1. Chi tiết máy là gì?
“Machine Detail” trong tiếng Anh được gọi là “Machine Detail” và được hiểu là một phần tử được lắp ráp hoàn chỉnh từ các bộ phận để tạo ra các tác vụ phổ biến nhất. Các phần tử này đều có một đặc điểm chung, đó là chúng đều có cấu tạo hoàn chỉnh và có chức năng riêng trong máy. Các chi tiết máy thường được lắp ráp với nhau để tạo thành một nhóm các chi tiết máy. Để lắp ráp và cố định các chi tiết với nhau hoặc thay thế và sử dụng thuận tiện hơn, người ta thường nối nhiều chi tiết máy, đồng thời kết hợp các chi tiết máy theo chức năng tương ứng để tạo thành một tập hợp chi tiết máy hoặc cụm máy.
Dấu hiệu nhận biết các bộ phận của máy tính lớn là khi bạn nhìn thấy các bộ phận cấu trúc hoàn chỉnh có thể tháo rời hoặc không thể tháo rời, tùy thuộc vào kết nối của các bộ phận máy đó.
2. Phương pháp phân loại và lắp ráp chi tiết máy
2.1. Phân loại chi tiết máy
Các bộ phận của máy được chia thành hai loại tùy theo mục đích sử dụng, đó là:
– Một nhóm các chi tiết máy có cùng mục đích, được sử dụng cùng nhau trong nhiều loại máy khác nhau. Chẳng hạn như bu lông, lò xo, đai ốc, bánh răng …
– Một tập hợp các bộ phận máy với các công dụng khác nhau, mỗi bộ phận dành cho mỗi loại máy. Chẳng hạn như khung xe đạp hoặc trục khuỷu, kim máy khâu …
2.2. Phương pháp lắp ráp các chi tiết máy
Các bộ phận của máy có thể được lắp ráp với nhau bằng 2 loại khớp khác nhau:
– Mối ghép thứ nhất là mối ghép cố định của chi tiết máy: là mối ghép không có chuyển động tương đối, nó bao gồm các phím, chốt, ren, … v.v là mối ghép có thể tháo rời. Loại bỏ đinh tán, mối hàn, đinh, v.v.
– Thứ hai là khớp động, tức là một khớp có thể quay hoặc di chuyển, nó có thể lăn hoặc trượt dọc theo các khớp đã được kết nối với nhau.
3. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy
Tiêu chí để thiết kế và đánh giá các chi tiết máy phải dựa trên các yếu tố sau:
– Hiệu quả sử dụng các bộ phận của máy: Các bộ phận của máy phải được thiết kế để đảm bảo hiệu suất cao, tiêu thụ năng lượng thấp và chi phí vận hành thấp nhất có thể.
– Các bộ phận của máy hoạt động tốt: Các bộ phận có chức năng và nhiệm vụ độc lập và do đó phải được thiết kế để đảm bảo cả độ bền và tuổi thọ trong suốt quá trình. Các quy trình của người dùng thực hiện hầu hết các tác vụ của họ cùng một lúc.
– Các linh kiện của máy phải đảm bảo độ chắc chắn cao trong quá trình sử dụng. Độ tin cậy của một bộ phận máy được đánh giá theo khả năng nó sẽ hoạt động bình thường mà không bị hư hỏng trong một khoảng thời gian nhất định.
– Các chi tiết của máy phải đảm bảo an toàn tuyệt đối trong quá trình sử dụng.
– Các khía cạnh kỹ thuật và kinh tế của các bộ phận máy phải được tối ưu hóa. Tất cả các yếu tố từ hình dạng đến vật liệu cần phải phù hợp và càng ít chi tiết thì càng dễ tạo. Ngoài ra, kích thước nhỏ gọn, chắc chắn cũng góp phần giảm chi phí đáng kể.
Vì vậy, khi thiết kế các chi tiết cơ khí cần chú ý kiểm tra, đánh giá theo các tiêu chuẩn trên để tạo ra sản phẩm có chất lượng cao nhất.
4. Các tính năng trong tính toán chi tiết máy
– Bộ phận máy tính có thể sử dụng cả công thức lý thuyết và hệ số thực nghiệm thông qua sơ đồ hoặc hình vẽ, ký hiệu cụ thể.
– Để có thể tính toán và xác định kích thước của các chi tiết máy, người ta thường phải trải qua 2 bước cơ bản, đó là:
+ Thiết kế chi tiết máy
<3
– Trong các tính toán chi tiết bằng máy, số ẩn số thường vượt quá số phương trình. Vì vậy, nó cần được giải quyết theo quan hệ giữa lực và biến dạng hoặc quan hệ kết cấu, kết hợp với hình vẽ.
– Có nhiều giải pháp cho cùng một mục tiêu thiết kế một chi tiết máy, vì vậy cần chọn giải pháp tối ưu nhất trước khi tiến hành thiết kế. Các vấn đề chỉ có thể được giải quyết tốt khi sử dụng các phương trình tối ưu hóa và tự động hóa thiết kế chi tiết máy và thiết bị cơ khí trên máy tính.
5. Các biện pháp cải thiện độ bền mỏi của các bộ phận cơ khí
5.1. Độ bền của các bộ phận máy có nghĩa là gì?
Độ bền của chi tiết máy là khả năng chi tiết máy chịu được tải trọng mà không bị hư hỏng hoặc biến dạng quá mức. Độ bền của các bộ phận cơ khí bao gồm ba loại:
– Độ bền tĩnh: Đây là độ bền của chi tiết máy khi chịu ứng suất liên tục.
– Độ bền mỏi được hiểu là độ bền của chi tiết máy khi chịu ứng suất thay đổi.
– Độ bền bề mặt đề cập đến độ bền của các bộ phận máy cần thiết để tránh hư hỏng bề mặt làm việc.
– Độ bền khối lượng lớn là độ bền mà tại đó chi tiết máy tránh được biến dạng lớn hoặc gãy.
5.2. Các biện pháp nâng cao độ bền mỏi của các bộ phận cơ khí
– Cơ sở để nâng cao độ bền mỏi của các bộ phận cơ khí, còn được gọi là các yếu tố ảnh hưởng đến giới hạn mỏi của các bộ phận cơ khí:
+ Ảnh hưởng của Hình dạng kết cấu: Đây là yếu tố ảnh hưởng lớn đến độ bền mỏi của các chi tiết cơ khí. Dưới tác dụng của tải trọng, tiết diện thay đổi đột ngột hoặc ứng suất tập trung, do đó ứng suất thực lớn hơn ứng suất dự kiến rất nhiều.
+ Bị ảnh hưởng bởi kích thước tuyệt đối của chi tiết cơ khí, kích thước tuyệt đối của chi tiết cơ khí càng lớn thì giới hạn mỏi của nó càng tăng theo tỷ lệ thuận.
+ Tác động của Công nghệ hoàn thiện bề mặt: Các lớp bề mặt của chi tiết cơ khí được gia công, cắt gọt và gia công để tăng độ bền và có tác động lớn đến giới hạn mỏi.
+ Ảnh hưởng của trạng thái căng thẳng.
-Các biện pháp cải thiện độ bền mỏi của các bộ phận cơ khí:
+ Các biện pháp cấu trúc như:
* Tiếp tục di chuyển nồng độ ứng suất ra khỏi các bộ phận chịu lực cao của các bộ phận máy (nếu có thể).
* Cần tạo hình dạng chính xác ở các bước chuyển tiếp của chi tiết máy để đảm bảo lắp ráp chính xác mối ghép.
* Sử dụng các rãnh để giảm nồng độ ứng suất.
* Đặc biệt đối với các mối ghép góc kép, các đường nối phải được vát mép hoặc thêm độ mềm để giảm ứng suất giữa trục và trục và giúp tăng độ bền.
+ Các biện pháp kỹ thuật:
* Xử lý nhiệt bằng nhiệt và hóa chất được sử dụng để tăng độ bền mỏi, chẳng hạn như làm cứng vỏ hoặc thấm than.
* Sử dụng các phương pháp làm cứng nguội như lăn hoặc phun cát
* Sử dụng các phương pháp hoàn thiện bề mặt như đánh bóng hoặc mài để giảm độ nhám bề mặt của các chi tiết máy.
Qua phần giải thích trên chắc các bạn đã biết chi tiết máy là gì và vấn đề thiết kế của chi tiết máy? Hi vọng đây sẽ cung cấp những thông tin hữu ích để bạn ứng dụng hiệu quả nhất vào việc thiết kế, sử dụng hay lắp ráp các chi tiết máy!