Bulong Lục giác thép đen 10.9 M18x35 DIN 933

Bu lông lục giác thép đen 10.9 M18x35 DIN 933 – ren suốt là bu lông cường độ cao có ren chạy suốt toàn thân, đường kính danh nghĩa 18 mm, chiều dài thân 35 mm, bước ren tiêu chuẩn 2,5 mm và bề mặt thép đen không mạ. Cấp bền 10.9 cho giới hạn bền kéo khoảng 1040 MPa cùng giới hạn chảy khoảng 940 MPa – mức cao nhất thường gặp ở nhóm bu lông thép hợp kim tôi ram phổ thông. Với chiều dài 35 mm, đây là cỡ ngắn thứ hai của dòng M18, phù hợp cho mối ghép mỏng đến trung bình nhưng đòi hỏi lực kẹp rất lớn, làm việc trong môi trường khô ráo, có che chắn.

Bu lông M18x35 DIN 933 ren suốt là gì?

DIN 933 là tiêu chuẩn Đức quy định bu lông đầu lục giác ngoài có ren chạy suốt từ chân đầu tới hết đuôi. Khác với loại ren lửng, ở đây không tồn tại đoạn thân trơn, nên toàn bộ chiều dài thân đều tham gia ăn ren. Điều đó mang lại hai lợi thế thực tế: người lắp có thể điều chỉnh chiều sâu bắt tự do trong phạm vi chiều dài bu lông, và một mã hàng duy nhất phục vụ được nhiều chiều dày cụm khác nhau. Với xưởng bảo trì phải xử lý nhiều loại mặt bích, đặc điểm này giúp giảm số mã tồn kho đáng kể.

Ở cỡ M18x35, chiều dài 35 mm được đo từ mặt tỳ dưới đầu lục giác tới đầu mút thân, không tính chiều cao đầu bu lông. Đầu lục giác có kích thước đối diện s = 27 mm, dùng chung khẩu với các cỡ M18 khác nên thợ chỉ cần một bộ khẩu 27 cho cả dòng. Đường kính ngoài của ren là 18 mm, bước ren 2,5 mm theo hệ mét thô, ăn khớp với đai ốc M18 tiêu chuẩn DIN 934 hoặc lỗ ren gia công sẵn trên thân máy.

Cấp bền 10.9 nghĩa là gì?

Ký hiệu 10.9 dập trên đỉnh đầu bu lông mô tả đặc tính cơ học của vật liệu. Số đứng trước nhân với 100 cho giới hạn bền kéo danh nghĩa, tức khoảng 1000 MPa; số sau dấu chấm là tỉ số giữa giới hạn chảy và giới hạn bền, ở đây là 0,9 nên bu lông bắt đầu biến dạng dẻo quanh mức 900 MPa. Trên thực tế, thép hợp kim tôi ram dùng cho cấp này thường đạt bền kéo khoảng 1040 MPa và giới hạn chảy khoảng 940 MPa, cao hơn rõ rệt so với cấp 8.8 quen thuộc.

Ý nghĩa kỹ thuật của con số ấy là khả năng tạo lực kẹp. Cùng đường kính M18, một bu lông cấp 10.9 giữ được lực siết trước lớn hơn cấp 8.8 khoảng 25 phần trăm, nhờ đó mối ghép chịu tải động và rung tốt hơn mà không cần tăng số lượng bu lông. Đổi lại, vật liệu cứng hơn nên độ dai va đập ở nhiệt độ thấp giảm và bu lông nhạy hơn với hiện tượng giòn hydro nếu bị mạ điện không đúng quy trình – một lý do khiến bản thép đen được ưa dùng trong nhiều ứng dụng cường độ cao.

Phân biệt DIN 933 (ren suốt) và DIN 931 (ren lửng)

Hai tiêu chuẩn cùng mô tả bu lông đầu lục giác ngoài, điểm khác nằm ở phần thân. DIN 933 ren suốt toàn thân, thiên về giữ chặt và chịu kéo, linh hoạt khi chiều dày cụm thay đổi. DIN 931 chừa một đoạn thân trơn sát dưới đầu, đoạn trơn này có đường kính lớn hơn đường kính chân ren nên chịu cắt tốt hơn và định vị chính xác hơn khi lỗ được khoan doa sát cỡ.

Nguyên tắc chọn khá đơn giản: nếu mặt phân cách của mối ghép nằm đúng vào vùng thân bu lông và tải trọng có thành phần cắt đáng kể, hãy dùng DIN 931 để mặt cắt đi qua phần thân trơn. Nếu mối ghép chủ yếu chịu kéo, chiều dày cụm mỏng hoặc thay đổi nhiều, DIN 933 ren suốt là lựa chọn hợp lý và tiết kiệm hơn. Ở dải chiều dài ngắn như 35 mm, DIN 933 gần như là phương án duy nhất vì DIN 931 không sản xuất phổ biến dưới 70 mm cho cỡ M18.

Mô-men siết và lực kẹp cho bu lông M18

Bu lông M18 cấp 10.9 lắp khô, ren và mặt tỳ sạch, thường được siết trong khoảng 410–460 Nm. Mức mô-men này tạo ra lực kẹp trước khoảng 135–155 kN, tương đương sức nặng hơn 13 tấn ép lên mặt phân cách. Con số cụ thể phụ thuộc hệ số ma sát: nếu bôi mỡ hoặc dầu lên ren và mặt tỳ, cùng một lực kẹp chỉ cần mô-men thấp hơn 15–25 phần trăm, nên giữ nguyên giá trị khô sẽ làm bu lông quá tải.

Mức 410–460 Nm là mô-men lớn, không thể đạt bằng cờ lê vòng thông thường. Thực tế cần cờ lực dải rộng có tay đòn dài, khẩu tuýp 27 loại chịu lực và nếu có thể là bộ nhân lực hoặc súng siết thủy lực khi phải siết hàng loạt. Với mối ghép quan trọng, nên siết theo hai hoặc ba bước: 40 phần trăm, 70 phần trăm rồi mới tới giá trị đích, siết chéo đối xứng để mặt bích khép đều.

Cần nhớ rằng mô-men chỉ là phương tiện gián tiếp để tạo lực kẹp. Phần lớn mô-men bị tiêu hao vào ma sát ở ren và mặt tỳ, chỉ khoảng 10–15 phần trăm thực sự chuyển thành lực dọc trục. Vì vậy bề mặt ren sạch, không xước, không dính hạt mài là điều kiện bắt buộc để giá trị siết phản ánh đúng lực kẹp mong muốn.

Bề mặt thép đen: đặc điểm và lưu ý chống gỉ

Bu lông thép đen không có lớp kẽm bảo vệ. Bề mặt là thép trần sau nhiệt luyện, thường phủ một lớp oxit đen mỏng cùng màng dầu chống gỉ tạm thời. Ưu điểm là giá thành thấp, biên dạng ren giữ đúng dung sai vì không bị lớp mạ làm dày thêm, và tránh hoàn toàn rủi ro giòn hydro do mạ điện – vấn đề đáng lo với vật liệu cấp 10.9.

Nhược điểm là khả năng chống ăn mòn hạn chế. Lớp dầu chỉ bảo vệ trong thời gian lưu kho và vận chuyển, không thay thế được lớp phủ lâu dài. Vì vậy nên dùng bu lông thép đen ở vị trí trong nhà, có che chắn, khô ráo, hoặc ở nơi cụm ghép được sơn phủ sau khi lắp. Nếu vị trí lắp thường xuyên tiếp xúc nước, hơi hoá chất hoặc ngoài trời, nên chuyển sang bản mạ kẽm hoặc inox tương đương.

Chiều dày kẹp phù hợp của cỡ 35 mm

Với chiều dài thân 35 mm, cần trừ chiều cao đai ốc M18 khoảng 15 mm, long đền phẳng khoảng 3 mm và phần ren nhô ra sau đai ốc tối thiểu hai đến ba bước ren, tức khoảng 5–7 mm. Phần còn lại dành cho cụm ghép rơi vào khoảng 8–12 mm. Nếu bắt vào lỗ ren gia công trên thân máy thay vì dùng đai ốc, chiều sâu ăn ren nên đạt tối thiểu 1,5 lần đường kính, tức khoảng 27 mm với gang, và khoảng 18–20 mm với thép – khi đó chiều dày tấm trên chỉ còn rất mỏng.

Đây là lý do cỡ 35 mm nên được chọn có chủ đích chứ không phải chọn dư cho chắc. Bu lông quá dài khiến đai ốc không siết tới mặt tỳ; bu lông quá ngắn làm ren ăn thiếu và nguy cơ tuột ren dưới lực kẹp 135–155 kN là rất thật. Trước khi đặt hàng, hãy đo lại tổng chiều dày thực tế của cụm, cộng thêm bề dày long đền và đối chiếu với dải khuyến nghị ở trên.

Ứng dụng: mặt bích bơm ly tâm và chân đế động cơ điện

Cỡ M18x35 DIN 933 rất hợp với cụm mặt bích bơm ly tâm cỡ trung và lớn, nơi thân bơm được bắt vào giá đỡ hoặc vào bích ống bằng một vòng bu lông ngắn. Ở đây chiều dày mặt bích thường chỉ khoảng 10 mm nhưng yêu cầu lực kẹp phải đủ lớn để gioăng làm kín không bị đẩy bung dưới áp suất và để mối ghép không xê dịch dưới rung do mất cân bằng cánh bơm.

Ứng dụng thứ hai là chân đế động cơ điện và cụm bắt hộp giảm tốc lên bệ máy. Động cơ cỡ 15–75 kW sinh mô-men phản lực đáng kể khi khởi động và đảo chiều; lực này truyền thẳng xuống bốn bu lông chân đế dưới dạng tải nhổ và tải trượt xen kẽ. Bu lông cấp 10.9 giữ lực kẹp đủ lớn để ma sát giữa chân đế và bệ đảm nhận phần tải trượt, thay vì để thân bu lông chịu cắt trực tiếp – cách bố trí đúng nguyên lý của mối ghép ma sát.

Ngoài hai nhóm trên, chiều dài 35 mm còn thường gặp ở nắp ổ đỡ, giá bắt xy lanh thủy lực công suất vừa, mặt bích khớp nối trục và các tấm bản mã dày 8–12 mm trong kết cấu khung máy. Điểm chung của những vị trí này là cụm ghép mỏng, không gian thao tác chật nhưng tải trọng lại lớn, đúng vùng làm việc mà bu lông ren suốt cấp 10.9 phát huy hiệu quả nhất.

Chọn đai ốc, long đền và dụng cụ đồng bộ

Bu lông cấp 10.9 phải đi cùng đai ốc cấp tương đương, tối thiểu là cấp 10 theo DIN 934 hoặc ISO 4032. Dùng đai ốc cấp 8 cho bu lông 10.9 là sai lệch phổ biến và nguy hiểm: ren đai ốc sẽ tuột trước khi bu lông đạt lực kẹp thiết kế. Long đền phẳng nên chọn loại cứng theo DIN 125 hoặc bản dày DIN 7349 khi mặt tỳ là thép mềm, nhôm hoặc gang, để tránh lún mặt vật liệu dưới áp suất tiếp xúc rất cao.

Về dụng cụ, cần khẩu tuýp 27 loại 6 cạnh dày dùng cho súng hoặc cờ lực, tay nối chịu mô-men trên 500 Nm và cờ lực đã hiệu chuẩn trong khoảng làm việc 300–600 Nm. Nếu mối ghép chịu rung mạnh, có thể bổ sung keo khoá ren cường độ trung bình hoặc long đền khoá kiểu nêm; lưu ý keo làm thay đổi ma sát nên phải điều chỉnh mô-men theo hướng dẫn của nhà sản xuất keo.

Hướng dẫn lắp đặt và bảo quản

Trước khi lắp, kiểm tra ren bu lông và ren đai ốc còn nguyên, không móp, không dính ba via hay hạt mài. Làm sạch lỗ bắt và mặt tỳ, loại bỏ sơn dày hoặc gỉ bám vì lớp này sẽ lún dần sau vài giờ vận hành và làm mất lực kẹp. Lắp long đền phẳng dưới đầu bu lông và dưới đai ốc, quay đai ốc bằng tay đến khi chạm mặt để chắc chắn ren ăn đúng, sau đó mới dùng dụng cụ.

Siết theo trình tự chéo đối xứng, chia làm hai đến ba bước tăng dần tới 410–460 Nm. Với cụm có gioăng, nên siết lại một lượt sau khi máy chạy ổn định vài giờ để bù phần gioăng lún. Không dùng lại bu lông cấp 10.9 đã siết tới giới hạn ở những mối ghép quan trọng, vì vật liệu có thể đã biến dạng dẻo cục bộ ở vùng chân ren.

Về bảo quản, giữ bu lông trong thùng kín, nơi khô, kê cao khỏi nền để tránh hơi ẩm. Không tháo bỏ lớp dầu bảo vệ trước khi thực sự dùng đến. Nếu tồn kho dài ngày trong xưởng có hơi nước hoặc gần khu vực rửa thiết bị, nên bọc lại bằng túi chống ẩm và kiểm tra định kỳ; vết gỉ bám trên ren làm hệ số ma sát tăng vọt và khiến giá trị mô-men siết mất ý nghĩa.

Câu hỏi thường gặp

Bu lông M18 dùng khẩu số mấy? Đầu lục giác có kích thước đối diện s = 27 mm, nên dùng khẩu tuýp 27 loại chịu lực, không dùng khẩu mỏng dành cho đai ốc mỏng.

Siết bao nhiêu là đủ? Khoảng 410–460 Nm khi ren và mặt tỳ khô sạch. Nếu bôi trơn ren, giảm 15–25 phần trăm so với giá trị này để tránh kéo quá giới hạn chảy.

Thép đen dùng ngoài trời được không? Không nên. Bề mặt không mạ chỉ có màng dầu tạm thời, sẽ gỉ nhanh khi gặp mưa nắng. Ngoài trời nên dùng bản mạ kẽm hoặc inox 304, 316.

Chiều dày cụm bao nhiêu thì hợp với cỡ 35 mm? Khoảng 8–12 mm khi dùng đai ốc và một long đền phẳng. Nếu bắt vào lỗ ren, cần tính lại theo chiều sâu ăn ren tối thiểu 1,5 lần đường kính.

Có thể thay bằng cấp 8.8 cùng cỡ không? Được về mặt lắp lẫn, nhưng lực kẹp giảm khoảng 25 phần trăm và mô-men siết phải hạ tương ứng. Chỉ thay khi tính toán mối ghép cho phép.

Ren suốt có tự nới lỏng dễ hơn ren lửng không? Không. Khả năng giữ chặt phụ thuộc lực kẹp đạt được và độ đàn hồi của mối ghép, không phụ thuộc việc thân có đoạn trơn hay không.

Lời kết

Bu lông lục giác thép đen 10.9 M18x35 DIN 933 ren suốt là giải pháp cường độ cao cho mối ghép mỏng cần lực kẹp rất lớn, đặc biệt ở mặt bích bơm và chân đế động cơ. Chọn đúng chiều dài theo chiều dày cụm, dùng đai ốc cấp tương đương và siết đúng 410–460 Nm là ba điều kiện quyết định độ bền của mối ghép. Liên hệ Ánh Dương để được tư vấn chọn cỡ và kiểm tra tồn kho.

Sản phẩm liên quan

• Bu lông M18x30 DIN 933 ren suốt – cỡ ngắn hơn kế tiếp
• Bu lông M18x40 DIN 933 ren suốt – chiều dài lớn hơn kế tiếp
• Bu lông M18x70 DIN 931 ren lửng – bản thân trơn chịu cắt
• Bu lông M18x35 DIN 933 mạ kẽm 10.9 – dùng nơi ẩm hoặc ngoài trời