Bulong Lục giác thép đen 10.9 M18x40 DIN 933

Bu lông lục giác thép đen 10.9 M18x40 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 40 mm, bước ren 2,5 mm và bề mặt thép đen không mạ. Cấp bền 10.9 tương ứng giới hạn bền kéo khoảng 1040 MPa và giới hạn chảy khoảng 940 MPa. Với tỉ lệ chiều dài trên đường kính 2.2 và khoảng 16 bước ren trên thân, cỡ 40 mm phục vụ tốt nhóm mối ghép mỏng đến trung bình có bản mã dày quanh 15 mm, nơi lực kẹp yêu cầu rất lớn và môi trường làm việc khô ráo, có che chắn.

Bu lông M18x40 DIN 933 ren suốt là gì?

DIN 933 là tiêu chuẩn Đức cho bu lông đầu lục giác ngoài có ren chạy suốt từ chân đầu tới hết đuôi. Không tồn tại đoạn thân trơn, nên mọi mặt cắt trên thân đều là mặt cắt qua ren. Cách bố trí này cho phép điều chỉnh chiều sâu bắt tự do và dùng chung một mã hàng cho nhiều chiều dày cụm khác nhau, giúp xưởng bảo trì giảm số mã tồn kho mà vẫn đáp ứng được nhiều vị trí lắp.

Chiều dài 40 mm được đo từ mặt tỳ dưới đầu lục giác tới đầu mút thân, không tính chiều cao đầu bu lông. Đầu có kích thước đối diện s = 27 mm nên dùng chung khẩu 27 với toàn bộ dòng M18. Ren hệ mét thô bước 2,5 mm ăn khớp với đai ốc M18 theo DIN 934 hoặc lỗ ren taro sẵn trên thân máy, tổng cộng khoảng 16 vòng ren hữu ích trên thân.

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 100 cho giới hạn bền kéo danh nghĩa khoảng 1000 MPa; phần 0.9 là tỉ số chảy trên bền, tức bu lông bắt đầu biến dạng dẻo quanh 900 MPa. Thép hợp kim tôi ram dùng cho cấp này trên thực tế thường đạt bền kéo khoảng 1040 MPa và giới hạn chảy khoảng 940 MPa.

Ý nghĩa thực tế nằm ở lực kẹp. Cùng đường kính M18, bu lông cấp 10.9 giữ được lực siết trước lớn hơn cấp 8.8 khoảng một phần tư, 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 giòn hydro nếu mạ điện không đúng quy trình.

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

Cả hai đều là bu lông đầu lục giác ngoài, khác nhau 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 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 rõ: nếu mặt phân cách của mối ghép nằm đúng vùng thân và tải có thành phần cắt đáng kể, hãy dùng DIN 931 để mặt cắt đi qua phần trơn. Nếu mối ghép chủ yếu chịu kéo hoặc chiều dày cụm thay đổi nhiều, DIN 933 là lựa chọn hợp lý và tiết kiệm hơn.

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, tạo lực kẹp trước khoảng 135–155 kN – tương đương sức nặng trên 13 tấn ép lên mặt phân cách. Giá trị cụ thể phụ thuộc hệ số ma sát: bôi mỡ hoặc dầu lên ren và mặt tỳ thì cùng một lực kẹp chỉ cần mô-men thấp hơn 15–25 phần trăm.

Mức 410–460 Nm không thể đạt bằng cờ lê vòng thông thường. Cần cờ lực dải rộng có tay đòn dài, khẩu tuýp 27 loại chịu lực, và nếu siết hàng loạt thì nên dùng bộ nhân lực hoặc súng siết thuỷ lực. Với mối ghép quan trọng, siết theo ba bước 40, 70 rồi 100 phần trăm giá trị đích, theo trình tự chéo đối xứng để mặt bích khép đều.

Cần nhớ mô-men chỉ là phương tiện gián tiếp 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 ren sạch, không xước, không dính hạt mài là điều kiện bắt buộc để con số trên cờ lực 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 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. Nên dùng bu lông thép đen ở vị trí trong nhà, khô ráo, có che chắn, hoặc nơi cụm ghép được sơn phủ sau khi lắp. Nếu vị trí thường xuyên tiếp xúc nước, hơi hoá chất hoặc ngoài trời, hãy chuyển sang bản mạ kẽm hoặc inox tương đương.

Chiều dày kẹp phù hợp của cỡ 40 mm

Với chiều dài thân 40 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 5–7 mm. Phần còn lại dành cho cụm ghép rơi vào khoảng 13-17 mm. Nếu bắt trực tiếp vào lỗ ren trên thân máy, chiều sâu ăn ren nên đạt tối thiểu 1,5 lần đường kính với thép và khoảng 2 lần với gang hoặc nhôm.

Chọn chiều dài nên xuất phát từ số đo thực tế chứ không lấy dư cho chắc. Bu lông dài quá khiến đai ốc chạm hết ren mà chưa ép tới mặt tỳ; ngắn quá thì ren ăn thiếu và nguy cơ tuột ren dưới lực kẹp 135–155 kN là rất thật. Hãy đo tổng chiều dày cụm, cộng bề dày long đền và đối chiếu với dải 13-17 mm ở trên trước khi đặt hàng.

Ứng dụng: gối đỡ vòng bi và giá bắt hộp giảm tốc

Cỡ M18x40 DIN 933 thường thấy ở gối đỡ vòng bi kiểu SN, SNL hay gối bích cỡ lớn, nơi thân gối được bắt xuống bệ máy bằng hai tới bốn bu lông. Chân gối đúc thường dày 14–16 mm, cộng thêm long đền và tấm căn chỉnh mỏng là vừa khít dải kẹp của cỡ 40 mm. Yêu cầu ở đây không phải chịu cắt mà là giữ gối tuyệt đối bất động dưới tải hướng kính thay đổi liên tục.

Nhóm ứng dụng thứ hai là giá bắt hộp giảm tốc trục vít hoặc bánh răng trụ lên khung máy. Khi hộp giảm tốc khởi động có tải, mô-men phản lực dồn vào chân đế theo hướng nhổ một bên và ép một bên. Với lực kẹp 135–155 kN trên mỗi bu lông, ma sát giữa chân hộp và khung đủ lớn để mối ghép không rung theo chu kỳ đóng cắt, nhờ đó độ đồng trục giữa hộp giảm tốc và động cơ được giữ ổn định lâu dài.

Ngoài ra, chiều dài 40 mm còn hợp với nắp ổ đỡ hai nửa, giá bắt xy lanh thuỷ lực cỡ vừa, mặt bích trung gian giữa động cơ và bơm, cùng các bản mã dày 13–17 mm trong khung máy hàn. Điểm chung là cụm ghép không dày nhưng phải giữ vị trí chính xác dưới rung, đúng vùng làm việc của bu lông ren suốt cấp 10.9.

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 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, gang hay nhôm, để tránh lún mặt dưới áp suất tiếp xúc rất cao.

Về dụng cụ, cần khẩu tuýp 27 sáu cạnh loại dày, tay nối chịu mô-men trên 500 Nm và cờ lực đã hiệu chuẩn trong khoảng 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, vặn đai ốc bằng tay tới khi chạm mặt để chắc chắn ren ăn đúng, sau đó mới dùng dụng cụ.

Siết theo trình tự chéo đối xứng, chia hai đến ba bước tăng dần tới 410–460 Nm. Với cụm có gioăng, nên siết lại một lượt sau khi thiết bị chạy ổn định vài giờ để bù phần gioăng lún. Không tái sử dụng bu lông cấp 10.9 đã siết tới giới hạn ở mối ghép quan trọng, vì vật liệu có thể đã biến dạng dẻo cục bộ tại chân ren. Bảo quản nơi khô, giữ nguyên lớp dầu, kê cao khỏi nền.

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.

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.

Chiều dày cụm bao nhiêu thì hợp với cỡ 40 mm? Khoảng 13-17 mm khi dùng đai ốc kèm một long đền phẳng. Nếu bắt vào lỗ ren, cần tính lại theo chiều sâu ăn ren tối thiểu.

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.

Có thể thay bằng cấp 8.8 cùng cỡ không? Lắp lẫn được, nhưng lực kẹp giảm khoảng một phần tư và mô-men siết phải hạ tương ứng. Chỉ thay khi tính toán mối ghép cho phép.

Thân có khoảng bao nhiêu vòng ren? Với bước ren 2,5 mm và chiều dài 40 mm, thân mang xấp xỉ 16 vòng ren, đủ để bố trí đai ốc và phần ren nhô ra theo khuyến nghị.

Lời kết

Bu lông lục giác thép đen 10.9 M18x40 DIN 933 ren suốt là lựa chọn hợp lý cho gối đỡ vòng bi và giá bắt hộp giảm tốc – những vị trí cần lực kẹp lớn trên cụm dày quanh 15 mm. Đo đúng chiều dày cụm, dùng đai ốc cấp 10 trở lên và siết đủ 410–460 Nm là ba yếu tố quyết định. Liên hệ Ánh Dương để được tư vấn chọn cỡ và kiểm tra tồn kho.

Sản phẩm liên quan

• Bu lông M18x35 DIN 933 ren suốt – cỡ ngắn hơn kế tiếp
• Bu lông M18x45 DIN 933 ren suốt – chiều dài lớn hơn kế tiếp
• Bu lông M18x70 DIN 931 ren lửng – bản thân trơn chịu cắt
• Bu lông M18x40 DIN 933 mạ kẽm 10.9 – dùng nơi ẩm hoặc ngoài trời