Резьба прямоугольная

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.

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.

Как выполнить чертеж по инженерной графике: тема 7 «Резьбовые изделия»

Часто студентам задают задание по инженерной графике из книги Фролова/Бубенникова 1990 года редакции, в теме №7 необходимо выполнить вот такой чертеж — «Резьбовые изделия».

Вот полное задание Вычертить: 1) болт, гайку, шайбу по их действительным размерам, которые следует взять из соответствующих стандартов;

2) упрощенное изображение этих же деталей в сборе;

3) гнездо под резьбу, гнездо с резьбой, шпильку отдельно и шпильку в сборе с гайкой и шайбой по их действительным размерам, которые следует взять из соответствующих стандартов.

Пошаговое выполнение на примере 2-го варианта:

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:

  1. треугольные;
  2. трапецеидальные;
  3. прямоугольные;
  4. круглые;
  5. упорные.
ВидФорма и размеры профиляТипыПрименение
ТреугольнаяРавнобедренный треугольник: · у метрической – угол при вершине 60°;

· у дюймовой – 55°;

· у трубной — 55°.

Высота:

H1 = 0,5p · tg(60) *

· метрические; · дюймовые;

· трубные

1. метрическая – основной вид соединений; 2. дюймовая – в современных изделиях применение не допускается;

3. трубная – герметичное соединение труб и арматурных деталей трубопроводов.

ТрапецеидальнаяРавностороння трапеция с углом 30°. Высота:

H1 = 0,5p

· однозаходная (образуется одним выступом); · многозаходнаяПередача движений (вращательно-поступательных и вращательных) в тяжело нагруженных соединениях.
ПрямоугольнаяНестандартный профиль в виде квадрата или прямоугольникаГрузовые, ходовые винты – для передачи движения в тяжело нагруженных крепежных соединениях. Обязательно указание всех размеров соединения на чертежах.
КруглаяЗакругленный профиль из дуг, которые связаны прямолинейными участками, угол профиля 60°Преимущества – продолжительный срок службы и высокое сопротивление при нагрузках. Используется на деталях: · которые часто свинчиваются;

· работают в средах с высоким загрязнением;

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

Пример использования: стяжки в вагонах, арматура пожарной техники, цоколь электролапмы.

УпорнаяНеравнобочная трапеция, угол рабочей стороны 3°, нерабочей – 30°. Высота:

H1 = 0,75p

· однозаходная; · многозаходнаяВ домкратах, прессах – для передачи значительных усилий, которые действуют в одном направлении.

Примечание: *р – шаг

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

Классификация резьб, обозначение резьбы на чертеже

В машиностроении применяются стандартные цилиндрические и конические резьбы разных типов, отличающихся друг от друга назначением и параметрами. Основным элементом резьбы является её профиль (рисунок 14.1).  

Обозначение резьбы включает в себя буквенное обозначение типа резьбы и параметры резьбы. При обозначении резьбы указывается её наружный диаметр (больший по размеру).

Для всех резьб, кроме конической и трубной цилиндрической, обозначения наносят к наружному (большему) диаметру и проставляют над размерной линией, на ее продолжении или на полке (рисунок 2).

Заказать чертежи

Винтовая линия. Основные параметры резьбы. Изображение резьбы

В технике широко применяются изделия с винтовыми поверхностями. Это крепежные изделия, применяемые для соединения деталей машин и механизмов (болты, гайки, винты, шпильки, детали с резьбой для соединения двух деталей), детали с винтовыми поверхностями, применяемые для преобразования вращательного движения в поступательное (червяк в паре с червячным колесом).

  • Винтовую линию получают при помощи резца.
  • Резьбу получают при помощи резца или метчика и плашки.
  • Резьба характеризуется шагом и ходом .
  • Различают правые и левые винтовые поверхности.
  • Подъём винтовой линии вправо даёт правую резьбу (рисунок а). б) – левая резьба

В зависимости от числа винтовых линий резьбы делятся на одно – и многозаходные.

На рисунке в) представлена двухзаходная резьба (n = 2)

Шаг резьбы – это расстояние между двумя соседними винтовыми выступами.

Ход резьбы — расстояние между двумя соседними винтовыми выступами одной и той же винтовой линии.

, где   – число заходов

Вычерчивание проекции винтовой поверхности является весьма трудоемким процессом. Поэтому на чертежах резьба изображается условно – сплошной тонкой линией (впадины резьбы), причём на видах, где стержень или отверстие проецируются в виде окружности, резьбу изображают дугой окружности, приблизительно равной окружности, разомкнутой в любом месте, но не на центровых линиях.

Расстояние между сплошными основной и тонкой линиями – не менее 0,8 мм и не более шага резьбы.

Границу резьбы проводят до линии наружного диаметра резьбы сплошной основной толстой линией.

Невидимую резьбу показывают штриховыми линиями одной толщины по наружному и по внутреннему диаметру  

Обозначение конических резьб и трубной цилиндрической относят к контуру резьбы (основная сплошная линия) и наносят только на полке линии-выноски (рисунок 15.3).  

Прямоугольная резьба с нестандартным профилем изображается, как показано на рисунке 15.4, с нанесением всех размеров. Дополнительные сведения – число заходов, направление резьбы и т. д. – наносят на полке линии-выноски с добавлением слова «Резьба».

Элементы и параметры прямоугольной резьбы можно показывать и на выносном элементе (рисунок 15.5).

Следует твердо запомнить правило: в резьбовых соединениях, изображенных в разрезе, резьба стержня закрывает резьбу отверстия (рисунок 15.6 а,б)

Обратить внимание на то, что на разрезах штриховка доводится до сплошных основных линий.  

Сбег резьбы – это длина участка неполного профиля в зоне перехода от резьбы к гладкой части детали. Обычно его не изображают (рисунок 15.7)

Фаска – Скошенная часть поверхности детали у торца или в местах перехода, облегчающая её сборку с другими деталями (скошенная кромка стержня или отверстия).

На стержне меньший диаметр фаски меньше внутреннего диаметра резьбы. В отверстии больший диаметр фаски больше наружного диаметра резьбы.

Линия резьбы должна пересекать линию фаски.

Фаски на стержне и в отверстии с резьбой на плоскости, перпендикулярной к оси стержня или отверстия, не изображают (рисунок 15.8 а и б).

Если фаска не под углом 45° , то обозначение фаски указывается величиной угла как приведено на рисунке 15.9  

Наружные и внутренние проточки выполняются для выхода резьбонарезающего инструмента, чтобы резьба получалась полного профиля – без сбегов.

Размеры проточек наносят на выносных элементах в соответствии с ГОСТ 10549-80 в зависимости от шага резьбы  

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

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.

Оборудование для нарезания

Для нарезания в зависимости от выбранной технологии используется следующее оборудование:

  • Токарно-винторезные станки.
  • Наборы плашек, метчиков и воротков (выполняется вручную).
  • Резьбонакатные станки (для холодной или горячей накатки).
  • Фрезерные станки или обрабатывающие центры.
  • Шлифовальные станки.


Фрезерный станок


Токарно-винторезный станок

Токарно — винторезные и фрезерные станки, установки горячей накатки применяются только в условиях производств. Для бытовых применений используют наборы плашек и метчиков или устройство КЛУПП, которое не требует смены плашек при последовательных проходах. Режущие гребенки, охватывающие трубу с трех сторон, можно понемногу выдвигать внутрь корпуса, обеспечивая чистовые проход.

Отличия левой резьбы от правой

Одной из главных характеристик винтового соединения является направление резьбы при вращении деталей. От качества соединений, считающихся ответственным и важным элементом, зависит полноценная работа механизма и целостность любой конструкции.

Различают в механике два основных типа крепежа изделий. При стандартной резьбе линии витков удаляются к смотрящему по часовой стрелке. При левосторонней нарезке выступы на винте приближаются к нему слева, двигаясь против часовой стрелки.

Таким образом, направление вращения витков (спирали) на винте дает возможность отличить правую резьбу от левой. На шестиграннике болтов, шпильках, гайках и штуцерах левостороннюю резьбу отмечают буквой Л.

Как определить диаметр и вид нарезки

При подборе совместимого резьбового соединения к существующему изделию требуется определить его параметры. Это можно сделать следующими путями:

  • Использовать мерные калибры. Специальные калиброванные плоские гребенки вставляют по очереди в витки профиля, пока не добьются полного совпадения профилей. Для определения параметров внутренней резьбы применяют цилиндрические калибры. На каждом калибре выгравировано обозначение профиля, к которому он подходит.
  • Измерить параметры штангенциркулем диаметр и шаг, определить профиль по таблицам.

Измерения резьбы для труб следует проводить высокоточным поверенным инструментом до сотых долей миллиметра.

ГОСТ и унификация крепежа

В течение длительного времени не могли прийти к единому стандарту. Еще в середине XIX века разные производители пользовались своими мерительными инструментами. Попутно у каждого резьбовые соединения выполнялись по своим требованиям и параметрам. Возникали проблемы у эксплуатационников.

При необходимости разборки и последующей сборки изделий приходилось помечать каждую деталь, чтобы потом их поставить строго на свое место. Особенно сложно приходилось военным, так как ружья и пушки приходили с разных заводов. Если кто-то разбирал свое оружие, то собрать чаще всего не удавалось.

Еще в XII веке установили, что оптимальным будет расстояние между двумя канавками на стержнях, равное примерно 20 % от диаметра. Тогда их изготавливали из дерева, на ручьях и небольших реках создавали водяные мельницы. Позже (примерно середина XIV века) начали проектировать и создавать ветряные мельницы.

Отдельные детали стягивали мощными шпильками. На них накручивали громадные дубовые гайки, выточенные из единого куска прикорневой части. Но все – это были единичные, разовые изделия. Их характеристики и качество зависели от мастера. С развитием техники нужно было добиваться однообразности и универсальности стяжных деталей.

Информация к размышлению

Первый отраслевой стандарт был принят в Туле (Россия). На первом оружейном заводе производили только сборку конечного изделия. Производилось и литье. А сами отливки раздавали мастерам для домашнего изготовления. Так образовались улицы со своими названиями: Курковая, Ложевая, Дульная, Штыковая и ряд других. Тут делали только одно изделие. Потом на сборке оставалось только собрать их и получить ружье.

Главная заслуга Никиты Демидова (основоположника первого оружейного завода России) заключалась в том, что он сумел разработать подробные чертежи, а также мерительные инструменты (калибры). Пользуясь ими, мастера могли проверять, насколько правильно обрабатывается конкретная деталь. Налажен был выпуск и ручного металлообрабатывающего инструмента: напильники, шаберы, скребки и ручные сверлильные устройства.

В это же время Англия также изготавливала ружья. Конструктивно они были идентичными. В 1787 году были приобретены 500 ружей в Туле и 500 ружей из Англии. Их разобрали, а детали по артикулам разложили в несколько куч. Тщательно перемешали.

Потом решили собрать. Тульские ружья собрали все. Каждое прошло проверку на качество стрельбы. Результаты удовлетворили комиссию. Ни одного английского ружья собрать не смогли. Детали требовали индивидуальной притирки. Единого стандарта не было.

Поэтому в русскую армию помимо ружей поставляли детали, которые могли выходить из строя в процессе эксплуатации. В каждом полку существовал взвод, в обязанности которого вменяли ремонт вооружения.

В этих взводах имелись болтики, винтики и гаечки. Тогда их метили специальными насечками, чтобы использовать по мере необходимости.

В 1790 г. в Париже произошло первое утверждение основной системы мер. Одним из первых была утверждена мера длины – метр. Установили и дробные величины, которыми пользуются повсеместно: сантиметр, миллиметр.

Англия отказалась переходить на европейский стандарт. У них до сих пор пользуются футами, дюймами, линиями.

Для унификации деталей каждая страна разрабатывала свои государственные стандарты. Их соотносили так, чтобы товары из сопредельных государств могли соответствовать и отечественным изделиям. Поэтому с 1924 г. в СССР был введен ГОСТ на резьбовые соединения. Кроме основного стандарта допускалось использование изделий из Великобритании и США (дюймовые стандарты). В настоящее время используются только трубные соединения, измеряемые в дюймах.

Основные параметры резьбы

На рис. 8.5 изображен профиль резьбы (сопряженных, свинченных внутренней и наружной резьб) и обозначены его основные параметры.

Ось резьбы — прямая, относительно которой происходит винтовое движение плоского контура, образующего резьбу.

Профиль резьбы — контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ее ось. В промышленности, как правило, применяют стандартные профили резьбы, некоторые из которых рассмотрены ниже. Детали с наружной резьбой трапецеидального и треугольного профиля — см. рис. 8.1, а, б.

Боковыми сторонами профиля называют прямолинейные участки профиля, принадлежащие винтовым поверхностям.

Участки профиля, соединяющие боковые стороны выступов или канавок, называют соответственно вершиной или впадиной профиля.

Из числа основных количественных параметров резьбы отметим: угол профиля α — угол между боковыми сторонами профиля; углы наклона боковых сторон профиля β; γ — углы между боковыми сторонами профиля и перпендикуляром к оси резьбы; для резьб с симметричным профилем углы наклона равны половине угла профиля α/2; рабочая высота профиля h — высота соприкосновения сторон профиля наружной и внутренней резьбы в направлении, перпендикулярном к оси резьбы: длина свинчивания — длина соприкосновения винтовых поверхностей наружной и внутренней резьбы в осевом направлении.

Параметры, относящиеся только к цилиндрическим резьбам, следующие: высота исходного профиля Н — высота остроугольного профиля, полученного путем продолжения боковых сторон профиля до их пересечения (если профиль построен исходя из треугольника); высота профиля h1; шаг резьбы р — расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы; ход резьбы l — расстояние между ближайшими боковыми сторонами профиля, принадлежащими одной и той же винтовой поверхности, в направлении, параллельном оси резьбы; ход резьбы есть величина относительного осевого перемещения винта (гайки) за один оборот; в однозаход- ных резьбах ход равен шагу, в многозаходных — произведению числа заходов п на шаг: t = р • n; угол подъема резьбы Ψ — угол, образованный касательной к винтовой линии в точке, лежащей на среднем диаметре резьбы, и плоскостью, перпендикулярной к оси резьбы, угол Ψ определяется зависимостью

наружный диаметр резьбы d — диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы или впадин внутренней резьбы; внутренний диаметр d1 — диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы или вершины внутренней резьбы; средний диаметр резьбы d2 — диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, образующие которого пересекают профиль резьбы в точках, где ширина канавки равна половине номинального шага резьбы.

Конкретные значения таких параметров, как форма профиля, наружный диаметр, шаг, направление винтовой поверхности (правая или левая резьба), число заходов, отражают в условном буквенно-цифровом обозначении резьбы. Соответствующие примеры рассмотрены ниже.

По эксплуатационному назначению резьбы подразделяют на крепежные (метрические, дюймовые), крепежно-уплотнительные (трубные, конические), ходовые (трапецеидальные, упорные), специальные.

Все резьбы, используемые на практике, можно разделить на две группы:

  • стандартные (все резьбы с установленными стандартами параметрами: профилем, шагом, диаметром и соотношениями между ними). Стандартные резьбы составляют основную массу применяемых резьб;
  • нестандартные, или специальные, например прямоугольная и квадратная резьбы.

Профиль и размеры конической дюймовой резьбы с углом профиля 60 градусов

Данная таблица показывает какие могут быть отклонения по уклону и по шагу профиля.

Видео: нарезание трубной конической резьбы.

Что касается дополнительных креплений, то зачастую используют шплинты в качестве соединительных деталей, поскольку трубопроводы могут подвергаться вибрации как постоянной, так и периодической.

Все дело в том, что данный тип соединения имеет свойство раскручиваться, то во избежание этого используются шплинты для таких соединений. Особенно это касается мест прокладывания трубопроводов под магистралями, где имеется постоянное движение автотранспорта, что создает вибрации.

Republished by Blog Post Promoter

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий