Огляд різновидів різьбових з`єднань

Різьбове з`єднання - основний спосіб стикування двох конструктивних елементів між собою. У сантехнічної та будівельної практиці нарізні сполучення застосовуються при монтажі трубопроводів, запірно-регулюючої арматури та підключення до інженерних систем споживає обладнання.

Різьбове з`єднання

У даній статті представлені з`єднання. Ми розглянемо їх різновиди, складові частини кріплення, способи визначення розмірів і конфігурації різьблення.

Призначення і сфера застосування

Різьба, відповідно до положень ГОСТ №2.331-68, визначається як поверхня сформована сукупністю чергуються западин і виступів певного профілю, розміщена на внутрішніх або зовнішніх стінках тіла обертання.

Функціональним призначенням різьби є:

• утримання деталей на необхідній відстані по відношенню один до одного;
• фіксація деталей і обмеження можливості їх зміщення;
• забезпечення щільності з`єднання стикуються конструкцій.

Основою будь-якого різьблення є гвинтова лінія, в залежності від конфігурації якої виділяють наступні види різьблення:

• циліндрична - різьблення, сформована на циліндричній поверхні;
• конічна - на поверхні конічної форми;
• права - різьблення, гвинтова лінія якої спрямована за годинниковою стрілкою;
• ліва - з гвинтовою лінією проти годинникової стрілки.

Різьбове з`єднання - стикування двох деталей за допомогою різьблення, що забезпечує їх нерухомість або заданий просторове переміщення відносно один одного. Такі сполуки класифікуються на дві основні категорії:

• з`єднання, отримані із застосуванням спеціальних сполучних елементів - гвинтів, шпильок, гайок і шайб (сюди відноситься все різновиди фланцевого монтажу);
• з`єднання, утворені згвинчуванням двох стикуються конструкцій без сторонніх кріплень (в сантехніці - муфтове з`єднання труб).

Схема муфтового з`єднання труб

Діючі ГОСТ визначають наступні основні параметри різьби:

• d - номінальний зовнішній діаметр гвинта або болта, вказується в міліметрах;
• d₁ - внутрішній діаметр гайок, розмір якого повинен збігатися з величиною d відповідного кріплення;
• p - крок різьби, який вказує на відстань між двома сусідніми гребенями гвинтовий лінії;
• a- кут профілю, вказує на кут між суміжними виступами гвинтової лінії в осьовій площині.

Крок різьби визначає, до якого класу вона належить - основного або дрібному. На практиці відмінності між ними полягають в тому, що дрібні нарізні сполучення (в такій конфігурації виконуються всі кріплення діаметром від 20 мм), за рахунок мінімального відстані між гребенями гвинтовий лінії, більш стійкі до самовідгвинчуванню.

Переваги і недоліки

Широке поширення різьбових з`єднань обумовлюється наявністю у даного методу кріплення безлічі експлуатаційних переваг, до числа яких належить:

• надійність і довговічність;
• можливість контролю над силою стиснення;
• фіксація в заданому положенні завдяки ефекту самоторможения;
• можливість складання і демонтажу із застосуванням широко поширених інструментів;
• порівняльна простота конструкції;
• великий сортамент і типорозміри кріпильних елементів, їх низька вартість;
• мінімальні розміри кріплень в порівнянні з розмірами деталей, що з`єднуються.

До недоліків даних сполук відноситься нерівномірний розподіл навантаження по гвинтовий лінії різьби (близько 50% тиску припадати на перший виток), Прискорений знос і ослаблення стику при частій розбиранні кріплення і його схильність до самовідгвинчуванню під впливом вібраційних навантажень.

Відмінності між метричної та дюймової різьбленням (відео)

Різновиди різьбових з`єднань

Залежно від типу профілю різьблення класифікується на такі різновиди:

• метрична;
• дюймова;
• трубна циліндрична;
• трапецеїдальних;
• наполеглива;
• кругла.

Різновиди профілів різьби

Найбільш поширеною є різьблення метрична (ГОСТ №9150-81). Її профіль виконаний у вигляді рівностороннього трикутника під кутом 60⁰ з кроком витків від 0.25 до 6 мм. Кріпильні елементи випускаються в діаметрі 1-600 мм.

Також існує різьблення метрична конічного типу, в якій використовується конусність 1:16. Така конфігурація забезпечує герметичність стику і стопоріння кріпильних елементів без необхідності використання стопорних гайок. Наведена нижче таблиця показує основні параметри метричного профілю.

Таблиця розмірів метричної різьби

Дюймова різьба не має нормативних стандартів у вітчизняній будівельній документації. Дюймовий профіль виконаний в трикутній формі з кутом 55⁰. Крок профілю визначається кількістю витків на ділянці довжиною в 1 ". Конструкція стандартизована для кріплень з зовнішнім діаметром від 3/16 "до 4" і кількістю витків на 1 "від 3 до 28.

Конічна дюймова різьба має кут профілю в 60⁰ і конусність 1:16. Даний профіль забезпечує високу герметичність з`єднання без додаткових ущільнюючих матеріалів. Це основний тип різьблення в гідравлічних і напірних трубопроводах малих діаметрів.

Розміри дюймового різьблення

Трубна різьба циліндричного типу (ГОСТ №6357-81) застосовується в якості кріпильний-ущільнюючої. Її профіль має форму рівнобедреного трикутника з кутом 55⁰. З метою отримання підвищеної герметичності профіль виконується з закругленими верхніми гранями без додаткових зазорів на місцях западин і виступів. Даний вид різьблення стандартизований під діаметри 1/16 "-6", крок варіюється в межах 11-28 витків на 1 ".

Трубна різьба завжди виконується в дрібній конфігурації (зі скороченим кроком), що необхідно для збереження товщини стінок з`єднуються конструкцій. Даний вид профілю широко використовується для з`єднання сталевих трубопроводів систем опалення та водопостачання і інших деталей циліндричної форми.

Розміри трубного різьблення

Різьба трапецеїдальних (ГОСТ №9481-81) найчастіше використовується в кріпленнях типу гвинт-гайка. Профіль має рівносторонній трапецеидальную форму з кутом 30⁰ (Для кріпильних елементів черв`ячних передач - 40 градусів). Використовується в кріпленнях з діаметрами 10-640 мм.

У порівнянні з прямокутним профілем трапецеїдальних гвинтова лінія, при ідентичних габаритах, забезпечує більшу міцність з`єднання. Така конфігурація дозволяє ефективно виконувати рухливі передачі (перетворює обертальний рух в поступальний), через що трапецеїдальних різьблення повсюдно використовується в ходових гайках, які фіксують шток трубопровідних засувок.

Профіль трапецеїдальної різьби

Запекла різьба (ГОСТ №24737-81) застосовується в кріпленнях, які відчувають в процесі експлуатації сильні односпрямовані осьові навантаження. Її профіль виконаний у вигляді різнобічної трапеції, одна з граней якої має кут в 3⁰, протилежна - 30⁰. Крок профілю становить 2-25 мм, застосовується для кріплень діаметром 10-600 мм.

Профіль круглої різьби (ГОСТ №6042-83) сформований з`єднаними між собою дугами з кутом між сторонами в 30⁰. Перевагою такої конфігурації є підвищена стійкість до експлуатаційного зносу, через що вона широко застосовується в конструкціях трубопровідної арматури.

Як визначити параметри різьби?

При виборі трубопровідної арматури або фланцевих сполучних елементів виникає необхідність дізнатися тип і розміри профілю, що потрібно для правильного визначення параметрів відповідного кріплення. У більшості випадків ви зіткнетеся з метричної різьбою, яка найбільш поширена у вітчизняному будівництві і сантехніці.

Метричний профіль має уніфіковане позначення типу М8х1.5, в якому:

• М - метричний стандарт;
• 8 - номінальний діаметр;
• 5 - крок профілю.

Визначити крок профілю можна трьома способами - використовувати спеціальний інструмент (метричний резьбомери), порівняти крок з кріплення з профілем мітчика або виміряти його штангенциркулем. Визначення останнім методом найбільш просте - необхідно лише виміряти відстань між десятьма витками профілю і розділити отриману довжину на 10.

Схема зняття замірів

Номінальний діаметр вимерівается штангенциркулем по зовнішній межі профілю. Представлена нижче таблиця містить перелік відповідності найбільш поширених діаметрів і кроків профілю метричної різьби.

Таблиця визначення типу різьблення

При роботі з дюймової різьбленням визначити крок її профілю можна приклавши до кріплення дюймову лінійку і візуально підрахувавши кількість витків, що припадають на 1 дюйм (25.4 мм). Використовуючи спеціальний резьбомери враховуйте, що англійський та американський стандарт відрізняється по куту профілю (60 і 55⁰ відповідно), так що тут потрібно увагу при виборі інструменту.