Thiết kế xe chờ biển báo giao thông

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.44 MB, 83 trang )

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THÔNG

MUC LUC

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

LỜI NÓI ĐẦU
Khi sữa chữa các đoạn đường hỏng cơng việc phân làn đường của xe ở hai đầu
đường tiến hành sửa chữa trong nước ta do hai người công nhân làm.
Trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt, sẽ rất vất vả cho những người công
nhân này. Khi họ không tham gia vào công việc phân phối giao thông sẽ dẫn đến
những tình huống ách tắc giao thông, đặc biệt trong các thành phố lớn ở nước ta
như Hà Nội và Hồ Chí Minh. Không chỉ có như thế trong các trường hợp biển báo
giao thông cố định xảy ra sự cố hỏng hóc cũng dẫn đến ách tắc giao thông gây khó
chịu và mất thời gian tham gia giao thông. Để giải quyết vấn đề trên nhóm em dưa
ra giải pháp thiết kế biển báo giao thông di động, có thể vẫn chuyển và làm việc
một các chủ động.
Trước những yêu cầu thực tế đó trong đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ô tô em
được nhận đề tài: Thiết kế xe chở biển báo giao thông.
Với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Lê Văn Nghĩa em đã hoàn thành đồ án tốt
nghiệp của mình. Nhưng do năng lực bản thân còn hạn chế và kinh nghiệm thiết kế
còn chưa có nhiều nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Em mong các thầy

thông cảm và đóng góp ý kiến để em có thể làm tốt hơn trong tương lai. Em xin
chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2015
Sinh viên thực hiện: Trần Đăng Khoa

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

PHẦN I. CƠ CẤU NÂNG HẠ BIỂN BÁO
CHƯƠNG 1. TÍNH CHỌN VẬT LIỆU
I.Xác định góc đặt tối thiểu của thanh chữ X và lực đẩy cần thiết của trục vít
Cơ cấu bàn nâng hạ:

Hình 1.1 Cơ cấu bàn nâng
Trong đó: Q là trọng lượng biển báo
P là phản lực theo phương x
α là góc nghiêng của thanh chữ X
Xét các lực tác dụng lên toàn cơ cấu

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 3

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THÔNG

Hình 1.2 Các lực tác dụng lên cơ cấu
Sử dụng phương trình cân bằng mô men và lực ta có ( hệ đối xứng ):

∑ Fx = 0

∑ Fy = 0

∑ M = 0

=>


Xa − Xb = 0

Q

=0
Ya − Q +
2cos
α

Q

Yb − 2cos α = 0

=>

TRẦN ĐĂNG KHOA


Xa = Xb

Q

Ya = Q −
2cos α

Q

Yb = 2cos α

Trang 4

(1)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THÔNG

Xét các lực tác dụng lên mặt bàn nâng

Hình 1.3 Các lực tác dụng lên mặt bàn nâng
Ta có các phương trình:

∑ Fx = 0

∑ Fy = 0

∑ M = 0

=>


Xd = 0

Q

=0
Yc − Q +
2cos
α

Q

Y
−
=0
d

2cos α

=>

TRẦN ĐĂNG KHOA


Xd = 0

Q

= Ya
Yc = Q −
2cos
α

Q

Yd = 2cos α = Yb

Trang 5

(2)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

Xét các lực tác dụng lên thanh sớ 1

Hình 1.4 Các lực tác dụng lên thanh 1
Ta có các phương trình:

∑ Fx = 0


∑ Fy = 0

∑ M = 0

=>

Xe − Xn − Xa = 0

Q

=0
Ye − Yn − Q +
2cos
α

Ye − X e .tan α − 2Yn + 2 X n .tan α = 0

=>

TRẦN ĐĂNG KHOA

Xe = Xn + P

Q

Ye = Yn + Q −
2cos α

Ye = X e .tan α + 2Yn − 2 X n .tan α

Trang 6

(3)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THÔNG

Xét các lực tác dụng lên thanh 2

Hình 1.5 Các lực tác dụng lên thanh 2
Ta có các phương trình:

∑ Fx = 0

∑ Fy = 0

∑ M = 0

=>

Xm − P + Xe = 0

Q

=0
Ym + Ye +
2cos

α

Ye − Xe.tan α + 2Ym + 2 P tan α = 0

=>

Xm = P − Xe

Q

Ym = −Ye −
2cos α

Ye = Xe.tan α − 2Ym − 2 P tan α

Xét các lực tác dụng lên thanh 3

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 7

(4)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THÔNG

Hình 1.6 Các lực tác dụng lên thanh 3
Ta có các phương trình:

∑ Fx = 0

∑ Fy = 0

∑ M = 0

=>


Xn − X f = 0

Q

=0
Yn + X f − Q +
2cos
α

Q

Y f − X f .tan α + 2Q − cos α = 0

=>


Xn = X f

Q


Yn = − X f + Q −
2cos α

Q

Y
=
X
.tan
α
−
2
Q
+
f
f

cos α

Xét các lực tác dụng lên thanh 4

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 8

(5)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THÔNG

Hình 1.7 Các lực tác dụng lên thanh 4
Ta có các phương trình:

∑ Fx = 0

∑ Fy = 0

∑ M = 0

=>


Xm + X f = 0

Q

=0
Ym − Y f +
2cos
α

Q

Y f − cos α + X f .tan α = 0

=>



Xm = −X f

Q

Ym = Y f −
2cos α

Q

Y f = cos α − X f .tan α

Từ các hệ phương trình (1) (2) (3) (4) (5) và (6), ta tính ra được:

P=

2Q
tan x

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 9

(6)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

Để hệ thớng hoạt đợng được thì lực đẩy Ptv của trục vít phải thắng được lực P,

nghĩa là :

Ptv > P

Xét momen cản sinh ra tại khớp quay

Momen làm quay thanh 1 quanh A (hình vẽ):

l
l
M p = Ynl cos α + X e sin α − X nl sin α − Ye cos α
2
2

l
M p = Pp sin α − Ql cosα
2
Thanh 1 quay quanh A khi momen này thắng được momen cản sinh ra trong
khớp tại A.
Giả sử thang K quay quanh tâm A dưới tác dụng của các lực có hợp lực là P.
Vòng tiếp xúc K và ổ có lực pháp tuyến N và lực ma sát F. Tổng hợp của N và F là
T gây ra momen cản Mc=T.r
Thanh cân bằng nên P=T
Vòng tròn bán kính r gọi là vòng ma sát:

r = λ Rf '

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 10

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

Trong đó: λ là hệ sớ phân bớ áp śt của ổ
f’ là hệ số ma sát tương đương

f '=

f
1+ f 2

Tổng phản lực tại khớp A:
2

Q 

Ra = X + Y = P +  Q −
÷
2cos α 

2
a

2
a

2
p

Phản lực gây ra momen cản ở ổ quay:

M c = r.Ra

M p > Mc
Điều kiện quay được:

k=
Đặt

Q
Pp
ta có:

l
1
sin α − kl cos α > r 1 + k 2 (1 −
)2
2
2cos α
sin α cosα − 2k cos 2 α >

r
4cos 2 α + k 2 (2cos α − 1) 2
l

Để giải bất phương trình trên ta dùng phương pháp đồ thị.

Ct = sin α cos α − 2k cos 2 α
Cf =
Đặt

r
4cos 2 α + k 2 (2cos α − 1) 2
l
r = λ Rf '

Bán kính vòng ma sát:
Trong đó: R=16mm ; λ=π/2 ; fthép-thép = 0.2

=> r=5.024 mm

Xét các trường hợp k=0.1 ; k=0.2 ; k=0.4 ta có đồ thị sau:

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 11

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

Hoành đợ giao điểm của Ct với Cf cho giá trị góc α mà từ giá trị này trở đi bàn
nâng có thể dịch chuyển được
+ k=0.1  Ptv=10Q thì α=122
+ k=0.2  Ptv=5Q thì α =21.7 2

+ k=0.4  Ptv=2.5Q thì α =38.9 2
Như vậy lực đẩy trục vít càng nhỏ thì góc bắt đầu có thể chuyển động càng lớn. Để
đảm bảo chiều cao bàn nâng là hợp lý thì ta chọn Ptv=10Q
II. Lựa chọn vật liệu cho thanh chữ X theo điều kiện bền
Khi cơ cấu ở vị trí thấp nhất thì các thanh chịu uốn lớn nhất, vì vậy ta sẽ kiểm
nghiệm điều kiện bền khi cơ cấu ở vị trí này. (α =12o)
Từ các phương trình đã thiết lập ở phần I, thay giá trị α =12 o, P=10Q=3500 N,
ta tính được giá trị các phản lực tại các khớp như sau:

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 12

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THÔNG

Xa=3294 N, Ya=171 N
Xb=3294 N, Yb=179 N
Xc=0 N, Yc=171 N
Xd=0 N, Yd=179 N
Xf=1647 N, Yf=8 N
Xe=4941 N, Ye=-8 N
Xm=-1647 N, Ym=-171 N
Xn=1647 N, Yn=-179 N
Ta thấy thanh chịu uốn lớn nhất là thanh 1 và 3 nên ta sẽ kiểm bền hai thanh
này.

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 13

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

Xét thanh sớ 1

Quy các lực Xe và Ye về phương vuông góc với thanh ta được lực
Y’e=Ye.cosα+Xe.sinα=1035N

Xét thanh số 3

Biểu đồ momen

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 14

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

Biểu đờ momen
Vậy momen ́n lớn nhất: Mmax=232875 Nmm

Wx ≥

Kiểm bền theo sức bền uốn:

M x max
[σ ]

Theo phương án thiết kế, chọn thép hộp có sẵn trên thị trường, làm từ thép CT3
có [σ] = 250 MPa, nên:

Wx ≥

M x max .s
= 1397 Nmm2
[σ ]

s là hệ số an toàn, lấy s=1,4
Dựa vào những loại thép hộp có sẵn trên thị trường ta chọn loại hộp có kích
thước 20x40x1,4 thỏa mãn điều kiện bền khi làm việc.

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 15

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

CHƯƠNG 2. TÍNH CHỌN KHỚP CHUYỂN ĐỘNG
Với phương án thiết kế, cơ cấu bàn nâng sử dụng 2 loại khớp chuyển động:
Bu lông - Đai ốc

Ổ lăn
Ta sẽ tính toán và chọn kích thước của Bu lông – đai ốc và ổ bi phù hợp với
điều kiện làm việc của cơ cấu.
I.Bu lông – đai ốc
Bu lông được gia công tiện, lắp ghép không có khe hở hoặc có độ dôi không
lớn. Bu lông làm việc ở trạng thái chịu cắt và chèn dập.
Bu lông chịu cắt được tính theo công thức:

π d12
τc ≥ P
4
Từ đó suy ra đường kính trong của ren bu lông:

d1 ≥

4P
πτ c
(cm)

Trong đó:
P là lực tác dụng ngang qua bu lông (kG)
τc là ứng suất cắt cho phép (kG/cm2)
Ta xét cho khớp chịu lực lớn nhất: Tại khớp E chịu lực lớn nhất:

P = X e + Ye = 4941( N )
Chọn loại bu lông làm từ vật liệu thép CT3, có ứng suất cắt cho phép τc=100

≈
MPa, từ đó ta tính được đường kính trong của ren bu lông: d1 8,87 mm
Tra bảng 17.7 sách Cơ sở thiết kế máy [1], ta chọn loại bu lông M12

II.Ổ lăn

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 16

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THÔNG

Ở vị trí khớp quay, ta sử dụng ổ lăn để làm giảm ma sát, giúp chuyển động của
cơ cấu dễ dàng hơn. Theo phương án thiết kế, tại khớp B và C là ổ lăn. Ta tính chọn
cho khớp B là khớp chịu tải lớn hơn (Yb=179N)
Tại khớp B chủ yếu chịu lực hướng tâm, lực hướng trục không đáng kể, vì vậy
ta chọn loại ổ bi đỡ 1 dãy để giá thành rẻ nhất.
Vì ổ lăn trong cơ cấu này có 2 chế độ làm việc: quay và không quay nên ta sẽ
tiến hành chọn ổ lăn theo khả năng tải động và khả năng tải tĩnh.
Chọn ổ theo khả năng tải động
Khả năng tải động Cd được tính theo công thức:

Cd = Q m L
Trong đó:
Q là tải trọng động quy ước
m là bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, với ổ bi đỡ 1 dãy thì m=3
L là tuổi thọ ổ lăn
Tuổi thọ

L=

60nLh
106

(triệu vòng)

Với : - n là số vòng quay của ổ, lấy gần đúng n=30 (v/ph)
- Lh là tuổi thọ của ổ lăn tính bằng giờ, các máy sử dụng trong thời gian
ngắn, khơng liên tục thì Lh=(3÷8).103 h. Ta chọn Lh=5.103 h
Từ đó ta tính được:

L=

60nLh
=9
106

(triệu vòng)

Xác định tải trọng động quy ước

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 17

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

Tải trọng đợng quy ước:

Q = ( XVFr + YFa )kt kd
Trong đó:
Fr là tải trọng hướng tâm, Fr = 89,5 N
Fa là tải trọng dọc trục, Fa = 0 N
V là hệ số kể đến vòng nào quay, trong trường hợp này vòng ngoài quay nên
V=1,2
kt hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, t≤1000ͦC nên kt = 1
kd hệ số kể đến đặc tính tải trọng, kd = 1
X là hệ số tải trọng hướng tâm, X=1
Y là hệ số tải trọng dọc trục, Y=1
Thay số ta có:

Q = (1.1,2.89,5 + 1.0).1.1 = 107, 4
(N)
Từ đó ta tính ra được khả năng tải động của ổ:
Cd = 223 (N) = 0,223 (kN)
Chọn ổ theo khả năng tải tĩnh
TIến hành chọn ổ theo khả năng tải tĩnh nhằm đề phòng biến dạng dư, theo điều
kiện:

Qt ≤ C0
Trong đó:
C0 là khả năng tải tĩnh của ổ
TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 18

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THÔNG

Qt là tải trọng tĩnh quy ước, Qt là trị số lớn hơn trong hai giá trị tính theo công
thức sau:

Qt = X 0 Fr + Y0 Fa
Qt = Fr
Trong đó X0 và Y0 là hệ số tải trọng hướng tâm và hệ số tải trọng dọc trục. Tra
bảng 11.6 sách Thiết kế tính toán hệ dẫn động cơ khí tập 1[2], ta có X0=0,6 ; Y0=0,5
Suy ra:

Qt = 54 (N) = 0,054 (kN)

Kết luận: Như vậy, để thỏa mãn yêu cầu làm việc của cơ cấu, ta phải chọn loại ổ
bi đỡ 1 dãy có khả năng tải động, khả năng tải tĩnh thỏa mãn:

C ≥ 0,223kN

C0 ≥ 0,054kN
Tuy nhiên, với các loại ổ bi đỡ 1 dãy có bán sẵn trên thị trường và để đảm bảo
tính kinh tế thì ta chọn ổ có các thông số kỹ thuật sau:

d = 12mm
 D = 24mm

r = 0,5mm
C = 2,66kN

C0 = 1,38kN

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 19

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

CHƯƠNG 3. TÍNH CHỌN TRỤC VÍT – ĐAI ỐC
I.Tính thiết kế
Đường kính trung bình của ren
Đường kính trung bình của ren được tính theo công thức:

Fa
πψ Hψ h [ q ]

d2 ≥

Trong đó:
Fa là lực dọc trục, Fa=3500N

ψH

ψh

là hệ số chiều cao đai ốc, thường chọn
là hệ số chiều cao của ren,

ψh

ψH

=1,2÷2,5 đới với đai ớc ngun

=0,5 với ren hình thang và ren vuông,

ψh

=0,75 với ren răng cưa.

[ q]

gang,

là áp suất cho phép, phụ thuộc vào vật liệu vít và đai ớc. Đới với thép –

[ q]

=5÷6 MPa

Chọn trục vít ren răng cưa, vật liệu là thép, đai ốc vật liệu là gang, Từ đó chọn:

ψH

=1,8 ;

ψh

=0,75 ;

[ q]

d2 ≥
Suy ra

=5 MPa

Fa
3500
=
= 12,8mm
πψ Hψ h [ q ]
3,14.1,8.0,75.5

Dựa vào bảng P2.6 sách Thiết kế tính toán hệ dẫn động cơ khí tập 1[2], ta chọn
được các kích thước của trục vít như sau:
Bước ren p=2 mm
Đường kính ren trung bình d2=18,5 mm
Đường kính ren trong d1=16,5 mm
Đường kính ren ngoài d=20 mm
Chọn các thông số của vít và đai ốc
TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 20

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

Chọn sớ mới ren zh=1. Khi đó bước vít được tính theo công thức:

ph = zh . p = 2mm
Góc vít:

 p 
γ = arctg  h ÷ = 1,97 o
 π d2 
Kiểm tra điều kiện tự hãm:

γ <ρ
 f 
ρ = arctg 
÷
 cos δ 

Với
Trong đó:

δ

là góc nghiêng của cạnh ren làm việc,

δ

=3 với ren răng cưa

f là hệ số ma sát, với thép – gang thì f = 0,13

Từ đó ta tính được
Vậy

γ <ρ

 f
ρ = arctg 
 cos δ


o
÷ = 7,42


nên thỏa mãn điều kiện tự hãm.

II.Tính kiểm nghiệm về độ bền
Momen xoắn trên trục vít:

T = Tr + Tg
Trong đó:
Tr là momen ren
Tg là momen gối tì, phụ thuộc vào hình dạng tiếp xúc giữa đầu vít và bề mặt tì.
Momen ren được xác định theo công thức:

Tr = Fa tg ( γ + ϕ )

d2
= 5347 Nmm

2

Trong đó: φ=arctg f – góc ma sát, γ là góc vít.
Momen gối tì:

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 21

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tg =

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THÔNG

1
fFa D0 = 5250 Nmm
3

Vậy momen xoắn trên trục vít:

T = Tr + Tg = 5347 + 5250 = 10597 Nmm

Kiểm bền theo ứng suất tương đương:
2

2

 4.Fa 

 Tr 
σ td = 
+
3
= 10,2MPa

2 ÷
3 ÷
π
.
d
0,2
d

1 

1 

Vật liệu trục vít là thép 45 có

[ σ ] = 120MPa

nên suy ra thỏa mãn điều kiện

bền.
Với các loại trục vít có bán sẵn ngoài thị trường, để đảm bảo yêu cầu làm việc,
ta chọn loại trục vít có các thông số kỹ thuật sau:
Bước ren p=2 mm
Đường kính ren trung bình d2=24,5 mm
Đường kính ren trong d1=22,5 mm

Đường kính ren ngoài d=26 mm

TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 22

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

Phần II : QUY TRÌNH GIA CƠNG
Chương 1 : Tổng quan các phương pháp gia công sử dụng trong chế tạo
sản phẩm
I. Hàn
I.1.Khái niệm hàn
Khái niệm
Hàn là phương pháp nối hai hay nhiều chi tiết kim loại thành một mà không thể
tháo rời được bằng cách nung nóng chảy hay đẻo, sau đó không dùng áp lực để ép
chi tiết hàn dính chặt lấy nhau.
Khi hàn nóng chảy, kim loại hàn bị nóng chảy, sau đó kết tinh hoàn toàn tạo
thành mối hàn.
Khi hàn áp lực, kim loại hàn được nung đến trạng thái đẻo, sau đó được ép để
tạo lên mối liên kết kim loại và tăng khả năng thẩm thấu, khếch tán của phần tử vật
chất giữa hai mặt chi tiết cần hàn làm cho chi tiết liên kết chặt với nhau tạo thành
mối hàn.
Đăc điểm của quá trình hàn
Tiết kiệm kim loại : so với tán ri vê từ 10-20%
So với phương pháp đúc 30-50%.
Giảm thời gian và giá thành chế tạo kết cấu như : đầm,khung…v...v..

Có thể tạo được các kết cấu nhẹ nhưng khả năng chịu lực cao.
Độ bền và độ kín của mối hàn lớn.
Có thể hàn được hai kim loại có tính chất khác nhau.
Thiết bị đơn giản, đầu tư không cao.
Tổ chức kim loại gần mối hàn bị giòn nên chịu lực kém tại đó.
Tồn tại ứng xuất nhiệt lớn, nên vật chất bị biến dạng cong vênh.
Hàn được sử đụng rộng rãi trong tất cả các ngành kinh tế quốc dân, đặc biệt
trong ngành chế tạo máy, chế tạo các kết cấu đạng khung,giầm trong xây, cầu
đường, các bình chứa trong công nghiệp.
I.2. Phân loại phương pháp hàn.
a.Theo trạng thái hàn.
Hàn nóng chảy.
TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 23

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THƠNG

Hàn hờ quang, hàn khí, hàn điện xỉ, hàn điển tia tử điện, hàn tia laze, hàn
plasma…khi hàn nóng chảy kết hợp với kim loại bổ xung từ ngoài vào điền đầy
giữa hai chi tiết hàn sau đó đông đặc tạo ra mối hàn.
Hàn áp lực.
hàn tiếp xúc, hàn nổ, hàn siêu âm, hàn khí ép, hàn cao tần, hàn khuếch tán…khi
hàn bằng áp lực kim loại ở vùng mép hàn được nung nóng đến trạng thái dẻo sau đó
hai chi tiết được ép lại với nhau, lực ép đủ lớn tạo ra mối hàn.
Hàn nhiệt.
Hàn nhiệt là sử dụng nhiệt của các phản ứng hóa học để nung nóng mét kim

loại hàn đến trạng thái nóng chảy đồng thời kết hợp với lực ép để tạo ra mối hàn.
b)Theo năng lượng sử dụng
điện năng : hàn hồ quang, hàn điện tiếp xúc……..
hóa năng : hàn khí, hàn nhiệt…..
cơ năng

: hàn ma sát, hàn ng̣i….

c)Theo mức độ tự động hóa
Hàn tay.
Hàn bán tự động.
Hàn tự động.
I.3. Hàn hồ quan tay
Khái niệm về hồ quang hàn
Thực chất của hồ quang hàn
Hàn hồ quang là phương pháp hàn nóng chảy dùng nhiệt của ngọn lửa hồ
quang sinh ra giữa các điện cực hàn. Hồ quang hàn là dòng chuyển động của các
điện tử và ion về hai điện cực, kèm theo sự phát nhiệt lớn và phát sáng mạnh. Trong
các điều kiện bình thường, không khí không dẫn điện, giữa 2 điện cực củacác loại
máy hàn hồ quang có điện áp không tải nhỏ thua 80 vôn, vì vậy không có sựphóng
điện giữa chúng.Để gây hồ quang, người ta gây ra hiện tượng đoản mạch lúcđó mật
độ dòng điện tại chổ tiếp xúc của 2 điện cực rất lớn, theo định luật Jun-lenc thìQ =
0,24 RI2t, nhiệt lượng này được các điện tử tự do ở mặt đầu catốt hấp thụ. Sau
khi nhận được năng lượng dưới dạng nhiệt các điện tử này có thế năng lớn và bứt ra
khỏi quỹ đạo của mình và phóng về anốt, trên đường đi chúng sẽ bắn phá lên các
TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 24

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE CHỞ BIỂN BÁO GIAO THÔNG

nguyên và phân tử chất khí bảo hoà để cho hoặc lấy đi của chúng một vài điện tử
(tuỳ theohoá trị của chúng) và biến chúng thành những ion. Môi trường ion là môi
trường dẫn điện rất tốt cho nên quá trình gây hồ quang chỉ xảy ra ở giai đoạn ban
đầu.
Như vậy hồ quang hàn là dòng chuyển dịch của các ion dương về catốt; ion âm
và các điện tử về anốt. Các hạt này sẽ bắn phá lên các vết cực, cơ năng sẽ biến
thành nhiệt năng để làm nóng chảy hoặc hao mòn các điện cực. Quá trình gây
hồ quang khi hàn xảy ra ba giai đoạn:
a. Giai đoạn chạm mạch ngắn (a):cho hai điện cực chạm vào nhau, do diện tích
tiết diện ngang của mạch điện bé và điện trở vùng tiếp xúc giữa các điện cực lớn vì
vậy trong mạch xuất hiện một dòng điện cư ờng độ lớn, hai mép điện cực bị nung
nóng mạnh.
b. Giai đoạn ion hoá (b):Khi nâng một điện cực lên khỏi điện cực thứ hai một
khoảng từ 2 - 5 mm. Các điện tử bứt ra khỏ quỹ đạo của mình và chuyển động
nhanh về phía anôt (cực dương), trên đường chuyển động chúng va chạm vào các
phân tử khí trung hoà làm chúng bị ion hóa. Sự ion hoá các phân tử khí kèm theo sự
phát nhiệt lớn và phát sáng mạnh.
c. Giai đoạn hồ quang cháy ổn định (c):Khi mức độ ion hoá đạt tới mức bão
hòa, cột hồ quang ngừng phát triển, nếu giữ cho khoảng cách giữa hai điện cực
không đổi, cột hồ quang được duy trì ở mức ổn định. Khi hàn, điện áp cần thiết để
gây hồ quang khoảng từ 35 - 55 V đối với dòng điện một chiều, từ 55 -80 V đối với
dòng điện xoay chiều. Điện áp để duy trì hồ quang cháy ổn định khoảng 16-35 V
khi dùng dòng điện một chiều và từ 25-45 V khi dùng dòng điện xoay chiều.
Sự cháy của hồ quang
Sự cháy của hồ quang phụ thuộc vào: điện thế giữa 2 điện cực khi máy ch−a
làm việc, cường độ dòng điện và khoảng cách giữa chúng. Quan hệ giữa điện thế

với cường độ dòng điện gọi là đường đặc tính tĩnh của hồ quang. Khi hồ quang cháy
ổn định, nhiệt độ trong cột hồ quang đạt tới 6000oC, ở ca-tốt khoảng 2400oC và ở
a-nốt khoảng 2600oC.
Đặc tính tĩnh V-A của hồ quang hàn
TRẦN ĐĂNG KHOA

Trang 25

Thiết kế xe chờ biển báo giao thông

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về