Tính tải trên bulông chịu nặng nhất của mặt bích tròn n bulông, sau đó đưa FA và FQ sang sheet 01_Bulong để kiểm tra đầy đủ.
Giải thích chi tiết
- Bài toán dùng để làm gì
- Hình dung đơn giản
- Kiến thức nền cần có
- Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu
- Xây dựng công thức từng bước
- Lời giải mẫu từng bước
- Áp dụng thực tế và lưu ý
Bài toán dùng để làm gì
Mặt bích nối ống, nối trục, chân cột chịu mô-men lật thường có nhiều bulông trên một vòng tròn. Bài toán xác định bulông nào chịu nặng nhất và nặng bao nhiêu, để đưa sang CT01 kiểm tra.
Hình dung đơn giản
Hãy tưởng tượng
Một cái bàn tròn có nhiều chân, ấn lệch một bên mép bàn: chân phía bên kia bị nhấc lên mạnh nhất. Mô-men uốn làm bulông xa trục uốn nhất bị kéo nhiều nhất.
Kiến thức nền cần có
Đọc lại các mục sau ở Chương 0 nếu chưa nắm chắc: 0.4 mô-men · 0.10 ma sát
Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu
| Ký hiệu | Ý nghĩa | Đơn vị | Lấy số liệu ở đâu |
|---|---|---|---|
| n | Số bulông trên vòng tròn | cái | Bản vẽ |
| Dt | Đường kính vòng tròn đặt tâm bulông | mm | Bản vẽ |
| Fax | Lực kéo dọc trục tổng | N | Tải trọng máy |
| Mb | Mô-men uốn lật mặt bích | Nm | Lực ngang × chiều cao cánh tay đòn |
| FQ, T | Lực ngang tổng, mô-men xoắn truyền qua | N, Nm | Tải trọng máy, công suất |
Xây dựng công thức từng bước
Công thức tổng quát không “từ trên trời rơi xuống”: nó được ghép từ những công thức con đơn giản. Đi lần lượt từng bước:
Bước 1. Chia đều lực kéo
Lực dọc trục chia đều cho n bulông:
FA1 = Fax / n
Bước 2. Thêm phần do mô-men uốn
Coi mặt bích cứng, mô-men uốn sinh ra lực kéo tỉ lệ với khoảng cách tới trục uốn. Bulông xa nhất nhận thêm:
FA2 = 4·Mb / (n·Dt)
Bước 3. Lực ngang và mô-men xoắn
Mô-men xoắn T chia cho bán kính vòng bulông thành lực vòng, chia đều cho n bulông:
FQ = FQ,tổng/n + 2·T/(n·Dt)
Bước 4. Tổng hợp
Bulông nặng nhất chịu:
FA = Fax/n + 4·Mb/(n·Dt)
Lời giải mẫu từng bước (số liệu mẫu của công cụ tính ở đầu trang)
Bước A – Số liệu đầu vào (ô vàng của công cụ tính). Đây là bộ số ví dụ có sẵn; khi làm thật bạn thay bằng số của mình:
| TT | Đại lượng | Ký hiệu | Giá trị | Đơn vị | Ghi chú / nguồn |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Số bulông | n | 8 | cái | Bố trí đều trên vòng tròn |
| 2 | Đường kính vòng chia bulông | Dt | 120 | mm | |
| 3 | Lực dọc trục tổng (kéo tách) | Fax | 10 000 | N | |
| 4 | Mô-men uốn tác dụng lên mặt bích | Mb | 1 000 | Nm | |
| 5 | Lực ngang tổng | FQt | 3 000 | N | |
| 6 | Mô-men xoắn truyền qua mặt bích | T | 500 | Nm | |
| 7 | Hệ số ma sát mặt ghép | muT | 0,15 |
Bước B – Tính lần lượt (web tự tính, bạn có thể bấm tay để kiểm tra lại). Dòng xanh lá là kết quả chính:
| TT | Đại lượng | Ký hiệu | Kết quả | Đơn vị | Công thức / cách tính |
|---|---|---|---|---|---|
| 8 | Tải dọc lớn nhất trên 1 bulông | FA | 5 417 | N | FA = Fax/n + 4·Mb/(n·Dt) (bulông xa trục uốn nhất) |
| 9 | Tải ngang trên 1 bulông | FQ | 1 417 | N | FQ = FQ,tổng/n + 2·T/(n·Dt) |
| 10 | Lực kẹp cần để không trượt (1 bulông) | FKQ | 9 444 | N | FKQ = FQ/μT |
| 11 | Ước lượng lực xiết tối thiểu | FMest | 13 778 | N | ≈ FKQ + (1−Φ)·FA với Φ ≈ 0,2 – chỉ để chọn cỡ ren sơ bộ (sheet 23) |
Bước C – Kết luận ví dụ
Kết quả chính: Tải dọc lớn nhất trên 1 bulông = 5 417 N; Tải ngang trên 1 bulông = 1 417 N.
Nếu đổi số liệu ở ô vàng, mọi kết quả tự tính lại. Ô nào báo KHÔNG ĐẠT thì xem mục Áp dụng thực tế bên dưới để biết cần sửa gì.
Áp dụng thực tế và lưu ý
- Đưa FA và FQ sang CT01 để kiểm tra đầy đủ.
- Công thức giả thiết mặt bích đủ cứng. Mặt bích mỏng sẽ bị cong, làm bulông mép ngoài chịu thêm lực đòn bẩy: nên tăng chiều dày bích ≥ đường kính bulông.