Các hệ thống tiêu chuẩn lắp xiết là gì, do ai đặt ra và có ý nghĩa gì?

Khi kỹ thuật công nghiệp phát triển trong suốt thế kỷ 20, nhiều tiến bộ phải bị tạm ngưng do tai nạn công xưởng, hỏng hóc máy móc và những vấn đề yếu kém dai dẳng trong thiết kế. Các kỹ sư có tư duy tiến bộ bắt đầu nhận thấy nhu cầu tiêu chuẩn hóa trong ngành của họ, bao gồm mọi thứ từ yêu cầu an toàn đến chỉ định vật liệu.

Từ nhu cầu đó, các tiêu chuẩn lắp xiết dần xuất hiện. Vì lắp xiết là thứ giữ cả thế giới công nghiệp liên kết với nhau theo đúng nghĩa đen, nên bắt buộc các kỹ sư phải sử dụng cùng một ngôn ngữ, yêu cầu và kỳ vọng để truyền đạt các nhu cầu về sản phẩm của họ. Các tiêu chuẩn về sản phẩm lắp xiết đã tạo ra một ngành công nghiệp thiết lập tiêu chuẩn ngày càng phát triển, mà những thứ này có thể là quá phức tạp để hiểu.

Vậy chính xác tiêu chuẩn lắp xiết là gì, do ai đặt ra và có ý nghĩa gì?

 

Tiêu chuẩn lắp xiết là gì?

Tiêu chuẩn lắp xiết thường là một tài liệu có giải thích về các thông số và như một cách truyền đạt thông suốt các yêu cầu hoặc các thành phần của lắp xiết. Khi một sản phẩm lắp xiết đáp ứng một tiêu chuẩn nhất định, các đặc điểm của nó phải được truyền đạt theo một cách nhất quán, dễ nhận biết.

Ví dụ, Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ (ASME) đưa ra các tiêu chuẩn cho nhiều loại lắp xiết khác nhau, bao gồm chốt định vị. Tiêu chuẩn ASME B18.8.2 phác thảo rằng các vật tư liên kết sản xuất nối đất đã tôi hoặc chưa tôi phải đáp ứng các dung sai đường kính và chiều dài cụ thể, hình dạng, độ nhẵn bề mặt cũng như các yêu cầu về vật liệu, hoàn thiện và xử lý. Khi chốt định vị đáp ứng tiêu chuẩn ASME B18.8.2, tất cả các yêu cầu đó sẽ được thông báo ngay lập tức với sự đảm bảo về tính nhất quán và tuân thủ.

Bản thân các tiêu chuẩn được đáp ứng với sự tuân thủ tự nguyện, không có nghĩa vụ pháp lý nào yêu cầu các nhà sản xuất phải nhất nhất tuân thủ chúng. Tuy nhiên, nhiều thiết kế OEM yêu cầu các vật tư liên kết đáp ứng các tiêu chuẩn này. Đôi khi, chúng thậm chí còn được yêu cầu bởi luật phá ví dụ: tất cả đồ chơi được bán ở Hoa Kỳ phải đáp ứng tiêu chuẩn an toàn F963 của ASTM International (ASTM), theo yêu cầu của Đạo luật Cải thiện An toàn Sản xuất Tiêu dùng.

Việc không tuân thủ một số tiêu chuẩn này có thể gây ra trục trặc nghiêm trọng và đôi khi vi phạm pháp luật, dẫn đến vi phạm an toàn, thương tích và phân nhánh pháp lý. Điều quan trọng là tìm nguồn vật tư liên kết từ nhà phân phối cung cấp nhiều loại phụ tùng tuân thủ tiêu chuẩn.

 

Tiêu chuẩn lắp xiết bao gồm những gì?

Tiêu chuẩn lắp xiết bao gồm nhiều yếu tố khác nhau. Kích thước (thường có các tiêu chuẩn riêng cho lắp xiết hệ inch và lắp xiết hệ mét), cơ tính, phân loại, vật liệu và cách sử dụng đều là những đặc điểm chung. Ví dụ, ASTM chia các tiêu chuẩn của họ thành sáu loại khác nhau, điều này rất hữu ích trong việc hiểu phạm vi các đặc điểm của lắp xiết thường được tiêu chuẩn hóa trong các tổ chức khác.

• Thông số kỹ thuật: Bao gồm các tính chất vật lý như kích thước/dung sai và tính chất hóa học như thành phần vật liệu
• Phương pháp kiểm tra: Chỉ định cách kiểm tra thuộc tính như khả năng gia công, cùng với giá trị mong muốn của thuộc tính đó
• Thực hành: Cung cấp hướng dẫn quy trình sử dụng lắp xiết
• Hướng dẫn: Cung cấp hướng dẫn và cân nhắc để chọn lắp xiết phù hợp
• Phân loại: Trình bày thông tin về lắp xiết mà không ra lệnh hành động
• Thuật ngữ: Bao gồm các định nghĩa, ký hiệu hoặc các yếu tố nhận dạng khác của lắp xiết

Nhìn chung, các tiêu chuẩn lắp xiết nhằm mục đích tạo ra chất lượng lắp xiết đồng nhất bằng cách thiết lập các cơ sở hiểu biết về các đặc điểm, quy trình sản xuất, thuật ngữ và kỳ vọng của lắp xiết.

 

Ai đặt tiêu chuẩn lắp xiết?

Các tiêu chuẩn lắp xiết hầu hết được đặt ra bởi các tổ chức phi chính phủ nhằm tiêu chuẩn hóa các sản phẩm và dịch vụ để đặt ra các kỳ vọng về an toàn, tính đồng nhất và chất lượng. Một số tìm cách thiết lập những kỳ vọng này ở quy mô quốc tế hoặc quốc gia cụ thể, trong khi những người khác đặt ra các nguyên tắc để sử dụng trong các ứng dụng dành riêng cho ngành như ứng dụng ô tô hoặc quân sự.

Các tổ chức này không xử lý riêng các vật tư liên kết mà cũng xử lý các quy trình, nguyên tắc an toàn, kỳ vọng về dịch vụ, quản lý kinh doanh và các sản phẩm khác trong phạm vi trọng tâm của họ. Tuy nhiên, có một số công ty sản xuất các tiêu chuẩn lắp xiết nổi tiếng mà nhiều nhà sản xuất tuân thủ.

Một số tổ chức tiêu chuẩn lắp xiết phổ biến nhất là:

ASME – Hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ

ANSI – Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ

SAE International – Hiệp hội kỹ sư ô tô

ASTM International – Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ

DIN – Deutsches Institute for Normung (Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Đức)

ISO – Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế

Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ cũng chỉ định các tiêu chuẩn cụ thể mà các nhà sản xuất lắp xiết phải đáp ứng để thực hiện công việc theo hợp đồng cho quân đội, bao gồm:

MS – Quy cách kỹ thuật quân dụng (còn được gọi là MIL-SPEC, mil specs, MIL-STD hoặc NAS/NASM – Tiêu chuẩn Hàng không Vũ trụ Quốc gia/Tiêu chuẩn quân sự)

Mil spec (quy cách kỹ thuật quân dụng) thường được đáp ứng thông qua một tiêu chuẩn khác (chẳng hạn như tiêu chuẩn ANSI hoặc SAE), nhưng đôi khi là tiêu chuẩn duy nhất cho quân đội hoặc một nhánh quân sự cụ thể.

 

ASME – Hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ

ASME, được thành lập vào năm 1880, nổi tiếng với việc thiết lập các mã nồi hơi và áp suất vào đầu những năm 1900 như một giải pháp cho các vấn đề an toàn quan trọng. Điều này ảnh hưởng đến bản chất định hướng an toàn của các tiêu chuẩn tương lai của họ, bao gồm các ngành kỹ thuật và thiết kế thiết bị của họ, quản trị xây dựng, tiêu chuẩn báo cáo, etc. Các tiêu chuẩn mà họ đặt ra cho lắp xiết bao gồm từ thuật ngữ và định nghĩa đến các kích thước lỗ thông cụ thể cho các lắp xiết có ren hệ mét.

Hầu hết các tiêu chuẩn lắp xiết ASME là các danh mục theo hệ thống đặt tên B18. Ví dụ: tiêu chuẩn Bảng chú giải thuật ngữ dành cho Vật tư liên kết cơ khí được phân loại là B18.12, trong khi tiêu chuẩn Vật tư liên kết để sử dụng trong ứng dụng kết cấu được gọi là B18.2.6. Các tiêu chuẩn khác bao gồm nhưng không giới hạn như được trích dẫn từ Quy tắc & Tiêu chuẩn của ASME:

B18.2.6 – Vật tư liên kết để Sử dụng trong Ứng dụng Kết cấu: Dữ liệu chung và kích thước cho bu lông kết cấu lục giác nặng hệ mét được công nhận là Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ

B18.18.1 – Kiểm tra và Đảm bảo Chất lượng cho Vật tư liên kết Đa năng: Đảm bảo chất lượng cho các vật tư liên kết và phụ kiện có ren trong và ngoài

B18.18 – Đảm bảo Chất lượng cho Vật tư liên kết: Các yêu cầu kiểm tra trong quá trình và kiểm tra cuối cùng đối với các sản phẩm vật tư liên kết; nhận kế hoạch kiểm tra mua lắp xiết

B18.21.1 – Vòng đệm: Khóa lò xo xoắn ốc, Khóa răng và Vòng đệm trơn (Hệ inch): Yêu cầu về kích thước, tính chất vật lý và phương pháp thử nghiệm liên quan đối với các vật tư liên kết đã cho

B18.24 – Tiêu chuẩn hệ thống mã số nhận dạng bộ phận (PIN) cho các sản phẩm lắp xiết B18: Cung cấp cho người dùng khả năng xác định các sản phẩm lắp xiết bên trong, bên ngoài và không có ren theo thứ tự mã hóa được chọn trước như đã chỉ định

B18.15 – Bu lông mắt rèn: Kích thước và khả năng của bu lông mắt ren rèn bằng carbon và thép không gỉ có kích thước cụ thể cho các vật liệu cụ thể

B18.22.1 – Vòng đệm trơn: Được đưa vào tiêu chuẩn B18.21.1

B18.3 – Nắp ổ cắm, Vai, Vít định vị và Chìa lục giác (Hệ inch): Dữ liệu chung và kích thước cho nhiều loại lắp xiết hình lục giác có liên quan

B18.8.1 – Vật tư liên kết có rãnh và Vật tư liên kết có rãnh (Hệ inch): Dữ liệu chung và kích thước cho vật tư liên kết có rãnh và vật tư liên kết có kích thước cụ thể.

B18.8.2 – Vật tư liên kết côn, Chốt định vị, Vật tư liên kết thẳng, Vật tư liên kết có rãnh và Vật tư liên kết lò xo (Hệ inch): Dữ liệu chung và kích thước cho các vật tư liên kết đã cho

 

ANSI – Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ

ANSI đóng vai trò điều phối việc tạo ra các tiêu chuẩn cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ nha khoa đến vệ sinh và sức khỏe. Họ không thực sự tự tạo ra các tiêu chuẩn – thay vào đó, họ cung cấp nền tảng trung lập để công nhận các tổ chức tiêu chuẩn khác như ASME, ASTM, ISO, SAE và DIN.

Do đó, bạn sẽ thấy nhiều tiêu chuẩn ANSI được liệt kê dưới dạng tên kép – ví dụ: ANSI công nhận tiêu chuẩn B18.8.2 của ASME, vì vậy bạn có thể thấy nó là ANSI/ASME B18.8.2.

Nếu một tiêu chuẩn được ANSI công nhận, điều đó có nghĩa là tiêu chuẩn đó đáp ứng các yêu cầu về tính công khai, cân bằng, đồng thuận và đúng thủ tục và tuân thủ sự giám sát trung lập của ANSI (theo Vai trò của ANSI). Nó sẽ được coi là Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANS) và sẽ được đại diện như vậy trước cộng đồng quốc tế.

ANSI/ASME B17.1 – Chốt và Rãnh chốt: Thiết lập mối quan hệ thống nhất giữa kích thước trục và kích thước Chốt cho các Chốt song song và Chốt côn giữ nguyên kích thước cơ bản tương tự.

ANSI/ASME B17.2 – Then Woodruff và Rãnh then: Bao gồm danh pháp, định nghĩa, số ID, kích thước và dung sai của các vật tư liên kết đã cho

ANSI/ASME B18.2.2 – Đai ốc cho ứng dụng chung: Đai ốc bắt vít máy; và Hex, Square, Hex Flange và Coupling Nuts (Hệ inch): Dữ liệu chung và kích thước cho các vật tư liên kết đã cho

ANSI/ASME B18.6.3 – Vít máy, Vít ren và Vít truyền động kim loại (Hệ inch): Dữ liệu chung và kích thước cho các vật tư liên kết đã cho

 

SAE – Hiệp hội kỹ sư ô tô

Bắt đầu từ đầu những năm 1900 như một nỗ lực nhằm tiêu chuẩn hóa ngành công nghiệp ô tô của Mỹ, SAE International hiện là một tổ chức toàn cầu bao gồm hầu hết mọi hình thức di chuyển, bao gồm cả hàng không vũ trụ, với các tổ chức liên kết ở Ấn Độ, Brazil và Trung Quốc. Các tiêu chuẩn của họ bao gồm các thành phần, hệ thống và thực hành trong các ngành công nghiệp phương tiện hàng không và mặt đất, cùng với các ngành y tế, quốc phòng và hành chính.

Để tạo ra các tiêu chuẩn, SAE thành lập các ủy ban gồm các chuyên gia trong ngành và tuân theo quy trình phát triển gồm 8 bước, lấy tiêu chuẩn từ ý tưởng tạo ra để cải tiến ứng dụng. Bạn có thể tìm thấy các tiêu chuẩn được chấp nhận trên trang Tiêu chuẩn SAE và sẽ hiển thị cùng với danh mục ngành nhất định và trạng thái tồn tại hiện tại hoặc lịch sử.

J493 – Đầu thanh và Vật tư liên kết Clevis

J534 – Phụ kiện bôi trơn: Bao gồm các thông số kỹ thuật chung và kích thước cho các vật tư liên kết nhất định

 

ASTM International – Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ

ASTM International bắt đầu như một nỗ lực của Mỹ nhằm giải quyết các sự cố đường sắt vào đầu những năm 1900, từ đó đưa ra tiêu chuẩn thép cho đường ray. Trong một thế kỷ, nó đã mở rộng để bao gồm nhiều ngành công nghiệp và thành viên từ hơn 140 quốc gia.

Giống như các tổ chức khác, các tiêu chuẩn của ASTM bao gồm mọi thứ từ hướng dẫn báo cáo, quy tắc an toàn và bảo trì thiết bị đến các kích thước cụ thể cho các bộ phận cụ thể.

ASTM A276 – Thanh thép không gỉ và hình dạng: Bao gồm các thanh được hoàn thiện nóng hoặc nguội (ngoại trừ thanh rèn) có nhiều hình dạng

ASTM A29 – Yêu cầu chung đối với các thanh thép, carbon và hợp kim, rèn nóng: Bao gồm một nhóm các yêu cầu đối với các thanh thép carbon và hợp kim theo một số thông số kỹ thuật, bao gồm các thanh thép hợp kim và thép được gia công nguội

ASTM A295 – Thép chịu lực chống ma sát hàm lượng carbon cao: Bao gồm thép đã cho để sử dụng trong sản xuất các ổ trục chống ma sát

ASTM A484 – Yêu cầu chung đối với các thanh, phôi thép không gỉ và vật rèn: Yêu cầu chung đối với các vật liệu nhất định

ASTM A582 – Free Machining Stainless Steel Bars: Bao gồm các thanh gia công nóng hoặc nguội (trừ thanh để rèn) phù hợp cho các quy trình gia công

ASTM B16 – Đòn, thanh và hình dạng bằng đồng thau cắt tự do để sử dụng trong máy trục vít: Bao gồm các yêu cầu đối với bất kỳ mặt cắt cụ thể nào của vật liệu nhất định được làm từ hợp kim đồng UNS số C36000 phù hợp cho các ứng dụng gia công trục vít tốc độ cao

ASTM B221 – Các thanh, thanh, dây, thanh định hình và ống ép đùn bằng nhôm và hợp kim nhôm: Bao gồm các yêu cầu tiêu chuẩn đối với các vật liệu nhất định

ASTM F1145 – Khóa quay: rập, hàn hoặc rèn: Bao gồm các vật tư liên kết có hoặc không có đai ốc kẹt (được bao gồm trong Loại 1; Lớp 1; Lớp B, D, E, F, G và H)

 

DIN – Deutsches Institute for Normung (Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Đức)

DIN quy định các tiêu chuẩn của Đức cho nhiều bộ phận và ngành công nghiệp, nhưng tiêu chuẩn đầu tiên của nó – được xuất bản vào năm 1918, theo DIN Timeline – quy định việc sản xuất chân côn. Khi tổ chức phát triển, nó bao gồm nhiều tiêu chuẩn hơn với trọng tâm là đảm bảo chất lượng. Nó đã tham gia ISO vào năm 1961 sau khi khẳng định vị thế hàng đầu trong các tiêu chuẩn Châu Âu.

Cuối cùng, ISO dần dần đảm nhận vai trò của châu Âu với tư cách là đại diện tiêu chuẩn quốc tế. Ngày nay, các tiêu chuẩn DIN thường được đề cập trong ISO, trừ khi không có tiêu chuẩn ISO cho sản phẩm hoặc dịch vụ cụ thể đó. Trong trường hợp đó, nó chỉ là tiêu chuẩn DIN. DIN vẫn được công nhận và sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp lắp xiết quốc tế vì nó đại diện cho các tiêu chuẩn số liệu trước khi ISO ra đời.

DIN 7 (ISO 2338) – Chốt định vị: Thép không gỉ hoặc thép không gỉ austenit

DIN 1469, 1470, 1471, 1472, 1473, 1474 và 1475 – Chân có rãnh

DIN 6880 – Bright Key Steel (đối với chìa khóa và chìa khóa máy): Tiêu chuẩn kích thước cho các thanh có mặt cắt ngang hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình chữ nhật phẳng

 

ISO – Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế

ISO có lẽ là tổ chức tiêu chuẩn nổi tiếng nhất hiện nay, vì nó sở hữu gần 25.000 tiêu chuẩn trong các ngành từ tốc độ phim máy ảnh đến mã tiền tệ đến trách nhiệm xã hội. Nó bắt đầu điều chỉnh các vật tư liên kết cách đây khoảng 50 năm và cuối cùng đã soán ngôi DIN với tư cách là cơ quan thiết lập tiêu chuẩn chính của Châu Âu trong ngành.

Trong lĩnh vực lắp xiết, nhiều tiêu chuẩn ISO bắt nguồn từ tiêu chuẩn DIN; các tiêu chuẩn như vậy bây giờ có thể có các tên khác nhau, nhưng về cơ bản chúng giống nhau (có một số biến thể nhỏ tồn tại). Ví dụ: ISO 133337 từng được gọi là DIN 7346 . Hai tên đại diện cho cùng một tiêu chuẩn, quy định kích thước của vật tư liên kết cuộn hạng nhẹ hệ mét.

ISO 13337 (DIN 7346) – Chốt thẳng kiểu lò xo – Có rãnh, Nhiệm vụ nhẹ: Chỉ định các đặc tính của vật tư liên kết đã cho được làm từ thép hoặc thép không gỉ cụ thể

ISO 2341 (DIN 2341) – Chốt Clevis và đầu: Chỉ định các đặc tính của sản phẩm với các yếu tố thiết kế cụ thể

ISO 8734 (DIN 6325) – Chốt song song bằng thép cứng và thép không gỉ Martensitic (chốt định vị): Chỉ định đặc điểm của các vật tư liên kết đã cho

ISO 8748 (DIN 7344) – Chốt thẳng kiểu lò xo – Cuộn, nhiệm vụ nặng: Chỉ định các đặc tính của vật tư liên kết đã cho được làm từ thép hoặc thép không gỉ austenit/martensitic

ISO 8752 (DIN 1481) – Chốt thẳng kiểu lò xo – Có rãnh, nhiệm vụ nặng: Chỉ định các đặc tính của vật tư liên kết đã cho được làm từ thép hoặc thép không gỉ austenit/martensitic

ISO-2982-2 – Vòng bi lăn – Phụ kiện – Phần 2: Kích thước cho Đai ốc hãm và Thiết bị khóa: Chỉ định kích thước và dung sai của các vật tư liên kết đã cho

 

MS – Quy chuẩn kỹ thuật quân dụng

Quy chuẩn kỹ thuật quân dụng – hoặc Mil Spec, thông số kỹ thuật mil, hoặc MIL-STD – biểu thị tiêu chuẩn do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đặt ra cho thiết bị quân sự hoặc quốc phòng. Trong nhiều trường hợp, MS sử dụng các tiêu chuẩn khác để xác định tiêu chuẩn của riêng họ. Ví dụ: lắp xiết MS có thể sử dụng tiêu chuẩn ASTM để điều chỉnh các phương pháp thử nghiệm và/hoặc có thể sử dụng tiêu chuẩn SAE để thiết lập các yêu cầu về vật liệu.

Trong nhiều trường hợp, các vật tư liên kết này trông và hoạt động giống như các vật tư liên kết không phải MS của chúng. Sự khác biệt chính là các phép đo chính xác và dung sai cần thiết cho mục đích quân sự. Tuy nhiên, đôi khi không có sự khác biệt giữa lắp xiết MS và không phải MS; trong những trường hợp này, sự khác biệt chỉ là liệu nhà sản xuất có chứng nhận bản chất MS của lắp xiết hay không.

 

Ai đặt ra các tiêu chuẩn lắp xiết?

Các tiêu chuẩn về lắp xiết giúp các ngành truyền đạt các yêu cầu và đặc điểm của lắp xiết một cách thống nhất để đảm bảo tính nhất quán. Mặc dù đây đều là tự nguyện nhưng nhiều ứng dụng yêu cầu tuân thủ các tiêu chuẩn nhất định để đáp ứng các quy định về an toàn hoặc của chính phủ, vì vậy điều quan trọng là phải làm việc với nhà cung cấp lắp xiết phân phối nhiều loại phụ tùng tuân thủ tiêu chuẩn.