Виды резьбовых соединений: болты, гайки, шпильки, винты

Черчение

Конструктивные элементы резьбовых соединений

Резьбовые со­единения осуществляются непосредственным свинчиванием соединяе­мых деталей, имеющих резьбу, без применения каких-либо дополнитель­ных соединительных деталей, таких, как болты, винты, шпильки, фитин­ги и т. п.

На рис. 128 приведена краткая классификация основных видов резьбо­вых соединений. Стандарт устанавливает геометрическую форму и размеры крепежных изделий, их основные физико-химические и механические свойства, защитные и декоративные покрытия, шаги и классы точности резьбы.

Болты. Болт представляет собой цилиндрический стержень с шести­гранной головкой на одном конце и винтовой резьбой на другом. Обычно болты применяют для скрепления (соединения) деталей не очень большой толщины и при необходимости частого соединения и разъединения.

Подобные болты с шестигранной головкой ГОСТ 7798-70 имеют наиболее широкое применение. Их изготавливают повышенной, нормальной и гру­бой точности (классов точности А, В, С), с нормальной или уменьшенной го­ловкой, с крупным или мелким шагом резьбы, в одном или нескольких ис­полнениях (рис. 129): 1 — без отверстия в стержне и головке; 2 — с отвер­стием в стержне, применяют в паре с прорезными или корончатыми гайка­ми при стопорении разводными шплинтами; 3 — с двумя отверстиями в го­ловке при стопорениях проволочной обвязкой.

Второе исполнение головок предусматривает цилиндрический подголо­вок. Подобные болты применяют для большего обжатия опорной поверхно­сти детали под головкой. Такое обжатие снижает возможность ослабления затяжки болта и изгиб стержня болта в случае неполного прилегания голо­вки к поверхности соединяемой детали.

Болты выпускают следующих размеров: с номинальным диаметром резьбы от 6 до 48 мм и длиной от 8 до 300 мм. Головка болта может иметь и иную форму: квадратную, полукруглую, с квадратным подголовком или «усом» для предотвращения от проворачивания при навинчивании гайки и др. Выбор головки болта для соединения деталей зависит от технологичес­ких особенностей данного соединения.

На рис. 130 приведены примеры болтов специального назначения и огра­ниченного применения. Рым-болт ГОСТ 4751-73 («рым» от голланд­ского слова — кольцо) — металлическое кольцо, закрепляемое с помощью резьбы на машинах или их частях. Рым-болт (рис. 130,I) предназначен для захвата и перемещения машин при монтаже, разборке или транспортиров­ке. К примеру, рым-болт, ввертываемый в редуктор для его подъема и спу­ска на тросах при монтаже.

Откидной болт ГОСТ 3033-79 (рис. 130, II) предназначен для тех устройств или приспособлений, в которых по условию работы необходимо повременно быстро зажимать или освобождать соединяемые детали, к при­меру, крышку к сосуду.

Болт с полукруглой головкой и с квадратным подголовком ГОСТ 7802-81 (рис. 130, III) применяют в соединениях, в которых по условию монтажа доступ к головке труднодоступен или вооб­ще невозможен. Поэтому в одной из соединяемых деталях предусмотрен продольный паз (или квадратное углубление) для закладки в него квадрат­ного подголовка болта, после чего болт не будет проворачиваться при на­винчивании на него гайки.

Винты. Винты по своему назначению принято подразделять на кре­пежные и установочные (нажимные, регулирующие и др.). Наиболее широ­ко применяют винты крепежные общего назначения (рис. 131): I — с ци­линдрической головкой ГОСТ 1491-80; II — с полукруглой ГОСТ 17473-80; III — с потайной ГОСТ 17475-80; IV — с полупотайной головкой ГОСТ 17474-80.

Головки крепежных винтов выпускают с одной прорезью (шлицем) или крестообразным углублением под отвертки. При сборке машин крепежные винты применяют в тех случаях, когда к основной детали требуется при­крепить какую-нибудь вспомогательную деталь, например, смотровую крышку к редуктору. Кроме того, крепежные винты с потайной головкой часто применяют вместо болтов, когда выступающие головки обычных бол­тов мешают работе механизма.

Установочные винты (рис. 132) отличаются от крепежных тем, что их стержень полностью нарезан и имеет нажимной конец, который входит в соответствующее углубление в детали.

При сборке машин установочные винты применяют в тех случаях, когда нужно зафиксировать одну деталь относительно другой. Чаще всего с помо­щью винтов фиксируются детали, насаженные на оси или валы. Например: установочные кольца, дистанционные втулки, рычаги, рукоятки и т. д.

На рис. 132 приведена классификация установочных винтов. По рисун­ку видно, что формообразование винтов производят от соединения выбран­ной формы головки с определенной формой конца винта. Таким образом, при одной форме головки (об этом можно судить по линиям связи, указан­ным на рисунке) могут быть различной формы концы винта: 1,6 — винт с прямым шлицем и коническим концом ГОСТ 1476-84. При затяжке этот винт создает в отверстии большую силу трения, которая стопорит винт. Применяется в нагруженных валах; 1,7 — винт с прямым шлицем и плос­ким концом ГОСТ 1477-84. Применяется для стопорения деталей в разных положениях; 2,6 — винт с внутренним шестигранным углублением «под ключ» и коническим концом ГОСТ 8878-84 аналогичен п.п. 1,6; 3,8 — винт с малой квадратной головкой под торцовый ключ с цилиндрическим кон­цом ГОСТ 1482-84, Как правило, применяется при больших диаметрах вин­тов; 4,8 — винт с шестигранной головкой и цилиндрическим концом ГОСТ 1481-84 имеет широкое применение в условиях хорошей защиты (огражде­ний). Легко стопорится гайкой; 5,11 — винт с квадратной головкой и за­сверленным концом. При затяжке конец врезается в металл и тем самым обеспечивает стопорение; 5,10 — винт с квадратной головкой и ступенча­тым концом ГОСТ 1483 84 применяется при тяжелых условиях работы.

Шпильки. Если болт нельзя пропустить насквозь через обе детали (в случае, когда одна деталь имеет очень большую толщину), вместо него ста­вится шпилька, представляющая собой цилиндрический стержень с резь­бой на обоих концах.

Шпильки по ГОСТ 22032-76 . 22041-76 имеют разную длину ввинчива­емого конца, которая в зависимости от вязкости металла колеблется от Id до 2,5d (рис. 133). Вначале шпильку ввертывают до отказа в деталь, в кото­рой имеется отверстие с резьбой, после чего устанавливают вторую подсое­диняемую деталь и сверху навинчивают гайку.

Шпильки по ГОСТ 22042-76 и 22043-76 изготавливают для деталей с гладкими отверстиями. Такие шпильки не ввинчивают, а вкладывают «на проход» с зазором (по типу болтов) в гладкие отверстия двух соединяемых деталей. Затем с обоих сторон на резьбовые концы навинчивают гайки. Шпильки выпускают классов точности А и В с диаметром резьбы 2. 48 мм и длиной 10. 300 мм. В первом случае это длина стяжного конца, во вто­ром — длина обоих резьбовых концов.

Гайки. Гайки представляют собой один из важнейших элементов резьбо­вого соединения. Они бывают различной формы в зависимости от назначения и условий эксплуатации. Наиболее широко применяют гайки шестигранные, выпускаемые в одном, двух и трех исполнениях (рис. 134). Они могут быть по­вышенной, нормальной и грубой точности, что соответствует классам точнос­ти А, В и С; нормальной высоты ГОСТ 5915-70, низкие ГОСТ 5929-70, высокие ГОСТ 15524-70 и особо высокие ГОСТ 5931-70, с нормальным или уменьшен­ным размером «под ключ», с крупным или мелким шагом резьбы.

Примечание. Кроме шестигранных в машиностроении широко применяют гайки специальной формы: круглые, квадратные, гайки-барашки и др.

Разновидностями шестигранных гаек служат гайки прорезные и корончатые ГОСТ 5918-73 (рис. 135,1), устанавливаемые на резьбовых соединениях, подлежащих стопорению с помощью шплинтов. Эти гай­ки обычно выполняются с увеличенной общей высотой.

Гайки круглые шлицевые ГОСТ 11871-88 обычно устанавливают на валах для закрепления на них подшипников ка­чения.

При небольших стяжных усилиях и частом завинчивании и отвинчива­нии применяют гайки-барашки с двумя ушками ГОСТ 3032-76 для удобства вращения от руки.

Шайбы. При сборке резьбовых соединений под гайки подкладывают шайбы. Шайбы ставят в тех случаях, когда нужно увеличить опорную по­верхность под гайкой, предохранить поверхность детали от задирания ее гранями гайки или когда наружная поверхность детали имеет неровности и может получиться перекос гайки.

Шайбы различают: обычные круглые ГОСТ 11371-78 (рис. 136, I), пружинные ГОСТ 6402-70 (рис. 136, II), сферические ГОСТ 13438-68 (рис. 13.6, III), косые ГОСТ 10906-78 (рис. 136, IV) и разной формы стопорные деформируемые шайбы. О назначении обычных круг­лых шайб было указано выше. Пружинные шайбы применяют для стопорения резьбовых соединений или для предотвращения резьбо­вого соединения от самопроизвольного развинчивания во время вибра­ций машины или механизма. Сферические шайбы устанавлива­ют на детали со сферическим углублением, что позволяет, например, крюку даже с грузом вращаться вокруг вертикальной оси. Косые шай­бы устанавливают большей частью на полках уголков, швеллеров и дву­тавровых балок, имеющих уклон, для предотвращения перекоса шпиль­ки или болта.

Шплинты. В резьбовых соединениях шплинты служат для предот­вращения самопроизвольного отвинчивания гаек. В этом случае шплинты чаще всего применяют в паре с корончатой или прорезной гайками (рис. 137). Шплинт узкой частью вставляют в прорезь гайки, а затем в сквозное отверстие болта или шпильки. На выходе из прорези концы шплинта разво­дят и обжимают по граням гайки.

Трубные резьбовые соединения. Трубопроводы состоят из труб и соединительных частей (отводы, переходы, заглушки, фланцы, фитинги, прокладки, болты, гайки и т. д.). Форма и размеры всех элемен­тов трубных резьбовых соединений регламентированы соответствующими стандартами на изделия. Трубные соединения на цилиндрической резьбе, имеющей по всей длине одну и ту же глубину и постоянный диаметр (кроме двух последних ниток — сбега резьбы), применяются главным образом для соединения труб, арматуры и фитингов, находящихся под небольшим дав­лением в трубопроводной сети (рис. 138,I).

1. Сбег резьбы — участок резьбы неполного профиля, получаемый по технологическим причинам в зоне перехода резьбы изделия к ненарезанной части;

2.Фитинг — обобщенное наименование соединительных фасонных частей трубопровода.

Трубные соединения на конической резьбе более герметичны. Соедине­ние «конус на конус» (рис. 138, II) имеет перед другими большое преимуще­ство, заключающееся в том, что оно дает более плотное соединение без при­менения уплотнительных материалов. Применяются такие соединения в трубопроводных сетях, к которым предъявляются повышенные требования в отношении плотности (непроницаемости).

В связи с тем, что профиль и шаг конической резьбы ГОСТ 6211-81 соот­ветствует профилю и шагу трубной цилиндрической резьбы ГОСТ 6357-73, в практике применяются соединения трубопроводов, имеющих коничес­кую резьбу, с соединительными элементами или арматурой, которые имеют цилиндрическую резьбу (рис. 138, III).

Фасонные соединительные части трубопроводов (фитинги) характеризу­ются большой и разнообразной номенклатурой изделий: муфты, тройники, крестовины, угольники, штуцеры, ниппели и т. д. Некоторые из них приве­дены в табл. 2. Все эти изделия могут быть «прямыми», то есть иметь оди­накового размера резьбу на присоединительных концах, а также «переход­ными» — с разными размерами резьбовых концов.

Фитинги и условное изображение трубного соединения

Основные типы болтов, винтов, шпилек. Классификация и особенности применения

Основные типы болтов

В соответствии с ГОСТ 27017-86 «Изделия крепежные. Термины и определения» болтом называется крепежное изделие в форме стержня с наружной резьбой на одном конце, с головкой на другом, образующее соединение при помощи гайки или резьбового отверстия в одном из соединяемых изделий. Отметим, что похожее определение в стандарте получает и винт: крепежное изделие для образования соединения или фиксации, выполненное в форме стержня с наружной резьбой на одном конце и конструктивным элементом для передачи крутящего момента на другом.

Полной ясности в вопросе, чем отличается болт от винта, нет до сих пор. Например, иногда признаком болта считают неполную резьбу, хотя существуют болты и с полной резьбой. Если резьба выполнена не по всей длине болта, то диаметр гладкой части стержня примерно такой же, как и диаметр резьбы, измеренный на вершинах ее витков. Но бывают и исключения.

Иногда говорят, что болт должен обязательно иметь шестигранную головку. Но, в то же время, болтами называют изделия с полукруглой и потайной головкой. Рассмотрим наиболее популярные варианты болтов, имеющиеся в ассортименте ЦКИ.

Шестигранная головка производится в нескольких модификациях: основная, с опорным выступом, с буртом, с фланцем.

Болты с шестигранной головкой и основной резьбой разделяют на болты с полной (DIN 933) и неполной резьбой (DIN 931) и мелким и сверхмелким шагом резьбы (DIN 960 и DIN 961).

Отдельно могут быть выделены болты с шестигранной головкой с увеличенным размером под ключ для высоконагруженных предварительно напряженных резьбовых соединений стальных конструкций DIN 6914.

Болты с уменьшенным размером под ключ отличаются разнообразием исполнений.

Наряду с шестигранными головками болты могут иметь полукруглую головку:

И потайную головку:

К таким болтам устойчиво применяется определение «мебельный». Отчасти это объясняется тем, что некоторые из них широко применяются при производстве мебели. При этом усы и подголовки препятствуют проворачиванию изделия при сборке.

Примерами болтов называемых по назначению являются «откидной» и «приварной».

У откидного болта DIN 444 вместо привычной головки расположена втулка со сквозным отверстием – её еще называют кольцом. Как правило, втулка сидит на оси и болт вращается вокруг нее. Толщина кольца и длина резьбы в конструкции могут варьироваться.

Приварной болт вообще мало похож на болт. На месте головы у него расположен маленький цилиндрический выступ. Часто это изделие называют ещё шпилька приварная.

Именно он обеспечивает стыковую сварку болта и основания. Вместо цилиндра с резьбой привариваться могут и другие внешние элементы.

Под формальное наименование «болт» попадают также болты анкерные и призонные.

Анкерные болты предназначены для замуровывания в бетон. Их стержень имеет резьбу на одном конце – том, который выходит наружу. Форма другого конца может быть разной.

Его задача – обеспечить максимальное сопротивление вырыву анкера из основания. Поэтому второму концу придают расширяющуюся форму. При установке болта эта часть опускается в шурф и заливается бетоном.

Призонный болт – это болт, диаметр гладкой части стержня которого обеспечивает его установку по посадке без зазора в точно обработанное отверстие. Для этого резьбовая часть исполняется заведомо меньшего диаметра.

«Призонный» болт DIN 609 — это искаженное «прецизионный», то есть высокой точности. Также в качестве призонных применяются «Болты с шестигранной уменьшенной головкой класса точности А для отверстий из-под развертки. ГОСТ 7817-80».

Технология производства болтов

Наиболее распространенная технология производства болтов представлена на рисунке ниже.

Классификация винтов

Рассмотрим теперь винты, имеющиеся в ассортименте ЦКИ. Самая большая группа из них – винты общего назначения. Это с ними мы встречаемся ежедневно в быту и на производстве. Все они имеют стержень с полной резьбой (хотя бывают и исключения) и головки различной формы. На головках имеются шлицы или углубления под ключ разного типа.

Другая большая группа винтов – винты установочные. Название пошло от их назначения. В своем большинстве они предназначены для точной установки и фиксации деталей в механизмах. Для этого на своих концах они имеют различные выступы или углубления.

По ГОСТ 12414-94 (ISO 4753:1999): «Концы болтов, винтов и шпилек. Размеры» предусматриваются следующие концы установочных винтов:

Привод крутящего момента осуществляется следующими элементами:

В сводной таблице представлены реально существующие, наиболее распространённые сочетания головок и концов установочных винтов с указанием стандарта DIN.

Виды резьбовых соединений: болты, гайки, шпильки, винты

Крепежные детали — детали для неподвижного соединения частей машин и конструкций.

К ним обычно относят детали резьбовых соединений: болты, винты, шпильки, гайки, шурупы, шайбы, шплинты , а также штифты.

Основным параметром резьбовых крепежных деталей является резьба, форма и размеры которой соответствуют стандартам.

Система обозначения крепежных изделий по ГОСТ Р ИСО 8991-2011 (Изделия крепежные. Система обозначений)

В условном обозначении не указываются: исполнение 1, крупный шаг резьбы, правая резьба, отсутствие покрытия, а также параметры, однозначно определяемые стандартами на продукцию.

Болт с шестигранной головкой (ГОСТ 7805-70)

Болт — крепежная резьбовая деталь в виде цилиндрического стержня с головкой, часть которого снабжена резьбой. Конструкции болтов весьма разнообразны и зависят от назначения болтового соединения. Болты могут иметь как особенную конструкцию, так и соответствовать требованиям, оговариваемым стандартом. В последнем случае они относятся к стандартным изделиям.

Использование стандартных изделий способствует оптимизации производства. В зависимости от назначения болта и его конструктивных особенностей разработана серия стандартов.

Стандарты предусматривают следующие конструкции болтов:

Болт конический (ГОСТ 15163-78).

Болт откидной (ГОСТ 3033-79).

Болты с круглой головкой (ГОСТ 17673-81, 7783-81, 7785-81, 7786-81, 7801-81, 7802-81).

Болты с шестигранной головкой (ГОСТ 7805-70, 7808-70, 7811-70, 7817-80 и др.).

Болты фундаментные (ГОСТ 24379.1-80).

Рым-болт (ГОСТ 4751-73).

Для общетехнических нужд чаще всего выбираются болты с шестигранной головкой.

ГОСТ 7805-70 “Болты с шестигранной головкой”

Стандарт устанавливает следующие требования: болт с номинальным диаметром резьбы от 1,6 до 48 мм, изготавливается из марок стали: 10 кп, 20кп, 10, 20, 35, 40Х, ЗОХР, предусмотрено два класса точности (А, В) и четыре класса прочности (4,8; 5,8; 8,8; 10,9) с полем допуска резьбы: 6g, 8g. Все конструктивные размеры определяются стандартом и зависят от типа исполнения, которых предусмотрено четыре.

Болт с шестигранной головкой (ГОСТ 7805-70)

Болт М12- 6g.60.58 (S18) ГОСТ 7805-70 — болт исполнения 1 с диаметром резьбы d=12 мм, с размером под ключ S=18 мм, длиной l=60 мм, с крупным шагом резьбы, с полем допуска 6g, класса точности 5,8, без покрытия.

Болт 2М12х1.25- 6g.60. 109.40Х.016 (S18) ГОСТ 7805-70 — болт исполнения 2 с диаметром резьбы d=12 мм, с размером под ключ S=1 8 мм, длиной l=60 мм, с мелким шагом резьбы, с полем допуска 6g, класса точности 10,9, из марки стали 40Х, с покрытием 01 толщиной 6 мкм.

Примеры условного обозначения по ГОСТ Р ИСО 8991-2011:

Болт с шестигранной головкой ИСО 4014 -М12 х 80 – 8.8 — болт с шестигранной головикой с диаметром ИСО 4014, размером резьбы d= М 12 , номинальной длиной l= 8 0 мм, и классом прочности 8.8.

Болт с шестигранной головкой ИСО 4014 -М12 х 80 – 8.8 – А2Р— болт с шестигранной головикой с диаметром ИСО 4014, размером резьбы d= М 12 , номинальной длиной l= 8 0 мм, и классом прочности 8.8, электролитическое покрытие в соответствии с ИСО 4042, обозначение А2Р.

При проектировании резьбового соединения длина болта рассчитывается по размерам соединяемых деталей и округляется до ближайшего большего значения, предусмотренного стандартом.

Винт с полукруглой головкой ( ГОСТ 17473-80)

Винт — крепежная резьбовая деталь в виде цилиндрического или конического стержня с головкой или без нее.

Отличие болта от винта — в применении и заключается в том, что на болт навинчивается гайка, а винт вворачивается непосредственно в деталь.

Стандарты предусматривают следующие конструкции винтов:

Винты нормальные (крепежные) (ГОСТ 1491-80, 11664-85, 11738-84, 17473-80 и др.).

Винты невыпадающие (ГОСТ 10336-80, 10337-80, 10338-80 и др.).

Винты с накатанной головкой (ГОСТ 21331-75, 21332-75, 21333-75 и др.).

Винты самонарезающие (ГОСТ 10619-80, 10620-80, 10621-80 и др.).

Винты установочные (ГОСТ 11074-93, 11075-93, 1476-93 и др.).

Винт крепежный наиболее распространен в технике. Головка винта служит для прижатия соединяемых деталей и захвата винта отверткой, гаечным ключом или другим инструментом. Получили распространение крепежные винты с потайной, полупотайной, полукруглой, шестигранной, цилиндрической и т.д. головками.

Для общетехнических нужд чаще всего используют крепежные винты с цилиндрической (ГОСТ 1491-80), полукруглой (ГОСТ 17473-80), полупотайной (ГОСТ 17474-80) и потайной (ГОСТ 17475-80) головками.

ГОСТ 1491-80 “Винты с цилиндрической головкой”

Стандарт распространяется на винты с цилиндрической головкой классов точности А и В с номинальным диаметром резьбы от 1 до 20 мм, марка стали 10кп, класс точности В, поле допуска резьбы 6g.

Винт с цилиндрической головкой (ГОСТ 1491-80)

Винт А.М8-6gх50.48 ГОСТ 1491-80 — винт с цилиндрической головкой класса точности А, исполнения 1, диаметром резьбы d=8 мм, с крупным шагом резьбы, с полем допуска резьбы 6g, длиной l =50 мм, нормальной длиной резьбы b=22 мм, класса прочности 4.8, без покрытия.

Винт В2.М8х1-6gх50-34.48.016 ГОСТ 1491-80 — винт с цилиндрической головкой класса точности В, исполнения 2, диаметром резьбы d=8 мм, с мелким шагом резьбы, удлиненной длиной резьбы b=34 мм, с цинковым покрытием толщиной 6 мкм, хроматированным.

Примеры условного обозначения по ГОСТ Р ИСО 8991-2011:

Винт с шестигранной головкой ИСО 8676 – М12 х 1,5 х 100 -10.9 — винт шестигранной головкой ИСО 8676, размером резьбы d= М 12 и шагом 1,5, номинальной длиной l= 10 0 мм, и классом прочности 10.9.

Винт самонарезающий ИСО 7049 – СТ3,5 х 16 – С – Z — винт самонарезающий со скругленной головкой и крестообразным шлицем ИСО 7049, резьбой СТ3,5, номинальной длиной l= 16 мм, с коническим концом пипа С и шлицем типа Z .

Гайки высокопрочные (ГОСТ 22354-77)

Гайка — деталь резьбового соединения или винтовой передачи, имеющая отверстие с резьбой.

Стандарты предусматривают следующие конструкции гаек:

Гайки колпачковые (ГОСТ 11860-85).

Гайки круглые (ГОСТ 10657-80, 11871-88, 6393-73, 8183-73).

Гайки прорезные, корончатые (ГОСТ 10606-82, 10609-82, 2528-73, 5918-73 и др.).

Гайки шестигранные (ГОСТ 10605-94, 10607-94, 10605-94, 10608-72, 5915-70 и др.).

Гайки-барашки (ГОСТ 3032-76).

Крепежная гайка в резьбовом соединении навинчивается на конец болта или шпильки или же на резьбовой участок вала, оси для закрепления от осевого перемещения сидящих на них деталей — подшипников качения, шкивов и т.п.

ГОСТ 5915-70 “Гайки шестигранные класса точности В. Конструкция и размеры”

Стандарт распространяется на гайки шестигранные класса точности В с диаметром резьбы от 1,6 до 48 мм, предусмотрено три исполнения.

Гайка шестигранная исполнения 1 (ГОСТ 5915-70)

Гайка М12-6Н.5 ( S18 ) ГОСТ 5915-70 — гайка исполнения 1, диаметром резьбы d=12 мм, с размером под ключ S=18 мм , с крупным шагом резьбы, с полем допуска резьбы 6 H , класса прочности 5 , без покрытия.

Гайка 2М12х1.25-6Н.12.40Х.016 ГОСТ 5915-70 — гайка исполнения 2, диаметром резьбы d=12 мм, с размером под ключ S=1 9 мм, с мелким шагом резьбы, из марки стали 40Х, с покрытием 01 толщиной 6 мкм.

Примеры условного обозначения по ГОСТ Р ИСО 8991-2011:

Гайка шестигранная ИСО 4032 – М12 – 8 — гайка шестигранноа ИСО 4032, диаметром резьбы d=M12 и классом прочности 8.

Гайка шестигранная ИСО 4036 – М6 – St — гайка шестигранноа низакая ИСО 4036, диаметром резьбы d=M6? изготовлена из стали твердостью 110 HV м ин ( St ) .

Шпилька резьбовая — крепежная деталь, представляющая собой металлический стержень с резьбой на обоих концах. Конец шпильки ввинчивается в одну из соединяемых деталей, а другая деталь прижимается к первой при навинчивании гайки на другой конец шпильки.

Конструкции шпилек регламентируются стандартами в зависимости от класса точности, исполнения и длины ввинчиваемого конца. Так, на шпильки резьбовые класса точности А и В (исполнения 1) в зависимости от длины ввинчиваемого конца распространяются следующие стандарты:

ГОСТ 22034-76 “Шпильки с ввинчиваемым концом длиной 1,25d. Класс точности В. Конструкция и размеры”

Настоящий стандарт распространяется на шпильки с диаметром резьбы от 3 до 48 мм, ввинчиваемые в резьбовые отверстия в деталях из ковкого и серого чугуна. Допускается применять данные шпильки для ввинчивания в резьбовые отверстия в стальных и бронзовых деталях.

Шпилька резьбовая (ГОСТ 22034-74)

Шпилька М16- 6g х120.58 ГОСТ 22034-76 — шпилька с диаметром резьбы d=16 мм , с крупным шагом Р=2 мм, с полем допуска 6g, длиной l=120 мм, класса прочности 5,8, без покрытия.

Шпилька 2М16х1,5- 6g х120.109.40Х.026 ГОСТ 22034-76 — шпилька с диаметром резьбы d=16 мм , с мелким шагом Р=1,5 мм, с полем допуска 6 g, длиной l=120 мм, класса прочности 10,9, из стали 40Х с покрытием 02 толщиной 6 мкм.

Шайба пружинная (ГОСТ 6402-70)

Шайба — деталь, подкладываемая под гайку или головку болта для предупреждения смятия поверхностей соединяемых деталей, предохранения их от царапин при завинчивании гаек, винтов и для перекрытия зазора между стержнем болта и отверстием в деталях.

По назначению шайбы бывают:

Шайбы круглые (общего назначения) — для увеличения площади опоры, если опорная поверхность из мягкого материала или неровная, а также если отверстие под винт продолговатое или увеличенного диаметра (ГОСТ 11371-78, 6958-78, 10450-78, 9649-78).

Шайбы косые — для устранения перекоса гайки или головки винта при затяжке (ГОСТ 10906-78).

Шайбы сферические и конические — для устранения перекоса гайки или головки винта при затяжке (ГОСТ 13438-68, 13439-68).

Шайбы быстросъемные — применяются в приспособлениях для экономии времени на снятие обработанной детали и установку новой.

Шайбы пружинные — уменьшают опасность самоотвинчивания винтов или гаек благодаря силам упругости сжатой шайбы (ГОСТ 6402-70).

Шайбы стопорные (запирающие) — путем отгибания их частей устраняют возможность поворота гайки или винта относительно опорной детали (ГОСТ 13463-77 — 13466-77, 11872-89).

Шайбы концевые — препятствуют осевому перемещению вдоль вала неподвижно закрепленных или вращающихся на нем деталей (ГОСТ 14734-69).

Элементы резьбового соединения (шпилечное соединение)

Цель задания – изучить различные соединения (болтовые, шпилечные, винтом, шпоночные, трубные), элементы этих соединений, их изображений на чертежах (как отдельно, так и в соединении) и обозначения.

Заданием является графическая работа, выполненная с помощью чертежных инструментов на листе формата А3. На листе изображается шпилечное соединение с отдельной проработкой крепежных деталей, самостоятельно выполняется расчет глубины отверстия в детали для крепежа шпильки, в зависимости от заданного варианта крепежного элемента и толщины скрепляемой детали.

Варианты задания выдаются преподавателем каждому студенту на первом занятии.

Чтобы усвоить правила составления конструкторской документации на изготовление изделий студенты обязаны ознакомиться со стандартами ЕСКД:

ГОСТ 11708-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба. Термины и определения.

ГОСТ 2.311-68 Единая система конструкторской документации. Изображение резьбы.

ГОСТ 11284-75 Отверстия сквозные под крепежные детали. Размеры

Учебная и справочная литература

Левицкий В.С. Машиностроительное черчение и автоматизация выполнения чертежей. – Юрайт , 2010.

Сенченкова Л. С., Горячкина А. Ю., Горюнова И. А. Соединения и их элеметы: учеб. пособие по дисциплине “Инженерная графика”; ред. Бочарова И. Н. ;М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. (Скачать 5,8 МБ)

Домашнее задание по вариантам

Задание на вычерчивание шпильки с ввинчиваемым концом длиной b₁ = d по ГОСТ 22032-76

Пример условного обозначения шпильки с номинальным диаметром резьбы d = 16 мм,

длиной l = 60 мм, с крупным шагом резьбы: Шпилька М16х60 ГОСТ 22032-76

Задание на вычерчивание шпильки с ввинчиваемым концом длиной b₁ = 1,25d по ГОСТ 22034-76

Пример условного обозначения шпильки с номинальным диаметром резьбы d = 16 мм,

длиной l = 60 мм, с крупным шагом резьбы: Шпилька М16х60 ГОСТ 22034-76

Задание на вычерчивание шпильки с ввинчиваемым концом длиной b₁ = 1,6d по ГОСТ 22036-76

Пример условного обозначения шпильки с номинальным диаметром резьбы d = 16 мм,

длиной l = 60 мм, с крупным шагом резьбы: Шпилька М16х60 ГОСТ 22036-76

Задание на вычерчиание шестигранной гайки по ГОСТ 5915-70

Пример условного обозначения гайки с номинальным диаметром резьбы d = 16 мм,

с крупным шагом резьбы: Гайка М16 ГОСТ 5915-70

Задание на вычерчивание шайбы по ГОСТ 11371-78

Пример условного обозначения шайбы для крепежной детали с номинальным диаметром резьбы d = 20 мм:

Шайба 20 ГОСТ 11371-78

Этапы работы над заданием

Пояснения по теме:

Соединения. Классификация соединений. Резьба. Классификация и основные параметры резьб (ГОСТ 11708–82). Термины и определения. Обозначение стандартных резьб. Изображение резьбы (ГОСТ 2.311–68). Технологические элементы резьбы. Изображения, обозначения. Стандартные крепежные детали. Изображение соединений стандартными крепежными деталями.

Выдача задания: Элементы резьбового соединения.

Рубежный контроль по модулю – письменные ответы на вопросы по стандартам ЕСКД.

Построение изображения гайки

Размеры фасок для внутренней метрической резьбы (в отверстии) расчитываются по

ГОСТ 10549-80 Выход резьбы. Сбеги, недорезы, проточки и фаски

Пример выполненной работы

Воспросы для самоподготовки по теме

Что называется соединением?

Приведите примеры соединений: разъемных, неразъемных, подвижных, неподвижных.

Назовите крепежные стандартные изделия с резьбой, без резьбы?

Как подразделяют винты в зависимости от их конструктивного назначения?

Как подразделяют шпильки в зависимости от их конструктивного назначения?

Какие существуют способы ввертывания шпильки в отверстие с резьбой?

Какие параметры входят в обозначение стандартной крепежной детали: болта? гайки? шпильки? винта? шайбы?

© 2020 копирование любых материалов допустимо только со ссылкой на первоисточник. Карта сайта Адрес кафедры: rk1@bmstu.ru

Виды крепежных резьбовых соединений

В машиностроении применяют три основных вида резьбовых крепежных соединений: 1) болтами с гайками (рис. 65, I); 2) ввертными болтами (винтами) (рис. 65, II, III); 3) шпильками (рис. 65, IV, V).

1. Соединение болтами применимо только при возможности выполнения сквозных отверстий в стягиваемых деталях. Монтаж болтовых соединений не особенно удобен: требуется страховка болта от проворачивания при затяжке гайки. Желательна фиксация болта в осевом направлении при затяжке. При монтаже приходится манипулировать двумя деталями — болтом и гайкой.

2. Соединение ввертными болтами применяют при глухом нарезном отверстии (рис. 65, II), когда невозможно применить болт с гайкой, или при сквозном нарезном отверстии (рис. 65, III), когда возможна установка болта только с одной стороны соединения. Инертные болты по конструкции аналогичны болтам с навертной гайкой.

Деталь с нарезным отверстием должна быть выполнена из материала, который хорошо держит резьбу (например, стали, ковкого и высокопрочного чугуна, титанового сплава, бронзы). В деталях из мягких сплавов (алюминиевых, магниевых, цинковых и т. д.) требуется введение промежуточных нарезных втулок (футорок) из более твердого металла.

Нежелательно выполнение нарезных отверстий в деталях из серого чугуна для часто разбираемых соединений (резьба в сером чугуне склонна к выкрашиванию и быстро изнашивается), а также в деталях из коррозионностойких сталей (нарезание резьбы сопряжено с большими трудностями из-за вязкости сплава). При износе резьбы деталь с нарезным отверстием выходит из строя, исправить се можно только установкой нарезных втулок (если это допускает конструкция детали).

Соединение имеет определенное ограничение по высоте стягиваемых деталей: осуществить правильную затяжку длинных болтов затруднительно из-за неустранимого скручивания стержня болта при затяжке.

При сборке и разборке манипулируют одной деталью — болтом, что представляет определенное преимущество перед болтовым соединением, где приходится манипулировать болтом и гайкой.

3. Соединение шпильками в основном применяют для деталей из мягких (алюминиевых и магниевых сплавов) или хрупких (серого чугуна) материалов, а также при глухих или сквозных нарезных отверстиях (рис. 65, IV, V) в случаях, когда невозможна установка ввертных болтов.

Ввертный конец шпильки устанавливают в нарезном гнезде наглухо и притом по большей части с натягом. В этих условиях резьбовое соединение детали даже из мягких металлов получается достаточно надежным. При срыве или повреждении резьбы деталь с нарезными отверстиями выходит из строя; исправить ее можно только установкой нарезных втулок. При обрыве шпильки удаление ввертного ее конца из гнезда затруднительно.

Сборка и разборка соединения имеет особенности: детали можно соединять и разъединять только в направлении, перпендикулярном к плоскости стыка, приподнимая снимаемую деталь на полную высоту шпилек. Этим соединение существенно отличается от болтового соединения и соединения ввертными болтами, где возможен, при удаленных болтах, сдвиг деталей параллельно плоскости стыка. При сборке и разборке манипулируют одной деталью — гайкой.

Соединение шпильками вызывает определенные неудобства при сборке: выступающие концы шпилек затрудняют доступ к соседним деталям. Особенно ощущается этот недостаток в многошпилечных соединениях с «частоколом» длинных шпилек.

Кроме описанных основных видов соединений возможны и промежуточные. К ним относится, например, нередко применяемое соединение, изображенное на рис. 65, VI. Болт закрепляют с помощью гайки в гладком отверстии одной детали; другую деталь притягивают гайкой, навертываемой на свободный конец болта. Постоянное закрепление болта в одной детали и наличие свободного навертного конца болта делают похожим это соединение на шпилечное; крепление болта в гладком отверстии с помощью гайки — на болтовое соединение.

Сравнивая различные типы крепежных соединений с точки зрения компоновки, можно отметить как положительную особенность, что ввертные болты и шпильки допускают гораздо большую свободу в выборе форм деталей, чем болты.

Соединение болтами (рис. 66, I) требует наличия фланцев, которые лимитируют размеры и определяют форму внешних контуров деталей.

Соединение на шпильках и на ввертных болтах расширяет свободу формообразования. При соединении на шпильках можно сохранить фланцевую форму (рис. 66, II) или значительно видоизменить одну из корпусных деталей и при тех же координатах расположения крепежных деталей изменить (сделать большими) размеры одной из деталей (рис. 66, III—VI) с целью увеличения ее жесткости.

Возможности формоизменения детали при соединении на ввертных болтах аналогичны.

Крепежные детали рядового назначения изготовляют чаще всего из стали 45, ответственного назначения (шатунные болты, силовые шпильки и т. д.) — из хромистых сталей типа 40Х, хромансиля типа З0ХГС, жаропрочных сталей типа З0ХМ, 50ХФА, 25Х12М1Ф, из коррозионностойких сталей типа 30X13, 40X13.

Шпильки со стержнем диаметром, равным диаметру резьбы, изготовляют обычно из прутков с повышенной чистотой (качеством) поверхности и повышенной точностью размеров (серебрянка). Поверхность гладкой части стержня оставляют необработанной. Болты из непластичных сталей изготовляют из круглого проката с высадкой головки в горячем состоянии, а из пластичных сталей — в холодном.

В серийном и массовом производстве резьбу нарезают методами вихревого нарезания и фрезерования. Наиболее производительным и вместе е тем обеспечивающим наивысшую прочность резьбы является метод накатывания резьбы.

Болты и шпильки с утоненными стержнями изготовляют из круглых заготовок обтачиванием. Диаметры стержней крепежных деталей ответственного назначения уменьшают уковкой стержня на ротационно-ковочных машинах.

Виды резьбовых соединений

Наиболее распространенным способом стыковки элементов различных конструкций является резьбовое соединение. Оно широко применяется в строительстве, при монтаже трубопроводов, в машиностроении и многих других отраслях. Популярность этого способа обусловлена следующими преимуществами:

• высокая надежность и продолжительный срок службы;
• создание разъемных соединений, простота монтажа и демонтажа при помощи общедоступных инструментов;
• контроль силы затягивания при сборке;
• малый вес и размеры крепежа, по сравнению с соединяемыми конструктивными элементами;
• широкая доступность, большой выбор типоразмеров крепежа.

Для использования при изготовлении и монтаже деталей необходимо знать существующие виды и параметры резьбовых соединений.

Назначение и виды резьбовых соединений

Резьбовые соединения любых видов резьб выполняют несколько основных функций. Основным назначением является обеспечение плотного соединения стыкуемых деталей с достижением необходимого значения. Кроме того, обеспечивается фиксация деталей в заданном положении, предотвращается возможность их смещения при эксплуатации конструкции или механизма. Еще одним распространенным назначением резьбовых соединений является обеспечение заданного расстояния между деталями.

Классификация соединений этого типа осуществляется по нескольким параметрам. При этом она имеет большое значение, поскольку от вида резьбовых соединений зависит их область применения, особенности эксплуатации, нормы отбраковки.

В зависимости от способа исполнения различают соединения, которые выполняются посредством крепежных элементов и непосредственные соединения. В первом случае монтаж выполняется при помощи болтов, шпилек, гаек, винтов и других вспомогательных элементов. Непосредственное соединение монтируется путем скручивания друг с другом соединяемых элементов, например, труб с нарезанной резьбой.

В зависимости от формы поверхности различают цилиндрические и конические резьбы. Оба этих типа резьб могут быть наружными и внутренними. По направлению витков нарезка может быть левой или правой.

Ключевым параметром для классификации является тип профиля нарезки. По этому признаку выделяют следующие виды резьбовых соединений деталей:

Рассмотрим эти типы более подробно.

Метрическая резьба

Самым распространенным видом резьбовых соединений является метрическая резьба. Ее профиль выполняется в соответствии с ГОСТ 9150-81 в форме равностороннего треугольника с углом 60°. Шаг метрической резьбы может составлять 0,25-6 мм, а внешний диаметр — от 1 мм до 600 мм. Такой тип резьбового соединения применяется при изготовлении большинства крепежных деталей.

Кроме того, применяется коническая метрическая резьба с диаметром 6–60 мм конусностью 1:16. Этот тип нарезки позволяет выполнять герметичные соединения. При ее использовании достигается стопорение крепежа, что исключает необходимость применения стопорных гаек.

Дюймовая резьба

Дюймовая резьба имеет профиль в форме равнобедренного треугольника со значением угла 55°, что отличает ее от формы профиля метрической нарезки. Диаметры резьбы измеряются в дюймах. Шаг определяется в количестве витков на 1 дюйм длины резьбовой части изделия. В промышленности применяются резьбовые соединения с наружным диаметром от 3/16 до 4 дюймов с числом витков на один дюйм от 3 до 28. Этот тип нарезки широко применяется на деталях трубопроводов, а также на крепеже производства США, Великобритании и ряда других стран.

Также выпускаются изделия с конической дюймовой резьбой. Благодаря конической форме достигается улучшенная герметичность соединения, что позволяет не использовать уплотнительные элементы. Коническая дюймовая нарезка широко применяется при прокладке напорных трубопроводов малого диаметра в гидравлических системах.

Трубная резьба

Трубная цилиндрическая резьба выполняется по ГОСТ 6357-81. Она имеет профиль в форме равнобедренного треугольника, угол наклона гребней составляет 55°. Верхние грани гребней скруглены. Благодаря этому устраняются дополнительные зазоры в зоне выступов и впадин, что обеспечивает повышенную герметичность соединения. Трубная резьба относится к дюймовым. Ее диаметр составляет от 1/16 до 6 дюймов, а шаг — от 11 до 28 витков.

По сравнению с другими видами дюймовых резьб шаг трубной резьбы сокращен. Уменьшенный шаг позволяет не допустить критического сокращения толщины стенки трубы, что необходимо для сохранения прочностных характеристик трубопровода.

Трубная резьба может быть цилиндрической и конической. В последнем случае ее конусность определяется соотношением 1:16.

Трапецеидальная

К резьбовым соединениям этого вида относятся чаще всего соединения типа винт-гайка. Трапецеидальная резьба выполняется в соответствии с ГОСТ 9481-81. Ее форма представляет собой равнобокую трапецию. Угол наклона граней составляет 30°. Для резьбы крепежных элементов, применяемых в червячных передачах, предусмотрен угол наклона 40°.

Трапецеидальный профиль резьбы позволяет достичь повышенной прочности соединения. Благодаря этому ее применяют для соединения деталей механизмов, работающих под воздействием динамических нагрузок, например, в ходовых гайках, которыми фиксируются штоки задвижек и т. д.

Упорная резьба

Упорная резьба в соответствии с ГОСТ 10177-82 имеет профиль в виде неравнобокой трапеции. Угол наклона одной грани гребня составляет 3°, а второй грани — 30°. Этот тип применяют для крепежных элементов диаметром от 10 мм до 600 мм. Шаг резьбы составляет 2–25 мм. Этот вид резьбового соединения используется для крепления деталей, которые в процессе эксплуатации испытывают значительные осевые нагрузки в одном направлении. Профиль нарезки позволяет эффективно противостоять таким нагрузкам.

Круглая резьба «Эдисона»

Круглая резьба, выполняемая в соответствии с ГОСТ 6042-83, имеет профиль, формируемый дугами. Угол наклона сторон составляет 60°. Благодаря такой форме профиля круглая резьба обладает высокой стойкостью к механическому износу. Это позволяет применять ее в деталях конструкций и механизмов, которые подвержены регулярным переменным нагрузкам, например, в деталях трубопроводной арматуры.

Оценка статьи:

(пока оценок нет)

Загрузка...

Сохранить себе в: