58
10/15/2013 1 Fasteners When putting things together, there are many kinds of fasteners from which to choose GLOSSARY OF TERMS ASTM AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS (CHEMICAL AND PHYSICAL SPECIFICATIONS) ANSI AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE ( DIMENSIONAL SPECIFICATIONS) SAE SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS SPECIFICATION OF GRADE 5 AND GRADE 8 HARDWARE ASME AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS ISO INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDS

Fasteners - NAARSOThe international standard for metric screws is defined by ISO 898, specifically ISO 898‐1. SAE J1199 and ASTM F568M metric bolts use numbers with one decimal

  • Upload
    others

  • View
    11

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

10/15/2013

1

FastenersWhen putting things together, there are many kinds of fasteners from 

which to choose

GLOSSARY OF TERMS

ASTM     AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS (CHEMICAL AND PHYSICAL SPECIFICATIONS)

ANSI      AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE( DIMENSIONAL SPECIFICATIONS)

SAE SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERSSPECIFICATION OF  GRADE 5 AND GRADE 8 HARDWARE

ASME AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS

ISO INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDS

10/15/2013

2

Parts of

10/15/2013

3

• Thread Count (TPI)

• TPI stands for Threads Per Inch. This is simply a count of the number of threads per inch measured along the length of a fastener. TPI is used only with American f M i F h dfasteners. Metric Fasteners use a thread Pitch (see below). In general smaller fasteners have finer threads, so the thread count is higher.

• Thread Pitch

• Metric fasteners are specified with a thread pitch instead of a thread count. The thread pitch is the distance between threads expressed in millimeters (measured along the length of the fastener). For example a thread pitch of 1.5 means that the distance between one thread and the next is 1.5mm. In general smaller fasteners have finer thread so they have lower thread pitch.

10/15/2013

4

TYPES OF THREADS

UNC 

Unified National Coarse (UNC) is a thread form with a 60 degree flank angle rounded roots and flat crests. 

For a given diameter it has a larger thread pitch than an equivalent diameter UNF thread. The unified thread is based on inch sizes and was first standardized in 1948 unifying the Whitworth and American standard thread forms. 

UNEF 

Unified National Extra Fine (UNEF) is a Unified thread form with a very fine (small) pitch that are typically used on instruments and parts requiring a fine adjustmentrequiring a fine adjustment. 

10/15/2013

5

UNF 

Unified National Fine (UNF) is a thread form with a 60 degree flank angle rounded roots 

and flat crests. 

For a given diameter it has a smaller thread pitch 

than an equivalent diameter UNC thread. 

UNR 

• Unified National (UN) thread form with a rounded root contour, applies only to external threads. (The UN thread form has a flat, or optionally a rounded root contour ) Theoptionally, a rounded root contour.) The majority of fasteners with a Unified thread form have a rounded root contour i.e. are UNR threads. 

InchSAE J429 defines the bolt grades for inch‐system sized bolts and screws. It defines them by grade, which ranges from 0 to 8, with 8 being the strongest. Higher grades do not exist within the specification.[32][33] SAE grades 5 and 8 are the most common

the grade is dictated by the number of radial shapes plus a value of two.

Metric

The international standard for metric screws is defined by ISO 898, specifically ISO 898‐1. SAE J1199 and ASTM F568M  metric bolts use numbers with one decimal. 4.6, 4.8, 5.8, 8.8, 9.8, 10.9, and 12.9; classes are to be stamped on the top of screws and it is preferred that the marking is raised

10/15/2013

6

structural bolt is designed to withstand loads of steel‐to‐steel structural connections. This 

specialized heavy hex bolt has a flat, washer‐faced bearing surface and a chamfered thread point. Commonly made from A325 and A490 steel.

10/15/2013

7

10/15/2013

8

10/15/2013

9

10/15/2013

10

10/15/2013

11

10/15/2013

12

10/15/2013

13

10/15/2013

14

10/15/2013

15

10/15/2013

16

10/15/2013

17

10/15/2013

18

structural

10/15/2013

19

10/15/2013

20

Bolt hole too big

10/15/2013

21

10/15/2013

22

10/15/2013

23

10/15/2013

24

BEARING STRESS 

The surface pressure acting on a joint face directly as a result of the force

applied by a fastener. 

Why do threaded assemblies fail?Why do threaded assemblies fail?

Threaded assemblies generally fail because of a loss in bolt tension. The main causes for this are relaxation and self‐loosening.

Relaxation results in a change in bolt tension which leads toa reduced clamping force. This effect is triggered by:Settling – pressure‐induced smoothing of the surfaceroughness.

Creeping – time‐dependent yielding of substrates when loads

exceed the compressive strength of the material e.g. whenclamping gaskets.

10/15/2013

25

CREEP 

Creep is deformation with time when a part is subjected to constant stress. 

Metals creep can occur at elevated temperature however with gasket materials it can occur athowever with gasket materials it can occur at 

normal ambient temperatures. 

•Creep resistance is an important property of gasket materials. Gasket materials are designed to flow under stress to fill any irregularities in the flange surface. The 

amount of creep sustained tends to increase with temperature. 

• However once the tightening is completed it is important that no f rther flo occ rs since s chimportant that no further flow occurs since such 

deformation will lead to a reduction in bolt extension and subsequently the stress acting on the gasket. If this stress is reduced to below a certain minimum, which depends upon the type and construction of the gasket and the operating temperature, a high rate of leakage can be 

anticipated to occur. 

Self‐loosening is caused by any type of dynamic load, suchas vibration or changes in temperature. Insuffi cientclamp loadand poorly fi tting parts allow relative movements which increasethe risk of self‐loosening. These load changes lead to short‐termfrictionless situations where the bolt unwinds from the nut. Thesum of these very small movements ultimately results in theloosening of the threaded assembly.

10/15/2013

26

Mechanical devices

(e.g. tab washers, split pins)Only used to prevent the loss of nuts and bolts Locking devices

(e.g. tooth fl anged bolts and wedge locking washers)Prevent self‐loosening, but are expensive; need larger flange‐bearing surfaces anddamage the surfaces

How to secure a threaded assembly?

damage the surfaces

Friction devices(e.g. nylon ring or deformed nut)Increase friction; will not ensure permanent threadlocking under dynamic loads

How does a Loctite® threadlocker work?Loctite® threadlockers are single component adhesives that completely fi llall voids between the interfacing threads. They cure in the absence of air and incontact with metal to form a tough thermoset plastic, thus creating an interfacialconnection that maintains the friction between the threads by adhesion to bothfl anges and by cohesion within the adhesive layer. This prevents any movementbetween the threads.

10/15/2013

27

10/15/2013

28

Code Size mm Shackle Colour W.L.L. tonne

242313M 13 x 16 Green 2

242316M 16 x 19 Yellow 3.2

242319M 19 x 22 Grey 4.7

242322M 22 x 25 Brown 6.5

242325M 25 x 29 Blue 8.5 

The torque specs in the factory tech manual state that they are for "clean unlubricated" threads unless otherwise specified. I am familiar with the idea that loctite serves as a thread lubricant and that lubricated threads require a roughly ‐25% reduction from the specified "dry" torque spec.

Torque is simply a measure of the twisting force required to spin the nut up along the threads of a bolt, ‐

10/15/2013

29

10/15/2013

30

How does a Loctite® threadlocker work?Loctite® threadlockers are single component adhesives that completely fi llall voids between the interfacing threads. They cure in the absence of air and incontact with metal to form a tough thermoset plastic, thus creating an interfacialconnection that maintains the friction between the threads by adhesion to bothfl anges and by cohesion within the adhesive layer. This prevents any movementbetween the threads.

The torque specs in the factory tech manual state that they are for "clean unlubricated" threads unless otherwise specified. I am familiar with the idea that loctite serves as a thread lubricant and that lubricated threads require a roughly ‐25% reduction from the specified "dry" torque spec.

Torque is simply a measure of the twisting force required to spin the nut up along the threads of a bolt, ‐

10/15/2013

31

Fasteners• R clips must be

• the right size for the job

• They must not be 

• bent out of shape

• They must still have

• the proper tension

• They must be properly

• installed

10/15/2013

32

10/15/2013

33

10/15/2013

34

authentic Crosby on left

10/15/2013

35

10/15/2013

36

Grade

WorkingLoad limit

Date ofManufacturing

WLL 3.2T  S/6   07/13 BJ31

WLL 3.2 T

S/6

07/13

Body ID.

07/13

BJ 31

RIGGING SHACKLE

10/15/2013

37

10/15/2013

38

Mechanical devices

(e.g. tab washers, split pins)Only used to prevent the loss of nuts and bolts Locking devices

(e.g. tooth fl anged bolts and wedge locking washers)Prevent self‐loosening, but are expensive; need larger flange‐bearing surfaces anddamage the surfaces

How to secure a threaded assembly?

damage the surfaces

Friction devices(e.g. nylon ring or deformed nut)Increase friction; will not ensure permanent threadlocking under dynamic loads

10/15/2013

39

10/15/2013

40

10/15/2013

41

10/15/2013

42

Course   Fine

10/15/2013

43

10/15/2013

44

10/15/2013

45

10/15/2013

46

10/15/2013

47

10/15/2013

48

10/15/2013

49

10/15/2013

50

10/15/2013

51

10/15/2013

52

10/15/2013

53

10/15/2013

54

10/15/2013

55

10/15/2013

56

10/15/2013

57

10/15/2013

58