Резьбовые соединения. Типы резьб и их характеристики Виды стандартных резьб

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:

1. Место расположения: внутренняя и внешняя.
2. Направление вращения: правая и левая.
3. Форма профиля: прямоугольная, треугольная, круглая, трапециевидная.
4. Характер поверхности: коническая и цилиндрическая.
5. Назначение: крепёжная, ходовая, специальная и другие.
6. 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:

1. Цельные круглые — обеспечивают высокое качество, для работы закрепляются в держателе и фиксируются стопорными винтами.
2. Разрезные — состоят из двух половинок, поэтому имеют меньшую жесткость, применяются для нетребовательных соединений.
3. 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:

1. Плашка ¾ дюйма.
2. Трубные тиски.
3. Болгарка.
4. Напильник.
5. Плашкодержатель.
6. Масло машинное.
7. Труба из нержавеющей стали.

Порядок действий:

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.

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.

Видео по теме

В промышленности широко используются разъемные соединения, выполненные с использованием резьбы. Такие соединения называют резьбовыми соединениями.

Резьбовые соединения могут выполняться:

• на резьбе (соединения типа «болт-гайка» или «труба-муфта»);
• крепежными изделиями (болтом, шпилькой, винтом).

Эти соединения используются для крепежа деталей, для обеспечения точного передвижения элементов измерительных систем, а также для соединения труб.

Достоинства и недостатки резьбового соединения

Достоинства:

• многократные сборка и разборка узла;
• надежность;
• простота конструкции;
• технологичность.

Недостатки:

• повышенное напряжение во впадинах резьбы;
• низкая стойкость при вибрационных нагрузках (отвинчивание).

К основным параметрам относятся:

• шаг (расстояние между 2-мя соседними витками резьбы);
• внешний диаметр (диаметр элемента крепежа с учетом выступающего витка резьбы);
• внутренний диаметр;
• величина угла на вершине витков резьбы.

Виды резьбы

Резьбы можно разделить по следующим признакам:

• назначению (крепежная, крепежно-уплотняющая, ходовая или специальная резьба);
• виду профиля (треугольная, трапецеидальная, упорная, прямоугольная или круглая резьба);
• величине шага;
• направлению (правая и левая);
• системе измерения параметров резьбы (метрическая и дюймовая);
• месту расположения на детали (внутренняя и внешняя);
• виду поверхности;
• числу заходов (одноходовая и многоходовая).

Свойства различных видов резьб

Крепежная резьба используется для соединения деталей. Крепежно-уплотняющая резьба используется для таких соединений, в которых важны не только прочность, но и герметичность соединения. Ходовая резьба используется для обеспечения движения одной детали относительно другой. Резьба специального вида используется в часовых механизмах или в окулярах.

Назначение резьбы обычно влияет и на другие характеристики используемой резьбы. Так для крепежа чаще всего используется треугольная метрическая или дюймовая правая однозаходная резьба. При этом параметры метрической резьбы стандартизированы для различных применений. Профиль треугольной резьбы — равносторонний треугольник, вершина которого срезана. Впадины между нитками резьбы притуплены, что требуется для уменьшения напряжений.

Метрическая резьба может иметь крупный шаг или мелкие шаги. В соответствии со стандартом, например, метрическая резьба М20 может иметь крупный шаг размером 2,5 мм и 5 более мелких шагов размерами от 0,5 до 2 мм. Соединение с мелким шагом используется в тех случаях, когда необходимо соединение тонкостенных деталей, а также для обеспечения торможения.

В некоторых случаях для увеличения прочности соединения используется многозаходная резьба. Такой вариант соединения важен в случаях, когда диаметр винта относительно невелик. При использовании многозаходной резьбы ее шаг, высота и внутренний диаметр будет соответствовать однозаходной резьбе, а ход (то есть, перемещение гайки) будет значительно больше. Необходимо учитывать, что технология нарезания многозаходной резьбы сложна, а, следовательно, и стоимость выполнения такой операции довольно велика.

Профиль крепежной дюймовой резьбы — треугольник с углом в 55°. Все параметры дюймовой резьбы задаются в дюймах. Такая резьба используется в изделиях, разработанных в западных странах, а в России используется только при ремонте импортной техники. Однако крепежно-уплотнительные дюймовые резьбы с углами 55° и 60° стандартизированы и используются в трубопроводах.

Профиль трапецеидальной резьбы — трапеция с углами наклона в 30°, а упорной резьбы — трапеция с углами в 30° и 3°. Оба типа резьбы являются ходовыми и используются для передачи движения. Например, трапецеидальная резьба используется для реверсивной передачи в токарных станках, а упорная – для передачи односторонней нагрузки в домкратах и прессах.

Прямоугольная резьба ограниченно используется в передачах движения. Она имеет большой КПД, но малую прочность. Кроме того, при изготовлении такой резьбы возникают технологические трудности.

Круглая резьба используется для водопроводной арматуры, для механизмов, работающих в агрессивной среде. Профиль такой резьбы образуется дугами и прямыми линиями.

Нарезание резьбы

Такая операция производится следующими способами:

• резцами или резцовыми гребенками;
• накатыванием с помощью круглых нарезных плашек;
• фрезерованием;
• шлифованием;
• плашками и метчиками.

Нарезание резьбы резцами выполняется на станке. Такой метод выполнения резьбы используется при необходимости получения точных ходовых винтов или калибров. Производительность такого метода низка, поэтому он используется редко.

Основным методом получения резьбы в промышленности является метод накатывания. При этом деталь зажимается в суппорте станка и прокатывается между роликами, имеющими профиль резьбы. В результате на стержне выдавливается резьбовой профиль.

При фрезеровании резьбы на станках используется гребенчатая фреза. При этом фреза врезается в тело детали и формирует на ней резьбу. Периодически происходит перемещение фрезы на шаг резьбы.

Для получения точной резьбы на коротких деталях (калибрах, резьбовых роликах) используются шлифовальные круги.

Наиболее распространенным методом нарезания резьбы является использование плашек и метчиков. При этом существуют круглые и раздвижные плашки (клупповые).

При нарезании наружной резьбы на станке плашка устанавливается и крепится в специальном приспособлении. При нарезании внутренней резьбы используется комплект машинных метчиков.

Ручное нарезание резьбы

Часто резьбу необходимо нарезать в домашних условиях.

Для того чтобы произвести нарезание внешней резьбы необходимо проделать следующие операции:

1. Зажать в тисках стержень для нарезания резьбы. Диаметр стержня должен быть равен внешнему диаметру выбранной резьбы.
2. Подобрать плашку и установить ее в плашкодержатель.
3. На конце стержня напильником снять фаску и смазать заготовку маслом.
4. Аккуратно надеть плашку на конец заготовки.
5. Осторожно без перекосов наворачивать плашку на стержень.
6. Прогнать плашку до конца резьбы.

Для получения внутренней резьбы надо:

1. По таблице выбрать необходимый для данной резьбы диаметр сверла. При отсутствии таблицы диаметр сверла приближенно можно оценить, если вычесть шаг резьбы из ее диаметра. Например, для метрической резьбы М10 шаг составляет 1,5 мм. В этом случае диаметр требуемого сверла равен 8,5 мм.
2. Отметить на заготовке керном углубление, зажать деталь в тиски и с помощью дрели просверлить отверстие под резьбу. Дрель должна обязательно находиться под углом в 90° к поверхности детали. Для учета конусности метчика глухое отверстие должно иметь некоторый запас по глубине.
3. Установить в патрон дрели зенковку и сделать фаску глубиной не менее 1 мм. Перекос фаски недопустим.
4. Вставить хвостовик метчика под номером 1 (отмечен 1-й риской) в вороток и смазать рабочую часть метчика маслом.
5. Вращать вороток с метчиком. Для уменьшения нагрузки на инструмент и сброса стружки на каждые 2 оборота вперед делать по одному обороту назад.
6. После прогона резьбы метчиком № 1 повторить операцию метчиком № 2, который отмечен двумя рисками и чистовым метчиком № 3 (с тремя рисками).

1 — Метчики. 2 — Плашки. 3 — Воротки

При нарезании резьбы желательно выполнять следующие рекомендации:

1. При нарезании внешней резьбы на стержне необходимо обязательно снять фаску, установить плашку без перекосов, смазать заготовку маслом.
2. В случае перекоса стержня отрезать испорченный кусок металла и начать нарезание резьбы сначала.
3. При нарезании внутренней резьбы отверстие должно быть просверлено перпендикулярным плоскости детали, должна быть выбрана фаска, а черновой метчик смазан маслом.
4. При выборе метчиков отдавать предпочтение метчикам из быстрорежущей стали, так как метчики из углеродистой стали могут сломаться.
5. Не рекомендуется также при нарезании внутренней резьбы использовать механизацию, так как это также может привести к поломке метчика из-за трудностей при выборе усилия и угла нажима.
6. В случае поломки метчика для его извлечения необходимо использовать специальный экстрактор или попытаться обточить торчащий обломок метчика и вывернуть его плоскогубцами. Возможный вариант извлечения – использование азотной кислоты для удаления режущих кромок метчика.

Резьбовое соединение – основной способ стыковки двух конструктивных элементов между собой. В сантехнической и строительной практике резьбовые соединения применяются при монтаже трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры и подключения к инженерным системам потребляющего оборудования.

В данной статье представлены резьбовые соединения. Мы рассмотрим их разновидности, составляющие части крепежа, способы определения размеров и конфигурации резьбы.

Cодержание статьи

Назначение и сфера применения

Резьба, согласно положениям ГОСТ №2.331-68, определяется как поверхность сформированная совокупностью чередующихся впадин и выступов определенного профиля, размещенная на внутренних либо наружных стенках тела вращения.

Функциональным назначением резьбы является:

• удержание деталей на требуемом расстоянии по отношению друг к другу;
• фиксация деталей и ограничение возможности их смещения;
• обеспечение плотности соединения стыкующихся конструкций.

Основой любой резьбы является винтовая линия, в зависимости от конфигурации которой выделяют следующие виды резьбы:

• цилиндрическая – резьба, сформированная на цилиндрической поверхности;
• – на поверхности конической формы;
• правая – резьба, винтовая линия которой направлена по часовой стрелке;
• левая – с винтовой линией против часовой стрелки.

Резьбовое соединение – стыковка двух деталей посредством резьбы, обеспечивающая их неподвижность либо заданное пространственное перемещение относительно друг друга. Такие соединения классифицируются на две основные категории:

• соединения, полученные с применением специальных соединительных элементов – винтов, шпилек, гаек и шайб (сюда относится все разновидности );
• соединения, образованные свинчиванием двух стыкующихся конструкций без сторонних крепежей (в сантехнике – ).

Действующие ГОСТ определяют следующие основные параметры резьбы:

• d – номинальный наружный диаметр винта либо болта, указывается в миллиметрах;
• d 1 – внутренний диаметр гаек, размер которого должен совпадать с величиной d ответного крепежного элемента;
• p – шаг резьбы, указывающий на расстояние между двумя соседними гребнями винтовой линии;
• a- угол профиля, указывает на угол между смежными выступами винтовой линии в осевой плоскости.

Шаг резьбы определяет, к какому классу она относится – основному либо мелкому. На практике отличия между ними заключаются в том, что мелкие резьбовые соединения (в такой конфигурации выполняются все крепежи диаметром от 20 мм), за счет минимального расстояния между гребнями винтовой линии, более устойчивы к самоотвинчиванию.

Преимущества и недостатки

Широкое распространение резьбовых соединений обуславливается наличием у данного метода крепежа множества эксплуатационных преимуществ, к числу которых относится:

• надежность и долговечность;
• возможность контроля над силой сжатия;
• фиксация в заданном положении благодаря эффекту самоторможения;
• возможность сборки и демонтажа с применением широко распространенных инструментов;
• сравнительная простота конструкции;
• обширный сортамент и типоразмеры крепежных элементов, их низкая стоимость;
• минимальные размеры крепежей в сравнении с размерами соединяемых деталей.

К недостаткам данных соединений относится неравномерное распределение нагрузки по винтовой линии резьбы (около 50% давления приходиться на первый виток ), ускоренный износ и ослабление стыка при частой разборке крепежа и его склонность к самоотвинчиванию под воздействием вибрационных нагрузок.

Отличия между метрической и дюймовой резьбой (видео)

Разновидности резьбовых соединений

В зависимости от типа профиля резьба классифицируется на следующие разновидности:

• метрическая;
• дюймовая;
• трубная цилиндрическая;
• трапецеидальная;
• упорная;
• круглая.

Наиболее распространенной является резьба метрическая (ГОСТ №9150-81). Ее профиль выполнен в виде равностороннего треугольника под углом 60 0 с шагом витков от 0.25 до 6 мм. Крепежные элементы выпускаются в диаметре 1-600 мм.

Также существует резьба метрическая конического типа, в которой используется конусность 1:16. Такая конфигурация обеспечивает герметичность стыка и стопорение крепежных элементов без необходимости использования стопорных гаек. Нижеприведенная таблица указывает основные параметры метрического профиля.

Дюймовая резьба не имеет нормативных стандартов в отечественной строительной документации. Дюймовый профиль выполнен в треугольной форме с углом 55 0 . Шаг профиля определяется количеством витков на участке длиной в 1″. Конструкция стандартизирована для крепежей с наружным диаметром от 3/16″ до 4″ и количеством витков на 1″ от 3 до 28.

Коническая дюймовая резьба имеет угол профиля в 60 0 и конусность 1:16. Данный профиль обеспечивает высокую герметичность соединения без дополнительных уплотняющих материалов. Это основной тип резьбы в гидравлических и напорных трубопроводах малых диаметров.

Трубная резьба цилиндрического типа (ГОСТ №6357-81) применяется в качестве крепежно-уплотняющей. Ее профиль имеет форму равнобедренного треугольника с углом 55 0 . С целью получения повышенной герметичности профиль выполняется с закругленными верхними гранями без дополнительных зазоров на местах впадин и выступов. Данный вид резьбы стандартизирован под диаметры 1/16″-6″, шаг варьируется в пределах 11-28 витков на 1″.

Трубная резьба всегда выполняется в мелкой конфигурации (с сокращенным шагом), что необходимо для сохранения толщины стенок соединяемых конструкций. Данный вид профиля широко используется для соединения стальных трубопроводов систем отопления и водоснабжения и других деталей цилиндрической формы.

Резьба трапецеидальная (ГОСТ №9481-81) чаще всего используется в крепежах типа винт-гайка. Профиль имеет равностороннюю трапецеидальную форму с углом 30 0 (для крепежных элементов червячных передач – 40 градусов). Используется в крепежах с диаметрами 10-640 мм.

В сравнении с прямоугольным профилем трапецеидальная винтовая линия, при идентичных габаритах, обеспечивает большую прочность соединения. Такая конфигурация позволяет эффективно выполнять подвижные передачи (превращает вращательное движение в поступательное), ввиду чего трапецеидальная резьба повсеместно используется в ходовых гайках, фиксирующих шток трубопроводных задвижек.

Упорная резьба (ГОСТ №24737-81) применяется в крепежах, испытывающих в процессе эксплуатации сильные однонаправленные осевые нагрузки. Ее профиль выполнен в виде разносторонней трапеции, одна из граней которой имеет угол в 3 0 , противоположная – 30 0 . Шаг профиля составляет 2-25 мм, применяется для крепежей диаметром 10-600 мм.

Профиль круглой резьбы (ГОСТ №6042-83) сформирован соединенными между собой дугами с углом между сторонами в 30 0 . Преимуществом такой конфигурации является повышенная устойчивость к эксплуатационному износу, ввиду чего она широко применяется в конструкциях трубопроводной арматуры.

Как определить параметры резьбы?

При выборе трубопроводной арматуры либо фланцевых соединительных элементов возникает необходимость узнать тип и размеры профиля, что нужно для правильного определения параметров ответного крепежа. В большинстве случаев вы столкнетесь с метрической резьбой, которая наиболее распространена в отечественном строительстве и сантехнике.

Метрический профиль имеет унифицированное обозначение типа М8х1.5, в котором:

• М – метрический стандарт;
• 8 – номинальный диаметр;
• 5 – шаг профиля.

Определить шаг профиля можно тремя способами – использовать специальный инструмент (метрический резьбомер), сравнить шаг с крепежа с профилем либо измерить его штангенциркулем. Определение последним методом наиболее простое – необходимо лишь измерить расстояние между десятью витками профиля и разделить полученную длину на 10.

Номинальный диаметр вымеривается штангенциркулем по наружной грани профиля. Представленная ниже таблица содержит перечень соответствия наиболее распространенных диаметров и шагов профиля метрической резьбы.

При работе с дюймовой резьбой определить шаг ее профиля можно приложив к крепежу дюймовую линейку и визуально подсчитав количество витков, приходящихся на 1 дюйм (25.4 мм). Используя специальный резьбомер учитывайте, что английский и американский стандарт отличается по углу профиля (60 и 55 0 соответственно), так что тут потребуется внимание при выборе инструмента.

Важно: не забывайте, что шагом у метрической резьбы является расстояние между смежными витками профиля, а у дюймовой – количество витков на 1 дюйм.

Таблица 1.2.1

№ п/п	Тип резьбы	Профиль резьбы (некоторые параметры)	Условное изображение резьбы	Стандарт	Примеры обозначения	Примеры обозначения резьбового соединения
1	2	3	4	5	6	7
1	Метрическая
2	Метрическая коническая
3	Трубная цилиндрическая
4	Трубная коническая
5	Коническая дюймовая
6	Трапецеидальная
7	Упорная
8	Круглая
9	Прямоугольная

1.2.1. Метрическая резьба
Метрическая резьба (см. табл.1.2.1) является основным типом кре-пежной резьбы. Профиль резьбы установлен ГОСТ 9150-81 и представляет собой равносторонний треуголь-ник с углом профиля α = 60°. Профиль резьбы на стержне отличается от профиля резьбы в отверстии ве-личиной притупления его вершин и впадин. Основными параметрами метрической резьбы являются: номиналь-ный диаметр - d (D ) и шаг резьбы - Р , устанавливае-мые ГОСТ 8724-81.
По ГОСТ 8724-81 каждому номинальному размеру резьбы с крупным шагом соответствует несколько мел-ких шагов. Резьбы с мелким шагом применяются в тонкостенных соединениях для увеличения их герметич-ности, для осуществления регулировки в приборах точ-ной механики и оптики, с целью увеличения сопро-тивляемости деталей самоотвинчиванию. В случае, если диаметры и шаги резьб не могут удовлетворить функци-ональным и конструктивным требованиям, введен СТ СЭВ 183-75 «Резьба метрическая для приборо-строения». Если одному диаметру соответствует несколь-ко значений шагов, то в первую очередь применяются большие шаги. Диаметры и шаги резьб, указанные в скобках, по возможности не применяются.
В случае применения конической метрической (см. табл.1.2.1) резьбы с конусностью 1:16 профиль резьбы, диаметры, шаги и основные размеры установлены ГОСТ 25229-82. При соединении наружной конической резьбы с внутренней цилиндрической по ГОСТ 9150-81 должно обеспечиваться ввинчивание наружной кониче-ской резьбы на глубину не менее 0,8.

1.2.2. Дюймовая резьба
В настоящее время не существует стандарт, регла-ментирующий основные размеры дюймовой резьбы. Ранее существовавший ОСТ НКТП 1260 отменен, и приме-нение дюймовой резьбы в новых разработках не допус-кается.
Дюймовая резьба применяется при ремонте оборудо-вания, поскольку в эксплуатации находятся детали с дюймовой резьбой. Основные параметры дюймовой резь-бы: наружный диаметр, выраженный в дюймах, и число шагов на дюйм длины нарезанной части детали.

1.2.3. Трубная цилиндрическая резьба
В соответствии с ГОСТ 6367-81 трубная цилиндри-ческая резьба имеет профиль дюймовой резьбы, т. е. равнобедренный треугольник с углом при вершине, рав-ным 55° (см. табл.1.2.1).
Резьба стандартизована для диаметров от 1/16 " до 6" при числе шагов z от 28 до 11. Номинальный размер резьбы условно отнесен к внутреннему диаметру трубы (к величине условного прохода). Так, резьба с номи-нальным диаметром 1 мм имеет диаметр условного прохода 25 мм, а наружный диаметр 33,249 мм.
Трубную резьбу применяют для соединения труб, а также тонкостенных деталей цилиндрической формы. Такого рода профиль (55°) рекомендуют при повышен-ных требованиях к плотности (непроницаемости) труб-ных соединений. Применяют трубную резьбу при соеди-нении цилиндрической резьбы муфты с конической резь-бой труб, так как в этом случае отпадает необходи-мость в различных уплотнениях.

1.2.4. Трубная коническая резьба
Параметры и размеры трубной конической резьбы определены ГОСТ 6211-81, в соответствии с которым профиль резьбы соответствует профилю дюймовой резь-бы (см. табл.1.2.1). Резьба стандартизована для диаметров от 1/16" до 6" (в основной плоскости размеры резьбы соответствуют размерам трубной цилиндрической резьбы).
Нарезаются резьбы на конусе с углом конусности j/2 = 1°47"24" (как и для метрической конической резь-бы), что соответствует конусности 1:16.
Применяется резьба для резьбовых соединений топ-ливных, масляных, водяных и воздушных трубопроводов машин и станков.

1.2.5. Трапецеидальная резьба
Трапецеидальная резьба имеет форму равнобокой трапеции с углом между боковыми сторонами, равным 30° (см. табл.1.2.1). Основные размеры диаметров и ша-гов трапецеидальной однозаходной резьбы для диамет-ров от 10 до 640 мм устанавливают ГОСТ 9481-81. Трапецеидальная резьба применяется для преобразова-ния вращательного движения в поступательное при зна-чительных нагрузках и может быть одно- и многозаходной (ГОСТ 24738-81 и 24739-81), а также правой и левой.

1.2.6. Упорная резьба
Упорная резьба, стандартизованная ГОСТ 24737-81, имеет профиль неравнобокой трапеции, одна из сторон которой наклонена к вертикали под углом 3°, т. е. рабо-чая сторона профиля, а другая - под углом 30° (см. табл.1.2.1). Форма профиля и значение диаметров шагов для упорной однозаходной резьбы устанавливает ГОСТ 10177-82. Резьба стандартизована для диаметром от 10 до 600 мм с шагом от 2 до 24 мм и применяется при больших односторонних усилиях, действующих в осевом направлении.
1.2.7. Круглая резьба
Круглая резьба стандартизована. Профиль круглой резьбы образован дугами, связанными между собой участками прямой линии. Угол между сторонами профиля α = 30° (см. табл.1.2.1). Резьба применяется огра-ниченно: для водопроводной арматуры, в отдельных слу-чаях для крюков подъемных кранов, а также в условиях воздействия агрессивной среды.

1.2.8. Прямоугольная резьба
Прямоугольная резьба (см. табл.1.2.1) 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.

1.3. Условное изображение резьбы. ГОСТ 2.311-68
Построение винтовой поверхности на чертеже - длительный и сложный процесс, поэтому на чертежах изделий резьба изображается условно, в соответствии с ГОСТ 2.311-68. Винтовую линию заменяют двумя линиями - сплошной основной и сплошной тонкой.
Резьбы подразделяются по расположению на поверх-ности детали на наружную и внутреннюю.

1.3.1. Условное изображение резьбы на стержне

Рис.1.3.1.1

Наружная резьба на стержне (рис.1.3.1.1) изображается сплошными основными линиямипо наружному диаметру и сплошными тонкими - по внутреннему диаметру, а на изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендику-лярную оси стержня, тонкую линию проводят на 3/4 ок-ружности, причем эта линия может быть разомкнута в любом месте (не допускается начинать сплошную тон-кую линию и заканчивать ее на осевой линии). Рас-стояние между тонкой линией и сплошной основной не должно быть меньше 0,8 мм и больше шага резьбы, а фаска на этом виде не изображается. Границу резьбы наносят в конце полного профиля резьбы (до начала сбега) сплошной ос-новной линией, если она видна. Сбег резьбы при необходимости изображают сплошной тонкой линией.

Рис.1.3.1.2?

Из технологических соображений на части детали (стержня) может быть осуществлен недовод резьбы. Суммарно недовод резьбы и сбег представляют собой недорез резьбы (ГОСТ 10548-80). Размер длины резьбы указывается, как правило, без сбега.

1.3.2. Условное изображение резьбы в отверстии

Рис.1.3.2.1

Внутренняя резьба - изображается сплошной основ-ной линией по внутреннему диаметру и сплошной тонкой - по наружному. Если при изобра-жении глухого отверстия, конец резьбы располагается близко к его дну, то допускается изображать резьбу до конца отверстия. Резьбу с нестандарт-ным профилем следует изображать.

1.3.3. Условное изображение резьбы в сборе

Рис.1.3.3.1

На разрезах резьбового соединения в изображении на плоскости, параллельной его оси в отверстии, показывают только ту часть резьбы, которая не закрыта резьбой стержня.
Штриховку в разрезах и сечениях проводят до сплошной основной линии, т.е. до наружного диаметра наружной резьбы и внутреннего диаметра внутренней.

1.4. Условное изображение резьб
Таблица 1.4.1

Для обозначения резьб пользуются стандартами на отдельные типы резьб. Для всех резьб, кроме конических и трубной цилиндрической, обозначения относятся к на-ружному диаметру и проставляются над размерной ли-нией, на ее продолжении или на полке линии-выноски. Обозначения конических резьб и трубной цилиндри-ческой наносят только на полке линии-выноски.
Резьбу на чертеже условно обозначают в соответ-ствии со стандартами на изображение, диаметры, шаги и т. д.
Метрическая резьба обозначается в соответствии с ГОСТ 9150-81.
Метрическая резьба подразделяется на резьбу с крупным шагом, обозначаемой буквой М с указанием номи-нального диаметра цилиндрической поверхности, на кото-рой резьба выполнена, например М12, и резьбу с мелким шагом, обозначаемой указанием номинального диаметра, шага резьбы и поля допуска, например М24×2-6g или М12×1-6Н.
При обозначении левой резьбы после условного обо-значения ставят LH.
Многозаходные резьбы обозначаются, например трех-заходная, М24×З(P1)LH, где М - тип резьбы, 24 - номинальный диаметр, 3 - ход резьбы, P 1 - шаг резьбы. Приведенные обозначения левой и многозаходной резьб могут быть отнесены ко всем метрическим резьбам.
Метрическая коническая резьба обозначается в соот-ветствии с ГОСТ 25229-82. В обозначение резьбы включаются буквы МК. Применяются соединения внут-ренней цилиндрической резьбы с резьбой наружной конической. Размеры элементов профиля конической и цилиндрической резьб принимаются по ГОСТ 9150-81. Соединение такого типа должно обеспечивать ввинчи-вание конической резьбы на глубину не менее 0,8l (где l - длина резьбы без сбега). Обозначение внут-ренней цилиндриче-ской резьбы состоит из номинального диа-метра, шага и номера стандарта (например: М20×1,5 ГОСТ 25229-82).

Рис.1.4.1

Соеди-нение внутренней ци-линдрической резьбы с наружной конической (рис.1.4.1) обозначается дробью М/МК, но-минальным диаметром, шагом и номером стандарта: М/МК 20×1,5LH ГОСТ 25229-82. При отсутствии особых требований к плотности соединений такого рода или при применении уплотне-ний для достижения герметичности таких соединений номер стандарта в обозначении соединений опускается, например: М/МК 20×1,5 LH.
Поле допуска среднего диаметра внутренней цилинд-рической резьбы должно соответствовать 6Н по ГОСТ 16093-81, а предельное отклонение внутреннего диа-метра и среза впадин внутренней цилиндрической резь-бы принимается в пределах: верхнее предельное откло-нение (+0,12) -г- (+0,15), а нижнее предельное откло-нение равняется 0.
Трубная цилиндрическая резьба. Условное обозначе-ние резьбы состоит из буквы G , обозначения размера резьбы, класса точности среднего диаметра (А или В ). Для левой резьбы применяется условное обозначе-ние LH. Например, G1½LH-В-40 длина свинчивания, указываемая при необходимости.
Соединение внутренней трубной цилиндрической резь-бы класса точности А с наружной трубной конической резьбой по ГОСТ 6211-81 обозначается следующим об-разом: например, G/Rp-1½-А.
При обозначении посадок в числителе указывается класс точности внутренней резьбы, а в знаменателе — наружной. Например: G 1½-А/В.
Трубная коническая резьба. В обозначение резьбы входят буквы: R - для конической наружной резьбы, R c - для конической внутренней резьбы, R p - для ци-линдрической внутренней резьбы и обозначение размера резьбы. Для левой резьбы добавляются буквы LH. Ус-ловный размер резьбы, а также ее диаметры, измерен-ные в основной плоскости, соответствуют параметрам трубной цилиндрической резьбы, имеющей тот же услов-ный размер. Поэтому детали с трубной конической резьбой достаточно часто применяются в соединениях с деталями с трубной цилиндрической резьбой, что обес-печивает достаточно высокую герметичность соединений. Резьбовые соединения обозначаются в виде дроби, в числителе которой указывается буквенное обозначение внутренней резьбы, а в знаменателе - наружной. При-мер обозначения:

G/R * 1½ - A

— внутренняя трубная ци-линдрическая резьба класса точности А по ГОСТ 6357-81.
Трапецеидальная резьба. Условное обозначение тра-пецеидальной резьбы состоит из букв Тr , номинального диаметра, хода Р n и шага Р . Например: Tr20×4LH-8H, где LH - обозначение левой резь-бы, 8Н - основное отклонение резьбы.
При необходимости вслед за основным отклонени-ем резьбы указывается длина свинчивания L (в мм). Например: Тг40×6-8g-85; 85 - длина свинчива-ния.
Резьба упорная. Обозначение резьбы состоит из бук-вы S , номинального диаметра, шага и основного откло-нения S80×10-8Н.
Для левой резьбы после условного обозначения резь-бы указывают буквы LH.
Для многозаходной резьбы вводят дополнительно зна-чение хода совместно с буквой Р и значение шага. Так, двухзаходная резьба с шагом 10 мм обозначается S80×2(P10).
Прямоугольная резьба не стандартизована. При изоб-ражении прямоугольной резьбы рекомендуется вычер-чивать местный разрез, на котором проставляют необ-ходимые размеры.
Специальные резьбы. Если резьба имеет стандартный профиль, но отличается от соответствующей стандарт-ной резьбы диаметром или шагом, то резьба называется специальной. В этом случае к обозначению резьбы добавляется надпись Сп , а в обозначении резьбы ука-зываются размеры наружного диаметра и шага резьбы, например: Сп.М19×1Д Резьба с нестандартным про-филем изображается так, как это представлено в п.9 табл.1, с нанесением размеров, необходимых для изго-товления резьбы.

Резьбы по назначению делятся на следующие группы:

1. Крепежные резьбы. Предназначены для скрепления деталей, обычно метрические, однозаходные.

2. Крепежно-уплотняющие резьбы. Служат как для скрепления деталей, так и для предохранения от вытекания жидкости, обычно трубные резьбы.

3. Резьбы для передачи движения или ходовые, часто бывают многозаходные.

Виды резьб по профилю.

По виду профиля резьбы разделяются:

Метрическая резьба (ГОСТ 8724-81 (СТ СЭВ 181-75) - диаметры и шаги и ГОСТ 9150-81 (СТ СЭВ 180-75) - профиль резьбы.

Профиль резьбы - равносторонний треугольник. Вершины профиля резьбы винта притуплены по прямой на величину Н/8, а гайки - на Н/4. Профиль впадин часто имеет закругление радиусом Н/6. Притупление профиля делается для снижения концентрации напряжений, повышения стойкости режущего инструмента. Различают резьбу с крупным шагом, называемую основной и с мелким шагом, имеющей 4 вида. Резьба с мелким шагом применяется при больших диаметрах резьб, для тонкостенных деталей, где резьба применяется для регулировки. Применяется в диапазоне диаметров от 1 до 600 мм. Резьба с крупным шагом или основная обозначается М с указанием наружного диаметра (например М-20), а с мелким дополнительно указывается вид шага (например, М20х2), резьба является крепежной, реже - ходовой.

Трубная цилиндрическая резьба (ГОСТ 6357-81 (СТ СЭВ 1157-78). Профиль резьбы - равнобедренный треугольник с углом профиля 55 0 . Выполняется с закруглением профиля радиусом r = 0.137 и без зазоров по вершинам и впадинам для хорошего уплотнения. Предназначена для соединения труб и арматуры трубопроводов и является крепежно-уплотняющей резьбой. Применяется в диапазоне диаметров от 1/8” до 6”. Представляет собой дюймовую резьбу и обозначается G с указанием наружного диаметра (например G2”).

Трапецеидальная резьба (ГОСТ 9484-81, СТ СЭВ 639-77 - диаметры и шаги и СТ СЭВ 146-75 - профиль резьбы - для однозаходной резьбы и СТ СЭВ 185-75 - для многозаходной резьбы). Профилем резьбы является трапеция с углом профиля 30 0 . Применяется в диапазоне от 8 до 640 мм. Служит в качестве ходовой резьбы. Обозначается Тr с указанием наружного диаметра, числа заходов для многозаходной резьбы или шага (например Тr190х(2х8) или Тr190х8).

Упорная резьба (ГОСТ 10177-82 или СТ СЭВ 1781-79). Профилем является неравнобокая трапеция с углом профиля 33 0 и углами наклона профиля рабочей стороны 3 0 и нерабочей стороны 30 0 . Предназначена для передачи усилия в одном направлении. Также служит в качестве ходовой резьбы. Применяется в диапазоне диаметров от 8 до 280 мм. Обозначается Уп с указанием диаметра и шага (например Уп 80х10).

Прямоугольная резьба - в настоящее время вытесняется упорной или трапециидальной, не стандартизирована. Обладает меньшей прочностью, сложна в изготовлении, образование зазора при износе и т.д.

Круглая резьба - мало распространена в машиностроении.

Коническая дюймовая и трубная резьба применяется для присоединения трубопроводов к деталям.

Крепежные детали.

Крепежными деталями являются болты, винты, шпильки и гайки. К ним относятся и шайбы. Болты применяют для скрепления деталей не очень большой толщины, не требует нарезки резьбы в детали. Конструктивно состоят из тела с нарезанной честью и головки различной формы, чаще шестигранной. Условно болтовое соединение изображается на чертеже, как показано на рис. 1.3.

Винты по внешнему виду напоминают болты или же используются без головки, завинчиваются в деталь, расположенную последней от головки. Условно винтовое соединение изображается, как показано на рис. 1.4.

Шпильки применяются в тех же случаях, что и винты, но когда материал детали с резьбой не обеспечивает достаточной долговечности резьб при разборках и сборках соединений. Условно соединение при помощи шпильки изображается на чертежах, как показано на рис. 1.5.

Перечисленные детали изготовляют нормальной и повышенной точности.

Гайки представляют собой шестигранник высотой от 0.8 d до 1.6d с внутренним отверстием с резьбой и служит для затяжки деталей.

Шайбы предназначены для предохранения при затяжке поверхностей деталей от повреждения. Устанавливаются под гайку или головку в зависимости от того, что поворачивается. Специальные шайбы выполняют также функцию стопорения.

Крепежные детали чаще всего изготавливаются из стали, а в специальных конструкциях могут быть изготовлены из цветных металлов. Материал остальных болтов, винтов, шпилек условно разделяют на 12 классов прочности по ГОСТ 1759-70. Класс прочности обозначается двумя числами. Первое число, умноженное на 100, указывает минимальное значение предела прочности σ в в МПа, второе, деленное на 10, указывает отношение предела текучести σ т к пределу прочности, а произведения этих чисел, умноженное на 10 есть предел текучести в МПа.

Например, класс прочности 4.8 показывает, что деталь изготовлена из стали с механическими характеристиками:

σ в = 400 Мпа, σ т = 4.8 = 320 МПа и σ т / σ в = 0.8.

Такими свойствами обладают стали марки Сталь 10.

Материал остальных гаек и шайб делится на 7 классов прочности. Класс прочности обозначается числом, которое при умножении на 100 дает величину напряжений от испытательной нагрузки в МПа. Например, класс прочности 4 показывает, что гайка или шайба изготовлена из стали марки Ст.3, т.к. σ в = 4*100 = 400 МПа.

Конкретно классы прочности необходимо посмотреть самостоятельно в /2/. Класс прочности записывается в условное обозначение крепежной детали.

Условное изображение крепежных деталей.

Согласно стандартам в условное обозначение входит наименование детали, исполнение, диаметр резьбы, шаг мелкой резьбы, степень точности и основное отклонение резьбы, длина болта, винта (без головки) или шпильки, класс прочности, указание о применении спокойной стали, вид покрытия, толщина покрытия и ГОСТ на деталь. Если исполнение обычное (без отверстий), резьба основная, не регламентировано применение спокойной стали, изделие без покрытия, то эти сведения из обозначения исключаются. При изготовлении деталей из легированных сталей после класс прочности ещё указывается марка стали.

Примеры обозначения:

Болт 2 М20х2.6х70.48.С.037 ГОСТ

Болт М20.6дх70.48 ГОСТ

Винт М12х1.25.8дх40.88.35х.019 ГОСТ

Винт М12.8дх40.43 ГОСТ

Гайка М20х2.6Н.2х13.037 ГОСТ

Гайка М20.6Н.5 ГОСТ

Способы стопорения резьбовых соединений.

Существует большое число способов стопорения или предохранения против самоотвинчивания.

Они сводятся к следующему:

1. Повышение трения в резьбе или на торце гайки (контр-гайки, пружинные шайбы).

2. Жесткое соединение гайки со стержнем винта (корончатые гайки или применение проволоки)