Резьбовые соединения

Категория:
Нарезание резьбы


Резьбовые соединения

Резьбовые соединения широко распространены в машиностроении. От других видов соединений их отличает высокая надежность, простота изготовления, удобство сборки и разборки деталей изделия.

Самый простой вид резьбового соединения — это болт и гайка, на которых нарезана резьба. Вообще резьба — это винтовые выступы на круглой (цилиндрической) детали, например стержне.

Рис. 1. Детали резьбового соединения

Любой болт состоит из стержня и головки. На стержне нарезана резьба, а за головку болт ключом завертывают или отвертывают. Головки болтов могут быть шестигранными и квадратными.

Рис. 2. Образование резьбы на цилиндре

На резьбовой стержень болта навинчивают гайки. Встречаются гайки различной формы — шестигранные, квадратные, корончатые, барашковые. Чтобы надежней соединить детали и не повредить их поверхность, под гайку (а иногда и головку болта) ставят прокладку — шайбу.

Рис. 3. Болт

Рис. 4. Формы головок болтов:

а — шестигранная; б — квадратная.

Рис. 5. Формы гаек: а — шестигранная; б — квадратная; в — барашковая; г — корончатая

Понятие о резьбе. Резьбы бывают правые и левые. По числу заходов они делятся на одно-, двух-, трех- и многозаходные. Чтобы определить число заходов резьбы, необходимо посмотреть в торец винта или гайки и подсчитать, сколько концов витков имеется на нем.

Во всякой резьбе различают следующие основные элементы: профиль, шаг, наружный, средний и внутренний диаметры.

Применяются три системы резьб: метрическая, дюймовая и трубная; имеются также резьбы — прямоугольная, трапецеидальная, упорная, круглая и коническая резьба Бриггса.

Профиль метрической резьбы имеет вид треугольника с углом при вершине 60°. Существует шесть видов метрических резьб с различными величинами шага — основная и мелкие от 1-й до 5-й включительно. Профиль дюймовой резьбы имеет при вершине угол 55°. Эту резьбу применяют лишь при изготовлении запасных частей, ранее имевших дюймовую резьбу.

Рис. 6. Профили резьб: а – треугольной, б — прямоугольной, в — трапециевидной, г — упорной, д — круглой, е — метрической, ж — дюймовой, з — трубной, и — трубной конической

У трубной резьбы профиль имеет также угол 55°. Каждому размеру резьбы в дюймах соответствует число ниток резьбы на Г”. За диаметр трубной резьбы условно принимают диаметр отверстия трубы.

Метрические резьбы в основном применяют для крепежных деталей: шпилек, винтов, болтов, гаек и др.

Трубная резьба предназначена для различных трубных соединений.

Прямоугольную и трапецеидальную резьбу применяют для деталей передачи движения, например, в ходовых винтах и винтах суппортов металлорежущих станков, домкратах и т. п.

Упорную резьбу используют для механизмов, работающих под большим давлением, действующим в одном направлении, например в гидравлических и механических прессах.

Круглую резьбу применяют для вагонных сцепок, водопроводной арматуры и др.

Рис. 7. Резьбовые соединения: 1 — болтом, 2 — гайкой, 3 — винтом, 4 – шпилькой

Коническую резьбу (резьба Бриггса) широко применяют на трубных соединениях, работающих при высоких давлениях и температурах.

Отверстия под коническую резьбу должны предварительно быть обработаны на конус. Коническую резьбу обычно нарезают метчиками на станках с принудительной подачей. Конические метчики режут не только заборной частью, но и основным конусом.

Резьбовыми соединениями, называют разъемные соединения, выполненные с помощью резьбовых крепежных деталей — винтов, шпилек, гаек, или с помощью резьбы, непосредственно нанесенной на соединяемые детали.

Гайка — это деталь с резьбовым отверстием, навинчиваемая на болт и имеющая форму, приспособленную для захвата ключом или рукой.

Болтом называют металлический стержень, имеющий на одном конце головку, а на другом — резьбу. Головка болта может быть шестигранной, квадратной и полукруглой. Болты, у которых полностью обработана головка и чисто обточен стержень, называют чистыми, а болты, у которых обточены только опорная поверхность головки и торец стержня,— получистыми.

Для неответственных соединений применяют черные болты, у которых стержень и головка остались необработанными после штамповки или ковки.

Болты стайками применяют для скрепления деталей не очень большой толщины, пластин, фланцев, брусьев, если есть место для расположения головки болта и гайки.

Болты, ввинчиваемые в одну из скрепляемых деталей, применяют, если прочность материала детали и ее толщина достаточны или нет места для расположения гайки.

Шпилька представляет собой металлический стержень с резьбой на обоих концах. Одним концом — посадочным — шпильку ввинчивают в тело основной детали. На другой конец шпильки надевают вторую деталь и закрепляют ее гайками. Шпильки устанавливают в корпуса редукторов, двигателей внутреннего сгорания, компрессоров, насосов, паровых машин и т. д. для крепления съемных крышек.

Рис. 8. Болты: а – чистый, 6 – призонный цилиндрический, в — призонный конический, г — фундаментный, д – рым-болт, е — откидные, ж — с внутренним шестигранником

Широко применяют в станкостроении болты с внутренним шестигранником. К специальным болтам относятся призонные, фундаментные, откидные, грузовые (рым-болты) и т. п.

Фундаментные болты служат для закрепления машин на фундаменте и выполняются в виде длинных стержней с резьбой на одном конце (другой конец загибается под углом 90° или полукольцом).

Призонные болты представляют собой цилиндрические болты или конические штифты, затягиваемые с помощью резьбы и предназначенные для предотвращения взаимного бокового смещения соединяемых деталей.

Откидные винты представляют собой винты с головкой, допускающей поворот винта вокруг оси, перпендикулярной оси винта. Они позволяют быстро зажимать и освобождать соединяемые детали и поэтому широко применяются в приспособлениях для закрепления деталей, обрабатываемых на станках.

Рым-болты (грузовые) имеют вместо головки кольцо для захвата и служат для поднятия изделий.

Болты небольшого размера с цилиндрической, полукруглой потайной или полупотайной головками с прорезями (шлицами) для отвертки, а также с головкой, имеющей накатку, называют винтами. Винты бывают также с головкой под ключ.

Винты по назначению разделяются на крепежные и установочные.

Крепежные винты применяют, когда к основной детали требуется прикрепить какую-нибудь вспомогательную деталь, например смотровую крышку к редуктору, направляющую шпонку к валу и т. д. Крепежные винты с потайной головкой часто используют вместо болтов, если выступающие головки обычных болтов мешают работе механизма.

Установочные винты отличаются от крепежных тем, что резьба имеется на всем стержне, а также имеется нажимный конец, который входит в соответствующее углубление в детали.

Установочные винты применяют при фиксировании одной детали относительно другой. Такими винтами фиксируют детали, насаженные на оси или валы, например установочные кольца, дистанционные втулки, рычаги, рукоятки и т. д.

Гайки. В зависимости от назначения гайки бывают различной формы и конструкции: шестигранные, квадратные, корончатые, круглые и т. д. По чистоте, обработки поверхностей гайки, как и болты, делятся на чистые, получистые и черные. Черные гайки имеют одну фаску, а чистые и получистые — одну или две. При сборке чаще применяют чистые и получистые гайки.

Разновидностью шестигранных чистых гаек являются корончатые гайки, имеющие прорези для шплинтов. Существуют гайки и специальной формы: круглые, стяжные, гайки-барашки и др.

Рис. 9. Винты: а — с потайной головкой, б — с цилиндрической головкой, в — с полукруглой головкой, г, д — стопорные (установочные) винты

Рис. 10. Гайки: а — шестигранная чистая, б — корончатая, в — шестигранная с прорезями, г — круглая, д — гайка-барашек

Круглые гайки имеют прорези на боковой поверхности для захвата их специальными ключами. Этими гайками крепят на валах кольца подшипников качения и другие детали, регулируют продольные зазоры между деталями и т. д.

Шайбы. При сборке резьбовых соединений под гайки часто подкладывают шайбы. Они бывают черные без фаски, штампованные из листа и чистые с фаской, точенные на станке. Шайбы применяют не только как прокладки, но и как детали, предотвращающие самоотвинчивание гаек, болтов. Шайбы ставят также и тогда, когда нужно увеличить опорную поверхность под гайкой, защитить поверхность детали от задирания гранями гайки или устранить неровности наружной поверхности детали и перекос гайки.

Штифты. Для фиксации соединяемых деталей (если болты вставляют в отверстие с зазором) и разгрузки болтов от боковых усилий используют штифты. Штифты по конструкции делятся на конические и цилиндрические.

Конические штифты бывают гладкие, разводные и с резьбой на одном конце. Конические штифты имеют конусность 1:50 и применяются в соединениях, подверженных вибрации или толчкам. Разводные концы штифта слегка разводят, что предохраняет штифт от выпадания при толчках.

Конический штифт с резьбой на одном конце вставляют в глухое отверстие, из которого его нельзя извлечь. Для извлечения штифта из гнезда на резьбовой конец навинчивают гайку.

Цилиндрические штифты могут быть гладкие и с насечкой. Гладкие штифты удерживаются в отверстии в результате натяга, создаваемого при посадке Недостатком цилиндрических штифтов является то, что при разборке они теряют свой натяг и не могут быть вторично использованы.

Рис. 11. Штифты: а — конический, б — конический разводной, в – конический с резьбой, г — цилиндрический, д — с насечкой

Насеченные штифты или штифты с канавками удерживаются в отверстии острыми гранями канавок, не требуют развертывания отверстий, обеспечивая при этом повышенную надежность против выпадания без дополнительных средств закрепления. Штифты с канавками допускают повторные сборки и разборки. В отличие от гладких штифты с канавками преимущественно применяют для передачи нагрузки, а не для точного фиксирования взаимного положения деталей. Штифты с канавками применяют в качестве мелких осей.

Резьбой называется винтовая канавка определенной формы, нарезанная иа боковой поверхности цилиндра.

Винтовая линия на цилиндре образуется гипотенузой прямоугольного треугольника ЛВС при навертывании этого треугольника на цилиндр. Основание треугольника (Л С) должно быть равно длине окружности основания цилиндра. Угол между основанием и гипотенузой треугольника (я) называется углом подъема винтовой линии. Расстояние между двумя одинаковыми точками винтовой линии, называется шагом винта. Шаг винта (S) будет равен высоте ВС образующего винтовую линию треугольника.

Рис. 12. Схема образования резьбы.

Рис. 13. Многозаходная резьба:
а — двухзаходная; 6 — трехзаходная.

Резьба, образованная одной винтовой линией (ниткой) называется однозаходной. Резьба, образованная двумя, тремя и более винтовыми линиями (нитками), называется многозаходной.

Для однозаходной резьбы шаг винта совпадает с шагом резьбы, для двухзаходной он будет в два раза больше и т. д.

Многозаходная резьба применяется там, где требуется получить больший угол подъема резьбы, т. е. быстрое перемещение гайки вдоль оси винта при повороте ее на один оборот, и в то же время обеспечить достаточную прочность резьбы. Например, в авторучке применяется двух- или трехзаходная резьба, которая дает возможность быстро навинчивать и отвинчивать колпачок.

Резьбы по форме профиля канавки делятся на треугольную, прямоугольную и трапециевидную. Реже црименяют резьбы и других профилей, например полукруглую и упорную.

Болты, винты и шпильки, применяемые в неподвижных соединениях, как правило, имеют треугольную (крепежную) резьбу. Прямоугольную и трапециевидную резьбы’применяют в подвижных соединениях с перемещением винта относительно гайки, например винты домкратов, слесарных тисков, металлорежущих станков.

По направлению навинчивания различают правую резьбу, при которой гайка навертывается на болт слева направо, по часовой стрелке, и левую резьбу, при которой гайка навертывается на болт справа налево, против часовой стрелки.

Для соединения деталей машин широкое применение получили болты разных типов, которые различаются по диаметрам и длине резьбы, общей длине и размерам головки (ее ширине и высоте).

Шагом резьбы (/) называется расстояние между одноименными точками двух соседних ниток, измеренное по образующей цилиндра.

Рис. 14. Виды резьб.

Государственный общесоюзный стандарт (ГОСТ) устанавливает строго определенные размеры болтов и гаек, чтобы обеспечить их взаимозаменяемость в различных машинах и сооружениях. В Советском Союзе приняты такие стандартные размеры шестигранных головок болтов и гаек: 7 мм, 9 мм, 10 мм, 11 мм, 12 мм, 14 мм, 17 мм, 19 мм, 22 мм и т. д. Соответственно этим размерам гаек и головок болтов изготавливаются и гаечные ключи.

Рис. 15. Типы головок болтов и винтов.

В зависимости от назначения болтов их головки, кроме шестигранных, могут быть квадратными, прямоугольными, полукруглыми (с усом и с квадратным подголовком), цилиндрическими и потайными.

Болты небольшого размера с цилиндрической, полукруглой потайной или полупотайной головками с прорезями (шлицами) для отвертки, а также с головкой, имеющей накатку, называются винтами.

Рис. 16. Формы гаек.

Стержни, не имеющие головок, с резьбой на обоих концах называются шпильками. Шпильки ввертывают в отверстия с резьбой при помощи специальных ключей.

Гайки для болтов, так же как и болты, могут иметь различные формы. Наиболее распространены шестигранные гайки стандартных размеров под обычные гаечные ключи. Применяются также гайки квадратные, круглые, цилиндрические, корончатые, прорезные и гайки-барашки. Гайки-барашки можно завинчивать и отвинчивать усилием руки, без ключа. Для того чтобы не измять поверхность скрепляемых деталей, под головки болтов и гайки подкладывают шайбы.

Резьбовые соединения не должны развинчиваться при движениях, толчках и ударах, которым подвергаются детали машин во время работы, и поэтому очень важно предохранить их от самоотвинчивания. Для этого применяются различные гаечные замки, например разрезная (пружинная) шайба, которая благодаря своей упругости держит гайку в затянутом состоянии; корончатые, прорезные гайки, в прорези которых закладывается шплинт, пропускаемый через отверстие в болте; контргайки, которые затягивают основную гайку и предохраняют ее от самоотвертывания. Резьбовые соединения деталей являются разъемными, так как их можно разъединять, если требуется поставить новую деталь, сделать исправление и т. д.

Завинчивание и отвинчивание гаек и болтов производится гаечными ключами. На рисунке 46 показаны простые (открытые) и универсальные (или раздвижные) гаечные ключи.

Простые ключи бывают односторонними и двусторонними. Размеры зева должны соответствовать стандартным размерам гаек. В производстве приняты следующие размерызева для двусторонних ключей (в миллиметрах): 5 X 7; 7 X 9; 9 X И; 10 х 12;-12 X 14; 14 X 17; 17 X 19;19Х , Х22 и т. д.

Кроме простых гаечных ключей, в производстве широко применяются торцовые ключи — трубчатые или цельные, которые также бывают односторонними и двусторонними. Поворотное усилие торцовому ключу передается с помощью воротка, который вставляется в отверстие ключа. При ремонте и сборке машин применяются также накидные и радиусные (для круглых гаек) гаечные ключи.

Ключи изготавливают из инструментальной, углеродистой, а иногда и легированной сталей. Головки ключей подвергают закалке с отпуском. Размер зева ключа должен точно соответствовать размеру гайки или головки болта, чтобы не смять их рабочие грани. Усилия на ключ должны соразмеряться с диаметром винта, шагом его резьбы и длиной ключа. Слишком большое усилие может сорвать резьбу, особенно мелкую, или смять рабочие грани головки болта или гайки.

Отвертывание и завертывание винтов с прорезью (шлицем) в головке производится отвертками. Рабочая часть отвертки называется лезвием, ширина и толщина которого должны соогветствовать размерам шлица. Рабочую часть отвертки, так же как и головки гаечных ключей, подвергают закалке.

Рис. 17. Шайбы.

Рис. 18. Гаечные ключи

Рис. 19. Отвертки.

Для того чтобы увеличить производительность труда при сборке механизмов и машин, в массовом производстве применяют механизированные ключи и отвертки, приводимые в движение электрическими и пневматическими двигателями.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум