2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды резьбы: какой она бывает, особенности цилиндрического соединения и область применения

Типы резьб и их характеристики

Резьба — это поверхность, образованная при винтовом движении произвольного плоского контура по боковой поверхности цилиндра или конуса.

Резьба, образованная на поверхности цилиндра, называется цилиндрической резьбой. Резьба, образованная на поверхности конуса, называется конической резьбой.

Резьбы, применяемые для неподвижных соединений, называют крепежными резьбами. К этим резьбам предъявляются требования по прочности, а в некоторых случаях и по герметичности.

Резьбы, применяемые в подвижных соединениях для передач заданного перемещения одной детали относительно другой, называют кинематическими или ходовыми резьбами. Эти резьбы также должны удовлетворять прочностным требованиям и, кроме того, обеспечивать необходимую точность перемещений, минимальные потери на трение и т. п.

В зависимости от расположения поверхности резьба может быть наружной или внутренней.

Наружная резьба — резьба, образованная на наружной поверхности цилиндра или конуса. В резьбовом соединении наружная резьба является охватываемой поверхностью и наносится на болте, винте и др.

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

По направлению винтовой линии различают правую резьбу (нитка резьбы нарезается по часовой стрелке) и левую резьбу (нитка резьбы нарезается против часовой стрелки).

По числу заходов резьбы делятся на однозаходные (образованные одной винтовой ниткой) и многозаходные (образованные двумя и более винтовыми нитками).

По системе измерения параметров резьбы различают метрическую и дюймовую резьбу.

По величине шага различают резьбу крупную, мелкую и специальную.

По форме профиля различают резьбу треугольную, трапециевидную, круглую, прямоугольную и квадратную.

Наиболее распространены следующие типы резьб.

Метрическая резьба (ГОСТ 9150) является основной крепежной резьбой, применяется также в качестве ходовой резьбы.

Профиль резьбы — равносторонний треугольник с углом при вершине 60°. Вершины выступов резьбы срезаны. Эта резьба может быть однозаходной и многозаходной, преимущественно правой, с крупным и мелким шагами. Все размеры измеряют в миллиметрах.

Метрическая резьба обозначается так:

  • с крупным шагом — буквой М и диаметром (М24, М64 и т. д.);
  • с мелким шагом — буквой М, диаметром и шагом (М24Х2, М64Х2 и т. д.)

В обозначение левой резьбы входят буквы LH, например: М20Х1 LH.

Отклонения и допуски метрических резьб с крупными и мелкими шагами даны в ГОСТ 16093.

Трубная цилиндрическая резьба имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом профиля 55°, вершины и впадины скруглены.

Трубная цилиндрическая резьба применяется в деталях трубных соединений: трубах, муфтах, тройниках, контргайках и других. Обеспечивает непроницаемость соединения.

В условное обозначение трубной цилиндрической резьбы входит буква G и обозначение размера резьбы. Например, G1 — трубная цилиндрическая резьба с номинальным диаметром 33,249 мм, т.е. наружный диаметр резьбы в ее обозначение не входит, его определяют по таблице ГОСТ 6357 в зависимости от обозначения размера резьбы.

В обозначении трубной цилиндрической резьбы за номинальный диаметр принят внутренний диаметр трубы, а не наружный диаметр резьбы.

Условное обозначение для левой резьбы дополняют буквами LH.

Трапецеидальная резьба применяется для передачи движения или больших усилий в двух направлениях. Профиль резьбы — равнобедренная трапеция. Угол при вершине 30°.

В обозначение входят буквы Tr, наружный диаметр и шаг резьбы, например: Tr20Х4 — для однозаходной правой резьбы; для многозаходной резьбы после наружного диаметра указывают числовое значение хода, а в скобках букву P и числовое значение шага, например Tr20Х8(P4). Для левой резьбы добавляют буквы LH.

Упорная резьба применяется в деталях, воспринимающих сильное давление, направленное постоянно в одну сторону. Профиль резьбы — прямоугольный треугольник со срезанными вершинами и закругленными впадинами. Угол при вершине 30°.

Обозначение начинают буквой S и далее — аналогично обозначению трапецеидальной резьбы.

Резьба круглая применяется на цоколях, патронах и светильниках, а также для шпинделей вентилей смесителей и водопроводных кранов. Круглая резьба имеет профиль, полученный сопряжением двух дуг одного радиуса. Круглая резьба обозначается буквами Кр.

Прямоугольная и квадратная резьбы не стандартизованы. Их применяют для передачи осевых сил в грузовых винтах и движения в ходовых винтах.

На чертежах прямоугольная и квадратная резьбы задаются всеми конструктивными размерами: наружным и внутренним диаметрами, шагом, шириной зуба и т.д.

Читать еще:  Самодельные станки и приспособления для домашней мастерской

Резьбы специальные имеют стандартный профиль, их диаметр и шаг отличен от стандартного. Обозначение таких резьб на чертеже начинают буквами Сп: Сп М40Х1,5 левая.

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:

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.

Резьбовое соединение труб: виды, параметры, обозначение, таблицы размеров трубной резьбы

Резьба встречается нам часто и видов ее много. Например, на крепеже — болтах, шпильках, гайках — витки одного типа. Другой наносят на трубы. Главное свойство резьбы для труб — она дает герметичное соединение. Это как раз то, что требуется в трубопроводах, применительно к трубной резьбе. Ее-то и рассмотрим подробнее.

Что такое резьба и ее виды

Резьба — это особой формы и размеров канавка, по спирали нанесенная на внутреннюю или наружную поверхность трубы или металлического стержня. Может наноситься на цилиндрические или конические поверхности. Характеризуется и отличается друг от друга формой канавки, высотой/глубиной рельефа и расстоянием между витками — шагом. Для того чтобы соединить две детали, они должны иметь одинаковую или совместимую резьбу, причем одна деталь должна быть с наружной, другая с внутренней резьбой того же типа и размера.

Читать еще:  Обработка металла: разновидности, назначение и характерные особенности мехобработки

Вообще, резьбы делят на крепежные и ходовые. Ходовые применяются в элементах машин и обеспечивают движение. Нас больше интересуют те, которые применяются в быту и с которыми сталкиваемся в процессе ремонта и стройки. Это как раз крепежная резьба. О ней, собственно, и будем говорить.

Виды резьбы по направлению витков и поверхности

Еще стоит знать, что по направлению нанесения витков, резьбы бывают правые и левые, а по поверхности, на которые они наносятся — цилиндрические и конические.

Виды резьб

Трубная резьба имеет свой профиль, который дает герметичность. Служит она для несварного соединения металлических труб в трубопроводах, установки разного рода арматуры, подключения устройств. В последнее время резьбовое соединение применяют и на некоторых видах пластиковых труб, но там подход другой — она отливается, хотя суть та же.

Три вида трубной резьбы и их отличия

Есть три основных вида резьбы:

  • Метрическая. Отличить можно по острым вершинам витков и канавок. Форма — треугольник с углами 60°. Называется так, потому что ее параметры указываются в миллиметрах, а это единицы измерения метрической системы. Нормируется ГОСТом 9150-81.
  • Дюймовая. В ее основе тоже треугольник, но с вершиной 55­°. Она присутствует на деталях импортного производства. Как видите, отличие метрической и конической резьбы в углах.
  • Трубная. От метрической отличается чуть меньшим углом — 55°, а с дюймовой имеет одинаковый угол. Основное отличие в том, что грани скругленные. И это принципиально важно. Может быть нанесена на цилиндр (трубу), и тогда в название добавляется слово «цилиндрическая». Нормируется ГОСТом 6357-81. При нарезке на конусе называется трубной конической резьбой.

Какая бывает резьба. Это соединительные — для соединения деталей

Еще могут пригодиться виды резьб, которые могут быть на импортной арматуре и комплектующих. Это резьба Витворта, которая обозначается BSW, если она имеет крупный шаг и BSF — с мелким шагом. Именно этот стандарт взяли за основу при разработке трубных резьб в СССР. Так что резьбы Витворта и трубные резьбы, изготовленные по стандарту, совместимы.

Виды резьбы и области их применения

Есть и другие профили, но они относятся к ходовым и очень специфичны. В обычных условиях не нужны. Для общего развития скажем, что есть еще прямоугольная и трапециевидная формы.

Где какая используется

Теперь о том, где какой тип резьбы применяется. Метрическая наносится на анкеры, болты, шпильки, гайки и другие крепежные элементы. Нанесенная на цилиндрическую поверхность не обеспечивает герметичность, поэтому для трубопроводов является не лучшим выбором. Однако, ее используют, а для герметичности «садят» на подмотку — паклю или фум ленту. Кроме сантехники применяется при сборке каркасов из круглых труб на резьбовом соединении.

Какая бывает резьба: профили и стандарты

Картина меняется при нанесении метрической резьбы на коническую поверхность. Такое соединение имеет высокую степень герметичности. Именно метрическая коническая резьба наносится на крышки, применяется в промышленных трубопроводах, для транспортировки газа и жидкостей, которые выделяют летучие вещества. В быту применение конической резьбы ограничено, так как требуется особое оборудование для ее нанесения.

Нетрудно догадаться, в трубопроводах применяется трубная резьба. Благодаря плавным линиям профиля, даже без дополнительного уплотнения, соединение герметично. Именно этот тип наносится на сгонах, уголках, тройниках, других устройствах, которые применяются при сборке водопровода, отопления и канализации.

Виды трубной резьбы

Итак, что же такое трубная резьба. Это та, которая имеет канавки особого профиля. В ее основе треугольник с вершиной 55° и скругленные вершины. Условное обозначение — G, после чего указывается условный проход трубы в дюймах. То есть, на чертежах ставят G 1 1/2″. Это и будет означать, что соединение резьбовое, резьба трубная с диаметром условного прохода 1 1/2 дюйма.

Как обозначается трубная резьба на чертежах? Буквой G и цифрами. Цифра — диаметр условного прохода трубы

Цилиндрическая трубная резьба: особенности, обозначение, размеры

Цилиндрическая трубная резьба описана в ГОСТ 6357-81. Она наносится на наружную или внутреннюю часть трубы. Стандарт также допускает соединение наружной конической и внутренней цилиндрической. Вообще, резьба должна быть выполнена с закруглениями, радиус которых тоже прописан. Однако под соединение цилиндрических деталей допускается прямой срез вершин треугольника (но не для соединения с конической резьбой).

Профиль цилиндрической трубной резьбы

Далее размеры. Цилиндрическая трубная резьба может быть наружной и внутренней. Характеризуются они тремя диаметрами: наружным, внутренним и средним. А еще рабочей высотой профиля, диаметром скругления и шагом. Диаметры и количество витков приведены в таблице.

Виды резьб.

Параметры, определяющие форму и размеры профиля резьбы (см. рис. 1):

  • шаг резьбы Р;
  • высота теоретического профиля Н — высота треугольного профиля с острыми углами, полученного при продолжении боковых сторон профиля до их пересечения;
  • рабочая высота профиля h — высота, на которой нитки болта (винта) и гайки соприкасаются;
  • угол профиля α — угол между прямолинейными боковыми сторонами профиля;
  • угол наклона профиля — угол между боковой прямолинейной стороной и перпендикуляром к осевой линии резьбы.
Читать еще:  Особенности плазменной резки металла

Для резьб с симметричным профилем угол наклона профиля равен половине угла профиля.

Рис. 1 — Профиль резьбы

Метрическая резьба

Метрическая резьба (рис. 2) — основная треугольная крепежная резьба. Метрические резьбы бывают с крупными и мелкими шагами. Наиболее распространена метрическая резьба с крупным шагом, так как по сравнению с резьбами с мелкими шагами она оказывает меньшее влияние на износ и ошибки изготовления. Метрические резьбы с мелкими шагами по сравнению с резьбой с крупным шагом при одном и том же наружном диаметре обеспечивают детали большие прочность (глубина канавок резьбы меньше и внутренний диаметр резьбы больше) и надежность от самоотвинчивания (шаг резьбы, а следовательно, и угол подъема резьбы меньшие). Поэтому метрические резьбы с мелкими шагами применяют при изготовлении тонкостенных резьбовых деталей, служащих для регулирования и подверженных действию динамических нагрузок.

Рис. 2 — Метрическая резьба

Дюймовая резьба

Дюймовая резьба (рис. 3), так же как и метрическая, — треугольная, крепежная. Ее применяют для замены резьбовых деталей старых и импортных машин, ввозимых из стран, в которых применяется дюймовая система мер (США, Англия и др.), и в некоторых особых случаях.

Рис. 3 — Дюймовая резьба

Метрическая коническая резьба

Метрическая коническая резьба имеет треугольный профиль, аналогичный (по размерам элементов профиля) профилю метрической резьбы по ГОСТ 25229-82 (СТ СЭВ 307-76). Она применяется для конических резьбовых плотных (непроницаемых) соединении.

Круглая резьба

Круглая резьба (рис. 4) применяется для винтов, несущих большие динамические нагрузки, работающих в загрязненной среде с частым отвинчиванием и завинчиванием (вагонные сцепки, пожарная арматура), а также в тонкостенных изделиях, как, например, на цоколях и патронах электрических ламп, частей противогазов и т. п. Несколько видов круглой резьбы стандартизованы.

Рис. 4 — Круглая резьба

Трапецеидальная резьба

Трапецеидальная резьба (рис. 5) — основная резьба передач винт — гайка и червяков червячных передач. Она удобна для изготовления, по сравнению с треугольной резьбой имеет меньшие потери на трение, а по сравнению с прямоугольной более прочная.

Рис. 5 — Трапецеидальная резьба

Упорная резьба

Упорная резьба (рис. 6) имеет несимметричный трапецеидальный профиль витков. Применяется для винтов, воспринимающих большую одностороннюю осевую нагрузку в прессах, нажимных устройствах прокатных станов, грузовых крюках и т. п.

Рис. 6 — Упорная резьба

Трубная цилиндрическая, трубная коническая и коническая дюймовая

Трубная цилиндрическая (рис. 7), трубная коническая (рис. 8) и коническая дюймовая (рис. 9) резьбы представляют собой мелкие треугольные дюймовые крепежно-уплотняющие резьбы. Они приме няются в основном для соединения труб и арматуры трубопроводов. Конические резьбы обеспечивают герметичность соединения резьбовых деталей без специальных уплотнений.

Рис. 7 — Трубная цилиндрическая

Рис. 8 — Трубная коническая Рис. 9 — Коническая дюймовая

Прямоугольная (и квадратная) резьба изготовляется на токарно-винторезных станках. Такой способ не позволяет получить высокую точность, и поэтому данная резьба применяется сравнительно редко и соответственно не стандартизована.

Размеры стандартной резьбы принимают по соответствующему ГОСТу в зависимости от наружного диаметра d резьбы.

Исследования прочности резьбы показывают, что осевая нагрузка распределяется между витками резьбы неравномерно, что объясняется не только невозможностью изготовления абсолютно точной резьбы, но и неблагоприятным сочетанием деформаций болта и ганки (болт растягивается, а гайка сжимается). Для упрощения расчетов резьбы на прочность условно принимают, что осевая нагрузка распределяется между витками резьбы равномерно. Расчет резьбы на прочность производят обычно как проверочный.

Из рис. 1 видно, что если на сопрягаемые резьбой детали (болт и гайку и пр.) действует осевая сила F, то витки резьбы каждой детали работают на срез, смятие и изгиб.

Резьбу крепежной детали рассчитывают только на срез и смятие, так как расчет ее на изгиб по формулам сопротивления материалов весьма условен.

При одинаковых материалах сопрягаемых резьбовых деталей расчет резьбы на прочность производят по охватываемой детали по формулам:
на срез

на смятие

где τc — расчетное напряжение на срез резьбы;
σsm — расчетное напряжение на смятие между витками резьбы;
n — число витков резьбы, воспринимающих нагрузку;
k — коэффициент полноты резьбы (см. рис. 1), показывающий отношение высоты витка в опасном сечении к шагу резьбы;
c] — допускаемое напряжение на срез резьбы;
sm] — допускаемое напряжение на смятие резьбы.

Коэффициент полноты резьбы для метрической резьбы болтов, винтов и шпилек (см. рис. 1) k=0,75; гаек k=0,88; трапецеидальной резьбы k=0,65.

Если охватывающая резьбовая деталь изготовлена иэ менее прочного материала, чем материал охватываемой резьбой детали, то расчет резьбы на срез следует выполнять для каждой из этих деталей. Условие прочности охватывающей детали на срез

Так как прочность резьбы стандартных крепежных деталей гарантирована ГОСТом, то расчет резьбы этих деталей на прочность не производят.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector