Artikkelin sisältö
Tämä artikkeli tarjoaa kattavan selvityksen GB/T 3098.2-2015 -standardista. Artikkeli on jäsennelty helpottamaan viittausta ja käytännön soveltamista suunnittelun yhteyksissä:
- Johdanto: Yleiskatsaus standardiin ja sen sovellettavuus.
- Materiaalit: Kemiallinen koostumus ja lämpökäsittelyohjeet.
- Mekaaniset ominaisuudet: Todistettavat kuormitusvaatimukset.
- Kovuusvaatimukset: Määritetyt kovuusarvot.
- Mutterityylit ja pulttien yhteensovitus: Yhteensopivuus pulttien kanssa.
- Vääntömomentin huomioon ottaminen: Näkemyksiä vääntömomentin soveltamisesta.
- Usein kysytyt kysymykset: Vastauksia yleisiin ammatillisiin kysymyksiin.
Johdanto
GB/T 3098.2-2015 -standardi määrittelee hiiliteräksestä tai seosteräksestä valmistettujen karkeilla kierteillä varustettujen muttereiden mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuudet, jotka testataan 10–35 °C:n ympäristön lämpötiloissa. Se on ratkaisevan tärkeää kiinnityskokoonpanojen luotettavuuden ja turvallisuuden varmistamiseksi esimerkiksi rakennus-, auto- ja konepajateollisuudessa.
Tämä standardi keskittyy kuormituksen kestävyyteen, kovuuteen ja materiaalispesifikaatioihin kuormituksen alaisten vikojen estämiseksi. Insinöörien tulisi soveltaa näitä ohjeita suunnittelussa ja laadunvarmistuksessa valitakseen mutterit sopiviin pultteihin, mikä optimoi kokoonpanon suorituskyvyn ja pitkäikäisyyden.
Materiaalit
Mutterit on valmistettava hiiliteräksestä, jolla on määritellyt kemialliset koostumukset vaadittujen mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseksi. Lämpökäsittely, kuten sammutus ja päästö, on pakollista korkeammille ominaisuusluokille riittävän karkenevuuden varmistamiseksi, jolloin kierteitettyyn osaan saadaan ennen päästöä noin 90% martensiittirakenne.
Materiaalin valinnan kannalta tärkeimmät huomioon otettavat seikat:
- Rajoita hiilipitoisuutta kovuuden ja haurauden hallitsemiseksi.
- Säilytä vähimmäismäärä mangaania lujuuden ja karkenevuuden varmistamiseksi.
- Rajoita fosforin ja rikin saantia haurastumisen välttämiseksi.
- Käytä sammutusta ja päästöä luokissa 05, 8 (D> M16), 10 ja 12.
Kemiallinen koostumus
| Kiinteistöluokka | Materiaali | Lämpökäsittely | C (%) maks. | Mn (%) min | P (%) maks. | S (%) maks. | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 | hiiliteräs | Valinnainen | 0.58 | 0.25 | 0.060 | 0.150 | |
| 5 | hiiliteräs | Sammutettu ja päästetty | 0.58 | 0.3 | 0.048 | 0.058 | |
| 5 | hiiliteräs | Valinnainen | 0.58 | – | 0.060 | 0.150 | |
| 6 | hiiliteräs | Valinnainen | 0.58 | – | 0.060 | 0.150 | |
| 8 | Tyyli 2 | hiiliteräs | Valinnainen | 0.58 | 0.25 | 0.060 | 0.150 |
| 8 | Tyyli 1 D ≤ M16 | hiiliteräs | Valinnainen | 0.58 | 0.25 | 0.060 | 0.150 |
| 8 | Tyyli 1 D > M16 | hiiliteräs | Sammutettu ja päästetty | 0.58 | 0.3 | 0.048 | 0.058 |
| 10 | hiiliteräs | Sammutettu ja päästetty | 0.58 | 0.3 | 0.048 | 0.058 | |
| 12 | hiiliteräs | Sammutettu ja päästetty | 0.58 | 0.45 | 0.048 | 0.058 | |
Huomautus: Sammutus- ja päästöluokissa materiaalien on oltava riittävän karkenevia. Kemialliset koostumukset on arvioitava asiaankuuluvien standardien mukaisesti.
Mekaaniset ominaisuudet
Muttereiden on kestettävä määritellyt kuormat murtumatta, mikä edustaa mekaanisten liitosten suurinta turvallista kuormitusta. Nämä arvot varmistavat rakenteellisen eheyden vetolujuuden alaisena.
Hakemusohjeet:
- Valitse ominaisuusluokka kokoonpanon kuormitusvaatimusten perusteella.
- Varmista kuormituksen kestävyys testaamalla ympäristön lämpötilassa.
- Ota huomioon tekijät, kuten kierteiden kiinnittyminen ja materiaalien yhteensopivuus.
Todistekuormat (N)
| Kierre | Piki | 04 | 05 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M5 | 0.8 | 5400 | 7100 | 8250 | 9500 | 12140 | 14800 | 16300 |
| M6 | 1 | 7640 | 10000 | 11700 | 13500 | 17200 | 20900 | 23100 |
| M7 | 1 | 11000 | 14500 | 16800 | 19400 | 24700 | 30100 | 33200 |
| M8 | 1.25 | 13900 | 18300 | 21600 | 24900 | 31800 | 38100 | 42500 |
| M10 | 1.5 | 22000 | 29000 | 34200 | 39400 | 50500 | 60300 | 67300 |
| M12 | 1.75 | 32000 | 42200 | 51400 | 59000 | 74200 | 88500 | 100300 |
| M14 | 2 | 43700 | 57500 | 70200 | 80500 | 101200 | 120800 | 136900 |
| M16 | 2 | 59700 | 78500 | 95800 | 109900 | 138200 | 164900 | 186800 |
| M18 | 2.5 | 73000 | 96000 | 121000 | 138200 | 176600 | 203500 | 230400 |
| M20 | 2.5 | 93100 | 122500 | 154400 | 176400 | 225400 | 259700 | 294000 |
| M22 | 2.5 | 115100 | 151500 | 190900 | 218200 | 278800 | 321200 | 363600 |
| M24 | 3 | 134100 | 176500 | 222400 | 254200 | 324800 | 374200 | 423600 |
| M27 | 3 | 174400 | 229500 | 289200 | 330500 | 422300 | 486500 | 550800 |
| M30 | 3.5 | 213200 | 280500 | 353400 | 403900 | 516100 | 594700 | 673200 |
| M33 | 3.5 | 263700 | 347000 | 437200 | 499700 | 638500 | 735600 | 832800 |
| M36 | 4 | 310500 | 408500 | 514700 | 588200 | 751600 | 866000 | 980400 |
| M39 | 4 | 370900 | 488000 | 614900 | 702700 | 897900 | 1035000 | 1171000 |
Huomautus: Vetolujuuden koestus on likimääräinen mutterin kestämä pienin vetolujuus.
Kovuusvaatimukset
Kovuus varmistaa, että mutterit kestävät muodonmuutoksia ja säilyttävät eheyden kuormituksen aikana. Arvot on määritetty Vickers (HV), Brinell (HB) ja Rockwell (HRC) -asteikoilla, ja muunnokset ovat standardin ISO 18265 mukaisia.
Käytännön ohjeita:
- Käytä Vickersin testiä vähintään 98 N:n kuormalla tarkkuuden varmistamiseksi.
- Säädä mutterin koon mukaan; eri minimimitat ovat voimassa, kun D > M16.
- Varmista, että jälkilämpökäsittely täyttää luokkavaatimukset.
Kovuusvaatimukset
| Kierre | 04 | 05 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Minimi | Maksi | Minimi | Maksi | Minimi | Maksi | Minimi | Maksi | Minimi | Maksi | Minimi | Maksi | Minimi | Maksi | ||
| M5 ≤ D ≤ M16 | HV | 188 | 302 | 272 | 353 | 130 | 302 | 150 | 302 | 200 | 302 | 272 | 353 | 295 | 353 |
| M16 < D ≤ M39 | 188 | 302 | 272 | 353 | 146 | 302 | 170 | 302 | 233 | 353 | 272 | 353 | 272 | 353 | |
| M5 ≤ D ≤ M16 | HB | 179 | 287 | 259 | 336 | 124 | 287 | 143 | 287 | 190 | 287 | 259 | 336 | 280 | 336 |
| M16 < D ≤ M39 | 179 | 287 | 259 | 336 | 139 | 287 | 162 | 287 | 221 | 336 | 259 | 336 | 259 | 336 | |
| M5 ≤ D ≤ M16 | HRC | – | 30 | 26 | 36 | – | 30 | – | 30 | – | 30 | 26 | 36 | 29 | 36 |
| M16 < D ≤ M39 | – | 30 | 26 | 36 | – | 30 | – | 30 | – | 36 | 26 | 36 | 26 | 36 | |
Huomautuksia: Luokan 8 tyylin 2 muttereiden vähimmäiskovuus on 180 HV (171 HB). Luokan 10 tyylin 2 osalta se on 302 HV (287 HB, 30 HRC). Luokan 12 tyylin 2 osalta se on 272 HV (259 HB, 26 HRC).
Mutterityylit ja pulttien yhteensovitus
Mutterit luokitellaan tyyleihin (0 ohuet, 1 vakio, 2 korkeat) tietyillä halkaisija-alueilla ja yhteensopivilla pulttiluokilla kokoonpanon lujuuden varmistamiseksi ja irtoamisen tai rikkoutumisen estämiseksi.
Suositukset yhteensovittamiseen:
- Käytä ohuita muttereita (tyyppi 0) vastamuttereina vakio- tai korkean mutterin kanssa ja kiristä ohuet ensin.
- Sovita mutterin luokka pultin suurimpaan ominaisuusluokkaan optimaalisen esikuormituksen saavuttamiseksi.
- Ota huomioon kierteen nousu hienoissa ja karkeissa sovelluksissa.
Mutterityypit, halkaisijat ja pulttien yhteensovitus
| Kiinteistöluokka | 04 | 05 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tyyli 1 (vakio) | – | – | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M39x3 | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M39x3 | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M39x3 | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M16x1,5 | M5≤D≤M16 |
| Tyyli 2 (korkea) | – | – | – | – | M16≤D≤M39 / M8x1≤D≤M16x1,5 | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M39x3 | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M16x1,5 |
| Tyyli 0 (Ohut) | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M39x3 | M5≤D≤M39 / M8x1≤D≤M39x3 | – | – | – | – | – |
| Vastaava Bolt Max -luokka | – | – | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 10.9 | 12.9 |
Vääntömomentin huomioitavaa
Standardi ei määrittele muttereiden murtoviritysmomenttia standardien ISO 898-2 ja DIN 267-24 mukaisesti, jotta vältetään sekaannukset vääntömomentin ja esijännityksen välillä suunnittelun viitearvoina. Keskitytään sen sijaan kestäviin kuormiin, väsymislujuuteen ja kovuuteen luotettavien liitosten varmistamiseksi.
Käytännössä kokoonpanojen muttereihin tai pultteihin kohdistettu vääntömomentti muuttuu osittain puristusvoimaksi, johon vaikuttavat kitka, voiteluaineet ja komponentit, kuten aluslevyt. Vertailun vuoksi voit tarkastella saman halkaisijan omaavien vastaavien pulttiluokkien vääntömomenttiarvoja, mutta priorisoi aina tiettyjen sovellusten tekniset laskelmat.
Usein kysytyt kysymykset
- Miksi korkeampien mutteriluokkien pähkinät vaativat sammutusta ja päästöä?
Se parantaa karkenevuutta varmistaen martensiittisen rakenteen, joka parantaa lujuutta ja muodonmuutoksen kestävyyttä suurissa kuormissa taulukon 3 vaatimusten mukaisesti. - Miten ohuita muttereita (tyyppi 0) tulisi käyttää kokoonpanoissa?
Kokoa vastamutterit tavallisella tai korkealla mutterilla; kiristä ensin ohut mutteri osaa vasten ja sitten ulompi mutteri sitä vasten löystymisen estämiseksi. - Mitä jos mutterin kovuus ylittää sallitun enimmäiskovuuden?
Liiallinen kovuus voi viitata ylipäästöriskeihin, jotka johtavat haurauteen; testaa erät uudelleen tai hylkää ne, jotta ne täyttävät taulukon 6 raja-arvot ja säilyttävät sitkeyden. - Voidaanko muttereita käyttää alemman lujuusluokan pulttien kanssa?
Kyllä, mutta standardin mukaisen pultin maksimiluokan on oltava riittävä alikäytön välttämiseksi; tarkista aina kokoonpanon esijännitys ja väsymiskestävyys. - Miten pähkinänkestävät kuormat testataan tarkasti?
Käytä kohdan 9 menetelmiä 10–35 °C:ssa; kohdista aksiaalikuormitus ilman pyörimistä varmistaen kierteiden täyden kytkeytymisen todellisten olosuhteiden simuloimiseksi. - Miksi fosforin ja rikin raja-arvot ovat tiukemmat sammutetuille luokille?
Alemmat tasot estävät haurastumista lämpökäsittelyn aikana, mikä parantaa sitkeyttä ja luotettavuutta korkean rasituksen sovelluksissa.
