ISO 898-1, ISO 3506-1, ASTM F606: ispitivanje navojnih pričvršćivača
Standardi ISO 898-1, ISO 3506-1 i ASTM F606 opisuju ispitivanje pričvršćivača sa navojem (zavrtnje i klinove) uključujući čelične šrafove i njihova mehanička i fizička svojstva kao što su zatezna čvrstoća, ofset prinos, povlačenje (minimalni napon), izduženje nakon loma i tvrdoća.
- ISO 898-1 utvrđuje mehanička svojstva pričvršćivača od ugljeničnog čelika i legiranog čelika (zavrtnji i zavrtnji sa određenim klasama osobina – grubi navoj i navoj sitnog koraka)
- ISO 3506-1 utvrđuje mehanička svojstva pričvršćivača od izrađen od nerđajućeg čelika otpornog na koroziju (zavrtnji i klinovi sa određenim klasama i klasama svojstava)
- ASTM F606: Standardne metode ispitivanja za određivanje mehaničkih svojstava pričvršćivača sa spoljnim i unutrašnjim navojem, podloški, indikatora direktnog zatezanja i zakovica
Kao neki od najvažnijih pričvršćivača, vijci, šrafovi i zavrtnji se ne smatraju univerzalno važnim samo u industrijskim okruženjima, već i za svakodnevne svrhe. Koriste se u izgradnji složenih mašina i opreme, kao i vozila i zgrada. Pošto je mehanički napon koncentrisan na ove vrste spojnih tačaka, integritet pričvršćivača je izuzetno važan. Zbog toga zavrtnji, šrafovi i navrtke podležu strogim bezbednosnim zahtevima.
Pregled metode ispitivanja Klase svojstava Ispitivanje zatezanjem Dokazno ispitivanje opterećenja Ispitivanje čvrstoće glave Ispitivanje tvrdoće Ispitivanje torzije Ispitivanje savijanja sa zarezom Ispitni sistem
Ispitivanje navojnih pričvršćivača prema ISO 898-1
Sledeća tabela daje pregled metode mehaničkog ispitivanja specificiranog u standardu ISO 898-1.
U različitim metodama mehaničkog ispitivanja pravi se razlika između gotovih i pričvršćivača u punoj veličini i između zatvarača sa punim kapacitetom opterećenja i smanjenim kapacitetom opterećenja.
Gotovi pričvršćivači su pričvršćivači za koje su završeni svi koraci proizvodnje. Dakle, oni su potpuno gotovi pričvršćivači.
Pričvršćivači pune veličine su gotovi zatvarači na kojima je prečnik drške u potpunosti zadržan za ispitivanje zatezanja. Oni se takođe nazivaju pričvršćivači sa punim drškom. Ova oznaka isključuje tanke i ekspanzione vijke i banjo vijke.
Pričvršćivači sa smanjenim kapacitetom opterećenja obično nisu potpuno nosivi zbog svoje geometrije glave (tzv. zavrtnji sa slabom glavom), za razliku od vijaka tipične geometrije iste klase svojstva. Takvi zavrtnji se identifikuju sa početnom nulom.
| Izvod iz standarda ISO 898-1 | Metode ispitivanja | Utvrditi mehanička svojstva | Tip pričvršćivača ili uzorka |
|---|---|---|---|
| 9,1 | Ispitivanje zatezanja pod opterećenjem klinom | Zatezna čvrstoća | Gotovi zavrtnji i šrafovi (osim klinova) |
| 9,2 | Ispitivanje zatezanja | Zatezna čvrstoća | Gotovi vijci, zavrtnji i klinovi |
| 9,3 | Ofset prinos (minimalni napon), procentualno izduženje nakon preloma | Vijci, šrafovi i klinovi pune veličine | |
| 9,4 | Zatezna čvrstoća | Zavrtnji i šrafovi sa smanjenom nosivošću | |
| 9,5 | Pričvršćivači sa strukiranim drškom | ||
| 9,6 | Dokazno ispitivanje opterećenja | Napon pod dokaznim opterećenjem, trajno izduženje | Gotovi vijci, zavrtnji i klinovi |
| 9,7 | Ispitivanje zatezanja | Zatezna čvrstoća, granica popuštanja/ofset prinos, deformacija pri lomu, smanjenje površine | Obrađeni komadi za ispitivanje |
| 9,8 | Ispitivanje čvrstoće glave | Snaga glave | Zavrtnji i šrafovi |
| 9,9 | Ispitivanje tvrdoće | Tvrdoća prema Vickers, Brinell ili Rockwell | Svi vijci i zavrtnji, posebno oni koji su premali za ispitivanje zatezanja |
| 9,10 | Ispitivanje dekarbonizacije | Površinska tvrdoća (HV 0,3) | Klase svojstava 8,8 do 12,9 |
| 9,11 | Ispitivanje karburizacije | ||
| 9,12 | Ispitivanje ponovnog kaljenja | ||
| 9,13 | Ispitivanje torzije | Prekidni moment | Svi zavrtnji osim šrafova sa strukiranim drškom |
| 9,14 | Ispitivanje žilavosti po Charpiju | Žilavost pod udarnim opterećenjem | Obrađeni komadi za ispitivanje napravljeni od vijaka, šrafova i klinova prečnika ≥ 16 mm |
Klase svojstava
Klase svojstava vijaka i šrafova su identifikovane sa dva broja odvojena tačkom. Broj levo od tačke je zatezna čvrstoća u MPa podeljena sa 100. Broj desno od tačke označava desetostruki odnos tačke popuštanja ili ofset odnos prinosa.
Na primer, šraf svojstva 9,8 bi imao sledeće nominalne vrednosti:
- Nazivna zatezna čvrstoća: Rm = 9 × 100 MPa = 900 MPa
- Odnos tačke popuštanja: Re/Rm = 8 ÷ 10 = 0,8
- Tačka popuštanja: Re = 0,8 × 900 MPa = 720 MPa
Svojstvo navrtke se identifikuje jednim brojem, koji odgovara najvišem svojstvu zavrtnja sa kojim se matica može upariti. Matica svojstva 9 može se upariti, na primer, sa zavrtnjem do svojstva 9,8.
Pregled klasa svojstva
| Vrednost karakteristika materijala | 3,6 | 4,6 | 4,8 | 5,6 | 5,8 | 6,8 | 8,8 | 9,8 | 10,9 | 12,9 |
Granica popuštanja Re | 180 | 240 | 320 | 300 | 400 | 480 | 640 | 720 | 900 | 1080 |
| Zatezna čvrstoća Rm (N/mm²) | 330 | 400 | 420 | 500 | 520 | 600 | 830 | 900 | 1040 | 1220 |
Ispitivanje zatezanja na navojnim pričvršćivačima prema ISO 898-1, ISO 3506-1, ASTM F606
Pričvršćivači sa navojem se biraju veoma pažljivo s obzirom na njihovu industrijsku primenu i pažljivo su integrisani u dizajn. Precizno određivanje (putem ispitivanja zatezanja) modula elastičnog zatezanja i granica elastičnog opterećenja je od suštinskog značaja, pošto ove vrednosti određuju granične sile potrebne za sigurnu, pouzdanu navojnu vezu.
Sve varijacije ispitivanja zatezanja (odeljci 9.1-5 i 9.7) moraju se izvršiti u skladu sa ISO 6892-1. Specifičnosti ispitivanja zatezanja na navojnim pričvršćivačima su pokrivene standardima ISO 898-1, ISO 3506-1 ili ASTM F606. Na primer, brzina ispitivanja ne sme biti veća od 25 mm/min. Pored toga, maksimalna brzina ispitivanja od 10 mm/min se primenjuje kada se određuje granica popuštanja ili ofset prinos.
Za pričvršćivače pune veličine, ispitivanja definisana u odeljcima 9.2 i 9.3 za određivanje ofset prinosa, zatezne čvrstoće i procentualnog izduženja nakon loma mogu se kombinovati u jednom ispitivanju zatezanja.
Ispitivanje navojnih pričvršćivača: čeljusti za ispitivanje zatezanja na navojnim pričvršćivačima prema ISO 898-1
Ispitivanje navojnih pričvršćivača: ispitivanje zatezanja na navojnim pričvršćivačima prema ISO 898-1
Oprema za ispitivanje zatezanja pričvršćivača prema ISO 898-1, ISO 3506-1
Odlučujući faktori za dimenzionisanje mašine za ispitivanje su veličina i čvrstoća pričvršćivača koji se ispituju. Za pričvršćivače sa navojem koji počinje od M8, preporučujemo mašinu za ispitivanje materijala za velike ispitne sile (od Fmak 600 kN). Počevši od navoja M12 potrebna je maksimalna sila od 1200 kN, a od M18 mašina za ispitivanje sa maksimalnom silom od 2500 kN.
Upotreba kaljenih čeljusti omogućava efikasno ispitivanje gotovih pričvršćivača, kao i okretnih vijaka i vijaka za podešavanje. Uzorak sa odgovarajućim držačem uzorka se ubacuje u čeljusti, koje su slobodno dostupne sa prednje strane, i automatski centrirane u osi zatezanja. Za ispitivanje zatezanja pod opterećenjem klinom, nosači za ugaone glave su dostupni u koracima od 4°, 6° i 10°.
Ekstenziometar je neophodan da bi se odredio ofset prinos. Za ispitivanja zatezanja na mašinski obrađenim ispitnim komadima, može se primeniti bilo koji tip ekstenziometra koji se obično koristi — od kontaktne verzije kao što je makroXtens do optičkog videoXtens.
Za hvatanje uzorka u mašini za ispitivanje koriste se čeljusti za vijčana ispitivanja sa odgovarajućim držačima za glavu i navojnim montažama, čime se obezbeđuje usklađenost sa minimalnom dužinom uzorka navedenom u standardu.
Dokazno ispitivanje opterećenja na navojnim pričvršćivačima prema ISO 898-1
Dokazno ispitivanje opterećenja (odeljak 9.6) je ispitivanje zatezanja koje se izvodi samo do čisto predviđenog ispitnog opterećenja. Tačno ispitno opterećenje zavisi od navoja, prečnika pričvršćivača i klase svojstva. Oni su navedeni u tabeli u ISO 898-1.
Prilikom primene ispitnog opterećenja, brzina ispitivanja ne sme biti veća od 3 mm/min. Opterećenje se drži 15 sekundi i zatvarač je prošao ispitivanje ako nema rezultujućeg plastičnog izduženja u okviru dozvoljene merne nesigurnosti od ±12,5 mm.
Ispitivanje čvrstoće glave na pričvršćivačima sa navojem
Za ispitivanje čvrstoće glave, vijak ili zavrtanj se ubacuju u prethodno izbušeni čvrsti blok pod uglom. Glava pričvršćivača je savijena pod određenim uglom udarnim pokretom i nakon ispitivanja neće biti vidljivi znaci pucanja. Ovo ispitivanje se obično koristi kada se ispitivanje zatezanja pod klinastim opterećenjem ne može izvršiti jer je zatvarač prekratak.
Charpy ispitivanje na udar se koristi samo u ispitivanju pričvršćivača, ako to zahteva standard proizvoda ili ako je sklopljen odgovarajući ugovor između proizvođača i kupca.
Ispitivanje tvrdoće na navojnim pričvršćivačima
Metode po Vickers (ISO 6507-1), Brinell (ISO 6506-1) ili Rockwell (ISO 6508-1) su dozvoljene za određivanje tvrdoće.
Za ispitivanje tvrdoće prema Vickersu primenjuje se minimalna sila opterećenja od HV 10. Ispitivanje tvrdoće prema Brinellu se uglavnom izvodi sa HBV 1/30 ili HBV 2,5/187,5. Za ispitivanje tvrdoće prema Rockwellu, skala B (HRB) se koristi za pričvršćivače svojstva 4.6 - 6.8 i skala C (HRC) za klase svojstva 8.8 - 12.9. U slučaju arbitraže, kao referenca će se koristiti Vikersovo ispitivanje tvrdoće.
Tvrdoća se meri ili na poprečnom preseku ili na površini. U prvom slučaju, uzorak poprečnog preseka se uzima sa područja navoja. Udubljenja se prave u blizini ose pričvršćivača, a rezultujuća tvrdoća se takođe naziva tvrdoćom jezgra. Kada se tvrdoća meri na površini, površina mora biti ravna (npr. na glavi, na kraju zatvarača ili na dršku bez navoja) nakon uklanjanja bilo kakvog premaza.
U ispitivanju ponovnog kaljenja Vickers tvrdoća se meri pre i posle termičke obrade. Smanjenje tvrdoće nakon ponovnog kaljenja, ako postoji, treba da bude manje od 20 Vickers jedinica.
U ispitivanju dekarbonizacije i karburizacije tvrdoća se ispituje po Vickersu sa ispitnom silom od 2,942 N (HV 0,3) na uzdužnom preseku kroz osu navoja. Zona navoja se meri na tri definisane tačke sa različitim rastojanjima od površine. Razlike u izmerenim vrednostima koje su ili premale ili prevelike su pokazatelj dekarbonizacije ili karburizacije.
Charpy ispitivanje na udar na pričvršćivačima
Svrha Charpy udarnog ispitivanja je da se utvrdi nosivost materijala za pričvršćivanje na niskoj temperaturi. Pošto se uzorak Charpy V-zareza mora da se iseče iz pričvršćivača, nazivni prečnik mora biti najmanje 16 mm. Standard ISO 148-1 Charpy ispitivanje udarne žilavosti opisuje ovu metodu ispitivanja.
