Giới thiệu
GB/T 3098.4 là tiêu chuẩn quốc gia Trung Quốc quy định các đặc tính cơ học của đai ốc ren bước nhỏ dùng cho các loại ốc vít. Tiêu chuẩn này bao gồm hệ thống đánh dấu, vật liệu và các yêu cầu về hiệu suất cơ học đối với đai ốc ren bước nhỏ, đảm bảo khả năng tương thích với bu lông, vít và đinh tán. Tiêu chuẩn áp dụng cho các loại đai ốc có chiều cao danh nghĩa và chiều dài ren hiệu dụng được xác định, tập trung vào các cấp hiệu suất để đảm bảo độ tin cậy trong các cụm lắp ráp cơ khí. Tiêu chuẩn nhấn mạnh việc ngăn ngừa hiện tượng trượt ren bằng cách ưu tiên hiện tượng gãy bu lông trong trường hợp siết quá lực, từ đó nâng cao an toàn trong ứng dụng.
Hệ thống đánh dấu
Hệ thống ký hiệu trong tiêu chuẩn GB/T 3098.4 phân biệt các loại đai ốc dựa trên chiều cao danh nghĩa và chiều dài ren hiệu dụng của chúng.
3.1 Đai ốc có chiều cao danh nghĩa ≥ 0,8D (chiều dài ren hiệu dụng ≥ 0,6D)
Các đai ốc này được đánh dấu bằng chữ số đầu tiên của cấp độ hiệu suất bu lông mà chúng tương thích, chọn cấp độ tương thích cao nhất từ Bảng 2. Đai ốc cấp độ hiệu suất cao hơn thường có thể thay thế đai ốc cấp độ thấp hơn. Các cụm bu lông-đai ốc có thể chịu được ứng suất vượt quá giới hạn chảy hoặc ứng suất chịu kéo của bu lông.
Siết quá chặt có thể dẫn đến các hư hỏng như gãy bu lông, trờn ren bu lông, trờn ren đai ốc hoặc cả hai. Gãy bu lông được ưa chuộng hơn vì nó xảy ra đột ngột và dễ phát hiện, không giống như trờn ren từ từ. Đối với ren từ 8 đến 39 mm, việc lựa chọn đai ốc phù hợp theo Bảng 2 đảm bảo không bị trờn ren ở tải trọng chịu được của bu lông. Thiết kế cần đảm bảo bu lông bị gãy khi siết quá chặt (theo tiêu chuẩn 10%) để cảnh báo về việc lắp ráp không đúng cách.
Để biết thông tin chi tiết về độ bền lắp ráp và các loại đai ốc, vui lòng tham khảo Phụ lục A của tiêu chuẩn GB/T 3098.2.
| Đai ốc cấp hiệu suất | Các loại bu lông, ốc vít và đinh tán tương thích | Hạt | ||
|---|---|---|---|---|
| Loại 1 | Loại 2 | |||
| Cấp độ hiệu năng | Phạm vi kích thước ren, mm | Phạm vi kích thước ren, mm | ||
| 5 | 3.6, 4.6, 4.8 | ≤39 | ≤39 | / |
| 5.6, 5.8 | ||||
| 6 | 6.8 | ≤39 | ≤39 | / |
| 8 | 8.8 | ≤39 | ≤39 | ≤16 |
| 10 | 10.9 | ≤39 | ≤16 | ≤39 |
| 12 | 12.9 | ≤16 | / | ≤16 |
3.2 Đai ốc có chiều cao danh nghĩa ≥ 0,5D nhưng < 0,8D (chiều dài ren hiệu dụng ≥ 0,4D nhưng < 0,6D)
Các đai ốc này được đánh dấu bằng hai chữ số: chữ số thứ hai biểu thị 1/100 ứng suất giới hạn danh nghĩa (tính bằng N/mm²) được đo bằng trục thử cứng; chữ số đầu tiên “0” cho biết khả năng chịu tải giảm so với đai ốc 3.1. Khả năng chịu tải thực tế phụ thuộc vào độ cứng của đai ốc, chiều dài hiệu dụng và độ bền kéo của bu lông ghép nối. Xem Bảng 3 để biết ký hiệu và ứng suất giới hạn.
| Đai ốc cấp hiệu suất | Ứng suất giới hạn danh nghĩa | Bằng chứng thực tế về ứng suất |
|---|---|---|
| 4 | 400 | 380 |
| 5 | 500 | 500 |
Nguyên vật liệu
Vật liệu cho mỗi cấp hiệu suất được quy định trong Bảng 4, với thành phần hóa học tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan. Các cấp 05, 8 (Loại 1), 10 và 12 yêu cầu tôi và ram. Có thể thêm các nguyên tố hợp kim để cải thiện các đặc tính.
Lưu ý 1: Các loại thép cấp hiệu năng 5 và 6 có thể sử dụng thép dễ cắt (trừ khi có thỏa thuận khác), với hàm lượng tối đa S 0,34%, P 0,11%, Pb 0,35%.
Lưu ý 2: Việc bổ sung hợp kim là tùy chọn đối với các loại thép cấp 8, 10 và 12 nhằm tăng cường các tính chất cơ học.
| Cấp độ hiệu năng | Thành phần hóa học, % | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| C | Mn | P | S | ||
| tối đa | phút | tối đa | tối đa | ||
| 51), 6 | / | 0.5 | / | 0.06 | 0.15 |
| 82) | 0.58 | 0.25 | 0.06 | 0.15 | |
| 102) | 0.58 | 0.3 | 0.048 | 0.058 | |
| 122) | / | 0.58 | 0.45 | 0.048 | 0.058 |
Tính chất cơ học
Các đặc tính cơ học phải đáp ứng Bảng 5 khi được kiểm tra theo Chương 8. Các khuyết tật bề mặt phải tuân thủ tiêu chuẩn GB/T 5779.2.
| Đường kính ren D mm | Cấp độ hiệu suất 4 | Mức độ hiệu suất 5 | Mức độ hiệu suất 5 | Mức độ hiệu suất 6 | Mức độ biểu diễn 8 | Điểm hiệu suất 10 | Trình độ biểu diễn lớp 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 ≤ d ≤ 10 | 380 | 188 | 302 | Không xử lý nhiệt | Gầy | 500 | 272 | 353 | Tôi luyện và tôi cứng | Gầy | 690 | 175 | 302 | Không xử lý nhiệt1) | 1 | 770 | 188 | 302 | Không xử lý nhiệt1) | 1 | 955 | 250 | 353 | Đã được làm nguội | 1 | 890 | 195 | 302 | Không xử lý nhiệt | 2 | 1100 | 295 | 353 | Tôi luyện và tôi cứng | 1 | 1055 | 250 | 353 | Tôi luyện và tôi cứng | 2 | 1200 | 295 | 353 | Tôi luyện và tôi cứng | 2 |
Tải trọng thử nghiệm và tải trọng phá hỏng
Bảng 6 cung cấp các giá trị tải trọng thử nghiệm cho đai ốc bước ren nhỏ. Vùng chịu ứng suất AS được tính là AS = (π/4) * (d2 + d3)/2², trong đó d2 là đường kính bước ren, d3 = d1 – H/6, H = 0,866025P.
| Thông số ren D×P | Vùng chịu áp lực AS mm² | Cấp độ hiệu năng | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M8×1 | 39.2 | 14900 | 19600 | 27000 | 30200 | 37400 | 34900 | 43100 | 41400 | 47000 |
Bảng 7 cung cấp tỷ lệ giữa cường độ tháo tối thiểu so với tải trọng thử nghiệm của bu lông đối với các đai ốc có chiều cao danh nghĩa ≥ 0,5D nhưng < 0,8D.
| Đai ốc cấp hiệu suất | Tỷ lệ so với tải trọng chịu lực của bu lông, % | |||
|---|---|---|---|---|
| Bu lông cấp độ hiệu suất | ||||
| 6.8 | 8.8 | 10.9 | 12.9 | |
| 4 | 85 | 65 | 45 | 40 |
| 5 | 100 | 85 | 60 | 50 |
Câu hỏi thường gặp
- Mục đích của việc ưu tiên gãy bu lông hơn là trượt ren trong tiêu chuẩn GB/T 3098.4 là gì?
- Hiện tượng gãy bu lông xảy ra đột ngột và dễ phát hiện, giúp giảm nguy cơ tai nạn do hỏng hóc từ từ mà không được phát hiện.
- Hệ thống đánh dấu dành cho đai ốc mỏng trong tiêu chuẩn này khác nhau như thế nào?
- Đối với các loại đai ốc có chiều cao < 0,8D, ký hiệu sử dụng số “0” theo sau là 1/100 của ứng suất chịu tải danh nghĩa, cho biết khả năng chịu tải giảm so với các loại đai ốc có chiều cao tiêu chuẩn.
- Đai ốc chất lượng cao hơn có thể thay thế đai ốc chất lượng thấp hơn không?
- Vâng, nhìn chung là vậy, nhưng cần phải kiểm tra tính tương thích với các loại bu lông và kích thước ren theo Bảng 2 để đảm bảo hiệu suất.
- Cần xử lý nhiệt như thế nào đối với đai ốc loại 10?
- Đai ốc cấp 10 cần được tôi và ram để đạt được độ cứng và giới hạn đàn hồi theo quy định.
- Diện tích chịu lực được tính như thế nào đối với tải trọng thử?
- Sử dụng công thức AS = (π/4) [(d2 + d3)/2]2, trong đó d2 và d3 được suy ra từ kích thước ren.
- Những tiêu chuẩn nào về khuyết tật bề mặt được áp dụng?
- Các khuyết tật bề mặt phải tuân thủ tiêu chuẩn GB/T 5779.2 để đảm bảo tính toàn vẹn.
