Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Máy tán đinh tán theo phương pháp orbital...

Tài liệu Máy tán đinh tán theo phương pháp orbital

.DOCX
113
140
91

Mô tả:

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy PGS.TS. Phan Đình Huấn người trực tiếp hướng dẫn Luận văn tốt nghiệp cho em trong suốt thời gian qua. Thầy đã luôn tận tâm chỉ bảo, hướng dẫn em giải quyết từ những vấn đề đơn giản đến phức tạp, giúp em hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này. Xin chúc thầy luôn sức khỏe dồi dào, tinh thần hăng hái để tiếp tục làm tốt công việc giảng dạy và nghiên cứu của mình. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến tập thể thầy cô trường Đại học Bách Khoa TP.HCM nói chung, các thầy cô trong bộ môn Thiết kế máy nói riêng đã truyền dạy cho em nhiều kiến thức bổ ích trong suốt thời gian em học tập tại trường. Những kiến thức này chắc chắn sẽ theo em đến tận cuộc đời, làm hành trang cho em xây dựng tương lai. Xin chúc sức khỏe toàn thể quý thầy cô. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè của em, những người đã bên cạnh, quan tâm em trong quãng thời gian này, đây chính là sự hỗ trợ, nguồn động lực to lớn cho em, để em có thể hoàn thành được Luận văn một cách tốt nhất có thể. Xin chúc mọi người luôn đạt được những thành tựu tốt trên con đường sự nghiệp của mỗi người. Tuy đã hoàn thành quyển Luận văn tốt nghiệp này nhưng do hạn chế về mặt kiến thức, kinh nghiệm cũng như là thời gian nên sẽ còn một số khuyết điểm trong việc trình bày, tính toán hay lập trình và nội dung có thể chưa được hoàn thiện, chính vì vậy em mong nhận được sự nhận xét, góp ý của quý thầy cô để giúp em tiếp tục hoàn thiện kiến thức của mình. Em xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, ngày….tháng….năm 2019 Sinh viên thực hiện Lê Văn Lộc ii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại 4.0, việc nâng cao chất lượng sản xuất, giảm giá thành và tăng sản lượng là điều mà mọi doanh nghiệp cần quan tâm đến để có thể cạnh tranh với các doanh nghiệp khác. Không một sản phẩm nào có thể cạnh tranh được nếu giá thành sản phẩm cao hơn các sản phẩm cùng loại, có tính năng tương đương với các hãng khác. Trong bối cảnh nền kinh tế đang gặp phải các vấn đề như chi phí lao động, chi phí vật tư,… ngày càng tăng buộc các doanh nghiệp phải tìm kiếm các phương pháp sản xuất tối ưu để giảm giá thành sản phẩm. Để làm được điều đó chúng ta cần phải tìm ra một giải pháp công nghệ mới có tính tối ưu hơn. Nhận thức được tầm quan trọng đó, các doanh nghiệp Việt Nam không ngừng cải tiến các máy móc, trang thiết bị hiện đại, tự động hoặc bán tự động hóa sản xuất. Ở hầu hết các doanh nghiệp sản xuất kiềm cắt móng tay ở Việt Nam, các công đoạn gần như chỉ làm thủ công. Trong đó có một khâu rất quan trọng là khâu tán rivet. Để tạo được sản phẩm hàng loạt và chất lượng đảm bảo ta cần phải một người thợ lành nghề và có kinh nghiệm để vận hành máy tán. Tuy nhiên tỉ lệ phế phẩm cũng còn rất cao. Để giải quyết vấn đề này, cần phải có một máy tán có thể điều khiển hành trình tán và lực tán để sản phẩm đạt được độ đồng nhất. Xuất phát từ những điều trên, kết hợp với thầy hướng dẫn luận văn PGS. TS Phan Đình Huấn cùng với công ty Công Nghệ Sài Gòn, em thực hiền đề tài “Thiết kế và chế tạo máy tán đinh tán theo phương pháp orbital”. Với những năm gần đây, máy tán rivet được nhập về Việt Nam và phát triển rất nhiều vì nhu cầu lớn của nó. Với nhiệm vụ như trên, em đã đưa ra được quy trình gồm tập thuyết minh giới thiệu và tính toán, các bản vẽ nguyên lý, các bản vẽ lắp, các bản vẽ gia công. Tuy nhiên thiếu sót là khó tránh khỏi vì kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa có nhiều và thời gian thực hiện lực văn hạn hẹp. Do đó, em rất mong nhận được mọi sự đóng góp của quý thầy/cô để đề tài được hoàn thiện hơn. iii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN......................................................................................................ii LỜI NÓI ĐẦU....................................................................................................iii MỤC LỤC...........................................................................................................iv DANH MỤC HÌNH ẢNH.................................................................................vii DANH MỤC BẢNG BIỂU.................................................................................x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................xi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...............................................................................1 1.1. GIỚI THIỆU VỀ MỐI GHÉP ĐINH TÁN............................................1 1.1.1. Tổng quan về mối ghép đinh tán......................................................................1 1.1.2. Các loại đinh tán và vật liệu làm đinh tán.......................................................2 1.1.3. Kích thước chủ yếu của mối ghép đinh tán:....................................................3 1.1.4. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng................................................................5 1.1.5. Nguyên lý tán rivet...........................................................................................5 1.2. Tổng quan về máy tán rivet trên thế giới và ở Việt Nam....................11 1.2.1. Tình hình nghiên cứu và thị trường máy tán rivet trên thế giới....................11 1.2.2. Tình hình nghiên cứu công nghệ và máy tán rivet ở Việt Nam.....................12 1.3. TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM KỀM CẮT MÓNG............................13 1.3.1. Công dụng......................................................................................................13 1.3.2. Cấu tạo...........................................................................................................13 1.3.3. Phân loại........................................................................................................13 1.4. GIỚI THIỆU VỀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT KỀM CẮT MÓNG......14 1.5. Máy tán rivet Orbital..............................................................................19 1.6. KẾT LUẬN..............................................................................................21 CHƯƠNG 2: MÔ PHỎNG MỐI GHÉP ĐINH TÁN BẢN LỀ...................22 2.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA MỐI GHÉP ĐINH TÁN BẢN LỀ..........................22 2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT..............................................................................23 2.2.1. Khái quát về quá trình biến dạng....................................................................23 2.2.2. Ma sát tiếp xúc và ảnh hưởng của ma sát tiếp xúc đến biến dạng...................26 2.2.3. Thuật toán Explixit Finite Element.................................................................26 iv LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL 2.3. MÔ PHỎNG TÁN THƯỜNG VÀ TÁN ORBITAL Ở CÙNG ĐIỀU KIỆN................................................................................................................31 2.4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG.........................................................................43 2.4.1. Mối ghép bản lề..............................................................................................43 2.4.2. Kết quả mô phỏng trên đinh tán....................................................................44 2.4.3. Kết quả mô phỏng trên chi tiết ghép trên......................................................46 2.4.4. Kết quả mô phỏng trên chi tiết ghép dưới.....................................................49 2.5. KẾT LUẬN..............................................................................................52 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.............53 3.1. Phân tích phương án thiết kế:................................................................53 3.1.1. Phương án dùng vít me bi kiểu kết hợp đầu tán Orbital 1:.............................53 3.1.2. Phương án dùng vít me bi kiểu kết hợp đầu tán Orbital 2:.............................54 3.1.3. Phương án sử dụng thủy lực, khí nén kết hợp với đầu quay Orbital kiểu 1....56 2.1.3. Phương án sử dụng thủy lực, khí nén kết hợp với đầu quay Orbital kiểu 2.. 57 2.2. KẾT LUẬN..............................................................................................59 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ..........................................................60 4.1. Tính toán lực tán.....................................................................................60 4.2. Tính toán đầu tán....................................................................................61 4.3. Tính toán dây đai....................................................................................64 4.3.1. Tính toán sơ bộ dây đai..................................................................................64 4.3.2. Tính lại khoảng cách trục a theo l = 825........................................................66 4.3.3. Xác định số đai...............................................................................................67 4.3.4. Xác định các lực trên đai................................................................................68 4.4. Tính toán trục dẫn..................................................................................69 4.4.1. Chọn loại vật liệu...........................................................................................69 4.4.2. Phân tích lực và chọn đường kính.................................................................69 4.4.3. Chọn then cho trục nối với bánh đai..............................................................70 4.4.4. Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn.............................................................71 4.5. Tính toán xylanh khí nén........................................................................73 4.6. Tính toán ổ bi...........................................................................................75 v LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL 4.6.1. Tính toán ổ bi côn..........................................................................................75 4.6.2. Tính toán ổ lăn ở đầu tán...............................................................................77 4.7. Kết luận....................................................................................................80 CHƯƠNG 5:VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ MÁY..............................................81 5.1. Hệ thống khí nén.....................................................................................81 5.1.1. Khối nguồn khí nén........................................................................................81 5.1.2. Các cơ cấu chấp hành.....................................................................................82 5.1.3. Mạch khí nén.................................................................................................85 5.2. HỆ THỐNG PLC....................................................................................85 5.2.1. Giới thiệu về PLC...........................................................................................85 5.2.2. Ứng dụng PLC vào máy tán đinh tán theo phương pháp orbital..................87 5.3. VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ MÁY..........................................................93 5.3.1. Vận hành máy................................................................................................93 5.3.2. Bảo trì máy.....................................................................................................95 5.4. KẾT LUẬN..............................................................................................95 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI.................96 6.1. KẾT LUẬN..............................................................................................96 6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỂ TÀI...........................................................96 PHỤ LỤC 1: THÔNG SỐ VẬT LIỆU THÉP CT3........................................97 PHỤ LỤC 2: THÔNG SỐ VẬT LIỆU THÉP C45.........................................98 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................99 vi LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Kết cấu mối ghép đinh tán .................................................................................1 Hình 1.2: Hình dáng mũ đinh tán ......................................................................................2 Hình 1.3: Thông số mối ghép đinh tánHình ......................................................................4 Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý máy tán động ..........................................................................6 Hình 1.5: Quỹ đạo tán Radial ............................................................................................7 Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý máy tán Orbital........................................................................8 Hình 1.7: Quỹ đạo tán Orbital ...........................................................................................9 Hình 1.8: Độ tang trống khi tán .......................................................................................10 Hình 1.10: Chi tiết cần thẩm mỹ .....................................................................................11 Hình 1.10: Chi tiết dễ bị ảnh hưởng.................................................................................11 Hình 1.11:. Máy tán rivet của Nhật nhập vào Việt nam...................................................12 Hình 1.12: Cấu tạo kềm cắt móng....................................................................................13 Hình 1.13: Kềm 2 mang...................................................................................................14 Hình 1.14: Kềm 3 mang...................................................................................................14 Hình 1.15: Kềm sử dụng lò xo ........................................................................................14 Hình 1.16: Kềm sử dụng 2 chống ....................................................................................14 Hình 1.17: Phôi thép tròn.................................................................................................15 Hình 1.18: Phôi được gia nhiệt.........................................................................................15 Hình 1.19: Dập tạo hình kềm cắt móng............................................................................15 Hình 1.20: Bavia..............................................................................................................16 Hình 1.21: Má kềm sau khi cắt bavia...............................................................................16 Hình 1.22: Khoan lỗ lắp đinh tán.....................................................................................16 Hình 1.23: Phay mặt định vị má kềm...............................................................................16 Hình 1.24: Kềm trước khi tán rivet..................................................................................17 Hình 1.25: Kềm sau khi tán rivet.....................................................................................17 Hình 1.26: Tôi mũi kềm...................................................................................................17 Hình 1.27: Mài bề mặt kềm..............................................................................................17 Hình 1.28: Lưỡi cắt chưa đạt yêu cầu...............................................................................18 Hình 1.29: Lưỡi cắt đạt yêu cầu.......................................................................................18 Hình 1.30: Quy trình sản xuất kềm cắt móng...................................................................18 Hình 1.31: Máy tán Orbital (ORBITAL SYSTEMS (BOM) PVT. LTD.).......................19 Hình 1.32: Máy tán SPM (Sairiveting).............................................................................20 Hình 2.1: Mối ghép đinh tán bản lề trước khi tán ...........................................................22 Hình 2.2: Mối ghép đinh tán bản lề sau khi tán ...............................................................22 Hình 2.3: Đường cong ứng suất biến dạng của kim loại dẻo ..........................................24 Hình 2.4: Đường cong ứng suất biến dạng với ứng suất σ và ứng suất thực σ ................25 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL Hình 2.5: Phạm vi áp dụng thuật toán Implicit và Explicit ..............................................30 Hình 2.6: Mô hình 2D chi tiết đinh tán ............................................................................31 Hình 2.7: Mô hình 3D chi tiết đinh tán ............................................................................31 Hình 2.8: Mô hình 2D chi tiết ghép dưới.........................................................................32 Hình 2.9: Mô hình 3D chi tiết ghép dưới ........................................................................32 Hình 2.10: Mô hình 2D chi tiết ghép trên ........................................................................32 Hình 2.11: Mô hình 3D chi tiết ghép trên ........................................................................32 Hình 2.12: Mô hình hóa chày tán Orbital ........................................................................33 Hình 2.13: Mô hình hóa chày tán thường ........................................................................33 Hình 2.14: Mô hình hóa chày tán Orbital ........................................................................34 Hình 2.15: Mô hình hóa chày tán thường ........................................................................34 Hình 2.17: Điều kiện biên chi tiết dưới ...........................................................................35 Hình 2.18: Điều kiện biên đinh tán .................................................................................35 Hình 2.19: Mô hình vật liệu đàn dẻo CT3 .......................................................................37 Hình 2.20: Khai báo vật liệu CT3 trong phần mềm ABAQUS .......................................37 Hình 2.21: Mô hình vật liệu thép C45 .............................................................................38 Hình 2.22: Khai báo vật liệu thép C45 trong phần mềm ABAQUS ................................39 Hình 2.23: Khai báo điều kiện tiếp xúc giữa các chi tiết .................................................39 Hình 2.24.: Kết quả mô phỏng tán Orbital ......................................................................41 Hình 2.25: Kết quả mô phỏng tán Orbital .......................................................................41 Hình 2.27 : Sơ đồ lực tương tác tại điểm tham khảo trong trường hợp tán Orbital .........42 Hình 2.28: Trước khi tán ................................................................................................43 Hình 2.29: Sau khi tán ....................................................................................................43 Hình 2.30: 16 điểm dọc thân đinh tán .............................................................................44 Hình 2.32: Biểu đồ chuyển vị theo phương Y của 16 điểm dọc thân đinh tán .................45 Hình 2.37: Biểu đồ chuyển vị theo phương Z của 7 điểm dọc lỗ chi tiết ghép trên .........47 Hình 2.38: Biểu đồ chuyển vị theo phương Z của 7 điểm dọc lỗ chi tiết ghép trên .........48 Hình 3.1: Sơ đồ động máy tán rivet sử dụng vít me bi kiểu 1 .........................................53 Hình 3.2: Sơ đồ động máy tán rivet sử dụng vít me bi kiểu 2 .........................................55 Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý sử dụng thủy lực, khí nén kết hợp với đầu Orbital kiểu 1 .....56 Hình 4.1: Thông số motor ...............................................................................................63 Hình 4.2: Thông số pulley ...............................................................................................65 Hình 4.3: Thông số dây đai .............................................................................................66 Hình 4.4: Thống số tapped bushing 1610 ........................................................................69 Hình 4.5: Thông số tapped bushing 1008 ........................................................................69 Hình 4.6: Biểu đồ momen lực trên trục. ..........................................................................70 Hình 4.7: Sơ đồ mạch khí nén .........................................................................................73 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL Hình 4.8: Thông số của xylanh .......................................................................................75 Hình 4.9: Thông số ổ bi côn ............................................................................................76 Hình 4.10: Thông số ổ chặn ............................................................................................78 Hình 4.11: Thông số ổ đỡ ................................................................................................78 Hình 5.1: Nguồn khí nén .................................................................................................82 Hình 5.2: Xilanh tác động kép ........................................................................................83 Hình 5.3: Kí hiệu van 2/2 tác động trực tiếp bằng nam châm điện ..................................83 Hình 5.4: Kí hiệu van 5/2 điều khiển trực tiếp bằng nam châm điện ...............................84 Hình 5.5: Sơ đồ mạch khí nén hệ thống tán rivet ............................................................85 Hình 5.6: Sơ đồ giải thuật PLC .......................................................................................89 Hình 5.7: PLC MITSUBISHI FX3G-24MR/ES-A ............................................................90 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thông số kĩ thuật máy tán đinh của hãng( ORBITAL SYSTEMS (BOM) PVT. LTD.) .....................................................................................................................19 Bảng 1.2: Thông số kĩ thuật máy tán đinh SPM ..............................................................21 Bảng 2.1: Ưu điểm và nhược điểm của hai thuật toán Implicit và Explicit ....................30 Bảng 2.3: Các thông số khác biệt của 2 trường hợp tán .................................................36 Bảng 2.4: Thành phần hóa học thép CT3 ........................................................................36 Bảng 2.5: Đặc tính vật liệu thép CT3...............................................................................37 Bảng 2.6: Thành phần hóa học thép C45.........................................................................38 Bảng 2.7: Đặc tính vật liệu thépC45................................................................................38 Bảng 2.8: Chia lưới mô hình tán Orbital .........................................................................40 Bảng 2.9: Chia lưới mô hình tán thường .........................................................................40 Bảng 2.10: Phương án về vật liệu và kết quả mô phỏng ..................................................41 Bảng 4.1: Thành phần hóa học thép CT3.........................................................................60 Bảng 4.2: Đặc tính vật liệu thép CT3...............................................................................60 Bảng 4.3: Bảng thông số vật liệu thép hợp kim 12CrNi3A .............................................61 Bảng 4.17: Bảng thông số then........................................................................................70 Bảng 5.1: Các thiết bị trong trạm nguồn khí nén .............................................................81 Bảng 5.2: Các thiết bị ngõ vào PLC ................................................................................87 Bảng 5.3: Các thiết bị ngõ ra PLC ...................................................................................88 Bảng 5.4: Kế hoạch bảo trì máy.......................................................................................95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT F (N) Lực tán T (Nmm) Mô men xoắn yêu cầu Fa (kN) Lực dọc trục Fr (kN) Lực hướng tâm Qm (chi tiết/phút) Năng suất của phễu rung Qyc (chi tiết/phút) Năng suất công nghệ của phễu rung Vc (m/s) Vận tốc của chi tiết trên máng phễu rung f (Hz) Tần số nam châm điện Ps (N) Lực kích rung nam châm điện Fbt (N) Lực kéo băng tải Pbt (kW) Công suất động cơ băng tải [DDial] (mm) Đường kính bàn xoay [MDial] (kg) Khối lượng bàn xoay [Id] (kgm2) Mô men khối lượng quán tính của bàn xoay [∑ M station] (kg) Tổng khối lượng các trạm [Ist] (kgm2) Mô men khối lượng quán tính của các trạm [∑ M addpart ] (kg) Tổng khối lượng các chi tiết [Iaddpart] (kgm2) Mô men khối lượng quán tính của các chi tiết [ITotal] (kgm2) Tổng mô men khối lượng quán tính của hệ bàn xoay F xl (N) Lực đẩy cần thiết của xylanh D t (mm) Đường kính trục Pth (N) Lực tới hạn tác dụng lên trục LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU VỀ MỐI GHÉP ĐINH TÁN 1.1.1. Tổng quan về mối ghép đinh tán Mối ghép bằng đinh tán là loại mối ghép không thể tháo được, được sử dụng để ghép các tấm kim loại bằng đinh tán (rivet). Đinh tán là một thanh hình trụ tròn có mũ ở hai đầu, một đầu được chế tạo cùng lúc với đinh tán gọi là mũ sẵn, đầu còn lại được tạo trong quá trình tán đinh vào mối ghép gọi là mũ tán. Mối ghép đinh tán được biểu diễn trên hình 1.1. Các tấm ghép 1 và 2 được liên kết trực tiếp với nhau bằng các đinh tán số 3, hoặc liên kết thông qua tấm đệm số 4 và các đinh tán số 3. Hình 1.1: Kết cấu mối ghép đinh tán 1 Nguyên tắc liên kết của mối ghép đinh tán: - Thân đinh tán tiếp xúc với lỗ của các tấm ghép, lỗ của các tấm đệm, đinh tán có tác dụng như một cái chốt cản trở sự trượt tương đối giữa các tấm ghép với nhau, giữ các tấm ghép với tâm đệm. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL - Để tạo mối ghép đinh tán, người ta gia công lỗ trên các tấm ghép có thể được gia công bằng khoan hay đột, dập. Lỗ tấm ghép có đường kính bằng hoặc lớn hơn đường kính thân đinh tán. Khi tán thì đường kính thân sẽ được chèn và tra khít vào đường kính lỗ. - Tấm ghép không được dày quá 25 mm. Mối ghép đinh tán được sử dụng trong các mối ghép quan trọng, chịu tải trọng va đập lặp lại và tải trọng dao động với cường độ lớn: trong kết cấu máy bay, kết cấu cầu, cần trục,… những mối ghép nếu đốt nóng sẽ bị vênh hoặc giảm chất lượng, mối ghép làm bằng các vật liệu chưa hàn trong ngành chế tạo ô tô cho khung các ô tô tải. 1.1.2. Các loại đinh tán và vật liệu làm đinh tán a) Các loại đinh tán và mối ghép Theo hình dạng đầu đinh tán Hình dạng đinh tán chủ yếu được tiêu chuẩn. Tùy theo hình dạng của mũ đinh ta có thể chia ra các loại: đinh mũ chỏm cầu, mũ côn, mũ chìm, mũ nửa chìm,… Đinh tán mũ chỏm cầu được sử dụng phổ biến nhất. Ngoài các loại đinh tán kể trên trong kết cấu máy bay, cơ cấu chính xác,… người ta sử dụng đinh tán rỗng. Ngoài ra, người ta còn sử dụng đinh tán mũ nổ. Đinh tán rỗng được sử dụng để tán vào kim loại, vào gỗ, vào da, vải,… Hình 1.2: Hình dáng mũ đinh tán 2 Theo phương pháp tán: - Tán nguội, quá trình tán đinh có thể tiến hành ở nhiệt độ môi trường. Tán nguội dễ dàng thực hiện, giá rẻ; nhưng cần lực lớn, dễ làm nứt đầu đinh. Tán nguội chỉ dùng với đinh tán kim loại màu và đinh tán thép có đường kính d nhỏ hơn 10 mm. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL - Tán nóng, đốt nóng đầu đinh lên nhiệt độ khoảng (1000÷1100)℃ rồi tiến hành tán. Tán nóng không làm nứt đầu đinh; nhưng cần thiết bị đốt nóng, các tấm ghép biến dạng nhiệt, dễ bị cong vênh. Theo kết cấu người ta phân biệt: Tùy theo công dụng và kết cấu của mối ghép, mối ghép đinh tán được chia ra: + Mối ghép chắc: mối ghép chỉ dùng để chịu lực không cần đảm bảo kín khít (sử dụng trong các kết cấu kim loại máy và công trình xây dựng). + Mối ghép chắc kín: vừa dùng để chịu lực vừa đảm bảo kín khít (nồi hơi, bình áp suất, đường ống ga,…). + Mối ghép chồng: hai tấm ghép có phần chồng lên nhau. + Mối ghép giáp mối: hai tấm ghép đối đầu, đầu của 2 tấm ghép giáp nhau. + Mối ghép một hàng đinh: trên mỗi tấm ghép chỉ có một hàng đinh. + Mối ghép nhiều hàng đinh: theo dãy hoặc dạng bàn cờ. b) Vật liệu làm đinh tán Đinh tán thường làm bằng kim loại dễ biến dạng, bằng thép cacbon như CT34, CT38, C10, C15 hoặc trong các trường hợp đặc biệt sử dụng thép hợp kim. Thân đinh tán thường là hình trụ tròn có đường kính d, giá trị của d nên lấy theo dãy số tiêu chuẩn. Các kích thước khác của đinh tán được lấy theo d, xuất phát từ điều kiện sức bền đều. - h = (0,6 ÷ 0,65).d - R = (0,8 ÷ 1).d - l = (S1 + S2) + (1,5 ÷ 1,7).d 1.1.3. Kích thước chủ yếu của mối ghép đinh tán: Xuất phát từ yêu cầu độ bền đều của các dạng hỏng (khả năng chịu tải của các dạng hỏng là như nhau, hoặc xác suất xuất hiện của các dạng hỏng là như nhau), kích thước của mối ghép đinh tán ghép chắc được xác định như sau: + Đối với mối ghép chồng một hàng đinh: d = 2.Smin; pđ = 3.d; e = 1,5.d + Đối với mối ghép chồng n hàng đinh: d = 2.Smin; pđ = (1,6.n +1).d; e = 1,5.d + Đối với mối ghép giáp mối hai tấm đệm một hàng đinh: d = 1,5.S; pđ = 3,5.d; LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL e = 2.d + Đối với mối ghép giáp mối hai tấm đệm n hàng đinh: d = 1,5.S; pđ = (2,4.n + 1).d; e = 2.d Kích thước của mối ghép đinh tán ghép chắc kín được xác định như sau: + Đối với mối ghép chồng một hàng đinh: d = Smin+ 8 mm; pđ = 2.d + 8 mm; e = 1,5.d + Đối với mối ghép chồng 2 hàng đinh: d = Smin+ 8 mm; pđ = 2,6.d + 15 mm; e = 1,5.d + Đối với mối ghép chồng 3 hàng đinh: d = Smin+ 6 mm; pđ = 3.d + 22 mm; e = 1,5.d + Đối với mối ghép giáp mối hai tấm đệm 2 hàng đinh: d = S + 6 mm; p đ = 3,5.d + 15 mm; e=2.d + Đối với tám ghép giáp mối hai tấm đệm 3 hàng đinh: d = S + 5 mm; pđ = 6d + 20 mm; e = 2.d Các kích thước pđ, pđ1, e, e1 biểu thị trên hình 5-4, kích thước pt1 và e1 lấy theo bước đinh pt: pt1 = (0,8÷1).pđ; e1 = 0,5.pt Hình 1.3: Thông số mối ghép đinh tánHình 3 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL 1.1.4. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng a) Ưu điểm: So với mối ghép hàn, mối ghép đinh tán có ưu điểm: + Ổn định, chắc chắn, chịu được tải trọng rung động, dễ kiểm tra. + Ít gây hư hỏng mối ghép khi phải tháo lắp. b) Nhược điểm: Hao tốn nhiều kim loại, giá thành cao, hình dáng, kết cấu cồng kềnh. c) Phạm vi sử dụng: Do sự phát triển công nghệ hàn, phạm vi sử dụng đinh tán đang dần dần bị thu hẹp lại. Tuy nhiên, mối ghép đinh tán vẫn còn được sử dụng trong: + Các mối ghép chịu lực lớn, đòi hỏi độ chắc chắn trong các kết cấu, các công trình xây dựng. + Các mối ghép chắc, kín trong nồi hơi, bình chứa chịu áp lực. + Các mối ghép đặc biệt quan trọng như cầu, cầu trục và những mối ghép trực tiếp chịu tải trọng chấn động hoặc va đập. + Các mối ghép không thể nung nóng được. + Các mối ghép bằng các kim loại không thể hàn được. 1.1.5. Nguyên lý tán rivet Từ những năm 1840-1930, phương pháp tán đã được sử dụng rộng rãi để ghép các vật liệu bằng gỗ. Đinh tán lúc này cũng được làm từ gỗ. Với sự phát triển của công nghiệp sắt thép những năm 1900, đinh tán thép đã ra đời. Đinh tán được sử dụng để ghép các vỏ tàu, kết cấu xây dựng. Mối ghép đinh tán rất bền và chắc chắn. Nhiều loại công nghệ ghép kim loại hiện tiên tiến đã ra đời.Tuy nhiên, mối ghép đinh tán vẫn được ứng dụng rộng rãi. Ngày nay, máy tán rivet được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất xe tải, xe bus, ô tô, xe máy, tàu hỏa, động cơ nông nghiệp, hầm mỏ, máy bay, xây dựng cầu… Với nhu cầu của các sản phẩm sử dụng tán rivet ngày càng tăng, việc sản xuất máy tán rivet sẽ ngày càng phát triển, có tiềm năng kinh tế cao. Phương pháp tán rivet trong nước vẫn còn lạc hậu, còn nhiều xí nghiệp sản xuất sản phẩm sử dụng máy dập cơ với chất lượng mối ghép và năng suất thấp. Hiện nay, ở trong nước chưa đơn vị nào nghiên cứu và chế tạo máy tán rivet. Việc nghiên cứu về nguyên lý và thiết kế máy vẫn còn khá mới. Máy tán chủ yếu là nhập từ nước ngoài với chi phí cao để sử dụng. Chính vì thế, việc nghiên cứu, nắm bắt công nghệ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL chế tạo máy tán rivet trong công nghiệp sẽ trở thành nền tảng để giảm chi phí, thúc đẩy gia tăng sản xuất và phát triển kinh tế. Một số nguyên lý tán rivet chính: a) Tán động Là phương pháp tán rivet sử dụng lực tán từ trên xuống, có gia tốc. Đầu rivet được làm loe ra và có nhiều hình dạng tùy theo đầu trục chính máy tán. Phương pháp tán này diễn ra nhanh và có chu kì là 0.5 giây. Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý máy tán động 4 b) Tán tĩnh Phương pháp tán Rivet tĩnh tác dụng lực tán từ trên xuống, bên dưới được bố trí khuôn cố định giữ một đầu đinh tán, bên trên là đầu tán không xoay. Đinh tán được đặt xuyên qua hai tấm vật liệu cần được ghép nối và được định hình bằng khuôn, đầu tán di chuyển lên xuống tạo lực ép lên đầu đinh tán. Đầu đinh tán được làm loe ra giữ chặt các tấm ghép với nha, đến khi đinh tán đạt được hình dạng theo yêu cầu. Phương pháp này diễn ra nhanh chóng và có chu kì phổ biến là 0,5 giây. Phương pháp tãn tĩnh tạo được lực tán lớn, trục tán chuyển động đều, gia tốc bằng không. Phương pháp này có thể dùng thủy lực, khí nén tạo lực ép đinh tán, ngoài ra có thể điều chỉnh được hành trình có độ chính xác cao để gia công được các chi tiết với các kích thước khác nhau thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật khắt khe. Khi cần điều khiển chính xác có thể sử dụng động cơ servo điều khiển bằng PLC, ta có thể lập trình cho máy chạy các hành trình khác nhau, vận tốc khác nhau tùy theo nhu cầu gia công các loại Rivet. Máy tán đinh tĩnh được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như xe ôtô, máy bay, và đầu máy xe lửa, hàng dệt may và da, khung kim loại, đồ nội thất , chốt cửa và thậm chí cả điện thoại di động, linh kiện điện tử. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL c) Tán Radial Phương pháp tán radial gần giống với phương pháp tán Orbital. Quá trình vận hành êm ái và sản phẩm các khớp đạt được chất lượng và độ bóng cao. Tán Radial có thể được điều chỉnh để tạo chốt chặt hoặc lỏng tùy theo yêu cầu của sản phẩm. Phương pháp tán Radial kiểm soát mối ghép trong giới hạn cho phép tốt hơn một chút so với tán Orbital. Sự khác biệt chính giữa hai phương pháp này, trục dập không được giữ ở một góc cố định với trục trục chính. Góc giữa trục dập và trục chính thay đổi liên tục giữa 0-6 độ. Góc giữa hai trục là 00 khi trục thẳng hàng. Trục dập quay quanh đinh tán, lực dập hình thành được phân bố theo mô hình hoa thị, do đó, lực dập di chuyển liên tục qua các trọng tâm của trục dập và các chân đinh tán. Hình 1.5: Quỹ đạo tán Radial 5 d) Tán Orbital Tán đinh Orbital là một công nghệ tương đối mới, trong đó đinh tán được miết bởi chuyển động quay lệch tâm của dụng cụ tán. Chuyển động quay này làm cho diện tích LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL tiếp xúc giữa dụng cụ tán và phôi nhỏ hơn, do đó, lực tác dụng và ma sát trong quá trình hình thành mối ghép sẽ thấp hơn. Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý máy tán Orbital Quá trình này có phần tương tự như phương pháp tán tĩnh, dụng cụ tán sử dụng một lực dọc trục nén để tạo nên biến dạng dẻo một đầu của đinh tán. Sự khác biệt là trong phương pháp tán orbital, trục tán quay ở một góc cố định thường 3 - 60 và sử dụng lực dọc trục và lực xuyên tâm để dần dần chuyển đinh tán thành hình dạng xác định trước. Không giống như các phương án khác, quá trình hoàn tất trong một lần duy nhất, phương pháp này đòi hỏi đầu tán quay nhiều lần và thường mất 1,5 - 3 giây để hoàn thành quá trình. Hầu hết hoạt động trong quá trình hình thành quỹ đạo được tập trung tại đầu của dụng cụ, không dùng toàn bộ bề mặt dụng cụ, vì vậy làm giảm tới 80% lực tán. Đinh tán và các bộ phận lắp ghép sẽ chịu ít ứng suất. Tán orbital tạo ra bề mặt mịn màng, ngoài ra trong một số ứng dụng, nó loại bỏ những vết nứt do tác động lực mạnh. Quá trình tán Orbital êm hơn so với quá trình tán nguội khác. Quỹ đạo tán Orbital Phương pháp tán orbital có trục lệch một góc 3 ° hoặc 6° . Trục chính tác dụng lực theo phương thẳng đứng lên Rivet đồng thời xoay tròn cho đến khi hình dáng của Rivet theo LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – MÁY TÁN ĐINH TÁN THEO PHƯƠNG PHÁP ORBITAL nhu cầu được hoàn thành. Hình dạng đã hoàn thành của Rivet có chiều cao và đường kính đúng theo đặc điểm kĩ thuật quy định. Tán orbital phù hợp cho nhiều vật liệu: kim loại, chất dẻo, bao gồm hầu như tất cả các loại thép nhẹ, hầu hết các loại thép không gỉ và thép hợp kim được xử lý nhiệt, vật liệu cứng, và kim loại màu như nhôm, đồng, …Ngay cả hợp kim thép cứng Rockwell 54C cũng có thể được sử dụng. Hình 1.7: Quỹ đạo tán Orbital 7 Diê ̣n tích bề mă ̣t tán (KF) của phương pháp tán Orbital nhỏ hơn so với diê ̣n tích bề mă ̣t tác dụng của các phương pháp tán tĩnh khác (bằng 20)). Từ đó giảm lực tán cần thiết và giảm thiê ̣t hại do lực va chạm lớn gây ra. Ưu nhược điểm của máy tán sử dụng nguyên lý Orbital Máy tán orbital được dùng rộng rãi trong phanh ôtô, máy bay, đầu máy xe lửa, ngành dệt, da thuộc, dầm kim loại, cửa sổ, cửa ra vào, chốt cửa, thậm chí là điện thoại di động… Nhiều loại vật liệu có thể tán với nhau mà sử dụng phương pháp orbital như các vật liệu mỏng, dễ vỡ, các linh kiện điện tử.  Ưu điểm:  Lực tán thấp.  Quá trình tán yên tĩnh và an toàn với điều khiển chính xác và nhất quán.
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan