Pengenalan Standar GB/T 3098.13
Standar ini menetapkan uji torsi dan torsi kegagalan minimum untuk baut dan sekrup dengan diameter nominal dari 1 mm hingga 10 mm. Standar ini memastikan pengencang memenuhi persyaratan kinerja mekanis di bawah beban torsi, yang sangat penting untuk aplikasi di industri permesinan, otomotif, dan konstruksi. Standar ini merujuk pada ISO 898-7:1992 dan berlaku untuk kelas properti 8.8, 9.8, 10.9, dan 12.9.
Memahami standar ini membantu para insinyur memilih pengencang yang tepat, mencegah kegagalan akibat kekuatan torsi yang tidak mencukupi. Standar ini menguraikan metode pengujian yang tepat untuk memverifikasi bahwa baut dan sekrup dapat menahan torsi yang ditentukan tanpa patah sebelum waktunya.
Prosedur Uji Torsi
Prinsip
Uji torsi melibatkan penjepitan baut atau sekrup pada alat uji dan pemberian torsi hingga terjadi kegagalan, kemudian mengukur torsi kegagalan tersebut. Hal ini menilai ketahanan torsi pengikat, memastikan bahwa pengikat memenuhi persyaratan minimum tanpa patah sebelum mencapai nilai yang ditentukan.
- Berfokus pada pembebanan torsi murni untuk mengisolasi kekuatan geser.
- Penting untuk memvalidasi integritas material dan kualitas manufaktur.
Aparat
Perangkat pengujian mencakup alat uji torsi seperti yang diilustrasikan dalam diagram umum (misalnya, Gambar 1 dalam standar). Komponen utama memastikan pengukuran yang akurat:
- Kunci momen atau meteran dengan kapasitas tidak melebihi lima kali torsi kegagalan minimum spesimen.
- Kesalahan maksimum pengukur torsi seharusnya ±1% dari torsi kegagalan minimum.
- Perlengkapan penjepit untuk menahan pengikat tanpa menimbulkan beban aksial atau gesekan yang dapat memengaruhi hasil.
Kalibrasi peralatan sangat penting untuk menjaga keandalan di lingkungan pengujian industri.
Kondisi Pengujian
Pengujian hanya boleh menerapkan gaya torsi, dengan nilai sesuai Tabel 2. Spesimen tidak boleh patah sebelum mencapai torsi kegagalan minimum. Hindari gesekan antara kepala dan bagian berulir untuk memastikan hasil yang akurat.
- Kondisi suhu lingkungan biasanya berlaku kecuali ditentukan lain.
- Cocok untuk pengencang dengan toleransi ulir 6g, 6f, dan 6e.
- Disarankan untuk mengambil beberapa sampel guna meningkatkan kepercayaan statistik terhadap kualitas setiap batch produksi.
Prosedur
Masukkan baut atau sekrup ke dalam perlengkapan dengan setidaknya dua ulir penuh terpasang, sisakan setidaknya satu diameter ulir antara perlengkapan dan kepala. Berikan torsi secara terus menerus dan stabil hingga terjadi kegagalan.
- Amankan spesimen dengan benar untuk mencegah tergelincir.
- Catat torsi saat terjadi patahan.
- Periksa permukaan patahan untuk mengetahui adanya cacat seperti inklusi atau perlakuan panas yang tidak tepat.
Metode ini memberikan hasil yang dapat direproduksi, sehingga memandu pengendalian mutu dalam produksi.
Torsi Kegagalan Minimum
Torsi kegagalan minimum (M)B menit) dihitung menggunakan rumus:
MB menit = τB menit × WP menit
Di mana:
- WP menit = π/16 × d1 menit3 (modulus penampang torsi)
- τB menit = X × σb menit (kekuatan torsi minimum)
- D1 menit: Diameter minor minimum ulir luar
- σb menit: Kekuatan tarik minimum
- X: Rasio kekuatan (dari Tabel 1)
Perhitungan ini memastikan pengencang dapat menahan beban desain dengan aman, dengan mempertimbangkan sifat material dan geometri.
Rasio Kekuatan X
| Kelas Properti | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 |
|---|---|---|---|---|
| Rasio X | 0.84 | 0.815 | 0.79 | 0.75 |
Rasio ini menyesuaikan kekuatan torsi berdasarkan sifat tarik, memastikan nilai desain yang konservatif.
Nilai Torsi Kegagalan Minimum
| Penamaan Ulir | Jarak antar titik (mm) | Torsi Kegagalan Minimum MB menit (N·m) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Kelas Properti | |||||
| 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 | ||
| M1 | 0.25 | 0.033 | 0.036 | 0.04 | 0.045 |
| M1.2 | 0.25 | 0.075 | 0.082 | 0.092 | 0.1 |
| M1.4 | 0.3 | 0.12 | 0.13 | 0.14 | 0.16 |
| M1.6 | 0.35 | 0.16 | 0.18 | 0.2 | 0.22 |
| M2 | 0.4 | 0.37 | 0.4 | 0.45 | 0.5 |
| M2.5 | 0.45 | 0.82 | 0.9 | 1 | 1.1 |
| M3 | 0.5 | 1.5 | 1.7 | 1.9 | 2.1 |
| M3.5 | 0.6 | 2.4 | 2.7 | 3 | 3.3 |
| M4 | 0.7 | 3.6 | 3.9 | 4.4 | 4.9 |
| M5 | 0.8 | 7.6 | 8.3 | 9.3 | 10 |
| M6 | 1 | 13 | 14 | 16 | 17 |
| M7 | 1 | 23 | 25 | 28 | 31 |
| M8 | 1.25 | 33 | 36 | 40 | 44 |
| M8×1 | 1 | 38 | 42 | 46 | 52 |
| M10 | 1.5 | 66 | 72 | 81 | 90 |
| M10×1 | 1 | 84 | 92 | 102 | 114 |
| M10×1.25 | 1.25 | 75 | 82 | 91 | 102 |
Catatan: Nilai-nilai tersebut berlaku untuk ulir dengan toleransi 6g, 6f, dan 6e. Toleransi ini memastikan torsi pemasangan yang aman pada rakitan.
Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)
Apa tujuan dari uji torsi dalam GB/T 3098.13?
Pengujian ini memverifikasi kekuatan torsi baut dan sekrup berdiameter kecil, memastikan bahwa baut dan sekrup tersebut tidak akan gagal di bawah beban yang ditentukan. Hal ini sangat penting untuk jaminan kualitas dalam aplikasi bertegangan tinggi seperti elektronik dan mesin presisi.
Bagaimana cara saya memilih kelas properti yang tepat untuk pengencang saya?
Pilih berdasarkan kekuatan tarik dan torsi yang dibutuhkan. Misalnya, kelas 12.9 menawarkan nilai yang lebih tinggi tetapi membutuhkan penanganan yang hati-hati untuk menghindari kerapuhan hidrogen. Perhatikan beban aplikasi dan faktor lingkungan.
Bagaimana jika torsi yang terukur berada di bawah torsi kegagalan minimum?
Ini menunjukkan potensi cacat material atau masalah manufaktur. Tolak batch tersebut dan selidiki penyebabnya seperti perlakuan panas yang tidak tepat atau penyimpangan geometri ulir.
Apakah standar ini dapat diterapkan pada pengencang yang berukuran lebih besar dari 10 mm?
Tidak, GB/T 3098.13 terbatas pada diameter 1-10 mm. Untuk ukuran yang lebih besar, lihat bagian lain dari GB/T 3098 atau standar ISO yang setara seperti ISO 898-1.
Bagaimana gesekan memengaruhi hasil uji torsi?
Gesekan antara kepala dan ulir dapat meningkatkan torsi yang terukur, sehingga menyebabkan penilaian yang tidak akurat. Pastikan perlengkapan meminimalkan gangguan tersebut untuk mendapatkan data yang andal.
Apa peran rasio kekuatan X dalam perhitungan?
X mengkorelasikan kekuatan geser torsi dengan kekuatan tarik, memberikan faktor keamanan. Nilai X yang lebih rendah untuk kelas yang lebih tinggi mencerminkan peningkatan kerapuhan, yang memandu desain yang konservatif.
