метрическая резьба для чего применяется
Метрическая резьба
Резьба используется для уплотнения, крепления деталей за счет повышения площади соприкосновения, а также для передачи движения. Крепления с метрической резьбой универсальны, просты в демонтаже и способны выдерживать большие напряжения. Метрическая резьба отличается треугольным равносторонним профилем, где углы при вершинах составляют 60º. Существуют и другие виды резьб, с неравноценными углами треугольника.
Различают метрическую резьбу по техническим параметрам: диаметрам и шагам, высоте, длине ввинчивания, количествам заходов. Точные данные позволяют обеспечить надежность крепления.
Основные параметры
Каждая резьба имеет точные геометрические параметры. Для метрической характерен треугольный профиль резьбы, который также называют крепежным. Его используют для деталей, соединяемых между собой свинчиванием. Размер профиля определяется его высотой.
Высота профиля (Н) – это отрезок от основания до вершины равностороннего треугольника, который образуется при поперечном разрезе витка. Выступы и впадины выполняют в виде треугольников со срезанными вершинами. В некоторых случаях впадины закругленные.
Если стороны каждого витка мысленно продлить до точки их пересечения, то они сформируют угол профиля (α).
Основные параметры, указанные в обозначениях метрической резьбы, характеризуют ее размер. К ним относятся диаметр и шаг.В обозначениях метрической резьбы указывают основные параметры.
Диаметр резьбы делят на 4 вида:
Такие параметры резьбы, как ход (Рh) и шаг (Р), взаимозависимы и равны для однозаходной системы.
Участок, разделяющий одноименные точки на двух витках, — это шаг резьбы. Выделяют основной шаг (крупный) и мелкий.
Ход резьбы – отрезок, соединяющий две одинаковые точки на соседних витках одного захода. В случае, когда заходов несколько, ход выражают через произведение числа шагов на количество заходов.
К основным элементам резьбы также относятся:
Для резьбы метрической основные размеры сведены в таблицы соответствующих стандартов: ГОСТ 9150-2002, ГОСТ 8724-2002, ГОСТ 24705-2004.
О возможных конструкционных отклонениях, вызванных свойствами материалов, сообщают поля допусков, со значениями, не превышающими номинальный профиль, сформированный максимумом материала. Эти показатели влияют на точность посадки резьбы – плотность проникновения выступов в зазоры.
Поля допусков резьбы делят на три класса точности. А также на 4 вида по предпочтительности по выбору.
Диаметр резьбы
Условный параметр, которым обозначают резьбу на чертежах и в справочных таблицах, называют номинальным диаметром.
Если вокруг выступов наружной резьбы и впадин внутренней описать воображаемый цилиндр, то его диаметр будет называться наружным. А обозначение на чертежах: D – для внутренней; d – для наружной.
Внутренний диаметр представляет собой размер вписанного цилиндра в углубления наружной резьбы и по точкам вершин внутренней, обозначается: D1 и d1 для внутренней и наружной соответственно.
Средний диаметр – параметр воображаемого цилиндра, у которого отрезки равны ½ шага резьбы. Обозначается: D2 и d2.
Величину внутреннего диаметра болта используют для расчетов напряжения в креплении. Его значение можно взять из таблицы с диаметрами, либо рассчитать самостоятельно, исходя из номинального.
Шаг резьбы
Шаг также можно узнать из таблицы резьб либо из маркировки. Резьбы могут иметь основной шаг, также называемый крупным, и мелкий. Зависит от диаметра изделия.
Если он более 68 мм, то для такой поверхности используются только мелкие, различных значений. Наличие диаметра до указанного значения позволяет изготавливать резьбы как с крупным шагом, так и с мелким.
Каждый диаметр имеет свой крупный шаг, который не указывают в маркировке.
При креплении деталей важно знать шаг, иначе, оно потеряет прочность. Определить шаг можно инструментальными или сравнительными способами, такими как:
Поля допусков
Посадка наружного профиля во внутренний зависит от рабочей высоты – максимальной величины соприкосновения сторон профилей соединительных элементов. Выражают ее через поля допусков резьбы.
О надежности соединения, где колебания внутри него сведены к минимуму, говорит первый или точный класс допусков. Наиболее распространенный – второй (средний) класс. О большом отклонении свидетельствует третий (грубый) класс.
Допуски на размеры метрических резьб обозначают через значения двух диаметров: среднего и диметра выступов.
Формируя метрическую резьбу данные берут из соответствующих таблиц (ГОСТ 16093-2004). Выбор полей допусков осуществляют по правилам очередности:
Возможно использовать допуски, не указанные в таблицах, а сформированные из соотношений существующих стандартных диаметров.
Поля допусков наружной резьбы
Поля допусков внутренней резьбы
Важно, чтобы защитные покрытия деталей по своим геометрическим параметрам не превышали значение номинального профиля, потому в таких случаях допуски используют еще до нанесения защитного слоя.
Виды метрических резьб
Под метрическими резьбами также понимают все виды с различными профилями, измеряемые миллиметрами. К ним относятся:
Кроме метрической системы измерения параметров используются:
Модульная резьба применятся для червячной передачи в машиностроении, как и питчевая. Дюймовая и метрическая – это крепежные типы резьб, но могут использоваться для передачи.
По месту нахождения различают:
Внутренняя резьба находится в отверстии, ее получают метчиком, специализированным инструментом, представляющим собой стержень с режущими кромками.
Внутренняя метрическая резьба
Наружная резьба выполняется резцом или плашкой на стержне. А также получают накатом на соответствующем оборудовании.
Наружная метрическая резьба
По форме поверхности может быть цилиндрической и конической.
Резьба метрическая коническая используется для монтажа трубопроводов. Ее выполняют на поверхностях, где больший диаметр превышает малый в 16 раз. Диаметры варьируются от 6 до 60 мм.
Также подразделяют по направлению витков на правую и левую. Для определения направление резьбы необходимо деталь расположить так, чтобы ее ось располагалась от наблюдателя. Тогда, правая резьба образуется окружностью, вращающейся слева направо с поступательным движением вдоль оси, а левая резьба, соответственно, против часовой стрелки.
Виды по размеру шага бывают:
Крупный шаг считается нормальным, подойдет для любых материалов, в том числе и непрочных. Мелкий позволяет выдерживать большие нагрузки, но материалы должны быть определенных прочностных характеристик. Мелкий и специальный используют редко.
Крупный и мелкий шаг резьбы
Место перехода от гладкой поверхности к винтовой называют заходом. По их количеству делят на: одно- и многозаходные. Последние подразделяют также по количеству заходов: двух-, трех- и многозаходные.
Еще одна классификация – по применению. Они бывают:
Ниже представлены основные виды резьб метрических и их буквенные обозначения:
Применение
Метрическая резьба широко распространена в странах бывшего советского союза. Используется для нанесения как на внутренние, так и наружные плоскости крепежных элементов. Обычно применяется для крепежа металлоконструкций различного типа. Для этих целей изготавливаются разнообразные болты (анкерные и обычные) и другие типы крепежей. Особо назначение она нашла в машиностроении, возведении инженерных коммуникаций, особенно в сантехнической сфере. Большинство фитингов для труб и емкостей производятся с нанесением резьбы такого типа.
Чаще всего такой тип резьбы наносится на предметы цилиндрической формы. Но в некоторых случаях, когда нужно добиться герметичности, используют коническую форму. Такая форма, с нанесенной метрической резьбой, позволяет добиться максимальной герметичности, даже без использования дополнительных уплотнительных средств. Чаще всего применяется для монтажа трубопроводов.
Государственные стандарты
ГОСТ 8724-2002
Государственный стандарт, содержащий нормы, определяющие требуемые параметры метрической резьбы, в том числе шаг и диаметр. Принят в 2002 году, с последующими редакциями, как аналог международного стандарта ISO 261-98. Текст ГОСТа практически повторяет текст международного, с одним отличием, диапазон ISO колеблется от 1 до 300 мм, данный стандарт расширен к диапазону от 0,25 до 600 мм. Последняя редакция текста была произведена в 2004 году и является действительной на сегодняшний день.
Норматив содержит отдельные параметры, которые можно также найти в других стандартах. Структура документа схожа с другими нормативами подобного типа. Вся информация структурирована в виде таблиц, содержащих требования к шагу резьбы и диаметру. Такая структура теста максимально удобна для понимания и использования.
Следует отметить, что нормативна информация распростятся на резьбу всех типов, будь она левая или правая. Стандарт устанавливает нормативное значение шагов метрической резь в диапазоне от 0,075 до 8 мм.
Документ состоит из:
ГОСТ 24705-2004
Стандарт принят в 2004 году. Его нормы распространяются на все типы резьбы в соответствии ГОСТу 8724. Информация текста также структурирована в виде таблицы. Соответствует международному нормативу ISO 724:1993 с дополнениями в соответствии с эксклюзивными требованиями каждой страны участника Межгосударственного совета по стандартизации.
ГОСТ 9150-2002
Норматив, регулирующий требования к профилю, а именно к геометрическим параметрам. Принят в 2002 году и распространяются все типы резьбы. Текст ГОСТа тесно связан вышеуказанными нормативами.
ГОСТ 16093-2004
Принят в 2004 году. Регулирует нормативный допуск резьбы и маркировки, распространяется на разные типы. Последняя версия содержит положения международного стандарта.
Вышеуказанные нормативы применяются в комплексе, так как дополняют и ссылаются друг на друга.
Принципы обозначения
Обозначение резьбы на чертежах выполняется по следующим правилам.
Наружный и внутренний виды резьбы
Нормируется метрическая резьба несколькими документами: ГОСТ 8724-2004, ГОСТ 2470-2004, ГОСТ 9150-2002, ГОСТ 1693-2005. В них указаны требования к размерам, профилю, шагам и допускам.
По маркировке изделия можно определить все необходимые ее параметры и вид. Запись включает в себя:
В некоторых случаях в маркировку могут входить дополнительные параметры: длина свинчивания, допуски и посадка. Их расшифровка следующая:
Также в маркировке может указываться вид и номер стандарта.
Выбирая правильный вид метрической резьбы и ее геометрические параметры можно обеспечить качественное крепление деталей, длительную эксплуатацию изделия и экономию средств на ремонте и обслуживании.
Метрическая резьба: определение и применение
Резьба – это вид поверхности, который образуется при винтовом движении направляющего плоского контура по цилиндрической поверхности или круговому конусу. Резьбы классифицируют по разным признакам: по направлению витков (правая и левая), по форме профиля (треугольная, круглая, упорная и т. п.), по расположению (внутренняя и внешняя), по характеру поверхности и назначению (цилиндрическая, метрическая, коническая резьба, дюймовая и т. п.) и по количеству заходов (однозаходная и многозаходная).
Нормативная документация
Резьбовая поверхность – это отличительная конструктивная особенность резьбовых соединений. Они относятся к разъемным соединениям и широко применяются во всех отраслях промышленности. Чаще всего находит применение резьба метрическая. Основные размеры этой резьбы определены следующими документами:
— угол профиля регламентирован ГОСТ9150-81;
— номинальные диаметры и шаги – ГОСТ8724-81;
— номинальные диаметры и шаги для приборостроения – ГОСТ16967-81;
— номинальный и средний диаметр – ГОСТ 24705-81;
— номинальный и средний диаметр метрической резьбы для приборостроения – ГОСТ 24706-81;
— длины свинчивания – ГОСТ 16093-81.
Применение
Метрическая резьба – это основной тип крепежной резьбы. Также она применяется для изготовления точных винтовых пар измерительных приборов и инструментов. Профиль данной резьбы выглядит как равносторонний треугольник с углом 60º при вершине. Профили резьбовой пары (болта и гайки) совпадают. Отличаются они только величиной притупления вершины – у стержня она плоскосрезанная. Форма впадин у резьбовой пары не регламентируется – она может быть закругленной или плоскосрезанной. Но первый вариант является предпочтительным.
Основные характеристики
Обозначение
Метрическая резьба
Метрическая резьба представляет собой винтовые канавки треугольной формы, нарезанные на внутренних или наружных цилиндрических или конических поверхностях деталей. Своё название она получила благодаря метрической системе измерений. В зависимости от направления витков подразделяется на правую и левую. Метрическая резьба широко применяется при изготовлении деталей машин, строительных конструкций, приборов и других изделий являясь основным видом разъёмного соединения.
Основные параметры и элементы
Канавка резьбы представляет собой равнобедренный треугольник с углом при вершине 60°. Вершина имеет срезанную или закругленную форму. Резьба состоит из:
Номинальный диаметр – это условное значение, которым обозначают резьбу в справочниках и на чертежах. Наружный диаметр равен расстоянию между вершинами выступов (для наружных резьб) или впадин (для внутренних). На чертежах он обозначается как D – для внутренней и d – для наружной. Внутренний диаметр противоположен наружному, равен расстоянию между впадинами или вершинами для наружной и внутренней резьб соответственно. Аналогично обозначается: D1 и d1. И последний, средний диаметр отражает расстояние между серединами высот резьбы. Обозначается как D2 и d2.
Обозначение
Маркировка метрической резьбы определяет все необходимые характеристики. Она включает:
ГОСТы
Все требования к профилю, размерам, шагу и другим параметрам метрических резьб регулируются ГОСТ 8724-2004, ГОСТ 2470-2004, ГОСТ 9150-2002, ГОСТ 1693-2005.
Метрическая резьба: таблица размеров и параметры по ГОСТ
Метрическая резьба – это винтовая нарезка на наружных или внутренних поверхностях изделий. Форма выступов и впадин, которые ее формируют, представляет собой равнобедренный треугольник. Метрической эту резьбу называют потому, что все ее геометрические параметры измеряются в миллиметрах. Она может наноситься на поверхности как цилиндрической, так и конической формы и использоваться для изготовления крепежных элементов различного назначения. Кроме того, в зависимости от направления подъема витков резьба метрического типа бывает правая или левая. Помимо метрической, как известно, есть и другие типы резьбы – дюймовая, питчевая и др. Отдельную категорию составляет модульная резьба, которую используют для изготовления элементов червячных передач.
От точности исполнения метрической резьбы зависит надежность разъемного соединения
Основные параметры и сферы применения
Наиболее распространенной является метрическая резьба, наносимая на наружные и внутренние поверхности цилиндрической формы. Именно она чаще всего используется при изготовлении крепежных элементов различного типа:
Детали конической формы, на поверхность которых нанесена резьба метрического типа, требуются в тех случаях, когда создаваемому соединению необходимо придать высокую герметичность. Профиль метрической резьбы, нанесенной на конические поверхности, позволяет формировать плотные соединения даже без использования дополнительных уплотнительных элементов. Именно поэтому она успешно применяется при монтаже трубопроводов, по которым транспортируются различные среды, а также при изготовлении пробок для емкостей, содержащих жидкие и газообразные вещества. Следует иметь в виду, что профиль резьбы метрического типа один и тот же на цилиндрических и на конических поверхностях.
Параметры конусной метрической резьбы
Виды резьб, относящихся к метрическому типу, выделяют по ряду параметров, к которым относятся:
Есть и дополнительные параметры, в зависимости от которых метрические резьбы разделяются на различные виды.
Внутренняя метрическая резьба
Наружная метрическая резьба
Геометрические параметры
Рассмотрим геометрические параметры, которые характеризуют основные элементы резьбы метрического типа.
Геометрические параметры основного профиля метрической резьбы
Таблица значений диаметров метрической резьбы (все параметры указаны в миллиметрах)
Значения диаметров метрической резьбы (мм)
Полная таблица метрических резьб согласно ГОСТ 24705-2004 (все параметры указаны в миллиметрах)
Полная таблица метрических резьб согласно ГОСТ 24705-2004
Основные параметры резьбы метрического типа оговариваются несколькими нормативными документами.
Этот стандарт содержит требования к параметрам шага резьбы и ее диаметра. ГОСТ 8724, действующая редакция которого вступила в силу в 2004 году, является аналогом международного стандарта ISO 261-98. Требования последнего распространяются на метрические резьбы диаметром от 1 до 300 мм. По сравнению с этим документом, ГОСТ 8724 действует для более широкого диапазона диаметров (0,25–600 мм). В настоящий момент актуальна редакция ГОСТа 8724 2002, вступившего в действие в 2004 году вместо ГОСТа 8724 81. Следует иметь в виду, что ГОСТ 8724 регламентирует отдельные параметры метрической резьбы, требования к которой оговаривают и другие стандарты резьб. Удобство использования ГОСТа 8724 2002 (как и других подобных документов) состоит в том, что вся информация в нем содержится в таблицах, в которые включены метрические резьбы с диаметрами, находящимися в вышеуказанном интервале. Требованиям данного стандарта должна соответствовать как левая, так и правая резьба метрического типа.
Данный стандарт оговаривает, какие должна иметь резьба метрическая основные размеры. ГОСТ 24705 2004 распространяется на все резьбы, требования к которым регламентируются ГОСТом 8724 2002, а также ГОСТом 9150 2002.
Это нормативный документ, в котором оговорены требования к профилю метрической резьбы. ГОСТ 9150, в частности, содержит данные о том, каким геометрическим параметрам должен соответствовать основной резьбовой профиль различных типоразмеров. Требования ГОСТа 9150, разработанного в 2002 году, как и двух предыдущих стандартов, распространяются на метрические резьбы, витки которых поднимаются слева вверх (правого типа), и на те, винтовая линия которых поднимается влево (левого типа). Положения данного нормативного документа тесно перекликаются с требованиями, которые приводит ГОСТ 16093 (а также ГОСТы 24705 и 8724).
Данный стандарт оговаривает требования к допускам на метрическую резьбу. Кроме того, ГОСТ 16093 предписывает, как должно осуществляться обозначение резьбы метрического типа. ГОСТ 16093 в последней редакции, которая вступила в действие в 2005 году, включает в себя положения международных стандартов ISO 965-1 и ISO 965-3. Под требования такого нормативного документа, как ГОСТ 16093, подпадает как левая, так и правая резьба.
Стандартизируемым параметрам, указанным в таблицах резьб метрического типа, должны соответствовать размеры резьбы на чертеже будущего изделия. Выбор инструмента, при помощи которого будет выполняться ее нарезка, должен быть обусловлен данными параметрами.
Правила обозначения
Для обозначения поля допуска отдельного диаметра метрической резьбы используется сочетание цифры, которая указывает на класс точности резьбы, и буквы, определяющей основное отклонение. Поле допуска резьбы также должно обозначаться двумя буквенно-цифровыми элементами: на первом месте – поле допуска d2 (средний диаметр), на втором – поле допуска d (наружный диаметр). В том случае, если поля допусков наружного и среднего диаметров совпадают, то в обозначении они не повторяются.
Обозначение метрической резьбы
По правилам первым проставляется обозначение резьбы, затем следует обозначение поля допуска. Следует иметь в виду, что шаг резьбы в маркировке не обозначается. Узнать данный параметр можно из специальных таблиц.
В обозначении резьбы также указывается, к какой группе по длине свинчивания она относится. Всего существует три таких группы:
Буквы S и L, если они необходимы, идут за обозначением поля допуска и отделяются от него длинной горизонтальной чертой.
Пример обозначение резьбы на 24 мм различного типа (по ГОСТу 8724)
Обязательно указывается и такой важный параметр, как посадка резьбового соединения. Это дробь, формируемая следующим образом: в числителе проставляется обозначение внутренней резьбы, относящееся к полю ее допуска, а в знаменателе – обозначение поля допуска на резьбу наружного типа.
Пример обозначения посадки резьбового соединения на чертежах
Поля допусков
Поля допусков на метрический резьбовой элемент могут относиться к одному из трех типов:
Свинчиваемость деталей в резьбовом соединении обеспечивается допусками
Поля допусков на резьбы выбираются из специальных таблиц, при этом надо придерживаться следующих рекомендаций:
В отдельных случаях разрешается использовать поля допусков, образованные отсутствующими в таблицах сочетаниями d2 и d. Допуски и предельные отклонения на резьбу, на которую впоследствии будет наноситься покрытие, учитываются по отношению к размерам резьбового изделия, пока еще не обработанного с помощью такого покрытия.
Виды резьбы крепежных изделий. Сферы применения
В процессе сборки и монтажа конструкций, зачастую создаются резьбовые соединения разъемного типа. Резьба – это спираль с постоянным шагом витков, которые выполнены путем нарезки гладкой поверхности крепежного изделия.
Подробно ознакомиться с разновидностями и конструктивными особенностями метизов – можно, посетив Энциклопедию крепежа.
Классификация резьбы
По единицам измерения
Метрическая резьба – измеряется в миллиметрах, имеет треугольный контур с углом в 60 градусов, обозначается буквой М у числа. Метизы с резьбой такого типа в большинстве своем используются в странах бывшего СНГ.
Дюймовая резьба измеряется в дюймах, нарезается под углом в 55 градусов, обозначается двумя штрихами в верхнем правом углу числа, например, 10″.
Таблица соответствия метрической и дюймовой резьбы
По месту размещения
В зависимости от того, какое крепежное изделие подвергалось обработке, различается наружная резьба – для шурупов, саморезов, винтов, болтов и шпилек, а также внутренняя – для гаек, шайб, муфт, втулок и гильз.
По количеству заходов
Бывает одно- и многозаходная нарезка. Витки однозаходной резьбы идентичны по ходу и шагу – за один оборот шуруп или гайка перемещаются всего на 1 шаг. В многозаходной нарезке присутствуют дополнительные, но более низкие витки – такой вариант резьбы ускоряет процесс закручивания и откручивания крепежного элемента, что экономит временные и финансовые затраты на строительство, монтаж.
Левая или правая
Наиболее востребованными и привычными являются метизы с правосторонней резьбой, левосторонняя же используется в механизмах, где такое расположение витков оказывается более эффективным. Левая метрическая резьба обозначается LH.
Разновидности резьбы по сфере применения
Резьбовые соединения широко используются в строительстве и машиностроении. В зависимости от области и места использования выделяются две группы резьбовой нарезки.
Резьба общего применения
1. Дюймовая и метрическая резьба – используется для полного и надежного разъемного соединения элементов конструкции.
2. Ходовая или кинематическая:
Трапециевидная и прямоугольная – для винтов, которые применяются в суппортах станков и столов измерительных приборов, пр. Назначение винтов с ходовой резьбой – обеспечить точность перемещения деталей относительно друг друга при минимальном трении, исключить самоотвинчивание под воздействием прилагаемой силы.
Упорная (для метизов домкратов и прессов) и круглая – для преобразования вращательного движения в прямолинейное перемещение. Такие типы резьбы способны воспринимать значительные усилия, обеспечивают плавность вращения и высокие нагрузочные способности.
Круглая резьба – задействуется в сантехнических изделиях.
3. Крепежно-уплотнительная – для герметичного соединения труб и арматуры при стандартном давлении.
Специальная резьба
Тугая – для получения резьбового соединения, подвергающегося натяжению.
С зазором – обеспечивает легкость свинчивания и развинчивания резьбового соединения деталей, которые эксплуатируются при высоких температурах.
Часовая – для деталей, которые применяются при сборке часовых механизмов.
Для микроскопов – для соединения тубуса и объектива.
Окулярная многозаходная – для деталей, которые используются при изготовлении оптических приборов.
Шаг резьбы
Крупный резьбовой шаг
Обеспечивает стойкость метизов к восприятию повышенных нагрузок в процессе закручивания, а также крепежного соединения на вырыв, отличается износостойкостью. Метизы с крупной нарезкой применяются при работе с мягкими материалами – деревом, ДСП, ДВП, МДФ, фанерой, гипсокартоном и пр.
Мелкий шаг
Обеспечивает скрепление повышенной надежности, устойчивое к динамическим и вибрационным нагрузкам, снижает риск самопроизвольного раскручивание крепежного соединения. Метизы с резьбой мелкого шага используются для закручивания в твердые, плотные основания.
От того, насколько правильно была подобрана резьба крепежного изделия, зависит надежность и долговечность всей конструкции, поэтому лучше всего будет обратиться за помощью к специалистам.