Плоская резьба по металлу

Обновлено: 20.01.2025

В промышленности используют разъёмные и неразъёмные соединения. При этом все возможные способы соединения стандартизированы. Неразъёмные соединения встречаются реже, выполняются путём сваривания, спаивания и т.д. Разъёмные соединения более распространены, они получаются в результате применения различных крепёжных элементов. Резьбовые соединения относятся к разъёмным, их можно встретить во всех отраслях промышленности. То, какими бывают виды резьб и какие они имеют особенности мы разберём в этой статье.

Основные параметры

Что такое резьбовое соединение? Определение может иметь следующий вид — чередующиеся вершины и впадины, находящиеся по винтовой линии на поверхности тела вращения.

Профиль резьбы – контур сечения витка.
Угол профиля – угол между боковыми сторонами резьбы.
Вершина профиля – часть винтовой поверхности, соединяющие смежные боковые стороны по её вершине.
Впадина профиля – часть поверхности, соединяющая смежные стороны по дну канавки.
Шаг резьбы – интервал между точками боковых сторон профиля, находящихся в одной плоскости.
Кроме того, можно выделить наружный диаметр, внутренний диаметр и средний диаметр.

Ниже приведена таблица с условными обозначениями:

Параметр	Обозначение
Угол профиля	B
Шаг резьбы	P
Внутренний диаметр резьбы	d
Наружный диаметр резьбы	D

Область применения резьбовых соединений

Назначение резьбы – соединять делали в единую конструкцию. Резьба по металлу может иметь различную классификацию, следовательно, различную область применения крепёжных элементов:

Строительство мостовых конструкций.
Соединение между собой различных элементов конструкций.
Сборка отдельных изделий, например, корпуса редуктора.
Создание трубопроводных систем.

Изображение резьбы на чертежах

Резьбовое соединение на чертежах изображается условно. Профили резьбы не влияют на обозначения, они всегда будут одинаковыми. Каждый тип при этом имеет нюансы.

Обозначение резьбы на чертежах

Наружная обозначается на внешней части стержня непрерывной толстой линией по внешнему диаметру и тонкой линией по внутреннему диаметру. На виде сбоку, она обозначается тонкой дугообразной линией, равной трём четвертям окружности.

Внутренний диаметр резбы в отверстии обозначается толстыми линиями, а наружный диаметр внутренней резьбы тонкими линиями.

Классификация и главные признаки

Классификация резьб достаточно разнообразна, например, по назначению она делятся на:

Крепёжные, используются в неподвижных узлах или выполняют уплотнительную функцию.
Ходовые или кинематические используются в подвижных конструкциях.

Классификация по форме поверхности включает в себя:

По месту нанесения бывает:

По форме профиля:

Треугольная.
Трапециевидная.
Прямоугольная.
Круглая.
Специальная.

По направлению делятся на:

Характеристика видов резьб

Ранее мы уже рассматривали стандартный вопрос, какую резьбу называют крепёжной и что такое ходовая резьба? Но рассматривая виды резьб стоит напомнить, что крепёжная используется для неподвижных элементов и уплотнений, а ходовая в движущихся соединениях. Резьба можем быть правой или левой, в зависимости от ого, куда направлена винтовая линия.

Выделяют следующие характеристики резьбы:

Диаметр.
Шаг резьбы.
Единицы измерения.
Тип профиля.

Метрическая

Для маркировки используется литера «М» и цифру, которая обозначает диаметр. Такие крепёжные элементы часто встречаются в автомобилях, станках, бытовых изделия и т.д.

Метрическая коническая

Отличается от метрической резьбы боковыми поверхностями, а именно небольшим углом наклона. Благодаря такой особенности конструкции получается достичь высокой герметичности стыка, и исключить самопроизвольное отворачивание.

Цилиндрическая

Цилиндрическая резьба отличается от метрической более высокой прочностью и устойчивостью к перепадам температуры. Для обозначения применяют символы «MJ», в цифровом коде указывается диаметр, шаг резьбы и допуски для нарезки.

Дюймовая

Дюймовая цилиндрическая

Распространённый в Северной Америке стандарт, с треугольным профилем вершина которого имеет угол 60 градусов. В зависимости от шага витка подразделяется на несколько категорий. Такой тип нарезки активно применяется в фототехнике при производстве специализированного оборудования.

Дюймовая коническая

Конический профиль имеет треугольную форму с верхним углом 60 градусов. Выступы располагаются на конической поверхности, а характеристики и размеры регламентируются ГОСТом 6111-52 . Такие изделия широко применяются в водопроводных системах, газовых трубах и т.д.

Упорная

Упорная резьба допускается к использованию в узлах, которые подвержены высокой нагрузке. Профиль имеет треугольную форму с наклоном граней 3 и 30 градусов. Такое соединение отличается высокой механической прочностью.

Упорная усиленная

Для достижений большей прочности изменены углы наклона боковых сторон профиля, в данном случае они составляют 3 и 45 градусов. Такое соединение широко применяется в промышленности.

Трапециедальная

Применяется в производстве грузоподъёмных механизмов, отличительной особенностью является треугольный профиль с вершиной 30 градусов. Особенностями являются низкие потери при трении и устойчивость к высоким нагрузкам. Для изготовления такого типа резьбы не требуется сложного специализированного оборудования.

Круглая для санитарно-технической арматуры

Используется в сантехническом оборудовании, конструктивно состоит из окружностей на вершинах и впадинах, соединённых прямыми отрезками. Такая можно встретить в смесителях, кранах и т.д. Кроме того, нарезка применяется в промышленности т.к. отличается высокой динамической прочностью.

Эдисона круглая

Круглая резьба, с которой абсолютно все сталкиваются в быту, она используется только на лампах накаливания. Маркировка начинается с буквы «Е», далее следует цифра обозначающая диаметр. Если такая резьба нарезан на неметаллической поверхности, то в коде присутствует дополнительная литера, прописанная через наклонную черту.

Трубная коническая

Имеет конические боковые кромки, вершина каждой — это угол в 55 градусов. Параметры прописаны в ГОСТе 6211-81 и в международных нормативах ISO R7 и DIN 2999.

Трубная цилиндрическая

Дюймовая резьба, отличается треугольным профилем, с вершинным углом в 55 градусов. Регламентируется стандартом BSW.

Нефтяной сортамент

Узкоспециализированная нарезка, применяемая при бурении скважин. Коническая форма профиля позволяет соединениям выдерживать высокое давление и обеспечивает абсолютную герметичность.

Достоинства и недостатки резьбовых соединений

Преимуществом применения резьбового соединения является то, что, если возникнет необходимость заменить крепёж, можно легко сделать это не повреждая корпус.

Минусом можно считать точки концентрации напряжения, которые возникают в местах отверстий для крепежа.

Но преимуществ всё-таки больше. К ним можно отнести:

Определение типа резьбы

Вариантов как определить тип резьбы несколько. Специалист сразу видит, например, отличие метрической резьбы от дюймовой невооружённым взглядом. Однако, учитывая все разновидности резьб, качественно измерить параметры возможно только штангенциркулем или специализированным металлическим шаблоном. В случае измерения параметров инструментами, полученные данные нужно сравнить с ГОСТом.

Используя шаблон определить тип проще, для этого нужно обратить внимание на маркировку, нанесённую на шаблон. Конструктивно шаблоны представляют собой пачку листов из металла с соответствующими отверстиями, на одной оси. Для идентификации на все элементы наносится значение указывающие шаг резьбы.

Резьба прямоугольная

Резьба прямоугольная относится к классу кинематических резьб и используется для передачи движения. Преимуществом прямоугольной нарезки является ее высокий коэффициент полезного действия. Недостатками данного вида нарезания является низкая прочность и сложная технология изготовления.

Особенности резьбы

Прямоугольная резьба обладает нестандартным квадратным профилем, поэтому для нее не установлены стандартные параметры шага, диаметра, величины среза и хода. Глубина профиля данной разновидности нарезки равняется половине шага. Основные размеры резьбовых соединений с прямоугольным профилем определены в ГОСТ 9150-81.

По методу образования выделяют левую и правую прямоугольные резьбы. Левая разновидность нарезки создана контуром, осуществляющим вращение против часовой стрелки. Контур перемещается вдоль оси, относительно наблюдателя. Правая резьба образована контуром, производящим вращательные движения по часовой стрелке. Движение производится вдоль оси по направлению от наблюдателя.

Прямоугольная резьба может быть однозаходной (нарезка произведена в виде 1 витка). В этом случае груз, размещенный на винтах резьбовых соединений, не сможет самостоятельно опуститься без влияния дополнительной силы трения. Это преимущество однозаходной нарезки обусловлено наличием свойства самоторможения. Также изготавливаются многозаходные резьбовые соединения, где нарезка осуществлена в виде 2-3 раздельных витков, расположенных на равной дистанции. Число заходов прямоугольной резьбы возможно измерить при помощи следующей формулы: Z = L/S, где S – размер шага и L – значение хода.

Прямоугольная резьба обладает множеством схожих особенностей с трапецеидальной ленточной разновидностью нарезки. Обе разновидности нарезания используются для превращения вращательного вида движения в поступательное, обладают свойством самоторможения и не имеют точных стандартов изготовления. Тем не менее прямоугольная резьба уступает трапецеидальной по показателям прочности и технологичности. Также ленточная резьба имеет более простую технологию изготовления, располагает высокими показателями силы трения и не требует дополнительного фиксирования. Но она уступает резьбе с прямоугольным сечением по величине КПД. Сейчас прямоугольная резьба постепенно заменяется трапецеидальной во многих сферах промышленности из-за большого количество недостатков.

Применение

Раньше резьба с прямоугольным сечением использовалась преимущественно при изготовлении винтовых механизмов. Сейчас этот вид нарезки применяется очень редко из-за технологических сложностей, возникающих во время создания резьбового соединения, и большого количества зазоров, появляющихся между винтовыми витками при износе. В нынешнее время этот вид нарезки полностью заменен трапецеидальной резьбой. В ней зазоры устраняются при помощи стягивания разрезной гайки.

Резьбу с прямоугольным сечением продолжают применять в промышленном секторе для изготовления креплений, регулировочных инструментов и соединений, где необходимо свести самоотвиничивание силовых элементов к минимальным значениям. С применением технологии прямоугольной нарезки производятся следующие устройства:

Ограниченность применения резьбы с прямоугольным профилем обусловлена невозможностью устранения ее главных недостатков. Ее нельзя подвергнуть фрезерованию или шлифовке. По этой причине этот вид нарезки очень трудно создавать в промышленных масштабах. Основной областью применения прямоугольного вида резьбы является машиностроительный и приборостроительный сектора, где часто используются крепежные устройства (болты, гайки, шайбы, шпильки и винты).

Обозначение на чертеже

Изображение резьбового соединения на чертеже представляет собой процедуру буквенного обозначения типа нарезки изделия. На рисунке прямоугольный тип нарезки может изображаться 2 способами: посредством местного разреза, где обозначаются ее основные размерные характеристики, и с применением выносного элемента – дополнительного рисунка части изделия в увеличенном размере. Для прямоугольной резьбы не существует точных стандартов обозначения. Поэтому на чертеже для ее изготовления приводится вся необходимая информация о размерах нарезки.

Согласно ГОСТ № 2.311—68, при составлении резьбовых чертежей на производстве линия винта заменяется одной 2 сплошными линиями – основной и тонкой. В этом случае для изображения внутреннего и наружного диаметра действуют следующие правила:

При наружной резьбе внешний диаметр обозначается сплошными основными линиями, внутренний диаметр – сплошной тонкой. Расстояние между линиями должно составляет не менее 0,008 см. Оно может быть больше величины шага.
Сплошная тонкая линия проводится на величину длины нарезки без сбега. С ней пересекается граница фаски.
По внутреннему диаметру изображается дуга, длина которой составляет 0,75 от длины окружности. Она размыкается в любом месте. При этом фаска на чертеже не обозначается.
При внутренней нарезке внешний диаметр изображается сплошной тонкой линией, внутренний диаметр – сплошной основной. Невидимые участки нарезки обозначаются пунктирными линиями. В этом случае линию, определяющую границу нарезания, рисуют на стержне до начала сбега.
Рядом с границей резьбы во время ее изготовления образуется глухое отверстие, именуемое гнездом. Оно выполнено в форме конуса. Его угол при вершине составляет 120°. При условии, что дно глухого отверстия находится рядом с концом резьбы, то допускается обозначение нарезки до конца отверстия.

Особым параметром резьбы с нестандартным квадратным профилем является профиль. При его обозначении необходимо проделывать местный разрез. На нем, в плоскости, параллельной оси резьбового соединения, изображается только те элементы нарезки, не закрытые стержнем.

Нарезание прямоугольной резьбы

Изготовление резьбовых соединений с прямоугольным профилем осуществляет на токарных станках при помощи специальных резцов. Перед началом нарезания данный инструмент затачивается по образцу, его профиль подбирается в соответствии с профилем нарезки. Зданий угол резца отклоняется на 8°. Для снижения трения инструмента об поверхность изделия дополнительно устанавливаются вспомогательные углы.

После процесса затачивания необходимо правильно расположить резец. Существует 2 главных метода установки инструмента при нарезании:

Первый способ: основная кромка резца размещается параллельно оси изделия. В этом случае профили нарезки и инструмента будут точно совпадать, что позволит воссоздать необходимую форму винтового соединения. Преимуществом данного способа является улучшение условия для проведения нарезки. Но при этом кромка сильно износится за короткий временной промежуток.
Второй способ: кромка располагается у боковых стенок резьбового соединения под углом 90°, что позволит равномерно распределить нагрузку на инструмент. Но профили резца и резьбы не совпадают, поэтому винт не получит правильную форму. Этот метод нарезания используются преимущественно для осуществления черновой нарезки.

При создании прямоугольной резьбы используются державки – приспособления для установки резца. Этот прибор позволяет мастеру не производить повторную переточку режущего инструмента при изменении внутреннего или внешнего диаметра.

После установки резца начинается процесс нарезания. Резьбы, шаг которых не превышает значения в 0,4 см, нарезаются при помощи 1 резца. При резьбовых соединениях с большей величиной шага применяются сразу 2 режущих инструмента: для черновой и чистовой нарезок.

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.

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.

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

Классификация резьбы

Большинство выпускаемых современной промышленностью конструкций, выполненных из дерева, пластика, металла и других материалов, скрепляются посредством соединений резьбового типа. Совокупность таких факторов, как надежность и простота не в ущерб эффективности, обусловила их широкое распространение в промышленном производстве, начиная от строительной сферы, включая машино- и автомобилестроение, и заканчивая прокладкой трубопроводов. Резьбовые соединения, кроме того, активно используются в бытовых целях. В целом, резьба выглядит в виде гребней и впадин однородного сечения спиралевидной конфигурации. Витки могут накатываться на наружную поверхность цилиндра, либо на поверхность внутреннюю предварительно проделанного отверстия. Рассмотрим подробнее существующие виды резьбы.

Резьба метрическая

В машиностроительной отрасли чаще всего используется резьба именно данного типа. Свое название – «метрическая» – она получила по причине измерения в миллиметрах ее технических характеристик. Профиль резьбовой нарезки выполнен в виде треугольника. Углы при его вершинах равны 60°.

Особенности

Резьба метрическая изготавливается и с мелким, и с широким/крупным шагом. На ниже размещенном рисунке этот параметр обозначен буквой «Р».

Мелкий используется в диаметрах, изменяющихся в диапазоне 1,0 мм ≤d≤ 600,0 мм, а крупный – в диаметрах 1,0 мм ≤d≤ 68,0 мм.

Мелкая нарезка актуальна для формирования соединений с повышенной герметичностью.

Крупная резьба подходит для соединений, подверженных ударным нагрузкам.

Большинство регулировочных соединений создаются с использованием резьбы, накатанной с мелким шагом. Причина – небольшое расстояние, отделяющее соседние витки, облегчает процедуру модификации параметров

Назовем основные.

Гребни дюймовых соединений характеризуются большей длиной, но они менее широкие. Форма витков метрической резьбы более сбалансированная – их длина меньше, и они шире.

Разница профиля не позволяет осуществить соединение деталей, на поверхности которых накатана дюймовая и метрическая резьба. Скрепление получится хрупким, и что не менее критично – негерметичным. При транспортировке это может обусловить протекание жидкостей.

Резьба цилиндрическая трубная

Согласно положениям ГОСТа 6357-81 профиль резьбы трубной цилиндрической совпадает с профилем ранее рассмотренной дюймовой резьбы. Используется не только в самих трубах, но и в сопрягаемых элементах трубного типа (тройниках, муфтах, сгонах и т.д.). При этом нужно знать один важный момент. Заключается он в следующем: нарезка резьбы осуществляется на трубах с диаметром не больше 6″. Изделия с диаметром, превышающим 6 дюймов, обычно свариваются, что обеспечивает более высокий уровень герметичности и надежности.

Одной из особенностей резьбы цилиндрической трубной является требование выполнения ее с закруглениями. Объясняется это видом наиболее часто транспортируемых веществ – обычно это жидкости. Скругление гребней и впадин призвано упростить герметизацию соединений. На острых вершинах все наиболее популярные уплотнительные материалы – и лен, и даже лента-герметик – при плотном затягивании режутся. А если создавать резьбовые соединения без применения краски, они обычно протекают.

Впрочем, в ГОСТе 6357-81 по этому поводу имеется одна оговорка. Звучит она так: выполнение внутренней резьбы цилиндрической трубной с плоским срезами допускается, когда возможность сопряжения с резьбой конической наружной исключена.

Резьба коническая трубная

Профиль резьбы конической трубной такой же, как в предыдущем варианте, но отличие кроется в уменьшении диаметра по мере продвижения от начала нарезки к торцу трубного элемента. В вышеуказанном ГОСТе четко сказано, что применяется резьба такого типа, когда требуется обеспечить герметичность трубопроводной магистрали, работающей под высоким давлением.

Одна из ключевых особенностей – требование к углу отклонения оси трубы от обрамляющей поверхности конуса. Независимо от диаметра он должен формировать уклон в пропорции 1:16. Это значит, что угол φ (см. рис.) должен составлять 1 градус, 47 минут и 24 секунды.

Из других особенностей резьбы конической трубной можно выделить:

количество витков на одном дюйме зависит от величины диаметра изделия. В частности, на отрезке 25,4 мм может быть накатано минимум 11 витков, а максимум – 28;

шаг резьбы лежит в пределах 0,907 мм ≤Р≤ 2,309 мм;

длина общего резьбового отрезка на поверхностях сопрягаемых элементов после вкручивания одного в другой (параметр l ₂ на рисунке): при минимальной резьбе 1/16″ – 4,0 мм; когда диаметр резьбы максимальный 6″ – 28,6 мм.

Резьба трапецеидальная

Резьба трапецеидальная является одной из разновидностей резьбы метрической. Отличается она профилем, имеющем нестандартную конфигурацию, сечение которого напоминает трапецию. Широко используется в механизмах, осуществляющих трансформирование вращательного движения в возвратно-поступательное.

Трапецеидальная резьба с углом подъема, равным 30°, является самотормозящей. Наличие этого свойства препятствует деформации заготовки при воздействии на нее значительных нагрузок. По сравнению с трубной резьбой ей присуща лучшая износоустойчивость. Возможностью обеспечения умеренных показателей осевого перемещения обрабатываемой детали характеризуются резьбы трапецеидального типа, выполненные со средним шагом.

Нормами ГОСТа 9484-81 установлены следующий диапазон изменения основных рабочих параметров рассматриваемой резьбы:

шаг: минимальный 1,5 мм; максимальный 48 мм;

высота воображаемого треугольника, вершины которого – это точки пересечения визуального продолжения соседних граней рядом расположенных гребней: от 1,4 мм до 44,784 мм;

расстояние между рядом расположенными выступами по внутреннему резьбовому диаметру: min 0,549 мм; max 17,568 мм.

Резьба упорная

Резьба упорная характеризуется профилем, выполненным в виде неравносторонней трапеции. Его рабочая сторона наклонена по отношению к вертикальной оси под углом, составляющим 3 градуса, а угол между другой стороной и вертикалью равен 30 градусов. Применяется резьба упорная для сопряжения элементов, которые в ходе эксплуатации подвергаются воздействию значительных односторонних нагрузок. Самый наглядный пример – домкрат.

Значения технических характеристик резьбы однозаходной упорной установлены нормами ГОСТа 10177-82. Диапазоны изменений основных параметров, отображенных на рисунке, выглядят так:

расстояние между продольной осью резьбы и внешней гранью гребня (обозначение d): минимальное10,0 мм; максимальное 100,0 мм. Этот параметр ни что иное, нежели внешний диаметр резьбы:

расстояние между дном спиралевидной накатки и продольной осью резьбы (обозначение d ₁ ): от 7,0 мм до 70,0мм.

Резьба круглая

Профиль резьбы данной разновидности формируют дуги, объединенные между собой отрезками прямой линии. Численное значение угла при вершине пересечения продолжений сторон витков составляет 30°. Применение круглой резьбы носит ограниченный характер. В частности, ею оснащается водопроводная арматура, в том числе шпиндели вентилей смесителей.

Требования к резьбе круглой устанавливают нормы ГОСТа 13536-68.

Особенности круглого профиля обеспечиваю продолжительный период эксплуатации накатки за счет значительной сопротивляемости воздействию внешних нагрузок. Витки не стираются даже при частых процедурах закручивания/вывинчивания. С успехом применяется круглая резьба в конструкциях, при работе подвергающихся воздействию негативных факторов загрязненной окружающей среды. Например, она используется при сцепке Ж/Д вагонов.

Вышеуказанным ГОСТом утверждено только одно значение номинального диаметра резьбы данного вида – 12,0 мм. Что же касается ее шага (обозначение на рисунке литерой «Р»), то этим стандартом предусмотрен тоже один размер – 2,540 мм.

Прямоугольная резьба

Прямоугольная резьба входит в категорию резьб кинематического типа. Используется для выполнения функции, связанной с передачей движения. Высокий КПД – вот основное преимущество этой резьбы. Недостаток – сложный технологический процесс изготовления и невысокая прочность.

По состоянию на начало 2021 года нет действующего Государственного стандарта, устанавливающего значения основных технических характеристик резьбы прямоугольной. Для назначения допусков, размеров шагов и диаметров используются соответствующие шкалы ГОСТов на резьбу трапецеидальную.

В большинстве случаев профиль зуба прямоугольной резьбы имеет квадратную конфигурацию, как это показано на рисунке.

Но ряд производителей применяют расширенную полку горизонтального фрагмента. Такое конструктивное решение способствует улучшению прочностных характеристик резьбового соединения. Наиболее часто реализуемый диапазон изменений внешнего диаметра накатки такой – от 8,0 мм до 40,0 мм. Шаг резьбы варьируется в пределах:

крупный: min 2,0 мм; max 10,0 мм;

мелкий: минимальный 0,75 мм; максимальный 7,0 мм.

Заключение

Подводя итоги, следует отметить, что существуют т.н. специальные резьбы. К данной категории относятся те, которые характеризуются стандартным профилем, но при этом размер их шага и диаметра, не прописан ни в одном из действующих нормативных документов. Ну и, конечно же, к данному типу относятся резьбы, отличающиеся нестандартным профилем. Их изготовление проводится по индивидуально подготовленным чертежам, содержащим все необходимые параметры резьбы. С одним из представителей данной группы мы уже знакомы. Специальной считается прямоугольная резьба.

Профиль резьбы — это контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ось резьбовой детали. ГОСТ 9150—81 и ГОСТ 8724—81 устанавливают единый номинальный профиль для цилиндрических метрических резьб диаметром до 600 мм, включая резьбы диаметром менее 1 мм. Номинальный профиль резьбы и его элементы показаны на рис. 1. Впадина наружной резьбы (рис. 2) может быть плоскосрезанной или закругленной: R_max = 0,144Р, R_min = 0,108Р, где R — радиус впадины; Р — шаг резьбы.

Рис. 2. Впадины резьбы болта и гайки.

Резьбы определяются следующими основными параметрами: наружным, средним и внутренним диаметрами; шагом; углом профиля; углом наклона сторон профиля.

Наружный диаметр резьбы d (см. рис. 1) —диаметр цилиндра, описанного относительно вершин наружной резьбы (или впадин внутренней резьбы).

Внутренний диаметр d₁ — диаметр цилиндра, вписанного в вершины внутренней резьбы (или впадины наружной резьбы).

Номинальные значения d и dx для наружной и внутренней резьбы одинаковые.

Средний диаметр d₂ — диаметр воображаемого цилиндра, поверхность которого пересекает витки резьбы таким образом, что ширина витков и ширина впадин равны.

Шаг резьбы Р — расстояние между параллельными сторонами двух рядом лежащих витков резьбы крепежа, измеренное вдоль оси. ГОСТ 8724—81 устанавливает диаметры в диапазоне 0,25. 600 мм и шаги 0,075. 6 мм. Метрические резьбы могут иметь крупный шаг (при диаметрах 0,25. 68 мм) и мелкий шаг (при диаметрах 1. 600 мм).

Угол профиля α — угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевой плоскости. Угол наклона сторон профиля β — угол между стороной профиля и перпендикуляром к оси резьбы. Для резьб с симметричным профилем β = 0,5α. Для резьб с асимметричным профилем, например для упорной или конической, угол наклона каждой стороны определяется независимо.

Высота исходного треугольника Н — высота остроугольного профиля, полученного при продолжении боковых сторон профиля до их пересечения. Рабочая высота профиля Н₁ — высота плоскосрезанного теоретического профиля, равная полуразности наружного и внутреннего диаметров. Для метрических резьб Н = 0,866025×Р, Н₁ = 0,54126×Р.

Ход P_h — величина относительного перемещения исходной средней точки по винтовой линии резьбы на угол 360°; P_h=P×n, где n — число заходов.

В действительности высота соприкосновения меньше, так как система допусков предусматривает определенные зазоры, например, по внутренним диаметрам резьбы гайки и болта.

Рабочая высота витка Н₁ — наибольшая высота соприкосновения; наименьшая выcота соприкосновения обозначается Н_{1 min}. Для резьбы с плоскосрезанным профилем Н₁ и Н_{1 min} определяют наибольшее и наименьшее перекрытие витков резьбы болта и гайки.

Угол подъёма резьбы (винтовой линии)

Для многозаходных резьб в числителе этой формулы следует подставлять вместо Р произведение n₀P, где n₀ — число заходов. Длина свинчивания (высота гайки Н) — длина (высота) соприкосновения поверхностей болта и гайки, измеренная вдоль оси.

Обозначается метрическая резьба буквой M (от англ. metric system, метрическая система мер). Резьба с номинальным диаметром 32 мм с крупным шагом обозначается как М32; резьба с номинальным диаметром 16 мм с мелким шагом – М16x1,5; для обозначения левой резьбы в конце добавляются буквы LH.

Метрическая резьба — с шагом и основными параметрами резьбы в долях метра.

Имеет широкое применение с номинальным диаметром от 1 до 600 мм и шагом от 0,25 до 6 мм. Профиль — равносторонний треугольник (угол при вершине 60°) с теоретической высотой профиля Н=0,866025404Р. Все параметры профиля измеряются в долях метра (миллиметрах).

Условное обозначение: буква M (metric), числовое значение номинального диаметра резьбы (d, D на схеме, оно же внешний диаметр резьбы на болте) в миллиметрах, числовое значение шага (для резьбы с мелким шагом) (P на схеме) и буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 16 мм с крупным шагом обозначается как M16; резьба с номинальным диаметром 36 с мелким шагом 1,5 мм — М36х1,5; такая же по диаметру и шагу но левая резьба М36х1,5LH.

Читайте также: