn khi mäüt trong hai voìng quay); q = 3 âäúi våïi äø bi vaì q = 10/3 âäúi våïi äø âuîa (hçnh 12.11). Coï thãø viãút laûi (2) nhæ sau : Qq .L = Cq ⇒ C = Q.L 1 q (12.3) Våïi L = 1 triãûu voìng quay, ta coï : C = Q. C âæåüc goüi laì khaí nàng taíi âäüng cuía äø làn. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 118 Nhæ váûy khaí nàng taíi âäüng cuía äø làn laì taíi troüng khäng âäøi [N] maì äø (coï voìng ngoaìi âæïng yãn) coï thãø chëu âæåüc våïi tuäøi thoü (säú chu kyì laìm viãûc cho âãún hoíng) laì L = 1 triãûu voìng quay. Khaí nàng taíi âäüng C âæåüc cho trong caïc säø tay thiãút kãú phuû thuäüc loaûi äø vaì kêch thæåïc äø. Ghi chuï Cäng thæïc (12.3) chè âuïng khi n ≥10 voìng/phuït vaì n < säú voìng quay tåïi haûn nth cuía äø âang xeït (nth tra baíng trong caïc säø tay thiãút kãú). b) Choün kêch thæåïc äø làn theo khaí nàng taíi âäüng Nãúu n ≥ 10 voìng/phuït ⇒ äø làn âæåüc choün theo khaí nàng taíi âäüng âãø baío âaím âäü bãön láu (tuäøi thoü) cuía äø (nhàòm traïnh daûng hoíng troïc räù bãö màût laìm viãûc). Khaí nàng taíi âäüng tênh toaïn âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: C tinh = Q.L 1 q Trong âoï : Q laì taíi troüng laìm viãûc quy æåïc [kN] L laì tuäøi thoü cáön thiãút [triãûu voìng quay] q = 3 ( äø bi); q = 10/3 (äø âuîa) Tra baíng trong säø tay thiãút kãú, choün äø coï âæåìng kênh trong d bàòng âæåìng kênh ngoîng truûc làõp äø (âaî âæåüc xaïc âënh khi thiãút kãú truûc), coï khaí nàng taíi âäüng C thoía maîn âiãöu kiãûn : C tinh ≤ C Dæûa vaìo âæåìng kênh d âaî choün, seî tra âæåüc caïc kêch thæåïc khaïc cuía äø làn nhæ âæåìng kênh ngoaìi D, bãö räüng äø B, âæåìng kênh con làn... Ghi chuï : + Træåìng håüp 1 ≤ n ≤ 10v / ph ⇒ cuîng tênh choün äø theo khaí nàng taíi âäüng nhæng láúy n = 10 voìng/phuït âãø tênh Ctênh. + Træåìng håüp n låïn cáön kiãøm tra âiãöu kiãûn n ≤ ngh trong âoï : ngh säú voìng quay giåïi haûn cuía äø làn (tra baíng trong caïc säø tay thiãút kãú). 1 −6 + Quan hãû giæîa tuäøi thoü Lh [giåì] vaì L [triãûu voìng quay] : L = 60. 0 .n.Lh Xaïc âënh taíi troüng quy æåïc Q (khi choün äø chëu taíi troüng khäng âäøi) Våïi äø bi âåî, äø bi âåî chàûn, äø âuîa cän âåîî chàûn : Q = (X.V.Fr + Y.Fa ).K d .K t Våïi äø làn chàûn : Q = Fa .K d .K t Trong âoï : Fr : læûc hæåïng tám (phaín læûc taûi caïc äø âaî âæåüc xaïc âënh khi xaïc âënh truûc [kN]) Fa : læûc doüc truûc, tuyì thuäüc vaìo loaûi äø [kN] X, Y : hãû säú taíi troüng hæåïng tám vaì taíi troüng doüc truûc V : hãû säú phuû thuäüc vaìo voìng naìo quay : khi voìng trong quay : V = 1 khi voìng ngoaìi quay : V = 1,2 Kd : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía taíi troüng âäüng. Kt : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía nhiãût âäü. Caïc hãû säú X, Y, Kd, Kt tra baíng trong caïc säø tay thiãút kãú. Xaïc âënh læûûc doüc truûc Fa Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 119 + Âäúi våïi äø bi âåî, äø bi âåî loìng cáöu hai daîy, äø âuîa âåî loìng cáöu hai daîy ⇒ Fa laì täøng caïc læûc doüc truûc ngoaìi (læûc àn khåïp åí caïc bäü truyãön) taïc duûng lãn truûc vaì truyãön âãún äø. + Âäúi våïi äø âåî chàûn, do täön taûi goïc tiãúp xuïc α ⇒ khi Fr taïc duûng seî sinh ra læûc doüc truûc phuû FS: Våïi äø bi âåî chàûn : Fs = e.Fr ; e : hãû säú phuû thuäüc goïc tiãúp xuïc α (tra baíng). Våïi äø âuîa cän âåî chàûn : Fs = 0,83.e.Fr ; hãû säú e = 1,5.tgα Læûc FS trãn mäüt äø seî taïc âäüng lãn truûc vaì tæì truûc taïc âäüng lãn äø kia. α Hçnh 12.12b: Fr Fri FS Frj FSi Fat äø (i) Hçnh 12.12a: FSj äø (j) Xeït så âäö bäú trê äø nhæ hçnh 12.12b. Goüi Fat laì täøng læûc doüc truûc ngoaìi tæì caïc chi tiãút quay taïc duûng lãn truûc vaì truyãön tåïi äø. Goüi Fri vaì Frj laì læûc hæåïng tám taïc duûng lãn äø (i) vaì äø (j). Goüi Fsi vaì Fsj laì láön læåüt laì læûc doüc truûc phuû taûi äø (i) vaì äø (j) ⇒ Læûc doüc truûc Fa âæåüc tênh nhæ sau : - Våïi äø (i) : Täøng læûc doüc truûc taïc duûng lãn äø (i) : ∑ Fi = Fsj ± Fat Láúy dáúu (+) nãúu Fat cuìng chiãöu våïi Fsj, dáúu (-) nãúu nãúu Fat ngæåüc chiãöu våïi Fsj Nãúu ∑ Fi ≥ Fsi ⇒ láúy Fai = ∑ Fi Nãúu ∑F ≤ F i si ⇒ láúy Fai = Fsi - Våïi äø (j) : Tæång tæûû, täøng læûc doüc truûc taïc duûng lãn äø (j) : ∑F = F j si ± Fat Láúy dáúu (+) nãúu Fat cuìng chiãöu våïi Fsi, dáúu (-) nãúu nãúu Fat ngæåüc chiãöu våïi Fsi Nãúu ∑ Fj ≥ Fsj ⇒ láúy Faj = ∑ Fj Nãúu ∑F ≤ F j sj ⇒ láúy Faj = Fsj - Vê duû tênh toaïn Tênh læûc doüc truûc taïc duûng lãn hai äø (i) vaì (j) trãn så âäö chæî O hçnh 12.12b. Biãút Fat = 3000N, FSi = 1500N, FSj = 1000N. Ta coï : ∑ Fi = Fsj − Fat ⇒ ∑ Fi = 1000 − 3000 = −2000 < FSi ⇒ Fai = FSi = 1500N ∑F = F j si + Fat ⇒ ∑ F = 1500 + 3000 = 4500N > F j Sj ⇒ Faj = ∑ Fj = 4500N Xaïc âënh taíi troüng quy æåïc Q khi äø chëu taíi troüng thay âäøi Taíi troüng quy æåïc Q âæåüc thay bàòng taíi troüng tæång âæång bàòng QE tênh theo cäng thæïc : QE = q ∑ (Q .L ) / ∑ L q i i i Trong âoï : q = 3 âäúi våïi äø bi ; q = 10/3 âäúi våïi äø âuîa Qi : taíi troüng quy æåïc tênh toaïn nhæ trãn Li : thåìi haûn chëu taíi troüng Qi tênh bàòng triãûu voìng quay. Ghi chuï Sau khi tênh toaïn læûa choün äø theo khaí nàng taíi âäüng, cáön kiãøm tra äø theo khaí nàng taíi ténh. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 120 3. Choün kêch thæåïc äø theo khaí nàng taíi ténh a) Khaí nàng taíi ténh cuía äø làn Tæì biãøu thæïc (12.2) ⇒ coï thãø tàng Q lãn vä haûn nãúu giaím L xuäúng ráút tháúp. Thæûc tãú, Q bë giåïi haûn båíi khaí nàng taíi ténh cuía äø làn (giåïi haûn båíi âäü bãön ténh). Khaí nàng taíi ténh C0 [kN] cuía äø làn laì taíi troüng ténh gáy nãn taûi vuìng tiãúp xuïc chëu taíi låïn nháút cuía con làn vaì raînh làn biãún daûng dæ täøng coüng bàòng 0,0001 giaï trë âæåìng kênh con làn. Khaí nàng taíi ténh C0 âæåüc cho trong caïc säø tay thiãút kãú phuû thuäüc loaûi äø vaì kêch thæåïc äø. b) Choün kêch thæïc äø theo khaí nàng taíi ténh Våïi äø làn khäng quay hoàûc quay våïi säú voìng quay ráút tháúp : n ≤ 1v / ph ⇒ äø làn âæåüc choün theo khaí nàng taíi nhàòm ténh âãö phoìng biãún daûng dæ låïp bãö màût theo âiãöu kiãûn : P0 ≤ C0 Trong âoï : P0 : taíi troüng ténh quy æåïc [kN] ; C0 : khaí nàng taíi ténh cuía äø làn + Âäúi våïi äø âåî, äø âåî chàûn : + Âäúi våïi äø chàûn : P0 = X 0 .Fr + Y0 .Fa nhæng khäng nhoí hån P0 = Fr P0 = Fa Trong âoï : X0 , Y0 : hãû säú taíi troüng hæåïng tám vaì doüc truûc ténh (tra baíng) 11.4. Làõp gheïp, âënh vë, bäi trån vaì che kên äø làn φ68Js7 φ40k6 1. Làõp gheïp äø làn ÄØ làn laì chi tiãút tiãu chuáøn ⇒ voìng trong âæåüc làõp trãn truûc theo hãû läù, voìng ngoaìi âæåüc làõp trãn voí häüp theo hãû truûc. Voìng äø quay (so våïi taíi troüng) chëu taíi tuáön hoaìn, vê duû voìng trong cuía äø làn làõp trong häüp giaím täúc, âæåüc làõp cäú âënh (làõp trung gian thiãn vãö âäü däi) so våïi truûc âãø traïnh di træåüt bãö màût làõp gheïp, dung sai cuía truûc coï thãø láúy nhæ sau : js6, k6, m6, n6 Voìng äø khäng quay (so våïi taíi troüng) chëu taíi cuûc bäü, vê duû voìng ngoaìi cuía äø làn làõp trong häüp giaím täúc, âæåüc làõp coï âäü håí (làõp trung gian thiãn âäü håí) so våïi voí häüp ⇒ äø coï thãø di chuyãøn doüc truûc khi cáön âiãöu chènh khe håí hoàûc khi daîn nåî vç nhiãût, traïnh khäng cho äø bë Hçnh 12.13: Ghi kiãøu làõp äø làn keût; âäöng thåìi khi va âáûp hay cháún âäüng, voìng äø coï thãø xoay theo bãö màût làõp gheïp → thay âäøi chäù tiãúp xuïc chëu taíi → raînh làn moìn âãöu hån, dung sai cuía läù coï thãø láúy nhæ sau : H7, K7, Js7, Js6 . Caïch ghi kiãøu làõp cuía äø làn âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 12.13. 2. Âënh vë äø làn trãn truûc vaì trong voí maïy (Cäú âënh vë trê äø theo phæång doüc truûc) Thæåìng duìng hai phæång phaïp sau âãø âënh vë äø làn trãn truûc vaì trong voí häüp : Phæång phaïp I Våïi äø (a) : voìng trong cäú âënh trãn truûc (duìng âai äúc haîm, voìng haîm loì xo, vai truûc, gåì truûc...), voìng ngoaìi cäú âënh trãn voí häüp (duìng nàõp äø, gåì cuía voí häüp, gåì cuía äúng loït...) ⇒ caín äø (a) äø (b) Hçnh 12.14 : Phæång phaïp I Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 121 tråí dëch chuyãøn doüc truûc vãö caí hai phêa, chëu âæåüc caí læûc hæåïng tám Fr vaì læûc doüc truûc Fa. (äø (a) âæåüc goüi laì äø cäú âënh) Våïi äø (b) : voìng trong cäú âënh trãn truûc (duìng vai truûc, gåì truûc, âai äúc haîm, voìng haîm loì xo..), voìng ngoaìi âãø tæû do coï thãø dëch chuyãøn doüc truûc vãö caí hai phêa ⇒ chè chëu âæåüc læûc Fr (äø (b) âæåüc goüi laì äø tuyì âäüng) - hçnh 12.14 vaì 12.15. Do äø tuyì âäüng chè chëu læûc hæåïng tám → coï thãø duìng äø bi âåî mäüt daîy, äø âuîa truû ngàõn âåî mäüt daîy, äø bi âåî loìng cáöu hai daîy... Æu âiãøm - Khi truûc daîn nåî daìi vç nhiãût, äø tuìy âäüng coï thãø dëch chuyãøn âãún vë trê måïi ⇒ khäng gáy keût äø. - Dung sai kêch thæåïc theo chiãöu daìi cuía caïc kháu thaình pháön trãn truûc vaì trãn voí khäng coï yãu cáöu cao, vç ngay caí khi truûc khäng âaût yãu cáöu vãö dung sai âaî âãö ra, âäü chênh xaïc làõp gheïp vaì cháút læåüng äø làn váùn khäng bë aính hæåíng. Nhæåüc âiãøm Phaíi cäú âënh chàõc chàõn mäüt âáöu äø trãn truc vaì trong voí ⇒ kãút cáúu gäúi âåî äø (a) phæïc taûp. Phæång phaïp naìy thæåìng âæåüc sæí duûng khi chiãöu daìi truûc tæång âäúi låïn: l = (10÷12) d (våïi d: âæåìng kênh ngoîng truûc) vaì chëu nhiãût âäü tæång âäúi cao (vê duû truûc vêt trong häüp giaím täúc truûc vêt). Khi duìng phæång phaïp naìy, âäü cæïng væîng cuía truûc tæång âäúi tháúp ⇒ âãø náng cao âäü cæïng væîng cuía truûc, coï thãø duìng hai äø nhæ nhau taûi vë trê äø cäú âënh (a). Gåì Nàõp äø Thán häüp Âai äúc haîm Xeûc lêp ÄØ (a) ÄØ (b) Hçnh 12.15 : Phæång phaïp I, äø (a) cäú âënh, duìng äø bi âåî chàûn hai daîy; äø (b) tuyì âäüng, duìng äø âuîa âåî. Phæång phaïp II Mäùi äø seî ngàn khäng cho truûc dëch chuyãøn vãö mäüt phêa. Så âäö A : (hçnh 12.16) Så âäö A (kiãøu chæî O) Så âäö B (kiãøu chæî X) Hçnh 12.16 : Phæång phaïp II Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 122 Kãút cáúu âån giaín ⇒ duìng nhiãöu trong chãú taûo maïy. Tuy nhiãn, khi truûc bë daîn nåí daìi vç nhiãût, äø coï thãø bë keût ⇒ duìng cho caïc âoaûn truûc tæång âäúi ngàõn : l = (6÷8)d. Khi duìng äø bi âåî hoàûc äø âuîa âåî, cáön chæìa khe håí a = 0,2 ÷1mm giæîa nàõp äø vaì voìng ngoaìi âãø traïnh keût äø (læu yï våïi äø âuîa cän âåî chàûn, khäng cho pheïp khe håí). Så âäö B : (hçnh 12.16) Kãút cáúu bäü pháûn äø vaì viãûc âiãöu chènh khe håí phæïc taûp hån så âäö A (âiãöu chènh khe håí cuía äø bàòng caïch dëch chuyãøn voìng trong so våïi voìng ngoaìi nhåì âai äúc), nhæng traïnh âæåüc keût äø khi truûc daîn daìi do nhiãût, båíi vç khi âoï voìng ngoaìi coï thãø dëch chuyãøn âæåüc nhåì khe håí tæång âäúi låïn giæîa voìng ngoaìi vaì nàõp äø. Sæí duûng khi truûc tæång âäúi daìi, nhiãût âäü thay âäøi låïn. Sæí duûng haûn chãú. Âãûm âiãöu chènh khe håí trong äø Hçnh 12.17 : Phæång phaïp II, så âäö A (kiãøu chæî O), duìng äø bi âåî chàûn Âãûm âiãöu chènh khe håí trong äø Hçnh 12.18: Phæång phaïp II, så âäö A (kiãøu chæî O), duìng äø âuîa cän âåî chàûn Âãûm âiãöu chènh Äúng loït Baïnh ràng noïn ràng thàóng Âai äúc haîm duìng âiãöu chènh khe håí trong äø Hçnh 12.19 : Phæång phaïp II, så âäö B (kiãøu chæî X), duìng äø âuîa cän âåî chàûn Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 123 3. Bäi trån vaì che kên äø làn a) Bäi trån Bäi trån nhàòm ngàn rè, giaím ma saït, laìm nguäüi cuûc bäü bãö màût laìm viãûc, laìm nguäüi äø. Cháút bäi trån coìn coï taïc duûng che kên khe håí giæîa äø vaì bäü pháûn che kên, giaím tiãúng äön. Âãø bäi trån äø, coï thãø duìng måî hay dáöu khoaïng âãø bäi trån. Måî : Måî bäi trån âæåüc duìng räüng raîi khi nhiãût âäü äø khäng cao (<100°C), khäng coï caïc yãu cáöu quay phaíi ráút nheû vaì kãút cáúu gäúi truûc dãù thaïo âãø ræía vaì thay måî. Dáöu : Dáöu bäi trån âæåüc duìng khi cáön giaím máút maït do ma saït âãún mæïc tháúp nháút, khi nhiãût äø cao hoàûc laìm viãûc åí chäù áøm æåït. Nhiãût âäü cho pheïp cuía äø khi duìng dáöu bäi trån laì 120°C. Khi v > 5m/s ⇒ nãn duìng dáöu bäi trån. b) Che kên äø làn Thán maïy Nàõp äø Voìng bêt Voìng phåït Hçnh 12.21: Voìng bêt Hçnh 12.20 : Voìng phåït Nàõp äø Raînh voìng Hçnh 12.22: Raînh voìng Raînh dêch dàõc Hçnh 12.23: Raînh dêch dàõc Che kên äø nhàòm ngàn buûi, caïc haût maìi moìn vaì næåïc tæì ngoaìi loüt vaìo äø, ngàn khäng cho dáöu chaíy ra ngoaìi. Mäüt vaìi kiãøu che kên thæåìng duìng : + Che kên nhåì tiãúp xuïc: voìng phåït (hçnh 12.20), voìng bêt (hçnh 12.21)... duìng khi váûn täúc tháúp vaì trung bçnh. + Che kên bàòng nhiãöu raînh voìng (hçnh 12.22) trãn chiãöu daìi nàõp äø (cæï mäùi láön âi qua mäüt raînh voìng, aïp suáút cuía dáöu giaím xuäúng); bàòng caïc raînh dêch dàõc (hçnh 12.23) (coï taïc duûng caín sæû chaíy cuía cháút loíng qua caïc raînh heûp)... Duìng khi váûn täúc báút kyì. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 124 + Che kên nhåì ly tám : dáöu hoàûc cháút báøn råi vaìo âéa chàõn âang quay (hçnh 12.24) seî bë hàõt ra do læûc ly tám. Duìng khi váûn täúc trung bçnh vaì cao. Âéa chàõn âang quay Hçnh 12.24: Âéa chàõn Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 125 TAÌI LIÃÛU THAM KHAÍO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] Chi tiÕt m¸y tËp I, NguyÔn Träng HiÖp, NguyÔn V¨n LÉm, Nxb. Gi¸o dôc, Hµ Néi 1997. Chi tiÕt m¸y tËp II, NguyÔn Träng HiÖp, NguyÔn V¨n LÉm, Nxb. Gi¸o dôc, Hµ Néi 1994. C¬ së thiÕt kÕ m¸y vµ chi tiÕt m¸y, TrÞnh ChÊt, Nxb. Khoa häc vµ Kü thuËt, Hµ Néi 1998. Gi¸o tr×nh Chi tiÕt m¸y, NguyÔn V¨n YÕn, Nxb. Giao th«ng VËn t¶i, Hµ Néi 2004. ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, NguyÔn Träng HiÖp, NguyÔn V¨n LÉm, Nxb Gi¸o dôc, Hµ Néi 1998. TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ, TËp I, TrÞnh ChÊt, Lª V¨n UyÓn, Nxb. Gi¸o dôc, Hµ Néi 1997. TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ, TËp II, TrÞnh ChÊt, Lª V¨n UyÓn. Nxb. Gi¸o dôc, Hµ Néi 2000. C¬ së kü thuËt c¬ khÝ, §ç Xu©n §Þnh, Bïi Lª G«n, Ph¹m §×nh Sïng, Nxb. X©y dùng, Hµ Néi 2001. C¬ së thiÕt kÕ m¸y, phÇn I, NguyÔn H÷u Léc, NguyÔn TuÊn KiÖt, NguyÔn Thanh Nam, Phan TÊn Hïng, Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Thµnh phè Hå ChÝ Minh 2001. Dung sai vµ l¾p ghÐp, Ninh §øc Tèn, Nxb. Gi¸o dôc, Hµ Néi 2001. Dung sai vµ l¾p ghÐp, Hµ V¨n Vui, Nxb. Khoa häc vµ Kü thuËt, Hµ Néi 2003. VÏ Kü thuËt c¬ khÝ tËp I, TrÇn H÷u QuÕ, Nxb. Gi¸o dôc, Hµ Néi 1996. VÏ Kü thuËt c¬ khÝ tËp II, TrÇn H÷u QuÕ, Nxb. Gi¸o dôc, Hµ Néi 1998. Guide des Sciences et Technologies Industrielles, Jean-Louis Fanchon, Editions Nathan AFNOR, Paris 1999 Mechanical Engineering Design, Joseph Edward Shigley, Charles R. Mischke. McGraw-Hill Inc., USA 1989. ElÐment des machines, Tec. & Doc., Paris 1983. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 126 MUÛC LUÛC PHÁÖN I ....................................................................................................................................... 1 NHÆÎNG VÁÚN ÂÃÖ CÅ BAÍN TRONG THIÃÚT KÃÚ MAÏY VAÌ CHI TIÃÚT MAÏY ....................... 1 CHÆÅNG I................................................................................................................................. 1 ÂAÛI CÆÅNG VÃÖ THIÃÚT KÃÚ MAÏY VAÌ CHI TIÃÚT MAÏY...................................................... 1 1.1. Caïc váún âãö chung................................................................................................................. 1 1. Maïy, bäü pháûn maïy vaì chi tiãút maïy ...................................................................................... 1 2. Nhæîng yãu cáöu chuí yãúu âäúi våïi maïy vaì chi tiãút maïy .......................................................... 1 3. Caïc bæåïc thiãút kãú mäüt maïy .................................................................................................. 2 4. Caïc bæåïc thiãút kãú mäüt chi tiãút maïy ...................................................................................... 2 5. Mäüt säú âàûc âiãøm khi tênh toaïn thiãút kãú chi tiãút maïy ............................................................ 3 1.2. Taíi troüng vaì æïng suáút ........................................................................................................... 3 1. Taíi troüng taïc duûng lãn maïy vaì chi tiãút maïy ......................................................................... 3 2. ÆÏng suáút .............................................................................................................................. 4 1.3. Âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy ................................................................................................ 5 1. Hiãûn tæåüng phaï huyí do moíi ................................................................................................. 5 2. Nhæîng nhán täú aính hæåíng âãún âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy ............................................... 6 3. Caïc biãûn phaïp náng cao âäü bãön moíi cuía chi tiãút maïy ......................................................... 8 1.4. Váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy ................................................................................................ 8 1. Nhæîng yãu cáöu âäúi våïi váût liãûu chãú taûo chi tiãút maïy ........................................................... 8 2. Caïc loaûi váût liãûu thæåìng duìng trong ngaình chãú taûo maïy ..................................................... 9 1.5. Váún âãö tiãu chuáøn hoïa trong thiãút kãú maïy ......................................................................... 10 1. Âënh nghéa tiãu chuáøn hoaï................................................................................................. 10 2. Låüi êch cuía tiãu chuáøn hoaï ................................................................................................ 10 3. Caïc âäúi tæåüng âæåüc tiãu chuáøn hoïa ................................................................................... 11 4. Cäng taïc tiãu chuáøn åí næåïc ta ........................................................................................... 11 CHÆÅNG II ............................................................................................................................. 12 NHÆÎNG CHÈ TIÃU CHUÍ YÃÚU VÃÖ KHAÍ NÀNG LAÌM VIÃÛC CUÍA CHI TIÃÚT MAÏY ......... 12 2.1. Âäü bãön ............................................................................................................................... 12 1. Khaïi niãûm vãö âäü bãön ......................................................................................................... 12 2. Phæång phaïp tênh âäü bãön ................................................................................................... 12 3. Caïch xaïc âënh æïng suáút sinh ra trong chi tiãút maïy ............................................................ 12 4. Caïch xaïc âënh æïng suáút cho pheïp ...................................................................................... 13 2.2. Âäü bãön moìn ....................................................................................................................... 14 2.3. Âäü cæïng ............................................................................................................................. 14 2.4. Âäü chëu nhiãût (khaí nàng chëu nhiãût) .................................................................................. 15 2.5. Tênh äøn âënh dao âäüng....................................................................................................... 15 CHÆÅNG III ............................................................................................................................ 17 ÂÄÜ TIN CÁÛY CUÍA MAÏY VAÌ CHI TIÃÚT MAÏY ..................................................................... 17 3.1. Khaïi niãûm chung................................................................................................................ 17 1. Âënh nghéa ......................................................................................................................... 17 2. Caïc chè tiãu âaïnh giaï âäü tin cáûy ........................................................................................ 17 3.2. Xaïc suáút laìm viãûc khäng hoíng R(t) ................................................................................... 17 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 127 3.3. Cæåìng âäü hoíng λ (t)........................................................................................................... 18 3.4. Tuäøi thoü ............................................................................................................................. 19 3.5. Hãû säú sæí duûng KS ............................................................................................................... 19 3.6. Biãûn phaïp náng cao âäü tin cáûy cuía maïy vaì chi tiãút maïy .................................................... 19 PHÁÖN II.................................................................................................................................... 20 TRUYÃÖN ÂÄÜNG CÅ KHÊ....................................................................................................... 20 CHÆÅNG IV............................................................................................................................ 21 TRUYÃÖN ÂÄÜNG BAÏNH MA SAÏT ......................................................................................... 21 4.1. Khaïi niãûm chung................................................................................................................ 21 1. Giåïi thiãûu vãö truyãön âäüng baïnh ma saït.............................................................................. 21 2. Phán loaûi truyãön âäüng baïnh ma saït ................................................................................... 21 4.2. Cå hoüc truyãön âäüng baïnh ma saït ....................................................................................... 22 1. Sæû træåüt trong bäü truyãön baïnh ma saït ................................................................................ 22 2. Váûn täúc vaì tyí säú truyãön...................................................................................................... 23 3. Læûc eïp cáön thiãút trong bäü truyãön baïnh ma saït ................................................................... 24 4.3. Tênh âäü bãön bäü truyãön baïnh ma saït ................................................................................... 25 1. Caïc daûng hoíng vaì chè tiãu tênh toaïn .................................................................................. 25 2. Tênh bäü truyãön baïnh ma saït truû theo âäü bãön tiãúp xuïc ........................................................ 26 2. Tênh toaïn âäü bãön bäü truyãön baïnh ma saït noïn .................................................................... 27 4.4. Váût liãûu vaì æïng suáút cho pheïp............................................................................................ 27 1. Váût liãûu .............................................................................................................................. 27 2. ÆÏng suáút tiãúp xuïc cho pheïp ............................................................................................... 28 4.5. Âaïnh giaï bäü truyãön baïnh ma saït ........................................................................................ 28 CHÆÅNG V ............................................................................................................................. 29 TRUYÃÖN ÂÄÜNG BAÏNH RÀNG............................................................................................. 29 5.1. Khaïi niãûm chung................................................................................................................ 29 1. Giåïi thiãûu vaì phán loaûi bäü truyãön baïnh ràng ..................................................................... 29 2. Thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön baïnh ràng....................................................................... 31 3. Kãút cáúu baïnh ràng.............................................................................................................. 35 4. Âäü chênh xaïc cuía bäü truyãön baïnh ràng.............................................................................. 36 5.2. Taíi troüng trong truyãön âäüng baïnh ràng.............................................................................. 37 1. Læûc taïc duûng lãn caïc ràng khi àn khåïp trong BTBR truû ràng thàóng ................................. 37 2. Læûc taïc duûng lãn caïc ràng khi àn khåïp trong BTBR truû ràng nghiãng ............................. 37 3. Læûc taïc duûng lãn caïc ràng khi àn khåïp trong BTBR noïn ràng thàóng................................ 38 4. Caïc hãû säú taíi troüng............................................................................................................. 39 5. ÆÏng suáút trãn ràng baïnh ràng ............................................................................................ 40 5.3. Tênh âäü bãön bäü truyãön baïnh ràng....................................................................................... 41 1. Caïc daûng hoíng vaì chè tiãu tênh toaïn bäü truyãön baïnh ràng ................................................. 41 2. Tênh âäü bãön bäü truyãön baïnh ràng truû troìn ràng thàóng ....................................................... 42 3. Tênh âäü bãön bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng (hay ràng chæî V)............................... 46 4. Tênh âäü bãön bäü truyãön baïnh ràng noïn ràng thàóng ............................................................. 48 5.4. Kiãøm nghiãûm âäü bãön cuía ràng khi chëu quaï taíi ................................................................ 50 1. Theo æïng suáút tiãúp xuïc ...................................................................................................... 50 2. Theo æïng suáút uäún ............................................................................................................. 50 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 128 5.5. Váût liãûu vaì æïng suáút cho pheïp............................................................................................ 50 1. Váût liãûu chãú taûo baïnh ràng................................................................................................. 50 2. ÆÏng suáút cho pheïp ............................................................................................................. 51 5.6. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön baïnh ràng ............................................................................... 52 5.7. Âaïnh giaï truyãön âäüng baïnh ràng ....................................................................................... 53 CHÆÅNG VI............................................................................................................................ 54 TRUYÃÖN ÂÄÜNG TRUÛC VÊT ................................................................................................. 54 6.1. Khaïi niãûm chung................................................................................................................ 54 1. Giåïi thiãûu vaì phán loaûi bäü truyãön truûc vêt.......................................................................... 54 2. Thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön truûc vêt ........................................................................... 56 3. Âäü chênh xaïc cuía bäü truyãön truûc vêt .................................................................................. 58 4. Kãút cáúu truûc vêt vaì baïnh vêt ............................................................................................... 59 6.2. Cå hoüc truyãön âäüng truûc vêt ............................................................................................... 60 1. Váûn täúc vaì tyí säú truyãön...................................................................................................... 60 2. Læûc taïc duûng trong bäü truyãön ............................................................................................ 61 3. Hiãûu suáút truyãön âäüng truûc vêt ........................................................................................... 62 6.3. Tênh toaïn âäü bãön bäü truyãön truûc vêt ................................................................................... 62 1. Caïc daûng hoíng vaì chè tiãu tênh toaïn .................................................................................. 62 2. Tênh toaïn âäü bãön tiãúp xuïc cuía ràng baïnh vêt ..................................................................... 63 3. Tênh toaïn âäü bãön uäún cuía ràng baïnh vêt ............................................................................ 64 4. Kiãøm nghiãûm âäü bãön cuía ràng baïnh vêt khi chëu quaï taíi ................................................... 65 5. Tênh toaïn nhiãût bäü truyãön truûc vêt...................................................................................... 65 6.4. Váût liãûu chãú taûo vaì æïng suáút cho pheïp .............................................................................. 66 1. Váût liãûu chãú taûo.................................................................................................................. 66 2. ÆÏng suáút cho pheïp ............................................................................................................. 67 6.6. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön truûc vêt.................................................................................... 68 6.7. Âaïnh giaï bäü truyãön truûc vêt ............................................................................................... 68 CHÆÅNG VII .......................................................................................................................... 69 TRUYÃÖN ÂÄÜNG XÊCH........................................................................................................... 69 7.1. Khaïi niãûm chung................................................................................................................ 69 1. Giåïi thiãûu bäü truyãön xêch................................................................................................... 69 2. Caïc loaûi xêch truyãön âäüng vaì âéa xêch ............................................................................... 69 3. Thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön xêch (xêch äúng con làn) ................................................. 73 7.2. Cå hoüc truyãön âäüng xêch.................................................................................................... 75 1. Váûn täúc vaì tè säú truyãön ...................................................................................................... 75 2. Læûûc taïc duûng trong bäü truyãön xêch .................................................................................... 76 7.3. Tênh toaïn truyãön âäüng xêch................................................................................................ 77 1. Caïc daûng hoíng vaì chè tiãu tênh toaïn .................................................................................. 77 2. Tênh toaïn xêch con làn vãö âäü bãön moìn .............................................................................. 77 7.4. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön xêch ......................................................................................... 79 7.5. Âaïnh giaï bäü truyãön xêch .................................................................................................... 79 CHÆÅNG VIII ......................................................................................................................... 81 TRUYÃÖN ÂÄÜNG ÂAI ............................................................................................................. 81 8.1. Khaïi niãûm chung................................................................................................................ 81 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 129 1. Giåïi thiãûu bäü truyãön âai..................................................................................................... 81 2. Caïc loaûi âai vaì kãút cáúu baïnh âai........................................................................................ 82 3. Caïc thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön âai............................................................................ 86 8.2.Cå hoüc truyãön âäüng âai....................................................................................................... 87 1. Váûn täúc vaì tyí säú truyãön...................................................................................................... 87 2. Læûc taïc duûng trong bäü truyãön âai ...................................................................................... 87 3. ÆÏng suáút trong âai ............................................................................................................. 88 4. Hiãûn tæåüng træåüt trong bäü truyãön âai................................................................................. 89 5. Khaí nàng keïo, âæåìng cong træåüt vaì âæåìng cong hiãûu suáút .............................................. 90 8.3. Tênh toaïn truyãön âäüng âai.................................................................................................. 90 1. Chè tiãu tênh toaïn truyãön âäüng âai..................................................................................... 90 2. Tênh toaïn âai deût................................................................................................................ 91 3. Tênh toaïn truyãön âäüng âai thang ....................................................................................... 91 8.4. Trçnh tæû thiãút kãú truyãön âäüng âai ....................................................................................... 92 1. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön âai deût ..................................................................................... 92 2. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön âai thang ................................................................................. 93 8.5. Âaïnh giaï bäü truyãön âai ...................................................................................................... 94 Chæång IX ................................................................................................................................ 95 TRUYÃÖN ÂÄÜNG VÊT - ÂAI ÄÚC ............................................................................................. 95 9.1. Khaïi niãûm chung................................................................................................................ 95 1. Giåïi thiãûu bäü truyãön vêt - âai äúc ........................................................................................ 95 2. Phán loaûi bäü truyãön vêt âai äúc ............................................................................................ 96 3. Caïc thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön vêt âai äúc .................................................................. 98 9.2. Tênh toaïn bäü truyãön vêt âai äúc............................................................................................ 99 1. Caïc daûng hoíng chuí yãúu vaì chè tiãu tênh toaïn .................................................................... 99 2. Tênh bäü truyãön vêt âai äúc theo âäü bãön moìn ..................................................................... 100 3. Tênh bäü truyãön vêt âai äúc vãö âäü bãön................................................................................. 100 4. Tênh bäü truyãön vêt âai äúc theo âiãöu kiãûn äøn âënh ............................................................ 100 9.3. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön vêt âai äúc ............................................................................... 101 9.4. Âaïnh giaï bäü truyãön vêt âai äúc .......................................................................................... 102 PHÁÖN III ................................................................................................................................ 103 CAÏC CHI TIÃÚT MAÏY ÂÅÎ NÄÚI ............................................................................................. 103 CHÆÅNG X ........................................................................................................................... 103 TRUÛC ..................................................................................................................................... 103 10.1. Khaïi niãûm chung............................................................................................................ 103 1. Giåïi thiãûu vaì phán loaûi truûc ............................................................................................. 103 2. Kãút cáúu vaì váût liãûu truûc.................................................................................................... 103 10.2. Phæång phaïp tênh toaïn thiãút kãú truûc .............................................................................. 106 1. Caïc daûng hoíng chuí yãúu vaì chè tiãu tênh toaïn .................................................................. 106 2. Tênh toaïn truûc vãö âäü bãön.................................................................................................. 106 3. Tênh truûc vãö âäü cæïng ....................................................................................................... 110 4. Tênh toaïn truûc vãö dao âäüng.............................................................................................. 110 CHÆÅNG XI.......................................................................................................................... 112 ÄØ LÀN .................................................................................................................................... 112 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 130 11.1. Khaïi niãûm chung............................................................................................................ 112 1. Giåïi thiãûu vãö äø làn ........................................................................................................... 112 2. Phán loaûi äø làn ................................................................................................................. 112 3. Âäü chênh xaïc chãú taûo cuía äø làn........................................................................................ 113 4. Caïc loaûi äø làn thæåìng duìng.............................................................................................. 113 11.2. Læûc vaì æïng suáút trong äø làn ........................................................................................... 116 1. Sæû phán bäú læûc trãn caïc con làn....................................................................................... 116 2. ÆÏng suáút tiãúp xuïc trong äø làn .......................................................................................... 117 11.3. Tênh toaïn äø làn............................................................................................................... 117 1. Caïc daûng hoíng chuí yãúu vaì chè tiãu tênh toaïn äø làn.......................................................... 117 2. Choün kêch thæåïc äø làn theo khaí nàng taíi âäüng ................................................................ 118 3. Choün kêch thæåïc äø theo khaí nàng taíi ténh........................................................................ 121 11.4. Làõp gheïp, âënh vë, bäi trån vaì che kên äø làn .................................................................. 121 1. Làõp gheïp äø làn ................................................................................................................. 121 2. Âënh vë äø làn trãn truûc vaì trong voí maïy .......................................................................... 121 3. Bäi trån vaì che kên äø làn ................................................................................................. 124 TAÌI LIÃÛU THAM KHAÍO ...................................................................................................... 126 MUÛC LUÛC .............................................................................................................................. 127 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 131 ...
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