Công thức tính lực kéo của bu lông

Trong đó: 

T: Lực siết ốc [N.m]

K: Hệ số lực siết

Hệ số lực siết là giá trị được xác định bởi hệ số ma sát của phần ốc và bề mặt tựa. Giá trị khác nhau tùy thuộc vào vật liệu, độ nhám bề mặt, việc sử dụng lớp mạ hoặc dầu, v.v., Hệ số lực siết khoảng 0,15 đến 0,25.

d: Đường kính ốc

F: Lực kéo trục

Lực kéo tạo ra theo hướng trục của ốc vít/bu lông khi được siết.

Bên dưới bạn đọc có thể tham khảo cách tính lực siết ốc theo kích thước ốc/bu lông theo tiêu chuẩn:

Ngoài ra bạn cũng có thể tra lực siết bu lông theo tiêu chuẩn ISO:

Lực kéo đứt của bu lông – Trong thế giới bu lông ốc vít, bạn thường nghe thấy thuật ngữ như khả năng chịu tải, độ bền uốn, độ bền kéo xung quanh câu chuyện về bu lông ốc vít. Đối với những người không chuyên thì khái niệm này vẫn là khá mới, thậm chí những người làm nghề có khi cũng không hiểu hết ý nghĩa và mức độ quan trọng các thông số trên tới chất lượng của bu lông ốc vít.

Vì vậy tôi nghĩ rằng tôi sẽ dành một bài đăng trên blog thegioibulongocvit.vn để giúp các bạn xác định chúng và mối quan hệ của chúng với nhau.

Khả năng chịu tải, lực uốn, độ bền kéo chính là những con số được đặt ra dựa tiêu chuẩn mà bu lông ốc vít đó phải đáp ứng mới đảm bảo yêu cầu chất lượng tương ứng với cấp bền. Ví dụ: Theo tiêu chuẩn ASTM, đối với bu lông cấp bền 8.8 thì khả năng chịu tải sẽ là 580 N/mm2, khả năng chịu uốn là 640 N/mm2 và độ bền kéo 800 N/mm2.

Không phải tất cả tiêu chuẩn đều yêu cầu kiểm tra cả 3 thông số này. Khả năng chịu lực và độ bền uốn thì kiểm tra tương tự nhau vì vậy một vài tiêu chuẩn người ta chỉ quy định kiểm tra 2 thông số là khả năng chịu tải và độ bền kéo như trong tiêu chuẩn SAE J429.

Trước khi tôi nói riêng từng thuật ngữ một, tôi sẽ nói thêm một chút về lực tác động lên bu lông đang đề cập ở đây. Tất cả ba thuật ngữ đang đề cập đến khả năng chịu lực của bu lông có thể giữ được khi kéo từ 2 đầu bu lông như sau:

Để kiểm tra được lực này, chúng ta cần dùng tới một máy kéo giống như sau:

Như bạn thấy, bu lông thì được đưa vào khe ở giữa 2 hàm máy kiểm tra và máy sẽ tác dụng một lực dọc lên bu lông. Máy sẽ đo khả năng chịu đựng của bu lông cho đến khi bị tác động đủ lực, cho đến khi bu lông bị đứt hoặc vỡ… phụ thuộc phương pháp kiểm tra. Tiếp theo sẽ là cách thức tiến hành kiểm tra.

Khả năng chịu lực [tải] là gì?

Khả năng chịu lực [tải] là giá trị lực mà bu lông đó phải chịu được mà không có bất kỳ biến dạng nào. Như ở ví dụ trên, để vượt qua bài kiểm tra khả năng chịu lực, mẫu bu lông 8.8 phải có thể giữ được lực nhỏ nhất là 580 N/mm2 trong vòng 10 giây mà không bị biến dạng. Kích thược mẫu bu lông sẽ được đo chi tiết để đảm bảo trước sau bài kiểm tra không có sai lệch.

Khả năng chịu lực uốn là gì?

Lực uốn là lực được thực hiện tại 1 điểm trên bu lông mà bu lông không bị biến dạng. Khi tác động đủ lực, thép sẽ bị căng ra. Nếu lực tác dụng đủ thấp thì thép sẽ co giãn trở lại hình dạng ban đầu khi lực được loại bỏ. Điểm lực uốn là điểm lực đủ lớn để bu lông bị căng ra và không trở lại hình dạng ban đầu. Giá trị lực tại điểm này chính là lực uốn. Trong ví dụ trên, mẫu bu lông 8.8 cần phải chịu được lực uốn nhỏ nhất là 640 N/mm2 thì mới có thể vượt qua được bài kiểm tra.

Lực bền kéo là gì?

Độ bền kéo của bu lông hay độ bền kéo cuối cùng là lực tác dụng để kéo đứt bu lông. Để kiểm tra lực bền kéo, chúng tôi đặt thêm một cái nêm được đặt dưới đầu mũ của bu lông và lực được áp dụng cho đến khi bu lông bị đứt như hình ảnh sau:

Nêm được sử dụng bởi vì nó sẽ tác dụng thêm lực nén giữa đầu mũ bu lông và thân bu lông. Điều này đảm bảo tính nguyên vẹn tuyệt đối của điểm này [mũ bu lông và thân bu lông]. Nếu bu lông bị đứt ở lực tác động lớn hơn lực nhỏ nhất yêu cầu của tiêu chuẩn thì mẫu bu lông đó đã vượt qua bài kiểm tra. Tuy nhiên, việc phá hủy của bu lông trong quá trình kiểm tra phải không được sảy ra tại điểm giữa đầu mũ và thân bu lông. Nếu việc phá vỡ sảy ra ở đây thì bu lông đó bị lỗi và không vượt qua bài kiểm tra.

Tóm lại, khả năng chịu tải là khả năng chịu đựng của bu lông khi tiến hành tác dụng lực quy định mà bu lông không bị biến dạng. Lực chịu tải là lực nhỏ nhất trong 3 lực kiểm tra, lực chịu uốn là lực tác động mà bu lông không bị biến dạng. lực này lớn hơn lực chịu tại và cuối cùng là lực bền kéo là lực lớn nhất mà điểm đó bu lông bị phá vỡ.

Vì vậy, việc sản xuất bu lông đúng tiêu chuẩn là việc làm rất quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng bu lông và độ an toàn trong suốt quá trình sử dụng mà chúng ta cần thực hiện và áp dụng đúng.

Bài viết liên quan:

Ký hiệu cấp độ bền của bu lông và khả năng chịu lực

Hướng dẫn cách xiết bu lông cường độ cao trong các mối nối của kết cấu thép

Kiến thức bu lông cường độ cao

Bộ tiêu chuẩn DIN cho các sản phẩm bu lông ốc vít