Cấp độ bền cho bulông và đai ốc

Đối với bulông, cấp độ bền được xác định qua hai số, thí dụ 10.9 (mười chấm chín) (Bảng 1 và Hình 1).

Thí dụ: Bulông đầu lục giác ISO 4017 - M12 x 50-10.9. Đối với cách tính độ bền kéo tối thiểu Rm thì lấy số đầu tiên nhân 100. Các giới hạn đàn hồi tối thiểu Re cũng như giới hạn độ giãn R p0,2 được xác định bằng cách nhân số đầu tiên với 10 lần giá trị của số thứ hai. Vì nguy cơ của sự kéo dài còn lại ở bulông không được vượt quá độ bền tối thiểu Re cũng như giới hạn kéo dãn 0,2 Rp0,2. Vì lý do an toàn nên ứng suất cho phép nằm thấp hơn. Điều này được lưu ý với hệ số an toàn ν
Tiết diện bị nguy cơ do chịu áp lực kéo gọi là tiết diện ứng suất A S.Nó được tính toán hoặc lấy từ các bảng (Bảng 2).

Ứng suất kéo σz xảy ra trong bulông được tính bằng cách chia lực kéo F cho tiết diện ứng suất AS:
Với cấp độ bền của bulông tăng thì các bộ phận kết nối vào phải có độ bền kéo tối thiểu cao hơn (Bảng 1) do lực ép bề mặt sẽ lớn lên. Bulông được vặn vào lỗ ren cụt, cần độ sâu vặn vào lớn hơn với độ bền gia tăng của bulông và ren nhỏ, nếu không nó bị kéo dứt ra.
Các loại đai ốc. Các loại đai ốc có độ bền được quy định bằng một số, thí dụ: 10.
Thí dụ: Đai ốc sáu cạnh ISO 4032 - M16 - 10
Bằng cách nhân số này với 100 người ta có được độ bền kéo tối thiểu Rm.Một đai ốc được ghép nối với một bulông, ít nhất phải có độ bền bằng với độ bền của bulông kết nối (Bảng 3).

Đai ốc có cấp độ bền từ 8 trở đi thì phải được đánh dấu (Hình 2)

Đệm hãm ốc (Đệm bulông, long đền)
Nhờ siết chặt có kiểm soát trong bulông tạo ra một lực siết ban đầu F V bảo đảm kết nối bulông được an toàn, thí dụ: khi sử dụng bulông dài mà cần phải bổ sung đệm hãm ốc. Đệm hãm. Lực siết ban đầu có thể bị rão đi qua việc giãn nở của vật liệu, thí dụ: biến dạng dẻo của vít và làm phẳng bề mặt. Làm phẳng là san bằng độ nhám bề mặt phía trong ren và dưới đầu bulông. Hãm bằng vành đệm cân bằng tổng số giãn nở và làm phẳng độ nhám bề mặt cũng như ngăn ngừa không cho phép lực siết ban đầu bị giảm đi.
Vành đệm và lò xo đĩa được liệt kê vào loại hãm bằng vành đệm, hình dạng giống nhau, chỉ khác nhau qua kích thước (Hình 1).

Các bộ phận đàn hồi khác, chẳng hạn như vòng đệm lò xo (đệm chẻ), vòng đệm răng và đĩa vành bánh gai sẽ không có tác dụng nữa khi độ bền bulông lớn hơn 8,8 vì chúng không còn đàn hồi khi chịu ứng lực lớn. Khóa chống xoay. Với kết nối bulông chịu tải động mạnh mẽ theo hướng trục, thì chuyển động trượt có thể xảy ra, thí dụ, giữa những mặt ren của bulông và đai ốc, chuyển động này gây ra biến dạng của kết nối bulông. Điều này có thể làm các kết nối bulông bị long ra và xoay. Khóa chống xoay ngăn ngừa việc long ra và xoay của kết nối bulông. Vít có vành gai, đai ốc có vành gai và keo dán được sử dụng như khóa chống xoay (Hình 2).

Vít có vành gai và đai ốc có vành gai có răng khóa chạy tròn hướng tâm ép lên chi tiết do siết chặt kết nối và ngăn chặn sự tự động long qua khớp. Tính năng hãm của nó còn tốt cho đến khi độ cứng chi tiết thấp hơn độ cứng của răng. Chất kết dính nằm phủ trên ren bulông, được đặt trong các con nhộng nhỏ và được bôi mỏng chung quanh với một chất làm cứng. Khi siết vào làm vỡ con nhộng, chất kết dính và chất làm cứng trộn với nhau và cứng lại trong vòng 24 giờ. Chất kết dính cũng có thể được sử dụng cho các bề mặt được tôi cứng
Khóa chống long kết nối: Kết nối bulông có thể rời nhau hoàn toàn sau khi bị nới lỏng, thí dụ như qua những chấn động. Khóa chống long kết nối ngăn chặn sự tách rời của các cơ phận được ghép vào nhau.
Khóa chống long kết nối được sử dụng, thí dụ như đai ốc hoa với chốt pi, vòng đệm tôn khóa cạnh, đai ốc có rãnh, đai ốc với vòng nhựa, dây khóa và vít bọc nhựa (Hình 3, trang 372).

Siết kết nối bulông
Để siết bulông lục giác bằng tay, người ta thường sử dụng chìa khóa miệng, chìa khóa vòng, chìa khóa ống, các đai ốc rãnh với chìa khóa móc (Hình 1),

bulông trụ lục giác chìm với chìa khóa lục giác, vít rãnh với một tuốc nơ vít (Hình 2).

Kết nối bulông được siết với phương pháp siết bằng mômen xoắn, thí dụ: bằng cần lực siết với mômen xoắn điều chỉnh được (Hình 3).

Trong sản xuất hàng loạt, người ta sử dụng máy siết đai ốc bằng khí nén hay thủy lực với mômen xoắn định trước hay máy siết xung động với lực tác động tiếp tuyến (Hình 4).

Vì ở tất cả các phương pháp siết chặt, phần lớn mômen xoắn được tạo ra theo yêu cầu để vượt qua những ma sát khác biệt đáng kể giữa các đầu bulông hoặc đai ốc và bề mặt tựa và trong các vòng ren, các lực ban đầu dao động rất mạnh. Để đạt được một lực siết ban đầu thì đường kính của bulông phải bảo đảm được chọn đủ lớn. Sự an toàn của kết nối bulông tùy thuộc vào lực siết ban đầu Fv
đạt được khi siết ốc. Khi siết chặt với góc quay được điều khiển thì đầu tiên các bulông được siết chặt với một mômen xoắn nhỏ. Các lực siết ban đầu đạt được đúng bằng cách siết thêm với một góc đã tính trước. Sự phân tán của lực siết ban đầu với phương pháp siết chặt này tương đối nhỏ. Ở siết chặt với giới hạn đàn hồi được điều khiển vật liệu của bulông chịu áp lực đến giới hạn đàn hồi của nó. Như khi siết chặt với góc quay được điều khiển, vít nhỏ hơn có thể được sử dụng vì sự phân tán của các lực siết ban đầu tương đối nhỏ. Các biến đổi nhỏ nhất của lực siết ban đầu được thực hiện bằng kỹ thuật siêu âm. Qua đó người ta sử dụng vít mà trên đầu của nó được trang bị một cảm biến dày khoảng 40 μm. Cảm biến biến đổi một xung điện áp, thí dụ như của chìa khóa trên đầu vít, thành một xung siêu âm, xung siêu âm này được phản xạ từ đuôi vít và nhận được trở lại bởi cảm biến (Hình 5).

Thời gian đi qua phụ thuộc vào tải của vít: với sự gia tăng lực siết ban đầu thì vận tốc của sóng siêu âm giảm. Ngoài ra các sóng siêu âm phải truyền qua một khoảng cách lớn hơn vì sự giãn nở của vít. Sự thay đổi của thời gian truyền tỷ lệ thuận với lực siết ban đầu. Khi đạt đến đúng lực siết định trước thì máy bắn ngừng chạy.
Truyền lực và tải
Một mômen xoắn MA tác động khi siết chặt một đai ốc hoặc bulông (Hình 1).

Qua bướcren (mặt phẳng nghiêng), một lực kéo (Lực siết ban đầu F V) được hình thành trong các thân bulông. Bulông giãn ra bởi lực siết ban đầu (biến dạng đàn hồi). Lực nén FS được tạo ra như là phản lực ứng với lực siết ban đầu, lực này ép các thành phần và siết lại
với nhau (Hình 2).

Với một lực siết ban đầu quá lớn, bulông bị biến dạng dẻo và có thể bị phá vỡ. Bulông phải được siết đúng với lực siết ban đầu.
Nếu không tính đến ma sát thì lực siết tối đa FV chỉ phụ thuộc vào kích thước và vật liệu của bulông. Do ma sát trong các mối ren nên bulông không chỉ bị lực kéo mà còn bị áp lực xoắn. Vì chịu áp lực tổng hợp này nên lực siết tối đa ban đầu bị nhỏ đi khi ma sát tăng (Bảng 1). Các lực siết ban đầu FV được tạo ra bởi mô- men xoắn thắt chặt MA. Trong khi siết chặt bằng tay, mômen xoắn là tích của lực tay F1 và chiều dài hiệu quả của chìa khóa ℓ (Hình 1). Để đạt được lực siết ban đầu theo yêu cầu, các mômen xoắn phải lớn hơn khi ma sát tăng (Bảng 1)
Với nguy cơ mômen xoắn quá lớn làm các bulông bị biến dạng hoặc bị phá hủy, các trị số quy định cao nhất được áp dụng cho mômen xoắn siết chặt có thể lấy được từ các bảng (Bảng 1). Các trị số cho phép trong bảng sẽ vượt quá,nếu cánh tay đòn bẩy ℓ của chìa khóa được nối dài với một ống.