Bulong Lục giác thép đen 10.9 M24x150 DIN 931 – Ren lửng

Bu lông lục giác thép đen 10.9 M24x150 DIN 931 – ren lửng là bu lông cường độ cao có một đoạn thân trơn dài 90 mm và đoạn ren 60 mm ở đầu mút, đường kính danh nghĩa 24 mm, chiều dài thân 150 mm, bước ren 3 mm, đầu lục giác kích thước đối diện s = 36 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. Đoạn thân trơn giữ nguyên đường kính 24 mm nên chịu cắt và định vị tốt hơn hẳn phần ren.

Bu lông M24x150 DIN 931 ren lửng là gì?

DIN 931 là tiêu chuẩn Đức cho bu lông đầu lục giác ngoài ren lửng, tương đương ISO 4014. Điểm khác biệt so với DIN 933 nằm ở chỗ ren không chạy suốt: chỉ đoạn cuối thân mang ren, phần còn lại là thân trơn nguyên đường kính. Với M24, tiêu chuẩn quy định chiều dài ren b = 54 mm cho bu lông tới 125 mm, 60 mm cho 125 đến 200 mm và 73 mm cho trên 200 mm.

Ở cỡ 150 mm, chiều dài ren là 60 mm, tức khoảng 20 vòng ren bước 3 mm, và đoạn thân trơn dài 90 mm. Chiều dài tổng được đo từ mặt tỳ dưới đầu bu lông. Đầu lục giác có kích thước đối diện 36 mm và chiều cao 15 mm. Bu lông lắp với đai ốc M24 tiêu chuẩn DIN 934 cấp 10 trở lên.

Cấp bền 10.9 nghĩa là gì?

Cấp bền 10.9 thuộc nhóm cao của bu lông thép hợp kim theo ISO 898-1, với giới hạn bền kéo danh nghĩa 1000 MPa và giới hạn chảy 900 MPa; sản phẩm thương mại thường đạt 1040 và 940 MPa. Ở M24 với tiết diện chịu lực 353 mm2, mức này tương ứng tải chảy khoảng 332 kN mỗi bu lông – tức sức nặng hơn 33 tấn.

Riêng với ren lửng, còn một con số nữa đáng quan tâm: tiết diện của đoạn thân trơn là 452 mm2, lớn hơn tiết diện chịu lực của phần ren khoảng 28 phần trăm. Khi mối ghép chịu cắt, chính con số này quyết định chứ không phải 353 mm2. Đó là lý do kỹ thuật để chọn DIN 931 thay vì DIN 933 ở những vị trí có tải ngang.

Khi dùng cấp 10.9, toàn bộ cụm phải tương xứng: đai ốc tối thiểu cấp 10, long đền đủ cứng để mặt tỳ không lún dưới áp suất tiếp xúc rất cao, và mô-men siết phải kiểm soát bằng cờ lực. Nếu một khâu yếu thì điểm hỏng chuyển sang khâu đó và lợi thế của cấp bền cao bị mất hoàn toàn.

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

DIN 931 và DIN 933 là hai biến thể của cùng loại bu lông đầu lục giác ngoài. Ren lửng có đoạn thân trơn nguyên đường kính nên chịu cắt tốt hơn, định vị chi tiết chính xác hơn và ít bị mài mòn ren khi tháo lắp nhiều lần. Ren suốt bao phủ nhiều chiều dày kẹp bằng một mã hàng, tiện cho kho vật tư đa dụng nhưng phần ren nằm trong mặt cắt là điểm yếu khi có tải ngang.

Cách chọn nhanh khi thiết kế: vẽ mặt cắt qua cụm ghép và xác định mặt phân cách rơi vào đâu trên thân bu lông. Nếu tải chủ yếu dọc trục và chiều dày cụm hay thay đổi, bản DIN 933 M24x150 ren suốt cùng chiều dài sẽ linh hoạt hơn. Nếu có thành phần ngang đáng kể, giữ DIN 931 và bảo đảm mặt phân cách nằm trọn trong đoạn thân trơn.

Mô-men siết và lực kẹp cho bu lông M24

Bu lông M24 cấp 10.9 lắp khô, ren và mặt tỳ sạch, thường được siết trong khoảng 1000–1120 Nm, tạo lực kẹp trước khoảng 245–280 kN – tương đương sức nặng gần 28 tấn ép lên mặt phân cách. Giá trị cụ thể phụ thuộc hệ số ma sát: nếu bôi mỡ hoặc dầu lên ren và mặt tỳ thì cùng một lực kẹp chỉ cần mô-men thấp hơn 15–25 phần trăm, giữ nguyên giá trị khô sẽ làm bu lông quá tải.

Mức trên 1000 Nm đã vượt xa khả năng của cờ lực tay thông thường. Trong xưởng, giá trị này được thực hiện bằng bộ nhân lực, cờ lực thuỷ lực hoặc súng siết thuỷ lực có đồng hồ áp. Khi số lượng bu lông trên một cụm lớn, nên lập sơ đồ siết chéo và ghi lại thứ tự để lần bảo trì sau lặp lại đúng quy trình. Siết sai thứ tự là nguyên nhân phổ biến làm hở gioăng dù mô-men từng con đều đạt.

Với ren lửng, cần thêm một lưu ý: đoạn ren chỉ dài 60 mm nên nếu chiều dày cụm chọn sai, đai ốc có thể chạm vào chân đoạn thân trơn và dừng lại trước khi ép đủ. Khi đó cờ lực sẽ báo mô-men tăng vọt dù mối ghép chưa hề có lực kẹp – một trong những sai lầm nguy hiểm nhất vì nó tạo cảm giác đã siết chặt.

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

Bản thép đen giữ bề mặt thép trần với lớp oxit mỏng và dầu bảo quản. Đây là lựa chọn phổ biến cho bu lông cường độ cao vì dung sai ren không bị lớp phủ làm sai lệch và không phát sinh hydro trong xử lý bề mặt. Cả hai yếu tố đều ảnh hưởng trực tiếp tới độ tin cậy của mối ghép cấp 10.9.

Bù lại, sản phẩm cần môi trường lắp đặt khô. Khi bảo quản nên để nguyên lớp dầu, đựng trong thùng kín, kê cao khỏi nền. Khi lắp ở vị trí có thể đọng ẩm, hãy phủ sơn hoặc mỡ chống gỉ lên đầu bu lông, đai ốc và phần ren nhô ra – đây là ba vị trí gỉ xuất hiện sớm nhất.

Riêng với ren lửng, đoạn thân trơn nằm khít trong lỗ nên khe hở giữa bu lông và thành lỗ rất nhỏ. Nếu có hơi ẩm lọt vào, nước đọng lại trong khe này rất lâu mới khô và gây gỉ tiếp xúc. Với cụm ngoài xưởng hoặc nơi có thể ngưng tụ, nên bôi một lớp mỡ mỏng lên thân trơn trước khi luồn, hoặc chuyển sang bản mạ kẽm.

Chiều dày kẹp phù hợp của cỡ 150 mm

Với ren lửng, chiều dày kẹp bị chặn hai đầu. Cận dưới là 90 mm – đúng bằng chiều dài đoạn thân trơn, vì nếu cụm mỏng hơn thì đai ốc sẽ chạy lên phần thân trơn và không thể siết. Cận trên là 119 mm, tính bằng cách trừ khỏi 150 mm chiều cao đai ốc M24 khoảng 19 mm, long đền phẳng khoảng 4 mm và phần ren nhô ra tối thiểu hai bước ren. Dải làm việc thực tế vì thế chỉ rộng khoảng 29 mm.

Dải hẹp này là khác biệt lớn nhất so với DIN 933 ren suốt, nơi gần như mọi chiều dày dưới ngưỡng đều dùng được. Hãy đo tổng chiều dày cụm cộng bề dày long đền và đối chiếu với dải 90-119 mm trước khi đặt hàng. Nếu số đo rơi ra ngoài, chọn chiều dài kế cận thay vì cố lắp – một mối ghép ren lửng sai chiều dài không bao giờ đạt lực kẹp thiết kế.

Ứng dụng: khung thép, mặt bích thiết bị và gối đỡ chịu tải hỗn hợp

Cỡ M24x150 DIN 931 với chiều dày kẹp 90–119 mm là nhóm thông dụng nhất của dòng ren lửng: nối cột với dầm qua bản mã, mặt bích bơm và máy nén, gối đỡ trục lớn, khớp nối và các cụm chịu đồng thời lực dọc trục lẫn lực ngang. Đoạn thân trơn dài 90 mm đủ để bao trọn mặt phân cách trong hầu hết cấu hình thực tế.

Lợi thế của ren lửng ở nhóm này là hai mặt. Đoạn thân trơn có đường kính đủ 24 mm nên tiết diện chịu cắt lớn hơn phần ren khoảng 15 phần trăm, đồng thời nó tì sát vào thành lỗ và giúp định vị chi tiết chính xác hơn. Bù lại, phải chọn đúng chiều dài chứ không dùng chung một mã cho nhiều chiều dày như ren suốt.

Khi bắt qua lỗ khoan rộng dư nhiều, ưu thế định vị của thân trơn gần như mất đi vì bu lông vẫn xê dịch được trước khi siết. Muốn khai thác đúng, lỗ nên khoan sát hoặc doa lại; nếu không kiểm soát được dung sai lỗ, hãy dùng chốt định vị riêng và để bu lông chỉ làm nhiệm vụ tạo lực kẹp.

Chọn đai ốc, long đền và dụng cụ đồng bộ

Bu lông cấp 10.9 phải đi cùng đai ốc tối thiểu cấp 10 theo DIN 934 hoặc ISO 4032; dùng đai ốc cấp 8 sẽ khiến ren đai ốc 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 – ở lực kẹp 245–280 kN, áp suất tiếp xúc dưới đầu bu lông rất cao và mặt vật liệu mềm sẽ lún.

Về dụng cụ, cần khẩu tuýp 36 sáu cạnh loại dày dùng cho đầu vuông 3/4 inch trở lên, tay nối chịu mô-men trên 1200 Nm, và bộ nhân lực hoặc cờ lực thuỷ lực đã hiệu chuẩn trong dải 800–1400 Nm. Cờ lực tay thông thường không đạt tới vùng làm việc của cỡ này. 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 và đoạn thân trơn còn nguyên, không móp, không xước sâu, 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. Luồn bu lông bằng tay, vặn đai ốc bằng tay tới khi chạm mặt để chắc chắn ren ăn đúng và đai ốc chưa chạm chân thân trơn, sau đó mới dùng dụng cụ.

Siết theo trình tự chéo đối xứng, chia ba bước tăng dần: khoảng 30 phần trăm, 70 phần trăm rồi tới 1000–1120 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. Bảo quản nơi khô, để nằm ngang trên giá nhiều điểm tỳ, giữ nguyên lớp dầu, kê cao khỏi nền.

Câu hỏi thường gặp

Bu lông M24 dùng khẩu số mấy? Đầu lục giác có kích thước đối diện s = 36 mm, nên dùng khẩu tuýp 36 loại sáu cạnh thành dày, đầu vuông 3/4 inch trở lên, không dùng khẩu mỏng.

Đoạn ren của cỡ 150 mm dài bao nhiêu? Theo DIN 931 và ISO 4014, chiều dài ren với M24 là 60 mm ở nhóm chiều dài này, tức khoảng 20 vòng ren; phần thân trơn còn lại dài 90 mm.

Chiều dày cụm bao nhiêu thì hợp với cỡ 150 mm? Khoảng 90-119 mm khi dùng đai ốc kèm một long đền phẳng. Mỏng hơn 90 mm thì đai ốc chạy lên thân trơn và không siết được.

Siết bao nhiêu là đủ? Khoảng 1000–1120 Nm khi ren và mặt tỳ khô sạch. Nếu bôi trơn ren, giảm 15–25 phần trăm so với giá trị này. Mức này cần bộ nhân lực hoặc cờ lực thuỷ lực.

Ren lửng hơn ren suốt ở điểm nào? Đoạn thân trơn giữ nguyên đường kính 24 mm với tiết diện 452 mm2, chịu cắt tốt hơn phần ren khoảng 28 phần trăm và định vị chi tiết chính xác hơn khi lỗ khoan sát.

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.

Lời kết

Bu lông lục giác thép đen 10.9 M24x150 DIN 931 ren lửng là cỡ thông dụng nhất của dòng ren lửng M24, dành cho khung thép, mặt bích thiết bị và gối đỡ chịu tải hỗn hợp với chiều dày kẹp 90–119 mm. Điều kiện quyết định là mặt phân cách phải nằm trọn trong đoạn thân trơn dài 90 mm, và dụng cụ siết phải đủ tầm cho mức 1000–1120 Nm. Liên hệ Ánh Dương để được tư vấn chọn cỡ hoặc chuyển sang bản mạ kẽm nếu vị trí lắp có thể đọng ẩm.

Sản phẩm liên quan

• Bu lông M24x140 DIN 931 ren lửng – cỡ ngắn hơn kế tiếp
• Toàn bộ dòng bu lông lục giác thép đen 10.9 – xem các cỡ khác
• Bu lông M24x150 DIN 933 ren suốt – bản ren chạy suốt thân
• Bu lông M24x150 DIN 931 mạ kẽm 10.9 – dùng nơi ẩm hoặc ngoài trời