Виды резьбовых соединений

Дата актуализации статьи: 5.08.2024, время чтения статьи: 5 минут👁 2215

Содержание

1 Виды резьбовых соединений
2 Метрическая резьба
3 Дюймовая резьба
4 Трубная резьба
5 Трапецеидальная резьба
6 Упорная резьба
7 Круглая резьба

Виды резьбовых соединений

В зависимости от единиц измерения, назначения резьбовых соединений, формы их профиля выделяют несколько видов резьб, в том числе:

метрическая;
дюймовая;
трубная;
трапецеидальная;
упорная;
круглая.

Рассмотрим подробнее эти типы резьбы и их назначение в классификации резьбовых соединений.

Метрическая резьба

Это самый распространенный тип резьбы, с помощью которого образуется большинство видов резьбовых соединений в строительстве, промышленности, коммунальной, бытовой сфере. Измерения ее размерных параметров производятся в миллиметрах.

В соответствии с ГОСТ 9150-81 профиль метрической резьбы выполнен в форме равностороннего треугольника с углом 60 градусов. Она может иметь наружный диаметр от 1 мм до 600 мм и шаг от 0,25 мм до 6 мм. Метрическая резьба наиболее широко применяется при производстве болтов, гаек, шпилек, других крепежных элементов.

Также может нарезаться коническая метрическая резьба с конусностью 1:16. Ее диаметр может составлять от 6 мм до 60 мм. Она позволяет получать герметичные резьбовые соединения с высокой устойчивостью к вибрационным нагрузкам. Для таких соединений существенно снижаются требования к уплотнению, не требуется использование стопорных гаек.

Дюймовая резьба

Это менее распространенный вид резьбы. Он применяется в крепежных элементах, выпускаемых в США, Великобритании и других странах с неметрической системой, а также при производстве элементов трубопроводов. Измерение параметров резьбы производятся в дюймах. Она имеет профиль в форме равнобедренного треугольника с углом в вершине 55 градусов. Шаг рассчитывается как количество витков на один дюйм длины.

Дюймовая резьба также может быть конической. Примерами резьбовых соединений, в которых она используется, являются конструкции гидравлических систем и напорных трубопроводов. Здесь конусность позволяет повысить герметичность.

Трубная резьба

Параметры трубной резьбы устанавливаются положениями ГОСТ 6357-81. Основной тип резьбовых соединений — элементы трубопроводов и запорной арматуры. Ее профиль выполнен в форме равнобедренного треугольника с углом в вершине 55 градусов. Вершины гребней скруглены, что позволяет убрать зазоры в области впадин и выступов для повышения герметичности. Это разновидность дюймовой резьбы. Она может иметь диаметр от 1/16 дюйма до 6 дюймов. Ее шаг может составлять от 11 до 28 витков на дюйм. Величина шага меньше по сравнению с обычной дюймовой резьбой, что позволяет сохранить прочность в зоне соединения.

Трубная резьба может быть выполнена в коническом профиле. При этом конусность составляет 1:16.

Трапецеидальная резьба

Параметры трапецеидальной резьбы устанавливаются нормами ГОСТ 9481-81. Она имеет профиль в форме равнобокой трапеции с наклоном граней 30 градусов. В узлах червячных передач используется крепеж с трапецеидальной резьбой и наклоном граней в 40 градусов.

Если рассматривать, какие виды соединений образуют с помощью резьбы данного типа, то, как правило, это соединения винт-гайка. Форма профиля обеспечивает увеличение прочности. Поэтому резьба может использоваться для крепления узлов механизмов, работающих с высокими нагрузками. Например, ее применяют в ходовых гайках для фиксации штоков задвижек.

Упорная резьба

Характеристики упорной резьбы определяются ГОСТ 10177-82. Сечение ее профиля представляет неравнобокую трапецию. Одна ее грань наклонена под 3 градуса, вторая — под 30 градусов. Такая форма обеспечивает повышенную стойкость к значительным осевым нагрузкам в одном направлении. Упорная резьба может иметь диаметр от 10 мм до 600 мм, шаг — от 2 мм до 25 мм.

Круглая резьба

Круглую резьбу также называют резьбой Эдисона. Ее характеристики определяется положениями ГОСТ 6042-83. Она имеет профиль с углом наклона 60 градусов и вершинами в форме дуг. Особенность такого профиля состоит в повышенной стойкости к механическому износу благодаря равномерному распределению внутренних напряжений. Благодаря этому круглая резьба используется для фиксации деталей механизмов, конструкций, оборудования, которые в процессе эксплуатации постоянно подвергаются переменным нагрузкам. В том числе ее часто используют в элементах запорной и регулирующей арматуры трубопроводов.

Ответы на вопросы

Перечислите основные виды резьбовых соединений и поясните область их применения. Какой вид соединения является наиболее распространенным в строительной отрасли?

Чтобы получить представление о типах резьбовых соединений, необходимо ознакомиться с основными разновидностями резьбы:

Метрическая резьба — самая популярная, образует герметичное соединение. Профиль резьбы состоит из равносторонних треугольников с углом при вершине 60°.
Дюймовая резьба — находит применение в деталях трубопровода, встречается на крепеже производства США и Англии. Профиль резьбы образован равнобедренными скругленными треугольниками с углом при вершине 55°.
Трапецеидальная резьба — устойчива к износу при постоянной работе на срез и деформацию, находит применение в винтах червячной передачи. Профиль сформирован равнобокими трапециями..
Упорная резьба — отличается устойчивостью к однонаправленному воздействию, находит применение в винтах для грузовых механизмов, сваях и других крепежных деталях диаметром от 10 до 600 мм. Резьбовой профиль состоит из неравнобоких трапеций.
Круглая резьба — находит применение в электротехнике, сантехнике. Профиль резьбы напоминает график синусоиды со скругленными вершинами и впадинами.

В строительстве наиболее распространены винты, болты, шурупы, гайки, шпильки и другие метизы с метрической резьбой.

Что такое фланцевое соединение и какими преимуществами оно обладает по сравнению с обычным болтово-гайковым соединением?

Фланцевое соединение применяют в трубопроводах на стыках между сегментами, арматурой и оборудованием. Фланец присоединяется к трубе или патрубку сваркой, диски свободных фланцев надевают поверх приварного кольца. Для соединения фланца и контрфланца используют болтовое соединение или шпильки с гайками. Фланцевое соединение сохраняет надежность при частом разборе узла, обладает лучшей устойчивостью к вибрациям, перепадам температур и давлению, чем крепежная пара болт-гайка. Для уплотнения между фланцами размещают прокладки или компенсаторы, повышающие герметичность узла.

Какие материалы используются для изготовления резьбовых элементов, обеспечивающих максимальную надежность соединения в условиях высокой влажности и агрессивных сред?

В зависимости от нагрузки, технических требований к свойствам метизов и бюджета в агрессивных условиях применяют крепеж из следующих видов материалов:

Аустенитные стали марок AISI 304, AISI 316, AISI 321, AISI 316Ti. Аустенитные стали отличаются отличной свариваемостью, успешно противостоят окислению в сложных условиях. Благодаря пластичности метизы из аустенитных сталей сохраняют прочность при высоких нагрузках.
Титановые сплавы. Титан вдвое легче стали, значительно превосходит алюминий по прочности. По стойкости к коррозионным процессам титан сравним с платиной. Метизы из титановых сплавов находят применение в оборонной и аэрокосмической промышленности.
Латунь. Латунные болты и шурупы способны десятилетиями работать в условиях высокой влажности, сохраняя прочность и выносливость.
Пластик. В малонагруженных узлах применяют крепеж из пластика, полиамида и нейлона. Полимеры не боятся влажности и выдерживают контакт с растворами кислот и щелочей.

Какие особенности имеет нарезка резьбы в отверстиях, выполненных в мягких материалах, таких как алюминий или дерево? Нужно ли учитывать дополнительные характеристики крепежа при работе с такими материалами?

При нарезке резьбы обязательно следует изучить свойства материала, с которым предстоит работать. Алюминий легко сминается под нагрузкой из-за мягкости металла. Для нарезания витков в алюминии потребуются специальные метчики или кобальта или быстрорежущей стали, сверла подходящего размера и смазочные вещества. Внутри дерева резьбу не нарезают до конца — заостренный стержень метиза завершит работу при установке крепежа. Нарезку осуществляют специальными метчиками по дереву. Для мягких и волокнистых материалов используют специальный крепеж, спроектированный под конкретный материал.