Bulong Lục giác thép đen 10.9 M16x150 DIN 931 – Ren lửng

Bu lông lục giác thép đen 10.9 M16x150 DIN 931 ren lửng là cỡ dài nhất của dòng M16 ren lửng trên danh mục. Với 106 mm thân trơn trên tổng 150 mm, đây là cỡ có tỉ lệ thân trơn cao nhất, và điều đó mang lại một tính chất mà các cỡ ngắn không có: độ đàn hồi.

Bu lông là một lò xo rất cứng

Khi siết, bu lông giãn dài ra và chính độ giãn ấy giữ lực kẹp. Bu lông không phải cái móc cứng mà là một lò xo cực cứng: nó tích trữ năng lượng đàn hồi, và năng lượng đó là thứ chống lại việc mối ghép tự lỏng.

Độ giãn tỉ lệ thuận với chiều dài đoạn chịu kéo. Ở lực kẹp 110 kN, một con M16x150 giãn khoảng gấp ba lần một con M16x50. Nghĩa là nó tích trữ nhiều năng lượng hơn hẳn.

Hệ quả rất thực tế: khi mặt tỳ lún đi 0,1 mm, con ngắn mất một phần lớn lực kẹp, còn con dài chỉ mất một phần nhỏ. Bu lông càng dài thì mối ghép càng bền vững trước lún, rung và chênh nhiệt.

Vì sao đôi khi nên chọn dài hơn mức cần

Nếu chiều dày cụm là 110 mm, cả cỡ 130 và cỡ 150 đều dùng được vì dải kẹp của chúng lần lượt là 86 đến 110 mm và 106 đến 130 mm. Chọn cỡ 150 sẽ cho mối ghép ổn định hơn về lâu dài.

Đây là lựa chọn có ý nghĩa khi cụm có gioăng đàn hồi, có tấm đệm chống rung, làm việc trong môi trường chênh nhiệt, hoặc chịu tải lặp. Với cụm thép trên thép, tĩnh, trong nhà thì chênh lệch không đáng kể và nên chọn theo kinh tế.

Giới hạn của cách này là không gian: bu lông dài cần chỗ để nhô ra và chỗ để đưa dụng cụ vào. Trong không gian chật, cỡ dài có thể không lắp được.

Cụm ghép rất dày cần chú ý gì thêm

Độ vuông góc của lỗ trở nên quan trọng hơn nhiều. Trên chiều dài 150 mm, một lỗ nghiêng 1 độ làm đầu bu lông lệch gần 2,6 mm so với trục lỗ ở đầu kia. Bu lông khi đó chịu uốn ngay từ lúc siết, và ứng suất uốn cộng vào ứng suất kéo làm giảm biên an toàn.

Khoan xuyên qua nhiều lớp cần dẫn hướng, tốt nhất là kẹp chặt cả cụm rồi khoan một lần thay vì khoan từng tấm rồi ghép. Nếu buộc phải khoan riêng thì phải có dưỡng.

Luồn bu lông dài qua cụm nhiều lớp cũng dễ làm xước ren khi va vào mép lỗ lệch. Nên luồn bằng tay, xoay nhẹ, không đóng búa.

Thông số cỡ 150 mm

Khi cụm dày hơn 130 mm

Dòng M16 ren lửng trên danh mục dừng ở 150 mm. Với cụm dày hơn, có ba hướng: chuyển sang cỡ ren lớn hơn như M18 hoặc M20 vốn có dải chiều dài rộng hơn, dùng ty ren cắt theo chiều dài với đai ốc hai đầu, hoặc đặt hàng gia công theo yêu cầu.

Ty ren là giải pháp linh hoạt nhưng đánh đổi: ren suốt nên không có thân trơn, không chịu cắt tốt và không định vị được. Chỉ dùng cho mối ghép thuần kéo.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao bu lông dài giữ lực kẹp tốt hơn? Vì nó giãn nhiều hơn dưới cùng lực kẹp, nên cùng một lượng lún tuyệt đối chỉ lấy đi tỉ lệ nhỏ hơn của độ giãn đó.

Cụm dày 100 mm nên chọn 130 hay 150? Cỡ 130, vì dải kẹp của nó là 86 đến 110 mm. Cỡ 150 bắt đầu từ 106 mm nên sẽ không siết được.

Cụm dày hơn 130 mm thì dùng gì? Chuyển sang M18 hoặc M20 có dải chiều dài rộng hơn, hoặc dùng ty ren nếu mối ghép chỉ chịu kéo.

Tỉ số độ cứng: bu lông và cụm ghép chia nhau tải ngoài

Khi một tải kéo tác dụng lên mối ghép đã siết, nó không dồn hết vào bu lông. Tải đó được chia giữa hai thành phần: bu lông bị kéo thêm một ít, và lực ép giữa hai tấm giảm đi một ít. Tỉ lệ chia phụ thuộc độ cứng tương đối của hai bên.

Cụm thép đặc luôn cứng hơn bu lông rất nhiều, thường gấp bốn tới năm lần. Nghĩa là khi có tải ngoài 10 kN, bu lông chỉ nhận thêm khoảng 2 kN, còn 8 kN kia thể hiện bằng việc lực ép giữa hai tấm giảm xuống.

Đây là lý do một mối ghép siết đủ lực kẹp lại bảo vệ chính con bu lông: biên độ ứng suất trong bu lông nhỏ hơn nhiều so với biên độ tải ngoài, và tuổi thọ mỏi phụ thuộc chính vào biên độ ấy.

Vì sao siết chặt lại kéo dài tuổi thọ

Nghe có vẻ nghịch lý: siết chặt hơn thì bu lông chịu ứng suất trung bình cao hơn, nhưng lại bền hơn. Lý do nằm ở chỗ mỏi không nhạy với ứng suất trung bình bằng với biên độ dao động.

Khi lực kẹp đủ lớn để hai tấm không bao giờ tách nhau, dao động của tải ngoài chỉ làm thay đổi phần nhỏ ứng suất trong bu lông. Khi lực kẹp thiếu, đến một mức tải nào đó hai tấm tách ra, và từ thời điểm ấy toàn bộ tải ngoài dồn thẳng vào bu lông. Biên độ nhảy vọt, tuổi thọ mỏi sụp đổ.

Với M16x150, độ giãn đàn hồi lớn còn giúp giữ trạng thái không tách ngay cả khi cụm lún đôi chút. Đó là ưu thế thật sự của cỡ dài, chứ không phải chỉ để xuyên qua cụm dày.

Cỡ 150 mm dùng ở đâu trong thực tế

Nhóm ứng dụng rõ nhất là bệ máy có tấm đệm chống rung: chồng lớp gồm chân máy, đệm cao su hoặc lò xo lá, tấm căn chỉnh và bản đế thép, tổng chiều dày thường rơi vào 106 đến 130 mm.

Nhóm thứ hai là các cụm ghép nhiều tầng trong khung thép: dầm chồng dầm qua bản mã, hoặc liên kết có tấm gia cường hai bên.

Nhóm thứ ba là mặt bích thiết bị dày, nơi hai mặt bích cộng gioăng vượt quá 100 mm. Với các cụm này, ưu thế đàn hồi của bu lông dài đặc biệt quan trọng vì gioăng lún theo thời gian.

Điểm cần kiểm tra trước khi chọn: có đủ không gian phía sau để phần ren nhô ra và để đưa khẩu tuýp vào hay không. Với cụm sát tường hoặc trong hộp kín, cỡ 150 mm có thể không thao tác được dù về mặt tính toán là phù hợp.

Sản phẩm liên quan

• Bu lông M16x140 DIN 931 thép đen – cỡ ngắn hơn liền kề
• Bu lông M18 DIN 931 thép đen – cỡ ren lớn hơn cho cụm dày
• Toàn bộ dòng bu lông lục giác thép đen 10.9