Bài giảng Dung sai và kỹ thuật số đo - Chương 2: Hệ thống dung sai lắp ghép bề mặt trơn

Chương 2Hệ thống dung sai lắp ghép bề mặt trơnI. Khái niệm về hệ thống dung sai lắp ghép- Hệ thống dung sai lắp ghép là tổng hợp các quy định về dung sai lắp ghép và được thành lập theo một quy luật nhất định.1. Hệ cơ bảnGồm 2 hệ là hệ thốngHệ thống lỗHệ thống trụcII. Hệ thống dung sai lắp ghép theo TCVN 2245-99. (áp dụng cho các bề mặt trơn, mặt phẳng có kích thước đến 3150mm)2. Cấp chính xác -TCVN 2244-99 có 20 cấp theo thứ tự độ chính xác giảm dần.- Ký hiệu : IT01; IT0; IT1 IT18(IT là 2 chữ đầu : international tolerance – Dung sai quốc tế) Dung sai từ IT01IT4 dùng cho các dụng cụ đo yêu cầu độ chính xác rất cao.Dung sai từ IT12 IT18 dùng cho các kích thước không lắp ghép không quan trọng hoặc các kích thước của mối ghép thô. Dung sai từ IT9 IT11 dùng trong cơ khí lớn Dung sai từ IT7 IT8 dùng trong cơ khí thông dụng. Dung sai từ IT5 IT6 dùng trong cơ khí chính xác 3. Đơn vị dung sai Trong đó:i = 0,004D +2,1 ( cho kích thước >500-3150mm) D tính theo mm, i tính theo m	 a: là hệ số phụ thuộc cấp chính xác(áp dụng cho kích thước từ 1-500mm). Trị số dung sai tính theo công thức: IT = a.i 4. Dãy các sai lệch cơ bản Có 28 sai lệch cơ bản đối với trục và 28 sai lệch cơ bản đối với lỗ.+ Lỗ cơ bản ký hiệu H (EI = 0), trục cơ bản ký hiệu h (es = 0)+ Với mỗi ký hiệu chữ, trị số và dấu của sai lệch cơ bản cũng như dung sai IT được cho trong TCVN 2244-99Sai lệch cơ bản là sai lệch (dưới hoặc trên) dùng để xác định vị trí của miền dung sai so với đường 0. Dãy các sai lệch cơ bản J (j)  N(n) dùng cho lắp ghép trung gianA (a)  H(h) dùng cho lắp ghép có khe hởP(p)  ZC(zc) dùng cho lắp ghép có độ dôi- Trên bản vẽ lắp ký hiệu miền dung sai của chi tiết lỗ ghi trên tử số và miền dung sai của chi tiết trục ghi ở mẫu số- Sai lệch không cơ bản xác định theo quan hệ (Sai lệch cơ bản trong TCVN) + Với lỗ : EI = ES – IT + Với trục : es = es – IT	 ES = EI + IT es = ei + IT	Sai lệch cơ bản của trục và lỗ có cùng chữ ký hiệu sẽ bằng nhau về trị số nhưng ngược dấu. Nghĩa là EI = -es (Từ A  H) và ES = -ei (từ J  Zc). 	Sự phối hợp giữa sai lệch cơ bản và số chỉ cấp chính xác sẽ xác định vị trí độ lớn của miền dung sai. Miền dung sai được ghi sau kích thước danh nghĩa. Ví dụ : 50H8 : Chi tiết lỗ có d = 50mm	 Sai lệch cơ bản H	 Cấp chính xác 8	 60g7 : Chi tiết trục có d = 60mm, sai lệch cơ bản g cấp chính xác 7=> Các trị số dung sai và miền dung sai cho trong các bảng phụ lục SGK.5. Khoảng kích thước danh nghĩa6. Nhiệt độ tiêu chuẩnNhiệt độ có ảnh hưởng đến kích thước đo và dụng cụ, nên để thống nhất kích thước cần quy định nhiệt độ tiêu chuẩn. Trong hệ thống dung sai TCVN 2244-99 lấy t = +20C làm nhiệt độ tiêu chuẩn cho các dụng cụ đo và đối tượng đo.Mỗi trị số kích thước danh nghĩa có trị số dung sai riêng. Các trị số dung sai của 2 kích thước lân cận có sự sai khác không đáng kể. Để đơn giản người ta chia ra 13 khoảng cơ bản & 22 khoảng trung gian. (khoảng kích thước danh nghĩa từ 1500mm)=> Các kích thước trong cùng một khoảng sẽ có dung sai và sai lệch giới hạn như nhau nếu cùng kiểu lắp ghép cùng cấp chính xác.III. Cách ký hiệu, sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ 1. Ghi ký hiệu miền dung sai- Chữ H ký hiệu cho lắp ghép theo hệ thống lỗ cơ bản- Chữ h ký hiệu cho lắp ghép theo hệ thống trục cơ bản- Sự phối hợp giữa ký hiệu và sai lệch cơ bản với số liệu cấp chính xác tạo thành miền dung sai : H6 ; h7 ; g8- Miền dung sai được ghi sau kích thước danh nghĩaVí dụ : 45k7 ; 50m6 ; 60e8- Trên bản vẽ lắp ký hiệu miền dung sai của chi tiết lỗ ghi trên tử số và miền dung sai của chi tiết trục ghi ở mẫu số.+ Lắp ghép có kích thước danh nghĩa : 50mm+ Lắp ghép theo hệ thống lỗ cơ bản (H)+ Chi tiết lỗ có cấp chính xác 6+ Sai lệch cơ bản của chi tiết trục : m+ Cấp chính xác của chi tiết trục là cấp 6+ Lắp ghép có kích thước danh nghĩa : 80mm+ Lắp ghép theo hệ thống trục cơ bản (h)+ Chi tiết trục có cấp chính xác 5+ Sai lệch cơ bản của chi tiết lỗ là Js+ Chi tiết lỗ có cấp chính xác là cấp 62. Ghi theo trị số của các sai lệch cơ bản Cách ghi : ghi kích thước danh nghĩa của chi tiết hoặc lắp ghép kèm theo dấu và trị số của các sai lệch giới hạn. Ghi kích thước danh nghĩa của chi tiết:Ghi kích thước danh nghĩa của lắp ghépCác sai lệch bằng 0 thì không ghi:Các sai lệch đối xứng thì ghi:3. Cách ghi phối hợpCách ghi : ghi ký hiệu quy ước của miền dung sai và trị số sai lệch giới hạn được ghi trong ngoặc đơn và ở bên phải ký hiệu.IV. Các bảng dung sai, giới thiệu các bảng tra dung sai TCVNBảng trị số dung sai TCVN 2244-99Ví dụ 1 : xác định trị số dung sai cho 1 chi tiết có kích thước danh nghĩa là 35mm cấp chính xác 8Cách tra Bảng 1 : theo hàng ngang chọn khoảng kích thước 30-50mm và dóng cột dọc cấp chính xác 8 ta xác định trị số dung sai là 39m.V. Các mối ghép bề mặt trơn 1. Lắp ghép có độ dôiLắp ghép H/p, P/h- Sử dụng đối với những mối ghép truyền mômen xoắn hoặc lực chiều dọc trục nhỏ- Sự dịch chuyển tương đối của các chi tiết lắp ghép không quan trọng đối với chức năng sử dụng của mối ghép- Mối ghép có chi tiết thành mỏng không cho phép biến dạng lớn- Mối ghép cần định tâm các chi tiết lớn tải nặng hoặc quay nhanh (có chi tiết kẹp chặt phụ)Lắp ghép H/r, H/s, H/t và R/h, S/h, T/h- Được sử dụng trong trường hợp khi mà độ bền của chi tiết lắp ghép không cho phép sử dụng lắp ghép có độ dôi lớn- Những mối ghép chịu tải trọng nặng nhưng có chi tiết kẹp chặt phụ- Được đặc trưng bởi sự tồn tại biến dạng đàn hồi trong chi tiết lắp ghépLắp ghép H/u, H/x, H/z và U/h- Đặc trưng bởi độ dôi đảm bảo lớn - Sử dụng đối với các mối ghép truyền tải nặng kể cả tải trọng động mà không có chi tiết kẹp chặt phụTrên bề mặt lắp ghép của chi tiết xuất hiện biến dạng đàn hồi dẻo và biến dạng dẻo.- Lắp ghép sử dụng đối với những mối ghép chịu tải trọng biến đối, va đập, chấn động và các chi tiết lắp ghép có ứng suất cho phép lớn của vật liệu. .* Phương pháp lắp ép nguộiDùng với chi tiết có độ dôi nhỏ, với chi tiết nhỏ dùng búa đóng, chi tiết lớn dùng máy ép để épNhược điểm :- Làm cho các điểm lồi lõm bị san phẳng - Làm cho độ bền chặt của mối ghép bị giảm Để khắc phục nhược điểm này khi mối ghép có độ dôi lớn ta dùng phương pháp ép nóng.độ dôi thực tế không đạt được như tính toánPhương pháp lắp ghép các mối ghép có độ dôiYêu cầu Trường hợp có độ dôi nhỏ => mối ghép phải đủ chặt, truyền được mô men xoắn.Trường hợp độ dôi lớn không làm các chi tiết nhỏ bị phá hỏng Nhiệt độ nung nóng hoặc làm lạnh tính theo công thức sau:Nmax : độ dôi lớn nhất của lắp ghépS0: độ hở cần thiết lắp. Thường lấy bằng độ hở nhỏ nhất của lắp ghép H/g : hệ số giãn nở : khi nung  = 11 x 10-6 (thép) ;  = 10 x 10-6 (gang)	 làm lạnh  = -8,5x 10-6 (thép);  = 8 x 10-6 (gang) d: đường kính lắp ghép.t0: Nhiệt độ nơi làm việc. Ưu điểm: Truyền mô men xoắn, chịu được tải trọng chiều trục lớnHạn chế: Phương pháp này đòi hỏi thiết bị phức tạp.* Phương pháp lắp nóng Dựa vào tính co giãn vì nhiệt của kim loại có ba cách Nung nóng chi tiết bao Làm lạnh chi tiết bị bao Phối hợp cả nung nóng chi tiết bao và làm lạnh chi tiết bị bao2. Lắp ghép có độ hở (lắp lỏng)Lắp ghép H/h - Sử dụng đối với các mối ghép động khi chuyển động tương đối của chi tiết chậm và thường dọc theo trục để đảm bảo hướng chính xác- Khi hai chi tiết cần có chuyển động tường đối dễ dàng để điều chỉnh vị trí- Có thể sử dụng với các mối ghép cố định, có chi tiết kẹp chặt phụ và cần độ chính xác đồng tâm cao- Đặc tính của loại lắp ghép này là độ hở giới hạn nhỏ nhất bằng 0Lắp ghép H/g, G/h- Sử dụng chủ yếu đối với các mối ghép động chính xác và đặc biệt chính xác- Với mối ghép cố định thì nó được sử dụng để định vị chi tiết dễ dàng với độ chính xác đủ đảm bảo.Lắp ghép H/f, F/h- Sử dụng đối với lắp ghép trục với ổ có dịch chuyển tịnh tiến nhưng không yêu cầu độ chính xác định tâm cao như đối với loại lắp ghép H/g- Với mối ghép cố định chúng được sử dụng khi yêu cầu tháo lắp dễ dàng và không yêu cầu cao về độ chính xác định tâmLắp ghép H/e, E/h - Đảm bảo quay tự do với chế độ làm việc cao (tải trọng lớn, tốc độ quay lớn hơn 150 rad/s- Sự thay đổi giá trị độ hở theo nhiệt độ không lớn- Đảm bảo điều kiện phức tạp của công việc lắpLắp ghép H/d, D/h - Cho phép bồi thường sai lệch lớn về vị trí của các bề mặt lắp ghép và biến dạng nhiệt.- Đảm bảo dịch chuyển chi tiết hoặc điều chỉnh và lắp ráp chúng một cách dễ dàngLắp ghép H/a, H/b, H/c, A/h, B/h, C/hLà loại lắp ghép có độ hở lớn, độ hở đảm bảo trong giới hạn :	+ (0,0060,02) dN đối với kích thước đến 30mm	+ (0,0020,005) dN đối với kích thước trong khoảng 3080mm	+ (0,0010,0035) dN đối với kích thước lớn hơn 120mm- Lắp ghép được qui định chủ yếu ở cấp chính xác thấp : IT11, IT12 và được sử dụng đối với các mối ghép của các cơ cấu độ chính xác thấp- Bù trừ cho sai lệch vị trí các bề mặt lắp ghép (sai lệch độ đồng tâm, sai lệch độ đối xứng, sai lệch độ vuông góc)- Bù trừ cho sự thay đổi kích thước trong quá trình sử dụng do tác động của nhiệt độ, sự nở do thấm dầu và nước- Có thể sử dụng các trục từ vật liệu kéo tinh không gia công hoặc gia công thô- Đảm bảo chuyển động tinh tiến hoặc quay trong điều kiện bụi bẩn.3. Lắp ghép trung gianLắp ghép H/js, Js/h- Xác suất nhận được độ hở lớn hơn xác suất nhận được độ dôi- Giá trị độ dôi không lớn (đến ½ dung sai kích thước trục)khi tháo lắp chỉ cần dùng lực nhẹ - Lắp ghép được sử dụngsự định tâm chi tiết cho phép độ hở lớnyêu cầu cần đảm bảo tháo lắp dễ dàng khi cần tháo lắp thường xuyên- Lắp ghép còn được sử dụng thay thế cho lắp ghép H/k khi chiều dài mối ghép lớn (34 dN)- Lắp ghép được sử dụng cho mối ghép cố định hoặc mối ghép động nhưng dịch chuyển với tốc độ nhỏ và khối lượng chi tiết không lớnLắp ghép H/k, K/h- Kiểu lắp trung gian đặc trưng nhất và được sử dụng nhiều nhất- Xác suất nhận được độ dôi và độ hở ứng với các kiểu lắp này là gần bằng nhau- Trong đa số các lắp ghép, độ dôi nhận được không lớn, đủ để định tâm chi tiết và ngăn ngừa các chấn động của chi tiết khi quay với tốc độ trung bìnhLắp ghép H/m, M/h- Xác suất nhận được độ hở tương đối nhỏ- Lắp ghép được sử dụng đối với mối ghép cố định mà các chi tiết lắp trên trục quay nhanh và có chi tiết kẹp chặt phụ hoặc không có chi tiết kẹp chặt phụ khi tải trọng nhỏ, chiều dài mối ghép lớn- Lắp ghép còn được sử dụng để thay thế cho kiểu lắp H/n khi chiều dài mối ghép tăng (1,52 dN) hoặc khi không cho phép biến dạng lớn của chi tiếtLắp ghép H/n, n/H- Lắp ghép bền chắc nhất trong nhóm lắp ghép trung gian- Khi thực hiện lắp ghép, thực tế độ hở không xuất hiện - Để tháo lắp các chi tiết của mối ghép thì cần một lực lớn nên phải sử dụng máy ép, đồ gá ép, đôi khi phải sử dụng phương pháp đặc nhiệt để lắp- Lắp ghép được sử dụng để định tâm chi tiết trong mối ghép cố địnhtruyền lực lớn có va đập và chấn động (có chi tiết kẹp chặt phụ)đảm bảo sự cố định của chi tiết lắp ghép mà không cần kẹp chặt phụ nhưng tải trọng không lớn