Tiêu chuẩn GB/T 3098.2-2015 quy định các đặc tính cơ học của đai ốc ren thô làm từ thép cacbon và thép hợp kim, áp dụng cho các mục đích kỹ thuật chung. Tiêu chuẩn này phù hợp chặt chẽ với các tiêu chuẩn quốc tế như ISO 898-2, đảm bảo tính tương thích trong các hệ thống lắp ghép. Nó bao gồm các cấp hiệu suất từ 4 đến 12, tập trung vào tải trọng thử, thành phần hóa học, độ cứng và khả năng tương thích với bu lông, vít hoặc đinh tán. Dưới đây, các khía cạnh chính được trình bày chi tiết với dữ liệu được trích dẫn từ tiêu chuẩn để tham khảo chính xác.
Giá trị tải trọng thử nghiệm cho đai ốc ren thô
Tải trọng thử nghiệm thể hiện tải trọng tối đa mà đai ốc có thể chịu được mà không bị biến dạng vĩnh viễn, về cơ bản là độ bền kéo tối thiểu mà nó phải chịu đựng. Đơn vị là Newton (N). Bảng sau cung cấp các giá trị tải trọng thử nghiệm cho các kích thước ren và cấp độ hiệu suất khác nhau.
| Chủ đề | Sân bóng đá | Lớp 04 (N) | Lớp 05 (N) | Lớp 5 (N) | Lớp 6 (N) | Lớp 8 (N) | Lớp 10 (N) | Lớp 12 (N) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M5 | 0.8 | 5400 | 7100 | 8250 | 9500 | 12140 | 14800 | 16300 |
| M6 | 1 | 7640 | 10000 | 11700 | 13500 | 17200 | 20900 | 23100 |
| M7 | 1 | 11000 | 14500 | 16800 | 19400 | 24700 | 30100 | 33200 |
| M8 | 1.25 | 13900 | 18300 | 21600 | 24900 | 31800 | 38100 | 42500 |
| M10 | 1.5 | 22000 | 29000 | 34200 | 39400 | 50500 | 60300 | 67300 |
| M12 | 1.75 | 32000 | 42200 | 51400 | 59000 | 74200 | 88500 | 100300 |
| M14 | 2 | 43700 | 57500 | 70200 | 80500 | 101200 | 120800 | 136900 |
| M16 | 2 | 59700 | 78500 | 95800 | 109900 | 138200 | 164900 | 186800 |
| M18 | 2.5 | 73000 | 96000 | 121000 | 138200 | 176600 | 203500 | 230400 |
| M20 | 2.5 | 93100 | 122500 | 154400 | 176400 | 225400 | 259700 | 294000 |
| M22 | 2.5 | 115100 | 151500 | 190900 | 218200 | 278800 | 321200 | 363600 |
| M24 | 3 | 134100 | 176500 | 222400 | 254200 | 324800 | 374200 | 423600 |
| M27 | 3 | 174400 | 229500 | 289200 | 330500 | 422300 | 486500 | 550800 |
| M30 | 3.5 | 213200 | 280500 | 353400 | 403900 | 516100 | 594700 | 673200 |
| M33 | 3.5 | 263700 | 347000 | 437200 | 499700 | 638500 | 735600 | 832800 |
| M36 | 4 | 310500 | 408500 | 514700 | 588200 | 751600 | 866000 | 980400 |
| M39 | 4 | 370900 | 488000 | 614900 | 702700 | 897900 | 1035000 | 1171000 |
Các giá trị này rất quan trọng để lựa chọn đai ốc trong các ứng dụng mà khả năng chịu tải là yếu tố tối quan trọng, chẳng hạn như trong các cấu kiện kết cấu hoặc máy móc.
Yêu cầu về thành phần hóa học
Tiêu chuẩn này quy định giới hạn hóa học cho đai ốc thép cacbon để đảm bảo xử lý nhiệt và hiệu suất phù hợp. Giá trị tối đa cho cacbon (C), phốt pho (P) và lưu huỳnh (S), cùng với mangan (Mn) tối thiểu, được nêu rõ bên dưới. Các loại xử lý nhiệt bao gồm tôi và ram tùy chọn cho các loại thép cấp thấp hơn và bắt buộc đối với các loại thép cấp cao hơn.
| Cấp độ hiệu năng | Vật liệu | Xử lý nhiệt | C (%) tối đa | Mn (%) phút | P (%) tối đa | S (%) tối đa | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 | Thép cacbon | Không bắt buộc | 0.58 | 0.25 | 0.060 | 0.150 | |
| 5 | Thép cacbon | Tôi luyện và ram | 0.58 | 0.30 | 0.048 | 0.058 | |
| 5 | Thép cacbon | Không bắt buộc | 0.58 | – | 0.060 | 0.150 | |
| 6 | Thép cacbon | Không bắt buộc | 0.58 | – | 0.060 | 0.150 | |
| 8 | Hạt cao (Kiểu 2) | Không bắt buộc | 0.58 | 0.25 | 0.060 | 0.150 | |
| 8 | Đai ốc tiêu chuẩn (Kiểu 1) D ≤ M16 | Không bắt buộc | 0.58 | 0.25 | 0.060 | 0.150 | |
| 8 | Đai ốc tiêu chuẩn (Kiểu 1) D > M16 | Tôi luyện và ram | 0.58 | 0.30 | 0.048 | 0.058 | |
| 10 | Thép cacbon | Tôi luyện và ram | 0.58 | 0.30 | 0.048 | 0.058 | |
| 12 | Thép cacbon | Tôi luyện và ram | 0.58 | 0.45 | 0.048 | 0.058 | |
Lưu ý: Đối với các mác thép yêu cầu tôi và ram, vật liệu phải có khả năng tôi cứng đủ để đạt được mactenxit xấp xỉ 90% trong phần ren trước khi ram. Việc đánh giá thành phần hóa học cần tuân theo các tiêu chuẩn liên quan.
Yêu cầu về độ cứng
Độ cứng được đo bằng thang Vickers (HV), Brinell (HB) và Rockwell C (HRC), với phạm vi khác nhau tùy thuộc vào kích thước và cấp độ của đai ốc. Điều này đảm bảo khả năng chống biến dạng của đai ốc dưới tải trọng.
| Kích thước sợi | Lớp 04 | Lớp 05 | Lớp 5 | Lớp 6 | Lớp 8 | Lớp 10 | Lớp 12 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tỉ lệ | Tối thiểu | Tối đa | Tối thiểu | Tối đa | Tối thiểu | Tối đa | Tối thiểu | Tối đa | Tối thiểu | Tối đa | Tối thiểu | Tối đa | Tối thiểu | Tối đa | |
| M5 ≤ D ≤ M16 | Điện áp cao | 188 | 302 | 272 | 353 | 130 | 302 | 150 | 302 | 200 | 302 | 272 | 353 | 295 | 353 |
| M16 < D ≤ M39 | Điện áp cao | 188 | 302 | 272 | 353 | 146 | 302 | 170 | 302 | 233 | 353 | 272 | 353 | 272 | 353 |
| M5 ≤ D ≤ M16 | HB | 179 | 287 | 259 | 336 | 124 | 287 | 143 | 287 | 190 | 287 | 259 | 336 | 280 | 336 |
| M16 < D ≤ M39 | HB | 179 | 287 | 259 | 336 | 139 | 287 | 162 | 287 | 221 | 336 | 259 | 336 | 259 | 336 |
| M5 ≤ D ≤ M16 | HRC | – | 30 | 26 | 36 | – | 30 | – | 30 | – | 30 | 26 | 36 | 29 | 36 |
| M16 < D ≤ M39 | HRC | – | 30 | 26 | 36 | – | 30 | – | 30 | – | 36 | 26 | 36 | 26 | 36 |
Chú thích: Đối với đai ốc cao (Kiểu 2) cấp 8, độ cứng tối thiểu là 180 HV (171 HB). Đối với đai ốc cao cấp 8, độ cứng tối đa là 302 HV (287 HB, 30 HRC). Đối với đai ốc cao cấp 12, độ cứng tối thiểu là 272 HV (259 HB, 26 HRC).
Tương thích với bu lông, ốc vít hoặc đinh tán
Đai ốc phải phù hợp với cấp độ bu lông để đảm bảo độ chắc chắn của mối nối. Bảng dưới đây hiển thị các kiểu đai ốc, đường kính danh nghĩa và cấp độ bu lông tương thích.
| Kiểu hạt | Lớp 04 | Lớp 05 | Lớp 5 | Lớp 6 | Lớp 8 | Lớp 10 | Lớp 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tiêu chuẩn (Kiểu 1) | – | – | M5 ∼ D ∙ M39 / M8x1 ∙ D ∙ M39x3 | M5 ∼ D ∙ M39 / M8x1 ∙ D ∙ M39x3 | M5 ∼ D ∙ M39 / M8x1 ∙ D ∙ M39x3 | M5 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M16x1.5 | M5 ≤ D ≤ M16 |
| Cao (Kiểu 2) | – | – | – | – | M16 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M16x1.5 | M5 ∼ D ∙ M39 / M8x1 ∙ D ∙ M39x3 | M5 ≤ D ≤ M39 / M8x1 ≤ D ≤ M16x1.5 |
| Mỏng (Kiểu 0) | M5 ∼ D ∙ M39 / M8x1 ∙ D ∙ M39x3 | M5 ∼ D ∙ M39 / M8x1 ∙ D ∙ M39x3 | – | – | – | – | – |
| Cấp độ bu lông tương thích (Tối đa) | – | – | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 10.9 | 12.9 |
Tính tương thích này đảm bảo rằng đai ốc không bị hỏng trước khi bu lông chịu lực căng, duy trì độ an toàn khi lắp ráp.
Các yếu tố cần xem xét về mô-men xoắn
Tiêu chuẩn GB/T 3098.2-2015 không quy định mô-men xoắn gây hỏng cho đai ốc, vì giá trị mô-men xoắn bị ảnh hưởng bởi ma sát, bôi trơn và điều kiện lắp ráp. Thay vào đó, hãy tập trung vào tải trọng thử và tải trọng trước khi thiết kế. Trên thực tế, mô-men xoắn tác dụng lên đai ốc chuyển đổi một phần thành lực kẹp, thường đạt hiệu suất khoảng 20% tùy thuộc vào các yếu tố như độ nhẵn bề mặt. Để tham khảo, hãy xem các giá trị mô-men xoắn bu lông tương ứng từ các tiêu chuẩn như GB/T 3098.1, nhưng luôn luôn kiểm tra lại thông qua thử nghiệm cho các ứng dụng cụ thể.
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
- 1. Tải trọng thử nghiệm trong tiêu chuẩn GB/T 3098.2-2015 là bao nhiêu?
- Tải trọng thử nghiệm là lực kéo dọc trục mà đai ốc phải chịu được mà không bị biến dạng vĩnh viễn, dùng để đo khả năng chịu tải của nó.
- 2. Xử lý nhiệt ảnh hưởng đến hiệu suất của đai ốc như thế nào?
- Tôi và ram là cần thiết đối với các mác thép cao hơn (ví dụ: 8 đối với D > M16, 10, 12) để đạt được độ cứng và độ bền cần thiết, đảm bảo cấu trúc mactenxit ít nhất là 90% trước khi ram.
- 3. Có thể sử dụng đai ốc cấp 8 với bu lông cấp 10.9 không?
- Đúng vậy, đai ốc cấp 8 tương thích với bu lông cấp 8.8, nhưng đối với bu lông cấp 10.9, hãy sử dụng đai ốc cấp 10 để đảm bảo độ bền tương đương và tránh hỏng đai ốc.
- 4. Tại sao giới hạn hàm lượng phốt pho và lưu huỳnh lại nghiêm ngặt hơn đối với các loại học sinh có học lực cao hơn?
- Hàm lượng P và S thấp hơn (ví dụ: tối đa 0,048% đối với P ở cấp 10) làm giảm nguy cơ giòn, cải thiện độ bền và độ tin cậy trong các ứng dụng chịu tải cao.
- 5. Nên kiểm tra độ cứng của các loại hạt như thế nào?
- Độ cứng thường được đo trên bề mặt chịu lực hoặc mặt cắt ngang của đai ốc bằng các phương pháp HV, HB hoặc HRC, với các giá trị thay đổi theo kích thước (ví dụ: giá trị tối thiểu cao hơn đối với đường kính nhỏ hơn ở một số loại).
- 6. Nếu đai ốc có độ cứng vượt quá mức tối đa thì sao?
- Độ cứng quá mức có thể dẫn đến giòn; đai ốc phải nằm trong phạm vi quy định (ví dụ: tối đa 353 HV cho cấp 10) để cân bằng giữa độ bền và độ dẻo.
