Tại sao bu lông lại bị gãy?

Trong sản xuất công nghiệp, bu lông thường xuyên bị gãy, vậy tại sao bu lông lại bị gãy? Hôm nay, vấn đề này chủ yếu được phân tích từ bốn khía cạnh.

Trên thực tế, hầu hết các trường hợp bu lông bị gãy là do lỏng, và chúng bị gãy cũng do lỏng. Bởi vì tình trạng bu lông bị lỏng và gãy về cơ bản giống với tình trạng gãy do mỏi, cuối cùng, chúng ta luôn có thể tìm ra nguyên nhân từ độ bền mỏi. Trên thực tế, độ bền mỏi lớn đến mức chúng ta không thể tưởng tượng nổi, và bu lông không cần đến độ bền mỏi trong quá trình sử dụng.

Thứ nhất, hiện tượng gãy bu lông không phải do độ bền kéo của bu lông:

Lấy ví dụ một bu lông cường độ cao M20×80 cấp 8.8. Trọng lượng của nó chỉ là 0,2kg, trong khi tải trọng kéo tối thiểu lên đến 20 tấn, cao gấp 100.000 lần trọng lượng của chính nó. Thông thường, chúng ta chỉ sử dụng nó để cố định các chi tiết nặng 20kg và chỉ sử dụng một phần nghìn khả năng chịu tải tối đa của nó. Ngay cả khi chịu tác động của các lực khác trong thiết bị, nó cũng không thể bị phá vỡ với tải trọng gấp nghìn lần trọng lượng của các chi tiết, do đó độ bền kéo của bu lông là đủ, và không thể xảy ra trường hợp bu lông bị hư hỏng do thiếu độ bền.

Thứ hai, việc bu lông bị gãy không phải do độ bền mỏi của bu lông:

Trong thí nghiệm nới lỏng bằng rung động ngang, bu lông chỉ có thể bị nới lỏng một trăm lần, nhưng trong thí nghiệm độ bền mỏi, nó cần rung động lặp đi lặp lại một triệu lần. Nói cách khác, bu lông bị nới lỏng khi sử dụng một phần mười nghìn độ bền mỏi của nó, và chúng ta chỉ sử dụng một phần mười nghìn khả năng chịu tải lớn của nó, vì vậy sự nới lỏng của bu lông không phải do độ bền mỏi của bu lông gây ra.

Thứ ba, nguyên nhân thực sự gây hư hỏng các chi tiết ren là do độ lỏng:

Sau khi ốc vít bị nới lỏng, một động năng khổng lồ mv2 được tạo ra, tác động trực tiếp lên ốc vít và thiết bị, gây hư hỏng cho ốc vít. Sau khi ốc vít bị hư hỏng, thiết bị không thể hoạt động bình thường, dẫn đến hư hỏng thiết bị hơn nữa.

Ren vít của chi tiết lắp ghép chịu lực dọc trục bị phá hủy và bu lông bị tuột ra.

Đối với các chi tiết lắp ghép chịu lực hướng tâm, bu lông bị cắt đứt và lỗ bu lông có hình bầu dục.

Thứ tư, lựa chọn phương pháp khóa ren có hiệu quả khóa tuyệt vời là yếu tố cơ bản để giải quyết vấn đề:

Lấy búa thủy lực làm ví dụ. Búa thủy lực GT80 nặng 1,663 tấn, và các bu lông bên hông của nó gồm 7 bộ bu lông M42 cấp 10.9. Lực kéo của mỗi bu lông là 110 tấn, và lực siết trước được tính bằng một nửa lực kéo, tổng lực siết trước có thể lên tới ba hoặc bốn trăm tấn. Tuy nhiên, bu lông sẽ bị gãy, và lúc này cần phải thay bằng bu lông M48. Nguyên nhân cơ bản là việc khóa bu lông không giải quyết được vấn đề.

Khi một bu lông bị gãy, người ta thường dễ dàng kết luận rằng độ bền của nó không đủ, vì vậy hầu hết họ đều áp dụng phương pháp tăng cấp độ bền của đường kính bu lông. Phương pháp này có thể làm tăng lực siết trước của bu lông, đồng thời lực ma sát cũng được tăng lên. Tất nhiên, hiệu quả chống nới lỏng cũng được cải thiện. Tuy nhiên, phương pháp này thực chất là một phương pháp không chuyên nghiệp, tốn nhiều vốn đầu tư mà lợi nhuận lại quá ít.

Tóm lại, nguyên tắc của cái bu lông là: "Nếu không nới lỏng nó ra, nó sẽ bị gãy."