Trong lĩnh vực kỹ thuật và sản xuất, “dung sai” là một khái niệm then chốt để đảm bảo chất lượng và khả năng lắp ráp của các chi tiết. Vậy dung sai là gì? Các loại dung sai phổ biến? Cách tính sai lệch giới hạn như thế nào? Hãy cùng Sen Tây Hồ khám phá chi tiết trong bài viết này.
Mục Lục
Dung Sai Là Gì? Định Nghĩa và Ý Nghĩa
Dung sai (Tolerance) là phạm vi sai số cho phép của một kích thước hoặc thông số kỹ thuật. Nó được xác định bằng hiệu số giữa giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất được chấp nhận. Dung sai cho biết mức độ chính xác cần thiết trong quá trình sản xuất và lắp ráp.
Công thức tính dung sai:
- Dung sai kích thước trục: Td = dmax – dmin hoặc Td = es – ei
- Dung sai kích thước lỗ: TD = Dmax – Dmin hoặc TD = ES – EI
Trong đó:
- Dmax, dmax: Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ và trục.
- Dmin, dmin: Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ và trục.
- es, ei: Sai lệch giới hạn trên và dưới của trục.
- ES, EI: Sai lệch giới hạn trên và dưới của lỗ.
Dung sai luôn là một giá trị dương. Trị số dung sai càng nhỏ, yêu cầu về độ chính xác càng cao và ngược lại. Dung sai thể hiện độ chính xác thiết kế cần đạt được. Trên bản vẽ kỹ thuật, người thiết kế thường ghi kích thước danh nghĩa kèm theo các sai lệch giới hạn để người thợ có thể tham khảo.
Các Loại Dung Sai Lắp Ghép Phổ Biến
Dung sai lắp ghép được áp dụng khi hai hoặc nhiều chi tiết kết hợp với nhau, tạo thành mối ghép cố định (ví dụ: bulong và đai ốc) hoặc di động (ví dụ: piston và xi lanh). Bề mặt lắp ghép là bề mặt tiếp xúc giữa các chi tiết.
Dung Sai Lắp Ghép Then
Dung sai lắp ghép then được sử dụng rộng rãi để cố định các chi tiết như bánh răng, bánh đai, tay quay trên trục, giúp truyền mô-men xoắn hoặc dẫn hướng chính xác. Có hai loại then phổ biến: then bằng và then bán nguyệt.
Tiêu chuẩn TCVN 4216 ÷ 4218-86 quy định về dung sai kích thước và lắp ghép của then bằng và then bán nguyệt.
Trong mối ghép then, then được lắp với rãnh trục và rãnh bạc (bánh răng hoặc bánh đai) theo bề mặt bên và kích thước b. Dung sai kích thước lắp ghép được tham khảo theo tiêu chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trơn TCVN 2244-99.
- Miền dung sai kích thước b của then thường được chọn là h9.
- Miền dung sai kích thước b của rãnh trục có thể chọn là N9 hoặc H9.
- Miền dung sai kích thước b của rãnh bạc có thể chọn là JS9 hoặc D10.
Dung Sai Lắp Ghép Then Hoa
Khi cần truyền mô-men xoắn lớn và yêu cầu độ chính xác định tâm cao, mối ghép then hoa là lựa chọn tối ưu hơn so với mối ghép then thông thường.
Mối ghép then hoa có nhiều dạng: răng hình chữ nhật, răng hình thang, răng hình tam giác, răng thân khai.
Dung sai kích thước:
Lắp ghép then hoa thường thực hiện theo 2 trong 3 yếu tố kích thước: d, D và b.
- Đồng tâm theo D: Lắp ghép theo D và b.
- Đồng tâm theo d: Lắp ghép theo d và b.
- Đồng tâm theo b: Lắp ghép theo b.
TCVN 2324-78 quy định dãy miền dung sai của các kích thước lắp ghép. Sai lệch giới hạn ứng với các miền dung sai được tra theo TCVN 2245-99.
Các Khái Niệm Liên Quan Đến Dung Sai
Để hiểu rõ hơn về dung sai, cần nắm vững các khái niệm sau:
Kích Thước Danh Nghĩa
Là kích thước được xác định dựa trên tính toán và chức năng của chi tiết, sau đó được làm tròn theo các giá trị tiêu chuẩn. Kích thước danh nghĩa được ghi trên bản vẽ và dùng làm gốc để tính các sai lệch kích thước.
Kích Thước Thực
Là kích thước đo được trên chi tiết đã gia công, với sai số cho phép của dụng cụ đo. Ví dụ, khi đo kích thước trục bằng thước cặp có độ chính xác 0.05mm và kết quả đo được là 28.25mm, thì kích thước thực của trục là dt = 28.25mm ± 0.05mm.
Kích Thước Giới Hạn
Để xác định phạm vi sai số cho phép, người ta quy định hai kích thước giới hạn:
- Kích thước giới hạn lớn nhất (dmax, Dmax): Kích thước lớn nhất cho phép khi chế tạo chi tiết.
- Kích thước giới hạn nhỏ nhất (dmin, Dmin): Kích thước nhỏ nhất cho phép khi chế tạo chi tiết.
Điều kiện để kích thước chi tiết đạt yêu cầu:
- dmin ≤ dt ≤ dmax
- Dmin ≤ Dt ≤ Dmax
Sai Lệch Giới Hạn
Là sự khác biệt giữa kích thước giới hạn và kích thước danh nghĩa. Gồm sai lệch giới hạn trên (es, ES) và sai lệch giới hạn dưới (ei, EI).
- Chi tiết trục: es = dmax – dN ; ei = dmin – dN
- Chi tiết lỗ: ES = Dmax – DN ; EI = Dmin – DN
Kết Luận
Hiểu rõ về dung sai và các khái niệm liên quan là vô cùng quan trọng trong thiết kế và sản xuất cơ khí. Việc áp dụng đúng các tiêu chuẩn dung sai giúp đảm bảo chất lượng, tính chính xác và khả năng lắp ráp của các chi tiết, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất và độ bền của sản phẩm. Hy vọng bài viết này của Sen Tây Hồ đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về dung sai.