Bảng tra dung sai lắp ghép kích thước trục và lỗ đúng nhất

Bảng tra dung sai lắp ghép là công cụ quan trọng trong cơ khí và kỹ thuật, cung cấp các thông số chi tiết về kích thước dung sai cho các mối ghép trục – lỗ. Nó giúp kỹ sư xác định nhanh chóng loại lắp ghép (hở, chặt, trung gian) phù hợp với yêu cầu thiết kế, đảm bảo độ chính xác, khả năng lắp lẫn và tối ưu hiệu suất sản xuất. Sử dụng bảng tra này giúp tiết kiệm thời gian và giảm sai sót trong quá trình gia công.

Dung sai là gì?

Dung sai (tên tiếng Anh: Tolerance) là khái niệm được sử dụng phổ biến trong cơ khí, kỹ thuật và các ngành sản xuất, để chỉ mức độ sai lệch cho phép giữa kích thước thực tế và kích thước thiết kế hoặc danh nghĩa của một chi tiết hoặc sản phẩm. Ví dụ: Nếu một trục được thiết kế có đường kính danh nghĩa là 50 mm, với dung sai ±0,02 mm, thì đường kính thực tế của trục phải nằm trong khoảng: 49,98 mm ≤ Đường kính thực tế ≤ 50,02 mm. Dung sai là yếu tố quan trọng để đạt được sự cân bằng giữa chi phí sản xuất và chất lượng sản phẩm trong ngành công nghiệp hiện đại.

Các loại kích thước trong dung sai

Trong lĩnh vực cơ khí, kỹ thuật và thiết kế, kích thước trong dung sai được phân loại để phù hợp với các yêu cầu sản xuất, lắp ráp và vận hành. Các loại kích thước chính bao gồm:

Kích thước thực (Actual Size)

Là kích thước đo được trực tiếp trên chi tiết sau khi gia công. Kích thước thực thường nằm trong khoảng dung sai cho phép. Ví dụ: Một trục thiết kế có kích thước danh nghĩa là 50 mm, dung sai ±0,02 mm. Kích thước thực đo được là 49,98 mm, vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận.

Kích thước danh nghĩa (Nominal Size)

Là kích thước lý tưởng được chỉ định trên bản vẽ kỹ thuật, thể hiện mục tiêu thiết kế. Đây không phải là kích thước thực của chi tiết sau gia công, mà chỉ là giá trị chuẩn để xác định dung sai. Ví dụ: Đường kính danh nghĩa của trục là 50 mm.

Kích thước giới hạn (Limit Size)

Bao gồm hai giá trị:

• Giới hạn trên (Upper Limit): Kích thước lớn nhất cho phép.
• Giới hạn dưới (Lower Limit): Kích thước nhỏ nhất cho phép.

Ví dụ: Với kích thước danh nghĩa 50 mm và dung sai ±0,02 mm: Giới hạn trên: 50,02 mm Giới hạn dưới: 49,98 mm

Kích thước cơ bản (Basic Size)

Là kích thước chuẩn dùng để tính toán dung sai trong các hệ thống lắp ghép. Thường được sử dụng trong thiết kế hệ thống trục – lỗ. Ví dụ: Trong lắp ghép trục và lỗ, kích thước cơ bản của cả hai có thể là 50 mm, và dung sai sẽ quyết định loại lắp ghép.

Kích thước chênh lệch (Deviation)

Là khoảng sai lệch giữa kích thước thực hoặc giới hạn so với kích thước danh nghĩa. Các loại chênh lệch:

• Chênh lệch trên (Upper Deviation): Khoảng chênh lệch giữa giới hạn trên và kích thước danh nghĩa.
• Chênh lệch dưới (Lower Deviation): Khoảng chênh lệch giữa giới hạn dưới và kích thước danh nghĩa.

Ví dụ: Kích thước danh nghĩa: 50 mm Giới hạn trên: 50,02 mm ⇒ Chênh lệch trên = +0,02 mm Giới hạn dưới: 49,98 mm ⇒ Chênh lệch dưới = -0,02 mm

Kích thước lắp ghép (Fit Size)

Là kích thước liên quan đến quá trình lắp ghép giữa hai chi tiết (ví dụ: trục và lỗ). Bao gồm:

• Kích thước trục (Shaft Size): Kích thước thực của trục.
• Kích thước lỗ (Hole Size): Kích thước thực của lỗ.

Ví dụ: Trong hệ lắp ghép: Trục: 49,98 mm Lỗ: 50,02 mm ⇒ Lắp ghép hở (Clearance Fit).

Kích thước dung sai (Tolerance Size)

Là khoảng chênh lệch cho phép giữa kích thước giới hạn trên và giới hạn dưới. Được tính bằng: Dung sai = Giới hạn trên – Giới hạn dưới Ví dụ: Với giới hạn trên là 50,02 mm và giới hạn dưới là 49,98 mm: Dung sai = 50,02 mm – 49,98 mm = 0,04 mm.

Bảng tra dung sai lắp ghép trục và lỗ theo tiêu chuẩn JIS

 

Ảnh hưởng của dung sai đến chất lượng và hiệu suất mối ghép ren

Dung sai là yếu tố quan trọng quyết định khả năng lắp ghép và vận hành ổn định của hệ ren. Các loại sai số như sai số bước ren và sai số góc profin ren ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối ghép. Ngoài ra, còn nhiều khía cạnh khác bị ảnh hưởng mà cần được lưu ý.

Ảnh hưởng của sai số bước ren

Sai số bước ren là sự chênh lệch giữa bước ren thực tế và bước ren danh nghĩa. Gồm:

• Sai số tích lũy: Sai lệch tăng dần trên nhiều bước ren.
• Sai số chu kỳ: Sai số lặp lại theo chu kỳ.
• Sai số cục bộ: Sai số xuất hiện tại một số vị trí cụ thể.

Hệ quả:

• Bu lông và đai ốc không thể lắp khít, ngay cả khi đường kính trung bình bằng nhau.
• Gây khó khăn khi vặn, dẫn đến tăng ma sát và mài mòn.

Biện pháp khắc phục: Điều chỉnh đường kính trung bình của bu lông nhỏ hơn hoặc tăng đường kính trung bình của đai ốc một giá trị fp.

Công thức tính sai số bước ren:

fp​=(ΔPn​⋅cotα)/2

• Với ren hệ mét:
  fp=1,732⋅ΔPnf_p = 1,732 \cdot \Delta P_nfp​=1,732⋅ΔPn​

• Với ren hệ Anh:
  fp=1,921⋅ΔPnf_p = 1,921 \cdot \Delta P_nfp​=1,921⋅ΔPn​

Ảnh hưởng của sai số góc profin ren

Sai số góc profin ren là sự chênh lệch giữa góc profin thực tế và giá trị danh nghĩa.

Hệ quả:

• Khi sai số lớn, các đỉnh và đáy ren không ăn khớp chính xác, làm cho bu lông và đai ốc không thể vặn kín.
• Giảm khả năng chịu tải và tăng nguy cơ hư hỏng mối ghép.

Biện pháp khắc phục:

Điều chỉnh đường kính trung bình bằng cách tăng hoặc giảm một giá trị fα.
Công thức tính sai số góc profin:

• Sai số nửa góc profin:
  Δα/2=(∣ΔαR/2+ΔαL/2∣)/2\Delta \alpha / 2 = (|\Delta \alpha_R / 2 + \Delta \alpha_L / 2|) / 2Δα/2=(∣ΔαR​/2+ΔαL​/2∣)/2

• Giá trị fα:
  fα=(0,582⋅H1/sin⁡α)⋅Δα/2f_\alpha = (0,582 \cdot H_1 / \sin \alpha) \cdot \Delta \alpha / 2fα​=(0,582⋅H1​/sinα)⋅Δα/2

  • Với ren hệ mét: H1=0,54PH_1 = 0,54PH1​=0,54P ⇒ fα=0,36P⋅Δα/2f_\alpha = 0,36P \cdot \Delta \alpha / 2fα​=0,36P⋅Δα/2
  • Với ren hệ Anh: fα=0,35P⋅Δα/2f_\alpha = 0,35P \cdot \Delta \alpha / 2fα​=0,35P⋅Δα/2

Ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của mối ghép

Dung sai không phù hợp làm tăng tải trọng cục bộ trên các răng ren, gây:

• Mài mòn nhanh tại các điểm chịu lực lớn.
• Giảm tuổi thọ của bu lông và đai ốc.
• Nguy cơ nới lỏng mối ghép khi chịu lực động hoặc rung động.

Biện pháp: Tăng độ chính xác gia công và kiểm soát tốt dung sai.

Ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất

Dung sai quá chặt gây khó khăn trong gia công:

• Tăng thời gian sản xuất do phải điều chỉnh liên tục.
• Tăng tỷ lệ phế phẩm vì nhiều chi tiết không đạt chuẩn.
• Dung sai quá lỏng làm giảm độ chính xác, ảnh hưởng đến tính lắp ghép và hiệu quả vận hành.

Ảnh hưởng đến tính tương thích của chi tiết

Dung sai không kiểm soát tốt khiến:

• Các chi tiết từ các nguồn sản xuất khác nhau không thể lắp ghép.
• Tăng chi phí sửa chữa, thay thế do phải đặt hàng các chi tiết tùy chỉnh.

Bảng tra dung sai lắp ghép mang đến sự tiện lợi và hiệu quả trong việc tra cứu thông số kỹ thuật. Chúng tôi tin rằng bài đọc trên đã phần nào giúp các bạn nắm được những thông tin mới về dung sai. Đừng quên theo dõi các bài viết tiếp theo của Adobus để cập nhật thêm nhiều kiến thức bổ ích trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí!

1-So-tay-dung-sai-lap-ghep-Ninh-Duc-Ton