Typy skrutiek a značky: SAE, metrické a ASTM príručka | Jiajie upevňovací prvok

Táto príručka rozoberá tri hlavné systémy klasifikácie skrutiek – SAE, ISO a ASTM – vysvetľuje, čo vlastne znamenajú značky na hlave skrutiek, a poskytuje vám referenčnú tabuľku na porovnanie tried vedľa seba.

Prečo existujú označenia hlavy skrutiek

Skorá výroba sa takmer výlučne zameriavala na rozmery závitov a nominálnu veľkosť. Keď sa priemyselné zostavy stali zložitejšími a dodávateľské reťazce sa stali globálnymi, samotná veľkosť už nestačila na zabezpečenie štrukturálnej integrity. Skrutka, ktorá vyzerala identicky ako stupeň 5, ale bola vyrobená z nízkouhlíkovej ocele, mohla prejsť vizuálnou kontrolou a stále zlyhá pri zaťažení.

Tento problém poháňal organizácie ako napr Spoločnosť automobilových inžinierov (SAE) , Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO) , a ASTM International vytvoriť formálne systémy označovania. Každý systém kóduje rovnaké základné informácie: pevnosť v ťahu, medzu klzu, skúšobné zaťaženie a niekedy aj zloženie materiálu. Značky sú aplikované razením alebo laserovým leptaním priamo na hlavu skrutky, vďaka čomu sú odolné a čitateľné aj v poľných podmienkach.

Okrem pevnosti majú označenia aj identifikačné kódy výrobcu – vyrazené písmená alebo symboly, ktoré sú jedinečné pre každého výrobcu. Táto sledovateľnosť je dôležitá pri kontrolách a záručných reklamáciách, najmä v štrukturálnych a automobilových aplikáciách, kde je zodpovednosť právne vyžadovaná.

Ako čítať označenia triedy skrutiek SAE

Triedy SAE sa vzťahujú na spojovacie prvky palcovej série a riadia sa podľa Štandard SAE J429 . Systém využíva radiálne čiary vyrazené na hlave skrutky - a počet riadkov sa nerovná triede. Toto podrazí veľa ľudí. Línie sú navrhnuté tak, aby bola každá trieda okamžite rozlíšiteľná na prvý pohľad, dokonca aj pri slabom osvetlení alebo stiesnených podmienkach, namiesto toho, aby sa riadila jednoduchou logikou počítania.

Stupeň 2 má žiadne radiálne čiary a je to základná obchodná trieda vyrobená z nízkouhlíkových až stredne uhlíkových ocelí. Stupeň 5 nesie tri radiálne čiary rozmiestnené zhruba po 12, 4 a 8 hodinách – pripomínajúce znak Mercedesu. Zobrazuje sa stupeň 8, možnosť vysokej pevnosti šesť rovnomerne rozmiestnených radiálnych čiar okolo hlavy. Vo všeobecnosti platí, že čím viac čiar, tým vyššia sila – ale číslo nie je samotnou triedou.

Pre hlbší technický kontext výberu a výkonu šesťhrannej skrutky hĺbkový prehľad vlastností a aplikácií šesťhranných skrutiek podrobne pokrýva správanie materiálu a zaťaženie.

Vysvetlenie tried vlastností metrických skrutiek

Nasledujú metrické skrutky ISO 898-1 , ktorý definuje triedy vlastností pomocou systému dvoch čísel oddelených bodkou – napríklad 8.8, 10.9 alebo 12.9. Na rozdiel od tried SAE, kde je číslo len štítkom, čísla tried ISO majú skutočný matematický význam.

The prvé číslo , vynásobený 100, udáva nominálnu pevnosť v ťahu v megapascaloch (MPa). Takže skrutka triedy 10.9 má nominálnu pevnosť v ťahu 1 000 MPa. The druhé číslo , vynásobený 10, udáva medzu klzu ako percento tejto pevnosti v ťahu. Pre 10,9 to znamená, že medza klzu je 90 % z 1 000 MPa alebo 900 MPa. Toto elegantné kódovanie umožňuje technikovi vypočítať hodnoty minimálnej pevnosti priamo z označenia bez toho, aby sa musel riadiť tabuľkou.

Najbežnejšie metrické triedy v priemyselnom použití sú 8.8 (stredná pevnosť, v podstate porovnateľná so stupňom SAE 5), 10.9 (vysoká pevnosť, porovnateľná so stupňom 8) a 12.9 (najsilnejšia štandardná metrická trieda, používaná v kritických mechanických zostavách). Pre formálny prehľad o tom, ako sú tieto triedy vlastností definované, Dokumentácia medzinárodnej normy pre spojovacie prvky ISO 898 pokrýva celý rozsah špecifikácie.

ASTM Bolt Standards: Stavebné a priemyselné použitie

ASTM International stanovuje štandardy používané predovšetkým v stavebníctve a ťažkom priemysle. Ak sú triedy SAE označené radiálnymi čiarami, skrutky ASTM sú zvyčajne vyrazené alfanumerickým označením na hlave – napr. A307 , A325 , alebo A490 .

ASTM A307 trieda A pokrýva skrutky z uhlíkovej ocele s nízkou pevnosťou s minimálnou pevnosťou v ťahu 60 000 psi. Používajú sa v nekritických zostavách, kde je zaťaženie mierne a kontrolované. ASTM A307 Trieda B je určený pre aplikácie potrubí a prírubových spojov. ASTM A325 je štandard pre konštrukčné skrutky pokrývajúci uhlíkovú a legovanú oceľ s minimálnou pevnosťou v ťahu 120 000 psi – funkčne blízka triede SAE 5 a je jedným z najčastejšie špecifikovaných spojovacích prvkov v konštrukcii oceľových rámov. Na vrchole konštrukčného radu ASTM, ASTM A490 vysokopevnostné skrutky dosahujú minimálnu pevnosť v ťahu 150 000 psi, čo si vyžaduje starostlivé riadenie krútiaceho momentu pri inštalácii, aby sa predišlo nadmernému utiahnutiu.

Jeden praktický rozdiel: skrutky ASTM A325 a A490 sa zvyčajne používajú s ťažkými šesťhrannými hlavami a nie sú zameniteľné v tabuľkách krútiaceho momentu so štandardnými šesťhrannými skrutkami SAE, aj keď sa hodnoty ťahu zdajú podobné.

Označenie skrutiek z nehrdzavejúcej ocele: Séria A2 a A3

Skrutky z nehrdzavejúcej ocele používajú samostatnú konvenciu označovania definovanú nižšie ISO 3506 . Namiesto radiálnych čiar alebo dvojciferných čísel tried sú vyrazené kombináciou písmen a číslic, ktorá identifikuje skupinu ocele aj úroveň pevnosti. Najbežnejšie sú označenia A2-70 and A2-80 , kde „A2“ označuje austenitickú nehrdzavejúcu oceľ triedy 304 a číslo (70 alebo 80) predstavuje 1/10 minimálnej pevnosti v ťahu v MPa – čo znamená, že A2-70 má minimálnu pevnosť v ťahu 700 MPa a A2-80 dosahuje 800 MPa.

Pre morské alebo agresívne chemické prostredie, A4 označuje nehrdzavejúcu oceľ triedy 316. Skrutka A4-70 poskytuje rovnakú pevnosť v ťahu 700 MPa ako A2-70, ale s vynikajúcou odolnosťou voči korózii spôsobenej chloridmi. Rozsah nerezové skrutky so šesťhrannou hlavou v triedach 304 a 316 pokrýva skupiny materiálov A2 aj A4 v štandardných metrických rozmeroch.

Jedna dôležitá poznámka: skrutky z nehrdzavejúcej ocele nie sú magnetické, vďaka čomu sa dajú na mieste ľahko odlíšiť od skrutiek z uhlíkovej ocele – nikdy by sa však nemali nahradiť vysokopevnostnými konštrukčnými triedami, ako je 10,9 alebo trieda 8, len na základe odolnosti proti korózii, pretože nehrdzavejúce ocele majú zvyčajne nižšie hodnoty pevnosti v ťahu a klzu.

Tabuľka porovnania akosti skrutiek: SAE vs. metrické vs. ASTM

Pretože tieto tri systémy boli vyvinuté nezávisle, priame ekvivalenty sú skôr približné ako presné – rozdiely v tepelnom spracovaní, geometrii a testovacích protokoloch znamenajú, že skrutka triedy 5 a skrutka triedy 8.8 nie sú zameniteľné napriek podobným hodnotám ťahu. Tabuľku nižšie použite ako východiskovú referenciu, nie ako návod na nahradenie.

Výber správnej triedy pre vašu aplikáciu

Výber triedy závisí od troch faktorov: požiadavka na zaťaženie , životné prostredie , a spôsob montáže . Ak sa ktorýkoľvek z nich pomýli, zvyšuje sa riziko zlyhania spoja, únavy spojovacích prvkov alebo zrýchlenej korózie.

Pre všeobecnú komerčnú a nenáročnú montáž – nábytkové rámy, konzoly HVAC, nekonštrukčné kryty – postačujú a nákladovo efektívne skrutky triedy 2 alebo triedy 4.8. 5. ročník / trieda 8.8 pokrýva veľkú väčšinu všeobecných priemyselných strojov, automobilových komponentov a konštrukčných spojov, kde je potrebná spoľahlivá upínacia sila a mierna odolnosť voči vibráciám. 8. ročník / trieda 10.9 je tou správnou voľbou pre spoje s vysokým krútiacim momentom, ťažké zariadenia a akékoľvek zostavy, ktoré sú vystavené dynamickému alebo cyklickému zaťaženiu. Trieda 12.9 je vyhradený pre presné mechanické alebo letecké aplikácie, kde je nevyhnutné maximálne predpätie a natiahnutie skrutiek musí byť prísne kontrolované.

Vo vonkajšom, pobrežnom alebo chemicky agresívnom prostredí je prechod na nehrdzavejúcu oceľ často lepšou dlhodobou investíciou, aj keď sú nároky na zaťaženie skromné. Skrutka A2-70 alebo A4-70 prežije pozinkovanú triedu 5 rokov v námornom prostredí. Pre aplikácie so šesťhranným pohonom v úzkych alebo zapustených priestoroch, Inbusové skrutky DIN 912 pre aplikácie so zapustenou hlavou ponúkajú silné upnutie v kompaktnom pôdoryse.

Nakoniec vždy prispôsobte triedu matice triede skrutiek. Skrutka triedy 8 spárovaná s maticou triedy 2 vytvára slabé miesto, ktoré bráni účelu špecifikovať spojovací prvok s vysokou pevnosťou. Pre kompletný výber nerezových spojovacích prvkov vo viacerých triedach a rozmeroch, celý rad skrutiek z nehrdzavejúcej ocele pokrýva štandardné metrické veľkosti v materiáli 304 aj 316, aby vyhovoval vašim špecifickým požiadavkám aplikácie.