Chuyên đề
media
media
column
Trong môi trường sản xuất, việc siết chặt bằng vít hoặc bu-lông là một quy trình quan trọng, đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo độ tin cậy của mọi loại máy móc và thiết bị. Tuy nhiên, nếu việc siết chặt không được thực hiện đúng cách, các sự cố như lỏng lẻo hoặc gãy đứt – gọi chung là “lỗi siết chặt” – có thể xảy ra, dẫn đến lỗi chất lượng nghiêm trọng hoặc thậm chí là tai nạn lớn. Những lỗi này thường bắt nguồn từ sai sót trong giai đoạn thiết kế, vấn đề về dụng cụ hoặc môi trường làm việc, hay các yếu tố bên ngoài như đặc tính vật liệu, ăn mòn hoặc nhiệt độ. Do đó, tại hiện trường sản xuất, việc cảnh giác luôn là điều cần thiết.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ trình bày rõ ràng về cơ chế cơ bản của lỗi siết chặt, các nguyên nhân chính gây ra lỗi, đồng thời giới thiệu các trường hợp sự cố thực tế và biện pháp khắc phục hiệu quả.
Trong môi trường sản xuất, các lỗi siết chặt bằng ốc vít thường xuyên được báo cáo, bao gồm nhiều sự cố nghiêm trọng như rơi rớt linh kiện kết cấu hoặc dừng hoạt động máy móc. Dưới đây là một số ví dụ điển hình cùng tóm tắt nguyên nhân của từng trường hợp.
Trường hợp rơi tuột đai ốc do biến dạng của linh kiện nhựa
Trong một thiết bị, đai ốc dùng để cố định linh kiện nhựa đã bị rơi ra trong quá trình vận hành. Nguyên nhân là do biến dạng (lún) của vật liệu nhựa dưới lực căng trục khi siết chặt, kết hợp với ngoại lực trong quá trình sử dụng khiến biến dạng tiếp tục tăng lên. Kết quả là lực siết của đai ốc bị mất và máy dừng hoạt động.
Gãy bulông do quá lực trên thanh ray cố định (do xử lý nhiệt kém và thiếu lực siết)
Bulông SCM435 được sử dụng để cố định ray của phương tiện đường sắt đã bị gãy do mỏi do tải trọng lặp đi lặp lại. Nguyên nhân là do tổ chức kim loại bị thô hóa do lỗi xử lý nhiệt, và mô-men siết không được kiểm soát đúng cách. Cuối cùng, gãy do mỏi đã được xác nhận bằng cách quan sát mặt gãy.
Lỗi sản phẩm do vặn vít lệch/ siết hai lần
Trong công đoạn lắp ráp thiết bị điện tử cần siết vít với mô-men rất nhỏ, đã phát sinh tình trạng vặn vít lệch hoặc siết hai lần – điều mà mắt thường khó phát hiện. Đây là nguyên nhân khiến sản phẩm lỗi bị lọt ra ngoài. Tuy nhiên, sau khi áp dụng thiết bị phát hiện lỗi có khả năng kiểm soát chính xác mô-men và góc xoay, hiện tượng này đã được ngăn chặn hoàn toàn.
Sự cố do lỗi ngoại hình (bavia/ nứt) và vấn đề không phát hiện kịp
Trên dây chuyền sản xuất hàng loạt, các vết bavia từ công đoạn lăn ren hoặc vết nứt nhỏ do rèn dập đã không được phát hiện trong quá trình kiểm tra, dẫn đến thiếu độ bền hoặc lỗi siết chặt sau khi lắp ráp. Đây là một ví dụ điển hình cho thấy giới hạn của việc kiểm tra bằng mắt người.
Bài học chung rút ra từ các trường hợp trên là: để đảm bảo độ tin cậy của mối siết, cần thực hiện đồng bộ ba yếu tố “thiết kế – quy trình – kiểm tra” như một thể thống nhất.
Tầm quan trọng của việc kiểm tra độ bền và lựa chọn vật liệu trong giai đoạn thiết kế
Đối với các mối siết có liên quan đến nhựa, cần tính đến khả năng biến dạng do lực dọc trục bằng cách chèn ống đệm (collar) hoặc lựa chọn bulông dựa trên phân tích ứng suất. Ngoài ra, trong các trường hợp có nguy cơ gãy do quá lực, việc dự đoán tuổi thọ bằng đường cong S-N và thiết lập hệ số an toàn phù hợp là điều không thể thiếu.
Thiết lập tối ưu mô-men siết ban đầu và lực ép trục
Để ngăn ngừa phá hủy dẻo do siết quá lực hoặc lỏng lẻo, gãy do mô-men xoắn quá mức, cần thiết lập mô-men siết tối ưu dựa trên biểu đồ siết. Ngoài ra, việc sử dụng phụ kiện như long đền lò xo hoặc đai ốc chống lỏng cũng giúp ngăn ngừa lỏng mối siết hiệu quả.
Bảo trì dụng cụ/ thiết bị siết chặt và kết hợp chức năng giám sát lỗi
Mòn ở phần đầu giữ vít hoặc hư hỏng đầu siết là nguyên nhân tiềm ẩn gây lỗi siết chặt. Do đó, việc thay thế định kỳ, giám sát tình trạng thiết bị và sử dụng hệ thống có khả năng giám sát mô-men và góc xoay theo thời gian thực là những biện pháp quan trọng để phòng tránh lỗi từ sớm.
Tăng cường kiểm soát chất lượng thông qua tự động hóa kiểm tra ngoại quan và kích thước
Hệ thống kiểm tra 100% bằng cách sử dụng cảm biến xử lý hình ảnh đã trở nên phổ biến trong những năm gần đây, có thể phát hiện chính xác các bất thường về ngoại quan như bavia, vết nứt, và biến dạng trên dây chuyền với tốc độ cao và độ chính xác cao. Điều này đảm bảo rằng ngay cả những bất thường nhỏ thường bị bỏ qua trong kiểm tra thủ công cũng được phát hiện, ngăn chặn sản phẩm lỗi rò rỉ ra ngoài.
Bằng cách thực hiện các biện pháp này, không chỉ ngăn chặn việc tái diễn các lỗi siết chặt mà còn nâng cao độ tin cậy tổng thể của sản phẩm.
Để đảm bảo chất lượng ổn định trong quá trình siết vít, điều quan trọng nhất là quản lý mô-men xoắn (torque). Đặc biệt, việc áp dụng đúng mô-men xoắn và lực dọc trục ngay từ giai đoạn siết ban đầu sẽ giúp ngăn ngừa hiện tượng lỏng vít lâu dài và gãy do mỏi.
Thiết kế và kiểm soát mô-men xoắn bằng biểu đồ siết bulông
Biểu đồ siết bulông là một sơ đồ thể hiện sự cân bằng giữa lực dọc trục, độ giãn dài của bulông và độ nén của chi tiết được siết. Biểu đồ này rất hữu ích trong việc tối ưu hóa điều kiện siết chặt ngay từ giai đoạn thiết kế. Khi mô-men siết được thiết lập đúng, nội lực trong bulông vẫn nằm trong giới hạn cho phép ngay cả khi có ngoại lực tác động, từ đó giảm đáng kể nguy cơ gãy quá lực.
Ứng dụng thiết bị siết có chức năng phát hiện lỗi trong quản lý mô-men siêu nhỏ
Đối với các ốc vít nhỏ được sử dụng nhiều trong thiết bị điện tử, thường cần kiểm soát mô-men rất nhỏ, dưới 0.1 N·m. Trong những trường hợp này, nên sử dụng thiết bị siết có thể giám sát mô-men và góc siết theo thời gian thực, đồng thời tự động phát hiện các lỗi như siết lệch hoặc siết lại lần hai. Việc đưa thiết bị này vào dây chuyền không chỉ ngăn ngừa sản phẩm lỗi lọt ra ngoài, mà còn giúp cân bằng giữa năng suất và độ tin cậy sản phẩm.
Sử dụng đồ gá (jig) và vòng đệm (collar) để đảm bảo lực ép trục ổn định
Đặc biệt đối với các vật liệu như bộ phận nhựa, nơi bề mặt siết chặt dễ bị biến dạng, việc chèn vòng đệm (spacer) bằng kim loại có thể ổn định lực ép trục. Đây là một biện pháp hiệu quả để ngăn chặn sự suy giảm lực ép trục do biến dạng của bộ phận và nới lỏng đai ốc.
Nguồn tham khảo_Bản tiếng Nhật :
Hệ thống thử nghiệm siết vít – Viện nghiên cứu kỹ thuật công nghiệp Osaka (地方独立行政法人大阪産業技術研究所)
Để phòng ngừa lỗi siết chặt, không chỉ cần chú trọng đến khâu thiết kế và thi công ban đầu, mà còn phải xây dựng hệ thống kiểm tra và đảm bảo chất lượng ở các công đoạn sau.
Ứng dụng hệ thống xử lý hình ảnh để kiểm tra ngoại quan 100% sản phẩm
Trong những năm gần đây, kiểm tra xử lý hình ảnh kết hợp máy ảnh có độ chính xác cao và AI đã trở nên phổ biến, cho phép phát hiện nhanh chóng và chính xác các lỗi ngoại quan như bavia, vết nứt, và biến dạng trên dây chuyền. Điều này đảm bảo rằng ngay cả những bất thường nhỏ thường bị bỏ qua trong kiểm tra thủ công cũng được phát hiện một cách chắc chắn, ngăn chặn sản phẩm lỗi rò rỉ ra ngoài.
Quản lý kích thước bằng thước đo bước ren, thước giới hạn và kiểm tra mô-men xoắn
Để kiểm tra hình dạng bước ren, có thể sử dụng thước đo bước ren, dưỡng kiểm giới hạn và cờ lê đo mô-men xoắn. Việc sử dụng những công cụ này cho phép thực hiện kiểm soát chất lượng dựa trên các dung sai tiêu chuẩn theo JIS hoặc ISO. Việc chuẩn hóa và lưu trữ dữ liệu đo đạc cũng là yếu tố quản lý quan trọng không thể thiếu.
Tăng cường quản lý chất lượng, khả năng truy xuất nguồn gốc và đào tạo nhân lực
Để giảm thiểu lỗi phát sinh, ngoài hệ thống kiểm tra, cần nâng cao kỹ năng của công nhân tại hiện trường. Do đó, cần triển khai các chương trình đào tạo giúp họ hiểu rõ ý nghĩa của mô-men siết, cũng như các dấu hiệu bất thường có thể xảy ra. Việc số hóa hồ sơ kiểm tra và lịch sử lỗi không chỉ hỗ trợ truy xuất nguồn gốc mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc cải tiến quy trình sản xuất.
Bằng cách áp dụng đồng bộ các biện pháp trên, doanh nghiệp có thể chủ động ngăn ngừa lỗi siết chặt ngay từ đầu và duy trì chất lượng sản xuất một cách ổn định.
A1. Sự cố thường gặp nhất là các vấn đề liên quan đến lỏng vít (nới lỏng) và gãy do quá lực. Đặc biệt, nhiều trường hợp bulông bị gãy do ứng suất lặp lại xuất phát từ việc giảm lực dọc trục do đai ốc bị lỏng.
A2. Quản lý mô men xoắn là yếu tố cơ bản, nhưng tùy thuộc vào tình trạng của bề mặt siết chặt và đặc tính của vật liệu được siết chặt, lực siết có thể không đủ ngay cả với mô men xoắn đúng. Do đó, cần phải xem xét việc quản lý lực dọc trục và sử dụng các dụng cụ phụ trợ (ví dụ: vòng đệm kim loại) để đảm bảo hiệu quả siết chặt.
A3. Các lỗi như siết lệch hoặc siết hai lần có thể được phát hiện bằng cách sử dụng các thiết bị như máy vặn đai ốc siêu nhỏ có thể giám sát mô-men xoắn và góc đồng thời. Nó cũng có thể xử lý việc quản lý mô-men xoắn nhỏ, điều này khó thực hiện bằng kiểm tra bằng mắt thường.
A4. Trong các ngành yêu cầu cao về an toàn sản phẩm, nên thực hiện kiểm tra toàn bộ (100%). Đặc biệt, những lỗi nhỏ như bavia hoặc nứt nhỏ rất hiệu quả khi sử dụng hệ thống kiểm tra hình ảnh tự động. Việc kiểm tra trực tuyến (inline) giúp ngăn chặn sản phẩm lỗi lọt ra khỏi dây chuyền.
Nguồn tham khảo_Bảng Tiếng Nhật:Thiết bị thử nghiệm và phương pháp thử nghiệm mới được phát triển để nghiên cứu ảnh hưởng của mô-men siết trong việc siêt chặt bulông – Viện Cơ Học Ứng Dung, Đại học Kyushu
Lỗi siết chặt bằng vít có thể biểu hiện dưới nhiều hình thức như lỏng lẻo, siết quá lực, gãy do quá lực, hoặc bất thường về vật liệu. Phần lớn các lỗi này bắt nguồn từ thiếu sót trong thiết kế, thiết lập điều kiện siết chưa chính xác, hoặc quy trình kiểm tra chưa đầy đủ.
Qua các trường hợp thực tế được trình bày trong bài viết, có thể thấy rõ tầm quan trọng của các biện pháp thực tiễn như: Quản lý mô-men xoắn, lựa chọn công cụ và thiết bị phù hợp, tự động hóa kiểm tra ngoại quan.
Để nâng cao chất lượng siết chặt, cần thực hiện cải tiến đồng bộ từ thiết kế quy trình, lựa chọn thiết bị, đến quản lý thao tác làm việc – như một thể thống nhất. Khi những yếu tố này được áp dụng và duy trì ổn định tại nhà máy, doanh nghiệp có thể nâng cao độ tin cậy và tính an toàn của sản phẩm một cách bền vững.
Vui lòng gửi phản hồi qua email này hoặc liên hệ với bộ phận kinh doanh của chúng tôi nếu có bất kỳ câu hỏi nào liên quan tới mẫu sản phẩm hoặc tài liệu liên quan.
Tại Ohta Việt Nam, chúng tôi không chỉ cung cấp các sản phẩm đã làm sẵn như ốc vít và bulông, mà còn hỗ trợ các hoạt động trong lĩnh vực sản xuất như gia công cắt, kiểm tra, lắp ráp, đóng gói…
Danh sách thiết bị của chúng tôi nhấp để xem tại đây
Là “đơn vị chuyên hỗ trợ” cho ngành sản xuất ở châu Á. Nếu doanh nghiệp có bất kỳ câu hỏi hỏi nào liên quan, vui lòng liên hệ với Ohta Vietnam để được hỗ trợ chi tiết!
URL: https://ohtavn.com/vi/contact/