Как определить шаг резьбы

Как определить шаг резьбы. Метрическая и дюймовая резьба. Статьи компании «Крепсила»

Существуют различные типы резьбы: от художественной до машиностроительной. Последняя представляет собой винтовую нарезку, нанесенную по спирали на стержень с круглым сечением или на поверхность отверстия. В современном строительстве, машиностроении и даже быту наиболее распространенными считаются две резьбовые системы — метрическую и дюймовую.

На самом деле в международной системе существует огромное количество различных стандартов. Но в русскоязычных странах принято использовать стандарт метрической резьбы ISO DIN 13:1988 с углом наклона вершины профиля. Отечественные стандарты, определяющие данный тип резьбы, — ГОСТ 24705-2004 и ДСТУ ГОСТ 16093:2019.

Метрическая резьба

Главное отличие резьбы данного типа от подобных ей в том, что только в метрической резьбе угол профиля равняется 60° (существует еще резьба с углом 55° и 47°).

Метрическая резьба используется повсеместно, в том числе в метрическом крепеже. Из-за ее широчайшего применения потребовалось создать внушительное количество разновидностей, чтобы приспособить данную универсальную резьбу под различные ситуации.

Виды метрической резьбы

  1. Левая, правая.
  2. Однозаходная, двухзаходная, трехзаходная.
  3. Трапециодальная (классическая и упорная), прямоугольная, треугольная, круглая, цилиндрическая (трубная, коническая).
  4. Ленточная, модульная, питчевая и пр.

Левая и правая метрическая резьба

Виды метрической резьбы

Дюймовая резьба

Дюймовая резьба имеет угол профиля 55°. Главной единицей измерения дюймовой (имперской) системы, как не трудно догадаться, является дюйм. На письме он обозначается верхней кавычкой, стоящей без пробела сразу после числа: 2″.

Самыми известными стандартами дюймовой резьбы называют UNC и UNF.

Как определить шаг резьбы

Определить шаг резьбы нужно при выборе резьбонадрезного инструмента или сверла для пробуривания отверстия под элемент в какой-либо поверхности. Также необходимо тщательно подбирать друг к другу сопрягаемые элементы при организации болтового, винтового, шпилечного или иного разборного резьбового узла. Определить шаг резьбы можно различными способами.

Определение шага резьбы с помощью резьбомера (шаблона)

Такое название носит специальный инструмент, состоящий из специальных пластин (гребенок), на одной из сторон которой располагаются выступы, помогающие определить шаг резьбы. Пластины закреплены на одной или двух осях, объединенных в общем корпусе. Существуют отдельные шаблоны для метрической и дюймовой резьбы. Легко отличить их друг от друга помогает маркировка: на первых стоит знак 60°, на вторых — 55°.

Достоинство такого метода в том, что он является самым точным (при умелом обращении с инструментом). При производстве шаблонов используются специальные стали, не поддающиеся сжатию и расширению под влиянием различных температур. Это позволяет использовать резьбомеры практически в любых погодных условиях.

Определение шага резьбы с помощью линейки

Этот способ не может дать стопроцентного результата, но он прекрасно подходит для тех случаев, когда нет иного варианта решения поставленной задачи. Чтобы узнать число витков с помощью линейки, следует определить общую длину резьбового участка и посчитать количество витков на этом расстоянии. Далее требуется просто разделить длину на число подсчитанных нитей — ответ и будет полученным значением шага резьбы.

Этот способ может иметь иную модификацию. Если у вас есть кусок бумаги, то следует приложить его к резьбовому участку и сильно прижать. На получившемся отпечатке делают замер (с помощью линейки или иного измерительного инструмента) сразу нескольких участков: двух, трех или больше, — а после разделить длину выбранного участка на количество витков в ней. Процесс аналогичен описанному в предыдущем абзаце.

Определение шага резьбы с помощью штангенциркуля

Для этого следует произвести измерения так, как показано на рисунке. Полученное значение соотнести с тем, которое приводится в таблице, и узнать правильное значение шага для метрической или дюймовой системы соответственно.

Таблица соответствия диаметром и шагов метрической резьбы

Наружный диаметр, ммВнутренний диаметр, ммШаг резьбы, витков на дюймШаг резьбыBSPМетрикаДюйм UNFДюйм NPT
9,3-9,78,5-8,9281/8″
9,3-9,78,5-8,9271/8″
9,7-9,98,2-8,61,5M10x1,5
10,9-11,19,7-10,0207/16″-20
11,6-11,910,2-10,61,5M12x1,5
12,4-12,711,3-11,6

Измерения линейных размеров

Как измерить линейные размеры с помощью штангенциркуля? Всё зависит от материала детали/заготовки. Для жёстких элементов изделие плотно прижимается к какой-нибудь опорной плите, после чего внешними измерительными губками инструмента производят измерение. Предварительно следует установить пригодность имеющегося типа штангенциркуля работе. Например, основная измерительная шкала на штанге должна быть длиннее детали на менее, чем на 25…30 мм (с учётом собственной ширины губок). При использовании глубиномера эта величина ещё меньше, поскольку в расчёт следует принимать и длину рамки (для наиболее часто встречающихся инструментов 0-150 мм и точностью от 0,05 до 0,1 мм этот параметр принимается не менее 50 мм).

Как измерить штангенциркулем сечение провода? Неметаллические изделия гибки, а потому существенно искажают результат, полученный обычным способом. Поэтому в кембрик следует ввести жёсткую стальную деталь (винт, гвоздь, кусок прутка), после чего внешними губками определить диаметр сечения провода. Аналогично поступают, если требуется узнать внутренний размер провода.

Измерение диаметра провода

Замеры при конструировании и изготовлении резьбовых соединений

Соединение типа «болт-гайка» — одно из наиболее распространённых в механике. При разработке и изготовлении конструкций задача – как измерить болт штангенциркулем – часто представляет трудности.

Перед работами стоит вспомнить, что главными размерами болта /гайки являются длина изделия и диаметр резьбы. Стандартный болт любого исполнения в проведении таких измерений не нуждается. Иное дело, когда болт изготовлен в кустарных условиях, либо требуется замерить крепёжную деталь без демонтажа соединения. Здесь возможны следующие ситуации:

  1. Между головкой и противоположным торцом стержня имеется плоскость или деталь/плита, размеры которой не позволяют ввести измерительные губки штангенциркуля. В этом случае, используя основную измерительную шкалу и глубиномер (иногда именуемый «колумбиком»), определяют последовательно высоту головки, толщину шайбы (если есть), толщину промежуточного элемента и высоту выступающей с противоположной стороны соединения части детали. Полученный результат складывают, а затем по таблицам соответствия длин стержня и размеров «под ключ», которыми обладает болт, устанавливают типоразмер крепёжной детали.

    Измерение внутренний резьбы и оттиск ниток резьбы

  2. Неизвестен диаметр резьбы на болте. Перед замерами стоит вспомнить, что для стержневых деталей диаметр внешней резьбы определяется диаметром её выступов, а не впадин. Поэтому, установив по внешней шкале штангенциркуля требуемый размер, можно легко выяснить искомое значение измеряемой резьбы. Оно должно быть равным одному из стандартных значений первого (в крайнем случае – второго) ряда предпочтительных чисел. Точность существенно повысится, если замеряемый участок тщательно очистить от загрязнений и смазки. Если результат по каким-то причинам не вписывается в стандарт, глубиномером устанавливают глубину резьбы. Отняв удвоенное значение параметра от общего значения, можно проверить, не был ли применён б/у болт со срезанной частью профиля резьбы. Такое изделие следует заменить. Измерение шага резьбы
  3. Измеряемый болт полностью «утоплен» в гайку, а разъединение конструкции нежелательно. Следует, используя внешнюю шкалу штангенциркуля, установить размеры головки – «под ключ» и диаметр окружности выступов. После чего, пользуясь измерительными таблицами определять типоразмер крепежа. Таким же образом производятся измерения и других крепёжных стандартизованных деталей – шпилек, винтов и т.д. Исключение составляют гайки. Здесь придётся воспользоваться внутренними губками. В некоторых инструментах при этом необходимо к полученному результату прибавить толщину самих губок (она указывается на штанге).

    Измерение резьбомерами

  4. Как измерить шаг резьбы штангенциркулем? Для этого болт придётся вывернуть. Вначале глубиномером устанавливается высота стержня, а затем подсчитывается количество витков резьбы на нём. Разница даст значение тангенса угла наклона резьбы, т.е., отношение неизвестного шага к внешнему диаметру. Последний уже известен, так что выяснение шага резьбы сложностей уже не составляет. Можно определить шаг резьбы и прямым измерением расстояния между смежными вершинами, но это будет достаточно точно лишь для крепежа, полностью очищенного от загрязнений.

Измерение резьбомером

Оптимальным вариантом, как правильно измерить резьбу, будет использование резьбомера. Это специальный инструмент для проведения измерения шага нарезки. Резьбомер представляет собой корпус, к которому крепятся щупы в виде тонких пластин с гребенкой. Форма гребенки точно соответствует стандартной резьбе с определенным шагом.

Различают следующие виды резьбомеров:

  • Метрические. Позволяют измерить шаг резьбы болта, гайки или другой детали с метрической нарезкой диаметром от 1 до 600 мм. Инструмент имеет до 20 измерительных пластин и позволяет определять шаг резьбы от 0,4 мм до 7 мм. Обозначается маркировкой «М60» на корпусе.
  • Дюймовые. Применяется, чтобы измерить дюймовую резьбу, которую обычно нарезают на трубах и деталях трубопроводов, а также иногда используют на крепежных элементах. Шаг дюймовой резьбы определяется по количеству нитей на один дюйм длины резьбовой части детали. Резьбомер комплектуется 17 измерительными пластинами с количеством витков от 4 до 28. Для маркировки инструмента применяется маркировка «Д55».
  • Универсальные. Комплектуются измерительными пластинами для метрической и дюймовой нарезки. Такие резьбомеры широко применяются в мастерских, где приходится одновременно работать с деталями как с метрической, так и с дюймовой резьбой.

Перед определением шага нужно измерить диаметр резьбы штангенциркулем. Это необходимо потому, что диапазон шагов может зависеть от диаметра.

Процесс измерения шага при помощи резьбомера предельно прост. К измеряемой резьбе прикладывают визуально подходящие пластины резьбомера. Методом подбора выбирается пластина, гребенка которой будет точно соответствовать измеряемой резьбе. Ее шаг будет соответствовать стандартному значению, указанному на маркировке измерительной пластины.

Проще всего таким способом измерить наружную резьбу. Если нужно определить шаг внутренней резьбы, то место измерение необходимо подсвечивать, чтобы точно определить плотное прилегание гребенки пластины резьбомера.

При измерении шага метрической резьбы искомый параметр получаем в миллиметрах. Если необходимо измерить шаг дюймовой резьбы, то его значение получаем в количестве витков на дюйм.

Измерение среднего диаметра резьбы

Контроль среднего диаметра нарезки осуществляется микрометром. Главными комплектующими этого инструмента являются сменные наконечники, которые вставляются в отверстие винта. Этот измерительный прибор предоставляет наиболее точные измерения резьбы.

Если для работы необходимы лишь усреднённые значения диаметра резьбы, то можно применить специальное приспособление – кронциркуль. Его устройство представлено шариковыми наконечниками, размеры которых должны соответствовать типу и шагу резьбовых соединений. Наконечники кронциркуля ставятся по резьбовому калибру, выдавая средний размер диаметра. После этого необходимо проделать аналогичные действия и с боковыми сторонами детали. Для проверки полученных результатов используются резьбовые скобы. Оценка точности диаметра проводится по принципу сравнения полученной резьбы с исходным шаблоном.

Если требуется произвести контроль среднего диаметра маленькой длины, состоящей максимум из 2 витков, то мастера пользуются методом, в котором задействованы 2 проволочки. Этот способ измерения резьбы отличается тем, что на противоположные выступы и впадины резьбы накладываются проволоки, диаметр которых является табличной единицей. Расстояние между концами проволочек показывает число среднего диаметра детали. Для каждого класса точности выпускаются отдельные проволоки, создающиеся по ГОСТу 2475-88. Во время определения конечных чисел необходимо учитывать возможные погрешности, потому что 2 проволоки не позволяют получить максимально точные значения.

Также этот параметр резьбы может измеряться посредством микроскопа. Прибор прикладывается к боковым сторонам профиля заготовки. Окуляры микроскопа наводятся на изображение профиля с каждой стороны, чтобы определить его размер. Полученные значения складываются и делятся на количество сторон. Получившееся среднее арифметическое является действительным значением среднего диаметра резьбовых соединений.

Для производственных работ часто требуется дополнительно произвести контроль усреднённого диаметра вала. На них размещаются подшипники, муфты, бортики и зубчатые колёса, с помощью которых осуществляется вращение детали. Его диаметр рассчитывается во время процесса кручения. Конечное значение находится по формуле d=(T/0,2)1/3 . На конечный результат могут повлиять посторонние факторы (размер отверстия и высота бортиков).

Метрические резьбы

Название (метрическая резьба) показывает, что все измерения выполняются в метрических единицах. Это самый распространённый мировой стандарт. Основные значения резьбовых соединений показаны в таблице 1. За основу взят стандартный шаг резьбы, кроме него существуют исполнения, где предусматривается и меньшие шаги.

Параметры резьбовой части: номинальный диаметр d, внутренний диаметр d₁ и шаг резьбы Р

Таблица 1: Размеры резьбы и шаг винтовой линии

Номинальный диаметр резьбы dШаг Р
1 ряд (предпочтительный)2 ряд (допустимый)3 ряд (для специальных конструкций)крупныймелкий 1мелкий 2мелкий 3мелкий 4мелкий 5
2,000,400,35
2,200,450,40
2,500,450,35
3,000,500,35
3,50-0,600,35
4,000,700,50
4,500,750,50
5,000,800,50
5,500,500,40
6,001,000,750,50
7,001,000,750,50
8,001,251,000,750,50
9,001,251,000,750,50
10,001,501,251,000,750,50
11,001,501,000,750,50
12,001,751,501,251,000,750,50
14,002,001,501,251,000,750,50
15,001,751,501,00
16,002,001,501,000,750,50
17,001,751,501,00
18,002,502,001,501,000,750,50
20,002,502,001,501,000,750,50
22,002,502,001,501,000,750,50
24,003,002,001,501,000,750,50
25,002,001,501,00
26,001,501,00
27,003,002,001,501,000,750,50
28,002,502,001,501,00
30,003,503,002,001,501,000,75
32,002,502,001,50
33,003,503,002,001,501,000,75
35,002,501,501,000,75
36,004,003,002,001,501,00
38,003,001,501,000,75
39,004,003,002,001,501,000,75
40,003,503,002,001,501,000,75
42,004,504,003,002,001,501,00
45,004,504,003,002,001,501,00
48,005,004,003,002,001,501,00
50,004,003,002,001,50
52,005,004,003,002,001,501,00
55,004,003,002,001,50
56,005,504,003,002,001,501,00
58,005,004,003,002,001,50
60,005,504,003,002,001,501,00
62,005,004,003,002,001,50
64,006,004,003,002,001,501,00
65,006,004,003,002,001,50

Угол при вершине винтовой линии у метрических резьб составляет 60⁰

Видно, что есть несколько рядов по уровню предпочтений. Объясняется довольно просто. Типовые детали стараются делать так, чтобы их было проще заменять в случае разборки и сборки. Менее предпочтительные ряды получаются при индивидуальном проектировании отдельных деталей. Производство удорожается.

Специальные резьбы применяют весьма ограничено. Ими пользуются лишь в тех случаях, когда невозможно применить стандартные предпочтения.

Внимание! Использование специальных резьб связано с необходимостью создавать одноразовые инструменты для нарезания подобных винтовых линий. В таблицах указан стандартный шаг резьбы, а также дополнительные мелкие значения. Здесь тоже имеются свои предпочтения

Проще использовать номинальные параметры. Инструмент для нарезки выпускается предприятиями разных стран. Его несложно приобрести. Мелкие шаги востребованы только в специальных местах

Здесь тоже имеются свои предпочтения. Проще использовать номинальные параметры. Инструмент для нарезки выпускается предприятиями разных стран. Его несложно приобрести. Мелкие шаги востребованы только в специальных местах

В таблицах указан стандартный шаг резьбы, а также дополнительные мелкие значения. Здесь тоже имеются свои предпочтения. Проще использовать номинальные параметры. Инструмент для нарезки выпускается предприятиями разных стран. Его несложно приобрести. Мелкие шаги востребованы только в специальных местах.

Например, уменьшенный шаг резьбы применяют для изготовления шпилек, в двигателях внутреннего сгорания. С их помощью крепят головку блока к самому блоку цилиндров. Эти детали испытывают значительные нагрузки. Внутри движутся поршни, происходит процесс горения газа. Давление возрастает и убывает постоянно. Поэтому требования к соединению довольно высокие.

Мелкие шаги используют при сборке лопаток на турбинах. Вал турбины современного реактивного двигателя вращается с частотой 40…50 тыс. об/мин. Центробежная сила достигает громадных значений. Поэтому требования к узлам соединений повышенные.

Правила эксплуатации штангенциркуля

Чтобы измерительный инструмент смог прослужить верой и правдой долгие годы, необходимо соблюдать несложные правила по его эксплуатации и хранению. Прежде всего следует избегать механических повреждений, которые могут возникнуть в результате падения или силового воздействия. Помимо этого, в процессе измерения деталей нельзя допускать перекоса губок штангенциркуля. Чтобы этого не произошло, их нужно зафиксировать в определенном положении на измеряемой детали с помощью стопорного винта.

Хранить прибор следует только в мягком чехле либо жестком футляре. Второй вариант предпочтительнее, так как сможет обеспечить защиту от случайных деформаций. Место для хранения штангенциркуля должно быть выбрано с таким учетом, чтобы туда не попадали опилки от разных материалов, пыль, вода, химические смеси и пр. Плюс к этому должна быть исключена угроза падения тяжелых предметов на инструмент.

После каждого использования штангенциркуля его необходимо тщательно протирать чистой мягкой ветошью.

Естественно, не следует забывать и о соблюдении правил безопасности при эксплуатации данного прибора. На первый взгляд он не несет никакой угрозы для здоровья, однако это не совсем так. Дело в том, что концы губок для измерения внутренних размеров достаточно острые, поэтому о них запросто можно пораниться при неаккуратном обращении. В остальном же инструмент полностью безопасен.

09 Ноября 2018, 11:20 1078

Инструкция, в большей степени, касается определения размеров метрических болтов, винтов и шпилек (далее просто болт). Основополагающие габаритные характеристики болта — диаметр, шаг резьбы и длина.

1. Диаметр болта

Точный диаметр болта, как и любого другого предмета, измеряют штангенциркулем или микрометром. Однако, бывают ситуации, когда специальных измерительных приборов нет под рукой. В таком случае, измерить наружный диаметр болта можно с помощью мерной ленты.

Оборачиваем меркой стержень болта в один оборот и отмечаем на шкале место соединения. Так мы выяснили длину окружности болта. Уменьшаем полученный результат на 1-2 мм, чтобы исключить влияние толщины мерки на расчеты.

Зная длину окружности, с помощью простой геометрической формулы с легкостью рассчитываем диаметр. Для этого длину окружности делим на число Пи, равное 3.14. Поскольку у большинства автомобильных болтов стандартные диаметры, то, даже с учетом погрешностей в измерениях, результат будет близок к стандартным размерам. Стандартные диаметры болтов применяемых в автомобилях: 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16 и т.д.

Справедливо заметить, что такой способ не подходит для замеров, где требуется особая точность. Например, забивную часть колесной шпильки, где важна каждая десятая миллиметра, измеряют только штангенциркулем или микрометром.

2. Шаг резьбы болта

Другой важный параметр болта — шаг резьбы. Шаг резьбы — расстояние между двумя соседними витками. Шаг резьбы измеряется шагомером. Однако, как и в случае со штангенциркулем, шагомера может не быть. Тогда рассчитайте расстояние между витками с помощью линейки

Для этого отсчитайте 15-20 витков резьбы (чем больше витков, тем точнее результат) и измерьте линейкой расстояние между крайними витками. Путем деления длины посчитанных витков на количество витков получаем расстояние между витками, т.е шаг резьбы.

Шаг резьбы автомобильного болта, величина стандартизированная и находится в тесной связке с диаметром. Зная диаметр болта и рассчитанную величину шага резьбы легко определяем точный шаг резьбы с помощью следующей таблицы.

Процесс измерения витков

При рассмотрении того, как определить шаг резьбы следует учитывать особенности выбранного метода. При использовании линейки достаточно:

  1. Замерить протяженность стержня, на который нанесли профиль. Стоит учитывать, что при замере всей длины стержня, а не только части можно определить более точный результат.
  2. Подсчитать количество витков.
  3. Провести замер глубины для определения основных параметров резьбового соединения.

Подобным образом можно определить лишь средний показатель. Если в процессе нарезания витков были допущены ошибки, то расстояние между ними может несколько отличаться.

Пример проведения замеров выглядит следующим образом:

  1. Отсчитывается 20 витков.
  2. Проводим замер протяженности стержня, к примеру, показатель составил 127 мм.
  3. Проводим деление 20 витков на протяженность стержня, в результате получаем показатель 6,35 мм. Он соответствует шагу расположения нитей в миллиметрах.

Для перевода в дюймы достаточно поделить вычисленное значение в миллиметрах на 25,4. В итоге получится результат 0,25 или ¼ дюйма. При самостоятельном замере может быть погрешность, поэтому результат округляется к приближенному стандартному значению.

В продаже можно встретить и специальные шаблоны, которые можно использовать для проверки особенностей резьбы. Подобная процедура достаточно проста в исполнении:

  1. Подбирается наиболее подходящий шаблон. В продаже можно встретить просто огромное количество специальных шаблонов, которые представлены пластиной с определенным профилем. Стоит подобный элемент не дорого, приобрести его можно в различных специализированных магазинах.
  2. Он прикладывается к поверхности для контроля основных показателей. Шаблон должен заходить без препятствий, и между пластиной с рабочей поверхностью не должно образовываться свободного пространства.

Если шаблон легко заходит в бороздки, то можно определить основные параметры поверхности.

Измерение шага резьбы линейкой и резьбомером

Кроме этого, можно провести измерения при применении штангенциркуля. Этот инструмент получил широкое распространение. Пошаговые действия выглядят следующим образом:

  1. Глубиномером устанавливается высота стержня.
  2. Следующий шаг заключается в подсчете количества витков. Сделать это достаточно сложно, можно использовать маркер для обозначения уже подсчитанных нитей профиля.
  3. Полученная информация позволяет рассчитать тангенса угла наклона.

Есть возможность определить рассматриваемый показатель при непосредственном измерении между смежными вершинами. Рекомендуется провести очистку поверхности. В противном случае получить точный результат практически невозможно.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий