Lực siết bulong tiêu chuẩn là bao nhiêu? Bảng tra và cách xác định

Đảm bảo độ chính xác của lực siết là rất quan trọng trong nhiều ngành nghề, đặc biệt là trong lĩnh vực bảo trì ô tô và sản xuất máy móc. Vậy lực siết bu lông chính xác là gì? Làm thế nào để tham khảo bảng lực siết bu lông tiêu chuẩn? Hãy cùng Bulong Thanh Hải tìm hiểu sâu hơn trong bài viết này! 

Lực siết bulong tiêu chuẩn là gì?

Lực siết bu lông tiêu chuẩn, hay còn gọi là mô-men siết, là lực vặn vừa đủ đặt lên đầu bu lông hoặc đai ốc (được đo bằng N⋅m). Lực này gây ra độ căng và lực giữ chặt các bộ phận cơ khí với nhau theo đúng yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo mối ghép không bị lỏng hoặc gãy do bị siết quá chặt.

Lực siết của bu lông có tác động trực tiếp đến độ bền và hiệu suất làm việc của nó trong các ứng dụng cơ học. Siết bu lông với lực chính xác giúp giữ cho bu lông luôn căng, ngăn chặn các bộ phận bị lỏng hoặc gãy trong quá trình hoạt động. 

Xem thêm: Bảng tra kích thước bulong neo chi tiết và chính xác

Tiêu chuẩn lực siết bulong

Một số tiêu chuẩn phổ biến thường được tham khảo gồm:

TCVN 1916:1995

TCVN 1916:1995 – Bu lông, vít, vít cấy và đai ốc – Yêu cầu kỹ thuật quy định các yêu cầu về vật liệu, cơ tính, bề mặt và đặc tính kỹ thuật của chi tiết ren hệ mét có đường kính từ 1–48 mm.

Tiêu chuẩn này chủ yếu giúp xác định đặc tính và cấp bền của bulong, không phải tiêu chuẩn để tra trực tiếp mô-men siết.

TCVN 8298:2009

TCVN 8298:2009 áp dụng cho thiết bị cơ khí, kết cấu thép và các liên kết bằng bulong trong công trình thủy lợi, thủy điện. 

ISO 898-1

ISO 898-1 quy định về cơ tính và tính chất vật lý của bulong, vít, vít cấy bằng thép carbon hoặc thép hợp kim theo các cấp bền xác định. Tiêu chuẩn này không đưa ra bảng mô-men siết chung mà chủ yếu liên quan đến cấp bền và cơ tính của bulong.

ISO 16047

ISO 16047 quy định phương pháp thử nghiệm mối quan hệ giữa mô-men siết và lực kẹp của bulong, vít, vít cấy và đai ốc. Đây là tiêu chuẩn phù hợp khi cần đánh giá mối quan hệ giữa lực siết và lực kẹp trong điều kiện thử nghiệm cụ thể.

ASTM F3125/F3125M

ASTM F3125/F3125M quy định yêu cầu đối với bulong kết cấu cường độ cao. Tiêu chuẩn này hiện đã tích hợp các yêu cầu trước đây của ASTM A325.

Do đó, khi tham khảo tiêu chuẩn hiện hành cho bulong kết cấu cường độ cao, nên sử dụng ASTM F3125/F3125M thay vì xem ASTM A325 như một tiêu chuẩn độc lập còn hiệu lực.

DIN 933

DIN 933 là tiêu chuẩn liên quan đến bulong/vít đầu lục giác có ren suốt, không phải tiêu chuẩn quy định lực siết.

Tiêu chuẩn DIN 933 cũ đã được thay thế trong hệ thống tiêu chuẩn hiện hành bằng ISO 4017/DIN EN ISO 4017. Vì vậy, không nên sử dụng DIN 933 làm căn cứ để xác định lực siết bulong.

Cách tính lực siết bulong tiêu chuẩn chính xác

Công thức để tính lực siết bu lông chủ yếu được dùng để xác định mô-men xoắn cần thiết khi tiến hành siết:

T = K⋅F⋅d

Trong công thức này:

• T: Là mô-men xoắn thiết yếu để siết bu lông (N·m).
• K: Là hệ số ma sát.
• F: Là lực căng ban đầu (preload force), tức là lực mà bu lông phải chịu khi được siết chặt. 
• d: Là đường kính danh nghĩa của bu lông (mm).

Các bước để tính lực siết bu lông:

• Bước 1: Đo đường kính bu lông (d): Cần đo đường kính ngoài của ren bu lông. Ví dụ, bu lông M10 có đường kính là 10 mm.
• Bước 2: Tìm hệ số ma sát (K): Hệ số ma sát phụ thuộc vào việc bu lông có được bôi trơn hay không. Thông thường, giá trị K nằm trong khoảng từ 0.1 đến 0.3. Nếu bu lông được bôi trơn, hệ số này sẽ thấp hơn.
• Bước 3: Tính lực căng (F): Lực căng F có thể được tính bằng công thức: F = Smax / Kf (Smax là lực tối đa mà bu lông có thể chịu đựng, được xác định dựa trên độ bền của vật liệu và cấp bền của bu lông; Kf là hệ số kéo căng tương ứng với chất liệu và cấp bền của bu lông.)
• Bước 4: Tính mô-men xoắn (T): Khi đã có các giá trị cần thiết (K, F, d), sử dụng công thức đã nêu để tính mô-men xoắn cần thiết.

Tham khảo thêm: Quy cách bulong neo: Kích thước và thông số chi tiết

Bảng tra lực siết bulong tiêu chuẩn

Dưới đây là bảng tham khảo về lực siết của bu lông dựa trên kích thước và cấp độ bền của chúng (theo các tiêu chuẩn phổ biến): 

Hướng dẫn cách tra bảng lực siết bu lông

Xác định các thông số cần thiết:

Trước khi tra cứu bảng, bạn cần nắm một số thông tin cơ bản về bu lông:

• Đường kính danh nghĩa của bu lông (M): Ví dụ như M6, M8, M10, M12…
• Cấp bền của bu lông: Thông thường được ghi trên đầu bu lông, ví dụ như 4.6, 8.8, 10.9, 12.9. Cấp bền càng cao thì khả năng chịu lực của bu lông càng lớn.
• Loại vật liệu: Có thể là bu lông thép, inox hoặc các hợp kim đặc biệt.
• Trạng thái bôi trơn: Sự có mặt của dầu nhớt trên bu lông có thể làm giảm lực ma sát và ảnh hưởng đến lực siết.

Cách tra bảng lực siết:

• Bước 1: Xác định cột phù hợp trong bảng: Lục tìm theo đường kính bu lông (M). Ví dụ: Nếu bu lông là M12, bạn cần tìm dòng tương ứng với M12.
• Bước 2: Tra cứu theo cấp bền của bu lông: Xác định cấp bền của bu lông, ví dụ như 8.8, 10.9, hoặc 12.9. Chọn cột mô-men xoắn (Nm) phù hợp với cấp bền đó.
• Bước 3: Xem xét trạng thái bề mặt: Nếu bu lông đã được bôi trơn, thường bạn cần giảm lực siết khoảng 10 - 20% so với mức chuẩn trong bảng lực siết.
• Bước 4: Kiểm tra lại yêu cầu thiết kế: Nếu có tài liệu kỹ thuật từ nhà sản xuất hoặc tiêu chuẩn cụ thể, bạn cần đối chiếu để đảm bảo giá trị là chính xác.

Ngoài ra, khi kiểm tra bảng siết bu lông, bạn cần chú ý đến một số điểm quan trọng:

• Không siết quá mức quy định: Siết vượt quá mô-men xoắn có thể làm hỏng ren hoặc làm đứt bu lông.
• Không siết không đủ lực: Siết thiếu lực sẽ khiến bu lông bị lỏng trong quá trình hoạt động.
• Tham khảo bảng lực siết chuẩn: Luôn luôn dùng bảng tra lực từ nhà sản xuất hoặc các tiêu chuẩn quốc tế.

Các phương pháp kiểm tra và đo lực siết bulong

Dưới đây là các phương pháp kiểm tra thường được sử dụng:

Kiểm tra bằng trực giác

Phương pháp này dựa vào sự cảm nhận và kinh nghiệm của người thực hiện để đánh giá lực siết của bu lông. Mặc dù tiện lợi và nhanh chóng, nhưng phương pháp này thiếu độ chính xác và không khách quan.

Kiểm tra với dụng cụ đo mô men xoắn

Sử dụng các thiết bị đo mô men xoắn để xác định mô men xoắn của bu lông đã được siết. Sau đó, tính toán lại lực siết của bu lông. Phương pháp này mang lại kết quả chính xác và khách quan, nhưng có thể mất thời gian và làm thay đổi lực siết ban đầu.

Kiểm tra bằng thiết bị đo lực kéo

Thiết bị đo lực căng được áp dụng để kiểm tra lực căng của bu lông sau khi siết. Phương pháp này cho kết quả chính xác hơn so với cảm quan vì đo trực tiếp lực căng, từ đó xác định bu lông có đủ độ chặt để đảm bảo an toàn cho kết cấu hay không.

Kiểm tra với cờ lê lực

Sử dụng cờ lê lực cầm tay để đo lực siết sau khi ốc đã được khóa. Có thể dùng cờ lê cơ hoặc cờ lê kỹ thuật số. Lực sẽ được ghi nhận ngay khi ốc bắt đầu di chuyển trở lại hoặc khi tháo ra; thường lực tháo sẽ nhỏ hơn khoảng 75% so với lực siết.

Đo độ dãn của bu lông

Sử dụng thiết bị đo độ dãn, như đồng hồ so hoặc cảm biến vị trí, để đánh giá mức độ dãn dài của bu lông khi siết chặt. Phương pháp này cho phép xác định tình trạng bu lông một cách chính xác hơn nhưng cần thiết bị có độ nhạy cao. 

Có thể quan tâm: Bulong cho điện mặt trời áp mái: Các loại phổ biến và cách chọn

Lỗi thường gặp khi siết bulong

Trong quá trình lắp đặt, siết bulong không đúng kỹ thuật có thể làm giảm độ chắc chắn của mối nối hoặc ảnh hưởng đến tuổi thọ của bulong. Một số lỗi thường gặp gồm:

• Siết quá lực: Có thể làm giãn, biến dạng hoặc hư hỏng ren bulong, đai ốc và các chi tiết liên kết.
• Siết chưa đủ lực: Khiến mối nối không đủ chắc chắn, dễ phát sinh tình trạng lỏng bulong do rung động hoặc tác động của tải trọng.
• Không sử dụng cờ lê lực: Siết bằng cảm tính khiến lực siết không đồng đều và khó kiểm soát độ chính xác.
• Chọn sai bulong hoặc cấp bền: Sử dụng bulong không phù hợp với tải trọng và điều kiện làm việc có thể ảnh hưởng đến độ an toàn của kết cấu.
• Không kiểm soát điều kiện ma sát: Dầu mỡ, lớp phủ bề mặt hoặc tình trạng ren có thể làm thay đổi mối quan hệ giữa mô-men siết và lực kẹp.
• Siết không đúng trình tự: Với các mối nối có nhiều bulong, siết sai thứ tự có thể khiến lực phân bố không đều và làm biến dạng chi tiết.
• Không kiểm tra sau khi siết: Bỏ qua bước kiểm tra có thể khiến các bulong bị lỏng hoặc sai lực siết mà không được phát hiện kịp thời.

Bulong Thanh Hải đã tổng hợp những thông tin cần thiết về lực siết bulong, từ các yếu tố ảnh hưởng đến cách xác định và kiểm soát lực siết phù hợp. Hy vọng những chia sẻ trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về lực siết bulong tiêu chuẩn và lựa chọn phương pháp siết phù hợp với từng mối nối. Nếu đang có nhu cầu mua bulong liên kết, bulong neo, tắc kê và phụ kiện liên kết chất lượng, hãy liên hệ Bulong Thanh Hải 0918079227 để được tư vấn sản phẩm và báo giá chi tiết.