Τα πρότυπα ISO 8981 ορίζουν οδηγίες αντοχής για μετρικά μπουλόνια

Στον μηχανολογικό σχεδιασμό και την κατασκευή, οι σημάνσεις βαθμού των μπουλονιών χρησιμεύουν ως «ταυτότητές» τους, περιέχοντας κρίσιμες πληροφορίες μηχανικής απόδοσης. Σε αντίθεση με τα αυτοκρατορικά μπουλόνια, το σύστημα ταξινόμησης μετρικών μπουλονιών είναι πιο αυστηρό και διαισθητικό. Αυτό το άρθρο αναλύει το πρότυπο ISO 898-1 για την αποκωδικοποίηση των σημάνσεων βαθμού μετρικών μπουλονιών και βοηθά τους επαγγελματίες να επιλέξουν τα κατάλληλα συνδετήρες.

Πριν εξετάσουμε το πρότυπο ISO 898-1, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε ότι οι μετρικοί και αυτοκρατορικοί συνδετήρες αντιπροσωπεύουν δύο ανεξάρτητα συστήματα. Διαφέρουν σημαντικά στις μονάδες μέτρησης, τις προδιαγραφές σπειρώματος και τους κανονισμούς προτύπων. Ενώ υπάρχουν ορισμένα κατά προσέγγιση ισοδύναμα (όπως τα μπουλόνια M6 που είναι παρόμοια με τα μπουλόνια 1/4 ίντσας), τα συστήματα παραμένουν θεμελιωδώς ξεχωριστά και ασύμβατα.

Στους μετρικούς συνδετήρες, η «Κατηγορία Ιδιότητας» αντιστοιχεί στον «Βαθμό» στα αυτοκρατορικά συστήματα. Η διάκριση του προτύπου ISO 898-1 έγκειται στους σημαντικούς αριθμητικούς χαρακτηρισμούς του. Σε αντίθεση με το πρότυπο SAE J429 όπου οι αριθμοί Βαθμού 2 και Βαθμού 8 δεν έχουν συγκεκριμένη αριθμητική σημασία, οι αριθμοί ISO 898-1 σχετίζονται άμεσα με τις μηχανικές ιδιότητες των μπουλονιών.

Η κατηγορία ιδιότητας αποτελείται από δύο αριθμούς χωρισμένους με τελεία:

• Πρώτος αριθμός: Αντιπροσωπεύει το 1/100 της ονομαστικής αντοχής εφελκυσμού του μπουλονιού σε μεγαπασκάλ (MPa)
• Δεύτερος αριθμός: Αντιπροσωπεύει το 1/10 του ποσοστού της αναλογίας μεταξύ της ονομαστικής αντοχής διαρροής και της ονομαστικής αντοχής εφελκυσμού

Για παράδειγμα, ένα μπουλόνι κατηγορίας ιδιότητας 8.8 έχει ονομαστική αντοχή εφελκυσμού 800 MPa και ονομαστική αντοχή διαρροής 640 MPa (80% των 800 MPa). Σημειώστε ότι το «ονομαστικό» υποδηλώνει κατά προσέγγιση και όχι ακριβείς τιμές, με τις πραγματικές εφαρμογές να απαιτούν αναφορά στην πλήρη τεκμηρίωση του προτύπου.

Το ISO 898-1 παραμένει το ευρέως χρησιμοποιούμενο μετρικό πρότυπο συνδετήρων, που καλύπτει μπουλόνια, βίδες και καρφιά από ανθρακούχο χάλυβα και κράμα χάλυβα με δέκα διαφορετικές κατηγορίες ιδιοτήτων. Αυτή η ανάλυση επικεντρώνεται σε τρεις κοινές κατηγορίες: 8.8, 10.9 και 12.9, εξετάζοντας τις σημάνσεις κεφαλής και τις απαιτήσεις αντοχής εφελκυσμού.

Το πλεονέκτημα του ISO 898-1 έγκειται στις σημάνσεις κεφαλής μπουλονιών που αντικατοπτρίζουν άμεσα την κατά προσέγγιση αντοχή εφελκυσμού. Για μπουλόνια κατηγορίας 8.8 με διαμέτρους ≤16mm, η ελάχιστη αντοχή εφελκυσμού είναι 800 MPa. για μεγαλύτερες διαμέτρους, είναι 830 MPa. Μετατρέποντας σε ksi (χιλιόλιβρες ανά τετραγωνική ίντσα), 800 MPa ισοδυναμούν με περίπου 155 ksi, καθιστώντας τα μπουλόνια κατηγορίας 8.8 συνδετήρες μέσης αντοχής συγκρίσιμους με τα μπουλόνια SAE J429 Grade 5.

Τα μπουλόνια κατηγορίας 10.9 παρουσιάζουν ελάχιστη αντοχή εφελκυσμού 1040 MPa (όλα τα μεγέθη), ελαφρώς υψηλότερη από την ονομαστική τιμή. Αυτά τα εξαρτήματα υψηλής αντοχής αποδίδουν παρόμοια με τα μπουλόνια SAE J429 Grade 8.

Τα μπουλόνια κατηγορίας 12.9 προσφέρουν ελάχιστη αντοχή εφελκυσμού 1220 MPa (όλα τα μεγέθη), περίπου 175 ksi. Αυτά αντιπροσωπεύουν μερικούς από τους συνδετήρες υψηλότερης αντοχής που διατίθενται τόσο σε μετρικά όσο και σε αυτοκρατορικά συστήματα.

Η κατανόηση των σημάνσεων βαθμού μετρικών μπουλονιών είναι ζωτικής σημασίας για τη μηχανική ασφάλεια και αξιοπιστία. Το πρότυπο ISO 898-1 παρέχει ένα σαφές, διαισθητικό σύστημα όπου οι σημάνσεις κεφαλής υποδεικνύουν άμεσα την κατηγορία απόδοσης. Οι πρακτικές εφαρμογές απαιτούν την εξέταση των απαιτήσεων φορτίου, των ιδιοτήτων των υλικών και των περιβαλλοντικών παραγόντων κατά την επιλογή συνδετήρων.