Giáo trình Vẽ kỹ thuật cơ khí - Chương 2: Các mối ghép chặt: Đinh tán-hàn và dán - Lê Khánh Điền

Nội dung text: Giáo trình Vẽ kỹ thuật cơ khí - Chương 2: Các mối ghép chặt: Đinh tán-hàn và dán - Lê Khánh Điền

1. 32 Chương 2 CÁC MỐI GHÉP CHẶT: ĐINH TÁN - HÀN VÀ DÁN 2.1 KHÁI NIỆM Ghép chặt hay ghép cứng là biện pháp liên kết các bộ phận lại với nhau mà không cho chúng có chuyển động tương đối với nhau nữa. Có hai loại ghép chặt: - Không tháo được như đinh tán, hàn, dán. - Tháo được như ren vít, then chốt, vòng găng. Ghép cứng các chi tiết lại với nhau nhằm các mục đích sau: - Tạo một khâu lớn hơn, có hình dạng phức tạp nếu dùng một chi tiết thì khó gia công hay không gia công được. - Dễ dàng lắp ráp hơn một chi tiết. - Phối hợp sử dụng vật liệu hợp lý. - Có thể thay thế một phần nếu hư hỏng phần đó, nên tiết kiệm. Tuy nhiên, do có nhiều bộ phận lắp ráp nên chi phí gia công, công lắp ráp lớn do đó có thể làm giá thành sản phẩm cao. Thí dụ vỏ case của máy vi tính để bàn trừ 2 nắp được ghép chặt để không tháo được còn bộ cốt giữa giò đạp pedal xe đạp là một ví dụ rõ nhất của việc ghép chặt nhưng tháo được. Trong chương này ta chỉ tập trung vào các chi tiết lắp cứng không tháo được hay tháo được rất khó khăn. 2.2 ĐINH TÁN (RIVET) 2.2.1 Mô tả Có lẽ đinh tán ra đời rất lâu, trên 1000 năm vì vào thời Trung Cổ (Middle Age) tại châu Âu đã thấy đinh tán xuất hiện trên các bộ áo giáp, cửa sắt cổng thành, nhà thờ Ngày nay, đinh tán vẫn giữ một vị trí quan trọng trong các mối ghép cơ khí mặt dù dần dần được thay thế bằng các mối hàn cao cấp. Tháp Eiffel sơn màu đen cao trên 300m tại Paris hiện dùng làm đài truyền hình và phát thanh là một niềm tự hào về tạo tác cơ khí của Pháp và thế giới vào cuối thế kỷ 19 là một công trình ghép hoàn toàn
2. 34 CHƯƠNG 2 Hình 2.2 Thông số hình học của một số loại đinh tán Bảng 2.1 Thông số một số đinh tán mũ tròn thường dùng d 4 4,5 5 5,5 6 7 8 9 10 11 12 14 16 h 7 8 9 10 11 12 14 16 17 19 21 24 28 c 3 3,5 4 4 4,5 5 5,5 6 7 8 8 10 11 B – – – – – – – – – 24 28 30 34 w – – – – – – – – – 0,8 0,8 1 1 2.2.2 Tính năng Ghép bằng đinh tán là một biện pháp hữu hiệu và có độ tin cậy cao nhất chỉ sau vật đúc liền nguyên hình. Đinh tán có thể tạo sự kín khít được dùng trong nồi hơi (vào thế kỷ trước). Những bộ phận cần độ ổn định cao và không tháo lắp của cột cao thế ngày nay được ghép bằng đinh tán. Thật ra mối ghép đinh tán có thể tháo đuợc nhưng rất khó khăn, lâu và tốn kém nếu đường kính đinh tán lớn (từ 10mm trở lên) ta phải mài bỏ một đầu rồi dùng đục đột ra. 2.2.3 Phân loại và phạm vi sử dụng Có nhiều loại đinh tán và các biến thể dùng rộng rãi trong máy móc, đời sống. Có thể chia đinh tán ra làm các loại sau: a- Đinh tán sắt thép: là dạng cơ bản nguyên thủy có lẽ ra đời trước tiên, được chế tạo sẵn một đầu có hình chỏm cầu. Tùy theo tải trọng cần ép hai mặt lắp ghép mà chỏm cầu có thể mỏng hay dày. Loại tải nặng nhất mũ là 1/2 hình cầu. Có hai cách tán là tán nguội và tán nóng. - Tán nguội: dành cho đường kính dưới hay bằng 10mm. - Tán nóng: khi đường kính trên 10mm nung đỏ đinh tán lên trước khi đưa vào lỗ để tăng tính dẻo, giảm lực tán nhưng giá thành đắt hơn. Mối ghép đinh tán có giá trị sử dụng vĩnh viễn, độ
3. 36 CHƯƠNG 2 b- Đinh tán sắt chìm một đầu: là một cải tiến của đinh tán chỏm cầu nhưng phải phay, loe hay doa lỗ côn trên một mặt tấm ghép nên tốn công sức nhiều mà lực ép yếu hơn loại chỏm cầu. Đầu còn lại có thể tán hình chỏm hay trụ tùy theo khuôn mũ. Hình 2.4 thể hiện đinh tán chìm một đầu. Đinh tán này cho một mặt lắp ghép đẹp như trong mối ghép moyeu và vành răng của bánh răng thứ cấp trong bộ truyền nhông hú xe Honda. Hình 2.4 Kết cấu một số đinh tán đầu chìm, đầu có góc 90o Bảng 2.2 Thông số kết cấu đinh tán đầu chìm d 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 h 4 6 8 10 12 14 16 18 20 24 28 32 36 40 c 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 6 7 8 9 10 E – 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 3 3.5 4 4,5 5  – 1,8 2,4 3 3,6 – 4,8 – 5 – – – – – l – 3 4 5 6 – 8 – 10 – – – – – Ngoài ra còn có loại đầu chìm góc 60o. c- Đinh tán rút bằng nhôm: dùng ghép các tấm tôn mỏng, nhôm dưới 1mm có hiệu quả và năng suất cao nhất trong các loại đinh tán. Cần dùng một dụng cụ đạt biệt là kềm tán rút. Hình 2.5 thể hiện cấu tạo của một đinh tán rút đang làm việc. Kềm xiết và rút cây tige (bằng thép mềm) dọc có đâàu hình cầu làm ống nhôm biến dạng, loe ra và ép lấy hai bề mặt lắp ráp. Tán nhôm rút tiện lợi, nhanh chóng, rẻ nhưng chỉ cho một mặt ngoài đẹp, mặt trong
4. 38 CHƯƠNG 2 2.3 HÀN (Pháp: Soudure, Mỹ: Welding) 2.3.1 Đặc điểm Hàn là biện pháp ghép kim loại mà không thể tháo được. Hàn khí ra đời từ lâu, còn hàn điện mới khoảng 100 năm nay và đã có những cải tiến nhanh chóng nhằm nâng cao chất lượng mối hàn, năng suất, an toàn, độ ổn định và tin cậy Ngày nay hầu như hàn có thể thay thế 90% cho mối ghép đinh tán. Ghép bằng hàn có những đặc điểm sau: Ưu điểm: - Năng suất cao nhất, không phải khoan, đột. - Kinh tế nhất, nhất là hàn hồ quang điện. - Có thể cắt lượng kim loại dày đến trên 300mm với năng suất cao nhất và giá thành rẻ nhất mà không phương pháp gia công cơ khí nào sánh kịp (cắt bằng gió đá). - Có thể thực hiện tại hiện trường, trên máy mà không phải vận chuyển, gá vật lên máy. Nhược điểm: - Do phải nung nóng nên làm hư tổ chức kim loại, nhả tôi chi tiết được nhiệt luyện tốt, hay gây biến cứng vật lắp ghép do nguội nhanh, bị nứt vở khi làm nguội nhanh - Gây biến dạng, hư hỏng hình dạng bề mặt nên tránh dùng cho các chi tiết đã gia công tinh rồi. - Độc hại, do khói thuốc hàn xông lên mắt, hít vào mũi. Hồ quang điện có nhiều tia X, tia âm cực gây hại mắt và làm bỏng da. Nguy hiểm khi làm việc trên cao. - Hàn gió đá nếu bất cẩn, cháy ngược có thể gây nổ bình đá, bình oxy nổ gây tổn hại về nguời và tài sản. - Chất lượng mối hàn cổ điển thường không cao, có nhiều vết nứt, lỗ bọt nên ngày xưa các công trình quan trọng như nồi hơi áp lực không dám dùng hàn, phải dùng đinh tán. Tuy nhiên, ngày nay nhờ các phương pháp hàn tiến bộ nên hàn là phương pháp chủ yếu cho việc gia công nồi hơi áp suất nhờ những biện pháp kiểm tra hiện đại bằng siêu âm
5. 40 CHƯƠNG 2 d- Hàn vẩy đồng: Dùng hàn các vật mỏng, chịu lực cao và nhẵn đẹp, dùng hàn nối lưỡi cưa gỗ bằng cách nung các thanh sắt nóng đỏ ép hai đầu vật hàn có nhúng hàn the giữa là miếng đồng, dưới tác dụng của nhiệt và áp lực miếng đồng chảy ra và làm dính hai kim loại. e- Hàn chì (hoặc hàn thiếc, hàn antimone (Anh: Antimony)): Hàn vật mỏng, Block máy bằng hợp kim nhôm Đặc biệt hàn chì chỉ chịu nhiệt thấp dưới 150o, có thể tháo ra sau này dễ dàng bằng cách thổi nóng chảy mối hàn chì mà không làm hư chi tiết. Ví dụ, hàn mối nối dây điện, thùng giải nhiệt ôtô (radiateur) hàn chì được biểu diễn giống dán sẽ trình bày ở phần sau. 2.3.3 Vẽ biểu diễn mối hàn Đây là mục đích chính của chương này. Hiện nay, TCVN có nhiều thay đổi so với tiêu chuẩn trước đây của ISO nên chúng tôi trình bày cả hai loại để sinh viên dễ tham khảo. Hình 2.6 Chi tiết được ghép bằng hàn Không có sự phân biệt phương pháp hàn, nếu muốn chỉ rõ phương pháp hàn có thể ghi thêm trong yêu cầu kỹ thuật hoặc trong chú thích của bản kê chi tiết. Theo ISO thì: - Vật mỏng dưới 5mm không cần vát mép, có thể hàn trực tiếp sau khi kẹp chặt hai vật cần hàn bằng eteau, kìm bấm
6. 42 CHƯƠNG 2 - Mag: Điện cực ăn mòn được máy cấp liên tục với lớp khí CO2 bảo vệ. - FCAW: Hàn dây lỏi thuốc được cấp liên tục không có khí bảo vệ, ống dây thuốc hàn cháy sẽ bảo vệ mối hàn. Hình 2.8 Trình bày tiêu chuẩn các quy cách biểu diễn mối hàn trong hệ TCVN hiện tại
7. 44 CHƯƠNG 2 Hình 2.9 Mối dán bằng keo hoặc hàn chì theo TCVN Khi hàn hay dán theo đường bao kín thì vẽ mũi tên chỉ vào mối dán hoặc hàn, phần đuôi có ký hiệu một vòng tròn mảnh như hình 2.10. Hình 2.10 Mối hàn chì hoặc dán kín (giáp vòng)