#ren#bulong#thiết kế cơ khí

Sau khi đã nắm được hình dạng và các ký hiệu tạo nên hình dạng của ren rồi thì yếu tố thứ 2 mà người thiết kế máy quan tâm nhất đó chính là làm sao để có thể tính toán chọn được kích thước bu lông.

Trước hết hãy hiểu về độ bền của bu lông. Các cấp độ bền và các loại vật liệu chế tạo bu lông được quy định như sau.

Bảng II: Các cấp độ bền bu lông

Bu lông được chia ra 10 cấp độ bền từ 3.6 ~ 12.9 và các ký hiệu độ bền cũng mang ý nghĩa riêng.

Ví dụ với cấp độ bền 4.6

• Lấy số 4 x 100=400, giá trị đó gần với độ bền kéo của vật liệu tương ứng SS400 với độ bền kéo khoảng 400N/mm²
• Lấy số 6 x 400 /10=240, giá trị đó gần với điểm giới hạn dẻo của vật liệu SS400 khoảng 240N/mm²

Trong thực tế có rất nhiều trường hợp cũng như điều kiện sử dụng khác nhau và ứng với mỗi tình huống lại có các phương pháp phù hợp nhưng trong giới hạn bài viết mình sẽ giới thiệu cách tính cơ bản hay gặp nhất. Trường hợp dưới đây là một ví dụ điển hình:

Hình 2.2

Tấm màu đỏ bên trên là cố định , tấm màu cam bên dưới được giữ kết nối nhờ 1 bu lông. Tấm màu cam chịu tác dụng của các lực f, khi đó giả sử tất cả các ngoại lực tổng hợp lên bu lông gọi là F.

• Để làm bài toán cụ thể ta lấy ví dụ F=1800N
• 2 tấm và bu lông đều là vật liệu thông dụng nhất SS400.

Tra bảng cấp độ bền ta biết được độ bền của bu lông là 4.6 suy ra điểm giới hạn dẻo là 240N/mm² “Giới hạn dẻo chính là ứng suất kéo lớn nhất được phép tác dụng lên bu lông”.

Mặt khác, với lực siết ốc ban đầu đã tạo ra một ứng suất tự phát trong bu lông, giá  trị ứng suất này quy định tối đa bằng 70% của ứng suất lớn nhất, vậy nên ứng suất do ngoại lực tác động thêm chỉ được phép là 30% của 240N/mm² = 72N/mm²

Công thức tính ứng suất kéo:

• a là hệ số an toàn tham khảo bảng sau đây

Bảng III: Hệ số an toàn

• Với d₂ là đường kính hữu hiệu của bu lông, F=1800,σ=72, a=3
• Từ công thức ứng suất kéo ta có thể suy ra d₂=9.78mm

• Tra bảng I ta được giá trị bu lông tốt nhất là M12

“Tới đây các bạn có thể thấy ở hình 2.2 chúng ta mới chỉ xét được phần bu lông chịu lực ở phía dưới mà đã bỏ qua điều kiện của phần bu lông được liên kết với tấm đỏ cố định. Với giá trị độ dày được ký hiệu là “t1” chắc chắn sẽ có ảnh hưởng tới bu lông khi siết chặt. Giá trị “t1” bao nhiêu là tốt và làm sao để tính sẽ được chia sẻ ở phần 3”

#ren#bulong#thiết kế cơ khí

#pinus

Tác giả

Trọng Hào