Bu Lông Bị Lỏng Do Rung: 6 Cách Khóa Đai Ốc Thợ Cơ Khí Hay Dùng Nhất

Quạt hút nhà xưởng chạy được hai tuần đã kêu lạch cạch, vì đai ốc ở chân đế tự xoay ra nửa vòng. Lúc lắp đặt đã siết chặt đai ốc, nhưng rung liên tục làm mối ghép mất lực ép từng chút một. Bu lông bị lỏng kiểu này thường do siết chưa đủ lực hoặc chưa có cách khóa đai ốc hợp với mức rung. Bài này gom 6 cách khóa đai ốc thợ cơ khí hay dùng, kèm bảng chọn nhanh theo từng tình huống. Kim Khí Tiến Thành giải đáp ngay sau đây.

Vì sao bu lông bị lỏng khi rung động?

Khi bạn siết đai ốc, thân bu lông bị kéo giãn ra một chút như một lò xo. Lực kéo này ép hai tấm ghép vào nhau, gọi là lực kẹp. Ma sát ở ren và ở mặt dưới đai ốc giữ cho đai ốc không tự xoay ngược.

Vấn đề xuất hiện khi mối ghép bị rung theo phương ngang, tức là hai tấm ghép trượt qua lại so với nhau. Mỗi lần trượt, ma sát ở ren và mặt tựa bị phá trong khoảnh khắc. Trong khoảnh khắc đó, lực căng trong thân bu lông đẩy đai ốc xoay ngược một góc rất nhỏ. Hàng nghìn lần rung cộng lại thành nửa vòng, rồi một vòng.

Thử nghiệm rung ngang Junker theo tiêu chuẩn DIN 65151 được làm ra để đo hiện tượng này. Máy thử đẩy mối ghép qua lại và ghi lại lực kẹp còn lại sau từng chu kỳ rung. Phần lớn kết luận trong bài này dựa trên kết quả của loại thử nghiệm đó.

Còn một nguyên nhân thứ hai ít được để ý hơn. Mặt tiếp xúc của tấm ghép, lớp sơn và lớp mạ bị lún dần dưới lực ép. Chỉ cần lún vài phần trăm milimét, mối ghép đã mất một phần đáng kể lực kẹp, dù đai ốc chưa xoay.

Vì sao siết đủ lực là cách chống lỏng đầu tiên?

Trước khi tính đến vòng đệm hay keo, bạn cần kiểm tra lực siết. Nhiều trường hợp bu lông bị lỏng bắt đầu từ lực siết thiếu.

Hướng dẫn VDI 2230 của Đức yêu cầu mối ghép bu lông có một lực kẹp tối thiểu, một phần để chống tự lỏng. Khi lực ma sát do lực kẹp tạo ra lớn hơn lực rung ngang, hai tấm ghép không trượt được. Đai ốc vì thế không có cơ hội xoay.

Nói cách khác, một bu lông siết đủ lực thường giữ tốt hơn một bu lông siết thiếu lực có gắn thêm vòng đệm khóa. Bolt Science là đơn vị chuyên nghiên cứu mối ghép bu lông. Theo họ, cách hiệu quả nhất để tránh bu lông bị lỏng là thiết kế mối ghép đúng rồi lắp đúng lực.

Trong thực tế, bạn dùng cờ lê lực theo bảng lực siết của cấp bền bu lông. Bu lông cường độ cao cần siết theo quy trình riêng, được hướng dẫn trong bài cách siết bu lông cường độ cao. Cỡ cờ lê cho từng size có trong bài chọn cờ lê cho bu lông.

Vòng đệm vênh hay long đền hai lớp giữ đai ốc tốt hơn khi rung?

Vòng đệm vênh có giữ được đai ốc khi rung?

Vòng đệm vênh là vòng thép lò xo bị cắt một khe và uốn lệch hai đầu. Đây là loại vòng đệm khóa đai ốc quen thuộc nhất vì rẻ, có sẵn mọi size và lắp nhanh.

Tuy vậy, các thử nghiệm rung ngang cho kết quả không như nhiều người nghĩ. Theo các nghiên cứu chuyên sâu về mối ghép bu lông, cách hiệu quả nhất để tránh bu lông bị lỏng là thiết kế mối ghép đúng rồi lắp đúng lực danh định. Kết quả này áp dụng cho bu lông cấp bền 8.8 trở lên. Khi đã phẳng, nó hoạt động như một vòng đệm phẳng thông thường.

Báo cáo NASA RP-1228 về mối ghép ren cũng kết luận rằng vòng đệm vênh đã ép phẳng gần như không còn khả năng khóa. Viện tiêu chuẩn Đức đã rút các tiêu chuẩn vòng đệm khóa loại này, trong đó có DIN 127.

Vòng đệm vênh vẫn được dùng nhiều vì rẻ và dễ lắp. Tuy vậy, bạn không nên trông vào nó để chống lỏng khi máy rung mạnh. Lúc đó hãy chọn một trong các cách bên dưới. Nếu vẫn dùng vòng đệm vênh, bạn có thể tra bảng size long đền vênh để chọn đúng cỡ.

Long đền khóa hai lớp mặt răng cưa tự khóa ra sao?

Loại này gồm hai vòng đệm ghép thành một cặp. Mặt ngoài của mỗi vòng có răng cưa hướng tâm, bám vào mặt đai ốc và mặt tấm ghép. Mặt trong của hai vòng là các mặt dốc hình nêm, độ dốc lớn hơn góc nghiêng của ren bu lông.

Khi đai ốc có xu hướng xoay ngược, hai vòng phải trượt lên mặt dốc của nhau. Vì mặt nêm dốc hơn ren, việc trượt lên làm thân bu lông bị kéo căng thêm thay vì nhả ra. Đai ốc vì thế tự khóa lại. Đây là cơ chế của long đền chống xoay răng cưa làm theo tiêu chuẩn DIN 25201.

Hãng Nord-Lock công bố loại long đền hai lớp này giữ được lực kẹp trong thử nghiệm Junker. Trong cùng thử nghiệm, nhiều cách khóa khác bị mất lực. Đây là số liệu do chính nhà sản xuất công bố, nên bạn xem như tham khảo.

Hãng cũng cho biết long đền loại này dùng lại được nhiều lần nếu răng cưa chưa bị mòn. Bạn có thể đọc thêm về cấu tạo trong bài vòng đệm khóa là gì.

Đai ốc chống tự tháo giữ ren bằng cách nào?

Đai ốc chống tự tháo, còn gọi là đai ốc hãm, có cơ cấu tạo ma sát với ren ngay từ lúc vặn vào. Lực cản này gọi là mô men hãm. Có hai nhóm chính.

Nhóm thứ nhất là đai ốc hãm có vòng nylon, theo tiêu chuẩn ISO 7040 hoặc DIN 985. Vòng nylon ở đầu đai ốc ôm chặt vào ren bu lông. Loại này làm việc trong khoảng nhiệt độ từ âm 50 đến 120 °C. Vì vậy không nên dùng cho chỗ gần nguồn nhiệt như ống xả hay lò sấy.

Nhóm thứ hai là đai ốc hãm toàn kim loại theo ISO 7042. Phần đầu đai ốc được bóp méo nhẹ để ép vào ren. Loại này chịu được đến khoảng 150 °C theo ISO 2320. Chỗ nóng hơn như ống xả cần hỏi kỹ thuật về vật liệu bu lông.

Ngoài ra còn có đai ốc mặt bích răng cưa, phần mặt bích có răng bám vào bề mặt tấm ghép.

Có hai điều cần nhớ khi dùng đai ốc hãm. Thứ nhất, mô men hãm giảm sau mỗi lần tháo ra lắp lại. Với mối ghép quan trọng, các nhà sản xuất khuyên chỉ dùng một lần.

Thứ hai, đai ốc hãm giữ cho đai ốc không rơi ra. Tuy vậy, nếu lực siết ban đầu không đủ, mối ghép vẫn có thể mất lực kẹp khi rung ngang mạnh.

Khóa đai ốc bằng hai đai ốc chồng nhau sao cho đúng?

Đây là cách khóa đai ốc thợ hay dùng khi không có sẵn đai ốc hãm, thường gọi là siết hai con tán. Cách làm đúng là dùng một đai ốc mỏng và một đai ốc thường.

Đai ốc mỏng lắp trước, nằm sát bề mặt tấm ghép, và siết trước. Đai ốc này chỉ siết vừa chặt, nhẹ tay hơn đai ốc chính. Sau đó bạn dùng một cờ lê giữ đai ốc mỏng đứng yên. Cờ lê thứ hai siết đai ốc thường áp vào nó.

Khi đai ốc thường siết vào, hai đai ốc ép ngược chiều nhau trên ren và khóa lẫn nhau. Lỗi hay gặp là siết hai đai ốc cùng lúc theo cùng một chiều. Làm vậy, hai đai ốc chỉ nằm chồng lên nhau chứ không khóa nhau. Báo cáo NASA RP-1228 đánh giá cách này kém tin cậy hơn đai ốc hãm, nên chỉ dùng khi chưa có phụ kiện khóa.

Chốt chẻ và đai ốc xẻ rãnh dùng cho mối ghép nào?

Đai ốc xẻ rãnh, còn gọi là đai ốc hoa thị, có các rãnh ở đầu đai ốc. Thân bu lông được khoan sẵn một lỗ ngang. Sau khi siết, bạn xoay đai ốc cho một rãnh trùng với lỗ, rồi luồn chốt chẻ qua và bẻ hai chân chốt ra.

Cách này không giữ lực kẹp mà chỉ giữ cho đai ốc không rơi ra. Vì vậy cách này dùng ở các mối ghép quay như ổ trục bánh xe, khớp lái và trục xe. Ở đây đai ốc dùng để chỉnh độ rơ chứ không để ép chặt. Mỗi lần tháo ra, bạn phải thay chốt chẻ mới.

Keo khóa ren loại tháo được và loại vĩnh viễn khác nhau ra sao?

Keo khóa ren là chất lỏng bôi lên ren trước khi siết. Keo lấp đầy khe hở giữa ren bu lông và ren đai ốc rồi đông cứng khi không có không khí. Lúc đó ren không còn khe để trượt, nên đai ốc không tự xoay được.

Keo khóa ren chia theo độ bền. Lấy dòng Loctite của Henkel làm ví dụ, bảng dữ liệu kỹ thuật đo trên bu lông M10 cho các mức sau.

Keo độ bền thấp hợp với ốc vít nhỏ, chi tiết hay điều chỉnh. Keo trung bình là loại dùng nhiều nhất cho máy móc cần bảo trì. Keo độ bền cao dùng cho mối ghép không định tháo, như bu lông chân máy hay chốt cố định.

Với keo độ bền cao, nếu sau này cần tháo, bạn phải hơ nóng đai ốc trước. Nếu bu lông đã bị trờn đầu khi tháo, bạn có thể xem cách xử lý trong bài cách tháo bu lông bị trờn.

Máy rung nhẹ, rung mạnh hay gần nguồn nhiệt nên khóa đai ốc kiểu nào?

Mỗi cách khóa có chỗ dùng riêng. Bảng dưới gom lại để bạn chọn nhanh khi gặp bu lông bị lỏng ở từng tình huống.

Dù chọn cách nào, lực siết đúng vẫn là điều kiện đầu tiên. Bạn có thể đọc thêm về các kiểu mối ghép ren trong bài mối ghép bằng ren.

Kim Khí Tiến Thành, đơn vị cung cấp long đền chống xoay và đai ốc hãm

Kim Khí Tiến Thành có kho tại Phú Mỹ, Bà Rịa Vũng Tàu. Công ty cung cấp long đền khóa DIN 25201 từ M6 đến M48, bằng thép và inox 304, 316. Đi kèm có đai ốc hãm nylon, đai ốc mặt bích, long đền vênh và long đền phẳng nhiều cỡ.

Các loại khác xem tại danh mục long đền. Xưởng cũng nhận gia công long đền theo bản vẽ.

Quý khách chỉ cần gửi size bu lông, vật liệu và mức rung của thiết bị. Bộ phận kỹ thuật sẽ gợi ý cách khóa đai ốc phù hợp và báo giá trong ngày. Gọi hotline 0933 937 577 hoặc liên hệ ngay để được tư vấn.

Câu hỏi thường gặp về bu lông bị lỏng

Vòng đệm vênh có chống lỏng thật không?

Theo thử nghiệm rung ngang, với bu lông cấp bền 8.8 trở lên, vòng đệm vênh bị ép phẳng khi lực kẹp mới đạt khoảng từ 10 đến 20% mức yêu cầu. Sau đó nó gần như không còn tác dụng khóa. Với máy rung mạnh, nên dùng long đền khóa hai lớp hoặc đai ốc hãm.

Keo khóa ren loại tháo được và loại vĩnh viễn khác nhau thế nào?

Keo trung bình như Loctite 243 có lực phá khóa khoảng 26 Nm trên M10 và tháo được bằng dụng cụ tay. Keo độ bền cao như Loctite 263, 270 cần gia nhiệt khoảng 250 °C mới tháo được.

Đai ốc hãm nylon dùng lại được không?

Dùng lại được nhưng lực hãm giảm sau mỗi lần tháo. Với mối ghép quan trọng, các nhà sản xuất khuyên chỉ dùng đai ốc hãm một lần.

Siết hai đai ốc khóa nhau thì siết cái nào trước?

Siết đai ốc mỏng nằm sát tấm ghép trước, với lực nhẹ hơn đai ốc chính. Sau đó giữ đai ốc mỏng đứng yên và siết đai ốc thường áp vào nó.

Máy rung mạnh nên dùng cách khóa nào?

Trước hết cần siết đúng lực. Sau đó dùng long đền khóa hai lớp mặt răng cưa. Nếu mối ghép không định tháo, bạn có thể dùng keo khóa ren độ bền cao.