Cách tính | Quy định lực siết bu lông - Bảng tra mô-men siết

Những chiếc bu lông đai ốc đóng vai trò rất quan trọng trong cuộc sống của con người, trong các công trình,vật liệu cơ khí công nghiệp, hay ngay cả những dụng cụ thiết bị đơn giản quanh ta như cái điều khiển, đồng hồ…

Tuy nhiên, khi thao tác với những chiếc bu lông thì một điều rất quan trọng về quy định lực xiết bu lông thì không phải ai cũng biết. Nếu ta không tác động một lực vừa đủ thì sẽ dẫn đến các đai ốc không chắc chắn, mối gắn kết không đạt chất lượng. Vì thế quy định lực xiết bu lông trong thi công là vấn đề được rất nhiều đội ngũ kỹ thuật quan tâm.

Contents

Lực siết bu lông là gì?
Yếu tố ảnh hưởng đến lực siết bu lông đai ốc
Công thức tính lực siết bu lông
Cách tra bảng lực siết bu lông
Cách kiểm soát lực siết
Những sai sót thường gặp
Quy định lực siết bu lông đai ốc
- #1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8298:2009
- #2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1916:1976 quy định lực xiết bu lông, đai ốc
Kết luận

Lực siết bu lông là gì?

Thực tế, lực siết của bu lông là lực hữu ích kết hợp với cánh tay đòn của dụng cụ xiết tạo thành mô-men xoắn (mô-men xiết bu lông) đủ lớn tác động lên đầu bu lông hoặc đai ốc nhằm tạo ra ứng suất căng ban đầu trong thân bu lông để đảm bảo mối liên kết bằng bu lông được kẹp chặt theo đúng yêu cầu kỹ thuật.

Lực xiết của bu lông đai ốc có vai trò rất quan trọng được xem như một yếu tố tất yếu quyết định tới chất lượng và hiệu quả của công việc. Nếu như việc xác định lực xiết bu lông đai ốc không chuẩn, lực chưa đủ sẽ dẫn đến hiện tượng các con ốc bulong bị lỏng. Từ đó khiến cho các điểm tiếp nối hay gắn kết bị giảm chất lượng rất nhiều.

Một số đại lượng cần quan tâm khi nói về lực siết bu lông

Đại lượng	Đơn vị	Ý nghĩa
Mô-men siết	N·m	Mô-men đặt lên đầu bu lông hoặc đai ốc
Lực căng trước	N, kN	Lực kéo dọc trục sinh ra khi siết
Độ bền kéo	MPa	Khả năng chịu ứng suất kéo của vật liệu

Có thể bạn quan tâm: 1 số dụng cụ kiểm soát lực bulong: Cờ lê lực – siết bulong thủy lực

Yếu tố ảnh hưởng đến lực siết bu lông đai ốc

Có thể bạn chưa biết, mỗi một loại bu lông ốc vít đều có một lực vặn tiêu chuẩn và giá trị này được quy định theo tiêu chuẩn chung của quốc tế. Trong đó, ma sát là yếu tố gây sai lệch lớn. Hai bu lông giống nhau nhưng có tình trạng bôi trơn khác nhau có thể tạo ra lực căng khác nhau dù được siết cùng mô-men

Cấp bền bu lông: 4.6, 8.8, 10.9 hoặc 12.9;
Đường kính và bước ren;
Hệ số ma sát tại ren và mặt tỳ;
Trạng thái khô hoặc bôi trơn;
Lớp mạ, lớp phủ bề mặt;
Loại đai ốc và vòng đệm;
Nhiệt độ và điều kiện làm việc;
Yêu cầu riêng của nhà sản xuất thiết bị.

Công thức tính lực siết bu lông

Công thức gần đúng giữa mô-men siết và lực căng trước: T=K×F×d

Trong đó:

T: mô-men siết, N·m;
K: hệ số mô-men, phụ thuộc chủ yếu vào ma sát;
F: lực căng trước, N;
d: đường kính danh nghĩa của bu lông, m.

Cách tra bảng lực siết bu lông

Quy trình tra mô-men gồm các bước:

Xác định đường kính và bước ren, ví dụ M12 × 1,75.
Kiểm tra cấp bền được dập trên đầu bu lông.
Xác định tình trạng khô, bôi trơn hoặc lớp phủ.
Chọn dòng kích thước và cột cấp bền tương ứng.
Đối chiếu với yêu cầu kỹ thuật của mối ghép.
Cài đặt mô-men trên cờ lê lực hoặc thiết bị siết.
Không được xác định mô-men chỉ dựa trên kích thước đầu lục giác. Kích thước đầu vặn và đường kính danh nghĩa của ren là hai thông số khác nhau

Cách kiểm soát lực siết

Các phương pháp kiểm soát phổ biến gồm:

Siết theo mô-men bằng cờ lê lực;
Siết theo mô-men kết hợp góc quay;
Đo độ giãn dài của bu lông;
Đo lực căng bằng siêu âm;
Sử dụng vòng đệm chỉ thị lực;
Siết bằng thiết bị thủy lực hoặc điện có kiểm soát.

Súng siết bu lông dùng búa đập phù hợp cho tháo lắp nhanh nhưng độ chính xác mô-men thường không cao. Với liên kết yêu cầu kiểm soát lực, cần siết hoàn thiện bằng cờ lê lực hoặc dùng máy siết lực bu lông kiểm soát lực có chức năng đo và ghi nhận mô-men.

Những sai sót thường gặp

Nhầm mô-men N·m với lực N hoặc kN;
Nhầm đường kính bu lông với kích thước đầu vặn;
Không xác định cấp bền;
Không xét trạng thái bôi trơn;
Dùng cùng một mô-men cho nhiều loại lớp phủ;
Sử dụng cờ lê lực chưa được hiệu chuẩn;
Dùng mô-men cực đại của máy siết làm mô-men lắp đặt;
Áp dụng bảng tham khảo thay cho yêu cầu của nhà sản xuất

Quy định lực siết bu lông đai ốc

Để giải quyết những khó khăn trong quá trình lựa chọn bu lông đúng thông số, Việt Nam có 2 bảng quy định sau giúp đảm bảo những tiêu chuẩn khi thi công

#1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8298:2009

Quy định yêu cầu kỹ thuật trong chế tạo và lắp ráp, nghiệm thu các thiết bị cơ khí, kết cấu thép ở các công trình thủy lợi và thủy điện (bao gồm các loại thiết bị đường ống dẫn nước, thiết bị đóng mở cửa van, lưới chắn rác hay một số thiết bị chuyên dùng khác trong ngành.)

Kích thước	Momen xiết bu lông, daNm đối với loại bulông
Kích thước	3,6	4,6	4,8	5,6	5,8	6,6	6,8	6,9	8,8	10,9	12,9	14,9
1,6	0,005	0,006	0,009	0,008	0,011	0,010	0,013	0,015	0,018	0,029	0,030	0,035
2,0	0,011	0,013	0,018	0,016	0,022	0,020	0,027	0,030	0,036	0,050	0,060	0,070
2,5	0,021	0,025	0,033	0,031	0,042	0,038	0,050	0,057	0,067	0,095	0,114	0,133
3	0,038	0,046	0,061	0,058	0,077	0,069	0,092	0,104	0,123	0,174	0,208	0,243
4	0,093	0,112	0,150	0,140	0,187	0,168	0,225	0,253	0,300	0,421	0,506	0,590
5	0,181	0,217	0,289	0,271	0,362	0,326	0,434	0,489	0,579	0,815	0,978	1,140
6	0,312	0,374	0,490	0,460	0,624	0,562	0,749	0,843	0,999	1,400	1,580	1,960
8	0,743	0,892	1,190	1,110	1,480	1,330	1,780	2,000	2,370	3,340	4,010	4,680
9	1,12	1,35	1,80	1,68	2,25	2,02	2,70	3,03	3,60	5,06	6,07	7,08
10	1,49	1,79	2,38	2,24	2,98	2,68	3,58	4,03	4,77	6,72	8,06	9,41
12	2,53	3,04	4,05	3,80	5,07	4,56	6,08	6,85	8,11	11,41	13,70	15,98
14	4,02	4,82	5,43	6,03	8,04	7,24	9,85	10,86	12,87	18,11	21,73	25,35
16	6,12	7,34	9,79	9,18	12,24	11,02	14,89	16,53	19,59	27,56	33,07	38,58
18	8,31	9,97	13,29	12,46	16,62	14,96	19,94	22,44	26,59	37,40	44,88	52,36
20	11,90	14,32	19,10	17,90	23,87	21,48	28,85	32,23	38,20	53,71	64,48	75,20
22	15,90	19,12	25,50	23,90	31,87	28,68	38,25	43,03	51,00	71,71	86,05	100,40
24	20,50	24,60	32,80	30,74	41,00	36,90	49,20	55,34	65,60	92,24	110,70	129,14
27	29,90	35,92	47,90	44,90	59,87	53,88	71,85	80,83	95,80	134,71	161,66	188,60
30	37,50	45,00	60,00	56,25	75,00	67,50	90,00	101,25	120,0	168,75	202,50	236,25
33	55,00	66,00	88,00	82,50	110,0	99,00	132,00	148,50	176,0	247,50	297,00	346,50
36	70,93	85,13	113,50	106,40	141,87	127,68	170,24	191,52	227,0	319,21	383,05	446,90

#2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1916:1976 quy định lực xiết bu lông, đai ốc

Yêu cầu kỹ thuật do Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành thay thế bởi tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1916:1995 về vít cấy, bu lông, đai ốc và vít.

Tiêu chuẩn này cũng quy định về lực xiết bu lông cường độ cao theo 1 số đơn vị tư nhân hoạt động trong lĩnh vực thiết bị cơ khí, xây dựng, thủy lực, trong đó N = 1,356 Kgf.

d	s =d ×1.5		Lực xiết bu lông tiêu chuẩn
			8.8	10.9	12.9
			Torque	Torque	Torque
M3	5.5	2.5	1.21	1.79	2.09
M4	7	3	2.78	4.09	4.79
M5	8	4	5.5	8.1	9.5
M6	10	5	9.5	14	16.4
M8	13	6	23	34	40
M10	16	8	46	67	79
M12	18	10	79	116	136
M14	21	12	127	187	219
M16	24	14	198	291	341
M18	27	14	283	402	471
M20	30	17	402	570	667
M22	34	17	552	783	917
M24	36	19	691	981	1148
M27	41	19	1022	1452	1700
M30	46	22	1387	1969	2305
M33	50	24	1884	2676	3132
M36	55	27	2418	3435	4020
M39	60		3139	4463	5223
M42	65	32	3872	5515	6453
M45	70		4847	6903	8079
M48	75	36	5849	8330	9748
M52	80		7535	10731	12558
M56	85	41	9394	13379	15656
M60	90		11673	16625	19455
M64	95	46	14041	19998	23402

Lưu ý: Tiêu chuẩn Việt Nam về lực xiết bu lông chỉ áp dụng đối với bu lông mới. Đồng nghĩa với không áp dụng bu lông đã qua sử dụng nhiều lần và những bu lông đã qua xử lý nhiệt luyện.

Theo đó, quy định về hệ số ma sát khi không có dầu hoặc mỡ được thể hiện là µ = 0,14. Đặc biệt, lực xiết bu lông phải được giảm xuống 20% khi dùng trong hệ thống bôi trơn bu lông mạ kẽm.

Kết luận

Thông qua những thông tin đã được chia sẻ, hy vọng các bạn có thể hiểu rõ tiêu chuẩn Việt Nam về lực xiết bu lông, cũng như phạm vi quy định trong 2 tiêu chuẩn này để lựa chọn chính xác được loại bu lông, đai ốc đáp ứng đúng yêu cầu trong hồ sơ thiết kế.

Bên cạnh đó, từ quy định lực xiết bu lông đai ốc, những chiếc cờ lê lực là một công cụ hỗ trợ tuyệt vời có thể giúp ta xác định lực xiết vừa đủ khi ta cần tháo lắp bu lông, cực kỳ thuận tiện cũng như bảo vệ các mối liên kết và bu lông đai ốc.

Các bạn có thể tham khảo các dòng Cờ lê lực của chúng tôi tại đây.