Dung sai là gì? Các loại dung sai lắp ghép, cách hạn chế sai số

Trong lĩnh vực cơ khí, tiêu chuẩn về dung sai là yếu tố cần được quan tâm nghiên cứu để việc thiết kế và chế tạo được chính xác và đảm bảo được hiệu quả về kinh tế cũng như chức năng của sản phẩm. Vậy, dung sai là gì? Có bao nhiêu loại dung sai lắp ghép trong sản xuất, gia công?

Dung sai là gì?

Trước khi tìm hiểu dung sai là gì thì ta cần hiểu sai số là gì. Sai số chính là chênh lệch giữa giá trị đo được thực tế so với giá trị danh nghĩa trên các bản vẽ thiết kế.

Dung sai chính là phạm vi cho phép của sai số. Trong đo lường kích thước, dung sai là khoảng cách từ giới hạn trên đến giới hạn dưới. Dung sai kích thước được đo lường dựa trên các thông số chiều dài và góc. Trong các phép tính, chỉ số dung sai được biểu thị bằng chữ T, với đơn vị cùng với đơn vị kích thước đo lường.

Dung sai kỹ thuật đo kích thước được sử dụng cho những kích thước chủ yếu của lỗ (kích thước trong) và trục (kích thước ngoài).

Để hiểu rõ hơn dung sai là gì, bạn cần đọc qua nội dung giải thích về phạm vi sai số cho phép như sau:

• Khi thiết kế bản vẽ gia công, người ta thường thể hiện các con số kích thước một cách chính xác. Tuy nhiên, trên thực tế thì các sản phẩm sau khi hoàn thành thường sẽ có những sai lệch về kích thước nhất định. Lúc này, chúng ta gọi số đo kích thước này là “kích thước thực”, còn số liệu trên bản vẽ sẽ là “kích thước danh nghĩa”. 
• Kích thước thực có thể sẽ nhỏ hơn hoặc lớn hơn kích thước danh nghĩa. Để đảm bảo thành phẩm gia công đáp ứng tiêu chuẩn một cách tốt nhất, người ta sẽ đưa ra quy định về sai số sao cho không vượt quá kích thước giới hạn trên và giới hạn dưới.

Vậy, phạm vi sai số cho phép đó chính là dung sai kỹ thuật đo.

Công thức tính dung sai

Trị số dung sai được tính bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất, hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới. Cụ thể, công thức tính như sau:

TD = Dmax – Dmin = ES – EI

Trong đó:

• TD: Dung sai – Phạm vi sai số kích thước.
• Dmax: Kích thước giới hạn lớn nhất (kích thước giới hạn trên).
• Dmin: Kích thước giới hạn nhỏ nhất (kích thước giới hạn dưới).
• ES: Khoảng sai số dương (sai lệch giới hạn trên).
• EI: Khoảng sai số âm (sai lệch giới hạn dưới).

Trị số của dung sai luôn là giá trị dương khi dung sai càng nhỏ (TC càng tiến dần về 0) thì yêu cầu độ chính xác của chi tiết thi công càng cao.

Sau khi gia công sản phẩm, cần phải đối chiếu kích thước thực (Dt) với Dmax và Dmin. Nếu Dmin ≤ Dt ≤ Dmax thị sản phẩm ấy được đánh giá là đạt yêu cầu (và ngược lại).

Các loại dung sai lắp ghép

Trong gia công lắp ghép, các chi tiết sẽ được phối hợp với nhau một cách cố định (vặn đai ốc, bu lông) hoặc di động (pit-tông) để tạo thành mối ghép. Những bề mặt được sử dụng để cho các chi tiết rời rạc ghép nối lại với nhau được gọi là bề mặt lắp ghép.

Quá trình lắp ghép các chi tiết có thể dẫn đến sai số. Trong bài viết này, người ta đã phân chia 2 loại dung sai lắp ghép là dung sai lắp ghép then và dung sai lắp ghép then hoa.

Dung sai lắp ghép ren là gì?

Mối ghép ren được sử dụng chủ yếu trong các thiết bị, chi tiết có rãnh ren để nối ghép vào lẫn nhau (như bu-lông và ốc vít). Các dạng ren phổ biến bao gồm: mối ghép ren dạng răng tam giác, hình thang, chữ nhật,…

Sai số của các yếu tố như bước ren, bước profin ren đều ảnh hưởng đường kính trung bình. Các sai số trên được xem là dung sai của mối ghép ren.

Dung sai lắp ghép then là gì?

Trị số dung sai lắp ghép then được sử dụng trong các thiết kế cố định các chi tiết trên trục (như bánh răng, bánh đai, tay quay,…), thực hiện chức năng truyền mô-men xoắn hoặc dẫn hướng chính xác cho các chi tiết cần trượt trục dọc.

Tùy vào chức năng của mối ghép bạn có thể lựa chọn kiểu lắp ghép theo dung sai tiêu chuẩn như sau:

• Trường hợp mối ghép bạc cố định trên trục: Chọn kiểu lắp ghép cho phép trục có sai số giới hạn trên lớn, bạc có độ sai số nhỏ để tháo lắp được dễ dàng.
• Trường hợp mối ghép then dẫn hướng có bạc di trượt dọc trục: Chọn kiểu ghép cho phép bạc có sai số giới hạn dưới lớn để di chuyển được dễ dàng.
• Trường hợp mối ghép then có chiều dài lớn: Chọn kiểu ghép cho phép rãnh trục và bạc có độ hở nhằm bồi thường cho sai số vị trí rãnh then.

Dung sai lắp ghép ổ lăn là gì?

Ổ lăn là một dạng ổ trục có thể chịu tải trọng nhờ các con lăn ở giữa 2 vòng chịu lực. Khi 2 vòng chịu lực chuyển động, các con lăn sẽ di chuyển với lực ma sát trượt và lăn rất nhỏ là giảm lực tác động.

Ổ lăn là một trong những chi tiết gia công đòi hỏi độ chính xác cực kỳ cao nên dung sai theo quy định rất nhỏ. Bởi nếu xảy ra sai lệch thì vòng ổ có thể bị biến dạng dẫn đến kẹt ổ. Do đó, dung sai của ổ lăn sẽ được quy định trong tiêu chuẩn sản xuất ổ lăn và được gia công chính xác bởi các nhà máy.

Cách hạn chế sai số trong thi công, lắp ghép

Để phép đo được chính xác thì nhà sản xuất cần phân tích các phương pháp có thể được dùng để hạn chế sai số. Trên thực tế, việc phát hiện ra sai số là tương đối phức tạp. Do đó, để khắc phục các sai số lớn, có khả năng ảnh hưởng đến hiệu quả chức năng của sản phẩm thì cần: 

• Chuẩn bị thật tốt trước khi đo: Sử dụng máy đo Micro Vu Excel với độ chính xác cao để đo lường chi tiết cần gia công và kiểm tra các dụng cụ, bàn đo, hệ trục tọa độ trước khi tiến hành đo.
• Thực hiện nhiều phép đo: Để kiểm tra xem có tình trạng sai lệch kết quả hay không.
• Xử lý kết quả sau khi đo: Cần sử dụng cách bù sai số ngược dấu để kích thước vật gia công được chính xác hơn.

Tham khảo bảng tra dung sai

Tùy vào phương pháp thực hiện của hai yếu tố trục chính đồng tâm, chúng tôi đã chọn miền dung sai cho kích thước lắp ráp.

Sự kết hợp của những miền dung sai kích thước lỗ chân không và trục chính có thể tạo thành một loạt những loại lắp đặt phù hợp với việc sử dụng chức năng của khớp trục chính. Bạn có thể tham khảo hoặc tải file PDF về để nghiên cứu cũng như học hỏi thêm. Qua đó trau dồi và nâng cao kiến thức cho bản thân.

Download file PDF bảng tra dung sai

Trên đây là những thông tin cơ bản nhằm lý giải dung sai là gì mà VTECH muốn gửi đến bạn. Nếu có nhu cầu mua các dòng máy đo quang học tại VTECH, vui lòng liên hệ qua website công ty tại vertexvietnamvn.com để được tư vấn trực tiếp!