Tiêu chuẩn về ốc vít: Các loại, cấp độ và ứng dụng

Ốc vít, những thành phần phần cứng cơ bản giữ cho thế giới kỹ thuật của chúng ta được gắn kết, có vô số loại, cấp độ và vật liệu tiêu chuẩn khác nhau. Hiểu rõ các phân loại này rất quan trọng để lựa chọn loại ốc vít phù hợp về độ bền, an toàn, khả năng chống ăn mòn và hiệu quả chi phí. Dưới đây là tổng quan về các loại chính:

1. Ốc vít có ren (Bu lông(Ốc vít, Đinh tán)

1. Bu lông/ốc vít đầu lục giác (ISO 4014/4017, ASME B18.2.1, DIN 931/933):

Cấp độ/Hạng: Hệ mét (ISO 898-1): 4.6, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Hệ inch (SAE J429 / ASTM A307, A325, A490): Cấp 2, 5, 8, A325 (Kết cấu), A490 (Kết cấu cường độ cao).

Đặc điểm nổi bật: Đầu lục giác ngoài, dùng với đai ốc hoặc lỗ ren. Ren toàn phần hoặc ren một phần.

Ứng dụng: Lắp ráp chung (máy móc, khung), các mối nối kết cấu thép (nhà cửa, cầu cống - A325/A490(Khung gầm ô tô, ứng dụng chịu tải cao (8.8+/Cấp 5+)). Đầu lục giác cung cấp khả năng truyền mô-men xoắn cao.

2. Ốc vít đầu lục giác (SHCS) (ISO 4762, ASME B18.3, DIN 912)

Cấp độ/Loại: Hệ mét: Chủ yếu là 12.9, cũng có 8.8, 10.9. Hệ inch: Thép hợp kim (cường độ cao).

                   

Đặc điểm nổi bật: Đầu lục giác trong (Allen). Đầu hình trụ với bề mặt tiếp xúc phẳng. Tỷ lệ độ bền trên kích thước cao.

Ứng dụng: Máy công cụ, thiết bị chính xác, hàng không vũ trụ, các ứng dụng yêu cầu lực kẹp cao trong không gian hạn hẹp, các cụm lắp ráp cần đầu kẹp phẳng hoặc có cấu hình thấp. Thường được sử dụng khi cần độ bền cao và vẻ ngoài gọn gàng.

3. Ốc vít đầu tròn lục giác (ISO 7380, ASME B18.3, DIN 7380):

Khối lớp/Cấp học: Tương tự như SHCS (8.8, 10.9, 12.9).

Các tính năng chính: Đầu lục giác bên trong, đầu hình vòm mỏng ("đầu nút").

Ứng dụng: Các ứng dụng yêu cầu đầu tròn, mỏng (đồ gá, khuôn mẫu, sản phẩm tiêu dùng như thiết bị điện tử, đồ nội thất), nơi tính thẩm mỹ hoặc khoảng cách là yếu tố quan trọng.

4. Ốc vít định vị (ISO 4026-4036, ASME B18.3, DIN 916/913):

Cấp độ/Loại: Hệ mét: 8.8, 10.9, 12.9, 45H (Đã tôi cứng). Hệ inch: Đã tôi cứng.

Các tính năng chính: Không có đầu vít, nhiều loại đầu vít (hình cốc, phẳng, hình nón, hình răng cưa). Đầu vít bên trong (lục giác, Torx, rãnh).

Ứng dụng: Cố định các chi tiết lên trục (bánh răng, ròng rọc, vòng đệm), ngăn ngừa sự quay tương đối hoặc chuyển động dọc trục. Thường được sử dụng với lỗ khoan định vị (đầu phẳng) hoặc trực tiếp vào trục (đầu lõm).

5. Ốc vít máy (ISO 1580, ASME B18.6.3, DIN 84/85):

Cấp độ/Loại: Độ bền thấp hơn bu lông lục giác/SHCS. Hệ mét: 4.8, 5.8. Hệ inch: Nhiều loại (thường tương đương với cấp 2).

Đặc điểm nổi bật: Đường kính nhỏ hơn, ren mịn hơn so với bu lông. Có các loại đầu vít: đầu phẳng, đầu tròn, đầu chữ U. Có thể dùng tua vít (đầu dẹt, đầu Phillips, đầu Pozidriv, đầu Torx) hoặc cờ lê lục giác để siết chặt.

Ứng dụng: Cố định các tấm, nắp, đèn chiếu sáng, linh kiện điện, thiết bị gia dụng, nối các vật liệu mỏng hơn với lỗ ren hoặc đai ốc. Thường dùng trong lắp ráp điện tử và đèn chiếu sáng.

6. Vít tự ren (ISO 1478/1481, DIN 7504/7981):

Các loại: Tạo ren (nhựa, kim loại mềm), Cắt ren (kim loại, gỗ), Tự khoan (có mũi khoan - Vít Tek).

Tính năng chính: Tự tạo ren khớp trong vật liệu nền. Nhiều kiểu đầu/cơ cấu truyền động khác nhau.

Ứng dụng: Dùng để cố định tấm kim loại, nhựa, gỗ, tấm composite (xây dựng, HVAC, trang trí nội thất ô tô, vỏ thiết bị điện tử). Loại tự khoan giúp loại bỏ nhu cầu khoan trước trên thép.

7. Núm vú (ISO 4016, ASME B16.5/B16.47, DIN 975/976):

Cấp độ/Loại: Phù hợp với yêu cầu của bu lông/đai ốc ghép nối (A193 B7 thông dụng cho mặt bích).

Đặc điểm nổi bật: Có ren ở cả hai đầu hoặc dọc toàn bộ chiều dài. Không có đầu.

Ứng dụng: Các mối nối mặt bích (đường ống, bình chịu áp lực), các bộ phận cần tháo lắp thường xuyên (đầu xi lanh), các bộ phận lắp đặt mà việc sử dụng bu lông xuyên suốt không khả thi.

1. Ốc vít không ren

1. Ghim:

Chốt định vị (ISO 2338/8734, ASME B18.8.2, DIN 7): Các chốt hình trụ hoặc hình nón có độ chính xác cao. Được sử dụng để định vị và truyền tải tải trọng cắt trong các cụm lắp ráp (hộp số, đồ gá).

Chốt chữ U và chốt chẻ (ISO 2340/1234, ASME B18.8.1, DIN 11024/94): Được sử dụng với các khớp nối chữ U (thanh điều khiển, hệ thống thủy lực). Chốt chẻ dùng để cố định đai ốc có khía hoặc chốt chữ U.

Chốt định vị/Chốt lò xo (ISO 8752, DIN 1481): Biến dạng đàn hồi tạo ra áp lực hướng tâm. Được sử dụng để định vị trục/moayơ, truyền lực cắt, chốt bản lề.

2. Vòng giữ / Vòng kẹp (ISO 8750-8753, DIN 471/472, ASME B18.27):

Các loại: Rãnh ngoài (rãnh trục), Rãnh trong (rãnh lỗ khoan). Giữ theo trục.

Ứng dụng: Cố định ổ bi, bánh răng, ròng rọc trên trục hoặc trong vỏ máy. Giải pháp giữ trục tiết kiệm chi phí và không gian.

 

3. Đinh tán:

Đinh tán đặc (ASME B18.1.1, DIN 660/124): Có độ bền vĩnh cửu, được lắp đặt bằng phương pháp ép (đóng búa/đập). Độ bền/độ tin cậy cao.

Đinh tán mù (Đinh tán bật) (ISO 15977-15984, DIN 7337): Lắp đặt từ một phía. Thân hình ống có trục gá.

Ứng dụng: Loại đặc: Kết cấu hàng không vũ trụ (các mối nối quan trọng), nồi hơi. Loại kín: Lắp ráp tấm kim loại (thiết bị điện tử, thiết bị gia dụng, ống dẫn, xe cộ), các ứng dụng chỉ có thể tiếp cận một phía.

III: Các loại hạt

1.  Đai ốc lục giác (ISO 4032/4034, ASME B18.2.2, DIN 934):

Cấp độ/Loại: Phải phù hợp với cấp độ bu lông (ví dụ: đai ốc số 8 cho bu lông 8.8 - ISO 898-2, ASME/SAE J995 Cấp 2H, 5, 8).

Ứng dụng: Sử dụng chung với bu lông/ốc vít lục giác. Chiều cao đầy đủ (ISO 4032) hoặc chiều cao giảm (ISO 4034).

2. Đai ốc khóa:

Đai ốc khóa có chèn nylon (ISO 7040/7042, DIN 985/982): Mô-men xoắn chủ đạo từ miếng chèn nylon. Khả năng chống rung.

Đai ốc khóa toàn kim loại (ISO 7043, DIN 980/6927): Ren bị biến dạng hoặc có các đặc điểm trên/dưới (mặt bích, răng cưa). Khả năng chịu nhiệt cao hơn so với nylon.

Ứng dụng: Các mối nối quan trọng chịu rung động (động cơ, máy móc, phương tiện vận tải).

3. Đai ốc mặt bích (ISO 4161, DIN 6923):

Các tính năng chính: Vành tích hợp dạng vòng đệm giúp phân bổ tải trọng, các răng cưa thường giúp chống lỏng lẻo.

Ứng dụng: Ngành ô tô, các cụm chi tiết kim loại tấm, nơi cần phân bổ tải trọng hoặc khả năng chống rung mà không cần vòng đệm riêng.

1. Máy giặt

1. Vòng đệm phẳngs (ISO 7089/7090, ASME B18.22.1, DIN 125):

Các loại: Tiêu chuẩn, Rộng, Siêu rộng.

Ứng dụng: Phân bổ tải trọng dưới đầu bu lông/đai ốc, bảo vệ bề mặt, bù trừ cho các lỗ quá khổ.

2. Vòng đệm lò xo (ISO 10683, DIN 127/128):

Các loại: Lò xo xoắn ốc (phổ biến nhất), Belleville (lò xo đĩa).

Ứng dụng: Cung cấp lực lò xo dọc trục để duy trì độ căng và chống nới lỏng (mặc dù hiệu quả còn gây tranh cãi so với các phương pháp khóa khác). Vòng đệm Belleville chịu được tải trọng/độ biến dạng cao.

3. Vòng đệm khóa:

Vòng đệm khóa răng (răng trong/răng ngoài) (ISO 7091, DIN 6797): Răng bám vào đầu và bề mặt đai ốc/bu lông.

Ứng dụng: Chống xoay/lỏng do rung động (độ tin cậy thấp hơn so với đai ốc khóa đối với các mối nối quan trọng).

Các tổ chức tiêu chuẩn chính và các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn

ISO: Tiêu chuẩn quốc tế (Được áp dụng rộng rãi trên toàn cầu).

ASME/SAE/ASTM: Chủ yếu là các tiêu chuẩn của Bắc Mỹ.

DIN: Tiêu chuẩn Đức (vẫn được sử dụng rộng rãi ở châu Âu/toàn cầu).

JIS: Tiêu chuẩn Nhật Bản.

                         

Các yếu tố lựa chọn:

1. Tải trọng: Kéo, Cắt, Mỏi, Rung động? (Quyết định vật liệu/cấp độ).
2. Môi trường: Ăn mòn (Thép không gỉ - A2/A4, Thép phủ, Hợp kim), Nhiệt độ (Thép hợp kim, Hợp kim Niken), Hóa chất?
3. Lắp ráp/Tháo rời: Cố định (Đinh tán, Keo dán)? Thường xuyên tiếp cận? Có dụng cụ hỗ trợ (Loại truyền động)?
4. Vật liệu cần ghép nối: Kim loại, nhựa, gỗ, vật liệu tổng hợp? (Ảnh hưởng đến loại ren, lực kẹp).
5. Hạn chế về không gian: Chiều cao trần, khoảng trống để đặt dụng cụ?
6. Chi phí và khả năng cung ứng: Hàng tiêu chuẩn so với hàng chuyên dụng.

Hiểu rõ các tiêu chuẩn, cấp độ và ứng dụng của ốc vít là điều cơ bản để thiết kế và lắp ráp an toàn, đáng tin cậy và hiệu quả trong vô số ngành công nghiệp. Luôn tham khảo tiêu chuẩn cụ thể và các hướng dẫn kỹ thuật liên quan cho các ứng dụng quan trọng.