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紧固件知识

紧固件螺纹和螺纹检验



发布时间:2020/7/28 17:28:51 点击次数:391次

1、紧固件螺纹

紧固件螺纹按计量单位和发明国,可分为三种:米制螺纹、美制螺纹、英制螺纹。三种螺纹的主要差异见表1。

表1 米制、美制和英制螺纹的主要差异

2、螺纹基本齿型

螺纹的基本齿型见图1、2、3所示:

图1 米制螺纹齿型60°角

图2 美制UN螺纹齿型60°角

图3 英制BS螺纹齿型55°角

3、螺纹的配合和差异

三种螺纹的配合和差异见表2所示:

表2 螺纹配合差异

*中等配合是商品紧固件使用的螺纹配合。

4、螺纹检验的争议

由于螺纹检测领域存在许多检验误区和方法的不统一性,在螺纹验收合格性的判定时存在较多的质量争议,在生产过程中也经常发生对同一紧固件螺纹检验使用新旧螺纹量规的“打架” 现象。一直以来,螺纹各要素的检验和测量,包括作用在螺纹量规上用多大的力,以及判定螺纹的合格性等,争议是比较大的,各国标准规定得也不太明确。

为从根本上扭转这种局面,美国在螺纹检测方面进行了大量技术研究,在完善了紧固件螺纹检测体系标准和螺纹量规测量的不确定度的基础上,发布了ASME B1.2-1983 ( R2007 )305/ 1102《统一英寸制螺纹的量规和测量》、ASME B1.3-2007 (2012R)《用于英寸制和公制螺纹(UN、UNR、UNJ、M和MJ)合格性的螺纹测量方法》和IF1-166-2007《损伤螺纹的验收规程》3个标准,明确了相关的技术要求和规则,这是国际上较先进和完善的一套螺纹量规和螺纹检验方法标准。

图4 螺纹检验

5、螺纹检验的目的

工程和工业应用上,紧固件螺纹配合均存在两个主要问题:①内、外螺纹能否顺利装配?即互换性或适配性问题。②装配后的螺纹能否承受一定负荷?即机械强度问题。如果紧固件的内、外螺纹不能配合,就不能组装零件;如果装配后的螺纹不能承受-定负荷,或组装后早期就毁坏,就失去螺纹紧固的作用。所以螺纹的精度也确定了螺纹能否承载规定的强度。

6、紧固件表面涂镀层与螺纹检验

在螺纹紧固件中,镀层得到了广泛的应用。镀层主要分为薄镀层和厚镀层两种。薄镀层一般是指电镀和非电解
锌片涂层(达克罗)等;厚镀层主要是指热镀锌和机械镀锌等。二者对紧固件螺纹尺寸的影响是不同的,检验方法也有所不同。

由于电镀锌在紧固件螺纹表面有一层薄薄的镀层,同时受电镀过程中“屏蔽效应”的影响,内螺纹孔内的镀层比较薄,而且螺纹中间比两端镀层薄;外螺纹螺栓头部和螺栓末端的镀层比中间厚。由此镀层的不规则性影响螺纹的干涉与配合,同时由于镀层厚度在螺纹.上对中径当量的影响是成4A倍的关系,所以不同镀层厚度对中径的影响要进行适当的调整。由于g或A级螺纹已预留一定的间隙,一般镀层厚度(5~8μm)的螺纹,不用预先调整螺纹尺寸,对更厚的镀层则要进行适当的调整。

图5 电镀锌螺纹验收和量规

7、紧固件产品尺寸和几何精度检验

对紧固件产品的通用要求主要有:

(1)紧固件有完整的表面,棱角边不得有毛刺。通常,并不要求去除工艺小毛刺,螺栓支承面的小毛刺不高干垫圈面,超出支承面是不允许的。

(2)紧固件的表面不允许生锈,不能有明显的伤痕、开裂、发纹和掉边等缺陷。

(3)紧固件不经任何表面处理的要有一层薄油,外观表面不允许有黄锈斑迹。

(4)力学性能标准米制按IS0898-1、美制按ASTM和SAE的相应标准执行。

(5)紧固件几何尺寸符合标准要求。螺纹精度米制6g级、美制2A级。

(6) 10.9级以下外螺纹紧固件表面缺陷按GB/T 5267.1- 2002《表面缺陷标准》执行。12.9级外螺纹紧固件表面缺陷按GB/T 5267.3-2008《表面缺陷标准》执行。

(7)表面缺陷一般用肉眼就能从外观上识别出来,有些缺陷并不会对性能产生影响,但会给使用者带来一定的心理影响,降低对产品的信任度。

实际上,在贸易中对表面缺陷的判定并不是按标准作为检验依据,而是按贸易习惯、客户的要求和经验来判定
的,还要确认表面缺陷对工程使用中可能会带来的影响程度。由于不同的客户、不同的订单要求的标准是不一
致的,所以在出口贸易中,表面缺陷的判定要根据不同的贸易对象、不同的标准要求,按实际情况酌情掌握。

根据材料开裂的程度,分清开裂对产品影响的程度。按ISO 3269-2000标准来区分是否会造成使用功能性影响,如不影响或不会造成功能性损害则不应提出拒收。美国ASME

B18。18-2011《紧固件检验和质量保证》标准中规定在提交的货品中不合格缺陷在不影响产品功能,允许买方协商处理,如进行全检或加倍样品检验数量。

图6 BRANKAMP、SK系统仪器操

(8)模具保护

如果设备和其他的加工步骤中造成模具损伤,则会大大影响到最终效益。BRANKAMP、SK系统能够提供最有效的保护,避免昂贵的模具受到损坏,从而降低成本和延长模具寿命。

(9)过程监测

BRANKAMP、SK监测系统除持续地控制生产外,还对整个加工过程提供监视。BRANKAMP、SK系统配有大显示屏幕,能够时刻观察加工过程。其特有的精确数据处理能发现微小的误差,能够使机械设备更好地工作,提高模具的使用率和寿命。

(10)品质提升

高品质让产品具有竞争力,高品质也是抢占未来市场的决定性因素。为保证恒久的产品品质,需要升级设备。BRANKAMP、SK系统是保证恒久品质控制的理想设备,该系统可以避免产生次品并自动地筛选不合格品。

(11)优化使用

BRANKAMP、SK系统提供安全。上的需求,能使工厂在休息时间继续运转,甚至于在无人值班的生产线上,把设备利用率提升到100%,也能应用弹性工时做人力安排。

8、紧固件的力学性能试验

(1)紧固件的力学性能体系和标准紧固件力学性能标准是产品的基础技术标准,世界各国对紧固件力学性能规定了十分详细的技术条款和可操作的试验方法,已形成十分完善的、系列化的标准体系。

国际上,碳钢和合金钢紧固件的力学性能标准,有米制和英制两套标准体系。

米制碳钢和合金钢紧固件的力学性能标准体系是以ISO国际标准和EN欧共体标准为主,已等效或等同采用了ISO 898-1/-2《紧 固件力学性能》(GB/T 3098.1、GB/T 3098.2)国际系列标准。钢结构紧固件的力学性能标准以欧盟EN14399-1/-2标准为主。

美制紧固件力学性能标准是英制力学性能标准的总代表,以ASTM美国材料试验协会和SAE机动车工程师协会的标准颁布,与ISO、DIN标准完全不一样、不能等同互换,而且各协会间标准的内容相对独立、自成体系,又相互包容,内容十分丰富和完善。

ASTM、SAE、ASME可视作为美国准国家标准。

(2)紧固件力学性能试验

包括力学性能试验和功能性试验两个项目。

螺栓的力学性能试验方法标准:紧固件的力学性能试验在各国标准中都规定得十分详细,试验方法和程序操作性强、规范清晰。米制标准采用ISO898-1:2013,美制标准采用ASTM F606 : 2014。

螺母的力学性能试验方法标准:米制标准采用ISO 898-2 : 2012,美制标准采用ASTM F606 : 2014。

9、试验仪器及设备

(1)力学性能检测设备

紧固件的力学性能检测设备见图7所示:

图7  紧固件的力学性能检测设备

性能范围: 0。5级精度,0。98N ~ 600kN

(2)硬度检测设备

常用硬度机见图8所示。

    

图8 常用硬度机

洛氏硬度计:表面洛氏HRT, HRN洛氏硬度HRA,HRB, HRC

布氏硬度计:载荷187.5~ 3000kg,压头直径2.5mm, 5mm, 10mm

维氏硬度计: HV0.015~ HV50。

(3)摆锤冲击实验设备

金属材料摆锤冲击试验设备见图9所示。

 

图9  金属材料摆锤冲击试验设备

*VV型缺口,U型缺口冲击能量

(4)金相显微镜

图11所示为金相显微镜。

*Carl ZEISS: 25X-1000X明场,暗场,微分干涉,偏振光。

范围:用于观察金属材料金相组织、组织、晶粒度评级、涂镀层厚度的测量等。

(5)直读光谱仪

图12 所示为直读光谱仪。

图12 直读光谱仪

*SPECTRO MAXx:测试基体Fe/Cu/Al/Mg/Co/Zn/Sn/Ni/Ti。

用于固体、未知金属材料成分鉴定和金属材料材质分析,测量最小值为0。001%,试样尺寸要求φ6 mm。

紧固件组合件的功能特性检验标准规定了预载荷高强度栓接结构连接副(以下简称栓接连接副)预载荷适应性,以确保在金属结构中栓接连接副的预载荷适应性。预载荷适应性试验规定了校核栓接连接副特性的方法,以保证按有关规定的拧紧方法达到要求的预载荷及足够的安全系数,以防止超拧或断裂。

紧固件组合件的功能性试验有两个标准: EN 14399-2 : 2015、ASTMF3125 : 2015。

10.紧固件表面处理检验

紧固件表面处理种类主要有:不处理、上油、发黑、热镀锌、电镀锌、达克罗、磷化处理和磷化皂化处理等。

紧固件表面处理检验主要检查:外观、电镀层光亮度、镀层厚度、螺丝尺寸、涂层腐蚀强度、防腐盐雾试验、防氢脆试验、摩擦因数和扭矩系数等。

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