Hiểu biết ban đầu về thanh nhôm định hình

1. Thông số kỹ thuật thanh nhôm định hình:

15 20 30 40 45 50 60 chủ yếu

2. Chất liệu:

A2011, hợp kim nhôm-đồng, hợp kim cắt gọt tự do với khả năng gia công tuyệt vời nhưng chống ăn mòn mạnh.

A2017, hợp kim nhôm-đồng, độ bền cao, khả năng chế biến tốt, nhôm cứng.

A5052, hợp kim nhôm-mangan, là hợp kim nhôm tiêu biểu có độ bền trung bình, độ bền mỏi cao và khả năng chống chịu nước biển tuyệt vời.

A5056, hợp kim nhôm-mangan, có khả năng chống chịu nước biển tuyệt vời và bề mặt sau khi cắt dễ dàng xử lý.

A6061, hợp kim nhôm-mangan-silic, hợp kim chống ăn mòn có thể nhiệt luyện, có khả năng chống ăn mòn mạnh sau khi xử lý T6.

A6063, một hợp kim nhôm-mangan-silic, có độ bền thấp hơn A6061 được đùn, nhưng có khả năng đùn vượt trội và có thể được tạo hình thành nhiều dạng mặt cắt phức tạp khác nhau. Ngoài ra, nó cũng có khả năng chống ăn mòn và tính chất xử lý bề mặt tuyệt vời.

A7075, một hợp kim nhôm-kẽm-mangan, là một trong những hợp kim nhôm có độ bền cao nhất, nhưng khả năng chống ăn mòn kém và là hợp kim nhôm siêu cứng.

【Phần mở rộng】

Xử lý nhiệt dung dịch :Là quá trình xử lý nhiệt trong đó hợp kim được nung nóng đến nhiệt độ cao để các thành phần trong hợp kim hòa tan đều ở trạng thái rắn tạo thành dung dịch rắn đồng nhất, sau đó làm nguội nhanh để duy trì trạng thái hòa tan này.

Lão hóa nhân tạo là quá trình làm nóng hợp kim đã qua xử lý dung dịch đến nhiệt độ thích hợp trên nhiệt độ phòng và giữ nguyên trong một khoảng thời gian nhất định để thay đổi tính chất của hợp kim. Trong quá trình này, cấu trúc giữa các nguyên tử kim loại thay đổi, từ đó tối ưu hóa các tính chất cơ học và độ ổn định của hợp kim.

3. Độ dày thành ống

Độ dày thành ống của mỗi nhà sản xuất sẽ khác nhau. Nói chung, các độ dày phổ biến là 1,5; 1,8; 2,0; 2,5; 3,0; 3,2; 3,5 và 4,0.

4. Loại:

Có hai điểm cần hiểu rõ ở đây:

1. Lỗ trục của thanh profile nhôm thường được thiết kế theo kích thước lỗ đáy ren của vít. Do đó, sau khi ta-ren, lỗ có thể được sử dụng trực tiếp.

2. Khi mua đai ốc chữ T, bạn chỉ cần chọn đúng mã sản phẩm và chọn kích thước ren cùng chất liệu của chúng tôi. Hình dạng đai ốc có thể tương thích với kích thước rãnh của chúng tôi, như minh họa dưới đây:

Ghi chú: Như hình trên đã chỉ ra, các chữ cái phía sau thanh nhôm định hình 4040 đại diện cho độ dày và trọng lượng trên mét khác nhau, cần được điền vào theo nhu cầu thực tế. Trên đây lấy loại 40 làm ví dụ. Ngay cả khi cùng một model, thì các thông số kỹ thuật của 4040 cũng rất đa dạng.

Phạm vi áp dụng của các độ dày khác nhau cũng khác nhau.

5. Phụ kiện:

Có một vài điểm cần lưu ý về phụ kiện:

Về đai ốc: Có một số loại đai ốc cho thanh nhôm định hình, các kiểu dáng khác nhau được thiết kế để phù hợp với các yêu cầu lắp đặt và điều kiện làm việc khác nhau.

Về nắp đậy: Nắp đậy sẽ chiếm không gian, vì vậy để tránh bị lồi ra trong quá trình thiết kế, cần dự trữ độ dày của nắp đậy tại vị trí mối nối để lắp đặt nắp đậy nhằm đạt được hiệu ứng thẩm mỹ, đồng thời cần đánh dấu rõ ràng trên bản vẽ lắp ráp để tránh nhầm lẫn cho người lắp ráp.

Ghi chú: Cơ bản các phụ kiện cần thiết để kết nối thanh nhôm định hình đều đã được chế tạo thành các bộ phận tiêu chuẩn.

Tính toán cơ học:

Khả năng chịu tải của thanh định hình nhôm chủ yếu được đo bằng độ võng trong ngành công nghiệp. Misumi cung cấp hai phương pháp tính toán:

A. Phương pháp tra biểu đồ (đơn giản và dễ thực hiện, nhưng hạn chế là yêu cầu phải sử dụng thanh định hình Misumi).

Dưới đây là một vài điểm chính:

Chỉ cần làm theo các bước để tính toán

Miễn là lượng võng được chỉ ra trong các bước nhỏ hơn chiều dài sử dụng L/1000 thì yêu cầu sử dụng được đáp ứng (câu này là quan trọng). Nghĩa là, nếu chiều dài sử dụng của bạn là 500mm và lượng võng bạn tính được là 0.4 thì bạn đáp ứng yêu cầu, 0.4<0.5. Tất nhiên vì lý do an toàn, bạn vẫn cần đặt hệ số an toàn.

Cách tính toán sử dụng bảng trên như thế nào?

Thông số đã biết: tải trọng của chúng ta (N), loại thanh nhôm định hình chúng ta chọn trước (thông số kỹ thuật), chiều dài thanh nhôm định hình L (mm)

Phương pháp lắp đặt: Phương pháp đỡ của thanh định hình nhôm. Như hình dưới đây, phương pháp đỡ càng chắc chắn thì độ võng càng nhỏ. Phương pháp tốt nhất là cố định ở cả hai đầu.

Đây là bảng dưới đây. Mỗi thông số kỹ thuật đều có một con số tương ứng.

B. Phương pháp tính toán: Dưới đây là công thức tính độ võng của các phương pháp đỡ khác nhau (áp dụng chung):

Việc tính toán chỉ yêu cầu thay thế các dữ liệu đã biết. Chúng ta đều biết tải trọng và chiều dài. Để tôi giải thích về mô đun đàn hồi Young và mô men quán tính tiết diện.

Mô đun đàn hồi (Young's modulus): Mô đun đàn hồi của nhôm là một thông số đặc trưng, giống như mật độ. Mặc dù có nhiều mác nhôm khác nhau, chúng ta có thể coi tất cả đều bằng 70.000/mm².

Mô men quán tính tiết diện: MISUMI đã cung cấp một bảng và một biểu đồ với dữ liệu cho phương pháp lựa chọn. Tuy nhiên, chúng ta cần lưu ý rằng trên thực tế, không phải lúc nào chúng ta cũng có thể chi trả cho các thanh nhôm định hình của MISUMI, và các thông số độ dày của thanh nhôm định hình trên thị trường rất đa dạng. Do đó, chúng ta có thể tham khảo bảng của MISUMI để chuyển đổi độ dày thực tế của thanh nhôm định hình bằng cách so sánh với các mẫu cùng thông số kỹ thuật của MISUMI, sau đó nhân với một hệ số nhất định để quy đổi mô men quán tính tiết diện của chúng ta.

Cuối cùng, bằng cách thay thế tất cả các dữ liệu, chúng ta có thể biết được thanh profile nhôm mà chúng ta chọn có phù hợp hay không. Nếu không phù hợp, chúng ta có thể cân nhắc giảm chiều dài hoặc chọn loại có thông số kỹ thuật lớn hơn để điều chỉnh kế hoạch của mình.

Lắp ráp các thanh nhôm định hình: Vui lòng tham khảo phương pháp lắp đặt thực tế, đến xưởng và hỏi thợ kỹ thuật để được hướng dẫn lắp đặt.

【Phần mở rộng】

Trong quá trình thiết kế của chúng ta, có các mặt cắt profile nhôm thường được sử dụng. Chúng ta chỉ cần đặt thư mục vào vị trí tương ứng trong thư mục cài đặt SW để gọi thư viện profile SW.

【Hỏi & Đáp】

Câu hỏi: Thanh profile hợp kim nhôm có thể cắt đến độ dài xác định không? Độ chính xác khi cắt là bao nhiêu?

Trả lời: Có thể yêu cầu cắt ở bất kỳ độ dài nào trong khoảng từ 50~4000(mm) (yêu cầu theo đơn vị 0.5mm), sai số cắt nằm trong khoảng ±0.5mm.

(Chi tiết cụ thể phụ thuộc vào thiết bị cắt của nhà sản xuất, vui lòng tham khảo ý kiến nhà gia công)

Thanh profile nhôm thường được định giá theo mét, chiều dài tối đa là 6m và có thể cắt riêng lẻ.

Các lưỡi cưa đặc biệt là cần thiết để cắt các thanh định hình nhôm. Nói chung, bề mặt vết cắt do đá mài tạo ra sẽ không có độ bóng và nhôm có thể bám vào đá mài.

H: Màu sắc của thanh định hình nhôm có thể tùy chỉnh được không?

T: Màu đen và bạc là hai màu thường dùng, ngoài ra còn có bề mặt mờ và bóng. Có thể tùy chỉnh màu sắc, nhưng chi phí sẽ cao hơn.

H: Tôi có một cơ cấu chuyển động qua lại tuần hoàn với tải trọng 200kg và gia tốc khởi động là 2m/s². Tôi có thể dùng thanh định hình nhôm để chế tạo khung không?

T: Việc sử dụng thanh định hình nhôm để chế tạo giá đỡ không phải là không thể, nhưng cuối cùng thì nó cũng chỉ là kiểu ghép nối. Nếu điều kiện cho phép, nên sử dụng các bộ phận hàn hoặc đúc nếu yêu cầu độ cứng cao.

H: Có thể lắp ray trượt tuyến tính trên thanh định hình nhôm được không? Độ chính xác là bao nhiêu?

T: Trước tiên, hãy tìm hiểu về độ chính xác hành trình, như hình dưới đây thể hiện:

Từ các bản vẽ trên, chúng ta có thể biết rằng độ chính xác của thanh định hình nhôm không cao, và không ở cùng mức độ chính xác như thanh ray trượt tuyến tính. Do đó, nó có thể được xem xét sử dụng cho các ứng dụng có độ chính xác thấp, tải trọng thấp, tốc độ trung bình và thấp, chuyển động êm. Vì lý do này, ngay cả khi thêm các chi tiết định vị hoặc giới hạn, thì cũng chỉ có thể nói rằng mức độ ổn định và thuận tiện khi lắp ráp đã được cải thiện phần nào. Sau một thời gian dài vận hành, độ ổn định vẫn khó kiểm soát, và về cơ bản độ chính xác không đạt yêu cầu.

Nếu bạn thực sự muốn sử dụng thanh định hình nhôm này làm nền tảng và yêu cầu độ chính xác, bạn có thể đáp ứng yêu cầu bằng cách gia công bề mặt chuẩn lắp đặt và thêm các chi tiết chèn (inserts).

Ngoài ra, nếu nó chỉ chịu tải trọng theo phương thẳng đứng, chúng ta cũng có thể sử dụng thanh ray trượt quang trục nhôm đỡ bằng nhôm để thay thế.