Introducción
GB/T 3098.4 es una norma nacional china que especifica las propiedades mecánicas de las tuercas de rosca fina para fijaciones. Esta norma abarca los sistemas de marcado, los materiales y los requisitos de rendimiento mecánico para tuercas con rosca fina, garantizando su compatibilidad con pernos, tornillos y espárragos. Se aplica a tuercas con alturas nominales y longitudes de rosca efectivas según lo definido, centrándose en los grados de rendimiento para garantizar la fiabilidad en los conjuntos mecánicos. La norma hace hincapié en la prevención de fallos por desgaste de la rosca, priorizando la fractura del perno en situaciones de sobreapriete, lo que mejora la seguridad en las aplicaciones.
Sistema de marcado
El sistema de marcado de GB/T 3098.4 distingue las tuercas en función de su altura nominal y su longitud de rosca efectiva.
3.1 Tuercas con altura nominal ≥ 0,8D (longitud de rosca efectiva ≥ 0,6D)
Estas tuercas se marcan con el primer dígito del grado de rendimiento del perno con el que son compatibles, seleccionando el grado compatible más alto de la Tabla 2. Las tuercas de mayor rendimiento generalmente pueden reemplazar a las de menor rendimiento. Los conjuntos perno-tuerca pueden soportar tensiones superiores al límite elástico o de prueba del perno.
Un apriete excesivo puede provocar fallos como la fractura del perno, el desgaste de la rosca del perno, el desgaste de la rosca de la tuerca o un desgaste combinado. Se prefiere la fractura del perno, ya que es repentina y detectable, a diferencia del desgaste gradual. Para roscas de 8 a 39 mm, la selección correcta de la tuerca según la Tabla 2 garantiza que no se desgaste bajo la carga de prueba del perno. Los diseños deben garantizar la fractura del perno con un apriete excesivo de 10% para advertir de un montaje incorrecto.
Para obtener información detallada sobre la resistencia del conjunto y los tipos de tuercas, consulte el Apéndice A de GB/T 3098.2.
| Grado de rendimiento de la tuerca | Pernos, tornillos y espárragos compatibles | Tuerca | ||
|---|---|---|---|---|
| Tipo 1 | Tipo 2 | |||
| Grado de rendimiento | Rango de tamaño de rosca, mm | Rango de tamaño de rosca, mm | ||
| 5 | 3.6, 4.6, 4.8 | ≤39 | ≤39 | / |
| 5.6, 5.8 | ||||
| 6 | 6.8 | ≤39 | ≤39 | / |
| 8 | 8.8 | ≤39 | ≤39 | ≤16 |
| 10 | 10.9 | ≤39 | ≤16 | ≤39 |
| 12 | 12.9 | ≤16 | / | ≤16 |
3.2 Tuercas con altura nominal ≥ 0,5D pero < 0,8D (longitud de rosca efectiva ≥ 0,4D pero < 0,6D)
Estas tuercas están marcadas con dos dígitos: el segundo dígito representa 1/100 de la tensión de prueba nominal (en N/mm²), medida con un mandril de prueba endurecido; el primer dígito, "0", indica una capacidad de carga reducida en comparación con las tuercas 3.1. La capacidad real depende de la dureza de la tuerca, la longitud efectiva y la resistencia a la tracción del perno de acoplamiento. Consulte la Tabla 3 para ver el marcado y la tensión de prueba.
| Grado de rendimiento de la tuerca | Esfuerzo de prueba nominal | Prueba de estrés real |
|---|---|---|
| 4 | 400 | 380 |
| 5 | 500 | 500 |
Materiales
Los materiales para cada grado de rendimiento se especifican en la Tabla 4, con composiciones químicas que cumplen con las normas pertinentes. Los grados 05, 8 (Tipo 1), 10 y 12 requieren temple y revenido. Se pueden añadir elementos de aleación para mejorar las propiedades.
Nota 1: Los grados de rendimiento 5 y 6 pueden utilizar acero de fácil corte (a menos que se acuerde lo contrario), con un máximo de S 0,34%, P 0,11%, Pb 0,35%.
Nota 2: Las adiciones de aleación son opcionales para los grados 8, 10 y 12 para mejorar las propiedades mecánicas.
| Grado de rendimiento | Composición química, % | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| do | Minnesota | PAG | S | ||
| máximo | mín. | máximo | máximo | ||
| 51), 6 | / | 0.5 | / | 0.06 | 0.15 |
| 82) | 0.58 | 0.25 | 0.06 | 0.15 | |
| 102) | 0.58 | 0.3 | 0.048 | 0.058 | |
| 122) | / | 0.58 | 0.45 | 0.048 | 0.058 |
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas deben cumplir con la Tabla 5 cuando se prueban según el Capítulo 8. Los defectos de superficie cumplen con GB/T 5779.2.
| Diámetro de rosca D mm | Grado de desempeño 4 | Grado de desempeño 5 | Grado de desempeño 5 | Grado de desempeño 6 | Grado de desempeño 8 | Grado de desempeño 10 | Grado de desempeño 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 ≤ d ≤ 10 | 380 | 188 | 302 | Sin tratamiento térmico | Delgado | 500 | 272 | 353 | Templado y revenido | Delgado | 690 | 175 | 302 | Sin tratamiento térmico1) | 1 | 770 | 188 | 302 | Sin tratamiento térmico1) | 1 | 955 | 250 | 353 | Apagado | 1 | 890 | 195 | 302 | Sin tratamiento térmico | 2 | 1100 | 295 | 353 | Templado y revenido | 1 | 1055 | 250 | 353 | Templado y revenido | 2 | 1200 | 295 | 353 | Templado y revenido | 2 |
Carga de prueba y carga de falla
La Tabla 6 muestra los valores de carga de prueba para tuercas de paso fino. Área de tensión As se calcula como As = (π/4) * (d2 + d3)/2², donde d2 es el diámetro de paso, d3 = d1 –H/6, H = 0,866025P.
| Especificación de rosca D×P | Área de estrés As mm² | Grado de rendimiento | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M8×1 | 39.2 | 14900 | 19600 | 27000 | 30200 | 37400 | 34900 | 43100 | 41400 | 47000 |
La Tabla 7 proporciona relaciones para la resistencia mínima al desprendimiento en relación con las cargas de prueba de los pernos para tuercas con una altura nominal ≥ 0,5D pero < 0,8D.
| Grado de rendimiento de la tuerca | Relación con la carga de prueba del perno, % | |||
|---|---|---|---|---|
| Grado de rendimiento del perno | ||||
| 6.8 | 8.8 | 10.9 | 12.9 | |
| 4 | 85 | 65 | 45 | 40 |
| 5 | 100 | 85 | 60 | 50 |
Preguntas frecuentes
- ¿Cuál es el propósito de preferir la fractura del perno en lugar del desgaste de la rosca en GB/T 3098.4?
- La fractura del perno es repentina y fácilmente detectable, lo que reduce los riesgos de accidentes debido a fallas graduales de desprendimiento no detectadas.
- ¿En qué se diferencia el sistema de marcado para tuercas delgadas en esta norma?
- Para tuercas con altura < 0,8D, el marcado utiliza “0” seguido de 1/100 del límite elástico nominal, lo que indica una capacidad reducida en comparación con las tuercas de altura estándar.
- ¿Pueden las nueces de mayor calidad reemplazar a las de menor calidad?
- Sí, generalmente, pero se debe verificar la compatibilidad con los grados de pernos y tamaños de rosca según la Tabla 2 para garantizar el rendimiento.
- ¿Qué tratamiento térmico se requiere para las nueces de grado 10?
- Las tuercas de grado 10 requieren temple y revenido para lograr la dureza y resistencia a la tracción especificadas.
- ¿Cómo se calcula el área de tensión para la carga de prueba?
- Usando la fórmula As = (π/4) [(d2 + d3)/2]2, donde d2 y d3 se derivan de las dimensiones de la rosca.
- ¿Qué estándares de defectos superficiales se aplican?
- Los defectos de superficie deben cumplir con GB/T 5779.2 para garantizar la integridad.
