Đầu của bu lông không chỉ có tác dụng cung cấp bề mặt để cờ lê bám vào. Nó xác định tải trọng được phân bổ vào mối nối như thế nào, những công cụ nào cần thiết để lắp đặt và tháo gỡ, liệu dây buộc có thể được sử dụng trong các ứng dụng chìm hoặc phẳng hay không và diện tích chịu lực có sẵn đối với vật liệu được kẹp là bao nhiêu. Việc chọn đúng loại đầu cho một ứng dụng cũng quan trọng như việc chọn đúng đường kính và cấp độ -- loại đầu không chính xác có thể dẫn đến hư hỏng bề mặt, lỏng lẻo khi rung, diện tích kẹp không đủ hoặc khớp nối không thể lắp ráp hoặc bảo dưỡng bằng dụng cụ có sẵn.
Bu lông đầu lục giác, bu lông mặt bích lục giác, bu lông vận chuyển và bu lông nắp ổ cắm là bốn trong số các loại đầu chốt được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng công nghiệp, kết cấu, ô tô và thương mại. Mỗi cái phục vụ một mục đích riêng biệt và mỗi cái đều có những điều kiện cụ thể để nó hoạt động tốt hơn những cái khác. Hiểu được cơ sở kỹ thuật đằng sau mỗi thiết kế là nền tảng cho thông số kỹ thuật dây buộc nhất quán và đáng tin cậy.
Bu lông đầu lục giác là loại dây buộc được sản xuất và sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Đầu sáu mặt của nó gắn với cờ lê một đầu mở, cờ lê hộp hoặc ổ cắm trên cả sáu mặt, mang lại khả năng truyền mô-men xoắn dương và khả năng tương thích rộng rãi với dụng cụ. Hình học được xác định trong ASME B18.2.1 cho ốc vít inch thống nhất và ISO 4014 và ISO 4017 cho ốc vít hệ mét, tiêu chuẩn hóa kích thước đầu giữa các nhà sản xuất để bu lông lục giác từ bất kỳ nhà cung cấp tuân thủ nào đều có thể hoán đổi cho nhau trong một ứng dụng nhất định.
Bu lông đầu lục giác bao gồm một đầu lục giác, thân có thể được ren một phần hoặc toàn bộ và phần có ren ở cuối. Mặt chịu lực của đầu - mặt dưới phẳng của đầu tiếp xúc với vật liệu được kẹp - phân phối tải trọng kẹp trên một khu vực hình tròn được xác định bởi kích thước ngang phẳng của đầu. Vùng chịu lực này là một trong những thông số chức năng chính của đầu: diện tích chịu lực không đủ khiến đầu bị lún vào các vật liệu mềm hơn khi chịu tải, làm giảm lực kẹp hiệu quả theo thời gian.
Hai cấu hình cán là tiêu chuẩn: bu lông có ren một phần (có phần cán trơn giữa đầu và phần hết ren) và bu lông có ren hoàn toàn. Bu lông có ren một phần được ưu tiên trong các ứng dụng kết cấu và cắt vì thân không có ren có thể được định kích thước để vừa khít với lỗ hở, mang lại vị trí chắc chắn và giữ phần có ren ra khỏi mặt phẳng cắt. Bu lông có ren hoàn toàn mang lại độ linh hoạt về chiều dài tay cầm lớn hơn và phổ biến trong lắp ráp có mục đích chung trong đó tải trọng cắt không phải là mối quan tâm chính.
Bu lông đầu lục giác được sản xuất trên nhiều loại đặc tính cơ học. Trong hệ thống inch thống nhất, các cấp cấu trúc phổ biến nhất là SAE Cấp 5 (ba dấu xuyên tâm trên đầu, độ bền kéo tối thiểu 120.000 psi) và SAE Lớp 8 (sáu dấu xuyên tâm, độ bền kéo tối thiểu 150.000 psi). Trong hệ thống số liệu, các lớp thuộc tính 8,8, 10,9 và 12,9 tương ứng với mức độ bền kéo và cường độ năng suất cao hơn dần dần. Lớp thuộc tính được đánh dấu trực tiếp trên đầu dưới dạng ký hiệu số.
Các lựa chọn vật liệu ngoài thép carbon bao gồm thép không gỉ (phổ biến nhất là A2-70 và A4-80 theo hệ mét, hoặc 18-8 và 316 inch), thép hợp kim, đồng thau và đồng silicon cho các yêu cầu chống ăn mòn chuyên dụng. Hệ thống đánh dấu đầu cho các ốc vít bằng thép không gỉ và kim loại màu khác với hệ thống đánh dấu cấp độ thép cacbon và cần được xác minh theo tiêu chuẩn liên quan khi yêu cầu truy xuất nguồn gốc vật liệu.
Bu lông đầu lục giác là ốc vít mặc định cho các kết nối kết cấu thép, cụm máy móc, khung đế thiết bị, mối nối ống có mặt bích và bất kỳ ứng dụng nào cần có lực kẹp cao và có sẵn cờ lê bên ngoài. Việc tiêu chuẩn hóa của chúng trong các ngành công nghiệp có nghĩa là các thông số kỹ thuật về dụng cụ, mô-men xoắn và ốc vít thay thế đều có sẵn trên toàn cầu, giúp đơn giản hóa cả quá trình lắp ráp ban đầu lẫn bảo trì tại hiện trường.
Bu lông mặt bích lục giác là bu lông đầu lục giác có mặt bích tròn tích hợp ở chân đầu. Mặt bích mở rộng hướng tâm ra ngoài chu vi đầu lục giác và tạo ra bề mặt chịu lực lớn hơn cho vật liệu được kẹp so với đầu lục giác tiêu chuẩn có cùng kích thước danh nghĩa. Mặt bích tích hợp này là đặc điểm nổi bật của thiết kế và là lý do chính để lựa chọn nó thay vì bu lông đầu lục giác tiêu chuẩn trong nhiều ứng dụng.
Mặt bích có chức năng tương tự như một vòng đệm phẳng riêng biệt được đặt dưới đầu bu lông lục giác tiêu chuẩn, nhưng tích hợp nó vĩnh viễn vào chính dây buộc. Điều này giúp loại bỏ tổn thất vòng đệm trong quá trình lắp ráp và tháo rời, giảm số lượng bộ phận, ngăn vòng đệm quay hoặc lệch trục trong quá trình xoắn và đảm bảo diện tích ổ trục ổn định trong mỗi lần lắp đặt. Trong môi trường lắp ráp khối lượng lớn - đặc biệt là sản xuất ô tô - việc loại bỏ một bộ phận vòng đệm riêng biệt giúp giảm đáng kể thời gian lắp ráp và nguy cơ thiếu sót vòng đệm.
Mặt dưới của mặt bích thường có răng cưa theo kiểu răng xuyên tâm. Các răng cưa này cắn vào bề mặt được kẹp khi bu-lông được siết chặt, tạo ra lực cản cơ học chống lại sự nới lỏng do quay tác động bên cạnh ma sát ren. Bu lông mặt bích có răng cưa là giải pháp phổ biến trong các ứng dụng chịu rung động trong đó cần có bộ phận khóa riêng biệt như vòng đệm khóa hoặc hợp chất khóa ren. Các răng cưa làm cho bu lông mặt bích có răng cưa không phù hợp để sử dụng trên các bề mặt đã hoàn thiện hoặc sơn mà việc đánh dấu bề mặt không được chấp nhận - trong các ứng dụng đó, phiên bản không có răng cưa (mặt bích nhẵn) được sử dụng.
Bu lông mặt bích lục giác được tiêu chuẩn hóa theo hệ mét theo DIN 6921 và ISO 15071 (không có răng cưa) và ISO 15072 (có răng cưa). Phần lục giác của đầu bu lông mặt bích thường nhỏ hơn phần lục giác của bu lông lục giác tiêu chuẩn có cùng đường kính, vì tải trọng cờ lê được chia sẻ giữa các mặt lục giác và ổ trục mặt bích tựa vào vai ổ cắm. Lục giác nhỏ hơn này có nghĩa là cần có cờ lê hoặc kích thước ổ cắm khác so với bu lông lục giác tiêu chuẩn có cùng đường kính danh nghĩa -- một điểm thực tế quan trọng cho các hoạt động bảo trì khi phải có sẵn dụng cụ chính xác.
Bu lông mặt bích lục giác được sử dụng rộng rãi trong lắp ráp ô tô và hệ thống truyền động, đặc biệt để buộc chặt các bộ phận vào giá đỡ có thành mỏng, tấm kim loại và vỏ nhựa, nơi bề mặt ổ trục mở rộng ngăn cản lực kéo và các răng cưa mang lại khả năng chống rung. Chúng cũng phổ biến trong thiết bị nông nghiệp, xe thương mại và lắp ráp máy móc nói chung, nơi ưu tiên tốc độ lắp ráp và giảm số lượng bộ phận.
Bu lông vận chuyển có triết lý thiết kế khác biệt rõ rệt với các loại bu lông đầu lục giác và mặt bích. Đặc điểm dễ thấy nhất của nó là một đầu nhẵn, hình vòm, không có đế cờ lê bên ngoài - không có khả năng tác dụng mô-men xoắn lên đầu bu lông từ phía trên. Thay vào đó, một phần hình vuông hoặc có gân ngay bên dưới đầu được thiết kế để gắn vào vật liệu được buộc chặt (gỗ, nhựa hoặc kim loại mềm) và ngăn bu lông quay khi đai ốc được siết chặt từ phía đối diện.
Cổ vuông của bu lông vận chuyển lớn hơn một chút so với chuôi tròn và có kích thước phù hợp với lỗ vuông được đục lỗ hoặc khoan trên vật liệu đối tiếp. Khi bu lông được kéo vào lỗ bằng cách siết chặt đai ốc, các góc của cổ vuông sẽ ăn vào vật liệu và khóa bu lông chống lại chuyển động quay. Điều này cho phép một người siết chặt đai ốc mà không cần giữ đầu bu lông - một lợi thế thực tế đáng kể trong các ứng dụng xây dựng khi việc tiếp cận đồng thời cả hai mặt của khớp là khó hoặc không thể.
Tính năng chống xoay phụ thuộc vào vật liệu. Trong vật liệu gỗ và composite, cổ vuông có khả năng bám dính hiệu quả trên một loạt các giá trị mô-men xoắn. Trong các mối nối kim loại với kim loại, cổ vuông cần có lỗ đục lỗ vuông phù hợp để hoạt động chính xác; trong một lỗ khoan tròn trơn bằng kim loại, bu lông vận chuyển sẽ quay trong quá trình siết đai ốc và tải trọng kẹp không thể tăng nếu không giữ bu lông ở bên ngoài.
Đầu nhẵn, hình vòm của bu-lông vận chuyển không cần dùng cờ lê hoặc tuốc-nơ-vít tiêu chuẩn từ bề mặt lộ ra ngoài. Sau khi được lắp đặt với đầu phẳng với bề mặt, người chỉ có quyền truy cập vào phía đầu không thể tháo bu lông ra - chỉ có thể sử dụng mặt đai ốc để tháo rời khớp. Đặc tính chống giả mạo này, mặc dù không phải là lý do chính cho thiết kế, nhưng làm cho bu lông vận chuyển trở thành lựa chọn ưu tiên cho đồ nội thất ngoài trời, thiết bị sân chơi, hàng rào và thiết bị an ninh nơi cần hạn chế truy cập dây buộc trên bề mặt lộ ra ngoài.
Bu lông vận chuyển được tiêu chuẩn hóa trong ASME B18.5 cho ốc vít inch thống nhất. Các biến thể phổ biến bao gồm bu-lông vận chuyển cổ vuông tiêu chuẩn, bu-lông vận chuyển cổ vuông (trong đó các gân dọc thay thế cổ vuông để sử dụng trong các lỗ tròn trên vật liệu mỏng) và bu-lông bậc (một biến thể có đầu lớn hơn được sử dụng trong kết cấu gỗ nặng và phụ kiện cột điện). Bu lông vận chuyển thường được sản xuất bằng thép cacbon thấp với lớp mạ kẽm hoặc mạ kẽm nhúng nóng để sử dụng ngoài trời và xây dựng, và bằng thép không gỉ cho môi trường biển và ăn mòn.
Bu lông vận chuyển là ốc vít tiêu chuẩn trong kết cấu khung gỗ, đồ mộc gỗ, sàn tàu, lắp ráp đồ nội thất bằng gỗ, sân chơi và thiết bị giải trí, kết nối kim loại với gỗ trong các tòa nhà nông nghiệp và bất cứ nơi nào cần có đầu tròn, nhẵn trên bề mặt lộ ra ngoài kết hợp với siết chặt một mặt từ phía đai ốc.
Bu lông nắp ổ cắm - còn được gọi là vít nắp ổ cắm (SHCS) - có đầu hình trụ với phần lõm hình lục giác (ổ cắm) được gia công ở mặt trên. Mô-men xoắn được áp dụng bằng cách sử dụng phím Allen (phím lục giác) hoặc công cụ truyền động ổ cắm được lắp vào hốc bên trong thay vì áp dụng cho các mặt phẳng bên ngoài. Thiết kế ổ đĩa bên trong này cho phép tập hợp các đặc điểm lắp đặt khác biệt cơ bản so với ốc vít lục giác bên ngoài.
Đầu hình trụ của bu lông nắp ổ cắm có đường kính tổng thể nhỏ hơn đáng kể so với đầu lục giác có độ bền bám tương đương, cho phép lắp dây buộc ở những vị trí có khe hở xuyên tâm rất hạn chế xung quanh đầu. Lớp vỏ đầu nhỏ gọn này là một trong những lý do chính khiến bu lông có nắp ổ cắm được ưa thích trong các cụm cơ khí chính xác, các bộ phận máy công cụ cũng như kết cấu đồ gá và đồ gá trong đó nhiều ốc vít được đặt gần nhau hoặc liền kề với các bề mặt gia công.
Ổ đĩa lục giác bên trong truyền mô-men xoắn một cách hiệu quả thông qua một vùng tiếp xúc lớn giữa phím và thành ổ cắm, cho phép mô-men xoắn lắp đặt rất cao so với kích thước dây buộc. Bu lông nắp ổ cắm được chỉ định thường xuyên bằng thép hợp kim cường độ cao (loại thuộc tính 12,9 tính theo hệ mét hoặc tương đương với SAE Cấp 8 trở lên tính bằng inch) và được siết chặt ở mức tải trước cao có thể tước bỏ các mặt phẳng bên ngoài của bu lông lục giác tiêu chuẩn ở đường kính tương đương.
Phần đầu cũng có thể chìm vào một lỗ đối trọng sao cho đỉnh đầu ngang bằng hoặc ở dưới bề mặt xung quanh. Đây là một tính năng quan trọng trong các cụm lắp ráp trong đó đầu nhô ra sẽ tạo ra sự cản trở với các bộ phận chuyển động, các bộ phận ghép nối hoặc bộ phận bảo vệ.
Vít có nắp đầu ổ cắm được tiêu chuẩn hóa trong ASME B18.3 cho ốc vít inch thống nhất và ISO 4762 cho hệ mét. Chiều cao đầu và chiều sâu ổ cắm tỷ lệ với đường kính danh nghĩa và các kích thước lỗ đối tiêu chuẩn để làm lõm phần đầu bằng phẳng được lập bảng theo cùng tiêu chuẩn. Do đường kính lỗ khoan khớp chính xác với đường kính đầu nên việc sử dụng bu-lông có nắp lỗ trong lỗ khoan đối sẽ tạo ra bề mặt phẳng, sạch mà không thể đạt được bằng dây buộc lục giác bên ngoài có cùng đường kính.
Mặc dù ổ cắm lục giác cho đến nay là loại ổ đĩa phổ biến nhất trong bu lông nắp ổ cắm, nhưng vẫn có một số biến thể cho các ứng dụng cụ thể. Đầu ổ cắm Torx (ngôi sao sáu điểm) chống cam-out tốt hơn hex ở mô-men xoắn rất cao và được sử dụng trong các ứng dụng lắp ráp sản xuất nơi sử dụng dụng cụ chạy bằng điện. Ổ đĩa cờ lê và chốt-trong-hex cung cấp thêm khả năng chống giả mạo bằng cách yêu cầu các công cụ chuyên dụng không có sẵn trong các kênh phần cứng thông thường. Các biến thể này được sử dụng trong phần cứng bảo mật, hệ thống chuyển tuyến và buộc chặt cơ sở hạ tầng công cộng, nơi phải ngăn chặn việc tháo gỡ trái phép.
Bu lông nắp ổ cắm là dây buộc tiêu chuẩn cho máy móc chính xác, chế tạo máy công cụ CNC, cụm ống góp thủy lực, dụng cụ khuôn và khuôn, robot, hệ thống chuyển động tuyến tính và bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu lực kẹp cao trong một vỏ bọc nhỏ gọn. Chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận của xe đạp, thiết bị y tế, vỏ điện tử và các sản phẩm tiêu dùng trong đó việc lắp đặt đầu xả và hình thức trực quan rõ ràng được chỉ định cùng với hiệu suất cơ học.
| tính năng | Bu lông đầu lục giác | Bu lông mặt bích lục giác | Bolt vận chuyển | Bolt nắp ổ cắm |
|---|---|---|---|---|
| Loại ổ đĩa | lục giác bên ngoài | lục giác bên ngoài | Không có (chỉ mặt đai ốc) | Lục giác nội bộ (khóa Allen) |
| Máy giặt tích hợp | Không | Có (mặt bích) | Không | Không |
| Tính năng chống xoay | Không | Răng cưa (tùy chọn) | Cổ vuông nhúng vào chất liệu | Không |
| phong bì đầu | Tiêu chuẩn | Rộng hơn đầu lục giác | Mái vòm, không có đế cờ lê | Xi lanh nhỏ gọn |
| Có thể cài đặt tuôn ra | Không | Không | Không (dome protrudes) | Có (lỗ đối trọng) |
| Lắp đặt một mặt | Không | Không | Có (bằng gỗ và vật liệu mềm) | Không |
| Tiêu chuẩn chính (số liệu) | ISO 4014 / ISO 4017 | ISO 15071 / ISO 15072 | DIN 603 | ISO 4762 |
| Phạm vi lớp điển hình | 4,6 đến 12,9 | 8,8 đến 10,9 | Carbon thấp đến carbon trung bình | 8,8 đến 12,9 |
Loại đầu phù hợp cho một ứng dụng nhất định xuất phát từ việc trả lời một bộ câu hỏi chức năng xác định. Việc thực hiện thông qua những điều này sẽ loại bỏ một cách có hệ thống các lựa chọn không phù hợp và xác định các loại đầu đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.
Nếu đầu bu lông nằm trong một không gian hạn chế, chìm trong lỗ đối diện hoặc liền kề với bề mặt ngăn cờ lê xoay qua vòng cung cần thiết để siết chặt bu lông lục giác, bộ truyền động bên trong của bu lông nắp ổ cắm có thể là lựa chọn khả thi duy nhất. Chìa khóa Allen chỉ cần tiếp cận theo chiều dọc phía trên đầu bu lông để gắn và tác dụng mô-men xoắn -- nó không yêu cầu khe hở xuyên tâm đối với vòng cung xoay cờ lê.
Nếu dây buộc xuyên qua gỗ hoặc vật liệu tương tự và có thể tiếp cận đai ốc từ phía sau thì bu lông vận chuyển là lựa chọn chính xác để lắp đặt bằng một tay. Cổ vuông cung cấp khả năng chống xoay tự động mà không cần ai giữ đầu bu lông và đầu vòm nhẵn mang lại bề mặt sạch sẽ, không bị vướng víu trên mặt tiếp xúc.
Nếu việc lắp ráp dễ bị rung và việc sử dụng vòng đệm khóa, đai ốc mô-men xoắn phổ biến hoặc hợp chất khóa ren là không mong muốn (do yêu cầu về tốc độ lắp ráp, nhu cầu tháo rời sạch sẽ hoặc mục tiêu đếm bộ phận), thì bu-lông mặt bích lục giác có răng cưa cung cấp một mức độ chống rung thông qua các răng cưa cắn vào bề mặt được kẹp mà không cần bất kỳ bộ phận bổ sung nào.
Khi bu lông đầu lục giác tiêu chuẩn yêu cầu một vòng đệm riêng để ngăn đầu kéo qua hoặc nhúng quá mức vào vật liệu kẹp mỏng hoặc mềm, thì bu lông mặt bích lục giác có đường kính tương đương sẽ mang lại diện tích chịu lực lớn hơn trong một bộ phận. Mặt bích tích hợp đáng tin cậy hơn một vòng đệm riêng biệt có thể bị bỏ qua, căn chỉnh sai hoặc bị mất trong quá trình bảo trì.
Khi đầu phải nằm ở hoặc bên dưới bề mặt xung quanh để tránh nhiễu với các bộ phận liền kề, bộ phận bảo vệ hoặc các bộ phận tiếp xúc thì chỉ bu lông nắp ổ cắm được sử dụng với lỗ đối xứng mới đạt được điều này một cách đáng tin cậy. Hình dạng đầu hình trụ cho phép khoan lỗ đến độ sâu và đường kính chính xác giúp đầu đặt phẳng một cách chính xác, tạo ra một bề mặt có thể được bịt kín, sơn phủ hoặc vận hành mà không cần đầu bu lông tạo ra vật cản nhô ra.
Đối với yêu cầu tải trước cao nhất ở đường kính bu lông nhất định, Bu lông nắp ổ cắm thuộc loại đặc tính 12.9 hoặc tương đương mang lại độ bền kéo cao nhất và có thể được siết chặt đến giá trị mô-men xoắn cao nhất trong bốn loại đầu được thảo luận ở đây. Bu lông đầu lục giác cấp 8 hoặc loại đặc tính 10.9 là lựa chọn tiêu chuẩn cho lắp ráp chung về kết cấu và tải trọng cao. Bu lông vận chuyển thường là lựa chọn có độ bền thấp nhất trong nhóm này, vì chúng thường được sản xuất ở loại thép carbon thấp hơn phù hợp với kết cấu gỗ hơn là các ứng dụng kết cấu chịu tải cao.
Tất cả bốn loại đầu bu lông đều có sẵn với nhiều loại hoàn thiện bề mặt khác nhau để xác định khả năng chống ăn mòn của chúng trong quá trình sử dụng. Độ hoàn thiện thích hợp được xác định bởi môi trường mà dây buộc sẽ tiếp xúc và mọi hạn chế về khả năng tương thích điện do vật liệu trong mối nối áp đặt.
Phải luôn kiểm tra khả năng tương thích điện giữa lớp hoàn thiện dây buộc và vật liệu được kẹp. Các ốc vít bằng thép không gỉ tiếp xúc với nhôm chưa được xử lý trong môi trường biển hoặc môi trường ẩm ướt có thể đẩy nhanh quá trình ăn mòn điện hóa của nhôm; ốc vít mạ kẽm nhúng nóng tiếp xúc với thép không tráng phủ cung cấp khả năng bảo vệ catốt cho thép tại bề mặt tiếp xúc. Những tương tác này có thể dự đoán và quản lý được bằng cách lựa chọn vật liệu chính xác, nhưng chúng phải được xem xét ở giai đoạn thông số kỹ thuật thay vì được phát hiện trong quá trình sử dụng.
Bu lông vận chuyển bằng thép carbon mạ kẽm nhúng nóng
Cờ lê vấu chữ thập mạ kẽm bằng thép hợp kim
Thép hợp kim M8 × 60 Lớp 8,8 Bu lông xi lanh mặt bích đầu lục giác mạ kẽm
Cờ lê lục giác loại L bằng thép Chrome Vanadium Oxit đen ISO 2936
Cờ lê lục giác loại L hai đầu bằng thép Vanadi mạ Chrome
Bu lông mặt bích lục giác phốt phát bằng thép hợp kim M10 * 160
Thông tin liên hệ
Địa chỉ
