Дюймовая резьба
Дюймовая резьба
Резьбовые соединения получили весьма широкое распространение. Дюймовая резьба чаще всего используется при изготовлении труб, которые могут соединяться с различными фитингами. Рассматриваемая резьба может наносится на трубы из металла или пластика. Размер в дюймах указывается согласно ГОСТ, в интернете можно встретить различные таблицы, на которые можно ориентироваться при работе.
Чем отличается дюймовая резьба от метрической
Конструктивное отличие дюймовой резьбы от метрической заключается в более острых гребнях: они расположены под углом 55° друг к другу, тогда как у метрической резьбы угол между гребнями составляет 60°.
Благодаря более острым углам гребней, дюймовая резьба обеспечивает повышенное качество соединения. За счет этого узел сопряжения лучше выдерживает переменные нагрузки и высокое давление, что имеет большое значение при монтаже трубопроводов. В некоторых случаях дюймовые резьбы применяют при изготовлении винтов, болтов и других метизов, при производстве деталей некоторых видов техники (например, они широко применяются в фотоаппаратах).
Для определения параметров разных видов резьб применяют разные единицы измерения. Для метрической используются миллиметры, а для дюймовой — дюймы. Размеры дюймовой резьбы указываются в дробных и целых числах. Шаг дюймовой резьбы в таблицах может указываться в нитках — количестве витков, нарезанных на одном дюйме длины.
Определить соответствующие основные размеры резьбы метрической и дюймовой разных видов можно по специальным таблицам. Пример такой таблицы:
Технические характеристики
Согласно государственному стандарту трубная коническая резьба должна непосредственно отвечать таким требованиям, как:
- Профильный угол обязательно должен отвечать 55 градусам.
- К разным диаметрам используется свой шаг нарезки.
- Обязательное соблюдение угла отклонения конусной поверхности от самой оси трубы независимо от ее диаметра. Уклон выполняется в соотношении 1:16.
- Использование сварочной аппаратуры или соединительных фланцев прилагается только при больших диаметрах труб. Максимально возможный диаметр – 6 дюймов.
- Кроме этого, требуется соблюдать соотношение общей рабочей длины с рабочей нарезкой.
Поэтому очень важно, чтобы черчение полностью соответствовало установленным государственным стандартам, поскольку такие соединительные детали применяются в точках с повышенным давлением и температурами, что, в свою очередь, дает возможность максимальной герметизации деталей трубопровода при необходимости.
На эту резьбу распространяется стандарт ГОСТ 6357-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная цилиндрическая».
Единица измерений параметров: дюйм.
Направление: левая резьбы.
2 класса точности: класс А (повышенный), класс В (средний).
Почему для измерения используем дюймы?
Дюймовые размеры пришли к нам из Западной Европы. Требования стандарта ГОСТ 6357-81, который действует в странах постсоветского пространства, основаны на базе резьбы BSW (British Standard Whitworth), известной как резьба Витворта. Англичанин Джозеф Витворт (Joseph Whitworth), инженер по образованию, в 1841 году предложил новый для того времени тип нарезания резьбы. Он разработал удобный и надежный стандарт для мелкой резьбы с фиксированным углом канавки 55° и имеющей стандартный шаг для данного диаметра. Это нововведение вскоре стало первым национальным стандартом, его приняли железнодорожные компании, которые ранее использовали различные ре́зьбы. Стандарт был применён повсеместно. Позже он стал одним из британских стандартов и стал называться британский стандарт Витворта (сокращённо BSW).
Этот тип резьбы применяется как в самих трубах, так и в трубных элементах и соединениях (угольники, муфты, контргайки, тройники).
В сечении профиля можно увидеть равнобедренный треугольник с углом 55 градусов и закруглениями на вершинах и впадинах контура для более высокой герметичности соединения.
Нарезать резьбу допускается на трубах до 6 дюймов. Труба в диаметре более 6” сваривается для большей надежности и герметичности.
Условное обозначение дюймовой резьбы в международных стандартах
Международная: G.
Великобритания: BSPP.
Япония: PF.
Указывается буква G и диаметр прохода (внутренний диаметр) трубы в дюймах. Наружный диаметр резьбы в обозначении отсутствует.
Примеры обозначений резьбы:
G 1/2 — резьба трубная цилиндрическая наружная, внутренний Ø трубы 1/2». Наружный диаметр трубы составит 20,995 мм (см. таблицу ниже), кол-во шагов на длине 25,4 мм (1дюйм) будет равно 14.
Также могут быть обозначены класс точности (А, В), направление витков (LH), длина свинчивания (обозначается последней, в мм):
G 1 ½ — В — резьба трубная цилиндрическая, внутренний Ø 1 ½ дюйма, класс точности В.
G1 ½ LH- В — резьба трубная цилиндрическая, внутренний Ø 1 ½ дюйма, класс точности В, левая.
G 1 ½ -В-40 — резьба трубная цилиндрическая, внутренний Ø 1 ½ дюйма, класс точности В, длина свинчивания 40 мм.
Для внутренней трубной цилиндрической резьбы будет обозначен только диаметр трубы, для которой предназначено отверстие.
Условное обозначение резьбы
Каждый тип резьбы, которые были описаны выше, регламентируется отдельным ГОСТом. Разберемся, что вообще шифруется.
- знак резьбы, обозначенный буквой;
- номинальный размер, выраженный дюймами или мм;
- показатель шага;
- если резьба многозаходная, то указывается показатель хода и его шаг;
- в случае с левой резьбой добавляется LH;
- поле допуска (циферно-буквенное) и класс точности (буквенный);
- длина свинчивания (при отличии от стандартной) — буквой или цифрой.
Особенности обозначения резьбы
Ввиду того, что форма резьбовой поверхности достаточно сложная, а само соединение используется нечасто, с целью упростить процесс создания проектной документации ввели условное обозначение этого сложного профиля.
К особенностям условного обозначения относится:
- применение тонкой линии, заходящей на штриховку. Тип соединения и диаметральный разрез обозначают на выносной размерной линии;
- условное обозначение резьбы бывает необходимо, если нужно отобразить профиль, в частности — угол между отдельными витками;
- если изделие высокой точности, нужно указывать допуск размеров. Делается это с помощью выносной полки или размерной линии;
- создание качественных элементов крепежа сопровождается отслеживанием шероховатости полученной поверхности.
Трубная цилиндрическая резьба. ГОСТ 6357 — 81
Единица измерения параметров: Дюйм
Класс точности: Класс А (повышенный), Класс В (нормальный)
Почему в дюймах?
Дюймовый размер пришел к нам от западных коллег, поскольку требования действующего на постсоветском пространстве ГОСТа сформулированы на базе резьбы BSW (British Standard Whitworth или резьба Витворта). Джозеф Витворт (1803 — 1887) инженер-конструктор и изобретатель в далеком 1841 году продемонстрировал одноименный винтовой профиль для разъемных соединений и позиционировал его как универсальный, надежный и удобный стандарт.
Данный тип резьбы используется как в самих трубах так и элементах трубных соединений: контргайках, муфтах, угольниках, тройниках (см. картинку выше). В сечении профиля мы видим равнобедренный треугольник с углом 55 градусов и закруглениями на вершинах и впадинах контура, которые выполняются для высокой герметичности соединения.
Нарезка резьбового соединения осуществляется на размерах до 6”. Все трубы большего размера для надежности соединения и предотвращения разрыва фиксируют сваркой.
Условное обозначение в международном стандарте
Указывается буква G и диаметр проходного отверстия (внутр. Ø) трубы в дюймах. Наружный диаметр непосредственно резьбы в обозначении не присутствует.
Пример:
G 1/2 — резьба трубная цилиндрическая наружная, внутренний Ø трубы 1/2». Наружный диаметр трубы составит 20,995 мм, кол-во шагов на длине 25,4 мм будет равно 14.
Также может быть обозначен класс точности (А,В) и направление витков (LH).
Например:
G 1 ½ — В — резьба трубная цилиндрическая, внутренний Ø 1 ½ дюйма, класс точности В.
G1 ½ LH- В — резьба трубная цилиндрическая, внутренний Ø 1 ½ дюйма, класс точности В, левая.
Длина свинчивания обозначается последней в мм: G 1 ½ -В-40.
Для внутренней трубной цилиндрической резьбы будет обозначен только Ø трубы для которой предназначено отверстие.
Основная информация и сферы применения
Чаще всего резьбовое соединение изготавливается в метрической системе. Размеры резьбы могут быть абсолютно разными. Витки наносятся на наружные или внутренние поверхности какого-либо элемента цилиндрической формы. Именно такой вид имеют наиболее распространённые крепёжные детали:
- Гайки.
- Шпильки.
- Болты.
- Винты и так далее.
Любая из этих деталей имеет сбег резьбы. На многих технических специальностях обучение черчению начинается с изображения разреза и профиля болта. Такие эскизы присутствуют и в документации по технической эксплуатации приборов.
Изделия с конической формой с метрическим типом резьбы нужны в тех случаях, когда соединению требуется высокая герметичность. Профиль под углом позволяет не использовать дополнительные уплотнители. Такой вид с успехом себя зарекомендовал во время монтажа трубопроводов, по которым движутся жидкости и газы. Трубная резьба при невысоком давлении среды отлично справляется с задачей без прокладок. Также конический тип применяется при создании крышек для различных ёмкостей для герметизации отверстия.
Существует и менее распространённый тип резьбы. Он называется ленточным (прямоугольным). Такой вид применяется в основном в машиностроении.
Метрический тип соединений имеет ряд таких параметров:
Чтобы понять, что такое шаг резьбы, достаточно взглянуть на обычный болт (неважно, шестигранная головка или стандартная). Это расстояние между отдельными витками. Есть и другие параметры, благодаря которым метрические соединения подразделяются на виды, имеющие свои условные обозначения из букв и цифр.
Резьбовые соединения получили огромную популярность из-за большого количества преимуществ, среди которых:
- Надёжность и длительный эксплуатационный срок.
- Возможность регулировать степень сжатия.
- Простота конструкции.
- Фиксация в закрученном положении.
Из недостатков можно выделить неравномерность распределения номинальной нагрузки по всей ширине и длине витков. Если часто разбирать и собирать конструкцию, то это ускоряет износ элементов. Чтобы продлить срок службы, желательно каждый раз снимать фаску на глубину повреждения, но это применимо не во всех случаях. Также детали с разным шагом не подойдут друг к другу.
Нарезание резьбы резцами
И наружные, и внутренние резьбы на токарно-винторезных станках нарезаются при помощи таких инструментов, как резьбовые резцы и гребенки. Поскольку нарезание резьбы резцами имеет относительно невысокую производительность, то этот метод сейчас используется преимущественно для изготовления штучных или мелкосерийных деталей, а также в процессе выпуска ходовых винтов, точных винтов и калибров.
РЕЗЬБА. КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЗЬБЫ. ИЗОБРАЖЕНИЕ И ОБОЗНАЧЕНИЕ РЕЗЬБЫ НА ЧЕРТЕЖАХ.
Девиз: Использование в технике винтовых поверхностей (подсказано природой) – одно из замечательных достижений пытливой человеческой мысли в области техники.
Резьба – поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. В основе образования резьбы лежит принцип получения винтовой линии. Винтовая линия – это пространственная кривая, которая может быть образована точкой, совершающей движение по образующей какой-либо поверхности вращения, при этом сама образующая совершает вращательное движение вокруг оси.
Нарезание резьбы происходит, когда на поверхности цилиндра винтовую линию описывает резец, равномерно движущийся вдоль образующей цилиндра, который вращается с постоянной скоростью вокруг своей оси.
Примеры применения винтовой линии
«Архимедов винт» и рисунки Леонардо да Винчи Эскизы приспособлений для изготовления гаек и винтов, выполненные Леонардо да Винчи.
Токарно-копировальный станок А.К. Нартова 1712 г. в стиле русского барокко (слева ). Большой токарно-копировальный станок А.К. Нартова 1718-1729 г.г . в стиле петровского барокко (справа).
Токарно-винторезный станок с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колёс Дата изобретения: 1712 г. Разработчик: Нартов Андрей Константинович
Станок А.К. Нартова токарно-копировальный. 1729 г. В этом станке применены все лучшие достижения Нартова, доведенные до совершенства .
РЕЗЬБА ПОДРАЗДЕЛЯЕТСЯ Применяются в неподвижных крепежных соединениях (метрическая, дюймовая, трубная). Применяются в подвижных соединениях, предназначенных для преобразования вращательного движения в поступательное (грузовые винты домкратов, ходовые винты металлорежущих станков и др.) (упорная, трапецеидальная, прямоугольная, круглая). Параметры, а именно профиль, шаг и диаметр, не соответствуют стандартам .
РЕЗЬБА ПОДРАЗДЕЛЯЕТСЯ подъем винтовой линии на видимой (передней) стороне идет слева направо подъем винтовой линии на видимой (передней) стороне идет справа налево
РЕЗЬБА ПОДРАЗДЕЛЯЕТСЯ резьба, образованная на цилиндрической поверхности резьба, образованная на конической поверхности
РЕЗЬБА ПОДРАЗДЕЛЯЕТСЯ при перемещении по поверхности одного плоского профиля при одновременном перемещении по поверхности двух, трех и более плоских профиля, равномерно расположенных по окружности относительно друг друга
Однозаходная резьба P двухзаходная трехзаходная Многозаходная резьба P h = 2P P P h = 3P P
РЕЗЬБА ПОДРАЗДЕЛЯЕТСЯ резьба, нарезанная на наружной поверхности резьба, нарезанная на внутренней поверхности
РЕЗЬБА ПОДРАЗДЕЛЯЕТСЯ Стандартные Специальные
Согласно ГОСТ 8724 – 2002 метрическая резьба делится на два типа: с крупным шагом – применяется в соединениях, подвергающихся ударным нагрузкам; с мелким шагом – применяется в соединениях стандартными резьбовыми деталями (винты, гайки, болты и шпильки). Метрическая резьба ( ГОСТ 9150 – 2002) с углом профиля α = 60 ˚
Цилиндрическая резьба ГОСТ 6357 – 81 представляет собой дюймовую резьбу с мелким шагом, закругленными впадинами с углом α = 55 ˚ Коническая резьба ГОСТ 6211 – 84 соответствует закругленному профилю трубной цилиндрической резьбы с углом α = 55 ˚ Конические резьбы применяют в трубных соединениях для получения герметичности без специальных уплотняющих материалов (льняных нитей, пряжи с суриком и т. д.). Трубная резьба
Трапецеидальная резьба (ГОСТ 9484 – 81). Профиль – равнобочная трапеция с углом α = 30 ˚ . Трапецеидальная резьба применяется для передачи осевых усилий и движения в ходовых винтах. Симметричный профиль резьбы позволяет применять ее для реверсивных винтовых механизмов. Упорная резьба (ГОСТ 10177 – 82). Профиль – неравнобочная трапеция с углом рабочей стороны 3 ˚ и нерабочей – 30 ˚ Применяется в грузовых винтах для передачи больших усилий, действующих в одном направлении (в мощных домкратах, прессах и т. д.).
Прямоугольная и квадратные резьбы Применяются для передачи осевых усилий в грузовых винтах и движения в ходовых винтах. СПЕЦИАЛЬНЫЕ РЕЗЬБЫ Круглая резьба Применяется в машиностроении там, где имеются большие динамические нагрузки или высокая загрязненность.
Основные параметры резьбы d – наружный диаметр d 1 – внутренний диаметр P – шаг резьбы 60 ˚ – угол профиля h – глубина резьбы L – длина резьбы l – резьба полного профиля l 1 – сбег резьбы h P
Последовательность получения резьбы в гнезде
Изображение резьбы на стержне: натуральное и условное Изображение резьбы в отверстии (в разрезе): натуральное и условное
А Б А (5:1) Б (5:1) Изображение сбега резьбы на чертежах: а) на стержне; б) в отверстии. На выносных элементах изображены формы сбегов резьбы
1 . Условное обозначение типа (профиля) резьбы. М – метрическая, G – трубная цилиндрическая, R – трубная коническая, Tr – трапецеидальная, S – упорная, Кр – круглая. 2. Наружный диаметр резьбы (в мм или дюймах ). В обозначении конической резьбы указывается наружный диаметр в дюймах со знаком «»» [1″ = 24,5 мм]. 3. Шаг резьбы или ход резьбы (в мм ). Шаг резьбы указывается для метрической (мелкий шаг), трапецеидальной и упорной резьбы. Для многозаходных резьб в обозначении резьбы входит ход резьбы, а шаг проставляется в скобках. 4. Направление винтовой линии . Направление винтовой линии указывается только для левой резьбы (LH). 5. Поле допуска или класс точности резьбы . Обозначение поля допуска диаметра резьбы состоит из цифры, показывающей степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение. Структура обозначения резьбы
Общая схема обозначения резьбы
Диаметры и шаги метрической резьбы (выдержка из ГОСТ 8724-2002 Основные нормы взаимозаменяемости Резьба метрическая. Диаметры и шаги).
