มาตรฐาน GB/T 3098.2-2015 กำหนดคุณสมบัติทางกลของน็อตเกลียวหยาบที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสม ซึ่งใช้ได้กับงานวิศวกรรมทั่วไป มาตรฐานนี้สอดคล้องกับมาตรฐานสากล เช่น ISO 898-2 อย่างใกล้ชิด เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้ในระบบยึด มาตรฐานนี้ครอบคลุมเกรดประสิทธิภาพตั้งแต่ 4 ถึง 12 โดยเน้นที่ภาระการทดสอบ องค์ประกอบทางเคมี ความแข็ง และความเข้ากันได้กับสลักเกลียว สกรู หรือแกนเกลียว ด้านล่างนี้เป็นรายละเอียดประเด็นสำคัญพร้อมข้อมูลที่ดึงมาจากมาตรฐานเพื่อใช้อ้างอิงอย่างแม่นยำ

ค่าแรงรับน้ำหนักทดสอบสำหรับน็อตเกลียวหยาบ

ค่าแรงทดสอบ (Proof load) คือค่าแรงสูงสุดที่น็อตสามารถรับได้โดยไม่เกิดการเสียรูปถาวร ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือความแข็งแรงดึงขั้นต่ำที่น็อตต้องทนได้ หน่วยเป็นนิวตัน (N) ตารางต่อไปนี้แสดงค่าแรงทดสอบสำหรับขนาดเกลียวและเกรดประสิทธิภาพต่างๆ

ด้ายขว้างชั้นประถมศึกษาปีที่ 4 (N)ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 (N)ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 (N)ชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 (N)ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 (N)ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 10 (N)ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 12 (N)
เอ็ม50.85400710082509500121401480016300
เอ็ม617640100001170013500172002090023100
เอ็ม7111000145001680019400247003010033200
เอ็ม81.2513900183002160024900318003810042500
เอ็ม101.522000290003420039400505006030067300
เอ็ม121.75320004220051400590007420088500100300
เอ็ม14243700575007020080500101200120800136900
เอ็ม162597007850095800109900138200164900186800
เอ็ม182.57300096000121000138200176600203500230400
เอ็ม202.593100122500154400176400225400259700294000
เอ็ม222.5115100151500190900218200278800321200363600
เอ็ม243134100176500222400254200324800374200423600
เอ็ม273174400229500289200330500422300486500550800
เอ็ม303.5213200280500353400403900516100594700673200
เอ็ม333.5263700347000437200499700638500735600832800
เอ็ม364310500408500514700588200751600866000980400
เอ็ม39437090048800061490070270089790010350001171000

ค่าเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเลือกใช้น็อตในงานที่ต้องการความสามารถในการรับน้ำหนักสูง เช่น ในการประกอบโครงสร้างหรือเครื่องจักร

ข้อกำหนดด้านองค์ประกอบทางเคมี

มาตรฐานนี้ระบุขีดจำกัดทางเคมีสำหรับน็อตเหล็กกล้าคาร์บอน เพื่อให้มั่นใจได้ถึงการอบชุบความร้อนและประสิทธิภาพที่เหมาะสม ค่าสูงสุดสำหรับคาร์บอน (C) ฟอสฟอรัส (P) และกำมะถัน (S) พร้อมด้วยค่าต่ำสุดของแมงกานีส (Mn) มีรายละเอียดดังต่อไปนี้ ประเภทของการอบชุบความร้อน ได้แก่ การชุบแข็งและการอบคืนตัว ซึ่งเป็นทางเลือกสำหรับเกรดต่ำ และเป็นข้อบังคับสำหรับเกรดสูง

ระดับประสิทธิภาพวัสดุการอบชุบด้วยความร้อนC (%) สูงสุดแมงกานีส (%) นาทีP (%) สูงสุดS (%) สูงสุด
4เหล็กกล้าคาร์บอนไม่จำเป็น0.580.250.0600.150
5เหล็กกล้าคาร์บอนชุบแข็งและอบคืนตัว0.580.300.0480.058
5เหล็กกล้าคาร์บอนไม่จำเป็น0.58–0.0600.150
6เหล็กกล้าคาร์บอนไม่จำเป็น0.58–0.0600.150
8น็อตทรงสูง (แบบที่ 2)ไม่จำเป็น0.580.250.0600.150
8น็อตมาตรฐาน (แบบที่ 1) D ≤ M16ไม่จำเป็น0.580.250.0600.150
8น็อตมาตรฐาน (แบบที่ 1) D > M16ชุบแข็งและอบคืนตัว0.580.300.0480.058
10เหล็กกล้าคาร์บอนชุบแข็งและอบคืนตัว0.580.300.0480.058
12เหล็กกล้าคาร์บอนชุบแข็งและอบคืนตัว0.580.450.0480.058

หมายเหตุ: สำหรับเกรดที่ต้องผ่านกระบวนการชุบแข็งและอบคืนตัว วัสดุต้องมีคุณสมบัติในการชุบแข็งได้ดีพอที่จะได้โครงสร้างมาร์เทนไซต์ประมาณ 90% ในส่วนเกลียวก่อนการอบคืนตัว การประเมินองค์ประกอบทางเคมีควรเป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง

ข้อกำหนดด้านความแข็ง

ความแข็งจะวัดด้วยมาตราส่วนวิคเกอร์ (HV), บริเนลล์ (HB) และร็อคเวลล์ ซี (HRC) โดยช่วงค่าจะแตกต่างกันไปตามขนาดและเกรดของน็อต มาตราส่วนเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าน็อตมีความทนทานต่อการเสียรูปภายใต้แรงกด

ขนาดเกลียวชั้นประถมศึกษาปีที่ 4ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5ชั้นประถมศึกษาปีที่ 6เกรด 8ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6
มาตราส่วนนาทีแม็กซ์นาทีแม็กซ์นาทีแม็กซ์นาทีแม็กซ์นาทีแม็กซ์นาทีแม็กซ์นาทีแม็กซ์
M5 ≤ D ≤ M16เอชวี188302272353130302150302200302272353295353
M16 < D ≤ M39เอชวี188302272353146302170302233353272353272353
M5 ≤ D ≤ M16HB179287259336124287143287190287259336280336
M16 < D ≤ M39HB179287259336139287162287221336259336259336
M5 ≤ D ≤ M16เอชอาร์ซี–302636–30–30–3026362936
M16 < D ≤ M39เอชอาร์ซี–302636–30–30–3626362636

หมายเหตุ: สำหรับถั่วทรงสูง (แบบที่ 2) เกรด 8 ความแข็งขั้นต่ำคือ 180 HV (171 HB) สำหรับถั่วทรงสูงเกรด 8 ความแข็งสูงสุดคือ 302 HV (287 HB, 30 HRC) สำหรับถั่วทรงสูงเกรด 12 ความแข็งขั้นต่ำคือ 272 HV (259 HB, 26 HRC)

ใช้งานร่วมกับสลักเกลียว สกรู หรือแกนเกลียวได้

น็อตต้องมีเกรดที่ตรงกับโบลต์เพื่อให้ข้อต่อมีความแข็งแรงทนทาน ตารางด้านล่างแสดงรูปแบบของน็อต เส้นผ่านศูนย์กลางระบุ และเกรดของโบลต์ที่เข้ากันได้

สไตล์ถั่วชั้นประถมศึกษาปีที่ 4ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5ชั้นประถมศึกษาปีที่ 6เกรด 8ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6
มาตรฐาน (แบบที่ 1)––M5 ≤ ง ≤ M39 / M8x1 ≤ ง ≤ M39x3M5 ≤ ง ≤ M39 / M8x1 ≤ ง ≤ M39x3M5 ≤ ง ≤ M39 / M8x1 ≤ ง ≤ M39x3M5 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M16x1.5M5 ≤ D ≤ M16
สูง (แบบที่ 2)––––M16 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M16x1.5M5 ≤ ง ≤ M39 / M8x1 ≤ ง ≤ M39x3M5 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M16x1.5
บาง (สไตล์ 0)M5 ≤ ง ≤ M39 / M8x1 ≤ ง ≤ M39x3M5 ≤ ง ≤ M39 / M8x1 ≤ ง ≤ M39x3–––––
เกรดสลักเกลียวที่เข้ากันได้ (สูงสุด)––5.86.88.810.912.9

ความเข้ากันได้นี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าน็อตจะไม่เสียหายก่อนที่สลักเกลียวจะรับแรงดึง ซึ่งจะช่วยรักษาความปลอดภัยในการประกอบ

ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับแรงบิด

มาตรฐาน GB/T 3098.2-2015 ไม่ได้ระบุค่าแรงบิดที่ทำให้เกิดความเสียหายสำหรับน็อต เนื่องจากค่าแรงบิดได้รับอิทธิพลจากแรงเสียดทาน การหล่อลื่น และสภาวะการประกอบ ดังนั้นควรเน้นที่ค่าแรงรับน้ำหนักและแรงดึงเริ่มต้นในการออกแบบ ในทางปฏิบัติ แรงบิดที่ใช้กับน็อตจะแปลงเป็นแรงยึดบางส่วน ซึ่งมักจะมีประสิทธิภาพประมาณ 20% ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความเรียบของพื้นผิว สำหรับข้อมูลอ้างอิง ควรตรวจสอบค่าแรงบิดของสลักเกลียวที่เหมาะสมจากมาตรฐานต่างๆ เช่น GB/T 3098.1 แต่ควรตรวจสอบด้วยการทดสอบสำหรับงานเฉพาะเสมอ

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

1. ค่าแรงทดสอบตามมาตรฐาน GB/T 3098.2-2015 คืออะไร?
แรงดึงทดสอบคือแรงดึงตามแนวแกนที่น็อตต้องทนได้โดยไม่เกิดการเสียรูปถาวร ซึ่งใช้เป็นตัววัดความสามารถในการรับน้ำหนักของน็อต
2. การอบชุบด้วยความร้อนส่งผลต่อคุณสมบัติของถั่วอย่างไร?
สำหรับเหล็กกล้าเกรดสูง (เช่น เกรด 8 สำหรับ D > M16, 10, 12) จำเป็นต้องมีการชุบแข็งและอบคืนตัวเพื่อให้ได้ความแข็งและความแข็งแรงที่จำเป็น โดยต้องมีโครงสร้างมาร์เทนไซต์อย่างน้อย 90% ก่อนการอบคืนตัว
3. สามารถใช้แหวนรองน็อตเกรด 8 กับสลักเกลียวเกรด 10.9 ได้หรือไม่?
ใช่แล้ว น็อตเกรด 8 สามารถใช้ร่วมกับสลักเกลียวเกรด 8.8 ได้ แต่สำหรับสลักเกลียวเกรด 10.9 ควรใช้น็อตเกรด 10 เพื่อให้ได้ความแข็งแรงที่เท่ากันและป้องกันน็อตเสียหาย
4. เหตุใดข้อจำกัดเกี่ยวกับฟอสฟอรัสและกำมะถันจึงเข้มงวดกว่าสำหรับเกรดที่สูงกว่า?
ปริมาณฟอสฟอรัส (P) และกำมะถัน (S) ที่ต่ำลง (เช่น ฟอสฟอรัสสูงสุด 0.048% ในเกรด 10) จะช่วยลดความเสี่ยงต่อการเปราะแตก และเพิ่มความทนทานและความน่าเชื่อถือในการใช้งานที่มีแรงเค้นสูง
5. ควรทดสอบความแข็งของถั่วอย่างไร?
โดยทั่วไปจะวัดความแข็งบนพื้นผิวรับแรงหรือหน้าตัดของน็อตโดยใช้วิธี HV, HB หรือ HRC โดยค่าจะแตกต่างกันไปตามขนาด (เช่น ค่าต่ำสุดจะสูงกว่าสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่าในบางเกรด)
6. จะทำอย่างไรหากน็อตมีความแข็งเกินค่าสูงสุด?
ความแข็งที่มากเกินไปอาจทำให้เปราะได้ น็อตต้องอยู่ในช่วงที่กำหนด (เช่น ความแข็งสูงสุด 353 HV สำหรับเกรด 10) เพื่อรักษาสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความยืดหยุ่น