Rung là một trong những lý do phổ biến nhất khiến các mối nối bu lông mất độ tin cậy trong máy móc, phương tiện, máy bơm, máy nén, thiết bị khai thác mỏ, hệ thống năng lượng gió và các tổ hợp công nghiệp nặng.

Nhìn từ bên ngoài, vấn đề thường có vẻ đơn giản: “đai ốc bị lỏng” hoặc “bu lông bị gãy”. Trong thực tế, việc nới lỏng thường bắt đầu sớm hơn. Khớp mất tải trước. Các bộ phận được kẹp bắt đầu di chuyển. Sau đó là mòn, mỏi, hư chỉ hoặc gãy.

Chỉ một bu-lông mạnh hơn không giải quyết được vấn đề này. Khả năng chống rung phụ thuộc vào hệ thống buộc chặt đầy đủ.

Tại sao ốc vít nới lỏng khi rung

Mối nối bu lông hoạt động vì bu lông bị kéo căng trong quá trình siết chặt. Sự căng đó tạo ra tải trước, kẹp các bộ phận lại với nhau.

Khi rung động tạo ra chuyển động lặp đi lặp lại giữa các bộ phận được kẹp, khớp nối có thể bắt đầu trượt. Khi quá trình trượt bắt đầu, ren và bề mặt ổ trục sẽ trải qua những chuyển động nhỏ lặp đi lặp lại. Điều này có thể làm giảm tải trước và cho phép đai ốc hoặc bu lông quay lỏng lẻo.

Trong nhiều lần hỏng hóc tại hiện trường, bu-lông không nới lỏng được vì nó “tệ”. Nó bị lỏng do mối nối không được thiết kế, siết chặt hoặc cố định để chống rung.

Đối với các cụm lắp ráp nhạy cảm với rung động, người mua nên xem xét phù hợp ốc vít cường độ cao và xác nhận hệ thống vòng đệm bu lông-đai ốc đầy đủ trước khi đặt hàng.

Cơ chế nới lỏng chính

Mất tải trước

Mất tải trước có thể xảy ra trước khi nới lỏng rõ ràng. Các nguyên nhân phổ biến bao gồm bị nhúng, vòng đệm mềm, bề mặt ổ trục gồ ghề, lực nén của miếng đệm, độ lún của lớp phủ hoặc độ siết không đủ.

Khi tải trước giảm xuống, khớp sẽ dễ dàng di chuyển hơn khi có rung.

Nới lỏng quay

Sự lỏng lẻo do quay xảy ra khi rung động làm cho đai ốc hoặc bu lông quay trở lại. Nó đặc biệt phổ biến khi chuyển động ngang tác động qua khớp.

Đây là lý do tại sao việc kiểm tra độ rung như kiểm tra Junker thường được sử dụng để so sánh hiệu suất khóa dưới tải động ngang.

Thất bại mệt mỏi

Nếu mối nối lỏng lẻo nhưng vẫn tiếp tục hoạt động, bu lông có thể chịu tải trọng uốn hoặc kéo dao động lặp đi lặp lại. Theo thời gian, các vết nứt có thể bắt đầu ở gốc ren, dưới đầu ren hoặc tại các điểm tập trung ứng suất.

Đó là lúc vấn đề chuyển từ lỏng lẻo sang thất bại.

Nơi thường xảy ra vấn đề về rung

Các vấn đề về chi tiết siết chặt liên quan đến rung động thường xuất hiện ở:

• Máy bơm và động cơ
• Máy nén và máy phát điện
• Máy nghiền và màn hình
• Máy móc nông nghiệp
• Thiết bị đường sắt và vận tải
• Thiết bị xây dựng
• Linh kiện điện gió
• Giá đỡ và giá đỡ ống
• Khung và tấm đế chịu lực cao

Đối với các cụm lắp ráp công nghiệp tiêu chuẩn, người mua có thể so sánh ốc vít tiêu chuẩn đầu tiên, sau đó quyết định xem có cần hệ thống chống nới lỏng đặc biệt hay không.

Tại sao chỉ mô-men xoắn là không đủ

Mô-men xoắn chỉ là cách gián tiếp để tạo ra tải trước. Nó bị ảnh hưởng bởi ma sát.

Cùng một mô-men xoắn có thể tạo ra lực kẹp khác nhau tùy thuộc vào tình trạng ren, lớp phủ, chất bôi trơn, độ cứng của vòng đệm và độ hoàn thiện bề mặt. Bu lông mạ kẽm, bu lông mạ kẽm nhúng nóng, bu lông phủ sơn và bu lông thép không gỉ sẽ không hoạt động giống nhau. (PTFE)

Đó là lý do tại sao nhiều vấn đề về rung động xảy ra do “mô men xoắn chính xác” tác dụng trong điều kiện ma sát sai.

Đối với các cụm được phủ, hãy so sánh ốc vít tráng khác nhau và xác nhận xem giá trị mômen xoắn có dựa trên ren khô, ren được bôi dầu, bôi sáp hay được phủ hay không.

Các tùy chọn và giới hạn chống nới lỏng

Không có sản phẩm chống nới lỏng nào có tác dụng trong mọi tình huống. Sự lựa chọn chính xác phụ thuộc vào mức độ rung động, nhiệt độ, sự ăn mòn, nhu cầu bảo trì và phương pháp lắp đặt.

Đối với các giải pháp sử dụng vòng đệm, người mua nên xem xét sản phẩm vòng đệm và xác nhận độ cứng, kích thước và hướng lắp đặt của vòng đệm.

Những sai lầm phổ biến của người mua

Một số sai lầm lặp lại trong các đơn đặt hàng máy móc và thiết bị:

• Chỉ chọn theo cấp bu lông.
• Giả sử vòng đệm lò xo giải quyết được rung động nghiêm trọng.
• Trộn bu lông, đai ốc và vòng đệm từ các thông số kỹ thuật khác nhau.
• Bỏ qua độ cứng của vòng đệm ở các mối nối tải trước cao.
• Sử dụng biểu đồ mô-men xoắn chung mà không có dữ liệu lớp phủ.
• Tái sử dụng đai ốc khóa mà không có quy tắc tái sử dụng xác định.
• Chọn thép không gỉ mà không tính đến sự ăn mòn.
• Không kiểm tra độ khít của ren sau khi phủ.
• Để lại trình tự thắt chặt cho trình cài đặt.

Đối với các cấu trúc khóa đặc biệt, các ren bất thường hoặc các bộ phận dựa trên bản vẽ, hãy sử dụng ốc vít phi tiêu chuẩn tùy chỉnh và xác định rõ ràng yêu cầu chống nới lỏng.

Danh sách kiểm tra phòng ngừa thực tế

Trước khi phê duyệt các ốc vít cho mối nối dễ bị rung, hãy xác nhận:

1. Loại tải: tĩnh, động, cắt, kéo hoặc kết hợp
2. Lớp bu lông và vật liệu
3. Cấp đai ốc và phương pháp khóa
4. Loại vòng đệm, độ cứng, ID, OD và độ dày
5. Bề mặt hoàn thiện và tình trạng ma sát
6. Phương pháp mô-men xoắn, tải trước hoặc thắt chặt
7. Tình trạng bôi trơn
8. Trình tự siết chặt mối nối nhiều bu lông
9. Quy tắc tái sử dụng đai ốc khóa hoặc ốc vít có lớp phủ
10. Phương pháp kiểm tra sau khi lắp đặt

Để lập kế hoạch sản phẩm hoàn chỉnh, người mua có thể xem lại toàn bộ sản phẩm chi tiết siết chặt phạm vi.

Lời khuyên cuối cùng

Rung làm tăng nguy cơ nới lỏng và hư hỏng chi tiết siết chặt bằng cách giảm tải trước, tạo ra chuyển động của khớp và tăng tốc độ mỏi. Giải pháp không chỉ đơn giản là một chiếc bu-lông chắc chắn hơn.

Cách tiếp cận đáng tin cậy là thiết kế và mua hệ thống buộc chặt hoàn chỉnh: bu lông, đai ốc, vòng đệm, lớp phủ, phương pháp khóa, quy trình siết chặt và quy tắc kiểm tra. Khi các chi tiết này được kiểm soát trước khi sản xuất và lắp đặt, mối nối sẽ có cơ hội được giữ chặt tốt hơn trong sử dụng thực tế.