Выбрать страницу

Введение стандарта GB/T 3098.13

Данный стандарт устанавливает момент затяжки и минимальный момент разрушения для болтов и винтов с номинальным диаметром от 1 мм до 10 мм. Он гарантирует соответствие крепежных элементов требованиям к механическим характеристикам при крутящих нагрузках, что критически важно для применения в машиностроении, автомобилестроении и строительстве. Стандарт ссылается на ISO 898-7:1992 и применяется к классам прочности 8.8, 9.8, 10.9 и 12.9.

Понимание этого стандарта помогает инженерам выбирать подходящие крепежные элементы, предотвращая отказы из-за недостаточной прочности на кручение. В нем изложены точные методы испытаний, позволяющие убедиться в том, что болты и винты выдерживают заданные моменты затяжки без преждевременного разрушения.

Процедура испытания на крутящий момент

Принцип

Испытание на крутящий момент включает в себя зажим болта или винта в испытательном устройстве и приложение крутящего момента до разрушения, после чего измеряется момент разрушения. Это позволяет оценить сопротивление крепежа кручению, гарантируя, что он соответствует минимальным требованиям и не разрушится до достижения заданного значения.

  • Основное внимание уделяется чисто крутящей нагрузке для выделения прочности на сдвиг.
  • Незаменим для подтверждения целостности материалов и качества производства.

Аппарат

В состав испытательной установки входит устройство для измерения крутящего момента, как показано на типовых схемах (например, рисунок 1 в стандарте). Ключевые компоненты обеспечивают точность измерений:

  1. Динамометрический ключ или измерительный прибор с диапазоном измерения, не превышающим пятикратного значения минимального момента разрушения образца.
  2. Максимальная погрешность динамометра должна составлять ±1% от минимального момента срабатывания.
  3. Зажимные приспособления для удержания крепежного элемента без возникновения осевых нагрузок или трения, которые могли бы исказить результаты.

Калибровка оборудования имеет решающее значение для обеспечения надежности в условиях промышленных испытаний.

Условия испытаний

В ходе испытаний необходимо применять только крутящие силы, значения которых указаны в Таблице 2. Образец не должен разрушиться до достижения минимального момента разрушения. Для обеспечения точности результатов следует избегать трения между головкой и резьбовыми частями.

  • Если не указано иное, обычно применяются условия температуры окружающей среды.
  • Подходит для крепежных элементов с допусками резьбы 6g, 6f и 6e.
  • Для обеспечения статистической достоверности оценки качества партии рекомендуется использовать несколько образцов.

Процедура

Вставьте болт или винт в крепление так, чтобы в него было вкручено не менее двух полных витков резьбы, оставив между креплением и головкой не менее одного диаметра резьбы. Непрерывно и равномерно прикладывайте крутящий момент до разрушения.

  1. Надёжно закрепите образец, чтобы предотвратить его соскальзывание.
  2. Зафиксируйте крутящий момент, при котором происходит разрушение.
  3. Осмотрите поверхности излома на наличие дефектов, таких как включения или следы неправильной термической обработки.

Этот метод обеспечивает воспроизводимые результаты, что помогает в контроле качества на производстве.

Минимальный момент разрушения

Минимальный момент разрушения (М)Б мин) рассчитывается по формуле:

МБ мин = τБ мин × ШП мин

Где:

  • WП мин = π/16 × d1 мин3 (модуль поперечного сечения при кручении)
  • τБ мин = X × σб мин (минимальная прочность на кручение)
  • д1 минМинимальный малый диаметр наружной резьбы
  • σб мин: Минимальная прочность на растяжение
  • X: Коэффициент прочности (из таблицы 1)

Этот расчет гарантирует, что крепежные элементы смогут безопасно выдерживать расчетные нагрузки, учитывая свойства материала и геометрию.

Коэффициент прочности X

Класс свойств8.89.810.912.9
Соотношение X0.840.8150.790.75

Эти соотношения регулируют прочность на кручение в зависимости от прочностных характеристик при растяжении, обеспечивая консервативные расчетные значения.

Минимальные значения момента разрушения

Обозначение резьбыШаг (мм)Минимальный момент разрушения MБ мин (Н·м)
Класс свойств
8.89.810.912.9
М10.250.0330.0360.040.045
М1.20.250.0750.0820.0920.1
М1.40.30.120.130.140.16
М1.60.350.160.180.20.22
М20.40.370.40.450.5
М2.50.450.820.911.1
М30.51.51.71.92.1
М3.50.62.42.733.3
М40.73.63.94.44.9
М50.87.68.39.310
М6113141617
М7123252831
М81.2533364044
М8×1138424652
М101.566728190
М10×118492102114
М10×1.251.25758291102

Примечание: Приведенные значения относятся к резьбе с допусками 6g, 6f и 6e. Они обеспечивают безопасный момент затяжки при монтаже в узлах.

Часто задаваемые вопросы

Какова цель испытания крутящим моментом в соответствии с GB/T 3098.13?

Данный тест проверяет прочность на кручение болтов и винтов малого диаметра, гарантируя, что они не выйдут из строя при заданных нагрузках. Он имеет решающее значение для обеспечения качества в условиях высоких нагрузок, например, в электронике и прецизионном машиностроении.

Как выбрать подходящий класс прочности для крепежных элементов?

Выбор следует основывать на требуемых показателях прочности на растяжение и кручение. Например, класс 12.9 обеспечивает более высокие значения, но требует бережного обращения во избежание водородного охрупчивания. Учитывайте нагрузки при применении и факторы окружающей среды.

Что произойдет, если измеренный крутящий момент окажется ниже минимального момента разрушения?

Это указывает на потенциальные дефекты материала или проблемы с производством. Отбракуйте партию и выясните причины, такие как неправильная термообработка или отклонения в геометрии резьбы.

Можно ли применять этот стандарт к крепежным элементам размером более 10 мм?

Нет, стандарт GB/T 3098.13 ограничивает диаметры 1-10 мм. Для больших размеров обратитесь к другим разделам стандарта GB/T 3098 или эквивалентам ISO, таким как ISO 898-1.

Как трение влияет на результаты испытания на крутящий момент?

Трение между головкой и резьбой может завышать измеряемый крутящий момент, что приводит к неточным результатам. Для получения достоверных данных убедитесь, что используемые приспособления минимизируют подобные помехи.

Какую роль играет коэффициент прочности X в расчетах?

X связывает прочность на сдвиг при кручении с прочностью на растяжение, обеспечивая коэффициент запаса прочности. Более низкие значения X для более высоких классов отражают повышенную хрупкость, что обуславливает необходимость консервативного подхода к проектированию.