Cách tính lực cắt của bu lông 2023

Cách tính lực cắt của bu lông là rất quan trọng; trong thiết kế và lắp đặt các hệ thống cơ khí; cơ điện tử; xây dựng; và nhiều ngành công nghiệp khác. Lực cắt của bu lông sẽ ảnh hưởng đến khả năng giữ chặt các bộ phận cơ khí. Đảm bảo tính an toàn; độ chính xác và hiệu suất của hệ thống.

Cách tính lực cắt của bu lông

Tính lực cắt của bu lông để làm gì?

Lực cắt của bu lông thường được đo bằng đơn vị N (newton) hoặc lbf (pound-force); chứ không phải là gf (gram-force).

Khi tính toán lực cắt của bu lông. Ta có thể xác định được mức độ căng và độ bền của bu lông. Để đảm bảo rằng nó đủ mạnh để chịu được tải trọng; hoặc lực tác động trong quá trình hoạt động của hệ thống. Điều này giúp ngăn ngừa các tai nạn; giảm thiểu sự cố; tăng tính an toàn và độ tin cậy của hệ thống. 

Ngoài ra, việc tính toán lực cắt của bu lông cũng giúp lựa chọn đúng loại. Kích thước của bu lông phù hợp với yêu cầu của hệ thống. Đồng thời đảm bảo sự tối ưu hóa về mặt kinh tế; và hiệu suất của hệ thống.

Cách tính lực cắt của bu lông: Cách 1

Để tính lực cắt của một bu lông; bạn cần biết giá trị của hai thông số chính đó là momen xoắn (torque); và đường kính trục của bu lông. 

Công thức tính lực cắt của bu lông như sau: 

Lực cắt (F) = 0.2 x π x Đường kính trục x Đường kính trục x Momen xoắn 

Trong đó: 

• Đường kính trục (d) là đường kính của trục tròn lõi của bu lông. 
• Momen xoắn (T) là lực xoắn được áp dụng lên bu lông để thắt chặt vật liệu. 
• Đơn vị của momen xoắn là Nm (newton mét) hoặc lb-ft (pound feet). 

Lưu ý rằng công thức trên chỉ cung cấp một ước tính đối với lực cắt của bu lông. Kết quả thực tế có thể khác nhau; tùy thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Như độ chính xác của momen xoắn; độ bám dính của vật liệu; độ ma sát, và độ đàn hồi của vật liệu. 

Nếu bạn không có thông số đường kính trục của bu lông. Bạn có thể sử dụng công thức sau để tính đường kính trục của bu lông: 

Đường kính trục (d) = 0.9 x Đường kính lớn nhất của đầu bu lông 

Trong đó, đường kính lớn nhất của đầu bu lông là đường kính của phần lớn nhất của bu lông (thường là đầu bu lông). Và có thể được đo bằng thước đo đường kính hoặc micromet.

Cách tính lực cắt của bu lông: Cách 2

Công thức tính căng bu lông như sau: 

F = (T x K) / L 

Trong đó: 

• F: lực cắt của bu lông (đơn vị là N hoặc lbf) 
• T: momen xoắn (đơn vị là Nm hoặc lb-ft) 
• K: hệ số căng bu lông, có giá trị khác nhau tùy thuộc vào loại và kích thước của bu lông. Thường được cung cấp bởi nhà sản xuất hoặc tìm thấy trong các bảng định mức. 
• L: độ dài căng của bu lông (đơn vị là mm hoặc in) 

Để tính được độ dài căng của bu lông. Ta cần biết độ dày của vật liệu và độ dài tự do của bu lông khi không bị căng. Công thức tính độ dài căng của bu lông như sau: 

L = L0 – δ 

Trong đó: 

• L0: độ dài tự do của bu lông khi không bị căng 
• δ: độ dày của vật liệu 

Lưu ý rằng độ chính xác của kết quả tính toán phụ thuộc vào việc lựa chọn đúng hệ số căng bu lông; và các thông số đo lường. Do đó bạn nên tham khảo tài liệu kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất; hoặc tìm kiếm thông tin từ các nguồn uy tín trước khi thực hiện tính toán.

Lực cắt của bu lông phụ thuộc yếu tố nào?

Lực cắt của bu lông phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: 

Đường kính của bu lông: Bu lông có đường kính lớn thường có khả năng chịu tải cắt cao hơn so với bu lông có đường kính nhỏ. 

Hệ số ma sát: Hệ số ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc của bu lông và các bộ phận khác trong hệ thống cũng ảnh hưởng đến lực cắt của bu lông. Nếu hệ số ma sát cao, bu lông sẽ chịu lực cắt lớn hơn.

Độ dày của vật liệu: Độ dày của vật liệu mà bu lông được gắn vào cũng ảnh hưởng đến lực cắt của bu lông. Nếu vật liệu dày, lực cắt sẽ lớn hơn. 

Độ chính xác của lắp đặt: Độ chính xác của lắp đặt bu lông cũng ảnh hưởng đến lực cắt của nó. Nếu bu lông được lắp đặt không đúng cách, lực cắt sẽ không được phân bố đồng đều, gây ra các vấn đề về an toàn và độ bền của hệ thống. 

Tải trọng tác động lên bu lông: Lực cắt của bu lông còn phụ thuộc vào tải trọng tác động lên nó. Nếu tải trọng lớn, lực cắt cũng sẽ lớn hơn. 

Những yếu tố trên đều ảnh hưởng đến lực cắt của bu lông, do đó khi tính toán lực cắt của bu lông, cần lưu ý đến những yếu tố này để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả tính toán.