・Như đã nêu vấn đề bài toán ở phần 2 mình sẽ một lần nữa lặp lại hình đề bài để mọi người dễ theo dõi. Với các thông số ban đầu:
・Tổng hợp lực tác dụng lên bu lông là F=1800N
・Vật liệu của 2 tấm và bu lông là SS400
・Tính được cỡ bu lông cần thiết là M12
(Hình 2.2)
- Vấn đề cần giải quyết tiếp theo đó là độ dày “t1” của tấm cố định màu đỏ cũng chính là độ dài đoạn ren bu lông được liên kết cố định cần được kiểm tra.
- Xét riêng bu lông sẽ có 2 dạng phá hủy như sau
- Phá hủy dạng cắt: Là tất cả các răng chịu lực cắt khiến chỉ phần răng bị giữ lại và phần lõi rời ra. Hiện tượng này xảy ra khi số răng được cố định quá ít, không đủ để giữ được toàn bộ phần bu lông cố định. Tóm gọn là độ bền cắt nhỏ hơn độ bền kéo.
- Phá hủy dạng kéo: Là toàn bộ phần bu lông cố định bị giữ lại và bu lông bị kéo đứt ra ở vị trí tiếp giáp giữa phần cố định và phần không cố định. Hiện tượng này xảy ra khi số răng cố định đủ để chịu lực kéo. Tóm gọn là độ bền cắt lớn hơn độ bền kéo.
Trong thiết kế cũng như thực tế nếu bị phá hủy sẽ cố gắng hướng tới trường hợp 2 vì sẽ tận dụng được hết khả năng của bu lông cũng như phần liên kết không bị phá hủy, khi đó chỉ cần tập trung tính toán về độ bền kéo đứt. Do đó giá trị chiều dày của tấm cố định màu đỏ được ký hiệu ở hình 2.2 là “t1” có liên quan mật thiết đến 2 dạng phá hủy đã nêu.
Vậy thì câu hỏi đặt ra là trong thiết kế làm sao để xác định độ dày “t1”?
Với biên dạng ren được quy chuẩn hóa thì người ta đã xác định được rằng để cho độ bền kéo bằng độ bền cắt thì:
độ sâu liên kết t1= (kích cỡ ren D) x (hệ số k=0.6)
Từ đó để chắc chắn độ bền kéo lớn hơn bền cắt ta lấy hệ số k=0.8
- Để chứng minh cho lập luận trên mình sẽ đưa ra ví dụ tương tự về cách tính độ dày của “đai ốc” hay còn gọi là “Nut” của hãng nổi tiếng MISUMI. Chiều dày của Nut sẽ đóng vai trò là t1 như ví dụ chúng ta đang xét
Hình 2.3: Liên kết bằng Bu lông và Đai ốc
Bảng IV: MISUMI Nut catalog
Ta có thể thấy
- Với cỡ M10 ứng với chiều dày Nut sẽ là T=10 x 0.8 = 8
- Với cỡ M20 ứng với T=20 x 0.8 = 16 và những kích cỡ khác cũng tương tự.
Chính vì thế hệ số k=0.8 thường hay được sử dụng.
Nhưng trong quá trình làm việc quá nhiều hệ số cần phải nhớ nên cách nhớ đơn giản nhất mình thường áp dụng đó là lấy độ dày t1=D (kích cỡ bu lông) như hình 2.2 trên, do kích cỡ bu lông là M12 cho nên ta lấy t1=12mm.
- “Tới đây mọi người có thể tính toán đơn giản hẩu hết các trường hợp thường gặp. Nhưng với việc giả sử rằng tất cả các ngoại lực f1,2,3,4 tác dụng lên tấm màu da cam đều dồn về bu lông ta đã bỏ qua yếu tố đàn hồi của vật liệu. Vậy nên để tối ưu hóa chi tiết hơn nữa khi tính toán bu lông ta sẽ cùng nhau tìm hiểu ở phần 4”.
#ren#bulong#thiết kế cơ khí
#pinus
Tác giả
Trọng Hào