Bu lông ren lửng (tên tiếng Anh là Partial Thread Bolt hoặc Half Thread Bolt) là một loại bu lông có đặc điểm nhận dạng rất rõ ràng: phần thân bu lông chỉ được tạo ren ở một đoạn nhất định (từ đầu bu lông trở xuống), còn phần còn lại của thân bu lông là trơn, không có ren.
Đây là sự đối lập với bu lông ren suốt (Full Thread Bolt), loại có ren chạy dọc từ đầu đến gần mũ bu lông.
Bu lông ren lửng gồm các phần chính:
Mũ bu lông (Head): Tương tự các loại bu lông khác (lục giác, đầu tròn, đầu chìm, v.v.).
Phần thân trơn (Shank/Unthreaded portion):
Là phần thân không có ren, có đường kính bằng với đường kính danh nghĩa của bu lông (D).
Phần này đóng vai trò quan trọng trong việc chịu lực cắt và định vị mối nối.
Phần thân có ren (Threaded portion):
Là phần có ren, dùng để kết hợp với đai ốc (nut) hoặc lỗ ren để siết chặt.
Chiều dài phần ren (L_t) được quy định theo tiêu chuẩn và thường ngắn hơn chiều dài thân bu lông (L).
Bu lông ren lửng được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất chịu lực trong các mối nối chịu tải trọng cao, đặc biệt là tải trọng cắt (Shear Load).
Đây là lý do quan trọng nhất:
Tải trọng cắt là lực tác động vuông góc với trục của bu lông, cố gắng làm đứt bu lông.
Khi sử dụng bu lông ren lửng, phần thân trơn (có đường kính lớn hơn ren) sẽ nằm trong mặt phẳng cắt của hai chi tiết được ghép.
Ưu điểm: Đường kính lớn của thân trơn (D) giúp bu lông có khả năng chống cắt cao hơn so với phần có ren (có đường kính chân ren nhỏ hơn). Điều này giúp mối nối chịu lực cắt hiệu quả hơn và an toàn hơn.
Phần thân trơn khớp chính xác hơn vào lỗ khoan của các chi tiết, giúp định vị hai chi tiết được ghép nối một cách chắc chắn và chính xác hơn, hạn chế sự dịch chuyển (trượt) giữa chúng.
Bu lông ren lửng thường được sử dụng trong các kết cấu cần độ bền và độ an toàn cao:
Xây dựng Cầu và Kết cấu thép: Lắp ghép các dầm, cột chịu lực chính.
Cơ khí Chế tạo Máy: Các mối nối chịu tải trọng động, rung lắc lớn (ví dụ: trong máy móc, động cơ).
Công nghiệp Ô tô và Hàng không: Các ứng dụng yêu cầu độ chính xác và độ bền cao.
| Đặc điểm | Bu lông ren lửng (Partial Thread) | Bu lông ren suốt (Full Thread) |
| Phần thân | Có cả phần trơn và phần có ren. | Ren chạy gần như suốt chiều dài thân. |
| Chịu lực cắt | Rất tốt, vì phần thân trơn chịu lực cắt. | Kém hơn, vì phần ren chịu lực cắt. |
| Chịu lực kéo | Tốt, lực kéo phân tán đều qua ren. | Tốt. |
| Độ linh hoạt | Kém linh hoạt hơn, phải chọn đúng chiều dài. | Linh hoạt hơn, dễ dàng lắp đai ốc ở bất cứ vị trí nào. |
| Ứng dụng chính | Kết cấu chịu lực cắt và tải trọng lớn. | Kết cấu chịu lực kéo, hoặc lắp ghép các chi tiết mỏng. |
Tóm lại, nếu một mối nối cần chịu lực cắt lớn và cần sự định vị chính xác, bu lông ren lửng là lựa chọn tối ưu.
Kích thước bu lông ren lửng trong các tiêu chuẩn quốc tế như DIN 931 (tiêu chuẩn Đức) hoặc ISO 4014 (tiêu chuẩn quốc tế). Các tiêu chuẩn này quy định chiều dài của phần ren (L_t hoặc b) dựa trên đường kính danh nghĩa (D) của bu lông và chiều dài tổng (L) của nó.
Dưới đây là bảng tra kích thước bu lông lục giác ngoài ren lửng (Hexagon Head Bolts with Partial Thread) theo tiêu chuẩn DIN 931 / ISO 4014 cho các đường kính phổ biến:
Thông số quan trọng nhất của bu lông ren lửng là chiều dài phần ren (b hay L_t). Chiều dài này được cố định dựa trên đường kính (D) và phạm vi chiều dài tổng (L) của bu lông.
| Đường kính danh nghĩa (D) | Bước ren (P) (mm) | Chiều dài ren (b) (mm) khi L≤125 mm | Chiều dài ren (b) (mm) khi 125 |
Chiều dài ren (b) (mm) khi L>200 mm |
| M6 | 1.0 | 18 | 24 | 37 |
| M8 | 1.25 | 22 | 28 | 41 |
| M10 | 1.5 | 26 | 32 | 45 |
| M12 | 1.75 | 30 | 36 | 49 |
| M14 | 2.0 | 34 | 40 | 53 |
| M16 | 2.0 | 38 | 44 | 57 |
| M20 | 2.5 | 46 | 52 | 65 |
| M24 | 3.0 | 54 | 60 | 73 |
| M30 | 3.5 | 66 | 72 | 85 |
| M36 | 4.0 | 78 | 84 | 97 |
Đơn vị tính trong bảng là millimet (mm).
D (M...): Đường kính danh nghĩa của bu lông.
P: Bước ren.
L: Chiều dài tổng của bu lông (từ dưới mũ đến hết phần ren).
b (Chiều dài ren): Chiều dài phần có ren. Phần còn lại là thân trơn.
Ngoài ra, bu lông ren lửng còn có các kích thước khác của phần mũ lục giác (tiêu chuẩn DIN 931 / ISO 4014):
| Đường kính danh nghĩa (D) | Chiều rộng giác (S) (mm) | Chiều dày mũ (k) (mm) |
| M6 | 10 | 4.0 |
| M8 | 13 | 5.3 |
| M10 | 16 | 6.4 |
| M12 | 18 | 7.5 |
| M16 | 24 | 10.0 |
| M20 | 30 | 12.5 |
| M24 | 36 | 15.0 |
| M30 | 46 | 18.7 |