Что такое резьба?

Разновидности дюймовых резьб

Существует множество видов резьбовых соединений, размерностью которых являются дюймы, но среди них в России выделяют следующие основные виды:

• Трубная цилиндрическая
• Трубная коническая 

Каждая категории обладает своими особенностями. Цилиндрическая трубная резьба регулируется ГОСТом 6357-81. Размеры резьбы стандартизированы и занесены в специальную таблицу. Данные дюймовые резьбы, в первую очередь, отличаются более мелким шагом, что означает меньшее количество витков на один дюйм.

Таблица. Трубная цилиндрическая резьба. ГОСТ 6357-81.

Вторым ее отличием является более скругленный профиль. Он способствует более плотному контакту витков друг к другу, что уменьшает вероятность образования течи при транспортировке жидкости через данное резьбовое соединение.

Нарезку трубной цилиндрической резьбы производят на трубах, диаметр которых не превышает 6 единиц дюйма. При величине труб свыше данного размера требуется применение высокоточного оборудования, что повышает производственные издержки. В этом случае эффективнее как с технологической, так и с финансовой точки зрения произвести крепеж труб методом сварки.

Трубная коническая резьба представлена ГОСТом 6211-81. Таблица размеров, пределы отклонений и величина нагрузок описаны данным стандартом. По типу профиля витков коническая резьба схожа с дюймовой, но имеет 2 довольно важных отличия.

Трубная коническая резьба. ГОСТ 6211-81.

Прежде всего это то, что существует два типа углов профиля: 55 и 60 градусов. Второе различие — резьба нарезается по конусу, благодаря чему конические резьбы обладают таким качеством как самоуплотняемость (таблица со значениями конусности указана в справочной литературе). Поэтому крепежные соединения с помощью них не требуют использования дополнительных уплотняющих элементов: льняная нить, пряжа с суриком и прочее.

Геометрические параметры

Рассмотрим геометрические параметры, которые характеризуют основные элементы резьбы метрического типа.

Номинальный диаметр резьбы обозначается буквами D и d. При этом под буквой D понимают номинальный диаметр наружной резьбы, а под буквой d – аналогичный параметр внутренней.
Средний диаметр резьбы в зависимости от ее наружного или внутреннего расположения обозначается буквами D2 и d2.
Внутренний диаметр резьбы в зависимости от ее наружного или внутреннего расположения имеет обозначения D1 и d1.
Внутренний диаметр болта используется для расчета напряжений, создаваемых в структуре такого крепежного изделия.
Шаг резьбы характеризует расстояние между вершинами или впадинами соседних резьбовых витков. Для резьбового элемента одного и того же диаметра различают основной шаг, а также шаг резьбы с уменьшенными геометрическими параметрами

Для обозначения этой важной характеристики используют букву P.
Ход резьбы представляет собой расстояние между вершинами или впадинами соседних витков, сформированных одной винтовой поверхностью. Ход резьбы, которая создана одной винтовой поверхностью (однозаходная), равен ее шагу

Кроме того, значение, которому соответствует ход резьбы, характеризует величину линейного перемещения резьбового элемента, совершаемого им за один оборот.
Такой параметр, как высота треугольника, который формирует профиль резьбовых элементов, обозначается буквой H.

Геометрические параметры основного профиля метрической резьбы

Значения диаметров метрической резьбы (мм)

Полная таблица метрических резьб согласно ГОСТ 24705-2004

ГОСТ 8724

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.

ГОСТ 24705 2004

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.

ГОСТ 9150

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).

ГОСТ 16093

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.

История

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 году группа учёных из Технологического института Карлсруэ опубликовала в журнале Science статью о строении суставов у жуков-долгоносиков вида Тригоноптерус облонгус, 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 изобретённый Архимедом винт, применявшийся для перемещения жидкостей и сыпучих тел. Первые крепёжные детали, имеющие резьбы, начали применяться в Древнем Риме в начале нашей эры. 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 ещё 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 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[источник не указан 373 дня].

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, выпускавшее 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, использовавшихся 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 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.

Параметры классификации трубной резьбы

Классификацию резьбовых соединений производят по разным параметрам. По способу нарезки можно сгруппировать на следующие виды:

1. Тип поверхности расположения канавок – в виде цилиндра (цилиндрическая) или конуса (коническая).
2. Расположение на изделии. Нарезают по наружной или внутренней поверхности.
3. Число заходов спиральных углублений. Могут быть однозаходные и многозаходные.
4. Профиль накатки. Это может быть прямоугольник, треугольник или трапеция. Чаще всего используется треугольный профиль, как самый прочный универсального назначения.
5. Направление витков. Может быть прямоугольной или левосторонней.
6. Единица измерения диаметров. Резьбовые соединения измеряются в метрической или дюймовой системе.
7. Назначение. Могут быть крепежными, ходовыми, крепежно-уплотнительными и упорными.

Трубные резьбы, используемые при монтаже систем водоснабжения, отопительной сети и канализации, подразделяются на следующие виды:

• Цилиндрическая.
• Коническая.
• Дюймовая.

Область применение каждого вида профиля уточняется его техническими свойствами и характеристиками.

Коническая

Трубный профиль с нарезом в виде уменьшенного конуса называется конической резьбой.

На чертежах и монтажных схемах обозначается английской буквой G и измеряется в дюймах. Нарезка такого вида применяется для герметичности трубопроводов высокого давления, заполненных жидкостями или газообразными веществами. Коническая накатка обеспечивает прочное монолитное соединение изделий.

В качестве примера можно привести гидропривод тяжелой техники, в котором маслянистая жидкость работает в условиях высокого давления. В этом случае в соединении узлов задействованы профили разного типа. Поэтому конические резьбовые соединения обозначаются показателем в виде дроби, где числитель – это внутренняя резьба, а внешняя – показана в знаменателе.

Круглая метрическая

К трубопроводной арматуре предъявляются высокие требования герметичности и разъемности соединений.

Конструктивные особенности круглой метрической резьбы обеспечивают высокую сопротивляемость к внешним и внутренним усилиям, что значительно увеличивает срок службы всего узла.

Профиль по внешнему виду напоминает окружности, с вершинами и впадинами, соединенных под углом 90 градусов.

Круглой резьбой оборудуются следующие элементы:

• Смесители холодной и горячей воды.
• Сантехнические краны.
• Запорные вентили.
• Шпиндели.

Круглые нарезки можно использовать в деталях и элементах, эксплуатируемых в загрязненных средах.

National pipe thread — NPT

С маркировкой стандартами NPT (National pipe thread) сталкиваются при покупке сантехнической арматуры и изделий, произведенных в Америке. Резьба NPT соответствует ГОСТу № 6111.1952 года. Несмотря на свою давность этот стандарт применяется практически во всех странах СНГ. В этом документе содержится описание дюймовой конической резьбы с профилем в 60 градусов.

Резьба по стандарту NPT изготавливается в размерах от 1/16 до 24 дюйма. Следует учесть, что такой маркировкой обозначается пропускное сечение полости трубы, а не привычный измеритель — наружные диаметры подключаемых патрубков или штуцеров.

Таблица основных размеров конической дюймовой резьбы по стандартуNPTи ГОСТу 6111.

Параметры конической трубной резьбы

Данный вид соединений обозначается исключительно в дюймах. Указываются значения в целых и дробных частях. Профиль конической трубной резьба отличается от стандартного дюймового аналога. Угол при вершине составляет 55° в первом случае и 60° во втором. В отдельных случаях допускается соединения обоих видов. Условия определены в ГОСТ 6211–81. В § 4.7 сказано, что в этом случае можно использовать наружную трубную коническую резьбу совместно с цилиндрической внутренней. Номинальные значения должны совпадать. Например, диаметр 1½ должен быть одинаковым у обеих деталей. Внутренняя трубная дюймовая коническая резьба не соединяется наружным цилиндрическим элементом.

Этот параметр одинаков для всех видов конической трубной резьбы, а вот шаг существенно отличается. Исторически принято измерять его в количестве ниток на дюйм. Но в процессе эволюции производства некоторые значения не соответствуют указанным данным. Поэтому вся дюймовая резьба сегодня имеет расшифровку в привычных европейских стандартах. Метрическая система измерения гораздо удобнее в работе.

Ниже указаны соответствия дюймовых номиналов аналогам в мм:

• ⅛ — 28 (число ниток на дюйм), 0,907 мм;
• ¼ — 19, 1,337 мм;
• ⅜ — 19, 1,337 мм;
• ½ — 14, 18,14 мм
• ¾ — 14, 18,14 мм
• 1 — 11, 23,09 мм
• 1¼ — 11, 23,09 мм
• 1½ — 11, 23,09 мм
• 2 — 11, 23,09 мм

У конической трубной резьбы различают три диаметра: наружный, внутренний и средний. Чертеж соединения выполнен в виде трапеции. Ее основание — наружная резьба, вершина внутренняя. Среднее значение вычисляется математически. Оно примерно соответствует размерам обычной цилиндрической дюймовой резьбы

Это важно знать при совмещении различных типов соединения. То есть, когда конусная деталь вкручивается в обычную дюймовую резьбу, то вначале вращения соединение получается прослабленное

К середине длины оно уплотняется, дальше движение производится с увеличивающимся натягом. Преимущества конуса часто используется в стандартных соединениях при прослабленной внутренней резьбе. Если деталь изношена и внутреннее отверстие становится больше нормы, то можно заменить цилиндрический элемент. Угол конуса компенсирует прослабление по диаметру.

Следует знать, что при подготовке деталей к обработке необходимо учитывать припуски. Делая конус на входящей детали ориентируются на наружное значение диаметра по таблице. Затем проверяют длину заготовки и лишь потом делают нужный уклон. На токарном станке выставляют угол на верхней каретке суппорта. Второй вариант — использование фасонного резца. В обоих случаях придется делать ручную настройку, и точно выставить режущий инструмент сложно, поэтому обязательно проверяют угол специальным калибром.

Угол вершины профиля 55° выбран не случайно. Это гарантирует лучшую герметизацию соединения. При закручивании происходит притирка деталей с легким заминанием профиля. Однако применять силу при сборке не рекомендуется. Конусность деталей приводит к тому, что вектор нагрузки направлен наружу. Деталь может просто разорвать при избыточных усилиях. Особенно, если толщина элемента с внутренней резьбой небольшая. Не рекомендуется применять технологию на тонкостенных латунных и алюминиевых деталях. Об этом нужно помнить, когда решено сочетать трубную коническую и трубную цилиндрическую резьбу, которая не рассчитывалась при производстве на такой вид нагрузки.

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организацииМуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммыОтчетыпо упоминаниямДокументная базаЦенные бумагиПоложенияФинансовые документыПостановленияРубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датамРегламентыТерминыНаучная терминологияФинансоваяЭкономическаяВремяДаты2015 год2016 годДокументы в финансовой сферев инвестиционной

Резьба стальная. ГОСТ. Труба с резьбой.

Резьба стальная. ГОСТ. Труба с резьбой. 4.83/5 (96.67%) проголосовало 6

Резьба стальная изготавливается из труб ГОСТ 3262-75. Их разрезают на необходимые размеры в зависимости от диаметра трубы (смотри таблицу 1.) и нарезается трубная наружная дюймовая резьба (не больше 5,6 витков). Примечание: резьба нарезается только с одной стороны детали, другая её сторона приваривается к трубе.

Эксплуатируются резьбы в системах водопровода, газопровода, системах отопления, то есть в системах неагрессивных сред (вода, газ, пар), при температуре до +175 ˚С и номинальном давлении 1.6 МПа. Резьбы необходимы для крепления различных деталей и оборудования (муфты, краны, вентили, манометры)

С размерами и весом стальной резьбы вы можете ознакомится в таблице ниже. Таблица составлена для резьбы стальной соответствующих ГОСТ 6357-81.

Материал для изготовление использую черные сорта стали для труб и деталей водо- и газопроводных конструкций по

ГОСТ 1050-88. С целью повышения антикоррозийных свойств, резьбы стальные обрабатывают цинковым покрытием.

Примечание: В таблице 1 указан вес стальной резьбы без антикоррозийного покрытия так, как разница в весе незначительна и ей можно пренебречь.

Рис.1.Основные обозначения резьбы стальной.

Таблица 1.

Размеры и вес резьбы стальной по ГОСТ 6357-81.

4,5
0,55
80
3″-B
3,5
70
20
0,51

4
0,58

4,5
0,65

100
4″-B
4
70
20
0,75

4,5
0,84

5
0,93

Д_у – условный проход детали, мм;

L – длина детали, мм;

l – длина резьбы детали, мм;

G – обозначение резьбы, дюйм.  

Маркировка и классы точности

Существует 3 класса точности резьбы: первая (самая грубая), вторая и третья (наиболее точная). Выбор того или иного класса зависит от 2-х факторов: размеры диаметра резьбы, взятого из таблицы, давления жидкости в трубопроводе. Чем выше класс резьбы, тем большее давление жидкости она сможет выдержать.

Размеры проверяют на соответствие определенному классу точности с помощью специальных калибров. Этот способ позволяет наиболее достоверно определить соответствие резьбой требуемых размеров, но он более трудоемкий. Такой метод эффективен в условиях многосерийного производства деталей, требующих наличие высокой точности. Когда серийность не столь велика и к точности не предъявляется повышенных требований, размеры резьб контролируются следующим образом:

• Размеры наружного диаметра измеряют с помощью штангенциркуля, микрометра и других механических измерительных приборов. Затем показания сверяют со справочной таблицей.
• Размеры шага определяют прикладыванием специальных гребенок, например дюймовый резьбомер. Затем полученное количество витков на дюйм соотносят со значением таблицы размеров дюймовой резьбы. Самый простой способ измерить шаг резьбы – взять линейку, отметить на ней 25,4 миллиметра и посчитать сколько витков входит в данный отрезок. Сразу отметим, что это способ наиболее грубый и не подходит для измерения резьбы с третьим и вторым классом точности.

Обозначение дюймовой резьбы в технической документации разберем на примере:

G 2” LH-2-40

Буква «G» означает, что резьба трубная цилиндрическая. Коническая трубная согласно Российским стандартам обознается буквой «К».

Цифра «2» указывает на размер наружного диаметра. Единицей измерения являются дюймы. Размеры резьбы и их варианты полностью регламентированы ГОСТами и занесены в специальные таблицы.

Буквы «LH» показывают, что резьба имеет левое направление завинчивания. Отсутствие данного обозначения указывает на правое направление.

Цифра «2» характеризует класс точности. Таблица пределов отклонений указана в ГОСТе.Цифра «40» — это размер, характеризующий длину завинчивания.