ISO 2330丨GB/T 3098.9 緊固件機械性能 有效力矩型鋼鎖緊螺母

話題     ISO 2330       GB/T 3098.9   

適用范圍及技術(shù)要求

本標準規(guī)定了在環(huán)境溫度為10℃~35℃條件下進行試驗，有效力矩性鋼鎖緊螺母的功能特性。包括組合試驗方法同時確定有效力矩特性和扭矩-夾緊力的特性。
本標準適用于符合以下規(guī)定的有效力矩型全金屬鎖緊螺母和非金屬嵌件鎖緊螺母：
——符合GB/T 192規(guī)定的普通螺紋；
——符合GB/T 193和GB/T 9144規(guī)定的直徑與螺距組合；
——螺紋規(guī)格M5~M39、粗牙螺紋，螺紋公稱直徑d=8mm~39mm、細牙螺紋；
——符合GB/T 9145規(guī)定的螺紋公差；
——機械性能符合GB/T 3098.2。

術(shù)語和定義

有效力矩型螺母
——螺母借助自身的有效力矩特性使其不能再相配螺紋上自由轉(zhuǎn)動，并能在夾緊力或壓縮里之外提供一定程度的防止轉(zhuǎn)退的功能。
螺母產(chǎn)生的有效力矩
——無軸向載荷下，螺母在相配螺紋上轉(zhuǎn)動所需力矩。
擰入有效力矩
——螺母在相配螺紋上無軸向載荷時，擰入的力矩。
擰出有效力矩
——擰出螺母直至去除軸向載荷，繼續(xù)轉(zhuǎn)動360°出現(xiàn)的力矩。
有效力矩型全金屬鎖緊螺母
——螺母有一個或多個金屬元件限制螺母螺紋和/或螺母體或金屬嵌件提供有效力矩特性。
有效力矩型非金屬嵌件鎖緊螺母
——螺母有多個元件，由螺母中的非金屬嵌件提供有效力矩特性。
密切點
——擰緊過程中，首次出現(xiàn)夾緊力的點。

螺紋要求

除有效力矩部分外，螺母的螺紋應(yīng)符合GB/T 9145的規(guī)定：
1）非金屬嵌件有效力矩型螺母，應(yīng)能用手將通規(guī)順利擰至嵌件處；
2）全金屬有效力矩型螺母，應(yīng)能用手將通規(guī)順利擰入至少一個螺距。

有效力矩特性的功能要求

擰入有效力矩值不應(yīng)超過規(guī)定的數(shù)值。
擰出有效力矩值應(yīng)大于規(guī)定的數(shù)值。
對于驗收檢查，除非另有協(xié)議，應(yīng)進行第1次擰入/擰出試驗。
對于初次型式試驗和仲裁試驗，除非另有協(xié)議，應(yīng)進行第5次擰出試驗。
隨著重復(fù)使用次數(shù)增加，有效力矩性能降低。螺母再次使用前，使用者應(yīng)考慮性能下降的影響。
當要求時，有效力矩型非金屬嵌件鎖緊螺母進行耐溫性能試驗。

試驗方法
 

試件應(yīng)為經(jīng)尺寸等檢驗合格的螺母。

1.1 保證載荷試驗
本試驗適用于公稱直徑為：M5≤D≤M39的所有性能等級的螺母。
將螺母試件擰入試驗螺栓或淬硬芯棒上。測量并記錄再第一扣完整螺紋穿過有效力矩部分后的360°中出現(xiàn)的最大有效力矩值，繼續(xù)擰入直至有3扣完整螺紋露出螺母頂面。仲裁試驗時，對非金屬嵌件鎖緊螺母應(yīng)使用淬硬芯棒；對全金屬鎖緊螺母應(yīng)使用試驗螺栓。在螺母擰入試驗螺栓或淬硬芯棒的過程中，記錄第一扣完整螺紋穿過有效力矩部分后出現(xiàn)的最大有效力矩。
載荷等于GB/T 3098.2規(guī)定的螺母保證載荷，由試驗螺栓或淬硬芯棒對螺母支撐面施加軸向拉力載荷并保持15s，螺母應(yīng)能承受該載荷而無螺紋脫扣或螺母斷裂。保證載荷試驗是驗收試驗。
在選出螺母的過程中，測試選出半圈后出現(xiàn)的最大有效力矩。該值不應(yīng)超過擰入時記錄的最大有效力矩。
注：當螺母螺紋沒有損壞時，用于有效力矩試驗螺母可以用于保證載荷試驗。
 

1.2 有效力矩試驗
本試驗方法可同時測定有效力矩型螺母的下列特性：
——功能特性（由螺母產(chǎn)生的有效力矩）
——按GB/T 16823.3扭矩-夾緊力性能試驗。
    試驗裝置安裝示意圖如圖，有效力矩測量精度應(yīng)為測量值的±5%。在有效力矩試驗過程中，試驗裝置不應(yīng)產(chǎn)生夾緊力。下圖為試驗安裝示意圖。

1.2.1    試驗零件
試驗螺栓/螺釘和試驗支撐板/墊圈，見GB/T 16823.3。除非另有協(xié)議，應(yīng)采用HH型試驗支撐板/墊圈，除試驗芯棒外，試驗零件只能使用一次。
有爭議時，除非另有協(xié)議，試驗螺栓/螺釘和試驗支撐板/墊圈表面狀態(tài)按GB/T 16823.3，如表面粗糙度、無鍍層和油漬。
試驗螺栓/螺釘性能等級應(yīng)按表中規(guī)定進行選擇。

1.2.2    試驗程序

1.2.2.1    第一次擰出試驗
試驗可以在適當?shù)脑囼炑b置上自動完成，或使用適當?shù)氖謩庸ぞ?，如扭矩扳手和載荷傳感器完成。
有爭議時，采用自動模式。
扭矩-夾緊力試驗條件按GB/T 16823.3的規(guī)定。
試驗螺栓/螺釘置入試驗裝置后，將螺母試件用手擰在螺栓/螺釘上，直至螺母有效力矩部分與螺栓/螺釘嚙合。試驗前，試驗螺栓/螺釘末端不能露出螺母頂面。擰緊時，應(yīng)有（3~5）P露出螺母頂面，如圖所示。
擰緊裝置起動相當于安裝階段的起點。
由第1點連續(xù)、均勻地轉(zhuǎn)動螺母，直至試驗夾緊力達到F80。應(yīng)記錄并評定對應(yīng)夾緊力為F75時的扭矩值。
注：F80值提供關(guān)閉信號給試驗裝置，以確保F75值時可以精確評定。
應(yīng)確定密切點。在第1點和第3點之間測量擰入有效例句TFv，max，測量值不能超過規(guī)定的TFv，max。
施加反向扭矩將螺母旋出直至試驗螺栓/螺釘上夾緊力降到“0”。繼續(xù)旋出，測量在隨后轉(zhuǎn)動360°的一周中出現(xiàn)的最大擰出有效力矩TFd，max，扭矩應(yīng)等于或大于規(guī)定的第一次擰出有效力矩TFd，min，第6點相應(yīng)的角坐標為第4點角度減360°。
螺母繼續(xù)旋出直至到達初始角坐標位置。
在旋出螺母過程中，應(yīng)連續(xù)和均勻的由試驗夾緊力F80點旋轉(zhuǎn)至第1點。
螺母完全旋出后，螺母和螺栓螺紋不應(yīng)損壞。有爭議時，試驗螺栓應(yīng)使用環(huán)規(guī)檢驗。

1.2.2.2    第5次擰出試驗
為測定第5次擰出值，按規(guī)定程序應(yīng)當僅在第1點和第3點間進行4次。
在第5次旋出過程中，應(yīng)在旋出螺母的第一個360°內(nèi)測量出現(xiàn)的最大擰出力矩，該扭矩應(yīng)等于或大于規(guī)定的第5次擰出有效力矩值。
螺母完全選出后，螺母和螺栓螺紋不應(yīng)損壞。有爭議時，檢驗螺栓應(yīng)使用環(huán)規(guī)檢驗。

非金屬嵌件有效力矩型螺母的溫度影響

非金屬嵌件有效力矩型螺母使用溫度在或接近-50℃和+120℃，可能降低有效力矩能力，可能要求使用適當?shù)姆墙饘俨牧稀?br /> 本標準規(guī)定了一個比較試驗，以說明溫度對有效力矩型特性的影響。如果適合，可由供需協(xié)議。
實驗結(jié)果和實際服役條件下螺母性能之間沒有直接關(guān)系。
注：強烈建議開發(fā)一個考慮實際服役條件下的試驗程序
在環(huán)境問題10℃~35℃，將螺母擰入試驗螺栓直至（3~5）P完整螺紋露出螺母頂面，但不應(yīng)產(chǎn)生夾緊力。
將組合件放入+120℃恒溫箱，除非另有協(xié)議，保持1h后從恒溫箱中取出，自然冷卻至環(huán)境溫度。然后，將組合件放入-50℃恒溫箱，除非另有協(xié)議，保持1h后從恒溫箱中取出，自然恢復(fù)至環(huán)境溫度。
將組合件在環(huán)境溫度下，應(yīng)按規(guī)定測量第4點和第6點間出現(xiàn)的擰出有效力矩。
除非另有協(xié)議，測量的最大擰出力矩不應(yīng)低于規(guī)定的數(shù)值。

總摩擦系數(shù)μtot評定原則
擰緊過程應(yīng)達到試驗夾緊力為相配螺栓保證載荷的80%。為評定總摩擦系數(shù)μtot，夾緊力范圍確定為保證載荷值的65%~75%。
用65%~75%夾緊力范圍對應(yīng)的摩擦系數(shù)平均值計算總摩擦系數(shù)μtot。