No products in the cart.
Lực siết bulong là yếu tố quan trọng quyết định đến độ an toàn, độ bền và hiệu suất của các kết cấu và thiết bị. Việc hiểu rõ nguyên lý lực siết và áp dụng đúng tiêu chuẩn sẽ giúp hạn chế rủi ro và tối ưu hiệu quả làm việc.
Những thông tin tổng quan về lực siết bu lông
Lực siết bulong là gì?
- Lực siết bulong (Torque tightening) là lực tác động lên bulong thông qua dụng cụ siết, nhằm tạo ra một lực căng (Preload) nhất định để cố định các chi tiết lại với nhau. Lực siết phù hợp giúp đảm bảo mối ghép chắc chắn, an toàn và ổn định theo thời gian.
- Lực siết được đo bằng đơn vị Nm (Newton-mét) hoặc lb-ft (pound-feet), tùy theo hệ đo lường. Việc xác định đúng lực siết bulong phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đường kính bulong, cấp độ bền, loại vật liệu, và điều kiện làm việc.
Tại sao lực siết bulong quan trọng?
Lực siết đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như cơ khí, xây dựng, ô tô, hàng không, cầu đường, bởi nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ an toàn, độ bền, và hiệu suất hoạt động của các kết cấu và thiết bị. Cụ thể, những lý do khiến lực siết bulong trở nên quan trọng là:
- Đảm bảo kết nối chắc chắn: Lực siết phù hợp giúp bulong giữ chặt các chi tiết, ngăn ngừa rung lắc và lỏng lẻo trong quá trình sử dụng.
- Tăng tuổi thọ bulong và linh kiện: Siết đúng lực giúp phân bố tải trọng đồng đều, giảm căng thẳng cục bộ lên ren và bề mặt tiếp xúc, từ đó hạn chế hiện tượng mỏi vật liệu.
- Đảm bảo an toàn: Trong ngành ô tô, hàng không, nếu lực siết không chính xác có thể dẫn đến sự cố nghiêm trọng như gãy bulong hoặc tuột mối ghép, gây mất an toàn.
- Hỗ trợ bảo trì dễ dàng: Một mối ghép bulong được siết đúng lực sẽ giúp tháo lắp dễ dàng hơn trong quá trình bảo dưỡng hoặc sửa chữa mà không gây hư hỏng ren.
Cách tính lực siết bulong
Công thức cơ bản để tính momen xoắn (T) khi siết bulong: T=K×D×F
Trong đó:
- T (Torque – Momen xoắn): Đơn vị Nm (Newton-mét) hoặc lb-ft (pound-feet), đại diện cho lực tác động khi siết bulong.
- K (Hệ số ma sát): Giá trị này phụ thuộc vào loại vật liệu của bulong, độ nhám bề mặt, và việc sử dụng chất bôi trơn. Giá trị K phổ biến dao động từ 0.10 – 0.20.
- D (Đường kính danh nghĩa của bulong): Đơn vị mm (mét hệ) hoặc inch (hệ inch). Đây là đường kính ren ngoài của bulong (ví dụ: bulong M10 có đường kính ren là 10mm).
- F (Lực căng – Clamping Force): Là lực kéo tác động lên bulong khi siết, thường được tính bằng 80% giới hạn chảy của bulong để tránh quá tải.
Ví dụ thực tế: Giả sử cần tính momen siết (T) cho một bulong M12, cấp độ bền 8.8, với lực căng tiêu chuẩn 25.000 N, hệ số ma sát K = 0.15.
Áp dụng công thức: T = 0.15×12×25000 = 45.000 Nmm= 45 Nm
Vậy moment siết tiêu chuẩn cho bulong M12 trong trường hợp này là 45 Nm.
Các yếu tố ảnh hưởng đến lực siết bulong
Để đảm bảo siết bulong đúng lực, cần xem xét nhiều yếu tố ảnh hưởng đến momen xoắn:
Loại vật liệu của bulong
- Thép carbon (Cấp độ bền 4.6, 5.6, 8.8, 10.9, 12.9): Được sử dụng phổ biến, có độ bền cao.
- Inox (SUS 304, SUS 316): Chống ăn mòn tốt nhưng độ bền kéo thấp hơn thép hợp kim.
- Titan, hợp kim nhôm: Nhẹ và bền nhưng dễ biến dạng nếu siết quá lực.
Lưu ý: Bulong có cấp độ bền cao hơn (12.9, 10.9) yêu cầu lực siết lớn hơn so với bulong cấp thấp (4.6, 5.6).
Loại ren của bulong
- Ren hệ mét (ISO): Phổ biến ở châu Âu và châu Á, ký hiệu M6, M8, M10,…
- Ren hệ inch (UNC, UNF): Sử dụng phổ biến tại Mỹ, ký hiệu 1/4″-20, 3/8″-16,…
- Ren nhuyễn (Fine Thread): Cần lực siết chính xác hơn, thường dùng trong ngành hàng không và chế tạo máy.
Lưu ý: Ren nhuyễn chịu lực kéo tốt hơn ren thô, nhưng dễ bị tuôn ren nếu siết quá mức.
Điều kiện môi trường ảnh hưởng đến lực siết
- Nhiệt độ cao: Kim loại giãn nở có thể làm giảm lực căng của bulong theo thời gian.
- Môi trường ẩm ướt, ăn mòn: Có thể làm giảm ma sát ren, gây thay đổi lực siết thực tế.
- Sử dụng chất bôi trơn: Giảm ma sát giúp lực siết đạt chính xác hơn, nhưng cũng cần điều chỉnh hệ số K phù hợp.
Bảng tra lực siết bulong theo tiêu chuẩn
Bảng tra lực siết theo cấp độ bền
Bulong có nhiều cấp độ bền khác nhau, thường được ký hiệu bằng hai con số (ví dụ: 8.8, 10.9, 12.9). Cấp độ bền càng cao, lực siết yêu cầu càng lớn.
Lực siết tiêu chuẩn cho các cấp độ bền bulong (Nm)
| Đường kính (mm) | Cấp 4.6 | Cấp 8.8 | Cấp 10.9 | Cấp 12.9 |
|---|
| M6 | 5 Nm | 10 Nm | 15 Nm | 18 Nm |
| M8 | 12 Nm | 25 Nm | 36 Nm | 42 Nm |
| M10 | 23 Nm | 49 Nm | 69 Nm | 83 Nm |
| M12 | 40 Nm | 86 Nm | 121 Nm | 145 Nm |
| M16 | 100 Nm | 210 Nm | 295 Nm | 355 Nm |
| M20 | 195 Nm | 410 Nm | 580 Nm | 700 Nm |
Bảng tra lực siết theo đường kính bulong
Ngoài cấp độ bền, lực siết còn phụ thuộc vào đường kính ren. Dưới đây là bảng tra lực siết tiêu chuẩn theo đường kính bulong:
Lực siết theo đường kính bulong (đơn vị Nm)
| Đường kính (mm) | Lực siết tối thiểu | Lực siết tối đa |
|---|
| M6 | 5 Nm | 18 Nm |
| M8 | 12 Nm | 42 Nm |
| M10 | 23 Nm | 83 Nm |
| M12 | 40 Nm | 145 Nm |
| M14 | 65 Nm | 230 Nm |
| M16 | 100 Nm | 355 Nm |
| M20 | 195 Nm | 700 Nm |
Kết luận
Lực siết bulong là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo sự chắc chắn và an toàn của mối ghép. Để xác định đúng lực siết, chúng ta có thể sử dụng công thức tính toán dựa trên momen xoắn và các yếu tố ảnh hưởng đến lực siết của bu lông.
CÔNG TY TNHH TẦM NHÌN QUỐC TẾ VIETSMART VIỆT NAM
Hotline: 0977255399
Địa chỉ: TT27B – Lô 21 – KĐT Gleximco, An Khánh, Hoài Đức, Hà Nội
Email: vattuphu.vietsmart@gmail.com
