Thuộc chuyên trang Thiết kế & chế tạo máy của cokhi.net, cụm Chi tiết máy. TCVN 1916:1995 quy định bu lông, vít, vít cấy và đai ốc ren hệ mét (theo TCVN 2248) đường kính từ 1 tới 48mm — trong đó ký hiệu cấp bền (ví dụ 4.6, 8.8, 10.9, 12.9) là thông tin quan trọng nhất khi chọn bu lông chịu lực. Bài này chỉ diễn giải Ý NGHĨA ký hiệu cấp bền theo tiêu chuẩn — bảng lực siết/mô-men siết cụ thể theo từng cỡ ren và ứng dụng thực tế, xem bảng tra mô-men siết bu lông đầy đủ — vattutruongan.vn.
Cách đọc ký hiệu cấp bền: hai số cách nhau bằng dấu chấm
Ký hiệu cấp bền gồm HAI số, mang hai ý nghĩa riêng biệt:
- Số đầu tiên: bằng 1/100 giới hạn bền kéo tối thiểu (Rm), đơn vị MPa. Ví dụ số "8" nghĩa là giới hạn bền kéo tối thiểu khoảng 800 MPa.
- Số thứ hai (sau dấu chấm): bằng 1/10 tỷ số giữa giới hạn chảy tối thiểu (ReL) và giới hạn bền kéo tối thiểu (Rm). Ví dụ số "8" (trong 8.8) nghĩa là tỷ số ReL/Rm = 0,8 (80%).
Ví dụ áp dụng — cấp bền 8.8: giới hạn bền kéo tối thiểu Rm ≈ 800 MPa; giới hạn chảy tối thiểu ReL ≈ 0,8 × 800 = 640 MPa.
Bảng các cấp bền phổ biến
| Cấp bền | Rm tối thiểu (MPa, ước tính từ ký hiệu) | Ghi chú |
|---|---|---|
| 4.6 | ~400 | Cấp thấp nhất còn dùng cho bu lông chịu lực theo TCVN 1916 |
| 5.6 | ~500 | Ứng dụng thông thường, tải trung bình-thấp |
| 8.8 | ~800 | Phổ biến nhất trong kết cấu thép và cơ khí chịu tải trung bình-cao |
| 10.9 | ~1000 | Chịu tải cao, thường dùng bu lông cường độ cao cho kết cấu quan trọng |
| 12.9 | ~1200 | Cấp cao nhất trong dải thông dụng, ứng dụng đòi hỏi độ bền rất cao |
Đây là cách suy ra Rm xấp xỉ TỪ Ý NGHĨA ký hiệu — trị số chính xác đầy đủ (bao gồm cả giới hạn chảy, độ giãn dài, độ cứng) quy định chi tiết tại Bảng 1 của TCVN 1916:1995, cần tra bản gốc tiêu chuẩn khi cần số liệu chính xác cho tính toán/nghiệm thu.
Yêu cầu tối thiểu cho bu lông chịu lực
Theo TCVN 1916:1995, cấp bền của bu lông chịu lực (force-bearing bolts) phải đạt 4.6 trở lên — đây là ngưỡng tối thiểu quy định trong tiêu chuẩn, không phải khuyến nghị tùy chọn.
Vì sao cần hiểu đúng ký hiệu trước khi chọn bu lông
Nhầm lẫn cấp bền (ví dụ dùng bu lông 4.6 cho vị trí thiết kế yêu cầu 8.8) làm giảm đáng kể khả năng chịu tải thực tế của mối ghép so với tính toán thiết kế — nguy cơ nứt/đứt bu lông dưới tải trọng vận hành bình thường dù về mặt kích thước (đường kính, bước ren) hoàn toàn giống nhau. Ký hiệu cấp bền thường được dập nổi trực tiếp trên đầu bu lông — luôn kiểm tra ký hiệu này khi nhận hàng, không chỉ dựa vào mô tả trong đơn đặt hàng.
Liên hệ với các mối ghép khác
So sánh bu lông với các loại mối ghép khác (đinh tán, hàn) theo tiêu chí tải trọng/tháo lắp/chi phí, xem chọn mối ghép: đinh tán vs bu lông vs hàn.
Thuật ngữ
- Giới hạn bền kéo (Rm — tensile strength): ứng suất kéo tối đa vật liệu chịu được trước khi đứt.
- Giới hạn chảy (ReL — yield strength): ứng suất tại đó vật liệu bắt đầu biến dạng dẻo vĩnh viễn (không hồi phục khi bỏ tải).
- Bu lông cường độ cao (high-strength bolt): thường chỉ các cấp bền từ 8.8 trở lên, dùng cho kết cấu chịu tải quan trọng.
FAQ
Ký hiệu cấp bền bu lông (vd 8.8) gồm mấy số và ý nghĩa gì? Gồm hai số cách nhau bằng dấu chấm: số đầu bằng 1/100 giới hạn bền kéo tối thiểu Rm (đơn vị MPa); số sau dấu chấm bằng 1/10 tỷ số giữa giới hạn chảy tối thiểu ReL và Rm.
Cấp bền 8.8 tương ứng với thông số nào? Rm tối thiểu khoảng 800 MPa; ReL tối thiểu khoảng 0,8 × 800 = 640 MPa.
Cấp bền tối thiểu cho bu lông chịu lực theo TCVN 1916:1995 là bao nhiêu? 4.6 trở lên — đây là ngưỡng quy định trong tiêu chuẩn, không phải khuyến nghị tùy chọn.
Vì sao không nên dùng nhầm bu lông cấp bền thấp (vd 4.6) cho vị trí thiết kế cần cấp cao hơn (vd 8.8)? Vì làm giảm đáng kể khả năng chịu tải thực tế so với tính toán thiết kế, dẫn đến nguy cơ nứt/đứt bu lông dưới tải vận hành bình thường, dù kích thước (đường kính, bước ren) hoàn toàn giống nhau.
Ký hiệu cấp bền thường nằm ở đâu trên bu lông để kiểm tra khi nhận hàng? Thường được dập nổi trực tiếp trên đầu bu lông.
Cấp bền nào cao nhất trong bảng các cấp bền phổ biến của bài? 12.9 — cấp cao nhất trong dải thông dụng, dùng cho ứng dụng đòi hỏi độ bền rất cao.
Tài liệu tham khảo
- LITEC, Cấp bền bu lông theo TCVN 1916-1995: https://litec.com.vn/article-cap-ben-bu-long-theo-tcvn-1916---1995/
- VNT Việt Nam, TCVN 1916:1995 — Bu lông, vít, vít cấy và đai ốc, Yêu cầu kỹ thuật: http://vntvietnam.com/xem-tin/tcvn-19161995-bu-long-vit-vit-cay-va-dai-oc.-yeu-cau-ky-thuat-162.html
Xem thêm trong chủ đề này: chỉ số lò xo C và hệ số Wahl → · công thức tính ứng suất cắt trong dây lò xo → · độ bền mỏi lò xo → · tần số dao động riêng và hiện tượng surge ở lò xo → · thiết kế trục → · then bằng: b, h, t1, t2 và ba kiểu lắp → · bạc lót: phân loại và vật liệu (đồng, babbitt, nhựa kỹ thuật) → · dung sai lắp ghép trục — bạc lót → · vật liệu và nhiệt luyện trục → · nguyên lý mối ghép rivet (đinh tán) → · lò xo cơ khí → · thiết kế trục theo độ bền → · lắp ổ lăn lên trục & vào gối → · tốc độ tới hạn của trục & rung động do mất cân bằng → · cân bằng động và tĩnh → · cơ học mối ghép ren → · ổ đỡ chặn → · hệ số an toàn & ứng suất cho phép → · mỏi chi tiết máy → · dao động cưỡng bức hệ 1 bậc tự do → · mối ghép độ dôi (ép căng) →