История[править | править код]
Схема «резьбового» сустава у жука тригоноптеруса
Долгое время считалось, что резьбовое соединение, наряду с колесом и зубчатой передачей, является великим изобретением человечества, не имеющим аналога в природе. Однако в 2011 году группа учёных из Технологического института Карлсруэ опубликовала в журнале Science статью о строении суставов у жуков-долгоносиков вида Тригоноптерус облонгус, обитающих на Новой Гвинее. Оказалось, что лапы этих жуков соединены с телом с помощью вертлуга, который ввинчивается в коксу (тазик) — аналог тазобедренного сустава у насекомых. На поверхности вертлуга расположены выступы, напоминающие конический винт. В свою очередь, поверхность коксы также снабжена резьбовой выемкой. Такое соединение обеспечивает более надежное крепление конечностей, чем шарнирное, и гарантирует ведущему древесный образ жизни насекомому большую устойчивость.
Применение винтовых поверхностей в технике началось ещё в античные времена. Считается, что первым винт изобрел Архит Тарентский — философ, математик и механик, живший в IV—V веках до н. э. Широко известен изобретённый Архимедом винт, применявшийся для перемещения жидкостей и сыпучих тел. Первые крепёжные детали, имеющие резьбы, начали применяться в Древнем Риме в начале нашей эры. Однако из-за высокой стоимости они использовались только в ювелирных украшениях, медицинских инструментах и других дорогостоящих изделиях.
Широкое применение ходовые и крепёжные резьбы нашли лишь в Средневековье. Изготовление наружной резьбы происходило следующим образом: на цилиндрическую заготовку наматывалась смазанная мелом или краской верёвка, затем по образовавшейся спиральной разметке нарезалась винтовая канавка. Вместо гаек со внутренней резьбой использовались втулки с двумя или тремя штифтами.
В XV—XVI веках началось изготовление трёх- и четырёхгранных метчиков для нарезания внутренней резьбы. Обе сопрягаемые детали с наружной и внутренней резьбой для свинчивания подгонялись друг под друга вручную. Какая-либо взаимозаменяемость деталей полностью отсутствовала.
Предпосылки к взаимозаменяемости и стандартизации резьбы были созданы Генри Модсли (Henry Maudslay) приблизительно в 1800 году, когда изобретённый им токарно-винторезный станок сделал возможным нарезание точной резьбы. Ходовой винт и гайку для своего первого станка он изготовил вручную. Затем он выточил на станке винт и гайку более высокой точности. Заменив первый винт и гайку новыми, более точными, он выточил ещё более точные детали. Так продолжалось до тех пор, пока точность резьбы не перестала увеличиваться.
В течение следующих 40 лет взаимозаменяемость и стандартизация резьб имели место лишь внутри отдельных компаний. В 1841 году Джозеф Витуорт разработал систему крепежных резьб, которая, благодаря принятию её многими английскими железнодорожными компаниями, стала национальным стандартом для Великобритании, названным британским стандартом Витворта (BSW). Стандарт Витворта послужил основой для создания различных национальных стандартов, например, стандарта Селлерса (Sellers) в США, резьбы Лёвенхерц (Löwenherz) в Германии и т. д. Количество национальных стандартов было очень велико. Так, в Германии в конце XIX века было 11 систем резьбы с 274 разновидностями[источник не указан 1227 дней].
В 1898 году Международный Конгресс по стандартизации резьбы в Цюрихе определил новые международные стандарты метрической резьбы на основе резьбы Селлерса, но с метрическими размерами.
В Российской империи стандартизация резьб на государственном уровне отсутствовала. Каждое предприятие, выпускавшее резьбовые детали, использовало собственные стандарты, основанные на зарубежных аналогах.
Первые мероприятия по стандартизации резьб были предприняты в 1921 году Наркоматом путей сообщения РСФСР. Им на основе немецких стандартов метрической резьбы были выпущены таблицы норм НКПС-1 для резьб, использовавшихся на железнодорожном транспорте. Таблицы включали в себя метрические резьбы диаметром от 6 до 68 мм.
В 1927 году на основе данных таблиц комитетом по стандартизации при Совете труда и обороны был разработан один из первых государственных стандартов СССР — ОСТ 32. В этом же году для резьб по стандарту Витворта был разработан ОСТ 33А. К началу 1932 года были разработаны ОСТ для трапецеидальных резьб на основе модернизированных американских стандартов Acme.
В 1947 году была основана Международная организация по стандартизации (ISO). Стандарты резьбы ISO в настоящее время являются общепринятыми во всем мире, в том числе и в России.
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.
Трапецеидальная
К резьбовым соединениям этого вида относятся чаще всего соединения типа винт-гайка. Трапецеидальная резьба выполняется в соответствии с ГОСТ 9481-81. Ее форма представляет собой равнобокую трапецию. Угол наклона граней составляет 30°. Для резьбы крепежных элементов, применяемых в червячных передачах, предусмотрен угол наклона 40°.
Трапецеидальный профиль резьбы позволяет достичь повышенной прочности соединения. Благодаря этому ее применяют для соединения деталей механизмов, работающих под воздействием динамических нагрузок, например, в ходовых гайках, которыми фиксируются штоки задвижек и т. д.
Отличия дюймовой и метрической резьбы
Представленное резьбовое соединение имеет свою стандартизацию с ориентировкой на ГОСТ 6357-81, в котором регламентируются такие параметры резьбы как шаг и диаметр.
Размеры, которыми будут обладать резьбовые соединения, зависят от расстояния между противоположно размещенными верхними точками, расположенными на торце трубы.
Трубная резьба и ее размеры будут напрямую зависеть от значения внутреннего или внешнего диаметра изделия. В настоящее время выделяют такие виды резьб как:
- Метрическая;
- Дюймовая;
- Трапецеидальная;
- Цилиндрическая;
- Упорная;
- Коническая.
Кроме того, различные виды резьб имеют свое обозначение. Так, например обозначение резьбы левого типа маркируется буквами LH. Для более детальной информации резьбовое соединение обозначается на чертежах дополнительными буквами, где:
- М — обозначает номинальный диаметр витков;
- Ph – значение хода;
- Р – значение шага.
Технология использования метчиков и плашек
При помощи метчиков, представляющих собой винт с несколькими продольными канавками, которые формируют режущие кромки и способствуют отводу стружки, на токарном станке нарезают преимущественно метрические резьбы в отверстиях небольшого диаметра. Если для нарезания резьбы используются машинные метчики, то операция выполняется за один проход.
Машинные метчики отличаются от обычных тем, что они состоят из двух частей – заборной и калибровочной. Если для нарезания резьбы с помощью токарного станка используются обыкновенные метчики, то технология выполнения этого процесса предполагает применение набора инструментов. Набор для нарезания внутренней резьбы включает в себя три типа метчиков: черновой, который выполняет 60% работы, получистовой (30%), чистовой (10%). Иногда в таком наборе может быть два инструмента: черновой, выполняющий 75% работы, и чистовой, на который приходится 25% работы. Чтобы отличить черновой метчик от чистового, достаточно посмотреть на его заборную часть: она у него значительно длиннее, чем у чистового.
Конструкция метчика для нарезания резьбы
Скорость нарезания резьбы на токарном станке с использованием метчиков может быть достаточно высокой:
- 6–22 м в минуту – для деталей, изготовленных из чугуна, бронзы и алюминия;
- 5–12 м в минуту – для стальных заготовок.
При помощи плашек, представляющих собой кольцо с внутренней резьбой и несколькими стружечными канавками, наружную резьбу делают на винтах, болтах и шпильках. Поверхность детали должна быть предварительно обточена на величину требуемого диаметра, который обязательно должен учитывать допуск:
- 0,14–0,28 мм – для резьбы, диаметр которой составляет 20–30 мм;
- 0,12–0,24 мм – для резьбы с диаметром 11–18 мм;
- 0,1–0,2 мм – для резьбы, имеющей диаметр 6–10 мм.
Плашки, которыми нарезается наружная резьба, закрепляются в специальном патроне (плашкодержателе), расположенном в пиноли задней бабки токарного станка.
Плашки для нарезания резьбы
Используя плашки, резьбу нарезают со следующими скоростями (их настройка также учитывает минимальный износ инструмента в ходе работы):
- 10–15 м в минуту – на изделиях, выполненных из латуни;
- 2–3 м в минуту – на чугунных деталях;
- 3–4 м в минуту – на заготовках из стали.
Нарезание резьбы с использованием токарного оборудования
При нарезании резьбы на заготовке, установленной на токарном станке, с помощью резца такой процесс выглядит следующим образом: инструмент, перемещающийся вдоль оси вращающейся детали (движение подачи), своей заостренной вершиной прочерчивает на ее поверхности линию винтового типа. Характерным параметром винтовой линии, формируемой резцом на поверхности заготовки, является угол ее подъема или увеличения. Величина данного угла, измеряемого между касательной, расположенной к винтовой линии, и плоскостью, которая перпендикулярна оси вращения детали, определяется:
- величиной подачи режущего инструмента, перемещающегося вдоль оси заготовки;
- частотой, с которой вращается деталь.
Не менее важным параметром винтовой линии является ее шаг, который характеризует расстояние между ее соседними витками. Измеряется это расстояние по оси обрабатываемой детали.
Наиболее распространенные виды профиля резьбы: а — треугольная, б — прямоугольная, в — трапецеидальная, г — упорная, д – круглая
Поверхность заготовки с резьбой может быть цилиндрической и конической. На характеристики резьбового соединения значительное влияние оказывает профиль резьбы, то есть ее контур в плоскости. Выделяют профили:
- треугольные;
- трапецеидальные;
- прямоугольные;
- упорные;
- круглые.
Резьба на поверхности детали может быть сформирована одной винтовой ниткой (однозаходная) или несколькими (многозаходная). Если нарезают несколько винтовых ниток, то их располагают эквидистантно по отношению друг к другу.
Посчитать количество ниток можно в начале резьбовой поверхности. Многозаходная резьба, кроме шага, характеризуется таким параметром, как ход. Это расстояние, измеряемое между двумя однотипными точками двух соседних витков, которые сформированы одной ниткой. Измеряется такое расстояние по линии, располагающейся параллельно оси резьбовой детали. У однозаходной резьбы, сформированной одной ниткой, ход равен шагу, а для многозаходной его можно вычислить, если умножить шаг на количество заходов.
Все разновидности резьбы со схемами, параметрами и регламентирующими их ГОСТ
Это интересно: Мини токарный станок по дереву — устройство, принцип работы, выбор
Модульная резьба
У ряда станков включение на модульную резьбу производят без подсчетов, по таблице подач станка. Однозаходный или многозаходный винт с модульной резьбой , являющийся составной частью червячной передачи.
Передний угол Y чистовых резцов для модульной резьбы делается равным нулю.
Звено увеличения шага обычно используют для нарезания мно-гозаходных метрических и модульных резьб с повышенными значениями шага резьбы обрабатываемой детали.
Если нортоновская коробка должна быть построена для нарезания модульных резьб , соответствующих значениям модуля / к, т, от.
Когда производится обтачивание гладких поверхностей и нарезание метрической или модульной резьбы , шестерня 92 ( рис. 30) должна быть установлена в левом положении.
Нарезание цилиндрических червяков профильными резцами выполняют на токарно-вкнторезных станках, позволяющих нарезать модульную резьбу . Наиболее благоприятные условия резания создаются в случае установки резца вдоль оси заготовки. Это следует учитывать при черновом нарезании витков, когда могут быть использованы резцы прямолинейного профиля при условии, что возникающая погрешность профиля будет исправлена при чистовой обработке.
Рассмотренная схема передачи движения имеет место при ведущем конусе Нортона и применяется при нарезании метрических и модульных резьб . Коробка подач при этом обеспечивает получение 32 различных передаточных отношений.
Этот станок предназначен для выполнения всевозможных токарных работ, в том числе для нарезания метрических, дюймовых и модульных резьб .
Станок предназначен для получистовых и чистовых токарных работ высокой точности, а также нарезания метрических, дюймовых и модульных резьб . Шпиндель станка смонтирован в гидростатических подшипниках. Изменение частот вращения шпинделя бесступенчатое, посредством вариатора с широким ремнем.
Станок предназначен для всевозможных токарных работ в центрах и патроне, а также для нарезания метрических, дюймовых и модульных резьб . Он является малопроизводительным по сравнению с более новыми моделями станков и не отвечает требованиям передовой технологии в части скоростного точения, а также не оснащен приспособлениями и некоторыми механизмами для сокращения вспомогательного времени.
По первому направлению нарезают дюймовые и питчевые резьбы, а также торцовую резьбу: по второму направлению нарезают метрические и модульные резьбы ; по этой же цепи осуществляется продольная и поперечная подачи.
Наладочное перемещение торцешлифовального приспособления производится маховиком 5 через косозубое колесо z 14 посредством рейки, выполненной в виде модульной резьбы , на подвижной штанге приспособления. За один оборот маховика перемещение равно 66 мм.
Путем переключения рукояток можно получить подачи, необходимые для продольного и поперечного точения, а также для нарезания необходимых метрических, дюймовых и модульных резьб . Эта настройка производится по готовым таблицам, имеющимся на станке.
Высота ic и ширина а притупления резца должны быть не больше соответственных величин впадины резьбы, указанных в таблице размеров модульной резьбы .
При нарезании дюймовой резьбы шаг определяется числом ниток к резьбы на один дюйм длины заготовки, т. е. Ри = = 25,4/к; в этом случае исм = 25,4/Лмпосг.
При нарезании модульной резьбы шаг определяется значением модуля т (мм), т. е. Р„ = пт; в этом случае ит — кт/ипосг
При нарезании питчевой резьбы шаг зависит от значения питча р», т. е. Р„ = n/р» (в дюймах); в этом случае исм
Число 25,4 представляют дробью 127/5, и поэтому в набор сменных зубчатых колес включают колесо z = 127, а % заменяют отношением тг = 22/7. Подбор остальных сменных колес производится по методу разложения на множители.
В станке 16К20 при нарезании метрических и дюймовых резьб устанавливают следующие сменные зубчатые колеса: (а/Ь) ■
Если установить в гитаре подач комбинацию (а/Ь) ■ (c/d) = = (60/86) • (86/48), то можно нарезать метрические и дюймовые резьбы с шагом, вдвое больше табличного.
Для настройки гитары сменных зубчатых колес на нарезание резьбы с шагом, не предусмотренным таблицами станка, пользуются формулой (а/Ь) ■ (c/d) = (5/8) • (Р„/РТ), где Рн — шаг нарезаемой резьбы (мм); Рт — табличное значение шага резьбы, ближайшее к Р„ (мм).
При установке (а/Ь) ■ (c/d) = (60/73) • (86/36) можно нарезать модульные и питчевые резьбы. При нарезании резьб с шагом, не предусмотренным таблицами станка, пользуются формулами:
для модульной резьбы (а/Ь) ■ (c/d) = (60/73) • (86/36) • mn/mT;
Модульная резьба
У ряда станков включение на модульную резьбу производят без подсчетов, по таблице подач станка. Однозаходный или многозаходный винт с модульной резьбой , являющийся составной частью червячной передачи.
Передний угол Y чистовых резцов для модульной резьбы делается равным нулю.
Звено увеличения шага обычно используют для нарезания мно-гозаходных метрических и модульных резьб с повышенными значениями шага резьбы обрабатываемой детали.
Если нортоновская коробка должна быть построена для нарезания модульных резьб , соответствующих значениям модуля / к, т, от.
Когда производится обтачивание гладких поверхностей и нарезание метрической или модульной резьбы , шестерня 92 ( рис. 30) должна быть установлена в левом положении.
Нарезание цилиндрических червяков профильными резцами выполняют на токарно-вкнторезных станках, позволяющих нарезать модульную резьбу . Наиболее благоприятные условия резания создаются в случае установки резца вдоль оси заготовки. Это следует учитывать при черновом нарезании витков, когда могут быть использованы резцы прямолинейного профиля при условии, что возникающая погрешность профиля будет исправлена при чистовой обработке.
Рассмотренная схема передачи движения имеет место при ведущем конусе Нортона и применяется при нарезании метрических и модульных резьб . Коробка подач при этом обеспечивает получение 32 различных передаточных отношений.
Этот станок предназначен для выполнения всевозможных токарных работ, в том числе для нарезания метрических, дюймовых и модульных резьб .
Станок предназначен для получистовых и чистовых токарных работ высокой точности, а также нарезания метрических, дюймовых и модульных резьб . Шпиндель станка смонтирован в гидростатических подшипниках. Изменение частот вращения шпинделя бесступенчатое, посредством вариатора с широким ремнем.
Станок предназначен для всевозможных токарных работ в центрах и патроне, а также для нарезания метрических, дюймовых и модульных резьб . Он является малопроизводительным по сравнению с более новыми моделями станков и не отвечает требованиям передовой технологии в части скоростного точения, а также не оснащен приспособлениями и некоторыми механизмами для сокращения вспомогательного времени.
По первому направлению нарезают дюймовые и питчевые резьбы, а также торцовую резьбу: по второму направлению нарезают метрические и модульные резьбы ; по этой же цепи осуществляется продольная и поперечная подачи.
Наладочное перемещение торцешлифовального приспособления производится маховиком 5 через косозубое колесо z 14 посредством рейки, выполненной в виде модульной резьбы , на подвижной штанге приспособления. За один оборот маховика перемещение равно 66 мм.
Путем переключения рукояток можно получить подачи, необходимые для продольного и поперечного точения, а также для нарезания необходимых метрических, дюймовых и модульных резьб . Эта настройка производится по готовым таблицам, имеющимся на станке.
Высота ic и ширина а притупления резца должны быть не больше соответственных величин впадины резьбы, указанных в таблице размеров модульной резьбы .
При нарезании дюймовой резьбы шаг определяется числом ниток к резьбы на один дюйм длины заготовки, т. е. Ри = = 25,4/к; в этом случае исм = 25,4/Лмпосг.
При нарезании модульной резьбы шаг определяется значением модуля т (мм), т. е. Р„ = пт; в этом случае ит — кт/ипосг
При нарезании питчевой резьбы шаг зависит от значения питча р», т. е. Р„ = n/р» (в дюймах); в этом случае исм
Число 25,4 представляют дробью 127/5, и поэтому в набор сменных зубчатых колес включают колесо z = 127, а % заменяют отношением тг = 22/7. Подбор остальных сменных колес производится по методу разложения на множители.
В станке 16К20 при нарезании метрических и дюймовых резьб устанавливают следующие сменные зубчатые колеса: (а/Ь) ■
Если установить в гитаре подач комбинацию (а/Ь) ■ (c/d) = = (60/86) • (86/48), то можно нарезать метрические и дюймовые резьбы с шагом, вдвое больше табличного.
Для настройки гитары сменных зубчатых колес на нарезание резьбы с шагом, не предусмотренным таблицами станка, пользуются формулой (а/Ь) ■ (c/d) = (5/8) • (Р„/РТ), где Рн — шаг нарезаемой резьбы (мм); Рт — табличное значение шага резьбы, ближайшее к Р„ (мм).
При установке (а/Ь) ■ (c/d) = (60/73) • (86/36) можно нарезать модульные и питчевые резьбы. При нарезании резьб с шагом, не предусмотренным таблицами станка, пользуются формулами:
для модульной резьбы (а/Ь) ■ (c/d) = (60/73) • (86/36) • mn/mT;
для питчевой резьбы (а/Ь) ■ (c/d) = (60/73) • (86/36) • P’jPr, где mH и Р», — соответственно модуль и питч нарезаемой резьбы, а тт и Р», — соответственно табличные значения модуля и питча, близкие к щ, и
Разновидности дюймовых резьб
Существует множество видов резьбовых соединений, размерностью которых являются дюймы, но среди них в России выделяют следующие основные виды:
- Трубная цилиндрическая
- Трубная коническая
Каждая категории обладает своими особенностями. Цилиндрическая трубная резьба регулируется ГОСТом 6357-81. Размеры резьбы стандартизированы и занесены в специальную таблицу. Данные дюймовые резьбы, в первую очередь, отличаются более мелким шагом, что означает меньшее количество витков на один дюйм.
Таблица. Трубная цилиндрическая резьба. ГОСТ 6357-81.
| Обозначение резьбы | Число шагов z на длине 25,4 мм | Шаг P | Диаметр резьбы | Рабочая высота профиля H1 | Радиус закругления R | H | H/6 | |||
| 1-й ряд | 2-й ряд | наружный d = D | средний d2 = D2 | внут-ренний d1 = D1 | ||||||
| 1/16″1/8″ | – | 28 | 0,907 | 7,723 | 7,142 | 6,561 | 0,580777 | 0,124557 | 0,871165 | 0,145194 |
| 9,728 | 9,147 | 8,566 | ||||||||
| 1/4″3/8″ | – | 19 | 1,337 | 13,157 | 12,301 | 11,445 | 0,856117 | 0,183603 | 1,284176 | 0,214029 |
| 16,662 | 15,806 | 14,950 | ||||||||
| 1/2″3/4″ | 5/8″7/8″ | 14 | 1,814 | 20,955 | 19,793 | 18,631 | 1,161553 | 0,249115 | 1,742331 | 0,290389 |
| 22,911 | 21,749 | 20,587 | ||||||||
| 26,441 | 25,279 | 24,117 | ||||||||
| 30,201 | 29,039 | 27,877 | ||||||||
| 1″1 1/4″1 1/2″2″ | 1 1/8″1 3/8″1 3/4″ | 11 | 2,309 | 33,249 | 31,770 | 30,291 | 1,478515 | 0,317093 | 2,217774 | 0,369629 |
| 37,897 | 36,418 | 34,939 | ||||||||
| 41,910 | 40,431 | 38,952 | ||||||||
| 44,323 | 42,844 | 41,365 | ||||||||
| 47,803 | 46,324 | 44,845 | ||||||||
| 53,746 | 52,267 | 50,788 | ||||||||
| 59,614 | 58,135 | 56,656 | ||||||||
| 2 1/2″3″3 1/2″ | 2 1/4″2 3/4″3 1/4″3 3/4″ | 65,710 | 64,231 | 62,752 | ||||||
| 75,184 | 73,705 | 72,226 | ||||||||
| 81,534 | 80,055 | 78,576 | ||||||||
| 87,884 | 86,405 | 84,926 | ||||||||
| 93,980 | 92,501 | 91,022 | ||||||||
| 100,330 | 98,851 | 97.372 | ||||||||
| 106,680 | 105,201 | 103,722 | ||||||||
| 4″5″6″ | 4 1/2″5 1/2″ | 113,030 | 111,551 | 110.072 | ||||||
| 125,730 | 124,251 | 122,772 | ||||||||
| 138,430 | 136,951 | 135,472 | ||||||||
| 151,130 | 149,651 | 148,172 | ||||||||
| 163,830 | 162,351 | 160,872 | ||||||||
| При выборе размеров резьб 1-й ряд следует предпочитать 2-му. |
Вторым ее отличием является более скругленный профиль. Он способствует более плотному контакту витков друг к другу, что уменьшает вероятность образования течи при транспортировке жидкости через данное резьбовое соединение.
Нарезку трубной цилиндрической резьбы производят на трубах, диаметр которых не превышает 6 единиц дюйма. При величине труб свыше данного размера требуется применение высокоточного оборудования, что повышает производственные издержки. В этом случае эффективнее как с технологической, так и с финансовой точки зрения произвести крепеж труб методом сварки.
Трубная коническая резьба представлена ГОСТом 6211-81. Таблица размеров, пределы отклонений и величина нагрузок описаны данным стандартом. По типу профиля витков коническая резьба схожа с дюймовой, но имеет 2 довольно важных отличия.
Трубная коническая резьба. ГОСТ 6211-81.
| Обозна-чение размера резьбы | Шаг P | Число шагов на длине25,4 мм | H | H1 | C | R | Диаметры резьбы в основной плоскости | Длина резьбы | |||
| d = D | d2 = D2 | d1 = D1 | l1 | l2 | |||||||
| 1/16″ | 0,907 | 28 | 0,870935 | 0,580777 | 0,145079 | 0,124511 | 7,723 | 7,142 | 6,561 | 6,5 | 4,0 |
| 1/8″ | 9,728 | 9,147 | 8,566 | ||||||||
| 1/4″ | 1,337 | 19 | 1,283837 | 0,856117 | 0,213860 | 0,183541 | 13,157 | 12,301 | 11,445 | 9,7 | 6,0 |
| 3/8″ | 16,662 | 15,806 | 14,950 | 10,1 | 6,4 | ||||||
| 1/2″ | 1,814 | 14 | 1,741870 | 1,161553 | 0,290158 | 0,249022 | 20,955 | 19,793 | 18,631 | 13,2 | 8,2 |
| 3/4″ | 26,441 | 25,279 | 24,117 | 14,5 | 9,5 | ||||||
| 1″ | 2,309 | 11 | 2,217187 | 1,478515 | 0,369336 | 0,316975 | 33,249 | 31,770 | 30,291 | 16,8 | 10,4 |
| 1 1/4″ | 41,910 | 40,431 | 38,952 | 19,1 | 12,7 | ||||||
| 1 1/2″ | 47,803 | 46,324 | 44,845 | ||||||||
| 2″ | 59,614 | 58,135 | 56,656 | 23,4 | 15,9 | ||||||
| 2 1/2″ | 75,184 | 73,705 | 72,226 | 26,7 | 17,5 | ||||||
| 3″ | 87,884 | 86,405 | 84,926 | 29,8 | 20,6 | ||||||
| 3 1/2″ | 100,330 | 98,851 | 97,372 | 31,4 | 22,2 | ||||||
| 4″ | 113,030 | 111,551 | 110,072 | 35,8 | 25,4 | ||||||
| 5″ | 138,430 | 136,951 | 135,472 | 40,1 | 28,6 | ||||||
| 6″ | 163,830 | 162,351 | 160,872 |
Прежде всего это то, что существует два типа углов профиля: 55 и 60 градусов. Второе различие – резьба нарезается по конусу, благодаря чему конические резьбы обладают таким качеством как самоуплотняемость (таблица со значениями конусности указана в справочной литературе). Поэтому крепежные соединения с помощью них не требуют использования дополнительных уплотняющих элементов: льняная нить, пряжа с суриком и прочее.
Типы
Характеристики
Как выглядит резьба, знает каждый – это последовательность винтовых канавок, которые имеют постоянную величину шага и сечения. Она может быть нанесена на поверхность цилиндрической либо конической формы.
Что касается труб, то нарезка может использоваться в изделиях самого разного назначения, для обеспечения разборного монтажа трубопровода. Чаще всего она встречается в бытовых системах водоснабжения и отопления.
Типы диаметров
Основными ее характеристиками являются следующие показатели:
- Расположение;
- Единица измерения размеров;
- Направление;
- Профиль резьбообразующей поверхности;
- Число заходов.
Следует отметить, что резьбовое соединение труб – это достаточно обособленная группа стандартов, которая регламентируется по ГОСТу 6357-81.
Схематическое обозначение трубной резьбы на чертеже
Дюймовая
Дюймовая резьба применяется на металлических трубах, а также металлических и пластиковых трубных фитингах разборного типа. Согласно ГОСТ, основными ее характеристиками является шаг и диаметр.
Причем, под этим параметром может пониматься:
- Наружный диаметр – расстояние между верхними противоположными точками, расположенными на вершинах гребней.
- Внутренний – расстояние между нижними противоположными точками, расположенными на впадинах канавок.
Разницей этих параметров определяется высота профиля.
Цилиндрическая дюймовая нарезка
Шаг, как не сложно догадаться – это расстояние между соседними витками. Данный параметр всегда одинаковый на всем резьбовом участке. Все размеры в данном случае обозначаются в дюймах.
В таблице ниже приведены размеры трубной резьбы в мм:
| Диаметр в дюймах | Наружный диаметр трубной резьбы в миллиметрах | Шаг |
| 2 | 59,616 | 2,309 |
| 1 3/4 | 53,748 | |
| 1 1/2 | 47,805 | |
| 1 3/8 | 44,325 | |
| 1 1/4 | 41,912 | |
| 1 1/8 | 37,898 | |
| 1 | 33,250 |
В быту чаще всего используют трубы с такими типами нарезки:
- С шагом 14 ниток на дюйм: диаметром 3/4″;
- 1/2″.
11 ниток на дюйм:
- диаметром 1 1 – 4;
- 1″;
- 2″;
- 1 1/2″.
На фото – переходник с метрической нарезки на дюймовую
Метрическая
Основные характеристики метрической нарезки, такие же, как и у дюймовой – диаметр и расстояние между витками. Но, в таком случае, чем отличается метрическая резьба от трубной?
На самом деле различий совсем немного, основные из них заключаются в следующих моментах:
- Форма профиля гребня. У дюймовой профиль более «острый».
- Размеры в метрическом исполнении указываются в миллиметрах. Правда, для удобства, можно выполнить перевод трубной резьбы в мм.
- Шаг в дюймовом исполнении считается не в мм, а в нитках – количестве канавок, которые помещаются на дюймовом мерном отрезке. К примеру, в стандартных водопроводах существует два варианта «шага»: на 11 ниток (2,31 мм);
- на 14 ниток – (1,8 мм).
В остальном же трубная и метрическая резьба не отличаются.
Резьбометр
Основные параметры и сферы применения
Существует ряд параметров, которые используются для определения основных характеристик питчевой резьбы. К этим параметрам относится:
1. Шаг резьбы. Представляет собой расстояние между точками резьбы.
-
2. Профиль витка. Характеризуется углом наклона и формой витка.
3. Размеры окружностей. Речь идет о внутренней, внешней и средней окружности.
4. Срез и ход резьбы.
Каждый из данных параметров имеет свои отличия и обозначения. Основной характеристикой является единица изменения шага. Модульная резьба имеет обозначение, которое называется модуль, а питчевая – питч. В данном случае шаг равен двум питчам и соответствует 6,28 дм. Значение одного питча соответствует количеству зубьев нарезаемого колеса к его диаметру.
Питчевый и модульный тип резьбы имеют разные виды профилей витков, среди которых профили трапецеидальной формы, эвольвенты и в форме архимедовой спирали. Размер витка зависит от того, в какой сфере и устройстве будет использоваться данное резьбовое соединение. Каждый диаметр отображается в виде диаметра воображаемого цилиндра. Чаще всего размеры таких соединений измеряются в дюймовой системе. Для проведения измерений можно использовать самую обычную линейку или другой стандартный инструмент.
Почему в дюймах
Хотя в странах мира повсеместно распространена метрическая система измерений, и резьбовой шаг привязан к миллиметру, вся современная сантехника, насосное, отопительное оборудование и прочие системы с использованием трубопроводов рассчитаны на систему измерения в дюймах.
Частично это произошло потому, что считать десятые доли миллиметров слишком неудобно и при этом страдает точность, в то время, как резьбовые элементы в полдюйма, три четверти, полтора и так далее проще обозначать и производить. При изготовлении бытовой сантехники стандартный дюймовый шаг составляет 1/4″ — это в 6 раз больше миллиметра и позволяет существенно уменьшить число типоразмеров соединительных патрубков сантехнической арматуры.
Рис.2 Цилиндрический профиль и его размерные показатели
Основные параметры резьбы и единицы измерения
Метрическая резьба — с шагом и основными параметрами резьбы в долях метра. Дюймовая резьба — все параметры резьбы выражены в дюймах (чаще всего обозначается двойным штрихом, ставящимся сразу за числовым значением, например, 3″ = 3 дюйма), шаг резьбы в долях дюйма (дюйм = 2,54 см). Для трубной дюймовой резьбы размер в дюймах характеризует условно просвет в трубе, а наружный диаметр, на самом деле, существенно больше.
Метрическая и дюймовая резьба применяется в резьбовых соединениях и винтовых передачах.
Модульная резьба — шаг резьбы измеряется модулем (m). Чтобы получить размер в миллиметрах достаточно модуль умножить на число.
Питчевая резьба — шаг резьбы измеряется в питчах (p»). Для получения числового значения (в дюймах) достаточно число разделить на питч.
Модульная и питчевая резьба применяется при нарезании червяка червячной передачи. Профиль витка модульного червяка может иметь вид архимедовой спирали, эвольвенты окружности, удлинённой или укороченной эвольвенты и трапеции.
- шаг (P) — расстояние между одноимёнными боковыми сторонами профиля, измеряется в долях метра, в долях дюйма или числом ниток на дюйм — это знаменатель обыкновенной дроби, числитель которой является дюймом. Выражается натуральным числом (например; 28, 19, 14, 11);
- наружный диаметр (D, d), диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин наружной (d) или впадин внутренней резьбы (D);
- средний диаметр (D2, d2), диаметр цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы таким образом, что её отрезки, образованные при пересечении с канавкой, равны половине номинального шага резьбы;
- внутренний диаметр (D1, d1), диаметр цилиндра, вписанного во впадины наружной (d1) или вершины внутренней резьбы (D1);
- ход (Ph) величина относительного перемещения исходной средней точки по винтовой линии резьбы на угол 360°
где — число заходов;
- высота исходного треугольника резьбы (H);
- срез резьбы (с);
- угол конуса конической резьбы ();
- угол подъёма резьбы ():
