Резьба | это... Что такое Резьба? (original) (raw)

Резьба́ — равномерно расположенные выступы или впадины постоянного сечения, образованные на цилиндрической или конической поверхности по винтовой линии с постоянным шагом. Является основным элементом резьбового соединения, винтовой передачи[1] а также червячного соединения зубчато-винтовой передачи.

Содержание

Классификация и основные признаки резьб

Основные параметры резьбы и единицы измерения

Схема цилиндрической резьбы.

Схема конической резьбы.

Метрическая резьба — с шагом и основными параметрами резьбы в миллиметрах.

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 пи (\pi).

Питчевая резьба — шаг резьбы измеряется в питчах (p"). Для получения числового значения (в дюймах) достаточно число пи (\pi) 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.

P_h= P \times n\,\! ,

где n\,\! — число заходов;

\mathop{\mathrm{tg}}\, \psi= \frac{P_h}{\left(\pi \times d_2\right)}\,\! \cdot

Типы резьбы

Метрическая, M

Метрическая резьба.

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

Стандарты:

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

Таблица стандартного шага метрических резьб

M0.25 0.075 M1.1 0.25 M5 0.8 M17 2
M0.3 0.08 M1.2 0.25 M5.5 0.8 M18 2.5
M0.35 0.09 M1.4 0.3 M6 1 M20 2.5
M0.4 0.1 M1.6 0.35 M7 1 M22 2.5
M0.45 0.1 M1.8 0.35 M8 1.25 M24 3
M0.5 0.125 M2 0.4 M9 1.25 M25 3
M0.55 0.125 M2.2 0.45 M10 1.5 M26 3
M0.6 0.15 M2.5 0.45 M11 1.5 M27 3
M0.7 0.175 M3 0.5 M12 1.75 M28 3
M0.8 0.2 M3.5 0.6 M14 2 M30 3.5
M0.9 0.225 M4 0.7 M15 2 M32 3.5
M1 0.25 M4.5 0.75 M16 2

Метрическая коническая, MK

Конусность 1:16 (угол конуса φ=3°34’48"). Предназначена для обеспечения герметичности и стопорения резьбы без применения дополнительных средств. Существует два варианта резьбового конического соединения: коническая наружная резьба с конической внутренней резьбой и коническая наружная резьба с цилиндрической внутренней резьбой.

Стандарт: ГОСТ 25229-82 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая коническая.

Условное обозначение: буквы MK, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 24 мм с шагом 1,5 мм обозначается как MK 24x1,5.

Цилиндрическая, MJ

Цилиндрическая резьба основана на метрической резьбе (М) с номинальным диаметром от 1,6 до 200 мм и углом профиля при вершине 60°, предназначена для аэрокосмической техники и других применений требующих высокую усталостную прочность и жаропрочность. Для обеспечения этих свойств впадина резьбы на наружной резьбе имеет увеличенный радиус от 0,15011P до 0,180424P. Внутренняя резьба MJ совместима с внешней резьбой M при совпадении номинального диаметра и шага.

Стандарты:

Условное обозначение: буквы MJ, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, поле допуска среднего диаметра и поле допуска диаметра выступов. Например, наружная резьба с номинальным диаметром 6 мм, шагом 1 мм, полем допуска среднего диаметра 4h и полем допуска диаметра выступов 6h обозначается как _MJ6x1—4h6h_на поверхности вала .

Трубная цилиндрическая, G

Дюймовая резьба основанная на резьбе BSW (British Standard Whitworth) и соответствует резьбе BSP (British standard pipe thread), имеет четыре значения шагов 28,19,14,11 ниток на дюйм. Угол профиля при вершине 55°, теоретическая высота профиля Н=0,960491Р.

Стандарты: ГОСТ 6357-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная цилиндрическая. ISO R228, EN 10226, DIN 259, BS 2779, JIS B 0202.

Условное обозначение: буква G, числовое значение условного прохода трубы в дюймах (inch), класс точности среднего диаметра (А, В), и буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 1 1/8", класс точности А — обозначается как G1 1/8-A.

Следует иметь в виду, что номинальный размер резьбы соответствует просвету трубы в дюймах. Наружный диаметр трубы находится в некоторой пропорции с этим размером.

Трубная коническая, R

Дюймовая резьба с конусностью 1:16 (угол конуса φ=3°34’48"). Угол профиля при вершине 55°, теоретическая высота профиля Н=0,960491Р.

Стандарты: ГОСТ 6211-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная коническая. ISO R7, DIN 2999, BS 21 , JIS B 0203.

Условное обозначение: буква R для наружной резьбы и Rc для внутренней, числовое значение номинального диаметра резьбы в дюймах (inch), буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 1 1/4" — обозначается как: R1 1/4".

Круглая для санитарно-технической арматуры, Кр

Профиль круглой резьбы образован окружностями, на вершинах и впадинах, соединёнными прямыми с углом профиля при вершине 30°. Резьба применяется для шпинделей, вентилей, смесителей, туалетных и водопроводных кранов.

Стандарт: ГОСТ 13536-68 Резьба круглая для санитарно-технической арматуры. Профиль, основные размеры, допуски.

Условное обозначение круглой резьбы: буквы Кр, номинальный диаметр резьбы, шаг и обозначение стандарта.

Трапецеидальная, Tr

Метрическая резьба с углом профиля при вершине 30°, теоретическая высота профиля Н=0,866Р.

Стандарт: ГОСТ 9484-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная. Профили. ГОСТ 24737-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная однозаходная. Основные размеры. ГОСТ 24738-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная однозаходная. Диаметры и шаги. 24739-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная многозаходная.

Условное обозначение однозаходной резьбы: буква Tr (trapezoidal), числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска. Например, однозаходная наружная резьба с номинальным диаметром 50 мм с шагом 8 мм обозначается как Tr50х8-7е; такая же по диаметру и шагу, но левая резьба Tr50х8LH-7е.

Упорная, S

Метрическая резьба с углом наклона боковых сторон профиля 30° и 3°.

Стандарт: ГОСТ 10177-82 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба упорная. Профиль и основные размеры. Условное обозначение резьбы: буква S, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска.

Условное обозначение многозаходной резьбы: буква S, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение хода, в скобках Р с числовым значением шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска.

Упорная усиленная, S45°

ГОСТ 13535-87 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба упорная усиленная 45 градусов

Резьба с углом наклона боковых сторон профиля 45° и 3°, с номинальным диаметром от 80 до 2000 мм.

Условное обозначение резьбы: буква S, значение угла 45°, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение Тт.

Эдисона круглая, E

Применяется для электротехнических изделий, например цоколь ламп накаливания, см. также цоколь Эдисона.

Стандарт: ГОСТ 6042-83 Резьба Эдисона круглая. Профили, размеры и предельные размеры.

Условное обозначение резьбы: Буква E, номер резьбы, если резьба для неметаллических элементов буква N через наклонную черту (/) и номер ГОСТа, например E 27 ГОСТ 6042-83 или E 27/N ГОСТ 6042-83.

Метрическая EG-M

Метрическая резьба ISO для резьбовых втулок и проволочных резьбовых вставок. Применяется в качестве усиления несущей способности резьбы или (и) ремонт повреждённой резьбы в теле детали[2] [3].

Дюймовая цилиндрическая UTS

UTS (Unified Thread Standard) — дюймовая цилиндрическая резьба, широко распространена в США и Канаде. Угол при вершине 60°, теoретическая высота профиля H=0,866025P. В зависимости от шага подразделяется на: UNC (Unified Coarse); UNF (Unified Fine); UNEF (Unified Extra Fine); 8UN; UNS (Unified Special)[4]. Крайне широко распространена UNC 1/4 (1/4"x1.25mm). Она присутствует в креплении практически всех современных цифровых и пленочных фото- и видеокамер (а также штативов) малого формата. Её параметры , D=6.35mm, D1=4.975mm, шаг 20 ниток на дюйм (1.25мм). До неё для крепления фототехники такой-же популярностью пользовалась резьба 3/8" с шагом 16 ниток на дюйм (1.5875mm) D=9.525mm, D1=7.806mm. Российские стандарты: ГОСТ 3362-75 "Фото- и киноаппараты. Штативное соединение. Присоединительные размеры".

Дюймовая BSW

BSW (British Standard Whitworth) — дюймовая резьба. Является Британским стандартом, предложена Джозефом Витуортом (Joseph Whitworth) в 1841 году, угол при вершине 55°, теоретическая высота профиля H=0,960491P. Резьба с мелким шагом называется: BSF (British Standard Fine).

Дюймовая трубная NPT

NPT (National pipe thread). Стандарты ANSI/ASME B1.20.1 дюймовой трубной присоединительной резьбы. Конусной (NPT) с конусностью 1:16 (угол конуса φ=3°34’48") или цилиндрической (NPS). Угол профиля при вершине 60°, теоретическая высота профиля Н=0,866025Р.

Стандарт предусматривает размеры резьбы от 1/16" до 24" для труб по стандартам ANSI/ASME B36.10M, BS 1600, BS EN 10255 и ISO 65.

Стандарт:
ГОСТ 6111-52 Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60 градусов. Пример условного обозначения конической резьбы 3/4": К 3/4" ГОСТ 6111-52.

Резьбы нефтяного сортамента

Резьбы нефтяного сортамента предназначены для соединения труб в нефтяных скважинах. Являются коническими для обеспечения высокой герметичности. По форме профиля бывают треугольные, с углом профиля 60°, и трапецеидальные неравнобочные, с углами от 5° до 60° (так называемая резьба Батресс). Резьбы нефтяного сортамента в основном выполняются в соответствии со стандартами Американского института нефти (API). Российские стандарты: ГОСТ Р 53366-2009 -Трубы стальные, применяемые в качестве обсадных или насосно-компрессорных труб для скважин в нефтянной и газовой промышленности. Общие технические условия.ГОСТ 631-65 — Трубы бурильные с высаженными концами и муфты к ним. ГОСТ 632-70 — Трубы обсадные и муфты к ним. ГОСТ 633-80 — Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним.

Способы изготовления

Применяются следующие способы получения резьб:

Наиболее распространённым и универсальным способом получения резьб является лезвийная обработка резанием. К ней относятся:

Накатывание является наиболее высокопроизводительным способом обработки резьб, обеспечивающим высокое качество получаемой резьбы. К накатыванию резьб относятся:

К абразивной обработке резьб относится шлифование однониточными и многониточными кругами. Применяется для получения точных, в основном ходовых резьб.

Выдавливание прессованием применяется для получения резьб из пластмасс и цветных сплавов. Не нашло широкого применения в промышленности.

Литьё (обычно под давлением) применяется для получения резьб невысокой точности из пластмасс и цветных сплавов.

Электрофизическая и электрохимическая обработка (например, электроэрозионная, электрогидравлическая) применяется для получения резьб на деталях из материалов с высокой твердостью и хрупких материалов, например твёрдых сплавов, керамики и т. п.

Историческая справка

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 г. группа ученых из Технологического института Карлсруэ опубликовала в журнале Science статью[5] о строении суставов у жуков-долгоносиков вида Тригоноптерус облонгус (англ. Trigonopterus), 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 изобретеный Архимедом винт, применявшийся для перемещения жидкостей и сыпучих тел. 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 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 еще 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 (Joseph Whitworth) 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.

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, выпускающее 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, используемых 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 Акме (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.

Примечания

  1. ↑ В шарико-винтовой передаче, шарики катятся по винтовым канавкам (резьбе).
  2. ↑ Резьба EG-M. www.dpin.com.ua
  3. ↑ Резьба EG-M. www.transetspb.ru
  4. ↑ Резьба UTS, UNF. fluitech.com.ua
  5. ↑ van de Kamp, Thomas; Vagovic, Patrik; Baumbach, Tilo & Riedel, Alexander (1 July 2011). "A Biological Screw in a Beetle's Leg". Science 333 (6038): 52. doi:10.1126/science.1204245. PMID 21719669

Литература

См. также

Ссылки