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美國專家談米制緊固件（下篇）
作者guy avellon個人簡介：
本文摘自《american fastener journal》2011年5/6月刊。作者蓋依?阿維倫（guy avellon），在維修行業(yè)已工作30年。他擔任過工程管理、產(chǎn)品市場和質(zhì)量體系經(jīng)理。在從事緊固件行業(yè)之前，他曾積極參與金屬涂層工作。從1988年起，他就是sae的成員和astm緊固件委員會的副主席，同時兼任緊固件試驗方法委員會主席。2005年，蓋依得到astm授予的優(yōu)異獎。幾年前，他開設了gt技術(shù)顧問公司，對各個行業(yè)進行緊固件方面的培訓和失效分析，以及進行iso體系審核并編制作業(yè)指導書。聯(lián)系蓋依?阿維倫可發(fā)送電郵至[email protected]或瀏覽網(wǎng)站https://www.boltdoc.com。
雖然美國是Zui后一個使用米制的國家，然而我們在藥品、攝影、化學工業(yè)、光學甚至火花塞上使用米制已經(jīng)有幾十年了。
當作為長度計量單位使用時，每個米制尺寸以米為基礎，通過將小數(shù)點向右向左移動來實現(xiàn)數(shù)值的升降。
所以，如果一米是1.00，一米的十分之一就是分米（dm）為0.1m ，一厘米（cm）是一米的一百分之一為0.01m，一毫米（mm）或一米的千分之一，為0.001m。所以，1000mm=
100cm=1m。這些數(shù)字保持相同，只是小數(shù)點移動了。再變大些，下一個單位就是1000，表示為1千米（km）或1000m。
我們發(fā)現(xiàn)米制單位有一個有趣的現(xiàn)象：重量、長度和體積的所有單位都是相互聯(lián)系的。一個邊長為10cm的立方體，其體積為1,000立方厘米，如果往這個立方體注滿水，其容積為1公升（1升或1000毫升），重量為1,000克或1千克。
米制標準
幾十年前，法國、意大利、德國、英國、日本仍沒有對米制緊固件制定標準協(xié)議。盡管din（德國工業(yè)標準）制定了比任何國家都完善的標準，但仍有統(tǒng)一的需要。iso（化組織）就此誕生了。
din標準隨后根據(jù)iso的建議進行了修改。美國通過ansi（美國國家標準學會）的努力，與iso進行了協(xié)調(diào)。然而，這仍存在一些細微的差別。
緊固件標記
首先，當定購或識別米制緊固件尺寸時，我們可以通過米制緊固件前面的大寫字母“m”來識別，因為所有米制緊固件前面都會用大寫字母“m”來標注。接著，類似于寸制系列緊固件的標記，將直徑、螺距、長度以及性能等級一起列出來，例如：m12 x 1.5 x 50，10.9級六角頭螺釘。
由此我們可以知道，該六角頭螺釘?shù)闹睆綖?2mm，螺距為1.5mm，長度為50mm，性能等級為10.9級。
螺距
用戶必須知道，螺距有三種類型：第一種，標準螺紋，類似unc；第二種，細牙螺紋，類似unf；第三種，日本螺紋，是一個區(qū)間值，而且僅僅適用于直徑為m10和m12的緊固件。例如，直徑為m10的緊固件，其螺距為1.0mm，1.25mm和1.50mm。
標志尤為重要，因為許多米制尺寸與寸制系列非常接近。螺母或緊固件可能一開始可以互配，但進一步擰緊就可能導致螺紋滑扣。例如，1/4’’-28緊固件的直徑為0.250’’，與測量為0.236’’的m6比較，相差0.014’’。m6的螺距是1.0，約等于每英寸螺紋數(shù)為25.6tpi，而寸制緊固件為28tpi。盡管沒有太多的差別，但這容易造成困惑。
表1列舉了其他例子，說明將寸制和米制緊固件混合裝配的潛在危險?；煅b結(jié)果是產(chǎn)生的夾緊力將比預期少25%-60%，在這種情況下，無論螺紋沒有滑扣還是開始滑扣，載荷將是地損失掉。
性能等級
米制緊固件強度稱為“性能等級（property class）”，而不是“等級（grade）”。雖然如此，性能等級大致相當于sae的等級系統(tǒng)（見表2）。
判斷緊固件性能等級Zui簡單的辦法，是通過看在緊固件上的數(shù)字標記。這些有小數(shù)點的數(shù)字標記在六角頭上，或凹槽頭緊固件的頂端或邊上。
螺栓有小數(shù)點標記，螺母沒有。例如，與10.9級的螺栓相配的螺母，將標記10，而不是10.9。
美國汽車工業(yè)制定了9.8級，是因為8.8級緊固件有些規(guī)格不能提供等同于sae等級5的強度。這結(jié)合了緊固件強度和頭部幾何尺寸的應力分布。
8.8級性能等級標記是Zui容易引起困惑的區(qū)域之一。許多用戶將它與sae 8級混淆?？估瓘姸仍?20ksi（828mpa）和150ksi（1035mpa）之間的差別，可能在關鍵應用上帶來災難性的后果。
另一個需要密切關注的是，米制圓柱頭內(nèi)六角螺釘?shù)倪m當標記。美國凹槽頭產(chǎn)品，小于等于1/2’’規(guī)格的只有一個強度等級是180ksi（1242mpa），大于1/2’’規(guī)格的也是如此，為170ksi（1173mpa）。而米制凹槽頭產(chǎn)品就不同，有三種性能等級：8.8級，10.9級和12.9級。當修理歐洲機械時，要特別注意這一點，以與工廠設計的相同類型的、合適強度的凹槽產(chǎn)品進行替換。
din 931和din 960在螺紋長度上的要求，實質(zhì)上是和iso相同的；對于長度Zui長可達125mm的緊固件，螺紋長度是2個直徑加6mm。而對于din 933和din 961，緊固件是全螺紋到頭部，因而不用論其螺紋長度了。
扳手尺寸
許多機械師抱怨，扳擰相同規(guī)格的緊固件，要使用兩種扳手分別去擰螺栓頭部和螺母。幸運的是，這只發(fā)生在少數(shù)規(guī)格中。由于din和iso之間的基本分歧，m10、m12和m14的din緊固件的對邊寬度 （waf）比iso的寬1mm，但m22的din緊固件則比iso的小2mm。
以上兩種類型在美國都可以使用和銷售。這取決于制造商采用什么規(guī)格以及誰來經(jīng)銷它們。一個公司倘若從幾個經(jīng)銷商中采購，那么在相同的存儲柜中，Zui后可能采購到的是大小不同的螺母和螺栓頭（見表3）。
米制扭矩是用牛頓-米（n-m）表示的。物理上常用牛頓表示力的單位，它是以科學家艾薩克?牛頓命名。一牛頓等于0.2248磅的力。我們將小數(shù)點右移三位，得到一千牛頓（kn），為224.81磅。
緊固件強度
此篇文章中，我們學習了什么是不同的性能等級標記，但它們有什么關系？米制使用的強度單位術(shù)語不是“磅每平方英寸”（psi）而是帕斯卡。因為這些單位數(shù)值大，于是在前面加上“兆”字成為“兆帕”或mpa。
同樣有趣的是，性能等級數(shù)字實際上是與緊固件強度相關。例如，8.8級緊固件強度為830mpa，而10.9級為1040mpa。米制標記的數(shù)字實際上是該緊固件以兆帕為單位的抗拉強度。
還應指出的是，盡管在市面上標記“8”的螺母仍可用來配8.8級緊固件，但astm a563m只承認性能9級螺母可用來配8.8級和9.8級緊固件。當然，它的Zui小保證載荷應力為900mpa。
表4列舉了在螺栓螺紋上擰緊螺母的建議扭矩值。
潤滑值是使用金屬潤滑劑，如鎳或銅等防卡潤滑脂。
譯者后記
在連續(xù)兩期的《american fastener journal》上，緊固件的人士都談及了自己對米制緊固件的一些看法，這說明了緊固件在不同領域的交流日益增多。
在該雜志2011年3/4月刊上，克里斯寫的《米制緊固件》一文，五味雜陳。在我國，米制緊固件的遭遇何嘗不是這樣。在市場上、在東螺在線螺絲供應商（www.luosibuy.com）上，還有在不少緊固件的論壇上，用緊固件的人們，一個個還不就像考古隊員一樣，急切地多方尋找已經(jīng)作廢的、撤消的或者是已經(jīng)過期的緊固件標準，以及各種五金手冊、各種緊固件匯編。他們之所以仍惦記著這些老標準，不為別的，只為市場的需要。市場為什么需要？因為即使是年青的工程師，手里拿著的機械設計手冊還是老標準；因為很多外資企業(yè)拿到中國的機械項目，大多是過時貨，需要的仍是老標準緊固件；因為很多機械行業(yè)后繼無人，只好用五六十年代的老圖紙……
所的這一切怎么不會產(chǎn)生這種需求呢？因此，希望緊固件的生產(chǎn)商、銷售商以后能多向客戶推薦新標準，體現(xiàn)緊固件行業(yè)的實踐經(jīng)驗和技術(shù)進步。
蓋依寫的這篇文章也很有意思。寸制使用者看米制，與我們米制使用者看寸制是多么的相似。這或許預示著未來寸制向米制的過渡。表4的值是磅英尺或磅英寸，要換算成我們熟悉的牛米，分別乘以1.356和0.113即可得出。表4默認是六角頭，如是凹槽頭或十字槽頭則要看Zui后一列。