Разъемные соединения. Резьба
Детали в машинах и механизмах каким-либо образом соединены друг с другом. Данные соединения выполняют различные функции. Соединения делят на два типа: подвижные и неподвижные, которые, в свою очередь подразделяются на разъемные и неразъемные.
Разъемными называют соединения, повторная сборка и разборка которых возможна без повреждения (разрушения) их составных частей. К ним относятся резьбовые, шпоночные, штифтовые, шлицевые и другие виды соединений.
5.1 Резьбы
Резьба — поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности.
5.1.1 Классификация
По назначению резьбы делятся на крепежные (в неподвижном соединении) и ходовые или кинематические (в подвижном соединении). Часто крепежные резьбы несут в себе вторую функцию — уплотнения резьбового соединения, обеспечения его герметичности.
В зависимости от формы поверхности, по которой нарезается резьба, она может быть цилиндрической или конической .
В зависимости от расположения поверхности резьба может быть наружной (нарезанная на стержне) или внутренней (нарезанная в отверстии).
В зависимости от формы профиля различают резьбу треугольную , трапециевидную , прямоугольную , круглую , специальную .
Треугольная резьба подразделяется на метрическую , трубную , коническую дюймовую, трапециевидная резьба — на трапецеидальную , упорную , упорную усиленную .
По величине шага различают резьбу крупную, мелкую и специальную.
По числу заходов резьбы делятся на однозаходные и многозаходные .
По направлению винтовой линии различают резьбу правую (нитка резьбы нарезается по часовой стрелке) и левую (нитка резьбы нарезается против часовой стрелки).
Рисунок 5.1 — Классификация резьб
5.1.2 Профили и параметры резьбы
5.1.2.1 Профили резьбы
Резьба образуется при винтовом движении некоторой плоской фигуры, задающей так называемый профиль резьбы, расположенной в одной плоскости с осью поверхности вращения (осью резьбы).
Профили резьбы характеризуются следующими особенностями:
-
- метрическая резьба имеет профиль в виде равностороннего треугольника с углом при вершине 60 0 (Рисунок 5.2). Метрическая резьба бывает цилиндрической и конической;
-
- трубная резьба имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине 55 0 (Рисунок 5.2). Трубная резьба также может быть цилиндрической и конической;
-
- коническаядюймовая резьба имеет профиль в виде равностороннего треугольника (Рисунок 5.2);
-
- круглая резьба имеет профиль в виде полуокружности;
-
- трапецеидальная резьба имеет профиль в виде равнобочной трапеции с углом 30 0 между боковыми сторонами (Рисунок 5.2);
-
- упорная резьба имеет профиль не равнобочной трапеции с углом наклона рабочей стороны 3 0 и нерабочей – 30 0 (Рисунок 5.2);
-
- прямоугольная резьба имеет профиль в виде прямоугольника (Рисунок 5.2). Резьба не стандартизована.
Резьба метрическая (треугольная)
Резьба трубная цилиндрическая
Резьба трубная коническая
Резьба дюймовая коническая
Резьба круглая
Резьба трапецеидальная
Резьба упорная
Резьба прямоугольная нестандартнаяРисунок 5.2 — Типы и параметры резьб
5.1.2.2 Параметры резьбы
Диаметр резьбы (d) — диаметр поверхности, на которой будет образована резьба.
Шаг резьбы (Р) — расстояние по линии, параллельной оси резьбы между средними точками ближайших одноименных боковых сторон профиля резьбы, лежащими в одной осевой плоскости по одну сторону от оси вращения (ГОСТ 11708-82).
Ход резьбы — относительное осевое перемещение детали с резьбой за один оборот, равное произведению nР, где n – число заходов резьбы. У однозаходной резьбы ход равен шагу.
Резьбу, образованную движением одного профиля, называют однозаходной , образованную движением двух, трех и более одинаковых профилей, называют многозаходной (двух-, трехзаходной и т.д.).5.1.3 Назначение резьбы и ее элементы
Таблица 5.1 — Обозначение и назначение резьб
Тип резьбы Буквенное обозначение Назначение Метрическая М… Резьба общего назначения, стандартные крепежные изделия Метрическая коническая МК… Приборостроение Трапецеидальная Tr… Ходовые винты, передающие возвратно-поступательное движение Упорная S… Механизмы с большим осевым усилием (винтовые прессы, домкраты) Трубная цилиндрическая G… Соединение труб, фитинги, вентили Трубная коническая R… (наружная)
Rc… (внутренняя)Соединение труб при больших давлениях и температурах (повышенная герметичность) Круглая для электротехнической арматуры E… Патроны, цоколи В зависимости от условий и характера производства выполнение резьбы может осуществляться различными способами и инструментами. Для изготовления большинства стандартизованных резьб широко применяется нарезание резьбы плашками или метчиками.
Плашка применяется для нарезания наружной резьбы на заранее подготовленной заготовке детали, диаметр которой определяется диаметром и шагом нарезаемой резьбы.
Рабочая (режущая) поверхность плашки имеет коническую заборную часть (фаску) и цилиндрическую калибрующую часть, обеспечивающую нарезание резьбы необходимого размера. В результате наличия заборной части на нарезаемом стержне в конце резьбы остается участок l1 с постепенно уменьшающимся по высоте профилем (Рисунок 5.3, в). Этот участок с неполной резьбой называется сбегом резьбы . Резьба полного профиля, определяемая калибрующей частью плашки, заканчивается на стержне там, где начинается сбег резьбы. В случае, когда нарезаемая часть стержня ограничивается какой-либо опорной поверхностью (буртиком, головкой, заплечиком и т.п.), при нарезании резьбы плашка (во избежание поломки) обычно не доводится до упора в эту поверхность.
При этом на стержне остается участок, называемый недоводом резьбы . Сбег плюс недовод образуют недорез резьбы l2 (Рисунок 5.3, в).
а б в Рисунок 5.3 — Нарезание резьбы на стержне
Метчик (Рисунок 5.4) применяется для нарезания внутренней резьбы в заранее просверленном отверстии, диаметр d1 которого выбирается в зависимости от шага и диаметра нарезаемой резьбы (см. таблицу 5.2. (ГОСТ 19257-73. Отверстия под нарезание метрической резьбы)).
Таблица 5.2 — Диаметры сверл для отверстий под нарезание метрической резьбы
Номинальный диаметр резьбы, d Шаг резьбы, Р Диаметр сверла, d1 Номинальный диаметр резьбы, d Шаг резьбы, Р Диаметр сверла, d1 1 0,2 0,80 10 0,5 9,50 0,25 0,75 0,75 9,25 1,1 0,2 0,90 1 9,00 0,25 0,85 1,25 8,80 1,2 0,2 1,00 1,5 8,50 0,25 0,95 11 0,5 10,50 1,4 0,2 1,20 0,75 10,25 0,3 1,10 1 10,00 1,6 0,2 1,40 1,25 9,50 0,35 1,25 12 0,5 11,50 1,8 0,2 1,60 0,75 11,25 0,35 1,45 1 11,00 2 0,25 1,75 1,25 10,80 0,4 1,60 1,5 10,50 2,2 0,25 1,95 1,75 10,20 0,45 1,75 14 0,5 13,50 2,5 0,35 2,15 0,75 13,25 0,45 2,05 1 13,00 3 0,35 2,65 1,25 12,80 0,5 2,50 1,5 12,50 3,5 0,35 3,15 2 12,00 0,6 2,90 15 1 14,00 4 0,5 3,50 1,5 13,50 0,7 3,30 16 0,5 15,50 4,5 0,5 4,00 0,75 15,25 0,75 3,75 1 15,00 5 0,5 4,5 1,5 14,50 0,8 4,20 2 14,00 5,5 0,5 5,00 17 1 16,00 6 0,5 5,50 1,5 15,50 0,75 5,25 18 0,5 17,50 1 5,00 0,75 17,25 7 0,5 6,50 1 17,00 0,75 6,25 1,5 16,50 1 6,00 2 16,00 8 0,5 7,50 2,5 15,50 0,75 7,25 20 0,5 19,50 1 7,00 0,75 19,25 1,25 6,80 1 19,00 9 0,5 8,50 1,5 18,50 0,75 8,25 2 18,00 1 8,00 2,5 17,50 1,25 7,80 
а б в Рисунок 5.4 — Нарезание резьбы в отверстии
На Рисунке 5.4 представлено глухое (несквозное) отверстие. На его дне изображено коническое углубление, остающееся от сверла. Угол при вершине конуса условно принимается равным 120 0 , а размеры его на чертежах не наносятся.
До нарезания резьбы на конце стержня (при наружной резьбе) и в начале отверстия (при внутренней резьбе) выполняются фаски , коническая поверхность которой образует с осью угол 45 0 . Фаска предохраняет крайние витки от повреждений, упрощает процесс нарезания резьбы, облегчает соединение между собой резьбовых деталей. Величина фасок определяется величиной шага резьбы (Таблица 5.3).
У метчика, как и у плашки, имеется коническая заборная часть и калибрующая часть. При нарезании резьбы метчиком будет иметь место сбег резьбы, определяемый заборной частью метчика, и резьба полного профиля. При нарезании резьбы в глухом отверстии метчик (во избежание его поломки) не доводится до упора в дно отверстия, поэтому будет иметь место недовод резьбы и, следовательно, недорез резьбы как сумма сбега и недовода резьбы.Таблица 5.3 – Зависимость параметров фаски от шага резьбы
Размеры, мм Шаг резьбы (Р) 0,75 0,8 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 Глубина фаски 1,0 1,0 1,0 1,6 1,6 1,6 2,0 Если требуется изготовить резьбу полного профиля, без сбега, то для вывода резьбообразующего инструмента делают проточку, диаметр которой для наружной резьбы должен быть немного меньше внутреннего диаметра резьбы (Рисунок 5.5, а), а для внутренней резьбы — немного больше наружного диаметра резьбы (Рисунок 5.5, б).
Размеры фасок, сбегов, недорезов, проточек стандартизованы ГОСТ 10549-80* — Выход резьбы. Сбеги, недорезы, проточки и фаски и ГОСТ 27148-86 — Изделия крепежные. Выход резьбы. Сбеги, недорезы, проточки. Размеры.
а б Рисунок 5.5 — Наружная и внутренняя проточки
Таблица 5.4 — фрагмент ГОСТ 10549-80 Выход резьбы. Сбеги, недорезы, проточки и фаски
Шаг резьбы P Проточка Фаска z Тип 1 Тип 2 df при сопряжении с внутренней резьбой с проточкой типа 2 для всех других случаев нормальная узкая f R R 1 f R R 1 f R 2 0 ,2 — — — — — — — — — — 0 ,2 0 ,25 0 ,3 0 ,35 d — 0 ,6 0 ,3 0 ,4 1 ,0 0 ,3 0 ,2 0 ,45 0 ,5 1 ,6 0 ,5 0,3 1 ,0 0 ,3 0 ,2 0 ,5 0 ,6 0 ,7 2 ,0 1 ,6 0,5 0,3 0 ,75 d — 1,2 1 ,0 0 ,8 3,0 1 ,0 0 ,5 1 2 ,0 3 ,6 2 ,0 1,25 4 ,0 2 ,5 1 ,0 0 ,5 4 ,4 2 ,5 1 ,6 1 ,5 4,6 1,75 5 ,4 3 ,0 3 ,5 2 5 ,0 1 ,6 3,0 5 ,6 2 ,5 6 ,0 1 ,0 4 ,0 7 ,3 4 ,0 2 ,5 3 7 ,6 3 ,5 8 ,0 2 ,0 5 ,0 1 ,6 10 ,2 5 ,5 4 10,3 3,0 4 ,5 10 ,0 3 ,0 6 ,0 1 ,0 12 ,9 7 ,0 5 13 ,1 10 ,5 4 ,0 5 ,5 12 ,0 8 ,0 2 ,0 15,0 8 ,0 6 16 ,0 8 ,5 5.1.4 Изображение и обозначение резьбы на чертежах
Правила изображения и нанесения обозначения резьбы на чертежах устанавливает ГОСТ 2.311-68*.
Резьбу изображают:
а) на стержне – сплошными основными линиями по наружному диаметру резьбы и сплошными тонкими линиями – по внутреннему диаметру на всю длину резьбы, включая фаску. На изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси стержня, по внутреннему диаметру резьбы проводят дугу сплошной тонкой линией, равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте, но не по осям (Рисунок 5.6, а);
б) в отверстии – сплошными основными линиями по внутреннему диаметру резьбы и сплошными тонкими линиями – по наружному диаметру. На изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную к оси отверстия, по наружному диаметру резьбы проводят дугу сплошной тонкой линией, равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте (Рисунок 5.6,б).
а б Рисунок 5.6 — Изображение резьбы на чертежах: наружная — на стержне (а), внутренняя — в отверстии (б)
Сплошную тонкую линию на изображении резьбы наносят на расстоянии не менее 0,8 мм от основной линии и не более величины шага резьбы. 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 или штриховой линией, если резьба изображена как невидимая (Рисунок 5.7, 5.8), где lст — длина стержня на которой нарезается резьба, lсв — глубина сверления отверстия под резьбу.
Рисунок 5.7 — Изображение видимой границы резьбы
Рисунок 5.8 — Изображение невидимой границы резьбы
Штриховку в разрезах и сечениях проводят до линии наружного диаметра резьбы на стержнях и до линии внутреннего диаметра в отверстии, т.е. в обоих случаях до сплошной основной линии.
Размер длины резьбы с полным профилем (без сбега l) на стержне и в отверстии указывают, как показано на Рисунке 5.7, 5.9.
При необходимости указания величины сбега на стержне размеры наносят, как показано на Рисунке 5.9,в. Сбег резьбы изображают сплошной тонкой линией, проведенной либо по радиусу, либо отрезком примерно под углом 30 0 (Рисунки 5.9,б).
а б в Рисунок 5.9 — Изображение сбега резьбы, размер длины резьбы
Недорез резьбы, выполненной до упора, изображают как показано на Рисунке 5.7. Фаски на стержне с резьбой и в отверстии с резьбой, не имеющие специального конструктивного назначения, в проекции на плоскость, перпендикулярную к оси стержня или отверстия, не изображают (Рисунки 5.6, а, б). Сплошная тонкая линия изображения резьбы на стержне должна пересекать линию границы фаски.
На разрезах резьбового соединения в изображении на плоскости, параллельной к его оси, в отверстии показывают только часть резьбы, которая не закрыта резьбой стержня (Рисунки 5.10).
Рисунок 5.10 — Изображение резьбового соединения
Обозначения резьбы указывают по соответствующим стандартам на размеры и предельные отклонения резьбы и относят их для всех резьб, кроме конических и трубной цилиндрической, к наружному диаметру, как показано на Рисунках 5.4, 5.11.
а б Рисунок 5.11 — Нанесение размеров на резьбу
Обозначение конических резьб и трубной цилиндрической резьбы наносят, как показано на Рисунке 5.12.
Рисунок 5.12 — Нанесение размеров на трубную и коническую резьбы
5.1.5 Крепежные резьбы
5.1.5.1 Резьба метрическая
Метрическая резьба наиболее широко используется в технике.
Профиль резьбы (Рисунок 5.2) установлен в ГОСТ 9150-81; основные размеры (номинальные значения) наружного, среднего и внутреннего диаметров резьбы – в ГОСТ 24705-2004; диаметры и шаги — ГОСТ 8724-81 (Приложение А) — см. таблицу 5.6.
В условное обозначение входит буква М. Метрическую резьбу выполняют с крупным (единственным для данного диаметра резьбы) и мелкими шагами, которых для данного диаметра может быть несколько. Поэтому в обозначении метрической резьбы крупный шаг не указывают, а мелкий указывают обязательно.
Обозначение: М20х1,5-6g – метрическая наружная резьба (на стержне) диаметром 20 мм с мелким шагом, равным 1,5 мм (рис. 5.11, а); М20 LH-6g – то же левая, с крупным шагом; М20х1,5 LH-6g – то же с мелким шагом; М20-6Н – внутренняя резьба (в отверстии) с крупным шагом (рис. 5.11, б). Указание поля допуска резьбы обязательно.
5.1.5.2 Резьба метрическая коническая
Метрическая коническая резьба (ГОСТ 25229-82) применяется для соединения трубопроводов.
Обозначение: МК8*1 — метрическая коническая диаметром 8 мм, измеряемым в основной плоскости и шагом 1 мм (рис. 5.12, б).5.1.5.3 Резьба трубная цилиндрическая
Трубную цилиндрическую резьбу по ГОСТ 6357-81 применяют на водогазопроводных трубах, частях для их соединения (муфтах, угольниках, крестовинах и т.д.), трубопроводной арматуре (задвижках, клапанах и т.д.).
Профиль трубной цилиндрической резьбы представлен на Рисунке 5.2.
В условное обозначение входит буква G, размер резьбы в дюймам, класс точности среднего диаметра резьбы – А или В (менее точный) и длина свинчивания в мм, если она превосходит нормальную, установленную стандартом.
Пример: G 1/2 (рис. 5.12, а), G 1/4-А, G 1/2 LH-А, G 3/8-А-20.
Если для метрической резьбы указываемый в обозначении размер диаметра соответствует его действительному размеру (без учета допуска), то в трубной резьбе указываемый в обозначении ее размер в дюймах приблизительно равен условному проходу трубы (номинальному внутреннему диаметру, по которому рассчитывают ее пропускную способность), переведенному в дюймы.
Например, G1 обозначает размер трубной резьбы, нарезанной на наружной поверхности трубы, имеющей условный проход в 25 мм, т.е. примерно 1 дюйм. Фактически наружный диаметр трубы равен 33,249 мм, т.е. больше на две толщины стенки трубы — таблица 5.5.
Поэтому обозначение размера трубной резьбы наносят на полке линии-выноски (Рисунок 5.13).
Рисунок 5.13 — Обозначение трубной резьбы
Таблица 5.5– Справочные данные о трубной цилиндрической резьбе
Размер резьбы, дюйм 1/4 3/8 1/2 3/4 1 1 ? Условный проход, мм 9 10 15 20 25 40 Наружный диаметр трубы, мм 13,5 17,0 21,3 26,8 33,5 48,0 Наружный диаметр резьбы, мм 13,16 16,67 20,96 26,44 33,25 47,80 5.1.5.4 Резьба трубная коническая
Трубную коническую резьбу по ГОСТ 6211-81 применяют в соединениях труб при больших давлениях и температуре, когда требуется повышенная герметичность соединения.
Профиль резьбы см. на Рисунке 5.2. Так как диаметр конической резьбы непрерывно меняется, то ее размер относят к сечению в основной плоскости (примерно посередине длины наружной резьбы). В этом сечении диаметр конической резьбы равен диаметру трубной цилиндрической резьбы (Рисунок 5.14). Положение основной плоскости указывается на рабочем чертеже (берется из стандарта).
Рисунок 5.14 — Обозначение трубной конической резьбы
Наружная резьба обозначается буквой R, внутренняя – Rc.
В обозначение трубной конической резьбы входит буква R(Rc) и размер в дюймах без указания размерности.
Пример: R 1 1/2 LH — наружная левая, Rс 1/8 – внутренняя (рис. 5.12, в).
5.1.5.5 Резьба коническая дюймовая
Коническую дюймовую резьбу (ГОСТ 6111-52) применяют в соединениях топливных, масляных, водяных, воздушных трубопроводов машин и станков при невысоких давлениях.
Профиль резьбы представлен на Рисунке 5.2.
Обозначение состоит из буквы К и размера резьбы в дюймах с указанием размерности, наносится на полке линии-выноски, как и у трубных резьб.
Пример: К 3/4″ ГОСТ 6111-52.
5.1.5.6 Резьба круглая
Круглую резьбу применяют для шпинделей вентилей смесителей по ГОСТ 19681-94 (Арматура санитарно-техническая водоразборная) и водопроводных кранов по ГОСТ 20275-74.
В обозначение круглой резьбы входят буквы Кр, номинальный диаметр резьбы в мм, шаг резьбы в мм и ГОСТ 13536-68.
Пример: Кр 12х2,54 ГОСТ 13536-68, где 2,54 – шаг резьбы в мм, 12 – номинальный диаметр резьбы в мм. ГОСТ 13536-68 определяет профиль, основные размеры и допуски круглой резьбы.
5.1.6 Ходовые резьбы
5.1.6.1 Резьба трапецеидальная
Применяется на винтах, передающих возвратно-поступательное движение и осевое усилие. Резьба бывает однозаходной и многозаходной .
Профиль резьбы представлен на Рисунке 5.2.
Основные размеры, диаметры, шаги, допуски однозаходной резьбы стандартизованы соответственно ГОСТ 24737-81, 24738-81, 9562-81.
Для многозаходной резьбы эти параметры находятся в ГОСТ 24739-81*.
Условное обозначение однозаходной резьбы состоит из букв Тr, значения номинального диаметра резьбы, шага, поля допуска.
Пример: Тr 40х6-8е – трапецеидальная однозаходная наружная резьба диаметром 40 мм с шагом 6 мм, Тr 40х6-8е-85 – то же длина свинчивания 85 мм, Тr 40х6LH-7Н – то же для внутренней левой.
В условное обозначение многозаходной резьбы добавляется числовое значение хода: Тr 20х8(Р4)-8е – трапецеидальная многозаходная наружная резьба диаметром 20 мм с ходом 8 мм и шагом 4 мм.
5.1.6.2 Резьба упорная
Применяется на винтах, подверженных односторонне направленные усилиям, например в домкратах.
Профиль по ГОСТ 10177-82 резьбы на Рисунке 5.2.
В обозначение упорной резьбы входит буква S, номинальный диаметр в мм, ход в мм, шаг в мм (у многозаходных резьб).
Пример: S 80х20 – 7h; S 80х20LН – 7h; S 80х20 (Р5) – 7h, где 80 — номинальный диаметр в мм, 20 – ход в мм, 5 – шаг в мм (у четырехзаходной резьбы).
Специальную резьбу со стандартным профилем, но нестандартным шагом или диаметром, обозначают: Сп М40х1,5 — 6g.
5.1.6.3 Резьба прямоугольная
Применяется в соединениях, где не должно быть самоотвинчивания под действием приложенной нагрузки. Так как профиль этой резьбы не стандартизован, то на чертеже приводят все данные, необходимые для ее изготовления (Рисунок 5.15).
Всё о резьбе: виды и способы изготовления
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:
- S70х8 — однозаходная, диаметр 70 мм, шаг 8 мм.
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).
2. На трубу надевается резьбонарезной инструмент, который благодаря своей направляющей втулке, сразу встаёт перпендикулярно к трубе. Начинаем, одновременно прижимая, вращать его по часовой стрелке — плашка должна «зацепиться». Делаем примерно два оборота, откручиваем немного назад, чтобы сломалась стружка и добавляем масла. Нарезаем ещё 2–3 оборота — опять сдаём назад.
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.
Какой бывает резьба: виды и параметры
Любая конструкция просто не может обойтись без резьбового соединения. Резьбы, виды которых применяются в самых разных отраслях промышленности, являются сегодня одним из лучших крепёжных соединений. Своим внешним видом она напоминает витки спирали, нанесённые на ось цилиндрической или конической формы. Такое соединение используется в винтовых передачах, оно считается важнейшим элементом крепежа.
Функциональное назначение резьбы
ГОСТ 2.331−68 даёт точное определение. Это поверхность, на которой выступы и впадины имеют определённый профиль. Спираль наносится на наружную поверхность вращающихся деталей. Основным назначением резьбовой поверхности считается:
- Крепление деталей и их последующее удержание на определённом расстоянии.
- Ограничение смещения деталей различных конструкций.
- Создание плотного соединения.
Инженеры, разрабатывающие машиностроительное оборудование, хорошо знают, какие резьбы бывают, вид спирали, который нужно использовать для создания мощного соединения. Многочисленные типы спирали дают возможность создавать очень прочные конструкции, состоящие из различных деталей. Сегодня известны следующие типы резьб:
- Цилиндрическая резьба. Нарезается на любой цилиндрической поверхности.
- Коническая. Поверхность заготовки должна иметь коническую форму.
- Правая. Виток направлен в сторону движения часовой стрелки.
- Левая. Направление витка в противоположную сторону относительно часовой стрелки.
Резьбовое соединение делится на несколько категорий:
- Создание крепежа с помощью соединительных деталей (шпилек, болтов, гаек).
- Образование соединения конструкций, без применения дополнительных крепёжных изделий. Например, соединение труб с помощью муфты.
Класс резьбы определяется по её шагу. Он может быть стандартным или мелким. Самым популярным считается мелкий шаг. Он используется на всех деталях, диаметр которых превышает 20 мм.
Благодаря минимальному зазору между канавками винтовой линии получается соединение, которое не имеет возможности самоотвинчиваться.
Положительные и отрицательные свойства
Резьбовые соединения получили большое распространение благодаря большому количеству эксплуатационных свойств. Важнейшими считаются:
- Долговечность.
- Надёжность.
- Контроль силы сжатия.
- Крепление детали в нужном положении.
- Эффект самоторможения.
- Возможность монтажа большим количеством различных инструментов.
- Простая конструкция.
- Большой сортамент.
- Невысокая стоимость.
При всех положительных качествах спираль имеет ряд характерных недостатков. Нагрузка распределяется неравномерно. Первый виток испытывает 50% общего давления.
В случае частого разбора поверхность спирали быстро изнашивается. Вибрационные нагрузки могут стать причиной самоотвинчивания.
Классификация резьбовых соединений
Профиль может иметь несколько видов. Он разбивает резьбу на определённые группы, которые применяются для создания различных соединений:
- Дюймовая.
- Метрическая.
- Трубная.
- Упорная.
- Трапецеидальная.
- Круглая.
Самой распространённой считается метрическая нарезка, выполненная согласно ГОСТ № 9150−81. Профиль похож на равносторонний треугольник. Угол наклона — 60 градусов. Шаг витка делается в диапазоне: 0.25 — 6 мм. Диаметр крепёжных деталей: 1 — 600 мм.
Коническая резьба отличается наличием конусности 1:16. Такая конструкция позволяет создать герметичные стыки без применения стопорных гаек.
Для дюймовой резьбы не существует отечественного стандарта. Профиль такой резьбы имеет вид треугольника. Угол 55 градусов. Число витков на одном дюйме определяет шаг профиля. Стандартизация конструкции затрагивает наружные диаметры 3/16″ — 4″ с витками на 3—28″.
Резьба дюймовая коническая сделана с конусом 1:16. Угол профиля равен 60 градусам. Это изделие создаёт высокую герметичность, причём без установки специальных уплотнений. Применяется для гидравлических систем, а также трубопроводов небольшого диаметра.
Цилиндрическая трубная резьба ГОСТ 6357–81 используется как одновременный крепёж и уплотнение. Форма профиля сделана в виде равнобедренного треугольника, имеющего угол наклона 55 градусов. Чтобы достичь высокой герметичности, профиль имеет верхние грани закруглённого типа. Чтобы не повредить стенки конструкции, такая резьба отличается сокращённым шагом. Её используют в системах отопления, создании водопроводных коммуникаций.
Трапецеидальная резьба изготавливается по ГОСТ 9481 −81. Она применяется в крепёжных соединениях вида винт-гайка. Внешний вид профиля напоминает равностороннюю трапецию с углом наклона 30 градусов. В червячных передачах значение угла увеличивается до 40 градусов. Применяется для крепежа деталей диаметром 10−640 мм.
Упорная резьба стандартизируется ГОСТом 24737−81. Её используют в крепеже, который во время эксплуатации подвергается мощным осевым нагрузкам, направленным в определённую сторону. Профиль имеет форму разносторонней трапеции. Одна грань наклонена под углом 3 градуса, противоположная — 30 градусов. Такой резьбой соединяют детали диаметром 10—600 мм. Шаг профиля находится в диапазоне 2—25 мм.
Круглая резьба ГОСТ 6042–83 формируется соединением дуг. Угол наклона между ними составляет 30 градусов. Основным преимуществом этой конфигурации считается высокая устойчивость к повышенному износу. Поэтому её широко используют в создании трубопроводной системы.