Bước đầu tiên trong việc sử dụng bu lông là thiết kế cấp độ bền và đặc tính vật liệu của chúng dựa trên môi trường sử dụng. Sau khi lắp đặt, bu lông có thể được tái sử dụng trong một số trường hợp; tuy nhiên, trên thực tế, sau khi sử dụng nhiều lần, tải trước hoặc mô-men xoắn của bu lông sẽ giảm-một quá trình được gọi là "giảm mô-men xoắn" hoặc "tổn thất tải trước" của bu lông. Sự suy giảm hiệu suất sức mạnh này là phổ biến nhất ở bu lông ô tô. Chúng tôi đã tiến hành-theo dõi lâu dài việc sử dụng bu lông ô tô, đồng thời tiến hành phân tích và ghi chép chi tiết về nguyên nhân cũng như quá trình suy giảm độ bền.
Vậy vấn đề suy giảm sức mạnh có thể được giải quyết? Thông qua xác minh thử nghiệm, chúng tôi có thể giảm thiểu hoặc giải quyết sự suy giảm mô-men xoắn một cách hiệu quả bằng cách tối ưu hóa hơn nữa quy trình xử lý nhiệt của bu lông, khớp chính xác hệ số ma sát cần thiết cho tải trước mục tiêu, xác định độ dài gắn ren hợp lý và kiểm soát chặt chẽ độ chính xác của nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt. Thông thường, sau 2–3 năm sử dụng, độ suy giảm mô-men xoắn của bu lông ô tô có thể lên tới 20%. Trong thiết kế sức mạnh củabu lông,nếu độ lệch giữa mô men xoắn tải trước thực tế và giá trị thiết kế vượt quá 25% thì bu lông được coi là không đủ tiêu chuẩn và không thể sử dụng an toàn. Các nguyên nhân chính làm giảm hiệu suất cường độ của bu lông chủ yếu bao gồm: thứ nhất, độ dài gắn ren không đúng (quá dài hoặc quá ngắn); thứ hai, kích thước đầu bu lông không đủ hoặc hình thức tiếp xúc không hợp lý, dẫn đến diện tích tiếp xúc không đủ với các bộ phận được kết nối và hệ số ma sát dao động trong quá trình gia tải trước; thứ ba, độ ổn định hiệu suất vật liệu của bu lông vượt quá phạm vi dự kiến (chẳng hạn như xử lý nhiệt không đồng đều hoặc biến động trong thành phần vật liệu); thứ tư, thiết kế các bộ phận hỗ trợ không hợp lý (như đai ốc và lỗ ở các bộ phận được kết nối).
Các biện pháp khắc phục có mục tiêu có thể được thực hiện cho các vấn đề trên. Nếu sự xuống cấp xảy ra do độ dài tiếp xúc ren không đúng thì giải pháp tương đối đơn giản-chỉ cần thay bu lông bằng bu lông có chiều dài tiếp xúc ren đáp ứng yêu cầu thiết kế. Tuy nhiên, trong thực tế mua sắm, chiều dài ren của bu lông tiêu chuẩn đôi khi không hoàn toàn phù hợp với yêu cầu thiết kế. Để tiết kiệm thời gian và chi phí mua sắm, một số doanh nghiệp bỏ qua vấn đề sai lệch độ dài chỉ, cho rằng “thừa hoặc thiếu một chút sẽ không ảnh hưởng đến việc sử dụng”. Trên thực tế, chất lượng cần được ưu tiên: tốt hơn là tăng chi phí lên một chút và sản xuất theo đúng bản vẽ thiết kế, thay vì ngẫu nhiên thay thế các yêu cầu tùy chỉnh bằng các bộ phận tiêu chuẩn.
Nếu kích thước đầu bu lông không đủ dẫn đến diện tích tiếp xúc không đủ và do đó tải trước không ổn định thì kích thước đầu bu lông cần phải được thiết kế lại và xác minh thông qua các thử nghiệm hiệu suất đầy đủ trước khi có thể đưa vào sử dụng một cách an toàn. Kích thước của đầu bu lông phải tương thích với môi trường lắp đặt: nếu một bu lông tiêu chuẩn không thể vừa với lỗ lắp do kích thước đầu của nó thì cần phải điều chỉnh lại các thông số kích thước của bu lông. Sau khi điều chỉnh kích thước hoặc hiệu suất, cần lập tài liệu phù hợp, ghi lại lý do điều chỉnh và thời gian sử dụng lần đầu. Điều này đảm bảo rằng những người có liên quan biết được tình trạng của bu lông và chu trình kiểm tra và thay thế phải được rút ngắn so với bu lông tiêu chuẩn để tăng cường theo dõi và bảo trì. Ngoài ra, sự dao động của hệ số ma sát trong quá trình gia tải trước không chỉ liên quan đến diện tích tiếp xúc mà còn liên quan đến các yếu tố như độ chính xác của việc điều khiển mô men xoắn tải trước, loại đai ốc (ví dụ: nó có lớp phủ hay không) và tình trạng bề mặt ren. Để cải thiện độ ổn định của hệ số ma sát, có thể áp dụng các biện pháp như tối ưu hóa việc lựa chọn đai ốc (ví dụ: sử dụng đai ốc có bề mặt phốt phát hoặc được phủ) và kiểm soát độ chính xác xử lý ren, thay vì chỉ dựa vàođai ốc khóa(chức năng cốt lõi của đai ốc khóa là chống-lỏng, không ổn định hệ số ma sát).
Nếu sự suy giảm độ bền là do hiệu suất vật liệu của bu lông không ổn định thì vấn đề có thể được giải quyết bằng cách nâng cấp vật liệu, mặc dù điều này sẽ làm tăng chi phí một chút. Các học viên tại Wuxi Fan'ao thường tin rằng tốt hơn là nên tăng chi phí trả trước để tránh những thất bại do vấn đề vật chất gây ra sau này. Cụ thể, các bu lông có cấp hiệu suất cao hơn có thể được sử dụng để thay thế (đảm bảo tính tương thích về thông số ren, kích thước đầu, hình thức kết nối, v.v. với thiết kế ban đầu). Ví dụ: nếu xảy ra biến động về hiệu suất ở bu lông cấp 6,8 được thiết kế ban đầu, thì có thể sử dụng bu lông cấp 8,8 để thay thế, miễn là không gian lắp đặt và tải trọng phù hợp cho phép. Mặc dù chi phí vật chất củaBu lông cấp 8,8cao hơn một chút so với bu lông cấp 6,8, tần suất bảo trì sau này giảm và hạn chế tăng chi phí sử dụng toàn diện.
Nguyên nhân cuối cùng (thiết kế các bộ phận hỗ trợ không hợp lý) không liên quan gì đến bản thân bu lông nên những người hành nghề trong ngành bu lông khó có thể trực tiếp đưa ra đề xuất khắc phục. Điều này đòi hỏi toàn bộ dây chuyền công nghiệp phải cải thiện độ chính xác trong thiết kế cơ bản và các tiêu chuẩn sản xuất-chỉ khi độ chính xác trong thiết kế và xử lý của tất cả các mắt xích được cải thiện tổng thể thì ngành công nghiệp cơ bản của đất nước tôi mới có thể đạt được bước nhảy vọt về chất.
Vì vậy, dù là một bu lông nhỏ hay một sản phẩm phức tạp như ô tô, toàn bộ ngành cần phải hợp tác cùng nhau để không ngừng nâng cao chất lượng.
