Что такое металлическая резьба

Обновлено: 04.10.2024

Чертеж — это графический документ, применяемый для изображения инженерного объекта. Для удобства его использования разработаны различные межгосударственные стандарты (ГОСТ), в которых указаны правила представления всех элементов, принимающих участие в создании того или иного изделия.

Обозначение резьбы на чертеже — это базовое знание, которым должен обладать каждый инженер.

Назначение резьбы и ее элементы

Резь является главным элементом винтовой передачи и резьбового соединения. Она состоит из череды выпуклостей и углублений на телах кручения, что обеспечивает крепление, способное выдерживать высокие нагрузки. Нарезку применяют в качестве метода объединения или уплотнения звеньев конструкции.

Резьба обеспечивает крепление, способное выдерживать высокие нагрузки.

Главными ее элементами являются:

внутренний, внешний и средний диаметры;
профиль — это сечение рези плоскостью, проходящей через главную ось рассматриваемой детали;
угол профиля — угол, образованный боковыми сторонами профиля;
высота профиля — это длина отрезка между минимальной и максимальной точками нарезки в плоскости сечения оси в направлении, ортогональном направляющей рези;
шаг — длина промежутка между двумя точками соседних одинаковых витков, измеренное параллельно оси рези.

Классификация резьбы

Принято разделять резьбовые поверхности по следующим критериям:

расположение: внешние и внутренние;
вид: цилиндрические, конические;
форма сечения: круг, треугольник, трапеция, прямоугольник;
назначение: для крепежа, крепления и уплотнения, специальные, ходовые;
число заходов: однозаходовые и многозаходовые;
направление: правые, левые.

Что такое изображение и обозначение резьбы

Обозначение позволяет на основании комбинации букв и цифр понять, какой вид нарезки представлен для анализа. Оно включает в себя: тип, шаг и ход рези, класс точности и номер соответствующего стандарта. Для лучшего понимания функционирования служит изображение — это чертеж, на котором в соответствии с ГОСТ представлен элемент конструкции с резьбовой поверхностью.

Схема помогает создать визуальное представление о форме и геометрических особенностях резьбы.

Обозначение на чертежах

Во время перемещения контура плоской фигуры (круга, треугольника, трапеции и т.д.) по спиральной линии, на поверхности заданной формы появляется нарезка. Способы ее представления на чертежах регламентированы в специально разработанной международной документации (ГОСТ), которая была создана для однозначной интерпретации обозначения рези.

Изображение наружной резьбы на валах

Внешний калибр нарезки всюду представляется цельной основной линией. На изображении, полученном при проецировании на плоскость, параллельно расположенную к стержневой оси, внутренняя резь указывается тонкой перманентной линией по всей ее длине. На чертеже с проекцией ортогональной направляющей стержня внутренний поперечник резьбы должен изображаться тонкой непрерывной дугой, составляющей 3⁄4 основной окружности. Если необходимо показать резь как непросматриваемую, то она представляется одинаковыми прерывистыми линиями по внутреннему и внешнему поперечнику.

Наружная резьба на валах.

Изображение внутренней резьбы в отверстиях деталей

В отверстиях все обстоит иначе. Внутренний поперечник резьбы обозначается непрерывной основной линией. На изображении, полученном при проецировании на плоскость ортогональной оси стержня, наружная резь показывается тонкой перманентной линией На чертеже с проекцией ортогональной направляющей стержня внешний поперечник нарезки представляют тонкой непрерывной дугой, которая составляет 3⁄4 окружности.

Внутренняя резьба в отверстиях деталей.

Условное обозначение метрической резьбы (ГОСТ 8724-2002)

Определение резьбы включает литеру М (от англ. metric system), размер калибра и шаг рези, разграниченных знаком «х». Пример: M8х1.25. Допускается не указывать большой шаг. Пример: М8. Если резь является левой, то добавляются буквы LH. Пример: М8х1-LH. Определение многозаходной рези состоит из символа М, поперечника, знака «х», сочетания Ph, хода, символа P и шага. Для определенности можно указать число заходов.

Метрическая резьба (ГОСТ 8724-2002).

Обозначения метрической конической резьбы (ГОСТ 25229-82)

В определении конической метрической нарезки фигурируют сокращение МК, калибр и шаг нарезки. Пример: МК20х1,5. Для левого направления дополнительно указывается сочетание LH.

Метрическая коническая резьба (ГОСТ 25229-82).

Условное обозначение трубной цилиндрической резьбы (ГОСТ 6357-81)

Определение цилиндрической трубной нарезки содержит символ G, обозначение, класс точности среднего поперечника. Пример: G31/2-A. Дополнительно, если резь не правая, добавляют сочетание LH.

Трубная цилиндрическая резьба (ГОСТ 6357-81).

Обозначение трубной конической резьбы (ГОСТ 6211-81)

Определение трубной конической нарезки включает символы R (в случае конической наружной) или Rc (для конической внутренней рези) и ее значение. Для левого направления дополнительно указывается сочетание LH. Пример: R 11⁄2.

Трубная коническая резьба (ГОСТ 6211-81).

Условное обозначение трапецеидальной резьбы (ГОСТ 9484-81)

Трапецеидальная резьба (ГОСТ 9484-81).

Обозначение упорной резьбы (ГОСТ 10177-82)

Определение упорной нарезки должно содержать литеру S, шаг и значение поперечника. Пример: S90-10. Для левосторонней рези указывается дополнительно LH. Если рассматривается многозаходная нарезка, то ее определение составляется из символа S, поперечника, хода и в скобках буквы P, значения шага. Пример: S80-20(P20).

Упорная резьба (ГОСТ 10177-82).

Условное обозначение круглой резьбы (ГОСТ 6042-83)

Применительно к внешней и внутренней круглой нарезке Эдисона, используемой в металлических и неметаллических элементах в электротехнических изделиях, обозначение содержит литеру Е и величину наружного поперечника. Пример: Е28.

Круглая резьба (ГОСТ 6042-83).

Обозначение упорной усиленной резьбы (ГОСТ 13535-87)

Определение упорной усиленной нарезки содержит литеры S, а также угол 45, калибр и шаг. Пример: S45200-13. В случае если резьба левосторонняя, дополнительно указываются буквы LH. Если необходимо определить многозаходную резь, то указывают букву S, величину угла 45, поперечник, ход и символ Р вместе со значением шага, выделенные скобками. Пример: S4520024(P12) — двузаходная, значение хода 24 мм, шаг — 12 мм. Для левосторонней рези указывается дополнительно LH.

Упорная усиленная резьба (ГОСТ 13535-87).

Условное обозначение конической резьбы вентилей и баллонов для газов (ГОСТ 9909-81)

Определение конической нарезки вентилей и болтов для газа определяют литерой W и числом, указывающим поперечник. Пример: W19.2.

Коническая резьба вентилей и баллонов для газов (ГОСТ 9909-81).

Необходимые инструменты для нарезания

Нарезки широко используются в быту и на производстве, поэтому инструменты для изготовления рези широко распространены. Существует несколько видов приспособлений для нарезания:

Резьбовые фрезы — это многозубчатые инструменты, в которых процесс резьбонарезания по отношению к резцам более производительный. Подразделяются на гребенчатые цилиндрические, дисковые, гребенчатые сборные, головки для скоростного фрезерования.
Плашки — многолезвийный инструмент для создания наружной рези. Различают круглые, цельные, раздвижные приспособления, разрезные плашки.
Резьбовые головки — это специальные изделия для нарезания внутренней и внешней рези, имеют ряд преимуществ по сравнению с круглыми плашками. В зависимости от конструкции гребенок головки бывают с круглыми радиальными, плоскими тангенциальными и плоскими радиальными гребенками.
Метчики — это осевой инструмент, состоящий из нескольких лезвий, предназначенный для нарезания внутренней рези. Различают следующие виды: ручные, станочные, гаечные, машинные, маточные и т.д.
Резьбовые резцы — это инструмент для точной машинной нарезки внутренней и наружной рези. Они подразделяются на стержневые, однониточные и многониточные фасонные.

Дополнительная информация

Нарезанные изделия необходимы как в быту, так и на производстве. Без них невозможно было бы представить работу многих машин и механизмов.

С помощью обозначения и изображения резьбы на чертежах инженеры могут определить ее основные характеристики и использовать как часть более сложной конструкции.

Классификация резьб по металлу

Для создания разъемного соединения деталей, выдерживающего внешние механические нагрузки, или позиционирования элементов в пространстве применяют болты, шпильки и гайки. Существуют различные виды резьбы, которые отличаются профилем нарезки, частотой витков и прочностными характеристиками. Например, некоторые соединения при приложении нагрузки автоматически затягиваются, предотвращая самопроизвольное разделение элементов конструкции.

Для создания разъемного соединения деталей применяют болты, шпильки и гайки.

Функциональное назначение резьбы

Винтовая нарезка, выполненная на стержне или внутри гайки, позволяет:

удерживать детали на расстоянии, указанном в чертежной документации;
фиксировать элементы конструкции от смещения относительно друг друга;
обеспечивать плотную посадку деталей;
защищать узел от разрушения (при чрезмерной нагрузке происходит срыв винта или шпильки);
преобразовывать вращательное движение в поступательное (например, ходовой винт токарного станка обеспечивает перемещение суппорта).

Классификация и главные признаки

Резьбы подразделяются на категории по признакам:

шкала измерения диаметра (метрические, питчевые, дюймовые или модульные);
положение на поверхности (снаружи стержня или внутри просверленного в детали канала);
направление витков (бывают нарезки с левым или правым расположением витков);
количество заходов нарезки (стандартная однозаходная или специальные многозаходные);
профиль (треугольный, трапециевидный, прямоугольный, сферический);
взаимное положение кромок детали с нарезкой (цилиндрическая или коническая);
назначение (крепежная, ходовая и ряд других).

Характеристика видов резьб

Резьба характеризуется несколькими параметрами:

диаметр, измеренный между верхними точками выступов внешней нарезки или нижними точками впадин внутренней;
шаг, указывающий на расстояние между одинаковыми боковыми плоскостями профиля;
единицы измерения размеров;
конфигурация профиля и положение боковой плоскости нарезки относительно осевой линии.

Резьба с треугольным профилем наносится на поверхности на автоматизированном оборудовании, рассчитанном на массовое производство. В некоторых мелкосерийных узлах встречаются крепления с прямоугольным или квадратным профилем, нарезанным на металлообрабатывающих станках.

Из-за пониженной точности и увеличенных затрат времени технология используется редко. Существуют специальные резьбы, которые отличаются профилем или шагом от стандартных значений. В документации для обозначения вводятся литеры Сп (например, Сп М40х1,5 левая).

Метрическая

Нарезка измеряется в мм, стандарты предусматривают поперечное сечение в пределах 1-600 мм при шаге в диапазоне от 0,25 до 6 мм. Профиль представляет собой равносторонний треугольник с вершинным углом 60°. Для маркировки используют литеру М (сокращение от слова metric) и числовой код, указывающий на диаметр (для мелкой нарезки указывают шаг, иногда вводится обозначение направления хода витка). В таблице приведены стандартные шаги метрической нарезки в соответствии с международными стандартами и нормативами ГОСТ.

Номинал	Шаг, мм
М4	0,7
М6	1,0
М8	1,0
М16	2,0
М26	3,0
М32	3,5

Метрическая резьба.

Болты и шпильки со стандартной метрической нарезкой встречаются в автомобилях, металлорежущих станках, бытовом оборудовании. Уменьшение шага при сохранении неизменного поперечного сечения позволяет повысить механическую прочность резьбы. Одновременно падает угол подъема нарезки, что обеспечивает дополнительную защиту от самопроизвольного отворачивания. Мелкую нарезку наносят на детали с небольшой толщиной стенки, работающие в условиях динамических нагрузок.

Метрическая коническая

Нарезка отличается положением боковых поверхностей с небольшим углом наклона к осевой линии (конусность 1 к 16). За счет изменения конфигурации обеспечивается герметичность стыка и фиксация соединения от самопроизвольного отворачивания. Для обозначения используют комбинацию букв МК, номинальное значение поперечного размера, шаг и направление хода витков (например, МК30х3,5LH или МК30х3,5RH для левого и правого типов соответственно).

Цилиндрическая

Специальная цилиндрическая нарезка базируется на метрической, но отличается повышенной механической прочностью и стойкостью к воздействию высоких температур. Для улучшения характеристик впадины резьбы имеют увеличенный радиус скругления. Для обозначения используют буквы MJ, в коде указывают диаметр, значение шага и поля допусков нарезки.

Резьба предназначена для техники с жесткими режимами эксплуатации (например, в аэрокосмической отрасли). По габаритам детали взаимозаменяемы с элементами, имеющими метрическую нарезку.

Дюймовая

Британский стандарт дюймовой треугольной нарезки отличается системой измерения габаритов и углом при вершине, равным 55°. Базовый вариант имеет обозначение BSW (сокращение от British Standard Whitworth). Разновидность с мелким шагом имеет название BSF (от английского термина British Standard Fine). Шаг определяется как количество витков на 1″ (25,4 мм) нарезки, которая используется для соединения трубопроводов. На территории США и Великобритании стандарт применяют при изготовлении крепежных деталей, несовместимых с метрическими метизами.

Дюймовая цилиндрическая

Стандарт, распространенный на территории Северной Америки, имеет треугольный профиль с углом при вершине 60°. Предусмотрено разделение на категории UNC (Unified Coarse), UNF (Unified Fine), UNEF (Unified Extra Fine), 8UN и UNS (Unified Special) в зависимости от шага витка. Нарезка используется для фотографического оборудования (например, в СССР был принят специальный стандарт ГОСТ 3362-75, регламентировавший цилиндрическую дюймовую резьбу).

Дюймовая коническая

Коническая нарезка NPT (сокращение от National Pipe Thread) имеет треугольный профиль с верхним углом 60°. Выступы расположены на конической поверхности 1:16. Размеры регламентированы стандартом ГОСТ 6111-52, а также нормативами Американского национального института стандартов ANSI и общества инженеров-механиков ASME. Предусмотрены габариты резьбы в диапазоне от 1/16″ до 24″, нарезка используется для соединения трубопроводов для подачи воды, газа или технологических жидкостей.

Упорная

Резьбы, применяемые в нагруженных узлах и механизмах (например, гидравлических или винтовых прессах, прокатных станах), имеют треугольный профиль с углами наклона боковых граней 30° и 3°. Полученный пилообразный рисунок обладает повышенной механической прочностью, габариты регламентированы стандартом ГОСТ 10177-82. В обозначение входит литера S и числовые значения, позволяющие определить поперечное сечение, шаг и направление хода витков. Для многозаходной резьбы в коде указывается количество заходов.

Упорная усиленная

Для обеспечения повышенной несущей способности угол наклона боковых образующих профиля составляет 45° и 3°. Cтандарт ГОСТ 13535-87 допускает изготовление деталей с резьбой диаметром до 2000 мм. В идентификаторе присутствуют литера S и угол наклона 45°, указаны поперечное сечение, числовой индекс шага, направление нарезки и дополнительный код Тт. Резьба встречается в механических передачах типа винт-гайка.

Трапециедальная

Для обозначения применяется индекс Tr (от trapezoidal), к которому добавлены значения номинального диаметра, шага, направления витков и идентификатора поля допуска. Резьба характеризуется пониженными потерями на трение. Для изготовления не требуется сложное технологическое оборудование. Дополнительным преимуществом является возможность передачи реверсивного движения при повышенных нагрузках.

Трапецеидальная резьба характеризуется пониженными потерями на трение.

Круглая для санитарно-технической арматуры

Для подключения сантехнического оборудования используется резьба, состоящая из окружностей при вершине и впадине, соединенных прямыми отрезками. Полученный треугольник с закругленными вершинами имеет угол в верхней точке 30°. Параметры регламентированы нормативом ГОСТ 13536-68, идентификатор состоит из букв Кр и чисел, указывающих на значения поперечного размера и шага (может присутствовать обозначение стандарта).

Нарезку можно встретить на вентилях смесителей, соединительных гибких трубопроводах, запорных кранах, устанавливаемых на магистралях.

Резьба используется в промышленном оборудовании, обладает повышенной динамической прочностью. Ограничено применяется для передачи усилий при тяжелых условиях эксплуатации.

Эдисона круглая

Нарезку легко узнать по сферическому профилю, используется только на цоколях ламп накаливания. Для идентификации применяется литера Е и номер (соответствующий диаметру). Если нарезка выполнена на неметаллических изделиях, то в код вводится наклонная черта и дополнительная литера N (например, Е27 или Е27/N). Для установки деталей инструмент не требуется, резьба затягивается рукой.

Трубная коническая

Нарезка имеет конические боковые кромки (коэффициент 1:16) и профиль с углом при вершине 55°. В идентификации используется литера R для внешнего типа и Rc для внутреннего. Индекс содержит номинальный поперечный размер и буквы LH для указания на левое направление витков. Параметры регламентированы стандартом ГОСТ 6211-81, а также международными нормативами ISO R7 и DIN 2999.

Трубная цилиндрическая

Резьба дюймового типа, базирующаяся на стандарте BSW (British Standard Whitworth). Предусмотрены несколько вариантов шага (от 11 до 28 ниток на дюйм). Профиль имеет очертания треугольника с вершинным углом 55°.

Трубная цилиндрическая резьба.

Нефтяной сортамент

Нарезка предназначена для соединения труб, используемых при бурении скважин. Имеет коническую форму для обеспечения герметичности, профиль треугольный с вершинным углом 60° либо трапециевидный с разными размерами боковых граней (на схемах обозначается как резьба Батресс). Габариты регламентированы ГОСТом, а также нормативами Американского института нефти API.

Определение типа резьбы

Опытный механик может определить тип резьбы визуально, но полноценно выяснить параметры можно только при помощи штангенциркуля и калькулятора или специального металлического шаблона. При использовании измерительного инструмента полученные данные пересчитывают и сравнивают с табличными значениями.

На шаблонах нанесена маркировка, позволяющая назвать тип резьбы. В случае возникновения сомнений необходимо провести контрольный замер штангенциркулем и идентифицировать нарезку по таблицам.

Российская промышленность выпускает шаблоны 2 типов (с маркировками М60° для метрических профилей с углом 60° и Д55°, предназначенные для идентификации дюймовой или трубной нарезки с вершинным углом 55°). Металлические шаблоны собраны в общую пачку на центральной оси. На каждом элементе нанесена краской или выдавлена прессом цифра, указывающая на шаг резьбы (в мм или дюймах, в зависимости от типа шаблонов).

Сфера применения резьбовых соединений

Резьбовые элементы используют для:

стыковки различных агрегатов (например, коробки передач с двигателем);
сборки узлов (например, винты соединяют крышки с корпусом генератора);
соединения металлоконструкций (наряду с заклепками и дуговой сваркой);
сборки трубопроводов для подачи газа и воды (такое сопряжение имеет дюймовую резьбу);
крепления технологического оборудования к фундаментам (например, металлорежущие станки устанавливают на залитые в бетон анкеры).

Резьбы принято разделять на категории по назначению:

крепежные (например, метрические);
крепежные с одновременной герметизацией (конические);
грузоподъемные (например, упорные).

Преимущества и недостатки

Преимущества резьбовых соединений:

высокая прочность и надежность;
возможность многократной сборки и разборки;
унификация болтов и гаек в соответствии с международными стандартами;
удобство сборки и разборки конструкции;
повышенное усилие при сопряжении поверхностей при небольшой нагрузке, прилагаемой к инструменту.

Наибольшее распространение получило болтовое соединение, при котором в сопрягаемых деталях необходимо просверлить отверстия соответствующего размера. В случае поломки или повреждения достаточно отвернуть гайку и установить новый крепеж. Корпусные детали остаются нетронутыми, что снижает себестоимость ремонта. Если сквозное отверстие выполнить невозможно, то используют винты с головкой под отвертку или специальную биту. Шпильки применяют для узлов из легких сплавов или для агрегатов, требующих периодической разборки для обслуживания или ремонта.

Для установки шпилек или винтов в деталях выполняются отверстия, которые формируют зоны повышенного напряжения в металле. При приложении чрезмерной нагрузки возможно частичное или полное разрушение узла или срыв крепления. Для предотвращения самопроизвольного отворачивания необходимы установка пружинных шайб либо шплинтов или нанесение герметика на резьбу. В ряде узлов применяют болты с конической кромкой, предотвращающей самопроизвольное отворачивание (например, крепления колесных дисков автомобилей к ступице).

Большим недостатком резьбовых соединений является наличие точек концентрации напряжений по длине профиля. Кроме того, следует учесть неравномерное распределение нагрузки по виткам. Например, при использовании гайки с 10 витками на первый приходится 34% усилий, а на последний — менее 1%. По этой причине в стандартных конструкциях высота гайки составляет 0,5-0,8 от диаметра.

При приложении знакопеременных нагрузок в резьбовых соединениях появляются усталостные трещины, приводящие к разрушению конструкции. Несмотря на подобную особенность, болты широко используются в машиностроении, при сборке мостов и корпусов кораблей, для соединения железнодорожных путей, в самолетостроении или аэрокосмической индустрии.

Виды резьб

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.

Основные параметры резьбы

Резьбовое соединение благодаря технологичности, универсальности, надежности, взаимозаменяемости получило широкое распространение. Резьба — ряд чередующихся вершин и впадин, находящихся по винтовой линии на внутренней или внешней поверхности тел вращения. Используются такие виды:

Метрическая. Все ее параметры выражаются в миллиметрах.
Дюймовая. Параметры выражены в дюймах.

Наиболее распространена метрическая резьба, относящаяся к типу крепежных. Для измерения ее элементов используется штангенциркуль.

Основные параметры резьбы позволяют обеспечить взаимозаменяемость и определить:

способность выдерживать рассчитанные для соединений деталей усилия;
возможность свободного соединения;
наиболее подходящее крепежное соединение.

Основными параметрами являются:

диаметр;
форма и размеры профиля;
сведения, характеризующие подъем (шаг, число заходов, угол подъема).

Диаметры резьбы

Это важнейший параметр, которым определяется метрическая резьба. Некоторые сведения отражены в таблице.

№	Вид диаметра	Обозначение	Описание
Наружная
1	наружный	D	соответствует диаметру цилиндра, который условно описывается по вершинам (выступам)
2	внутренний	D₁	это диаметр цилиндра, условно описанного вокруг впадин
Внутренняя
1	наружный	d	соответствует диаметру цилиндра, который условно описывается по впадинам
2	внутренний	d₁	это диаметр цилиндра, условно описанного вокруг вершин (выступов)

Кроме того рассматриваемый тип крепежного соединения определяется диаметрами:

Средний (D₂ – для наружной; d₂ – для внутренней) – диаметр условного цилиндра, расположенного соосно с резьбой, все образующие которого пересекаются с ее профилем так, что получающиеся при пересечении с резьбовой канавкой отрезки, равняются половине ее номинального шага.
Номинальный – это диаметр, используемый при обозначении на чертежах, в справочных материалах и другой документации; он характеризует ее размеры. Его величина равна величине наружного диаметра.

В ГОСТ 24705-2004 приведены стандартизированные значения перечисленных диаметров.

Направление резьбы

Важной характеристикой, описывающей параметры метрической резьбы, является ее направление. Оно характеризует ориентацию винтовой линии, которая образует витки. По направлению резьбовые соединения классифицируют на:

В таблице приведено краткое описание направлений.

· шпильки для крепления в автомобиле левых колес;

· в велосипедах влево завинчивается крышка трещотки и левая педаль в шатуне;

· при стяжке талрепом;

· в баллонах, работа с которыми требует контролирования объема газа (пропановые баллоны);

Все крепежные детали с левой резьбой имеют особую маркировку.

На болтах на торце шестигранника проставляется буква «Л». На шпильках буква «Л» также нанесена на торце. Штуцера и гайки маркируются двумя канавками, нарезанными на шестиграннике.

Профиль резьбы

Под профилем следует понимать контур сечения, который имеет виток резьбового соединения в проходящей через его ось плоскости. Иными словами, это геометрическая фигура, получаемая в плоскости, которая проходит через ось. Резьбы классифицируются на:

· у метрической – угол при вершине 60°;

2. дюймовая – в современных изделиях применение не допускается;

· которые часто свинчиваются;

· работают в средах с высоким загрязнением;

· на тонкостенных элементах деталей, где резьба накатана или выполнена штамповкой.

Примечание: * р – шаг

Выбор профиля оказывает влияние на показатели прочности, технологичности и силы трения в крепежном соединении.

Ход и шаг

Важными резьбовыми элементами являются:

однозаходной – шагу, т.е. P_h=P;
многозаходной – произведению количества заходов на длину шага, т.е. P_h=nP.

Шаг указывается на маркировке, также его можно определить из параметрических таблиц. Крупные шаги, они являются основными, на маркировке не указываются. Также шаг определяется путем:

измерения резьбовыми калибрами (резьбомерами);
сопоставления резьб различных деталей между собой;
ввинчивания во внутреннюю резьбу наружной, при этом не должно быть сопротивления ввинчиванию;
измерения с помощью штангенциркуля хода и деления полученного значения на число заходов.

Для измерения шага рекомендуется использовать болт, а не гайку, потому что есть возможность контролировать процесс измерений визуально. Цель определения шага – правильный выбор инструмента для нарезания или сверла под отверстие для резьбы.

Другие параметры

Резьба, кроме рассмотренных выше, определяется параметрами:

Какой бывает стальная резьба и как ее применяют?

Чаще всего нарезают правую резьбу – болт, шпилька или труба завинчивается по часовой стрелке. Распространена такая резьба во всех стационарных конструкциях, включая строительные, где нет вращающихся деталей. Левая резьба нарезается лишь в исключительных случаях – где детали вращаются влево, к примеру, на разных сторонах ступиц автомобиля и велосипеда. Если пренебречь этим правилом, то возможно отвинчивание креплений, удерживающих вращающиеся подшипники, на одном ходу транспортного средства, что чревато аварией машин и травмами людей.

Приварная резьба – короткие отрезки трубы или патрубка, по длине равные двойному расстоянию нарезанной на элементе резьбы.

Их получают, нарезая резьбу на длинном отрезке с одного из концов, затем конец отрезка отпиливается по заданной разметке. Такой элемент применяется, например, на сквозных заглушках газопроводов, где магистральная труба закончилась, а осуществить врезку (вварку) непосредственно на стенках трубы не удалось. Чем больше заглушка, тем больше таких «сосков» на ней можно вварить. В редких случаях, когда нет возможности удлинить трубопровод, а заглушка представляет собой фланец, последний демонтируют, а затем вваривают в него один или несколько коротких патрубков, которые расцениваются именно как приварная резьба.

Так, параметры трубопроводов с условным диаметром Ду20 чаще всего выдерживают давление до 16 атмосфер, нагрев до 175 по Цельсию. Однако есть и другие диаметры, рассчитанные на трубы с более толстыми, чем 2 мм, стенками, например, условные диаметры Ду13, Ду15, Ду21, Ду25, Ду32, Ду40, Ду50, Ду65, Ду80, Ду150, выдерживающие давление до десятков атмосфер. Температура жидкостей, паров и газов может доходить в этих трубах до 300 градусов.

Резьба по стали также подразделяется на короткую и длинную. Чтобы получить укороченную резьбу, следует нарезать лишь первые несколько (6-8) витков.

Для длинной это количество достигает 12-30 в зависимости от решаемых задач. Когда изготавливается, к примеру, сгонная часть (без переходника-американки), включающая в себя муфту и патрубок, то для создания перехода «батарея – пробка – гайка – сгон – труба» конец патрубка, вворачиваемый с контргайкой в пробку с соответствующей внутренней резьбой, прорезанной в отверстии под этот кусок трубы, потребует длину резьбы порядка 20 витков. От Ду21 диаметру Ду-20, к примеру, отличается лишь небольшим стачиванием поверхности стенок трубы: например, труба с 2,5-миллиметровыми стенками без особого ущерба может быть равномерно подогнана (сточена) на полмиллиметра с каждой стороны, что позволит патрубку или трубе вкрутиться в подходящую гайку, пробку или муфту, тройник, колено, «крестовину», которая не подходила под соответствующий диаметр плашки и самих фитинговых переходников. Обточка куска трубы осуществляется на токарном станке. Затем после нарезки и монтажа в сгон или кран противоположный конец куска трубы, на котором нет резьбы, зачищается под сварку с основной трубой, подводящей жидкость или газ.

Все резьбовые соединения усиливаются ФУМ-лентой перед закручиванием элементов, пастой с паклей или иным уплотнителем, стойким к растрескиванию, проседанию и разъеданию в жидкости, парах или газе, с которыми работает вся агрегатно-трубопроводная система.

На практике большее распространение в домашнем применении нашли трубы и патрубки 1⁄8, 1⁄4, 3⁄8, 1/2, 5⁄8, 3/4, 7⁄8, дюйм и дюйм с четвертью, 1,5 дюйма. Трубопроводы под резьбу с реальным диаметром в 2-6 дюймов применяются для магистральных отводов и на производственных линиях, где важно в зону основных стадий процесса своевременно подвести нужное количество пара, газа и жидкости.

Дополнительно удлинённая резьба, к примеру, под Ду13, больше используется не для трубопроводов, а для болтов и шпилек, используемых в качестве составляющей, фиксируемой фланцевые переходы и задвижки (клапаны) трубопроводной системы. Внутренняя резьба гаек (включая удлинённые двойного, тройного размеров) полностью соответствует наружной по диаметру. Для контроля только что нарезанной наружной резьбы применяют так называемый резьбомер – зубчатая пластина, профиль впадин которой повторяет выпуклости наружной, совпадая и по шагу, и по условному диаметру. Малейшее несоответствие шагу резьбы и рельефу каждого витка (острая, усечённо-подрезанная) тут же выявит расхождение в прилегании.

Это верный признак того, что болт не вкрутится в гайку, пробка и контргайка – не накрутятся на трубу или патрубок, а сам патрубок – не зайдёт в муфту или американку. Новичок, применив силу, попросту испортит фитинговые или крепёжные элементы.

Характеристики резьбы таковы, что каждому размеру трубы соответствует свой ДУ резьбового соединения. Например, под трубу «три четверти» шаг витков резьбы – 1814 мкм (почти 2 мм), короткая и длинная резьба равны по длине соответственно 14,5 и 19,5 мм. Наружный диаметр (по верхушкам витков) – 26441 мкм (почти 26,5 мм), внутренний (по впадинам) – 24117 мкм (несколько больше 24 мм), усредненный (тот самый Ду25) – 25279 мкм (почти 25,3 мм, по маркировке – 25 мм).

В американской системе важен иной параметр – численность витков резьбы на дюйм длины трубопроводного торца. Так, для всё той же трубы в 3⁄4 дюйма количество витков на дюйм достигает 14, а ДУ равен 25117 мкм, а не 25279, что приводит к несовместимости российского и американского стандартов.

Применение

На трубопроводах резьба по стали применяется для подключения отводящего трубопровода или агрегатов, работающих с газообразными и жидкими средами, а также для дальнейшего продолжения магистральной или отводящей трубы. Трубопроводы, соединённые с помощью резьбовых соединений, выполняются с толщиной стенки, способной противостоять любым неагрессивным жидкостям, парам и газам.

В качестве примера – ответвление для подъезда многоквартирного дома от общей водопроводной или газопроводной (подведение природного газа) системы отопления.

Нержавеющие переходники с заданными параметрами резьбы – главная составляющая трубопроводов, закопанных в землю, находящихся в средах некоторых органических кислот. Содержание хрома в нержавейке делает её пригодной для сопротивляемости окислению (образованию ржавчины) в водной и воздушной средах, отчего резьба на таких элементах практически не придёт в негодность и станет доступной для разбора, перемонтажа в течение как минимум ста лет. Оцинкованные трубы и фитинги не используются в водной и воздушной средах, где присутствуют пары щелочей, кислот и солей: те разъедают и цинковое покрытие, и сталь, но для чистой водной среды они сойдут вполне.

Читайте также: