Bulong Lục giác thép đen 10.9 M18x140 DIN 933

Bu lông lục giác thép đen 10.9 M18x140 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 140 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 7.8 và khoảng 56 bước ren trên thân, cỡ 140 mm phục vụ tốt nhóm mối ghép rất dày với chiều dày kẹp khoảng 115 mm, nơi lực kẹp yêu cầu rất lớn và môi trường làm việc khô ráo, có che chắn.

Bu lông M18x140 DIN 933 ren suốt là gì?

Tiêu chuẩn DIN 933 mô tả bu lông đầu lục giác ngoài ren suốt toàn thân. Vì phần ren kéo dài liên tục, người lắp có thể đặt đai ốc ở bất kỳ vị trí nào dọc thân, thay vì bị giới hạn bởi đoạn ren cuối như ở loại ren lửng. Đây là lý do DIN 933 trở thành mã hàng thông dụng nhất trong kho vật tư cơ khí, đặc biệt ở các dây chuyền có nhiều chiều dày bản mã khác nhau.

Ở cỡ M18x140, con số 140 chỉ chiều dài phần thân tính từ mặt tỳ dưới đầu bu lông. Kích thước đối diện của đầu lục giác là 27 mm, chiều cao đầu khoảng 11,5 mm theo tiêu chuẩn. Thân mang khoảng 56 bước ren 2,5 mm, cho tỉ lệ chiều dài trên đường kính 7.8 – đủ để bố trí đai ốc, long đền và phần ren nhô ra mà vẫn giữ được chiều dày kẹp hữu ích.

Cấp bền 10.9 nghĩa là gì?

Hai con số trong ký hiệu 10.9 là cách mã hoá gọn đặc tính cơ học theo ISO 898-1. Nhân số đầu với 100 được giới hạn bền kéo danh nghĩa khoảng 1000 MPa, còn tích của hai số nhân 10 cho giới hạn chảy khoảng 900 MPa. Sản phẩm thương mại thường vượt nhẹ mức danh nghĩa, đạt quanh 1040 MPa bền kéo nhờ quy trình tôi và ram có kiểm soát.

So với cấp 8.8, bu lông 10.9 cho phép nâng lực kẹp trước lên đáng kể trên cùng tiết diện ren. Đây là lợi thế quyết định ở những mối ghép truyền tải bằng ma sát, nơi khả năng chống trượt tỉ lệ thuận với lực kẹp. Bù lại, vùng làm việc gần giới hạn chảy hơn nên sai số khi siết trở nên nhạy cảm, đòi hỏi dụng cụ đã hiệu chuẩn và bề mặt ren sạch.

Ở nhóm bu lông rất dài, chênh lệch giữa lực kẹp thực tế và lực kẹp tính toán chủ yếu đến từ ma sát chứ không từ vật liệu. Vì vậy đầu tư vào việc làm sạch ren, dùng long đền cứng và kiểm soát tình trạng bôi trơn mang lại hiệu quả cao hơn nhiều so với việc nâng cấp bền lên mức cao hơn 10.9.

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

Sự khác biệt giữa hai tiêu chuẩn chỉ nằm ở kết cấu thân. Thân ren suốt của DIN 933 truyền lực dọc trục trên toàn chiều dài và cho phép đặt đai ốc tuỳ ý. Thân của DIN 931 gồm đoạn trơn phía trên và đoạn ren phía dưới; đoạn trơn đóng vai trò chốt định vị, hạn chế xê dịch ngang và tăng khả năng chịu cắt của mối ghép.

Trong thiết kế, tiêu chí lựa chọn là vị trí mặt phân cách so với vùng ren. Mặt phân cách cắt qua ren làm giảm tiết diện chịu cắt và tạo tập trung ứng suất tại chân ren, nên với tải cắt lớn người ta ưu tiên DIN 931. Ngược lại, mối ghép chịu kéo thuần hoặc truyền tải bằng ma sát thì ren suốt không hề bất lợi.

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.

Để đưa mô-men lên dải 410–460 Nm cần dụng cụ đúng tầm: cờ lực cơ khí hoặc điện tử có khoảng làm việc bao trùm 300–600 Nm, khẩu 27 sáu cạnh loại dày và tay nối chịu được mô-men tương ứng. Siết một phát tới giá trị đích dễ gây lệch mặt bích, nên chia thành nhiều bước tăng dần và đi theo sơ đồ chéo đối xứng.

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

Thép đen ở đây là bề mặt không phủ kim loại: sau khi tôi ram, bu lông chỉ mang lớp oxit sẫm màu và một màng dầu mỏng. Cách hoàn thiện này giữ nguyên dung sai ren nên bu lông vặn nhẹ và mô-men siết ổn định hơn so với hàng mạ dày. Với cấp 10.9, việc bỏ qua công đoạn mạ điện cũng loại trừ nguy cơ hydro thấm vào thép gây nứt chậm.

Điểm phải chấp nhận là tuổi thọ chống gỉ ngắn. Trong xưởng khô thoáng, bề mặt giữ được nhiều tháng; nhưng ở khu vực rửa thiết bị, gần hơi axit hoặc ngoài trời, gỉ đỏ xuất hiện nhanh và làm ren kẹt. Giải pháp thực tế là sơn phủ cụm sau khi lắp, hoặc đổi sang bản mạ kẽm nhúng nóng, mạ điện phân, hay inox khi môi trường khắc nghiệt.

Bu lông dài trên 130 mm nếu để nằm ngang trên giá kho lâu ngày dễ đọng ẩm ở mặt tiếp xúc với giá. Nên kê bằng thanh gỗ khô hoặc nhựa thay vì đặt trực tiếp lên thép, và xoay đảo bó trong các kỳ kiểm kê. Đây là biện pháp đơn giản nhưng hiệu quả với bản thép đen không có lớp phủ bảo vệ.

Chiều dày kẹp phù hợp của cỡ 140 mm

Với chiều dài thân 140 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 113-117 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 113-117 mm ở trên trước khi đặt hàng.

Ứng dụng: gối đỡ trục cán và khung máy cán thép

Với chiều dài 140 mm, bu lông bao phủ dải kẹp 113–117 mm, tương ứng cụm gối đỡ trục cán, nắp gối và bản đế trong khung máy cán thép, máy cán tôn và máy ép trục. Đây là nhóm thiết bị có tải trọng lớn nhất trong nhà máy cơ khí, với lực cán truyền trực tiếp qua gối đỡ xuống khung.

Điểm cần lưu ý là tải trọng gần như một chiều nhưng biên độ rất lớn và lặp lại theo từng phôi cán. Nếu lực kẹp không đủ, nắp gối sẽ hở theo nhịp cán, làm ổ đỡ chịu va đập và nhanh hỏng. Bu lông cấp 10.9 với lực kẹp 135–155 kN mỗi con giữ nắp gối khép chặt, đồng thời thân dài giúp hấp thụ dao động mà không mất nhiều lực kẹp.

Trong bảo trì máy cán, các bu lông gối đỡ nên được siết bằng thiết bị có kiểm soát và ghi lại giá trị, vì việc tháo lắp diễn ra thường xuyên khi thay trục. Nên đánh số vị trí từng bu lông và lắp lại đúng vị trí cũ, tránh tình trạng đảo lộn khiến một số con phải làm việc quá tải do lỗ và ren đã mòn theo cặp.

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 140 mm? Khoảng 113-117 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 140 mm, thân mang xấp xỉ 56 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 M18x140 DIN 933 ren suốt phục vụ gối đỡ trục cán và khung máy cán với chiều dày kẹp 113–117 mm. Lực kẹp cao giữ nắp gối luôn khép dưới tải cán lặp lại, bảo vệ ổ đỡ khỏi va đập. Liên hệ Ánh Dương để được tư vấn chọn cỡ và kiểm tra tồn kho.

Sản phẩm liên quan

• Bu lông M18x130 DIN 933 ren suốt – cỡ ngắn hơn kế tiếp
• Bu lông M18x150 DIN 933 ren suốt – chiều dài lớn hơn kế tiếp
• Bu lông M18x140 DIN 931 ren lửng – bản thân trơn chịu cắt
• Bu lông M18x140 DIN 933 mạ kẽm 10.9 – dùng nơi ẩm hoặc ngoài trời