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| 标准编号 | GB/T 3098.9-2020 (GB/T3098.9-2020) | | 中文名称 | 紧固件机械性能 有效力矩型钢锁紧螺母 | | 英文名称 | Mechanical properties of fasteners -- Prevailing torque type steel nuts | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J13 | | 国际标准分类 | 21.060.20 | | 字数估计 | 22,285 | | 发布日期 | 2020-03-31 | | 实施日期 | 2020-10-01 | | 起草单位 | 中机生产力促进中心、海盐宇星螺帽有限责任公司、晋亿实业股份有限公司、山东高强紧固件有限公司、舟山市7412工厂、温岭市螺钢机械有限公司、柏中紧固件(上海)有限公司、湖南申亿机械应用研究院有限公司、北京汽车研究总院有限公司、吉利汽车研究院(宁波)有限公司、眉山中车紧固件科技有限公司、浙江新东方汽车零部件有限公司、上海高强度螺栓厂有限公司、机械工业通用零部件产品质量监督检测中心 | | 归口单位 | 全国紧固件标准化技术委员会(SAC/TC 85) | | 提出机构 | 中国机械工业联合会 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 3098.9-2020
Mechanical properties of fasteners -- Prevailing torque type steel nuts
ICS 21.060.20
J13
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 3098.9-2010
紧固件机械性能 有效力矩型钢锁紧螺母
2020-03-31发布
2020-10-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 代号 2
5 螺纹 2
6 润滑 2
7 有效力矩型螺母机械性能 3
8 有效力矩特性的功能要求 3
9 试验方法 11
附录A(规范性附录) 非金属嵌件有效力矩型螺母的温度影响 15
附录B(资料性附录) 总摩擦系数μtot评定原则 16
附录C(资料性附录) 螺纹规格 M3和 M4、性能等级8级和10级有效力矩型钢螺母试验夹紧力
和有效力矩值 17
参考文献 18
前言
GB/T 3098《紧固件机械性能》包括以下部分:
---GB/T 3098.1 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱;
---GB/T 3098.2 紧固件机械性能 螺母;
---GB/T 3098.3 紧固件机械性能 紧定螺钉;
---GB/T 3098.5 紧固件机械性能 自攻螺钉;
---GB/T 3098.6 紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱;
---GB/T 3098.7 紧固件机械性能 自挤螺钉;
---GB/T 3098.8 紧固件机械性能-200℃~+700℃使用的螺栓连接零件;
---GB/T 3098.9 紧固件机械性能 有效力矩型钢锁紧螺母;
---GB/T 3098.10 紧固件机械性能 有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母;
---GB/T 3098.11 紧固件机械性能 自钻自攻螺钉;
---GB/T 3098.12 紧固件机械性能 螺母锥形保证载荷试验;
---GB/T 3098.13 紧固件机械性能 螺栓与螺钉的扭矩试验和破坏扭矩公称直径1~10mm;
---GB/T 3098.14 紧固件机械性能 螺母扩孔试验;
---GB/T 3098.15 紧固件机械性能 不锈钢螺母;
---GB/T 3098.16 紧固件机械性能 不锈钢紧定螺钉;
---GB/T 3098.17 紧固件机械性能 检查氢脆用预载荷试验 平行支承面法;
---GB/T 3098.18 紧固件机械性能 盲铆钉试验方法;
---GB/T 3098.19 紧固件机械性能 抽芯铆钉;
---GB/T 3098.20 紧固件机械性能 蝶形螺母 保证扭矩;
---GB/T 3098.21 紧固件机械性能 不锈钢自攻螺钉;
---GB/T 3098.22 紧固件机械性能 超细晶非调质钢螺栓、螺钉和螺柱;
---GB/T 3098.23 紧固件机械性能 M42~M72螺栓、螺钉和螺柱;
---GB/T 3098.24 紧固件机械性能 耐热和高温用不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母;
---GB/T 3098.25 紧固件机械性能 不锈钢和镍合金钢紧固件选用指南。
本部分为GB/T 3098的第9部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分代替GB/T 3098.9-2010《紧固件机械性能 有效力矩型钢锁紧螺母》,与GB/T 3098.9-
2010相比,主要技术变化如下:
---删除了9级螺母(见2010年版的表6、表9);
---螺纹规格 M3和 M4数据作为附录给出(见附录C);
---试验螺栓/螺钉表面条件按GB/T 16823.3的规定(见9.3.2);
---测试程序中,试验螺栓/螺钉末端露出螺母顶面螺纹长度由“4扣~7扣”改为“3扣~5扣”(见
图1和9.3.4);
---拧出有效力矩值测定方法改变(见图2第5点)。
本部分使用重新起草法修改采用ISO 2320:2015《紧固件 有效力矩型钢螺母 工作性能》。
本部分与ISO 2320:2015的技术性差异及其原因如下:
---在规范性引用文件中,用我国标准代替国际标准(见第2章),以符合我国紧固件基础标准;
---在脚注a中增加“当D >24mm时,等于4.8级螺栓保证载荷的80%”,以符合生产实际(见
表3)。
本部分还做了以下编辑性修改:
---修改了标准名称。
本部分由中国机械工业联合会提出。
本部分由全国紧固件标准化技术委员会(SAC/TC85)归口。
本部分起草单位:中机生产力促进中心、海盐宇星螺帽有限责任公司、晋亿实业股份有限公司、山东
高强紧固件有限公司、舟山市7412工厂、温岭市螺钢机械有限公司、柏中紧固件(上海)有限公司、湖南
申亿机械应用研究院有限公司、北京汽车研究总院有限公司、吉利汽车研究院(宁波)有限公司、眉山中
车紧固件科技有限公司、浙江新东方汽车零部件有限公司、上海高强度螺栓厂有限公司、机械工业通用
零部件产品质量监督检测中心。
本部分由全国紧固件标准化技术委员会负责解释。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 3098.9-1993、GB/T 3098.9-2002、GB/T 3098.9-2010;
---GB/T 928-1980。
紧固件机械性能 有效力矩型钢锁紧螺母
1 范围
GB/T 3098的本部分规定了在环境温度为10℃~35℃条件下进行试验时,有效力矩型钢锁紧螺
母的功能特性。包括组合试验方法同时确定有效力矩特性和扭矩-夹紧力特性。
本部分适用于符合以下规定的有效力矩型全金属锁紧螺母和非金属嵌件锁紧螺母:
---符合GB/T 192规定的普通螺纹;
---符合GB/T 193和GB/T 9144规定的直径与螺距组合;
---螺纹规格 M5~M39、粗牙螺纹,螺纹公称直径d=8mm~39mm、细牙螺纹;
---符合GB/T 9145规定的螺纹公差;
---机械性能符合GB/T 3098.2。
本部分规定的有效力矩值均基于实验室条件。
注1:实际应用中的有效力矩可能会有所不同。
注2:符合本部分规定的有效力矩型全金属锁紧螺母适用温度范围为-50℃~+150℃。
注3:符合本部分规定的有效力矩型非金属嵌件锁紧螺母适用温度范围为-50℃~+120℃。
提示:超出环境温度范围使用时可能影响锁紧螺母的功能特性(扭矩-夹紧力和有效力矩特性),见
附录A。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 3098.1 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱(GB/T 3098.1-2010,ISO 898-1:2009,
MOD)
GB/T 3098.2 紧固件机械性能 螺母(GB/T 3098.2-2015,ISO 898-2:2012,MOD)
GB/T 5277 紧固件 螺栓和螺钉通孔(GB/T 5277-1985,eqvISO 273:1979)
GB/T 9145 普通螺纹 中等精度、优选系列的极限尺寸(GB/T 9145-2003,ISO 965-2:1998,MOD)
GB/T 16823.3 紧固件 扭矩-夹紧力试验(GB/T 16823.3-2010,ISO 16047:2005,IDT)
3 术语和定义
GB/T 16823.3界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
有效力矩型螺母 prevailingtorquenut
螺母借助自身的有效力矩特性使其不能在相配螺纹上自由转动,并能在夹紧力或压缩力之外提供
一定程度的防止转退的功能。
3.2
无轴向载荷下,螺母在相配螺纹上转动所需力矩。
3.3
拧入有效力矩 prevailing-ontorque
螺母在相配螺纹上无轴向载荷时,拧入的力矩。
3.4
拧出有效力矩 prevailing-offtorque
拧出螺母直至去除轴向载荷,继续转动360°中出现的力矩。
3.5
螺母有一个或多个金属元件限制螺母螺纹和/或螺母体或金属嵌件提供有效力矩特性。
3.6
有效力矩型非金属嵌件锁紧螺母 prevailingtorquenon-metalicinserttypenut
螺母有多个元件,由螺母中的非金属嵌件提供有效力矩特性。
3.7
密贴点 seatingpoint
拧紧过程中,首次出现夹紧力的点。
4 代号
GB/T 16823.3给出的以及下列代号适用于本文件。
D 螺纹公称直径,单位为毫米(mm)
d4 销孔直径,单位为毫米(mm)
Fp 保证载荷,单位为牛(N)
F65 评价总摩擦系数的下限载荷,单位为牛(N)
F75 评价总摩擦系数的上限载荷,单位为牛(N)
F80 试验夹紧力(拧紧过程的停止力),单位为牛(N)
P 螺距,单位为毫米(mm)
TFv 拧入有效力矩,单位为牛米(N·m)
TFd 拧出有效力矩,单位为牛米(N·m)
T65 评价总摩擦系数的下限力矩,单位为牛米(N·m)
T75 评价总摩擦系数的上限力矩,单位为牛米(N·m)
T80 夹紧力为80%保证载荷时对应的试验力矩,单位为牛米(N·m)
μtot 总摩擦系数
5 螺纹
除有效力矩部分外,螺母的螺纹应符合GB/T 9145的规定:
a) 非金属嵌件有效力矩型螺母,应能用手将通规顺利拧至嵌件处;
b) 全金属有效力矩型螺母,应能用手将通规顺利拧入至少一个螺距。
6 润滑
为满足功能要求,制造者可以选择用于制造批的润滑剂。
7 有效力矩型螺母机械性能
有效力矩型螺母机械性能应符合GB/T 3098.2的规定。
保证载荷试验方法应按9.2的规定。
8 有效力矩特性的功能要求
拧入有效力矩值不应超过表1~表7规定的数值。
拧出有效力矩值应大于表1~表7规定的数值。
螺纹规格 M3和 M4数据参见附录C。
对于验收检查,除非另有协议,应进行第1次拧入/拧出试验。
对于初次型式试验和仲裁试验,除非另有协议,应进行第5次拧出试验。
随着重复使用次数增加,有效力矩性能降低。螺母再次使用前,使用者应考虑性能下降的影响。
当要求时,有效力矩型非金属嵌件锁紧螺母按附录A进行耐温性能试验。
9 试验方法
9.1 通则
试件应为经尺寸等检验合格的螺母。
9.2 保证载荷试验
保证载荷试验应按GB/T 3098.2的规定,以及下列要求进行。
将螺母试件拧入试验螺栓(见9.3)或淬硬芯棒上。测量并记录在第一扣完整螺纹穿过有效力矩部
分后的360°中出现的最大有效力矩值,继续拧入直至有3扣完整螺纹露出螺母顶面。仲裁试验时,对非
金属嵌件锁紧螺母应使用淬硬芯棒;对全金属锁紧螺母应使用试验螺栓。在螺母拧入试验螺栓或淬硬
芯棒的过程中,记录第1扣完整螺纹穿过有效力矩部分后出现的最大有效力矩。
载荷等于GB/T 3098.2规定的螺母保证载荷,由试验螺栓或淬硬芯棒对螺母支承面施加轴向拉力
载荷并保持15s,螺母应能承受该载荷而无螺纹脱扣或螺母断裂。保证载荷试验是验收试验。
在旋出螺母的过程中,测试旋出半圈后出现的最大有效力矩。该值不应超出拧入时记录的最大有
效力矩。
注:当螺母螺纹没有损坏时,用于有效力矩试验螺母(见9.3)可以用于保证载荷试验。
9.3 有效力矩试验
9.3.1 总则
本试验方法可同时测定有效力矩型螺母的下列特性:
---功能特性(由螺母产生的有效力矩);
---按GB/T 16823.3扭矩-夹紧力性能试验。
9.3.2 试验装置
试验装置见GB/T 16823.3。有效力矩测量精度应为测量值的±5%。
试验安装示意图见图1。在有效力矩试验过程中,试验装置不应产生夹紧力。
9.3.4 试验程序
9.3.4.1 第1次拧出试验
试验可以在适当的试验装置上自动完成,或使用适当的手动工具,如扭矩扳手和载荷传感器完成,
见9.3.2。
有争议时,采用自动模式。
扭矩-夹紧力试验条件按GB/T 16823.3的规定。
试验螺栓/螺钉置入试验装置后,将螺母试件用手拧在螺栓/螺钉上,直至螺母有效力矩部分与螺
栓/螺钉啮合。试验前,试验螺栓/螺钉末端不能露出螺母顶面。拧紧时,应有(3~5)P 露出螺母顶面,
见图1。
拧紧装置起动相当于安装阶段的起点 (见图2中第1点)。
由第1点连续、均匀地转动螺母,直至试验夹紧力达到F80。F80值在表1~表7中给出。应记录并
评定对应夹紧力为F75时的扭矩值。
注:F80值提供关闭信号给试验装置,以确保在F75值时可以精确评定。
应确定密贴点(图2中第3点)。在第1点和第3点之间测量拧入有效力矩TFv,max(图2中第2
点),测量值不能超过表1~表7规定的TFv,max。
施加反向扭矩将螺母旋出直至试验螺栓/螺钉上夹紧力降到“0”(图2中第4点)。继续旋出,测量
在随后转动360°的一周中出现的最大拧出有效力矩TFd,max(图2中第5点),扭矩应等于或大于表1~
表7规定的第1次拧出有效力矩TFd,min,第6点相应的角坐标为第4点角度减360°。
螺母继续旋出直至到达初始角坐标位置 (第1点)。
在旋出螺母过程中,应连续和均匀的由试验夹紧力F80点旋转至第1点。
螺母完全旋出后,螺母和螺栓螺纹不应损坏。有争议时,试验螺栓应使用环规检验。
9.3.4.2 第5次拧出试验
为测定第......
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