Có ba cách đưa một bulong tới lực kẹp mong muốn, và chúng khác nhau không chỉ ở giá dụng cụ mà ở đại lượng nào đang được kiểm soát. Siết theo mô men kiểm soát công vào. Siết theo góc kiểm soát quãng đường ren đi được. Siết theo giãn dài kiểm soát trực tiếp thứ ta thực sự muốn. Càng gần với lực kẹp thì càng chính xác và càng đắt.
Cách phổ biến nhất: đặt cần lực theo bảng tra rồi siết đến khi cần kêu. Điểm mạnh là rẻ, nhanh, ai cũng làm được, và kiểm tra lại được. Điểm yếu đã phân tích ở bài hệ số ma sát và lực siết: gần 90% mô men bị ma sát ăn, nên sai số của ma sát truyền thẳng vào lực kẹp. VDI 2230 xếp phương pháp này ở hệ số siết αA cỡ 1,6–1,8 với cần lực cơ khí thông thường, giảm về 1,4–1,6 nếu hệ số ma sát được xác định bằng thực nghiệm theo ISO 16047.
Dùng khi: mối ghép thông thường, tải tĩnh, hậu quả hỏng không nghiêm trọng, hoặc khi không có cách nào khác. Đây vẫn là phương pháp đúng cho phần lớn công việc cơ khí và lắp đặt M&E.
Quy trình hai bước: siết tới một mô men mồi nhỏ để khép hết khe hở và ép phẳng các bề mặt, rồi quay thêm một góc xác định. Sau khi mối ghép đã khép kín, mỗi độ quay tương ứng một đoạn giãn dài xác định của bulong theo bước ren — quan hệ hình học thuần túy, không dính gì tới ma sát. Đó là lý do αA tiến gần 1,0.
Trước khi khe hở khép hết, quay đai ốc chỉ kéo các tấm lại gần nhau chứ không kéo giãn bulong. Nếu bắt đầu đếm góc từ lúc còn khe hở, toàn bộ phép tính sai. Mô men mồi thường lấy cỡ 10–30% mô men cuối, và giá trị này phải được quy định trong quy trình chứ không do người thợ tự chọn.
Độ giãn dài của bulong để đạt lực kẹp FM tính theo định luật Hooke:
ΔL = FM × LK / (E × As)
với LK là chiều dài kẹp (chiều dày tổng các chi tiết bị kẹp), E = 210.000 MPa cho thép theo EN 1993-1-1, As là diện tích chịu kéo theo ISO 898-1. Ví dụ M12 × 1,75 cấp 10.9 (As = 84,3 mm², FM = 59,5 kN) kẹp chiều dài 60 mm:
ΔL = 59.500 × 60 / (210.000 × 84,3) = 0,20 mm
Một vòng quay của đai ốc tương ứng một bước ren, tức 1,75 mm. Vậy góc lý thuyết là 0,20 / 1,75 × 360° ≈ 41°. Trong thực tế góc quy định luôn lớn hơn con số này, thường 60–120°, vì phải cộng thêm phần biến dạng nén của chính các chi tiết bị kẹp và phần lún bề mặt. Đó cũng là lý do góc siết phải xác định bằng thử nghiệm trên đúng mối ghép cụ thể, không tra được từ bảng chung.
Điều kiện áp dụng: siết theo góc thường đưa bulong vượt qua vùng đàn hồi thuần túy, khai thác một phần biến dạng dẻo. Vì thế bulong siết theo góc thường được coi là dùng một lần. Trong ngành ô tô, bulong nắp máy và bulong tay biên siết theo góc gần như luôn phải thay khi tháo ra.
Đo trực tiếp bulong dài thêm bao nhiêu. Đây là phép đo gần nhất với lực kẹp thật, vì ΔL và FM liên hệ với nhau bằng đúng công thức Hooke ở trên, không có ma sát chen vào. Ba cách làm:
Một lợi ích ít được nhắc: khi siết bằng mô men, thân bulong đồng thời chịu ứng suất xoắn, cộng với ứng suất kéo theo tiêu chuẩn bền tương đương. Phần xoắn ấy chiếm mất một phần khả năng chịu tải. Căng thủy lực loại bỏ hoàn toàn thành phần xoắn, nên với cùng một bulong, lực kẹp an toàn đạt được cao hơn.
| Phương pháp | αA (VDI 2230) | Chi phí dụng cụ | Bulong tái sử dụng | Nên dùng khi |
|---|---|---|---|---|
| Súng va đập, không kiểm soát | 1,7 – 2,5 | Rất thấp | Có | Mối ghép không quan trọng, hoặc chỉ để mồi trước khi siết chuẩn. |
| Cần lực cơ khí | 1,6 – 1,8 | Thấp | Có | Phần lớn công việc cơ khí, lắp đặt, kết cấu thông thường. |
| Cần lực + ma sát đo theo ISO 16047 | 1,4 – 1,6 | Trung bình | Có | Sản xuất loạt, có phòng thí nghiệm hoặc số liệu nhà cung cấp. |
| Mô men mồi + góc | 1,2 – 1,4 | Trung bình | Thường không | Ô tô, máy động lực, kết cấu thép dự ứng lực theo EN 1090-2. |
| Đo giãn dài / căng thủy lực | 1,0 – 1,2 | Cao | Có | Bích áp lực, tua-bin, mối ghép rất lớn hoặc nguy hiểm khi hỏng. |
Câu hỏi quyết định không phải "phương pháp nào tốt nhất" mà là hậu quả của việc lực kẹp lệch 40% là gì.
Một lưu ý về trình tự, đúng cho cả ba phương pháp: mặt bích nhiều bulong phải siết theo nhiều lượt tăng dần và theo hình sao, vì siết chặt một bulong sẽ làm lỏng bulong kề bên do mặt bích cong đàn hồi. Thông lệ là ba lượt: 30%, 70%, rồi 100% mô men, sau đó một lượt kiểm tra vòng quanh ở 100%. Bỏ qua bước này thì phương pháp siết đắt tiền đến mấy cũng không cứu được mối ghép.
Có, cho bước mồi. Mô men mồi bảo đảm khe hở giữa các chi tiết đã khép hết trước khi bắt đầu đếm góc — nếu còn khe hở, góc quay chỉ khép khe chứ không kéo giãn bulong và lực kẹp sẽ thiếu. Sau bước mồi thì dùng thước đo góc hoặc súng có chức năng đếm góc.
Thường là không. Siết theo góc hay khai thác một phần biến dạng dẻo của bulong, nên sau khi tháo, bulong đã dài ra và giới hạn chảy còn lại không như ban đầu. Nhà sản xuất máy thường ghi rõ "bulong dùng một lần" cho các vị trí này; với bulong kết cấu dự ứng lực, quy định thi công cũng yêu cầu thay mới.
Sai số lực kẹp thường trong khoảng vài phần trăm nếu thiết bị được hiệu chuẩn theo đúng lô bulong đang dùng, vì tốc độ truyền sóng phụ thuộc vật liệu và cả trạng thái ứng suất. Ưu điểm lớn nhất không phải độ chính xác ban đầu mà là đo lại được sau nhiều năm mà không cần tháo mối ghép.
Vì mặt bích biến dạng đàn hồi. Siết chặt một bulong làm mặt bích cong nhẹ quanh nó và nới lỏng các bulong đã siết trước. Đi theo hình sao và chia làm ba lượt tăng dần giúp biến dạng phân bố đều, kết thúc với lực kẹp gần bằng nhau ở mọi vị trí. Với gioăng mềm còn phải thêm một lượt kiểm tra sau vài giờ.