Для чего нужна резьба в деталях кратко

Обновлено: 05.07.2024

Резьбовое соединение — разъёмное соединение деталей машин при помощи винтовой или спиральной поверхности (резьбы). Это соединение наиболее распространено из-за его многочисленных достоинств. В простейшем случае для соединения необходимо закрутить две детали, имеющие резьбы с подходящими друг к другу параметрами. Для рассоединения (разьёма) необходимо произвести действия в обратном порядке.

В резьбовых соединениях используется метрическая и дюймовая резьба различных профилей в зависимости от технологических задач соединения.

Содержание

Характеристики резьбовых соединений

технологичность;
взаимозаменяемость;
универсальность;
надёжность;
массовость.

раскручивание (самоотвинчивание) при переменных нагрузках и без применения специальных устройств (средств).
отверстия под крепёжные детали как резьбовые так и гладкие вызывают концентрацию напряжений.
для уплотнения (герметизации) соединения необходимо использовать дополнительные технические решения.

Примечание: коническая резьба обладает свойством герметичности и самостопорения.

Краткая история

Трудно предположить, на каком этапе технологического прогресса застряло бы человечество без появления резьбового соединения. Возможно, и прогресса как такового вообще не получилось, но мысль на месте не стояла, и в разгар эпохи Возрождения была придумана резьба – нанесение на поверхность металлических деталей спиральных канавок и выступов. Достаточно достоверно установлено, что первыми резьбовыми деталями стали болты гайки с резьбой на наружной цилиндрической поверхности, возникшие в пятнадцатом столетии. Они соединяли подвижные сегменты брони доспехов и части часовых механизмов. Станок немецкого первопечатника Иоганна Гутенберга, созданный в период между 1448 и 1450 годами, имел резьбовые соединения, детали его скреплены винтами. Конгруэнтные винтам отдельные детали с резьбой на внутренней стенке цилиндра, специально служащие для крепления, то ест гайки, возникли лишь полторы сотни лет спустя. В начале семнадцатого столетия появилось резьбовое соединение, сходное с современным. Первоначально, шаг резьбы был дюймовым, и только в начале 19 века французы ввели в обиход метрическую резьбу. Гайки нашли широкое применение в различных сферах техники, и подобно всякому часто используемому предмету, стали совершенствоваться и изменяться по своей форме, размеру, материалу и функциональному предназначению. Возникли гайки квадратные, восьми- и шестигранные, колпачковые (“глухие ”), прорезные (корончатые), барашковые. Переоценить пользу гаек и болтов трудно, пожалуй, столь же тяжело придумать технологическую сферу, где не использовались бы элементы резьбового соединения, в силу его простоты, надёжности и универсальности.

Классификация резьбовых соединений

резьбовое соединение при непосредственном скручивании соединяемых деталей (резьба имеется на этих деталях);

резьбовое соединение при помощи дополнительных соединительных деталей, например, болтов, шпилек, винтов, гаек и т.д;

соединение; соединение; соединение.

Механические свойства резьбового соединения

Механические свойства болтов, крепёжных винтов и шпилек

Механические свойства гаек

4; 5; 6; 8; 9; 10; 12 — для гаек с нормальной высотой, равной или более 0,8d и крупной резьбой;
5; 6; 8; 10; 12 — для гаек с нормальной высотой, равной или более 0,8d и мелкой резьбой;
04; 05 — для гаек с номинальной высотой от 0,5d до 0,8d.

Класс прочности для гаек с нормальной высотой указывает на наибольший класс прочности болтов, с которыми они могут создавать соединение, то есть на первую из цифр в обозначении класса прочности соответствующего болта.

Механические свойства болтов, шпилек, винтов по ГОСТ Р 52627-2006

Болты		Применяемые гайки		Предел прочности на растяжение R_m, МПа		Предел текучести R_eL, R_p0,2, МПа	Относительное удлинение после разрыва A, %	Ударная вязкость KU, Дж/cм 2	Твердость по Бринеллю, НВ
Класс прочности	Марка стали [5]	Класс прочности	Марка стали [6]	Предел прочности на растяжение R_m, МПа					Твердость по Бринеллю, НВ
Класс прочности	Марка стали [5]	Класс прочности	Марка стали [6]	номин.	мин.				номин.	макс.
3.6	10, 10кп	4	Ст3кп, Ст3сп	300	330	180	25	-	90	238
4.6	20	5	10, 10кп, 20	400	420	240	22	55	114	238
4.8	10, 10кп	5	10, 10кп, 20	400	420	320	14	-	124	238
5.6	30, 35	6	Ст5, 15, 15кп, 35	500	520	300	20	50	147	238
5.8	10, 10кп, 20, 20кп	6	Ст5, 15, 15кп, 35	500	520	400	10	-	152	238
6.6 [7]	35, 45, 40Г	8	20, 20кп, 35, 45	600	600	360	16	40	181	238
6.8	20, 20кп	8	20, 20кп, 35, 45	600	600	480	8	-	181	238
8.8	35, 35Х, 38ХА,45Г 40Г2, 40Х, 30ХГСА, 35ХГСА, 16ХСН, 20Г2Р	9	35Х, 39ХА	800	830	640	12	60	238	318
9.8		10	40Х, 40ХГСА, 16ХСН	900	900	720	10	50	276	342
10.9		12	30ХГСА	1000	1040	900	9	40	304	361
12.9		12	30ХГСА, 40ХН2МА	1020	1200	1080	8	30	366	414

Стопорение резьбового соединения

Стопорение — предотвращение самоотвинчивания.

Несмотря на то, что резьба резьбового соединения имеет угол подъёма винтовой линии намного меньше, чем угол трения, вибрация, переменные нагрузки, нарушение технологии способствуют рассоединению (самоотвинчиванию) деталей резьбового соединения. Для предотвращения этого применяются специальные устройства (средства, методы) такие как:

Контрование

Создание дополнительного трения в резьбовом соединении при помощи контргайки. Дополнительно встречается и сочетание с другими способами, т.е. контргайку шплинтуют, обвязывают проволокой, кернят и т.д. Самый простой способ стопорения, недостатком является двукратный расход гаек против положеного.

Шплинтование

Применение деформируемого элемента — шплинта. Шплинт — стальная проволока полукруглого сечения, сложенная вдвое, пропускаемая через радиальное отверстие в резьбе и фиксирующая прорезные и корончатые гайки относительно болта.

Вязка (обвязка) проволокой

Фиксация крепёжных элементов (болтов, гаек) при помощи обвязки проволокой относительно неподвижных элементов конструкции или расположенных рядом однотипных крепёжных элементов.

Установка пружинной шайбы

Установка пружинной шайбы (так называемая шайба Гровера) под гайку или головку болта с созданием дополнительного натяжения в резьбе и предотвращением вращения соединительных деталей. Стопорящее действие шайбы Гровера основано на врезке острых кромок шайбы в прилегающие к ней поверхности при попытке отворачивания вплоть до начала снятия стружки, что препятствует неконтролируемому прокручиванию гайки или болта после затяжки либо незначительного расслабления резьбового соединения.

Установка стопорной шайбы с лапкой или носком

Стопорение шестигранных болтов и гаек с помощью загибания специальных элементов шайбы.

Приварка, пайка, расклёпывание, кернение

Превращение резьбового соединения в условно разъёмное соединение, приваркой (пайкой) резьбы или гайки (головки болта) к конструкции или путём изменения профиля витка резьбы.

Нанесение на резьбу клея, лаков, краски

Фиксация происходит за счёт адгезии (прилипания, сцепления) при затвердении (полимеризации) клея, лаков, краски.

Этот метод имеет такие достоинства, как быстрый, надёжный, защищает резьбу от внешних воздействий атмосферы. Недостатки: требуется очистить резьбу от грязи и масел перед нанесением на неё связующего состава, низкая химическая стойкость против органических растворителей, кислот и щелочей, а также разрушение связующего элемента от воздействия температуры.

Использование гаек с некруглой резьбой

Это очень простой способ, заключающийся в том, что обычную шестигранную гайку слегка сминают ударом молотка, резьбовое отверстие становится эллиптическим и завинчивается со значительным усилием. При этом возможно повреждение антикоррозионного покрытия болта или шпильки.

Использование анкерных гаек

По сути метод похож на использование гаек с некруглой резьбой. Анкерные гайки имеют разрез с одной стороны вдоль оси. Отверстие в этом месте слегка сжато, разрезанные участки слегка пружинят и хорошо противостоят самопроизвольному отвинчиванию. Как правило, вторая сторона анкерных гаек имеет фланец, которым гайка крепится неразъёмным соединением (клёпкой или сваркой) с одной из соединяемых деталей.

Этот способ наиболее широко используется в авиации. Почти все лючки, съёмные панели на крыльях и фюзеляже привинчиваются винтами к анкерным гайкам. Винтовое соединение может использоваться многократно без ухудшения характеристик. Важным свойством является и то, что доступ к винтам возможен только с одной стороны, и другие способы стопорения резьбы неприменимы.

Автор видеоурока: к.пед.н., доцент кафедры ИГиСАПР Кайгородцева Н.В.

В машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности широкое распространение получили разъемные соединения деталей машин, осуществляемые с помощью резьбы различных профилей (треугольного, трапецеидального, прямоугольного и др.).

В основе образования резьбы лежит принцип получения винтовой линии. Если на поверхности цилиндра или конуса прорезать канавку по винтовой линии, то режущая кромка резца образует винтовую поверхность, характер которой зависит от формы режущей кромки.

Образование винтового выступа можно представить как движение треугольника, трапеции, квадрата по поверхности цилиндра или конуса так, чтобы все точки фигуры перемещались по винтовой линии (рис. 248).

Резьба — это поверхность, образованная при винтовом движении произвольного плоского контура по цилиндрической или конической поверхности.

Признаки классификации и виды резьбы

Резьбу треугольного профиля нарезают обычно на деталях, предназначенных для скрепления, и поэтому ее называют крепежной резьбой.

Резьбы иных профилей, по преимуществу трапецеидальные и прямоугольные, относятся к ходовым резьбам (резьба на валу для передвижения суппорта токарного станка, резьба на винте машинных тисков, домкратов и др.).

Виды резьбы классифицируются по следующим признакам:

по форме поверхности:

• цилиндрическая резьба, образованная на поверхности цилиндра,

• коническая резьба, образованная на поверхности конуса;

по характеру поверхности:

• наружная резьба, образованная на наружной поверхности цилиндра или конуса. В резьбовом соединении наружная резьба является охватываемой поверхностью и наносится на болте (винте идр.),

• внутренняя резьба, образованная на внутренней поверхности цилиндра или конуса. В резьбовом соединении внутренняя резьба является охватывающей поверхностью, она наносится на поверхности отверстия в гайке (гнезде и др.);

по направлению резьбы:

• правая резьба, образованная контуром, вращающимся по часовой стрелке и перемещающимся вдоль оси в направлении от наблюдателя (подъем винтового выступа на видимой (передней) стороне идет слева направо),

• левая резьба, образованная контуром, вращающимся против часовой стрелки и перемещающимся вдоль оси в направлении от наблюдателя (подъем винтового выступа идет справа налево);

по числу заходов (выступов и канавок):

• однозаходная резьба, образованная одной винтовой ниткой (рис. 249, а),

• многозаходная резьба, образованная двумя, тремя и т.д. винтовыми нитками (рис. 249, б, в).

Винтовая нитка — это выступ винтовой резьбы, образованный одним профилем.

Число заходов резьбы — число ниток, образующих резьбу.

Многозаходные винты образуются, если по поверхности перемещаются одновременно два, три и более плоских профиля, равномерно расположенных по окружности относительно друг друга (рис. 249).

На рисунке 250 представлена обобщенная схема типов резьб.

Параметры резьбы

Основными параметрами резьбы (рис. 251) являются:

• наружный диаметр резьбы d (D) — диаметр воображаемого цилиндра (конуса для конической резьбы), описанного вокруг вершин наружной резьбы или впадин внутренней. Обычно он равняется номинальному диаметру и используется при обозначении резьбы;

• средний диаметр резьбы d₂ (D₂) — диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, пересекающего витки резьбы таким образом, что ширина выступов резьбы и ширина впадин оказываются равными;

• внутренний диаметр резьбы d₁ (D₁);

• шаг резьбы Р — расстояние между соответствующими точками двух соседних витков, измеренное параллельно оси резьбы (для конической резьбы — проекция на ось резьбы отрезка, соединяющего соседние вершины профиля резьбы);

• ход резьбы P_h — расстояние между соответствующими точками на поверхности винтовой нитки за один оборот контура, измеренное параллельно оси резьбы. Для однозаходной резьбы величина хода винта P_h равна шагу Р (см. рис. 249, а). Для двух и трехзаходных винтов величина хода соответственно равняется 2Р — для двухзаходного винта (см. рис. 249, б) и ЗР — для трехза-ходного (см. рис. 249, в);

• угол профиля а образуется боковыми сторонами профиля;

• высота исходного профиля Н получается при продолжении боковых сторон остроугольного профиля до пересечения;

• высота профиля, равная (5/8)H — расстояние между выступом и впадиной профиля в направлении, перпендикулярном оси резьбы.

Типы резьбы

Основные типы резьбы, обозначения и примеры нанесения обозначений на чертежах приведены в табл. 6.

Резьба метрическая. Профиль метрической резьбы (ГОСТ 9150— 2002) представляет собой равносторонний треугольник с углом профиля, равным 60°. Форма впадины резьбы может быть как плоско-срезанной, так и закругленной. Стандартом установлены размеры метрической резьбы для диаметров от 1 до 600 мм.

Метрическая резьба подразделяется:

• на резьбу с крупным шагом;

• резьбу с мелким шагом.

Шаг и глубина метрической резьбы с мелким шагом меньше, чем резьбы с крупным шагом при одном и том же наружном диаметре. Резьбы с мелким шагом применяются в тонкостенных соединениях для увеличения их герметичности, для осуществления регулировки в приборах точной механики и оптики, в целях увеличения сопротивляемости деталей самоотвинчиванию.

Резьба дюймовая (в табл. 6 не указана). Резьба дюймовая имеет треугольный профиль с углом у вершины в 55°. Применение дюймовой резьбы в новых разработках не допускается. Дюймовая резьба применяется при ремонте оборудования, поскольку в эксплуатации находятся детали с дюймовой резьбой. Изготовляется с наружным диаметром от 3/16" до 4".

Основными параметрами дюймовой резьбы являются наружный диаметр в дюймах и число шагов на дюйм длины нарезанной части детали. На чертеже она обозначается наружным диаметром, выраженным в дюймах, например: 1"; 1 1/3”; 2".

Резьба трубная цилиндрическая. Угол профиля равен 55°. Профиль резьбы выполняется с закруглениями. Изготовляется она диаметром от 1/8 до 6" при числе ниток на 1" от 28 до 11. Номинальный диаметр трубной резьбы условно отнесен к внутреннему диаметру трубы (D_y — условный проход). Трубная цилиндрическая резьба применяется для соединения труб, арматуры, трубопроводов и других тонкостенных деталей (пробки, заглушки и др.).

Резьба трубная коническая. Конусность равна 1:16. Профиль резьбы — равнобедренный треугольник с углом при вершине 55° и закругленной вершиной. Наружный диаметр в среднем сечении по длине резьбы на трубе (в основной плоскости, перпендикулярной к оси резьбы) равен наружному диаметру цилиндрической трубной резьбы того же размера (рис. 252). На эту резьбу ГОСТ устанавливает размеры диаметров от 1/16" до 6".

В трубных соединениях коническая резьба на трубе может применяться в сочетании с цилиндрической трубной резьбой в муфте, т.е. коническая резьба — трубы, цилиндрическая — муфты.

Применяется резьба для резьбовых соединений топливных, масляных, водяных и воздушных трубопроводов машин и станков.

Трубная коническая резьба обозначается буквами:

• R — коническая наружная;

• R_c — коническая внутренняя;

• R_p — цилиндрическая внутренняя.

Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60° (ГОСТ 6111—52). Применяется для диаметров от 1/16” до 2" для резьбовых соединений топливных, масляных, водяных и воздушных трубопроводов, машин и станков.

Резьба трапецеидальная. Профиль резьбы — равнобочная трапеция с углом 30° между боковыми сторонами. Трапецеидальная резьба может быть однозаходной и многозаходной, правой и левой. Трапецеидальная резьба (ГОСТ 9484—81) предусмотрена для диаметров от 8 до 640 мм.

Эта резьба служит для преобразования движения (в ходовых винтах станков, винтах суппортов, штурвальных винтах, грузовых винтах и т.п.).

Резьба упорная. Имеет профиль трапеции, одна из сторон которой наклонена на 30°, а вторая — на 3° к нормали, проведенной к оси резьбы (см. табл. 6). Упорная резьба диаметром от 10 до 600 мм выполняется по ГОСТ 10177-82.

Упорная резьба применяется в механизмах с большим осевым усилием (в винтовых прессах, в нажимных винтах прокатных станов и т.п.).

Резьба круглая (ГОСТ 13536—68). Профиль круглой резьбы образован дугами, связанными между собой участками прямой линии. Угол между сторонами профиля 30° (см. табл. 6).

Резьба имеет ограниченное применение — для санитарно-технической арматуры: для шпинделей вентилей смесителей, водопроводных кранов, в отдельных случаях для крюков подъемных кранов, а также в условиях воздействия агрессивной среды.

Прямоугольная резьба не стандартизована, так как наряду с преимуществами, заключающимися в более высоком коэффициенте полезного действия, чем у трапецеидальной резьбы, она менее прочна и сложнее в производстве. Применяется при изготовлении винтов, домкратов и ходовых винтов. При изображении прямоугольной резьбы рекомендуется вычерчивать местный разрез, на котором проставляют необходимые размеры.

Специальные резьбы. Если резьба имеет стандартный профиль, но отличается от соответствующей стандартной резьбы диаметром или шагом, то резьба называется специальной. В этом случае к обозначению резьбы добавляется надпись Сп, а в обозначении резьбы указываются размеры наружного диаметра и шага резьбы, например: Сп. М19 х 1,5.

Определение резьбы при съемке с натуры

Для определения основных параметров резьбы производится ее обмер. Обмер резьбы включает в себя определение:

• шага резьбы — для метрической резьбы и числа шагов на дюйм — для резьбы, имеющей профиль дюймовой резьбы;

• наружного диаметра (для стержня) и внутреннего (для отверстия).

Шаг резьбы и число шагов на дюйм определяют с помощью резьбомеров — набора шаблонов. На каждом шаблоне указано или определенное значение шага резьбы, или значение числа шагов на дюйм. Шаблон подбирается таким образом, чтобы одна из пластин резьбомера полностью входила во впадины резьбы. Шаг резьбы или число шагов на дюйм определяется при совпадении профиля шаблона с профилем резьбы надетали по маркировке на шаблоне (рис. 253).

Наружный диаметр (для стержня) и внутренний (для отверстия) определяют с помощью штангенциркуля (рис. 254).

Сопоставляя данные обмера с табличными в соответствующих стандартах для данного типа резьбы, установив направление витков резьбы (правое или левое) и число заходов, получаем исходные данные для обозначения резьбы.

Изображение резьбы на чертежах

При изображении резьбы на чертежах всех отраслей промышленности и строительства в соответствии с ГОСТ 2.311—68 принята условность, когда винтовую линию заменяют двумя линиями — сплошной основной и сплошной тонкой. При этом изображение наружной и внутренней резьбы имеет следующие особенности.

Наружная резьба. На стержне резьба изображается сплошными основными линиями по наружному диаметру и сплошными тонкими — по внутреннему.

На изображениях, полученных проецированием на плоскость, параллельную оси стержня, сплошную тонкую линию по внутреннему диаметру резьбы проводят на всю длину резьбы без сбега (рис. 255). Сплошная тонкая линия изображения резьбы на стержне должна пересекать линию границы фаски.

На видах, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную к оси стержня, по внутреннему диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте (не допускается начинать сплошную линию и заканчивать ее на осевой линии). Расстояние между тонкой линией и сплошной основной не должно быть меньше 0,8 мм и больше шага резьбы. Фаска на этом виде не изображается.

Внутренняя резьба. В отверстии резьбу изображают сплошными основными линиями по внутреннему диаметру резьбы и сплошными тонкими линиями — по наружному диаметру (рис. 256). Резьба, показываемая как невидимая, должна изображаться штриховыми тонкими линиями одинаковой толщины по наружному и по внутреннему диаметрам.

На разрезах, полученных проецированием на плоскость, параллельную оси отверстия, сплошная тонкая линия по наружному диаметру резьбы проводится на всю длину резьбы без сбега.

На изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную к оси отверстия, по наружному диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте. Фаску на этом виде не изображают.

Линию, определяющую границу резьбы, наносят на стержне и в отверстии с резьбой в конце полного профиля резьбы (до начала сбега). Границу резьбы проводят до линии наружного диаметра резьбы и изображают сплошной основной линией, перпендикулярной к оси резьбы, если она видна (рис. 257, а, б), и штриховой тонкой, если резьба изображена как невидимая (рис. 257, в).

Штриховку в разрезах и сечениях проводят до линии наружного диаметра резьбы на стержне и до линии внутреннего диаметра в отверстии, т.е. в обоих случаях до сплошной толстой основной линии (рис. 256—258).

Сбег резьбы (см. рис. 258) при необходимости изображают сплошной тонкой линией. Из технологических соображений на части стержня может быть осуществлен недовод резьбы. Суммарно недовод резьбы и сбег представляют собой недорез резьбы. Размер длины резьбы указывается, как правило, без сбега. Пример простановки размера длины резьбы без сбега и со сбегом представлен на рис. 259.

Глухое отверстие с резьбой называют гнездом. Конечная часть гнезда, выполненная сверлением, обычно имеет форму конуса с углом при вершине 120° (рис. 260, а, б). Если конец резьбы располагается близко к дну глухого отверстия, то допускается изображать резьбу до конца отверстия (рис. 260, б). Допускается изображать резьбу до конца отверстия на чертежах, по которым резьбу не выполняют. На рисунке 260, в показано изображение резьбы в пластмассовых деталях.

Если на чертеже необходимо показать профиль резьбы (резьба с нестандартным профилем или специальная резьба), то следует применять местный разрез (рис. 261, а), выполнять профиль резьбы на разрезе (рис. 261,6) или изображать участок профиля в увеличенном виде как выносной элемент (рис. 261, в).

На разрезах резьбового соединения в изображении на плоскости, параллельной его оси, в отверстии показывают только ту часть резьбы, которая не закрыта резьбой ввернутого в него стержня (рис. 262—263).

На чертеже резьба с нестандартным профилем изображается с нанесением всех размеров, необходимых для ее изготовления (см. рис. 261, в).

Для всех резьб, кроме конических и трубной цилиндрической, обозначения относятся к наружному диаметру и проставляются над размерной линией, на ее продолжении или на полке линии-выноски (рис. 264). Места нанесения обозначения указанных резьб на стержне показаны на рис. 264—265, отверстии — на рис. 266.

Обозначение конических резьб и трубной цилиндрической наносят только на полке линии-выноски (рис. 267).

Встречаться с резьбовыми соединениями, вследствие их широкого применения, приходится постоянно. В этой статье рассматриваются основные виды резьбы и инструменты для её выполнения. В качестве практической части приведён пример нарезания трубной резьбы.

Резьбовые соединения являются наиболее распространённым способом монтажа различных конструкций и деталей механизмов. Им свойственны такие достоинства, как надёжность, универсальность, возможность выдерживать большую нагрузку, многократность использования, лёгкость при изготовлении.

Резьба представляет собой спираль, выполненную на цилиндрической поверхности. Основные элементы метрической резьбы показаны на картинке ниже.

Классификация резьбы

При разделении резьб на различные виды учитываются следующие параметры:

Место расположения: внутренняя и внешняя.
Направление вращения: правая и левая.
Форма профиля: прямоугольная, треугольная, круглая, трапециевидная.
Характер поверхности: коническая и цилиндрическая.
Назначение: крепёжная, ходовая, специальная и другие.
Количество заходов: одно- или многозаходная.

Метрическая резьба имеет профиль равностороннего треугольника, соответственно угол её профиля составляет 60°. Данный тип является самым используемым при выполнении крепёжных соединений. Может быть с крупным и мелким шагом при диаметрах 1–68 мм, а более 68 мм — только с мелким шагом. Для её условного обозначения применяются миллиметры:

М12х1 — метрическая резьба с номинальным (внешним) диаметром 12 мм и шагом 1мм.
М16LHх0,5 — резьба метрическая диаметром 16 мм, левая, шаг — 0,5 мм.
М8 — резьба с крупным шагом диаметром 8 мм.

Метрическая резьба

В узлах, требующих фиксации и герметичности без дополнительных элементов, используется коническая метрическая резьба (МК).

Дюймовая резьба тоже обладает треугольным профилем, но с вершиной в 55°. Числовое значение (2") говорит об условном просвете в трубе, а не о действительном диаметре трубы. Под шагом дюймовой резьбы принято считать число витков, расположенных на одном дюйме. Распространена в зарубежных странах, в России применяется для ремонта оборудования, в новых разработках не используется.

Дюймовая резьба

Дюймовый профиль также имеет трубная цилиндрическая резьба, которая применяется для соединения фитингов, муфт, труб и других элементов водопроводов размером до 6 дюймов. Пример условного обозначения:

G¼-B — резьба цилиндрическая трубная, условный проход (внутренний диаметр трубы) ¼ дюйма, B — класс точности.

У трапецеидальной резьбы (Tr) профиль имеет форму трапеции, обрезанной из треугольника с вершиной в 30°. Встречается многозаходные разновидности, применяется в конструкциях возвратно-поступательных механизмов и винтах, подвергающихся тяжёлой нагрузке.

Трапецеидальная резьба

Упорная резьба — профиль в виде трапеции с разными сторонами, используется в прессах, домкратах и других устройствах, испытывающих одностороннюю нагрузку. Обозначение:

Упорная резьба

Квадратная (другими словами — прямоугольная) резьба не стандартизирована, исполняется по размерам, необходимым в конкретном случае, встречается на ходовых винтах.

Прямоугольная резьба

Круглая резьба — хорошо выдерживает нагрузки, имеет значительный срок службы даже в загрязнённых условиях. Поэтому применяется в вентилях или шпинделях — обозначается Rd, а также в различных санитарно-технических устройствах — Кр12х2,54.

Круглая резьба

Инструменты для нарезания резьбы

Внутренняя резьба выполняется метчиком — винтом с продольными режущими кромками. Состоит из хвостовика для закрепления в воротке и рабочей части, осуществляющей нарезание резьбы. Условно подразделяются на два типа: ручные (слесарные) и машинные.

Слесарный набор для выполнения метрической резьбы комплектуется в зависимости от размера резьбы:

одним метчиком (8–18 мм);
двумя (6–24 мм) — черновым и чистовым;
тремя метчиками (2–52 мм) — черновым, средним, чистовым.

Маркировка изделий наносится на хвостовике, где отображается размер резьбы (М10) и одна риска, если это черновой метчик, две — для углубления резьбы, три или без них — чистовой метчик. Иногда встречается обозначение цифрами 1, 2, 3.

Конструкция комбинированных метчиков представляет собой два участка с разной величиной режущих кромок, что позволяет экономить время. Режущая часть метчика может быть исполнена в форме конуса для сквозных или в виде цилиндра для глухих отверстий.

Перед нарезанием внутренней резьбы сверлится отверстие меньшего диаметра, значение которого находится в специальных таблицах. В процессе работы метчик держится строго перпендикулярно, в рабочую зону добавляется смазка. Через каждые 4–5 витков следует выкручивать метчик и удалять стружку, что удобно делать специальным ёршиком.

Наружная резьба выполняется в промышленных масштабах на токарных станках резцами или резьбонакатными устройствами, при разовых потребностях используют плашки:

Цельные круглые — обеспечивают высокое качество, для работы закрепляются в держателе и фиксируются стопорными винтами.
Разрезные — состоят из двух половинок, поэтому имеют меньшую жесткость, применяются для нетребовательных соединений.
Раздвижные — используются в клуппах, позволяющих изготавливать трубную резьбу различного размера.

Внешне плашка напоминает гайку с расположенными внутри режущими гранями и отверстиями для отвода стружки. Существуют плашки для изготовления резьбовых соединений разных систем измерения: дюймовой или метрической, несовместимых друг с другом. Диаметр обрабатываемого стержня должен быть такой же, как и наружный размер плашки. Для большей точности используются парные инструменты, исполняемые ими размеры резьбы отличаются на полмиллиметра.

Для выполнения трубной резьбы выпускаются клуппы разных конструкций. В корпусе этих устройств размещаются подвижные режущие плашки, которые поворотом план-шайб устанавливаются на нужный диаметр резьбы. Инструменты комплектуются двумя наборами плашек для труб диаметром 15, 20 мм и 25, 32, 38, 50 мм. В стеснённых местах используется трещоточный клупп с храповым механизмом.

Практический пример нарезания трубной резьбы

В работе использовались:

Плашка ¾ дюйма.
Трубные тиски.
Болгарка.
Напильник.
Плашкодержатель.
Масло машинное.
Труба из нержавеющей стали.

1. Обрабатываемый конец трубы зажимается в тисках, болгаркой подравнивается срез — он должен быть ровный. Напильником выполняется заход (снимается фаска).

3. Выполняем резьбу нужной длины, в данном случае порядка 18 мм достаточно для наворачивания муфты.

4. Далее скручиваем плашкодержатель и очищаем резьбовую поверхность от опилок, всё — работа закончена в течение получаса.

Разобравшись в том, какие бывают резьбы и как они выполняются, можно будет без особого труда самостоятельно заменить шпильку или болт, отремонтировать мебель, нарезать трубы для дачи и многое другое.

В промышленности используют два основных типа стыков – разъемные и неразъемные. Первые виды получают при помощи крепежа, клепок и пр. одним и наиболее часто встречающихся соединений, можно без сомнения считать первые. Вторые типы выполняют при помощи сварки, пайки, склеивания. На практике все эти способы сочленения деталей стандартизированы.

Виды резьбы

Как уже отмечалось, все виды стыков этого класса стандартизированы. Например, ГОСТ 24705-2004 определяет размеры метрического профиля, в частности, угол в основании, шаг и пр. Всего к метрическому виду относят порядка 15 отечественных и иностранных стандартов.

Существует так же и классификация стыков этого типа. Ее выполняют на основании ее геометрических размеров, расположению на изделии и количеству заходов, или исходя ее практического использования.

Ниже приведен перечень, в котором указаны типы конструкций разъемных соединений и их обозначения:

метрическая (M);
метрическая коническая (MK);
цилиндрическая (MJ);
трубная цилиндрическая (G);
трубная коническая (R);
круглая для санитарно-технической арматуры (Кр);
трапецеидальная (Tr);
упорная (S);
упорная усиленная (S45°);
эдисона круглая (E);
метрическая (EG-M);
дюймовая цилиндрическая (UTS: UNC, UNF, UNEF, 8UN, UNS);
дюймовая (BSW);
дюймовая коническая (NPT);
нефтяной сортамент.

Трубная дюймовая резьба

Все эти конструктивные элементы используются во всех отраслях промышленности, начиная от авиационной и закачивая пищевой.

Метрическая резьба

Метрическая выполняется на основании ГОСТ 8724-2002 – чаще всего применяется при изготовлении крепежных изделий. При соблюдении определенных условий этот вид допустимо использовать в качестве ходовой.

В основе этого вида лежит равносторонний треугольник (с углом в основании 60 градусов). Она может иметь один или несколько заходов. Многозаходную применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить повышенную прочность сочленения узлов.

Отечественные и зарубежные производители выпускают изделия имеющие диаметр от 0,25 до 600 мм и шаг от 0,25 до 6 мм. Изделия с малым шагом применяют тогда, когда необходимо обеспечить разъемную сборку изделий с тонкой стенкой. Кстати, в автомобильной промышленности этот вид применяют достаточно часто. Она может иметь левое и правое исполнение.

Ее обозначают следующим образом – на первом месте указывают букву, в этом случае — это М. Затем, показывается ее номинальный размер и шаг, в отношении этого вида применяют обозначение только в мм. Кроме этого в обозначение параметров входит количество заходов, исполнение (левое или правое). Разумеется, должен быть указан допуск на изготовление. Маркировка М12*1 говорит о том, что она имеет номинальный диаметр 12 мм и шаг 1.

Дюймовая резьба

Этот класса применяется по большей части при создании разъемных стыков трубопроводной арматуры (труб, кранов, клапанов и пр.). Ее наносят на изделия выполненные из металла, пластика. Ключевые параметры определены в ГОСТ 6111-52. В нем приведены таблицы, в которых определены размеры, шаги и допуски. Все размеры и условное обозначение приводят в дюймах.

В основании этого вида лежит треугольник с углом при вершине в 55 градусов. Как и у метрической вершины и впадины удалены.

Производители выпускают детали с трубным профилем от 3/16 (4,8 мм) до 4 (101 мм) дюймов.

Метрическая коническая резьба

Отличие конического изделия от обыкновенного метрического заключается в том, то ее наносят на конусную внутреннюю или внешнюю поверхность. При этом угол конуса составляет 1:16.

Ее применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить герметичность соединения. Например, в трубопроводных системах, предназначенных для транспортировки жидкостей.

Производителю выпускающие изделия с таким видом, руководствуются требованиями ГОСТ 25229-85.

Метрическая коническая резьба

Для обозначения метрического конического профиля применяют буквенное сокращение МК. Далее указывают все необходимые геометрические параметры. Например, МК 24*1,5 показывает то, что она имеет наружный диаметр в 24 мм и шаг 1,5.

Круглая резьба

Круглый профиль используется для создания соединений трубопроводной арматуры, в том числе и кранов. Параметры этого вида определены в ГОСТ 13536-68. Для обозначения в документах и на чертежах применяют буквенное обозначение Кр, далее следуют ее геометрические размеры.

Он образуется окружностями на его вершинах и впадинах. Угол при вершине составляет 30 градусов.

Трапецеидальная резьба

Трапецеидальный профиль относят к ходовым. Отличительное свойство этого вида профиля заключается в том, что она самотормозящая. Это вызвано тем, что при перемещении гайки по стержню развивается большая сила трения. Такое свойство позволяет избежать дополнительного фиксирования гайки на валу.

Трапецеидальный профиль используется для того, что бы преобразовать вращательное движение в трапецеидальное. Как пример, можно привести ходовой вал, устанавливаемый в токарных или шлифовальных станках. Кроме этого оборудования, он нашел свое применение в кузнечно-прессовом оборудовании, автомобильной и тракторной технике. Вообще узлы с трапецеидальным профилем используют для перемещения кареток на сборочных конвейерах, в литьевых машинах, робототехнике и пр.

На практике применяют изделия с размерами от 8 до 640 мм. Шаг составляет от 1,5 до 12 мм.

При внесении параметров на чертежах или документах применяют буквы Тр, затем указывают геометрические параметры.

Упорная резьба

Требования к упорному профилю определены в ГОСТ 10177–82. Ее применяют тогда, когда в соединении имеются большие осевые нагрузки. В основе профиля лежит трапеция, одна (рабочая), сторона расположена под углом 3 градуса. Противоположная, имеет угол наклона 30 градусов.

Для обозначения применяют латинскую букву S, затем указывают геометрические параметры – диаметр, шаг.

Трубная цилиндрическая, трубная коническая и коническая дюймовая

Трубная цилиндрическая резьба нашла свое применение при сооружении трубопроводов. Производители выпускают изделия, на которых наносят резьбу от 1/16 до 6 дюймов. При этом, на один дюйм может быть нанесено до 28 до 11 ниток резьбы.

Трубная коническая резьба

Она этого вида применяется как крепежно-уплотняющая. Требования к ней определены в ГОСТ 6211-81. В этом документе говорится о том, что профиль должен соответствовать дюймовому профилю. Ее изготавливают на конусе с углом 1:16.

В основании лежит угол в 55⁰.

Она обеспечивает герметичность соединения без применения, каких либо дополнительных приспособлений (шайб, герметиков и пр.). Использование этого вида соединения резко снижает время на сборку/разборку соединения. Ее можно встретить в системах подачи масла, топлива, пара и пр.

Дюймовая коническая резьба

Ее чаще все применяют для соединения элементов, входящих в топливные, масляные и другие трубопроводы. Еще не так давно, она была стандартизирована на основании дюймовой системы мер.

Плашка дюймовая коническая

В основании лежит треугольник с углом в 60 ⁰. Но, в последние годы, на практике стали чаще использовать конический профиль изготовленный на основании метрической системы мер.

Достоинства и недостатки резьбовых соединений

Соединения, получаемые с ее помощью, пожалуй, самые распространенные среди разъемных. В отличие от прочих видов разъемных соединений они обладают следующими достоинствами:

надежностью;
простотой монтажа и демонтажа;
низкой стоимостью, которая обусловлена унификацией и массовым изготовлением крепежных деталей. Для производства применяют как точение, так и накатку.

В тоже время, использование разъемного соединения сопряжено с некоторыми недостатками, в частности, наличие впадин, в конструкции резьбы, приводит появлению зон повышенного напряжения.

Это соответственно снижает прочностные параметры соединения. Довольно, часто, в узлах, где использована резьба, приходится применять дополнительные устройства для предотвращения самораскручивания. Разумеется, средства стопорения применяют исходя из назначения узла, например, колесо автомобиля.

Область применения резьбовых соединений

Резьбу применяют для соединения узлов и сборочных единиц в единую конструкцию. При этом роль гайки может исполнять корпус.

Читайте также: