Соединение резьбовое

Резьбовое соединение

Резьбовое соединение — крепёжное соединение в виде резьбы. Используется метрическая и дюймовая резьба различных профилей в зависимости от технологических задач соединения.

Содержание

Характеристики резьбовых соединений [ править ]

• технологичность,
• взаимозаменяемость,
• универсальность,
• надёжность,
• массовость.

• раскручивание (самоотвинчивание) при переменных нагрузках и без применения специальных устройств (средств).
• отверстия под крепёжные детали, как резьбовые, так и гладкие, вызывают концентрацию напряжений.
• для уплотнения (герметизации) соединения необходимо использовать дополнительные технические решения.

Примечание: коническая резьба обладает свойством герметичности и самостопорения.

Краткая история [ править ]

Долгое время считалось, что резьбовое соединение, наряду с колесом и зубчатой передачей, является великим изобретением человечества, не имеющим аналога в природе. Однако в 2011 г. группа ученых 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.

Первые крепёжные детали, имеющие резьбы, начали применяться в Древнем Риме в начале н. э. Однако из-за высокой стоимости они использовались только в ювелирных украшениях, медицинских инструментах и других дорогостоящих изделиях.

Широкое применение болты и гайки нашли в пятнадцатом столетии. Они соединяли подвижные сегменты брони доспехов и части часовых механизмов. Станок немецкого первопечатника Иоганна Гутенберга, созданный в период между 1448 и 1450 годами, имел резьбовые соединения, детали его скреплены винтами. Конгруэнтные винтам отдельные детали с резьбой на внутренней стенке цилиндра, специально служащие для крепления, то есть гайки, возникли лишь полторы сотни лет спустя. В начале семнадцатого столетия появилось резьбовое соединение, сходное с современным. Первоначально шаг резьбы был дюймовым, и только в начале 19 века французы ввели в обиход метрическую резьбу. Гайки нашли широкое применение в различных сферах техники, и, подобно всякому часто используемому предмету, стали совершенствоваться и изменяться по своей форме, размеру, материалу и функциональному предназначению. Возникли гайки квадратные, восьми- и шестигранные, колпачковые (“глухие ”), прорезные (корончатые), барашковые. Переоценить пользу гаек и болтов трудно, пожалуй, столь же тяжело придумать технологическую сферу, где не использовались бы элементы резьбового соединения, в силу его простоты, надёжности и универсальности.

Источник: wp.wiki-wiki.ru

Резьбовые соединения

Детали машин и приборов соединяют крепежными деталями. Кроме того, того применяются резьбовые соединения деталей, на одной из которых нарезана наружная резьба, а на другой — внутренняя. Такие соединения, называемые разъемными, можно разобрать без повреждения деталей. Чертежи разъемных соединений выполняют с применением рекомендуемых стандартами упрощений и условностей.

Соединение винтом упрощенное. ГОСТ 2.315-68

На винтовом соединении граница резьбы на стержне винта должна находиться внутри гладкого отверстия, запас резьбы, не использованный при ввинчивании, равен примерно трем шагам резьбы (ЗР). Если диаметр головки винта меньше 12 мм, то шлиц рекомендуется изображать одной утолщенной линией. На виде сверху шлиц в головке показывается повернутым на 45°. На чертеже соединения наносят три размера: диаметр резьбы, длину винта, диаметр отверстия для прохода винта.

Соединение шпилькой упрощенное.

При вычерчивании на сборочных чертежах шпилечного соединения рекомендуется, как при болтовом соединении, пользоваться условными соотношениями между диаметром резьбы d и размерами элементов гайки и шайбы.

Соединение болтом упрощенное. ГОСТ 2.315-68

При изображении болтовых соединений размеры болта, гайки и шайбы берутся по соответствующим ГОСТам. На учебных сборочных чертежах, с целью экономии времени, болт, гайку и шайбу рекомендуется вычерчивать не по всем размерам, взятым из ГОСТа, а только по его диаметру и длине стержня. Остальные размеры обычно определяются по условным соотношениям элементов болта и гайки в зависимости от диаметра резьбы. ГОСТ2.315-68 предусматривает упрощенные и условные изображения крепежных деталей на сборочных чертежах. При упрощенных изображениях (рис.1) резьба показывается по всей длине стержня крепежной резьбовой детали. Фаски, скругления, а также зазоры между стержнем детали и отверстием не изображаются. На видах, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси резьбы, резьба на стержне изображается одной окружностью, соответствующей наружному диаметру резьбы.

Описание деталей

Болт представляет собой цилиндрический стержень с головкой на одном конце и резьбой на другом конце. Болты используются (вместе с гайками, шайбами) для скрепления двух или нескольких деталей. Существуют различные типы болтов, отличающиеся друг от друга по форме и размерам головки и стержня, по шагу резьбы, по точности изготовления и по исполнению. При изображении болта на чертеже выполняют два вида (рис. 2) по общим правилам и наносят размеры длины l болта, длины резьбы /о, размер под ключ S и обозначение резьбы Md. Высота H головки в длину болта не включается. Гиперболы, образованные пересечением конической фаски головки болта с ее гранями, заменяются другими окружностями.

Гайка — крепежная деталь с резьбовым отверстием в центре. Применяется для навинчивания на болт или шпильку до упора в одну из соединяемых деталей. В зависимости от названия и условий работы гайки выполняют шестигранными, круглыми, барашковыми, фасонными и т. д. Наибольшее применение имеют гайки шестигранные. Их изготовляют трех исполнений: исполнение l — с двумя коническими фасками (рис. 3), исполнение 2 — с одной конической фаской, исполнение 3 — без фасок, но с коническим выступом с одного торца. Форму гайки на чертеже вполне передают два ее вида: на плоскости проекций, параллельной оси гайки, совмещают половину вида с половиной фронтального разреза, и на плоскости, перпендикулярной оси гайки, со стороны фаски. На чертеже указывают размер резьбы, размер S под ключ и дают обозначение гайки по стандарту.

Шайба представляет собой точеное или штампованное кольцо, которое подкладывают под гайку, головку винта или болта в резьбовых соединениях. Плоскость шайбы увеличивает опорную поверхность и предохраняет деталь от задиров при завинчивании гайки ключом. С целью предохранения резьбового соединения от самопроизвольного развинчивания в условиях вибрации и знакопеременной нагрузки применяют шайбы пружинные по ГОСТ 6402—70 и шайбы стопорные, имеющие выступы-лапки.

Круглые шайбы по ГОСТ 11371—78 имеют два исполнения (рис. 4): исполнение 1 — без фаски, исполнение 2 — с фаской. Форму круглой шайбы вполне передает одно изображение на плоскости, параллельной оси шайбы.

Источник: studbooks.net

Соединение резьбовое

Резьба — чередующиеся выступы и впадины на поверхности тела вращения, расположенные по винтовой линии, применяется как средство соединения, уплотнения или обеспечения заданных перемещений деталей машин, механизмов, приборов, аппаратов и сооружений.

Виток резьбы — часть резьбы, образованная при одном повороте профиля вокруг оси вращения.

Наружный диаметр резьбы (d) — диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы или вписанного во впадины внутренней резьбы.

Номинальный диаметр резьбы — диаметр, условно характеризующий размеры резьбы и используемый при ее обозначении.

Внутренний диаметр резьбы (d₁) — диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы или описанного вокруг вершин внутренней резьбы.

Профиль резьбы — плоская фигура, получаемая в плоскости, проходящей через ось резьбы.

Высота профиля (H) — радиально измеренная высота основного расчетного теоретического профиля (высота исходного треугольного профиля), общего для резьбы на стержне и в отверстии.

Угол профиля — угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевой плоскости резьбы.

Наружный диаметр резьбы

Шаг резьбы ( P ) — расстояние между соседними одноименными точками профиля в направлении, параллельном оси резьбы той же винтовой поверхности.

Ход резьбы ( P _h ) — расстояние по линии, параллельной оси резьбы, между исходной средней точкой на боковой стороне резьбы и средней точкой, полученной при перемещении исходной по винтовой линии на угол 360°. В однозаходной резьбе ход равен шагу, в многозаходной – произведению шага на число заходов n: P _h = n P .

Соотношение шага и хода резьбы в зависимости от числа заходов

Рабочая высота профиля (h) — наибольшая высота соприкосновения сторон профиля резьбовой пары, измеренная радиально.

Длина свинчивания (L) — длина участка взаимного перекрытия наружной и внутренней резьбы в осевом направлении.

Профиль резьбы установлен ГОСТ 9150-2002 и представляет собой треугольник с углом при вершине 60 ° .

Это основной вид крепежной резьбы. Предназначен для соединения деталей непосредственно друг с другом или с помощью стандартных изделий, имеющих метрическую резьбу, – болтов, винтов, шпилек, гаек.

Основные ее элементы и параметры задаются в миллиметрах (ГОСТ 24705- 2004 ).

Согласно ГОСТ 8724- 2002 метрические резьбы выполняются с крупным и мелким шагом на поверхностях диаметром от 1 до 68 мм, свыше 68 мм резьба имеет только мелкий шаг, причем мелкий шаг резьбы может быть разным для одного и того же диаметра, а крупный имеет только одно значение. Крупный шаг в условном обозначении резьбы не указывается. Так, для резьбы диаметром 10 мм крупный шаг резьбы равен 1,5 мм, мелкий — 1,25, 1, 0,75, 0,5 мм.

Резьба трубная цилиндрическая

Примеры условного обозначения:

М18-6g резьба метрическая наружная , номинальный диаметр 18 мм , шаг крупный, поле допуска резьбы 6g,

М18х0,5-6g то же, шаг мелкий Р=0,5,

М18LH-6g то же, но левая,

М18-6Н резьба метрическая внутренняя , номинальный диаметр 18 мм , шаг крупный, поле допуска резьбы 6Н.

В настоящее время нет стандарта, который регламентирует основные размеры дюймовой резьбы. Ранее существовавший ОСТ НКТП 1260 отменен, и применение дюймовой резьбы в новых разработках не допускается.

Резьба треугольного профиля с углом при вершине 55 ° .

В соответствии с ГОСТ 63 11 –81 трубная цилиндрическая резьба имеет профиль дюймовой резьбы, т.е. равнобедренный треугольник с углом при вершине, равным 55°.

Резьба стандартизована для диаметров от 1/16 » до 6″ при числе шагов z от 28 до 11. Номинальный размер резьбы условно отнесен к внутреннему диаметру трубы (к величине условного прохода). Так, резьба с номинальным диаметром 1 мм имеет диаметр условного прохода 25 мм, а наружный диаметр 33,249 мм.

Примеры условного обозначения:

G1 1 /₂-А резьба трубная цилиндрическая, 1 1 /₂ условный проход в дюймах, класс точности А,

G1 1 /₂LH-B-40 то же, но левая, класс точности В, длина свинчивания 40 мм.

Резьба с профилем в виде равнобочной трапеции с углом 30 ° . Применяется для передачи возвратно-поступательного движения или вращения в тяжело нагруженных подвижных резьбовых соединениях. Часто используется при изготовлении ходовых винтов, согласно ГОСТ 24738-81 выполняется на поверхностях диаметром от 8 до 640 мм.

Трапецеидальная резьба может быть однозаходной (ГОСТ 24738-81, ГОСТ 24737-81) и многозаходной (ГОСТ 24739-81). ГОСТ 9484-81 устанавливает профиль трапецеидальной резьбы.

Пример условного обозначения:

Tr40х6 — трапецеидальная однозаходная резьба с наружным диаметром 40 мм, шагом 6 мм.

Р езьба с профилем в виде неравнобочной трапеции с углом рабочей стороны 3 ° и нерабочей — 30 ° . Упорная резьба, как и трапецеидальная, может быть однозаходной и многозаходной. Выполняется на поверхностях диаметром от 10 до 640 мм (ГОСТ 10177-82). Применяется для передачи больших усилий, действующих в одном направлении: в домкратах, прессах и т.д.

Примеры условного обозначения:

S80х 10 — упорная однозаходная резьба с наружным диаметром 80 мм, шагом 10 мм,

S80х 20(P10) — упорная многозаходная резьба с наружным диаметром 80 мм, величиной хода 20 мм, шагом 10 мм.

Эта р езьба имеет прямоугольный (или квадратный) нестандартный профиль, поэтому все ее размеры указываются на чертеже. Применяется для передачи движения тяжело нагруженных подвижных резьбовых соединений. Обычно выполняется на грузовых и ходовых винтах.

Р езьба с круглым профилем (ГОСТ 6242-83) обладает сравнительно большим сроком службы и повышенным сопротивлением при значительных нагрузках. Применяется при изготовлении часто свинчиваемых соединений (шпиндели, вентили и т.д.), работающих в загрязненной среде, а также тонкостенных деталей с накатанной или штампованной резьбой (цоколь электролампы и т.д.).

Пример условного обозначения:

Rd16 — круглая резьба с наружным диаметром 16 мм.

Если круглая резьба применяется в соединениях санитарно-технической арматуры, то ее обозначение будет следующим: Кр12х2,54 (ГОСТ 13536-68).

Источник: ng.sibstrin.ru

Правила конструирования резьбовых соединений

Правила конструирования резьбовых соединений. Резьба в силовых соединениях должна быть затянута. Незатянутые резьбовые соединения быстро выходят из строя, особенно в условиях циклических и динамических нагрузок вследствие разбивания, наклепа, а иногда и сваривания.

Конструкция клапанной тарелки, ввернутой на резьбе в шток клапана (рис. 261, а), неработоспособна. Под действием сил и изгибающих моментов при набегании приводного кулачка на тарелку резьбовое соединение выходит из строя. Кроме того, посадка резьбовых деталей с зазором не обеспечивает точной фиксации тарелки относительно штока. Удлинение резьбового пояска (рис. 261, б) лишь отчасти устраняет эти недостатки. Целесообразнее затягивать резьбовое соединение контргайкой (рис. 261, в). Аналогичный пример приведен на рис. 261, г и д (тендер).

Резьбовые соединения обычной точности негерметичны. В случае применения резьб в полостях, содержащих газы или жидкость под давлением, следует предусматривать меры против утечки через резьбу. Установки прокладок под гайки (рис. 262, а) недостаточно (жидкость просачивается по виткам резьбы). В таких случаях следует применять колпачковые гайки (рис. 262, б) или устанавливать под гайки втулки со вставками из упругого материала (резины, пластиков), уплотняющего соединение по гладкому цилиндрическому пояску на болте (рис. 262, в).

Недопустимо устанавливать шпильки с выходом из торца в полость, содержащую жидкость под наливом или тем более под давлением (рис. 262, г). Установку шпилек с применением уплотняющих мазей нельзя рекомендовать, так как нет гарантии, что при замене шпилек в эксплуатации ремонтные шпильки будут установлены правильно. Завертывание шпилек на уплотняющих прокладках (рис, 262, д) усложняет конструкцию и не вполне надежно. Лучшим способом предупреждения утечки является установка шпилек в глухих бобышках (рис. 262, е).

Применение сквозных отверстий под шпильки 1 (рис. 263) и болты допустимо в полостях, где жидкость содержится в виде брызг, капель или пленок, покрывающих стенки. В местах расположения масляной ванны необходима глухая установка шпилек 2.

Пробки в маслосодержащих полостях следует устанавливать на прокладках. Свойством самоуплотнения обладает коническая резьба, особенно при завертывании в корпусе из пластичных металлов.

Следует избегать крепления на резьбе большого диаметра (рис 264, 1), отдавая предпочтение болтовым и шпилечным соединениям (2). Резьбы большого диаметра трудно изготовлять, особенно в корпусных крупногабаритных деталях. Изготовление нарезных отверстий под крепежные детали, в общем, экономичнее, несмотря на увеличение числа отверстий. Соединение мелкими крепежными деталями удобнее в монтаже. Кроме того, оно обеспечивает возможность использования покупных крепежных деталей.

Особенно следует избегать резьб большого диаметра в изделиях из сплавов Al, Mg, Zn, Ti и коррозионностойких сталей. Вязкость и низкие антифрикционные качества этих материалов способствуют образованию задиров на витках резьбы, затрудняющих завертывание.

Недопустимо выполнять нарезные отверстия со скошенным (3) или ступенчатым (5) входом. Завернуть крепежную деталь в такие отверстия очень трудно. Нарезать резьбу в них возможно только предварительно оставив на торце отверстия плоский участок, который подлежит удалению после нарезания резьбы. Правильные конструкции показаны на видах 4 и 6.

Следует обеспечивать возможность силовой затяжки резьбовых соединений. В ошибочных конструкциях 7, 9 силы трения, возникающие при затяжке на поверхности опорных фланцев, будучи приложены на большом радиусе, резко увеличивают момент затяжки и делают невозможной силовую затяжку. В правильных конструкциях 8, 10 силы трения действуют на минимальном расстоянии от оси болта, равном среднему радиусу опорной поверхности головки болта.

В конструкциях 11 с затяжкой по конической поверхности с малым углом конуса силовая затяжка невозможна из-за тормозящего действия сил трения на конической поверхности, а также вследствие сжатия витков стержня витками гайки на участке конуса. Угол конуса рекомендуется делать не менее 90° (12).

Следует избегать завертывания на мягкий материал (набивка, прокладки). Затяжка гайки сальника (13) вызывает скручивание и наволакивание набивки на торец гайки. Этого можно избежать, если установить промежуточное металлическое кольцо [а] (14). На виде 15 приведен пример неправильной, а на видах 16, 17 правильных конструкций крышки с уплотняющей прокладкой.

Детали, нуждающиеся в точной угловой фиксации, не рекомендуется завертывать на резьбе. Правильную установку углового штуцера на резьбе (18) можно обеспечить с помощью шабрения торцовой поверхности упорного буртика или подбором толщины уплотняющей прокладки. И то и другое усложняет сборку. При последующих переборках правильное положение штуцера нарушается. Целесообразное решение в данном случае — установка штуцера на фланце (19).

Придать кронштейну необходимое угловое положение при креплении на резьбе (20) с затяжкой до отказа практически невозможно. Целесообразно крепить кронштейн на цилиндрическом хвостовике (21), затягивая гайку после введения поручня в головку кронштейна. Можно также зафиксировать угловое положение кронштейна шпонкой (22) или фланцем (23). Под регулировку по углу в первом случае обеспечивают за счет зазоров между шпонкой и шпоночной канавкой, во втором — за счет зазоров между болтами и отверстиями фланца.

Источник: inzhener-info.ru