5.2 Взаимозаменяемость, методы и средства

контроля резьбовых соединений

5.2.1. Назначение и виды резьб

Резьбы широко распространены в машиностроении. В современных машинах и механизмах свыше 60 % деталей имеют резьбу, которая выполняет различные функции (крепежная резьба, кинематическая, ходовая и т. д.). По эксплуатационному назначению различают резьбы общего применения и специальные, которые предназначены для соединения деталей одного типа определенного механизма. Наиболее распространенными являются резьбы общего применения. К этой группе относятся резьбы: крепежные, кинематические, трубные (арматурные).

Крепежные резьбы применяются для создания разъемных соединений деталей машин. По углу профиля эти резьбы бывают метрические и дюймовые. Основное требование к крепежным резьбам – обеспечить прочность соединения и сохранить плотность стыка в процессе длительной эксплуатации.

Кинематические резьбы. По профилю бывают трапецеидальные и прямоугольные. Применяются для ходовых винтов, винтов суппортов станков и столов измерительных приборов и т. д. Главное требование к кинематическим резьбам – обеспечение точного перемещения при наименьшем трении (для точных микрометрических приборов) и обеспечение плавности вращения и высокой нагрузочной способности (в прессах и домкратах).

Трубные (арматурные) резьбы. К ним относятся трубная цилиндрическая и коническая, коническая метрическая резьбы. Применяются для трубопроводов и арматуры разного назначения. Общими требования к трубным и арматурным резьбам является надежность, долговечность и свинчиваемость без подгонки независимо изготовленных резьбовых деталей. При этом обязательно должны сохраняться эксплуатационные свойства соединений.

5.2.2. Основные параметры крепежных, цилиндрических резьб

Основными параметрами метрических резьб являются (рис. 5.5.): средний диаметр резьбы d₂(D₂); наружный диаметр d(D); внутренний диаметр d₁(D₁); шаг резьбы Р; угол профиля резьбы α; высота исходного контура Н; угол наклона сторон профиля резьбы β и γ (для упорной резьбы); угол подъема резьбы ψ; длина свинчивания l (l = P · n, где n – число шагов на длине свинчивания). Диаметры d, d₁, d₂ относятся к наружной резьбе (болты, шпильки, винты и т. д.), а диаметры D, D₁, D₂ относятся к внутренней резьбе (гайки, резьбовые гнезда и т. д.). Номинальные размеры диаметров, Р, α и Н являются общими для наружной и внутренней резьб. Метрическая резьба имеет международную унификацию.

Рис. 5.5. Профиль и основные параметры метрических резьб

Предусмотрены срезы вершин профиля резьбы: у гайки (внутренняя резьба) на высоту Н/4, а у болта (наружная резьба) на высоте Н/8. Предусматривается закругление впадины резьбы болта радиусом R=H/6 = 0,14433P. Опыт эксплуатации показывает, что резьбы с таким срезанным профилем обладают повышенной прочностью по сравнению с профилем резьбы имеющей другие срезы. Такие срезы облегчают процессы накатывания и нарезание резьбы. Кроме того, метрические резьбы в статическом положении обладают хорошим запасом самоторможения.

Форму впадины резьбы не регламентируют. Она должна отличаться от номинального профиля 1 и может быть плоскосрезанной или закругленной (рис. 5.6) . При плоскосрезанной форме впадины наружной резьбы реальный профиль впадины должен находиться между линиями плоского среза на расстоянии от H/8 до H/4, то есть в зоне 2 (рис. 5.6, а). При закругленной форме профиля впадины, который является более предпочтительным, радиус кривизны не должен быть меньше 0,1Р (рис. 5.6, б). Профиль закругленной формы должен находиться между предельными профилями впадины 3 и 4. При высоких требованиях к точности резьбы допускается установление минимального радиуса закругления R_min =0,125P. Форму впадины гайки не регламентируют вообще.

Рис. 5.6. Формы впадин резьбы болта:

а – плоскосрезанный; б – закругленный

Форма впадины болта определяет его циклическую прочность. Наименьшую циклическую прочность имеют болты с плоской впадиной, а наибольшую – с закругленной впадиной, очерченной радиусом R_min = 0,216Р.

По шагу метрические резьбы бывают с мелким, крупным и нормальным шагом.