Обзор разновидностей резьбовых соединений
Резьбовое соединение — основной способ стыковки двух конструктивных элементов между собой. В сантехнической и строительной практике резьбовые соединения применяются при монтаже трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры и подключения к инженерным системам потребляющего оборудования.
В данной статье представлены резьбовые соединения. Мы рассмотрим их разновидности, составляющие части крепежа, способы определения размеров и конфигурации резьбы.
- 1 Назначение и сфера применения
- 1.1 Преимущества и недостатки
- 1.2 Отличия между метрической и дюймовой резьбой (видео)
- 2.1 Как определить параметры резьбы?
- 2.2 Похожие статьи
Назначение и сфера применения
Резьба, согласно положениям ГОСТ №2.331-68, определяется как поверхность сформированная совокупностью чередующихся впадин и выступов определенного профиля, размещенная на внутренних либо наружных стенках тела вращения.
Функциональным назначением резьбы является:
- удержание деталей на требуемом расстоянии по отношению друг к другу;
- фиксация деталей и ограничение возможности их смещения;
- обеспечение плотности соединения стыкующихся конструкций.
Основой любой резьбы является винтовая линия, в зависимости от конфигурации которой выделяют следующие виды резьбы:
- цилиндрическая — резьба, сформированная на цилиндрической поверхности;
- коническая — на поверхности конической формы;
- правая — резьба, винтовая линия которой направлена по часовой стрелке;
- левая — с винтовой линией против часовой стрелки.
Резьбовое соединение — стыковка двух деталей посредством резьбы, обеспечивающая их неподвижность либо заданное пространственное перемещение относительно друг друга. Такие соединения классифицируются на две основные категории:
- соединения, полученные с применением специальных соединительных элементов — винтов, шпилек, гаек и шайб (сюда относится все разновидности фланцевого монтажа);
- соединения, образованные свинчиванием двух стыкующихся конструкций без сторонних крепежей (в сантехнике — муфтовое соединение труб).
Действующие ГОСТ определяют следующие основные параметры резьбы:
- d — номинальный наружный диаметр винта либо болта, указывается в миллиметрах;
- d1 — внутренний диаметр гаек, размер которого должен совпадать с величиной d ответного крепежного элемента;
- p — шаг резьбы, указывающий на расстояние между двумя соседними гребнями винтовой линии;
- a- угол профиля, указывает на угол между смежными выступами винтовой линии в осевой плоскости.
Шаг резьбы определяет, к какому классу она относится — основному либо мелкому. На практике отличия между ними заключаются в том, что мелкие резьбовые соединения (в такой конфигурации выполняются все крепежи диаметром от 20 мм), за счет минимального расстояния между гребнями винтовой линии, более устойчивы к самоотвинчиванию.
Преимущества и недостатки
Широкое распространение резьбовых соединений обуславливается наличием у данного метода крепежа множества эксплуатационных преимуществ, к числу которых относится:
- надежность и долговечность;
- возможность контроля над силой сжатия;
- фиксация в заданном положении благодаря эффекту самоторможения;
- возможность сборки и демонтажа с применением широко распространенных инструментов;
- сравнительная простота конструкции;
- обширный сортамент и типоразмеры крепежных элементов, их низкая стоимость;
- минимальные размеры крепежей в сравнении с размерами соединяемых деталей.
К недостаткам данных соединений относится неравномерное распределение нагрузки по винтовой линии резьбы (около 50% давления приходиться на первый виток), ускоренный износ и ослабление стыка при частой разборке крепежа и его склонность к самоотвинчиванию под воздействием вибрационных нагрузок.
Отличия между метрической и дюймовой резьбой (видео)
Разновидности резьбовых соединений
В зависимости от типа профиля резьба классифицируется на следующие разновидности:
- метрическая;
- дюймовая;
- трубная цилиндрическая;
- трапецеидальная;
- упорная;
- круглая.
Наиболее распространенной является резьба метрическая (ГОСТ №9150-81). Ее профиль выполнен в виде равностороннего треугольника под углом 60 0 с шагом витков от 0.25 до 6 мм. Крепежные элементы выпускаются в диаметре 1-600 мм.
Также существует резьба метрическая конического типа, в которой используется конусность 1:16. Такая конфигурация обеспечивает герметичность стыка и стопорение крепежных элементов без необходимости использования стопорных гаек. Нижеприведенная таблица указывает основные параметры метрического профиля.
Дюймовая резьба не имеет нормативных стандартов в отечественной строительной документации. Дюймовый профиль выполнен в треугольной форме с углом 55 0 . Шаг профиля определяется количеством витков на участке длиной в 1″. Конструкция стандартизирована для крепежей с наружным диаметром от 3/16″ до 4″ и количеством витков на 1″ от 3 до 28.
Коническая дюймовая резьба имеет угол профиля в 60 0 и конусность 1:16. Данный профиль обеспечивает высокую герметичность соединения без дополнительных уплотняющих материалов. Это основной тип резьбы в гидравлических и напорных трубопроводах малых диаметров.
Трубная резьба цилиндрического типа (ГОСТ №6357-81) применяется в качестве крепежно-уплотняющей. Ее профиль имеет форму равнобедренного треугольника с углом 55 0 . С целью получения повышенной герметичности профиль выполняется с закругленными верхними гранями без дополнительных зазоров на местах впадин и выступов. Данный вид резьбы стандартизирован под диаметры 1/16″-6″, шаг варьируется в пределах 11-28 витков на 1″.
Трубная резьба всегда выполняется в мелкой конфигурации (с сокращенным шагом), что необходимо для сохранения толщины стенок соединяемых конструкций. Данный вид профиля широко используется для соединения стальных трубопроводов систем отопления и водоснабжения и других деталей цилиндрической формы.
Резьба трапецеидальная (ГОСТ №9481-81) чаще всего используется в крепежах типа винт-гайка. Профиль имеет равностороннюю трапецеидальную форму с углом 30 0 (для крепежных элементов червячных передач — 40 градусов). Используется в крепежах с диаметрами 10-640 мм.
В сравнении с прямоугольным профилем трапецеидальная винтовая линия, при идентичных габаритах, обеспечивает большую прочность соединения. Такая конфигурация позволяет эффективно выполнять подвижные передачи (превращает вращательное движение в поступательное), ввиду чего трапецеидальная резьба повсеместно используется в ходовых гайках, фиксирующих шток трубопроводных задвижек.
Упорная резьба (ГОСТ №24737-81) применяется в крепежах, испытывающих в процессе эксплуатации сильные однонаправленные осевые нагрузки. Ее профиль выполнен в виде разносторонней трапеции, одна из граней которой имеет угол в 3 0 , противоположная — 30 0 . Шаг профиля составляет 2-25 мм, применяется для крепежей диаметром 10-600 мм.
Профиль круглой резьбы (ГОСТ №6042-83) сформирован соединенными между собой дугами с углом между сторонами в 30 0 . Преимуществом такой конфигурации является повышенная устойчивость к эксплуатационному износу, ввиду чего она широко применяется в конструкциях трубопроводной арматуры.
Как определить параметры резьбы?
При выборе трубопроводной арматуры либо фланцевых соединительных элементов возникает необходимость узнать тип и размеры профиля, что нужно для правильного определения параметров ответного крепежа. В большинстве случаев вы столкнетесь с метрической резьбой, которая наиболее распространена в отечественном строительстве и сантехнике.
Метрический профиль имеет унифицированное обозначение типа М8х1.5, в котором:
- М — метрический стандарт;
- 8 — номинальный диаметр;
- 5 — шаг профиля.
Определить шаг профиля можно тремя способами — использовать специальный инструмент (метрический резьбомер), сравнить шаг с крепежа с профилем метчика либо измерить его штангенциркулем. Определение последним методом наиболее простое — необходимо лишь измерить расстояние между десятью витками профиля и разделить полученную длину на 10.
Номинальный диаметр вымеривается штангенциркулем по наружной грани профиля. Представленная ниже таблица содержит перечень соответствия наиболее распространенных диаметров и шагов профиля метрической резьбы.
При работе с дюймовой резьбой определить шаг ее профиля можно приложив к крепежу дюймовую линейку и визуально подсчитав количество витков, приходящихся на 1 дюйм (25.4 мм). Используя специальный резьбомер учитывайте, что английский и американский стандарт отличается по углу профиля (60 и 55 0 соответственно), так что тут потребуется внимание при выборе инструмента.
Важно: не забывайте, что шагом у метрической резьбы является расстояние между смежными витками профиля, а у дюймовой — количество витков на 1 дюйм.
https://trubypro.ru/soedinenie/rezbovoe/parametry-rezbi.html
