GB/T 3098.26-2021: Eigenschappen van bevestigingsmiddelen – Platte ringen

Deze norm specificeert de mechanische en fysische eigenschappen van vlakke ringen van koolstofstaal of gelegeerd staal, bedoeld voor gebruik in boutverbindingen met bouten, schroeven, tapeinden en moeren die voldoen aan de prestatieklassen gedefinieerd in GB/T 3098.1 en GB/T 3098.2. Deze eigenschappen worden getest bij omgevingstemperaturen van 10 °C tot 35 °C.

Opmerking 1: Deze platte ringen kunnen ook worden gebruikt met andere bevestigingsmiddelen, zoals zelftappende schroeven.

Gladde ringen die voldoen aan de eisen van deze norm onder de gespecificeerde testomstandigheden, behouden mogelijk hun mechanische en fysische eigenschappen niet bij hoge en/of lage temperaturen. Opmerking 2: Gladde ringen die voldoen aan dit document zijn geschikt voor gebruikstemperaturen van -50 °C tot +150 °C. Voor temperaturen boven -50 °C tot +150 °C, tot +300 °C, wordt gebruikers geadviseerd relevante deskundigen te raadplegen.

Dit document is van toepassing op vlakke ringen en ringen voor samenstellingen, vervaardigd uit koolstofstaal of gelegeerd staal met een dikte van 0,2 mm tot 12 mm, waaronder:

• Eenvoudige ringen (met of zonder patronen, ribben of afschuiningen).
• Vierkante, platte ringen.
• Vierkante, vlakke ringen.
• Speciaal gevormde vlakke ringen.

Deze norm stelt geen eisen aan:

• Corrosiebestendigheid.
• Lasbaarheid.

De norm benadrukt het belang van materiaalkeuze en testomstandigheden om de betrouwbaarheid van bevestigingssystemen te garanderen. Bijvoorbeeld, bij toepassingen met extreme temperaturen moeten aanvullende overwegingen zoals thermische uitzetting en materiaaldegradatie worden geëvalueerd. Deze norm sluit aan op andere GB/T-documenten om een ​​holistisch kader te bieden voor de prestaties van bevestigingsmiddelen, waardoor compatibiliteit en veiligheid in werktuigbouwkundige toepassingen worden gewaarborgd. Door het diktebereik te beperken, richt de norm zich op gangbare industriële toepassingen, terwijl uitbreidingen via overeenkomsten mogelijk zijn. Professionals dienen er rekening mee te houden dat voor gespecialiseerde omgevingen, zoals de scheepvaart of de lucht- en ruimtevaart, aanvullende normen voor corrosie noodzakelijk kunnen zijn. Over het algemeen zorgt deze norm ervoor dat vlakke ringen effectief bijdragen aan de lastverdeling en trillingsbestendigheid in boutverbindingen, waardoor storingen zoals losraken of materiaalmoeheid worden voorkomen. De uitsluiting van corrosie en lasbaarheid benadrukt de noodzaak van een geïntegreerd systeemontwerp waarbij deze aspecten afzonderlijk worden behandeld. In de praktijk combineren ingenieurs dit vaak met normen zoals GB/T 5267.3 voor thermisch verzinken om de duurzaamheid te verbeteren. Deze alomvattende aanpak helpt bij het selecteren van ringen die de prestaties van de assemblage optimaliseren, de onderhoudskosten verlagen en de structurele integriteit verbeteren. Bovendien voorkomen de temperatuurrichtlijnen misbruik in situaties met hoge temperaturen, waar alternatieve materialen zoals roestvrij staal wellicht de voorkeur verdienen. De focus van het document op koolstof- en gelegeerd staal zorgt voor een evenwicht tussen kosteneffectiviteit en mechanische sterkte, waardoor het geschikt is voor de automobiel-, bouw- en machinebouwsector. Door zich aan deze parameters te houden, kunnen fabrikanten consistente producten produceren die voldoen aan internationale normen, wat de wereldhandel en standaardisatie bevordert.

Symbolen

In dit document worden de volgende symbolen gebruikt:

• d₁: Binnendiameter van het doorvoergat, in millimeters (mm).
• d₂: Buitendiameter, in millimeters (mm).
• F: Belasting, in newtons (N).
• G: Totale diepte van de ontkolingslaag, in millimeters (mm).
• r: Contactstraal tussen steun- en drukdelen, in millimeters (mm).
• t: Nominale dikte van de vlakke ring, in millimeters (mm).
• t_eff: Effectieve dikte van de vlakke ring, in millimeters (mm).
• α: Contacthoek tussen steun- en drukdelen, in graden (°).

Deze symbolen standaardiseren de communicatie in technische documentatie en zorgen voor precisie in ontwerp en testen. Zo zijn d₁ en d₂ cruciaal voor dimensionale compatibiliteit met bouten, waardoor verkeerde uitlijning die tot montagefouten kan leiden, wordt voorkomen. De belasting F is essentieel bij prestatietesten, omdat deze de spanningen in de praktijk simuleert. De ontkolingsdiepte G heeft betrekking op de oppervlakte-integriteit, aangezien overmatige ontkoling de ring kan verzwakken. De straal r en de hoek α worden in testopstellingen gebruikt om contactomstandigheden nauwkeurig na te bootsen. Dikteparameters t en t_eff houden rekening met fabricagevariaties die van invloed zijn op het draagvermogen. In de technische praktijk vergemakkelijken deze symbolen berekeningen voor spanningsverdeling, waarbij ringen helpen om krachten gelijkmatig over de verbindingsoppervlakken te verdelen. Inzicht in deze notaties is essentieel voor het interpreteren van testresultaten en het waarborgen van naleving. Ze sluiten aan bij internationale normen en bevorderen interoperabiliteit. Professionals dienen deze symbolen consequent te gebruiken om fouten in specificaties te voorkomen. In eindige-elementenanalyse voorspellen deze parameters, die in modellen worden ingevoerd, bijvoorbeeld het gedrag van ringen onder belasting. Deze symboliek verbetert de bruikbaarheid van het document en maakt snelle raadpleging mogelijk tijdens kwaliteitscontroleprocessen. Door ze al vroeg te definiëren, legt de norm een ​​basis voor de daaropvolgende onderdelen over materialen en tests.

Aanduidingssysteem

De prestatieklasse van vlakke ringen bestaat uit een getal en een symbool:

• Het getal geeft de minimale Vickers-hardheidswaarde aan (zie tabel 3).
• De letters HV staan ​​voor Vickers-hardheid.

Voorbeeld: Een stalen vlakke ring met een minimale Vickers-hardheid van 200, zoals weergegeven in tabel 3, wordt aangeduid als 200 HV.

Indien voldaan aan de tabellen 2 en 3, kan dit classificatiesysteem ook van toepassing zijn op specificaties die verder gaan dan standaarddiktes. Hoewel er meerdere prestatieklassen worden gespecificeerd, zijn deze niet allemaal geschikt voor elke combinatie van bout, moer en sluitring. Combinaties van prestatieklassen voor sluitringen met bouten, schroeven, tapeinden en moeren worden weergegeven in tabel 1.

RC: Aanbevolen combinatie.
^A In productnormen voor bout- en ringassemblages worden de klassen 200 HV en 300 HV toegepast, conform GB/T 9074.1 en GB/T 97.4.
^B 380 HV is niet opgenomen in de huidige productnormen; gebruik ervan vereist overeenstemming tussen leverancier en koper.
^c Bij 380 HV moet het ontwerp van de boutverbinding buig- en trekspanningen in de ringen voorkomen, met name bij ringen met sleuven of verzonken ringen.
^D Combinaties met voetnoot d mogen worden gebruikt als het ontwerp en de installatie van de aansluiting zijn geverifieerd.
^e Combinaties boven de getrapte, vetgedrukte lijn zijn geschikt voor boutverbindingen.
^F Combinaties onder de getrapte, vetgedrukte lijn (grijze gebieden) mogen niet worden gebruikt.

Voor zelftappende schroeven en schroeven die zachte materialen (bijv. kunststof, hout) verbinden, moeten combinaties met de bijbehorende ringprestatieklassen worden bepaald op basis van het beoogde gebruik.

Dit classificatiesysteem garandeert traceerbaarheid en compatibiliteit in assemblages, wat cruciaal is voor de veiligheid. Door de hardheid te koppelen aan prestatieklassen, kunnen ingenieurs ringen selecteren die overeenkomen met de sterkte van de bouten, waardoor onder- of overspecificatie wordt voorkomen. De aanbevelingen in Tabel 1 voorkomen mismatches die kunnen leiden tot defecten zoals beschadiging of scheuren. Bij toepassingen met hoge belasting, zoals bruggen, bieden hogere klassen zoals 380 HV een superieure weerstand, maar vereisen een zorgvuldig ontwerp om het risico op waterstofbrosheid te beperken (zie GB/Z 41117). De flexibiliteit van het systeem voor niet-standaard diktes ondersteunt maatwerktoepassingen. Over het geheel genomen bevordert het standaardisatie en vermindert het fouten bij inkoop en assemblage.

Materialen

Tabel 2 geeft de grenswaarden voor de chemische samenstelling van koolstofstaal en gelegeerd staal die worden gebruikt in vlakke ringen van verschillende prestatieklassen. Deze samenstellingen moeten voldoen aan de relevante nationale normen.

Opmerking: Gelegeerd staal omvat verenstaal en gelegeerd verenstaal, geschikt voor vlakke ringen.

Voor ringen die thermisch verzinkt moeten worden, moeten de materialen voldoen aan de eisen van GB/T 5267.3. Indien de complete assemblages worden gehard en getemperd, mogen onbehandelde ringen worden geleverd; in dat geval is de chemische samenstelling volgens GB/T 9074.1 in overleg vast te stellen.

Voor zelfborende schroefverbindingen die volgens GB/T 97.5 oppervlaktegehard zijn, mag het koolstofgehalte van de sluitring niet meer dan 0,12% bedragen. Elke productiebatch moet materiaal uit dezelfde smelt gebruiken.

NA: Niet van toepassing.
^A Voer bij geschillen een productanalyse uit.
^B Voor montageringen, zie GB/T 9074.1 of GB/T 97.4; samenstelling en tempertemperatuur in overleg.
^c Voor speciale toepassingen (bijv. thermisch verzinkt) zijn de samenstelling en de ontlaattemperatuur in overleg vast te stellen.
^D Maximaal boorgehalte 0,003%, tot 0,005% indien niet-effectief boor wordt beheerst door titanium/aluminium.
^e Voor 200 HV-ringen kunnen geschikte grondstoffen worden gebruikt of ze kunnen na de fabricage worden gehard en getemperd; dit proces kan door de fabrikant worden uitgevoerd indien aan tabel 3 wordt voldaan.
^F Materialen moeten voldoende hardbaarheid hebben voor ~90% martensiet in de kern vóór het temperen.
^G Koolstofstaal kan chroom, mangaan, nikkel, enz. bevatten.
^H Gelegeerd staal bevat ten minste één van de volgende elementen: Cr 0,30%, Mn 0,20%, Ni 0,30%, V 0,10%, Mo 0,08%, B 0,0008%. Voor combinaties geldt een totaal van ten minste 70% aan individuele minima.
ⁱ Voor waterstofbrosheid, zie GB/Z 41117.

Materiaalspecificaties garanderen dat ringen de vereiste hardheid en duurzaamheid bereiken. Koolstofgehalte beperkt de sterkte, terwijl een laag fosfor- en zwavelgehalte de brosheid minimaliseert. Legeringselementen verbeteren de hardbaarheid voor hogere hardheidsklassen. Ontlaattemperaturen voorkomen oververharding en verminderen het risico op scheuren. Deze sectie helpt fabrikanten bij het selecteren van staal voor consistente prestaties, wat essentieel is in industrieën zoals de automobielindustrie waar trillingsbestendigheid cruciaal is. Naleving van relevante normen garandeert compatibiliteit met galvanisatie, waardoor problemen zoals het uitblijven van coatinghechting worden voorkomen.

Mechanische en fysische eigenschappen

Platte ringen van de gespecificeerde prestatieklassen moeten voldoen aan de mechanische en fysische eigenschappen in tabel 3 bij omgevingstemperatuur, ongeacht of deze tijdens de fabricage of de eindinspectie zijn getest.

Hoofdstuk 6 beschrijft de toepasselijke testmethoden en arbitrageprocedures om te controleren of aan tabel 3 wordt voldaan. Voor sluitringen van klasse 380 HV is een ductiliteitstest volgens bijlage A vereist, indien gespecificeerd.

^A 380 HV voldoet niet aan de huidige productnormen; gebruik op afspraak.
^B Een overschrijding van de maximale waarde van 250 HV is geen reden voor afwijzing.
^c Voor geribbelde of gekartelde ringen gelden dezelfde limieten als voor 380 HV.
^D Gemeten volgens 6.2.3 op dwarsdoorsnede; hardheid op 0,1 mm van het steunvlak ≥ hardheid in het midden – 30 HV.
^e Welke van de twee kleiner is.
^F Gemeten per 6,3 op dwarsdoorsnede; hardheid op 0,1 mm van het steunvlak ≤ hardheid in het midden + 30 HV.

Deze eigenschappen zorgen ervoor dat ringen bestand zijn tegen drukkrachten zonder te vervormen of te bezwijken. Hardheidsbereiken zorgen voor een balans tussen sterkte en ductiliteit, waardoor scheuren worden voorkomen. Controles op ontkoling en carbonisatie behouden de oppervlakte-integriteit, wat cruciaal is voor corrosiebestendigheid bij gecoate ringen. Herontlaatlimieten controleren de adequaatheid van de warmtebehandeling. In de praktijk ondersteunen deze specificaties betrouwbare verbindingen, bijvoorbeeld in machines waar trillingen verbindingen kunnen losmaken. Conformiteitstesten volgens hoofdstuk 6 garanderen de kwaliteit.

Testmethoden

Hardheidstest

Algemeen

De hardheidstest is bedoeld om te controleren of de minimale en maximale waarden in tabel 3 en de materiaaleisen voor geharde en getemperde ringen worden nageleefd. De test is van toepassing op alle klassen, getest in onbewerkte staat, met uitzondering van ringen die na montage zijn behandeld.

Voer de tests uit op geschikte oppervlakken of dwarsdoorsneden volgens tabel 4.

^A Voor 200 HV, afgeschrikt en getemperd volgens aanvraag, is een dwarsdoorsnedetest doorslaggevend in geval van geschil.

Vickers-hardheid op het oppervlak

Selecteer de testbelasting op basis van klasse en dikte volgens figuur 1. Gebruik de Rockwell-test als er geen geschikte Vickers-test beschikbaar is.

Voorbeeld: Voor een ring van 0,3 mm dik met een hardheid van 300 HV, gebruik HV5.

 Rockwell-hardheid op het oppervlak

Selecteer de belasting volgens Figuur 2 op basis van klasse en dikte. Gebruik de Vickers-test als er geen geschikte Rockwell-belasting beschikbaar is.

Voorbeeld: Voor een ring van 0,5 mm dik met een hardheid van 380 HV, gebruik 294 N (HR30N).

Testprocedure

Verwijder coatings/oxiden en test op een halve straal op het steunvlak. Bij gegalvaniseerd materiaal, verwijder de overgangslaag. Neem het gemiddelde van drie metingen bij 120° indien de afmetingen dit toelaten.

Eisen voor 100 HV, 140 HV, 200 HV

Routine: Volgens 6.1.2, raadpleeg Tabel 3. Arbitrage: Vickers volgens Figuur 1; voor t_eff > 0,5 mm, lagere belasting ≥ HV1.

Eisen voor 300 HV, 380 HV

Routine: Volgens 6.1.2, raadpleeg Tabel 3. Arbitrage: Doorsnede volgens 6.1.3.

Radiale dwarsdoorsnede hardheidstest

Algemeen

Volgens GB/T 4340.1, Vickers voor geharde en getemperde ringen.

Procedure

Neem een ​​radiale doorsnede door het midden van het gat, monteer/bewerk het preparaat en slijp/polijst het voor metallografisch onderzoek. Test in het midden van de doorsnede volgens figuur 3; neem indien mogelijk het gemiddelde van ten minste drie punten.

1: Testgebied (straal 0,25 t_eff).

Vereisten

Raadpleeg tabel 3. Als het verschil groter is dan 30 HV binnen een straal van 0,25 t_eff, controleer dan of er sprake is van ~90% martensiet volgens tabel 2.

Ontkolingstest

Algemeen

Detecteert oppervlakteontkoling voor geribbelde ringen van 300 HV en alle ringen van 380 HV. Gebieden volgens figuur 4.

1: Ondergrond; 2: Volledige decarbonisatielaag; 3: Gedeeltelijke decarbonisatielaag; 4: Basismetaal; x: Geen testgebied.

Metallografische methode

Monsterpreparatie

Verwijder coatings, neem een ​​radiale doorsnede, monteer/bewerk, slijp/polijst. Opmerking: Ets met 3% nital om veranderingen zichtbaar te maken.

Procedure

Bekijk het object met een vergroting van 100x; meet met behulp van de schaalverdeling of het oculair.

Vereisten

Maximale G volgens tabel 3.

Hardheidsmethode

Monsterpreparatie

Voor t ≥ 0,4 mm; voorbereiden volgens 6.2.2.1 zonder etsen.

Procedure

Meet de punten 1 en 2 volgens figuur 5 met HV0.3 (2,942 N).

Geen decarboxylatie: HV(2) > HV(1) – 30 HV; Geen carboxylatie: HV(2) ≤ HV(1) + 30 HV. 1: Midden; 2: 0,1 mm van het oppervlak.

Vereisten

HV(2) ≥ HV(1) – 30 HV. Opmerking: Niet voor maximale G volgens Tabel 3.

Carburisatietest

Algemeen

Detecteert oppervlaktecarburisatie tijdens warmtebehandeling van geribbelde ringen met een hardheid van 300 HV en alle ringen met een hardheid van 380 HV, dikte ≥ 0,4 mm. Gemeten op radiale dwarsdoorsnedehardheid.

Procedure

Bereid voor volgens 6.2.2.1 zonder etsen; meet volgens figuur 5 met HV0.3.

Vereisten

HV(2) ≤ HV(1) + 30 HV. Een overschrijding duidt op carburisatie. Bovendien geldt voor het steunvlak ≤ 370 HV0.3 voor 300 HV en ≤ 450 HV0.3 voor 380 HV volgens tabel 3.

Test voor het opnieuw temperen

Algemeen

Controleert de minimale tempertemperatuur tijdens de warmtebehandeling voor ringen met een hardheid van 300 HV en 380 HV.

Procedure

Meet de Vickers-hardheid in het gebied van figuur 3 (drie punten). Verwarm opnieuw bij 10 °C onder de temperatuur aangegeven in tabel 2, houd dit 30 minuten aan en meet vervolgens opnieuw in hetzelfde gebied.

Vereisten

Gemiddelde hardheidsvermindering < 20 HV na herontlaten.

Testmethoden garanderen de kwaliteit van de wasmachines door middel van gestandaardiseerde procedures, wat cruciaal is voor de betrouwbaarheid. Hardheidstests bevestigen de materiaalsterkte, terwijl ontkolings-/carburisatiecontroles oppervlaktezwakte voorkomen. Herbeproppen valideert de warmtebehandeling en voorkomt brosheid. Deze methoden sluiten aan bij internationale normen, waardoor een consistente productie mogelijk is.

Markering

Algemeen

Ringen die volgens dit document zijn vervaardigd, mogen alleen volgens hoofdstuk 3 worden gemarkeerd als ze volledig aan de eisen voldoen.

Markering van ringen

Op basis van besluit of overeenkomst van de fabrikant; indien overeengekomen, vermeld dan de fabrikant-ID en de prestatieklasse. Distributeurs die hun eigen ID gebruiken, worden als fabrikanten beschouwd. Geen reliëfmarkeringen; verzonken markeringen worden afgeraden vanwege koppeleffecten of spanningsconcentraties. Gebruik duurzame methoden zoals laser. Markeer de klasse volgens de code in Tabel 5 of met behulp van kloksymbolen.

Verpakkingsmarkering

Alle verpakkingen moeten worden voorzien van een etiket met de identificatiecode van de fabrikant/verkoper, de prestatieklasse volgens hoofdstuk 3 en het lotnummer volgens GB/T 3099.4.

Markering zorgt voor traceerbaarheid, wat essentieel is voor kwaliteitscontrole en aansprakelijkheid. Het voorkomt namaakproducten en helpt bij terugroepacties. In toeleveringsketens vergemakkelijkt een juiste markering het voorraadbeheer en de verificatie van de naleving van de regels.

Bijlage A: Ductiliteitstest voor ringen van prestatieklasse 380 HV

A.1 Algemeen

Bepaalt of ringen tijdens de fabricage broos zijn geworden. Van toepassing op afgewerkte ringen, inclusief coatings, op verzoek van de klant.

A.2 Testprocedure

Gebruik een steun en indrukstift met een hoek α gebaseerd op de dikte; minimale hardheid 60 HRC, geslepen oppervlakken. Gebruik voor concentrische ronde ringen conische contacten volgens figuur A.1. Voor andere ringen V-vormige contacten volgens figuur A.2. Plaats de ring in het apparaat; demonteer eerst de onderdelen. Lijn de assen uit. Breng een axiale belasting gelijkmatig aan tot volledig contact; houd dit 2 minuten vast en verwijder de belasting.

A.3 Vereisten

Geen breuk. Indien beschadigd, snijd dan tegenover de breuk; het in tweeën splitsen duidt op een defect.

Deze bijlage controleert de ductiliteit van ringen met een hoge hardheid, waardoor brosbreuk tijdens gebruik wordt voorkomen. Dit is cruciaal voor veiligheidskritische toepassingen, omdat het garandeert dat ringen vervormen zonder te breken onder belasting.

Veelgestelde vragen

1. Welk temperatuurbereik is volgens deze norm geschikt voor vlakke ringen? De aanbevolen bedrijfstemperatuur ligt tussen -50°C en +150°C. Voor extreme temperaturen tot +300°C dient u deskundigen te raadplegen om de mate van behoud van de eigenschappen te beoordelen.
2. Hoe selecteer ik de juiste prestatieklasse voor mijn boutenset? Raadpleeg tabel 1 voor aanbevolen combinaties (RC). Vermijd grijze gebieden om mismatches te voorkomen die tot falen van de verbinding kunnen leiden; controleer het ontwerp bij gebruik van de combinaties uit voetnoot d.
3. Wat als mijn ringen thermisch verzinkt moeten worden? Materialen moeten voldoen aan GB/T 5267.3. Voor speciale toepassingen kunnen chemische samenstelling en tempering overeenstemming tussen leverancier en koper vereisen.
4. Waarom is ontkolingsonderzoek belangrijk voor hogere prestatieklassen? Overmatige ontkoling verzwakt het oppervlak, waardoor het risico op falen onder belasting toeneemt. Tests garanderen dat de limieten volgens tabel 3 worden nageleefd, waardoor de integriteit behouden blijft, met name voor 380 HV-ringen.
5. Mag ik 380 HV-wasmachines gebruiken zonder overeenkomst? Nee, omdat ze niet in de huidige productnormen zijn opgenomen. Gebruik vereist een protocol, met ontwerpoverwegingen om buig- of trekspanningen te voorkomen.
6. Hoe bevestigt de herontlaatproef de kwaliteit van de warmtebehandeling? Het controleert of de hardheidsvermindering na extra temperen ≤20 HV is, waarmee wordt geverifieerd dat het oorspronkelijke proces aan de minimumtemperaturen volgens tabel 2 voldeed en brosheid werd voorkomen.