ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

Παρουσίαση με θέμα: "ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ Địa chỉ: Phòng 702, tầng 7th - nhà A6, 484 Lạch Tray – Ngô Quyền – Hải Phòng. Điện thoại: (+84) , Fax: (+84) , Website: sme.vimaru.edu.vn BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: ĐỒ GÁ Chương 4: Cơ cấu kẹp chặt của đồ gá Hải Phòng, 25/03/2015

2 NỘI DUNG Khái niệm về kẹp chặt Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp chặt
Phương, chiều, điểm đặt của lực kẹp Phương pháp tính lực kẹp Các ví dụ tính lực kẹp Các loại cơ cấu kẹp chặt

3 1. KHÁI NIỆM VỀ KẸP CHẶT Kẹp chặt là cố định chi tiết đã được định vị để: - Chi tiết không bị rung động, xê dịch - Không bị biến dạng do lực cắt, lực ly tâm, hoặc do trọng lượng của chi tiết trong quá trình gia công gây ra Thông thường, cơ cấu định vị và cơ cấu kẹp chặt tách rời nhau để tránh gây biến dạng cơ cấu định vị dưới tác dụng của lực kẹp, đảm bảo độ chính xác của phôi.

4 Ý nghĩa của vấn đề kẹp chặt
1. KHÁI NIỆM VỀ KẸP CHẶT Ý nghĩa của vấn đề kẹp chặt - Giảm được sức lao động thủ công - Giảm thời gian gia công - Nâng cao độ chính xác khi gia công - Nâng cao độ bóng gia công

5 NỘI DUNG Khái niệm về kẹp chặt Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp chặt
Phương, chiều, điểm đặt của lực kẹp Phương pháp tính lực kẹp Các ví dụ tính lực kẹp Các loại cơ cấu kẹp chặt

6 Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp:
2. YÊU CẦU ĐỐI VỚI CƠ CẤU KẸP CHẶT Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp: Không được phá vỡ vị trí đã định vị Lực kẹp phải vừa đủ tránh biến dạng chi tiết kẹp. Hoặc biến dạng do lực kẹp gây ra không được vượt quá giới hạn cho phép Lực kẹp phải ổn định Đảm bảo thao tác phải nhanh, an toàn, tiết kiệm công sức Cơ cấu kẹp chặt phải nhỏ gọn, đơn giản, dễ sửa chữa

7 NỘI DUNG Khái niệm về kẹp chặt Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp chặt
Phương, chiều, điểm đặt của lực kẹp Phương pháp tính lực kẹp Các ví dụ tính lực kẹp Các loại cơ cấu kẹp chặt

8 3. PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP
Phương lực kẹp nên vuông góc với mặt định vị nhiều bậc tự do (3 bậc trở lên) Chiều: - Chiều hướng vào mặt định vị. (Lưu ý: Chiều của lực kẹp không nên ngược chiều lực cắt và chiều của trọng lượng chi tiết.) Điểm đặt: - Điểm đặt phải được đặt trong diện tích mặt định vị hoặc ở các điểm đỡ (để giúp chi tiết gia công ít bị biến dạng khi chịu lực kẹp) và phải gần mặt gia công ( để tránh gây momen quay)

9 3. PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP
3.2. Một số ví dụ về phương và chiều kẹp chặt Kẹp theo phương nghiêng Có thêm định vị và kẹp phụ

10 3. PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP
3.2. Một số ví dụ về phương và chiều kẹp chặt Kẹp trên xuống Kẹp song song mặt định vị 3 bậc

11 3. PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP
3.2. Một số ví dụ về phương và chiều kẹp chặt Sơ đồ 1: Lực kẹp W cùng chiều lực cắt và trọng lượng chi tiết gia công. Đây là trường hợp tốt nhất.

12 3. PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP
3.2. Một số ví dụ về phương và chiều kẹp chặt Sơ đồ 2: Lực kẹp W vuông góc với lực cắt. Phương pháp kẹp này tương đối tốt.

13 3. PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP
3.2. Một số ví dụ về phương và chiều kẹp chặt Sơ đồ 3: Lực kẹp W cùng chiều với lực cắt. Phương pháp kẹp này rất tốt.

14 3. PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP
3.2. Một số ví dụ về phương và chiều kẹp chặt Sơ đồ 4: Lực kẹp W ngược chiều với lực cắt. Phương pháp kẹp này không tốt.

15 3. PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP
3.2. Một số ví dụ về phương và chiều kẹp chặt Sơ đồ 5: Lực kẹp W ngược chiều với lực cắt và trọng lượng của chi tiết. Phương pháp kẹp này không tốt. => Nên chọn sơ đồ kẹp có lợi về lực và thao tác dễ dàng.

16 3. PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP
3.3. Một số yêu cầu về điểm đặt của lực kẹp Yêu cầu 1: Không gây biến dạng cho chi tiết Vị trí I: gây biến dạng chi tiết gia công Vị trí II: đối diện với điểm tì của chi tiết. Vị trí này hợp lý.

17 3. PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP
3.3. Một số yêu cầu về điểm đặt của lực kẹp Yêu cầu 2: Không gây ra momen lật đối với chi tiết gia công Vị trí I: sinh ra momen lật M=W.a Vị trí II: đối diện với điểm tì của chi tiết. Vị trí này hợp lý. Momen lật M=0.

18 3. PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC KẸP
3.3. Một số yêu cầu về điểm đặt của lực kẹp Một số trường hợp không cần kẹp chặt Khoét mặt đầu Khoét lỗ Có thể không cần kẹp chặt khi chi tiết có trọng lượng lớn và lực cắt có giá trị nhỏ, hoặc khi lực cắt khi gia công có xu hướng ấn chi tiết xuống cơ cấu định vị

19 NỘI DUNG Khái niệm về kẹp chặt Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp chặt
Phương, chiều, điểm đặt của lực kẹp Phương pháp tính lực kẹp Các ví dụ tính lực kẹp Các loại cơ cấu kẹp chặt

20 4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH LỰC KẸP
Lực kẹp cần thiết là lực kẹp vừa đủ để chống lại lực cắt và các loại lực khác trong quá trình gia công. Chọn và tính toán cơ cấu kẹp theo lực kẹp cần thiết sẽ cho ta cơ cấu nhỏ gọn, tiết kiệm vật liệu. Việc tính toán lực kẹp được coi là gần đúng trong điều kiện phôi ở trạng thái cân bằng tĩnh dưới tác dụng của các ngoại lực (phản lực, lực ma sát, lực cắt, trọng lực, lực kẹp...). Những yếu tố để tính lực kẹp cần thiết - Phương án định vị và đồ định vị - Phương chiều, điểm đặt lực kẹp (Wct ) - Phương chiều, điểm đặt và giá trị của lực cắt, mô men cắt. - Trọng lực, lực ly tâm, lực quán tính (nếu có) - Các kích thước liên quan về vị trí giữa các lực nói trên với nhau và với đồ định vị

21 4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH LỰC KẸP
Trong quá trình cắt, do: - chiều sâu cắt không đều độ cứng của vật liệu không đồng nhất dao bị mòn… Ta nhân thêm các hệ số ảnh hưởng k cho lực kẹp W: Các bước tính lực kẹp: Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt. Đặt lực và ngoại lực lên phôi: Lực cắt, momen cắt Phản lực, lực ma sát, Lực kẹp, trọng lượng phôi Viết phương trình cân bằng tĩnh hệ lực: nếu chi tiết bị tịnh tiến hoặc quay thì lực kẹp phải chống lại sự tịnh tiến và quay đó F (G, Pc , W, lực khác) = 0 => Wi = F (G, Pc , lực khác) Chọn giá trị lớn nhất để kẹp: W= K.Max(Wi) Với K: Hệ số an toàn Từ lực kẹp cần thiết, chọn và tính toán cơ cấu kẹp: như tính kích thước xilanh, đường kính ren vít,… W= W tính toán. KΣ Với KΣ = Ko .(K1 .K2 .K3 .K4 .K5 .K6) Ko – Hệ số an toàn, ko =1,5÷2 K1 – Hệ số do lượng dư cắt không đều Gia công thô: K1 = 1,2 Gia công tinh: K1 = 1,0 K2 – Hệ số tính đến dao bị mòn, k2 =1,1÷1,8 K3 - Hệ số tính đến do cắt không liên tục K4 – Hệ số tính đến nguồn sinh lực kẹp không ổn định Kẹp bằng tay: K4 = 1,3 Kẹp bằng cơ khí, khí nén: K4 = 1,0 K5 – Hệ số tính đến sự thuận lợi trong thao tác kẹp Góc quay để kẹp <90o ; k5 =1,0 Góc quay để kẹp >90o ; k5 =1,2 K6 - Hệ số tính đến lực kẹp gây lật cho chi tiết Định vị trên chốt tỳ: k6 =1,0 Định vị trên phiến tỳ: k6 =1,5

22 NỘI DUNG Khái niệm về kẹp chặt Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp chặt
Phương, chiều, điểm đặt của lực kẹp Phương pháp tính lực kẹp Các ví dụ tính lực kẹp Các loại cơ cấu kẹp chặt

23 5. CÁC VÍ DỤ TÍNH LỰC KẸP 5.1. Lực kẹp khi tiện Pz Py PX
Khi chuẩn định vị là trụ ngoài (kẹp chặt trên máy tiện) Pz PX Py Trong đó: + K: hệ số an toàn; + Px, Py, Pz: lực cắt (N) + W: lực kẹp cần thiết (N) + f: hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và đồ định vị. Mặt chuẩn thô, chấu kẹp khía nhám: hệ số ma sát f = 0,5-0,7 + Rc, R: khoảng cách (mm) Phương trình cân bằng Mômen Phương trình cân bằng dọc trục 3. W. f. R = K. Pz. Rc 3. W. f = K. Px W= max |W|

24 Phương trình cân bằng Mômen quanh tâm khoan
5. CÁC VÍ DỤ TÍNH LỰC KẸP 5.2. Lực kẹp khi khoan Khi chuẩn định vị là mặt phẳng và được kẹp chặt bằng mỏ kẹp Phương trình cân bằng Mômen quanh tâm khoan (W+P0). f. a = K. Mc Trong đó: + K: hệ số an toàn + Mc: momen xoắn do khoan (Nmm) + P0: lực tiến dao do khoan (N) + W: lực kẹp cần thiết (N) + f: hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và đồ định vị (f=0,2) + a: khoảng cách từ mũi tâm khoan tới mỏ kẹp (mm)

25 5. CÁC VÍ DỤ TÍNH LỰC KẸP 5.2. Lực kẹp khi khoan
Khi chuẩn định vị là mặt trụ ngoài và được kẹp chặt bằng hai khối V Chỉ xét trường hợp chống xoay quanh tâm => Bỏ qua lực P0 Phương trình cân bằng Mômen 2. N. f. R = K. Mc N = ( 𝑾 𝟐 )/sin α 𝟐 Trong đó: + K: hệ số an toàn + Mc: momen xoắn do khoan (Nmm) + W: lực kẹp cần thiết (N) + f: hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và đồ định vị (f=0,2) + a: khoảng cách từ mũi tâm khoan tới mỏ kẹp (mm)

26 5. CÁC VÍ DỤ TÍNH LỰC KẸP 5.2. Lực kẹp khi khoan
Khi chuẩn định vị là trụ ngoài (khoan lỗ lệch tâm) Cân bằng chống xoay quanh tâm O Cân bằng chống trượt dọc trục W= max |W|

27 W 5. CÁC VÍ DỤ TÍNH LỰC KẸP 5.2. Lực kẹp khi khoan l Mc D
Khi chuẩn định vị là trụ trong (khoan lỗ trên đầu công xôn) W Mc P0 O D l Lực cắt P0 gây ra quay quanh tâm O. Momen cắt Mc gây ra quay quanh tâm O’.

28 5. CÁC VÍ DỤ TÍNH LỰC KẸP 5.3. Lực kẹp khi phay
Khi chuẩn định vị là mặt phẳng Lực cắt P cùng chiều lực kẹp W, có khả năng trượt theo lực N Lực cắt P ngược chiều lực kẹp W Lực kẹp W vuông góc với lực cắt P, vuông góc mặt chuẩn Hệ số ma sát giữa phôi và mỏ kẹp f1, giữa phôi và đồ gá f2. Mặt thô f = 0,2-0,3 ; mặt tinh f = 0,1-0,15

29 5. CÁC VÍ DỤ TÍNH LỰC KẸP 5.3. Lực kẹp khi phay
Khi chuẩn định vị là mặt phẳng (phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu) Px gây lật quanh 2-4 Py gây lật quanh 3-4 Lực kẹp ở góc 1 phải lớn nhất Cân bằng chống xoay quanh tâm 2-4: 2 . W . l = K . Px . a Cân bằng chống xoay quanh tâm 3-4: 2 . W . b = K . Py . a W: lực kẹp trên từng vị trí W= max |W|

30 Cân bằng chống trượt dọc
5. CÁC VÍ DỤ TÍNH LỰC KẸP 5.3. Lực kẹp khi phay Khi chuẩn định vị là mặt phẳng (phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu) Cân bằng chống trượt dọc 2.W.f= K.PH

31 5. CÁC VÍ DỤ TÍNH LỰC KẸP 5.3. Lực kẹp khi phay
Khi chuẩn định vị là mặt phẳng (phay mặt phẳng bằng dao phay trụ) Cân bằng chống lật W . l1 + W . l2 ≥ K. P . l

32 NỘI DUNG Khái niệm về kẹp chặt Yêu cầu đối với cơ cấu kẹp chặt
Phương, chiều, điểm đặt của lực kẹp Phương pháp tính lực kẹp Các ví dụ tính lực kẹp Các loại cơ cấu kẹp chặt

33 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.1. Kẹp chặt bằng chêm
Chêm là chi tiết có hai mặt phẳng làm việc không song song với nhau. Khi đóng chêm vào, mặt làm việc của nó sẽ tạo ra lực kẹp chặt. Trong quá trình cắt gọt dưới tác dụng của ngoại lực, chêm không bị tháo lỏng ra nhờ lực ma sát ở hai mặt làm việc => tính tự hãm của chêm. Cơ cấu kẹp bằng chêm được sử dụng phổ biến khi kết hợp với các cơ cấu khác hoặc dùng nguồn sinh lực là khí nén hay thủy lực. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

34 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.1. Kẹp chặt bằng chêm
LỰC KẸP DO CHÊM TẠO RA Lực ma sát nghiêng: F = N. tan  Lực ma sát ngang: F1 = W. tan 1 Trên mặt nghiêng: Cân bằng lực theo phương ngang: Q = F1 + P Trong đó: P = W. tan( α+ ) Q = W. tan 1 + W. tan( α+ ) Nhận xét: Lực kẹp do chêm tạo ra phụ thuộc - Lực Q đóng chêm - Góc chêm α - Góc ma sát trên mặt nghiêng  - Góc ma sát trên mặt ngang 1 Sơ đồ tính lực kẹp chêm vát một mặt

35 ĐIỀU KIỆN TỰ HÃM CỦA CHÊM
6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.1. Kẹp chặt bằng chêm ĐIỀU KIỆN TỰ HÃM CỦA CHÊM Trong quá trình làm việc, chêm có xu hướng bị đẩy ra, nhưng vì nó có tính tự hãm nên không tụt ra được mà ở nguyên vị trí được đóng vào ban đầu. Lực tự hãm này chính là lực ma sát. Lực ma sát nghiêng: F = N. tan  = (W/ cos α). tan  Lực ma sát ngang: F’ = F. cos α = W. tan  Phân tích phản lực N: Cân bằng lực theo phương thẳng đứng: W’ = W + F. sin α = W. (1 + tan α . tan  ) Thay vào công thức tính F1 ta được: F1 = W’. tan 1 = W. (1 + tan α . tan  ) . tan 1 Điều kiện tự hãm: F’ + F1 ≥ P với P = W. tan α W. tan  + W. (1 + tan α . tan  ) . tan 1 ≥ W. tan α  + 1 ≥ α Sơ đồ tính điều kiện tự hãm của chêm vát một mặt Do góc α nhỏ nên tan α. tan  . tan 1  0; tan x  x

36 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.1. Kẹp chặt bằng chêm LỰC THÁO CHÊM

37 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.2. Kẹp chặt bằng ren
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Kẹp chặt bằng ren là phương pháp được dùng phổ biến trong sản xuất hàng loạt, loạt nhỏ và đơn chiếc Ưu điểm: kết cấu đơn giản, lực kẹp lớn, tự hãm tốt. Nhược điểm: phải thao tác nhiều, lực kẹp không ổn định.

38 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.2. Kẹp chặt bằng ren NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
Một số kiểu bulong kẹp

39 TÍNH LỰC KẸP KHI QUAY BULONG
6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.2. Kẹp chặt bằng ren TÍNH LỰC KẸP KHI QUAY BULONG Khai triển đường xoắn của ren như trên hình. Khi đó ta có thể tính lực kẹp của ren tương tự như tính lực kẹp của chêm. Phương trình cân bằng momen: Q . L=M1 + M2 Trong đó: M1 : Momen ở ren bu lông đai ốc M2 : Momen ma sát ở miếng kẹp và vật gia công => Q . L = P . rtb + F1 . R’

40 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.2. Kẹp chặt bằng ren
Trong đó: + P: Lực nằm ngang ở ren bu lông và đai ốc: P = W.tg(α +  ) + α : Góc nâng của ren +  : Góc ma sát giữa ren của bu lông và đai ốc + rtb: Bán kính trung bình của ren: rtb=𝑑𝑡𝑏/2 + 𝐹1:Lực ma sát giữa miếng kẹp và vật gia công 𝐹1= W.tg 1 +  1: Góc ma sát giữa miếng kẹp và vật gia công + 𝑅′ : Bán kính ma sát giữa miếng kẹp và vật gia công. R’ phụ thuộc vào đường kính ngoài miếng kẹp D và đường kính ngoài ren vít d. Từ phương trình cân bằng hệ lực tác dụng lên phôi ta tính được giá trị W. Thay W vào phương trình (*), xác định được Rtb từ đó tìm được đường kính bu lông d

41 TÍNH LỰC KẸP KHI QUAY ĐAI ỐC
6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.2. Kẹp chặt bằng ren TÍNH LỰC KẸP KHI QUAY ĐAI ỐC Lực kẹp do cơ cấu tạo ra giống như kẹp chặt bằng quay bu long: Trong đó:

42 CHỌN ĐƯỜNG KÍNH NGOÀI CỦA REN
6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.2. Kẹp chặt bằng ren CHỌN ĐƯỜNG KÍNH NGOÀI CỦA REN Sau khi tính được lực kẹp cần thiết, đường kính ngoài của ren có thể được tính theo công thức: Trong đó: d: đường kính ngoài của ren vít (cm) W: lực kẹp trong thân bulong (kG) (10N = 1kG) []K  58÷98 (kG/cm2): ứng suất tới hạn của vật liệu làm bulong.

43 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.3. Kẹp chặt bằng ren phối hợp với tay đòn NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

44 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.3. Kẹp chặt bằng ren phối hợp với tay đòn NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Mục đích: Tăng giá trị lực kẹp từ nguồn sinh lực hoặc điểm đặt lực kẹp xa nguồn sinh lực kẹp Tính lực kẹp: Phương trình cân bằng momen tại tâm quay O: .Q.l1 = W.l2 Trong đó: •  : Hệ số hiệu dụng của cơ cấu (mất mát do ma sát) • Q: Lực tạo ra do cơ cấu Bu lông – Đai ốc • l1: Khoảng cánh từ điểm sinh lực kẹp đến chốt quay • l2: Khoảng cách từ điểm kẹp tới chốt quay • W: Lực kẹp vào vật gia công. Tính đường kính ngoài của ren:

45 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.3. Kẹp chặt bằng ren phối hợp với tay đòn NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Tính lực kẹp: Phương trình cân bằng momen tại tâm quay O: .Q.l1 = W.l2 Tính đường kính ngoài của ren:

46 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.3. Kẹp chặt bằng ren phối hợp với tay đòn NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Lực kẹp phân bố tỉ lệ theo tay đòn Tính lực kẹp: Viết phương trình cân bằng momen tại tâm quay O. Tính đường kính ngoài của ren:

47 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.3. Kẹp chặt bằng ren phối hợp với tay đòn NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Các kiểu kết cấu tay đòn

48 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.3. Kẹp chặt bằng ren phối hợp với tay đòn NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Kẹp nhiều chi tiết

49 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.4. Kẹp chặt bằng bánh lệch tâm
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Bánh lệch tâm là môt loại chi tiết có tâm quay không trùng với tâm hình học của bề mặt làm việc, nhờ đó khi quay bánh lệch tâm, bán kính cong của nó tăng dần và ấn vào chi tiết để kẹp chặt. Cơ cấu kẹp bằng bánh lệch tâm có kết cấu đơn giản, kẹp chặt nhanh. Nhược điểm: - hành trình kẹp ngắn, không thích hợp với các phôi có lượng dư thay đổi nhiều ; giá trị lực kẹp nhỏ hơn so với kẹp chặt bằng ren vít ; tính vạn năng và tính tự hãm kém hơn ren vít.

50 TÍNH LỰC KẸP BẰNG BÁNH LỆCH TÂM
6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.4. Kẹp chặt bằng bánh lệch tâm TÍNH LỰC KẸP BẰNG BÁNH LỆCH TÂM Phương trình cân bằng Momen Trong đó: + Q: Lực tác dụng vào tay quay + L: Khoảng cách từ điểm tác dụng lực Q đến tâm quay + Q2: Lực tương tự như lực đóng chêm + : Bán kính quay tức thời của bánh lệch tâm Cân bằng lực theo phương ngang: Trong đó: + F: Lực ma sát giữa mặt ngoài bánh lệch tâm với vật gia công + Q1: Lực ma sát giữa bánh lệch tâm và chốt quay + : Góc ma sát giữa mặt ngoài bánh lệch tâm và vật gia công + α: Góc nâng của bánh lệch tâm tại điểm tiếp xúc + 1: Góc ma sát giữa chốt quay và lỗ của bánh lệch tâm

51 ĐIỀU KIỆN TỰ HÃM CỦA BÁNH LỆCH TÂM
6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.4. Kẹp chặt bằng bánh lệch tâm ĐIỀU KIỆN TỰ HÃM CỦA BÁNH LỆCH TÂM Để bánh lệch tâm tự hãm được thì các momen tác dụng lên bánh lệch tâm phải cân bằng tại O1 (tâm chốt quay): Trong đó: + W: Lực kẹp + e: Độ lệch tâm của bánh lệch tâm + F: Lực ma sát giữa mặt ngoài của bánh lệch tâm với vật gia công + D: Đường kính ngoài của bánh lệch tâm + F1: Lực ma sat giữa chốt quay và lỗ của bánh lệch tâm + d: Đường kính của chốt quay + f: Hệ số ma sát giữa mặt ngoài của bánh lệch tâm với vật gia công + f1: Hệ số ma sát giữa chốt quay và lỗ của bánh lệch tâm Thí dụ: nếu f= f1= 0,15 ; d=10 mm thì điều kiện tự hãm: 𝑫/𝒆≥ 14

52 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.5. Kẹp chặt bằng cơ cấu trụ trượt thanh răng NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Thường dùng khi gia công lỗ của chi tiết dạng càng. Khi đó tấm kẹp số 2 được thay thế bằng chụp côn và trong chụp côn có lắp bạc dẫn.

53 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.6. Kẹp chặt bằng ống kẹp đàn hồi
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Ống kẹp đàn hồi là một loại cơ cấu tự định tâm, nó làm cả hai nhiệm vụ là định vị và kẹp chặt chi tiết. Ống kẹp đàn hồi có bề mặt làm việc hình côn, phía trong là lỗ trụ để định vị và kẹp chặt chi tiết. Phần côn được xẻ thành 3 cánh cách đều nhau 1200. Khi tác dụng lực kéo theo hướng trục, ống kẹp sẽ bóp các cánh vào để định vị rồi kẹp chặt chi tiết (sau khi đã khử hết khe hở giữa lỗ của ống kẹp và đường kính ngoài làm chuẩn của chi tiết).

54 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.6. Kẹp chặt bằng ống kẹp đàn hồi
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Phân tích lực: Lực ma sát F Phản lực pháp tuyến N Lực tổng hợp: Khi kéo ống kẹp sang trái cũng tương tự như việc đóng chêm với lực là Q. Lực kẹp W được xác định như lực kẹp của chêm: Trong đó: + Q : Lực kéo ống kẹp + α : Góc côn của ống kẹp +  : Góc ma sát giữa ống kẹp và thân đồ gá + 1: Góc ma sát giữa ống kẹp và phôi

55 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.7. Kẹp chặt bằng cơ cấu liên động
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Tính lực kẹp: + Bên phải: Lực kẹp W được tính theo Q.l1 = W. (l1 + l) => W= Q.l1 / (l1 + l) + Bên trái: Lực tác dụng vào đòn kẹp Q1 Q1 = Q .  Trong đó: : Hệ số hiệu dụng của cơ cấu Q: Lực do kẹp bằng ren của bu lông phải tạo ra Q1 . l1 = W1. (l1 + l) W1 = Q1.l1 / (l1 + l) W1 = Q .  . l1 / (l1 + l) Lực Q được xác định theo công thức: (Công thức tính lực kẹp bằng ren) Trong đó: Q’: Lực vặn bu lông L: Chiều dài cờ lê

56 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.8. Kẹp chặt bằng khí nén
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Các thiết bị trong hệ thống: 1.Bình lọc 6.Van điều chỉnh tốc độ 2.Bình phun dầu 7.Đồng hồ đo áp lực 3.Van điều chỉnh áp lực 8.Xy lanh – Piston 4.Van 1 chiều 9.Đòn kẹp 5.Van phân phối Ưu điểm: tạo được lực kẹp lớn, ổn định, đỡ tốn sức lao động của công nhân. Nhược điểm: Tốn chi phí đầu tư trang thiết bị, dễ sinh ra sự xê dịch chi tiết khi kẹp.

57 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.8. Kẹp chặt bằng khí nén
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Kẹp chặt bằng thủy lực có nguyên lý hoạt động tương tự, với đặc điểm độ tin cậy và hiệu suất cao hơn.

58 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.8. Kẹp chặt bằng khí nén TÍNH LỰC KẸP
Xylanh piston 1 chiều Xylanh piston 2 chiều Lực đẩy Q (sinh lực kẹp): Lực kẹp Q: Trong đó: + D: Đường kính Piston (cm) + P: Áp suất khí nén (kG/cm2  bar) + : Hệ số hiệu dụng của khí nén + q: Lực cản (độ cứng của lò xo) (kG) Lực giải phóng kẹp: Với d: Đường kính cần Piston (cm)

59 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.8. Kẹp chặt bằng khí nén

60 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.9. Kẹp chặt nhờ lực ly tâm
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

61 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.10. Kẹp chặt nhờ lực ly cắt
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

62 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.11. Kẹp chặt nhờ lực chạy dao
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

63 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.11. Kẹp chặt nhờ lực chạy dao
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

64 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.12. Kẹp chặt bằng chân không
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Cơ cấu kẹp chặt bằng chân không được dùng để kẹp các chi tiết phẳng, mỏng, dễ biến dạng. Bằng cách hút liên tục không khí ở trong rãnh phía dưới thân đồ gá, sự chênh lệch áp suất giữa các rãnh này với môi trường bên ngoài sẽ làm cho chi tiết bị hút chặt vào đồ gá. Kẹp chặt bằng chân không rất hợp với các vật liệu không hoặc ít dẫn từ, thường dùng trên các máy phay, máy mài.

65 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.12. Kẹp chặt bằng chân không
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Lực kẹp tạo ra: W = (pa –p0 ) . F – py Trong đó: + Pa: áp suất không khí (4-5kG/cm2) + P0: áp suất trong buồng chân không khi hút hết không khí + F: diện tích bên trong vùng giới hạn hút chân không (cm2) + py: lực đàn hồi của miếng đệm (kG) (Lực kẹp bàn từ máy mài: 50kg -1 tấn)

66 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.13. Kẹp chặt bằng từ - điện từ
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Kẹp chặt bằng từ chỉ có thể thực hiện đối với các vật liệu dẫn từ như thép không nhiệt luyện. Các loại gang, thép nhiệt luyện, thép hợp kim dẫn từ kém nên không thể ứng dụng được.

67 6. CÁC LOẠI CƠ CẤU KẸP CHẶT 6.13. Kẹp chặt bằng từ - điện từ Khối V từ
Bàn từ và các cữ chặn

68 ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM Thanks for your attention!
VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ Địa chỉ: Phòng 702, tầng 7th - nhà A6, 484 Lạch Tray – Ngô Quyền – Hải Phòng. Điện thoại: (+84) , Fax: (+84) , Website: sme.vimaru.edu.vn HẾT CHƯƠNG 4 Thanks for your attention! Hải Phòng, 25/03/2015