Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 56 "Дорожный транспорт"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 22 октября 2021 г. N 144-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2021 г. N 1528-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 2320-2021 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2022 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 2320:2015 "Изделия крепежные. Гайки стальные самостопорящиеся. Эксплуатационные свойства" ("Fasteners - Prevailing torque steel nuts - Functional properties", IDT).

Международный стандарт разработан Подкомитетом ISO/TC 2/SC 12 "Крепежные изделия с внутренней метрической резьбой" Технического комитета по стандартизации ISO/TC 2 "Крепежные изделия" Международной организации по стандартизации (ISO).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВЗАМЕН ГОСТ ISO 2320-2015

Настоящий стандарт устанавливает эксплуатационные свойства самостопорящихся гаек при испытаниях в диапазоне температур окружающей среды от 10 °C до 35 °C. Он включает в себя комбинированный метод испытания для одновременного определения стопорящих свойств и свойств крутящего момента/усилия предварительной затяжки.

Настоящий стандарт распространяется на самостопорящиеся цельнометаллические гайки и самостопорящиеся гайки с неметаллической вставкой:

- с треугольной резьбой в соответствии с [1];

- с комбинацией диаметр/шаг в соответствии с [2] и [3];

- с крупным шагом резьбы от М5 до М39 или с мелким шагом резьбы от М8 x 1 до М39 x 3;

- с допусками резьбы в соответствии с ISO 965-2;

- с механическими свойствами в соответствии с ISO 898-2.

Значения стопорящего момента, установленные в настоящем стандарте, основаны на испытании в лабораторных условиях.

Примечание 1 - Фактические стопорящие моменты при практическом применении могут изменяться.

Примечание 2 - Цельнометаллические гайки, соответствующие требованиям настоящего стандарта, используют в диапазоне температур от минус 50 °C до плюс 150 °C

Примечание 3 - Гайки с неметаллической вставкой, соответствующие требованиям настоящего стандарта, используют в диапазоне температур от минус 50 °C до плюс 120 °C.

Предупреждение - Температуры вне диапазона температур окружающей среды могут влиять на эксплуатационные свойства (крутящий момент/усилие предварительной затяжки и свойства стопорящего момента) (см. приложение A).

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:

ISO 273, Fasteners - Clearance holes for bolts and screws (Изделия крепежные. Отверстия с зазором для болтов и винтов)

ISO 898-1, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel - Part 1: Bolts, screws and studs with specified property classes - Coarse thread and fine pitch thread (Механические свойства крепежных изделий из углеродистых и легированных сталей. Часть 1. Болты, винты и шпильки установленных классов прочности. Крупная и мелкая резьба)

ISO 898-2, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel - Part 2: Nuts with specified property classes - Coarse thread and fine pitch thread (Механические свойства крепежных изделий из углеродистых и легированных сталей. Часть 2. Гайки установленных классов прочности. Крупный и мелкий шаг резьбы)

ISO 965-2, ISO general purpose metric screw threads - Tolerances - Part 2: Limits of sizes for general purpose external and internal screw threads - Medium quality (Резьбы метрические ИСО общего назначения. Допуски. Часть 2. Предельные размеры для наружной и внутренней резьб общего назначения. Средний класс точности)

ISO 16047:2005, Fasteners - Torque/clamp force testing (Изделия крепежные. Испытания крутящего момента и усилия предварительной затяжки)

В настоящем стандарте применены термины по ISO 16047, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 гайка самостопорящаяся (prevailing torque nut): Гайка, которая не может свободно вращаться по сопряженной резьбе ввиду наличия в ней элемента, создающего стопорящий момент и которая обеспечивает сопротивление вращению, не зависящее от усилия затяжки.

3.2 стопорящий момент гайки (prevailing torque developed by the nut): Крутящий момент, необходимый для вращения гайки по наружной резьбе сопряженной детали без усилия предварительной затяжки.

3.3 стопорящий момент при закручивании (prevailing-on torque): Крутящий момент для вращения гайки по наружной резьбе сопряженной детали, измеренный в процессе закручивания гайки без усилия предварительной затяжки.

3.4 стопорящий момент при откручивании (prevailing-off torque): Крутящий момент для вращения гайки на наружной резьбе сопряженной детали на 360° после снятия усилия предварительной затяжки.

3.5 самостопорящаяся цельнометаллическая гайка (prevailing torque all metal type nut): Гайка, имеющая цельную и составную металлическую конструкцию, у которой характеристики стопорящего момента зависят от контролируемой деформации резьбы и/или корпуса гайки, и/или металлической вставки (металлических вставок).

3.6 самостопорящаяся гайка с неметаллической вставкой (prevailing torque non-metallic insert type nut): Гайка, имеющая составную конструкцию, в которой характеристики стопорящего момента зависят от зафиксированной(ых) в гайке вставки (вставок) из неметаллического материала.

3.7 точка посадки (seating point): Точка, в которой при затяжке впервые появляется усилие предварительной затяжки.

В настоящем стандарте применены следующие обозначения, установленные в ISO 16047:

D - номинальный диаметр, мм;

d₄ - диаметр отверстия зажимного приспособления, мм;

F_P - пробная нагрузка, Н;

F₆₅ - нижнее предельное значение нагрузки для определения общего коэффициента трения при 65% от F_P, Н;

F₇₅ - верхнее предельное значение нагрузки для определения общего коэффициента трения при 75% от F_P, Н;

F₈₀ - испытательное усилие предварительной затяжки (усилие, при котором заканчивают процесс затяжки) при 80% от F_P, Н;

P - шаг резьбы, мм;

T_Fv - стопорящий момент при закручивании, Н·м;

T_Fd - стопорящий момент при откручивании, Н·м;

T₆₅ - нижнее предельное значение крутящего момента для определения общего коэффициента трения при F₆₅, Н·м;

T₇₅ - верхнее предельное значение крутящего момента для определения общего коэффициента трения при F₇₅, Н·м;

T₈₀ - крутящий момент при испытании, соответствующий 80% пробной нагрузки, Н·м (см. таблицы 1 - 7);

- общий коэффициент трения.

Резьба самостопорящихся гаек должна соответствовать ISO 965-2, за исключением участка стопорящего элемента:

a) для самостопорящихся гаек с неметаллической вставкой проходной калибр должен свободно завинчиваться (от руки) до соприкосновения со стопорящим элементом;

b) для самостопорящихся цельнометаллических гаек проходной калибр должен свободно завинчиваться (от руки) не менее чем на один шаг.

По усмотрению производителя, производственная партия может быть обработана смазочным средством для выполнения эксплуатационных требований.

Механические свойства самостопорящихся гаек должны соответствовать ISO 898-2. Для испытания пробной нагрузкой следует применять метод испытания, установленный в 9.2.

Стопорящий момент при закручивании не должен превышать значения, приведенные в таблицах 1 - 7, для соответствующей гайки.

Стопорящий момент при откручивании должен превышать значения, приведенные в таблицах 1 - 7, для применяемой гайки.

Для контроля поставки при приемке проводят испытание при первом закручивании/откручивании, если иное соглашение отсутствует.

При первоначальном контроле и в спорном случае следует также проводить испытание пятого откручивания, если иное соглашение отсутствует.

Характеристики стопорящего момента уменьшаются, как функция от числа повторных использований; при каждом повторном использовании гайки потребитель должен учитывать уменьшение характеристик стопорящего момента. По требованию заказчика допускается проводить испытания влияния температуры на стопорящий момент гайки с неметаллической вставкой, как указано в приложении A.

Гайки должны быть испытаны в состоянии поставки.

Испытания пробной нагрузкой должны быть выполнены в соответствии с ISO 898-2 со следующими дополнениями.

Гайка для испытаний должна быть собрана с испытательным болтом или с закаленной стальной оправкой. При закручивании гайки на угол поворота 360°, после выступания наружу одного полного витка резьбы, должен быть зафиксирован максимальный стопорящий момент, и сборка должна быть продолжена до выступания из гайки трех полных витков резьбы. При арбитражных испытаниях для самостопорящихся гаек с неметаллической вставкой должна быть использована закаленная стальная оправка, а для самостопорящихся цельнометаллических гаек - испытательный болт. Максимальный стопорящий момент, при закручивании гайки на испытательный болт или оправку, должен быть зафиксирован после выступания наружу одного полного шага резьбы из стопорящего элемента.

Нагрузка, соответствующая пробной нагрузке для гайки по ISO 898-2 должна быть приложена через испытательный болт или оправку в осевом направлении на опорную поверхность и выдержана в течение 15 с. Гайка должна выдерживать эту нагрузку без срыва резьбы и повреждений. Испытания пробной нагрузкой являются решающими при приемке.

Максимальный стопорящий момент после откручивания гайки на половину полного оборота до полного откручивания, должен быть измерен во время движения гайки и не должен превышать максимальный стопорящий момент, зафиксированный при закручивании.

Примечание - Гайка, использованная при испытании стопорящего момента (см. 9.3), может быть использована для испытания пробной нагрузкой, при условии, что резьба гайки не была повреждена.

Целью данного метода испытаний самостопорящихся гаек является одновременное определение:

a) эксплуатационных свойств (создающих стопорящий момент для гаек);

b) свойств крутящего момента/усилия предварительной затяжки, испытанных по ISO 16047.

Устройство для испытаний по ISO 16047. В дополнение, точность измерения стопорящего момента должна составлять +/- 5% от измеряемой величины.

Устройство для испытаний устанавливается в соответствии с рисунком 1. Устройство для испытаний не должно создавать усилие предварительной затяжки во время испытания стопорящего момента.

--------------------------------

<a> Испытательная опорная пластина/шайба и головка болта должны быть закреплены соответствующим способом для предотвращения прокручивания и установлены соосно.

<b> d₄ в соответствии с ISO 273, точный ряд.

<c> От трех до пяти шагов резьбы.

Сменный болт/винт и сменная испытательная опорная пластина/испытательная шайба - по ISO 16047. Сменная испытательная опорная пластина/испытательная шайба должна быть типа НН, если иное соглашение отсутствует. За исключением испытательной оправки, сменные детали следует использовать только один раз.

В спорном случае состояние поверхности сменного испытательного болта/винта и испытательной опорной пластины/шайбы должны быть в соответствии с ISO 16047, то есть гладкая поверхность, без покрытия и обезжиренная, если не согласовано иное.

Класс прочности испытательного болта/винта выбирают в соответствии с таблицей 8.

Гайка, использованная при испытании пробной нагрузкой (см. 9.2) не должна применяться при испытании стопорящего момента.

9.3.4.1 Испытание при первом откручивании

Это испытание может быть проведено автоматически соответствующим испытательным устройством или вручную с подходящими ручными инструментами, такими как динамометрический ключ и тензодатчик (см. 9.3.2).

В спорном случае применяют автоматический режим. Условия испытания крутящего момента/усилия предварительной затяжки указаны в ISO 16047.

Испытательный болт/винт располагают в испытательном устройстве таким образом, чтобы после закручивания гайки до посадки он выступал из стопорящего элемента в соответствии с рисунком 1.

Испытуемую гайку закручивают вручную на резьбу болта/винта до контакта болта/винта со стопорящим элементом. Конец испытательного болта/винта не должен выступать из гайки до испытаний. Длина резьбы для затяжки должна составлять три - пять шагов в соответствии с рисунком 1.

Начальная точка этапа закручивания соответствует началу измерения стопорящего момента в приспособлении для затяжки (см. точку 1 на рисунке 2).

Вращение от точки 1 должно происходить непрерывно и равномерно до достижения испытательного усилия предварительной затяжки F₈₀. Значения F₈₀ установлены в таблицах 1 - 7. Крутящий момент, соответствующий усилию предварительной затяжки F₇₅, должен быть зафиксирован и записан.

Примечание - При достижении значения F₈₀ подается сигнал на отключение испытательного устройства, чтобы гарантировать точный подсчет при F₇₅.

Должна быть определена точка посадки (см. точку 3 на рисунке 2). Между точками 1 и 3 должен быть измерен стопорящий момент при закручивании T_Fv,max (см. точку 2 на рисунке 2). Стопорящий момент при закручивании T_Fv,max не должен превышать значения, установленные в таблицах 1 - 7.

Гайку откручивают за счет приложения обратного крутящего момента до уменьшения усилия предварительной затяжки в испытательном болте/винте до нуля (см. точку 4 на рисунке 2). При последующем откручивании на угол поворота 360° (см. точку 5 на рисунке 2) должен быть измерен максимальный стопорящий момент при откручивании T_Fd,max. Данный крутящий момент должен быть равен или выше значения стопорящего момента при первом откручивании T_Fv,min, установленного в таблицах 1 - 7. Точка 6 соответствует угловому положению точки 4 минус 360°.

Затем гайку откручивают до тех пор, пока вновь не будет достигнуто ее начальное угловое положение (см. точку 1).

Во время откручивания гайки вращение должно быть непрерывным и равномерным от усилия предварительной затяжки при испытании F₈₀ до точки 1.

После полного откручивания гайки резьбы гайки и болта не должны быть повреждены. В спорном случае испытательный болт должен свинчиваться с соответствующим проходным калибром-кольцом.

9.3.4.2 Испытание при пятом откручивании

Для определения значений при пятом откручивании процедура, указанная в 9.3.4.1, должна быть проведена еще четыре раза между точками 1 и 3.

При пятом откручивании должен быть измерен в соответствии с рисунком 2 максимальный стопорящий момент при откручивании, возникающий при вращении гайки на 360°. Этот крутящий момент должен быть равен или выше величины стопорящего момента при пятом откручивании, установленного в таблицах 1 - 7.

После полного откручивания гайки резьбы гайки и болта не должны быть повреждены. В спорном случае испытательный болт должен быть проверен на свинчиваемость с соответствующим проходным калибром-кольцом.

Содержание протокола испытаний указано в ISO 16047. Ссылка на настоящий стандарт (ГОСТ ISO 2320), должна быть включена в протокол испытаний.

Стопорящий момент при закручивании T_Fv и стопорящий момент при откручивании T_Fd (и, если требуется, результат испытания температурной стойкости самостопорящихся гаек с неметаллической вставкой) должны быть включены в протокол испытаний.

Использование самостопорящихся гаек с неметаллической вставкой при предельных значениях температуры минус 50 °C и плюс 120 °C или в их диапазоне может снизить эффективность стопорящего момента и может потребовать применения соответствующего неметаллического материала.

Настоящее приложение устанавливает сравнительное испытание для демонстрации влияния температуры на свойства стопорящего момента. Данное испытание может быть согласовано между покупателем и поставщиком, если необходимо.

Прямая связь между результатом данного испытания и характеристиками гайки в реальных условиях эксплуатации отсутствует.

Примечание - Настоятельно рекомендуется разработать метод испытания, учитывающий реальные условия эксплуатации (см. также ISO 16047:2005, раздел 9).

Гайка при температуре окружающей среды (от 10 °C до 35 °C) должна быть закручена на испытательный болт так, чтобы над гайкой выступало от трех до пяти полных шагов резьбы болта, но не возникало усилия предварительной затяжки.

Комплект должен быть помещен в камеру с температурой плюс 120 °C, если иное соглашение отсутствует. Через 1 ч комплект достают из камеры для естественного охлаждения до температуры окружающей среды.

Затем комплект должен быть помещен в камеру с температурой минус 50 °C, если иное соглашение отсутствует. Через 1 ч комплект достают из камеры для естественного восстановления на воздухе до температуры окружающей среды.

С комплектом, приведенным к температуре окружающей среды, должен быть измерен стопорящий момент при откручивании между точкой 4 и точкой 6 в соответствии с 9.3.4.1.

Максимальный измеренный стопорящий момент при откручивании не должен быть ниже соответствующих значений, указанных в таблице 1 - 7, если не согласовано иное.

Процесс затяжки продолжают до тех пор, пока усилие предварительной затяжки при испытании не составит 80% пробной нагрузки сопряженного болта. Для оценки коэффициента трения определяют усилие предварительной затяжки в диапазоне от 65% до 75% от значения пробной нагрузки.

Коэффициент трения рассчитывают как среднее значение коэффициента трения в диапазоне от 65% до 75%.

См. таблицы C.1 и C.2.