Трапецеидальная резьба

Применение

Трапецеидальная резьба, благодаря тормозящим свойствам и большой силой трения, не требует дополнительной фиксации. Благодаря этой особенности, она активно применяется в подъемных технологиях. Чаще всего трапецеидальная резьба выступает в роли ходового винта и привода для винтовых прессов. Она выполняет следующий набор операций:

• подача движений на токарных станках;
• контроль перемещения подъемных устройств;
• передвижение изделий на сборочных контейнерах;
• движение конструкций пресса в вертикальном направлении.

Также она применяется при изготовлении станков и регулировочных механизмов. Основными сферами применения являются автомобиле строение (изготовление устройств для моторных редукторов), паровозостроение (создание тормозных устройств для шахтных локомотивов, функционирующих при помощи электрической энергии) и иные производственные сферы машиностроения.

Характеристика

Традиционно трапецеидальный винт используется не сам по себе, а в паре со специально предназначенной гайкой. Данные элементы представляют собой ходовую передачу, которая обеспечивает осуществление резьбы. Пара винта и гайки обладает силой трения-скольжения. Если говорить о ходовой передаче с производственной точки зрения, то следует отметить тот факт, что ее прямое предназначение – это превращение вращательного движения в поступательное.

Винты являются очень требовательными по отношению к уходовым мероприятиям – они должны быть постоянно чистыми. Данный факт делает обслуживание механизмов, частью которых являются трапецеидальные винты, довольно затратным и трудоемким. Однако трапецеидальная резьба способна служить довольно длительное время, а работает она очень тихо, не доставляя каких-либо неудобств. А также такие винты характеризуются повышенной грузоподъемностью.

Производство трапецеидальных винтов представляет собой длительный и сложный процесс. При этом в обязательном порядке применяется технология накатки резьбы. Благодаря этой технологии резьба становится максимально гладкой. К отличительным характеристикам винтов данного типа можно отнести тот факт, что они обладают особенным и довольно специфическим свойством самоторможения.

Особенность нарезания резьбы на трубах

В трубной нарезке резьбы используются 3 вида: на токарном станке, с помощью плашки или трубного клуппа. На практике чаще всего встречается резьба треугольного типа:

• • дюймовая, с измерительными расчетами в дюймах. Резьба отличается высокими показателями прочности из-за большого шага и крупного профиля. Используется для водопроводных труб;
• • метрическая, измеряется в миллиметрах, используется для крепежных элементов труб.

Клупп – инструмент ограниченного функционального назначения, используется только для нарезания резьбы на трубах. На токарных станках процесс построен следующим образом: труба фиксируется в шпинделе, затем отрезным резаком устраняется все лишнее, выбирается соответствующий шаг и наносится резьба.

Недостатки соединений

Отрицательных сторон у данного вида соединений не так уж и много. Одна из них – это возникновение большого напряжения во впадинах. Кроме того, их нельзя применять в устройствах и механизмах, которые обладают высокой вибрацией, так как винты могут самостоятельно выкручиваться, что не является хорошим знаком.

Поэтому необходимо следить за этим, и в случае возникновения такой ситуации — исправить положение винтов.

Такое качество, как стоимость, можно отнести как к положительным, так и к отрицательным сторонам.

Одноходовые резьбы стоят значительно ниже, чем многоходовые. Здесь каждый выбирает в соответствии с личными предпочтениями. Многие конструкторские организации используют именно многоходовые резьбы, так как они отличаются надежностью и прочностью.

Итак, мы выяснили, что собой представляет такой вид соединения, как трапецеидальная резьба, размеры ее, преимущества и недостатки.

Способы изготовления

Важно знать, как нарезать трапецеидальную резьбу, чтобы избежать неисправностей во время ее эксплуатации. Трапециевидная резьба легко изготавливается в промышленных масштабах

Ее методика изготовления имеет сходства с производством резьбы прямоугольной формы. Существуют следующие способы нарезания:

С применения 1 резца

Перед проведением данной процедуры важно подготовить обрабатываемую заготовку под нарезание: произвести измерение ее длины и ширины при помощи линейки или штангенциркуля. Изделие располагается на столе токарного станка

В заготовке нужно проточить канаву, в которую будет входить режущий инструмент. Во время приложения резца стоит проверить правильность его местоположения, расположив параллельно оси резьбы. После завершения подготовительных работ можно включать станок. Во время обработки режущая кромка инструмента совершает поступательные движение, образуя резьбу на профиле детали. Важно после завершения рабочего процесса сравнить обработанную деталь с шаблонном. Их профили должны совпадать. Из-за неточности режущего инструмента могут возникнуть незначительные погрешности.
Использование 3 резцов. Перед осуществлением процедуры также производятся подготовительные работы: налаживание токарного станка, расчет размерных параметров изделия и настройка 3 резцов. Режущие инструменты прикладываются к впадинам заготовки и проверяются на предмет надежности крепления. В соответствии с диаметром и углом подъема изделия резцы для нарезания могут быть установлены параллельно сторонам винтовой канавки и противоположно оси резьбы. 3 резца выполняют поступательные движения, формируя окончательный профиль. Проверка точности обработки осуществляется посредством сравнения получившейся детали с шаблоном.

При создании винтовых конструкций используется иной способ нарезания. При помощи резца проделывается неполная канавка. После этого необходимо выбрать режущий инструмент меньшего размера и увеличить длину канавки до внутреннего диаметра. Завершение процедуры проводится профильным резцом. Проверка результата обработки производится при помощи номинальных и предельных калибров.

Во время проведения нарезания важно соблюдать основные правила техники безопасности во время работы с режущими приспособлениями и токарными станками:

Работу с инструментами должен осуществлять специалист, соответствующий инструктаж.
Человек Работник обязан иметь специальную униформу, состоящую из производственного халата, защитных очков с прозрачными линзами, головного убора, ботинок и перчаток. Спецодежда должна быть отремонтированной и чистой

Перед работой с инструментами важно убедиться, что костюм полностью застегнут и плотно прилегает к телу.
На рабочем месте нельзя располагать посторонние предметы.
Перед проведением заточки важно проверить состояние токарного станка. На нем должны присутствовать механизмы для отвода производственного мусора, трубки и шланги для охлаждения, щитков для отражения эмульсии

Проверку токарного станка следует проводить на холостом ходу, оценивая работоспособность его основных комплектующих.
На патроне токарного станка не должны присутствовать стружка или инородные предметы.
Во время проведения обработки важно проверять прочность крепления режущих инструментов и местоположение заготовки.
Нельзя закреплять заготовку весом больше 16 кг и производить замеры во время ее вращения.
Нужно своевременно удалять производственный мусор при помощи специальных стружкоотводов.
Для нарезания деталей из вязких металлов применяются специальные режущие инструменты с заточкой.
Во время обработки заготовок запрещается облокачиваться на станок, смазывать детали, поддерживать изделие руками, избавляться от стружки при помощи струи воздуха.
При токарных работа необходимо применять люнеты, если обработка осуществляется на высокой скорости.
Важно следить за отводом СОЖ из токарного станка.
Нельзя отходить от станка во время его эксплуатации.

При пожарах на производстве необходимо выключить станковое оборудование, отойти на безопасное расстояние и оповестить компетентные органы. Соблюдение техники безопасности снизит риск возникновения чрезвычайных ситуаций.

Особенности нарезания наружной резьбы

Резьба представляет собой различной геометрической формы канавки, нарезаемые специальными инструментами – плашками, резьбовыми фрезами, метчиками и шлифовальными кругами. Резьбу наносят как ручным способом, так и с помощью токарного станка и резца.

• способ нарезки плашкой и метчиком

Метчик – винт с прямолинейными и винтовыми канавками, предназначен для нарезания внутренней резьбы. Ручной способ нарезки требует 3 метчика: черновой, для нанесения первоначальной резьбы, средний и чистовой. Машинный способ нарезки осуществляется на токарных и фрезерных станках. Плашки по своей форме и виду схожи с гайкой, на внутренне части инструмента расположены режущие зубцы конической формы, для нарезания внешней резьбы. По форме различают – круглые, квадратные и шестигранные. По устройству – цельные, разрезные и раздвижные. Для беспрепятственного прохождения плашки по детали необходимо снять фаску.

• метод токарной обработки

На производстве резьба нарезается с помощью токарного станка и специального инструмента – резьбового резца. Для каждого изделия устанавливается индивидуальный показатель винтового шага, определяется он путем замера расстояния между соседними витками. Деталь помещается в токарный станок, в момент вращения заготовки резец перемещается по все оси, создавая винтовую поверхность. Резьбовые резцы по особенностям конструкции подразделяются на: призматические, стержневые и круглые/дисковые. Используемый профиль резьбы – треугольный, прямоугольный, трапецеидальный, упорный и круглой геометрической формы.

Виды резьбы

На сегодняшний день существуют такие типы:

1. Метрическая. Она служит для закрепления нескольких элементов. Условия нарезки установлены в нормативной документации. Профиль представляет собой треугольник с равносторонними углами. Этот показатель равен 60°. Винты с метрической резьбой выполняются с малыми и большими шагами. Первый вид применяется для закрепления тонколистовых элементов для создания повышенной герметичности. Такой вид присоединения можно встретить в точных оптических приборах.
2. Коническая. Она изготовляется также, как предыдущий вид, но закручивание производится на глубину 0,8 мм.
3. Дюймовая. На сегодняшний день нет нормативного документа, в котором указывались бы размеры резьбы. Дюймовая резьба применяется при ремонте различного оборудования. Как правило, это старые приборы и устройства. Основными ее показателями являются наружный диметр и шаг.
4. Трубная цилиндрическая. Данный вид представляет собой равнобедренный треугольник, верхний угол которого равен 55°. Такая внутренняя резьба применяется для соединения трубопроводов, а также деталей, выполненных из тонколистового материала. Она рекомендуется в том случае, когда предъявляются особые требования к герметичности соединения.
5. Трубная коническая. Внутренняя резьба должна соответствовать всем требованиям нормативных документов. Размеры полностью стандартизованы. Ее применяют для присоединения различных видов трубопроводов.
6. Упорная. Такой вид представляет собой неравнобокую трапецию, где одна из сторон наклонена на 3°, а другая – на 30°. Первая сторона является рабочей. Форма профиля, а также диаметр шагов определяются нормативными документами. В соответствии с ними резьба выполняется диаметром от 10 до 600 мм, при этом максимальное значение шага равно 24 мм. Они используются там, где требуются повышенные удерживающие усилия.
7. Круглая. Профиль резьбы представляет собой различные дуги, связанные между собой прямыми линиями. Угол профиля равен 30°. Данный вид резьбы применяют для тех соединений, на которые воздействуют агрессивные среды.
8. Прямоугольная. Она не закреплена никакими нормативными документами. Ее главным преимуществом является высокий КПД. По сравнению с трапецеидальным видом она мене прочна, а также вызывает множество непонятных моментов при ее производстве. Основное место применения – домкраты и различные виды винтов.
9. Трапецеидальная. Имеет форму равнобокой трапеции с углом профиля 30°. Трапецеидальная резьба, размеры которой закреплены в документации, применяется для соединения различных элементов производственного оборудования.

Недостатки соединений

Отрицательных сторон у данного вида соединений не так уж и много. Одна из них – это возникновение большого напряжения во впадинах. Кроме того, их нельзя применять в устройствах и механизмах, которые обладают высокой вибрацией, так как винты могут самостоятельно выкручиваться, что не является хорошим знаком.

Поэтому необходимо следить за этим, и в случае возникновения такой ситуации — исправить положение винтов.

Такое качество, как стоимость, можно отнести как к положительным, так и к отрицательным сторонам.

Одноходовые резьбы стоят значительно ниже, чем многоходовые. Здесь каждый выбирает в соответствии с личными предпочтениями. Многие конструкторские организации используют именно многоходовые резьбы, так как они отличаются надежностью и прочностью.

Итак, мы выяснили, что собой представляет такой вид соединения, как трапецеидальная резьба, размеры ее, преимущества и недостатки.

Резьба многозаходная

Одним из параметров, определяющим вид резьбы, является количество заходов. Оно варьируется в зависимости от степени сложности решаемых задач. Одной из самых технологических сложных является резьба многозаходная. Это число может равняться двум, трём, четырём или более (встречается достаточно редко). Чем больше значение данного параметра, тем сложнее она в исполнении. Наиболее сложной и трудоёмкой в производстве является четырёхзаходная резьба.

Не зависимо от числа она имеет равномерно расположенные заходы. Их располагают на одинаковом расстоянии друг от друга, разбивая внешнюю окружность детали на равное количество секторов. Например, двухзаходная резьба будет иметь два захода, расположенные симметрично, через сто восемьдесят градусов. Для неё ходом считается расстояние, которое измеряется вдоль оси изделия (болта, гайки, вала и так далее) между витками, выполненными в одном заходе, пропуская другие витки. При однозаходной, понятия шаг и ход являются идентичными, для многозаходной они имеют свой технический смысл. Ход всегда равен шагу, умноженному на количество выполненных заходов.

Если зуб имеет форму классической трапеции, она называется многозаходная трапецеидальная резьба. В поперечном сечении винт с многозаходной резьбой представляет фигуру с заданным значением выступов. Их число равно количеству нарезанных элементов.

С помощью многозаходной резьбы решают следующие задачи:

• увеличивают прочность соединения (во многих специализированных соединениях);
• изменяют передаточное число (в редукторах различного назначения);
• создать значительное смещение гайки вдоль стержня винта при незначительном количестве произведенных оборотов (например, в тормозной системе шахтных электровозов).

Многозаходные системы имеют следующую последовательность маркировки. На первом месте расположена буква. Она означает принадлежность к конкретному виду резьбы: М – метрическая, Уп или Сп специальные многозаходные. Далее проставлено число, которое указывает номинальный диаметр. После этого числа отмечается количество заходов, например Х2 –значит два захода. В круглых скобках число с индексом «Р» означает значение шага. Например, маркировка многозаходной резьбы М30Х2(Р15) свидетельствует, что она является метрической, диаметром 30 миллиметров с числом заходов равным двум и шагом в 15 миллиметров.

Для специальных видов маркировка может иметь вид Уп 22,5х(3х4,5). Первое число 22,5 означает величину наружного диаметра, 3 – указывает на число заходов, 4,5 – величину шага. Для многозаходной конструкции с такими характеристиками величина хода будет равна произведению 3 и 4,5 мм, что составляет 13,5 мм. Число заходов можно определить визуально, если подсчитать количество витков на торце гайки, винта или вала.

По международной системе обозначения может быть указано направление резьбы: L – левая, R — правая. Сама многозаходная резьба обозначается латинской буквой S.

ДОПУСКИ

Числовые значения допусков
диаметров наружной и внутренней резьбы должны соответствовать указанным в табл.
3 –
5.

Таблица 3

Допуски диаметров d и D₁

Шаг Р, мм	Наружная резьба	Внутренняя резьба	Шаг Р, мм	Наружная резьба	Внутренняя резьба
Степень точности	Степень точности
4	6	4	4	6	4
Допуск, мкм	Допуск, мкм
Td		Td
1,5	150	236	190	16	710	–	1000
2	180	280	236	18	800	–	1120
3	236	375	315	20	850	–	1180
4	300	475	375	22	900	–	1250
5	335	530	450	24	950	–	1320
6	375	600	500	28	1060	–	1500
7	425	670	560	32	1120	–	1600
8	450	710	630	36	1250	–	1800
9	500	800	670	40	1320	–	1900
10	530	850	710	44	1400	–	2000
12	600	950	800	48	1500	–	2120
14	670	–	900

Таблица 4

Допуски диаметров d₂
и D₂

Номинальный диаметр резьбы d, мм	Шаг P, мм	Наружная резьба	Внутренняя резьба
Степень точности
6	7	8	9	6	7	8	9
Допуск, мкм
Св. 5,6 до 11,2	1,5	132	170	212	265	180	224	280	355
2	150	190	236	300	200	250	315	400
3	170	212	265	335	224	280	355	450
Св. 11,2 до 22,4	2	160	200	250	315	212	265	335	425
3	180	224	280	355	236	300	375	475
4	212	265	335	425	280	355	450	560
5	224	280	355	450	300	375	475	600
8	280	355	450	560	375	475	600	750
Св. 22,4 до 45	2	170	212	265	335	224	280	355	450
3	200	250	315	400	265	335	425	530
5	236	300	375	475	315	400	500	630
6	265	335	425	530	355	450	560	710
7	280	355	450	560	375	475	600	750
8	300	375	475	600	400	500	630	800
10	315	400	500	630	425	530	670	850
12	335	425	530	670	450	560	710	900
Св. 45 до 90	3	212	265	335	425	280	355	450	560
4	236	300	375	475	315	400	500	630
5	250	315	400	500	335	425	530	670
8	315	400	500	630	425	530	670	850
9	335	425	530	670	450	560	710	900
10	335	425	530	670	450	560	710	900
12	375	475	600	750	500	630	800	1000
14	400	500	630	800	530	670	850	1060
16	425	530	670	850	560	710	900	1120
18	450	560	710	900	600	750	950	1180
20	450	560	710	900	600	750	950	1180
Св. 90 до 180	4	250	315	400	500	335	425	530	670
5	280	355	450	560	375	475	600	750
6	300	375	475	600	400	500	630	800
8	335	425	530	670	450	560	710	900
12	400	500	630	800	530	670	850	1060
14	425	530	670	850	560	710	900	1120
16	450	560	710	900	600	750	950	1180
18	475	600	750	950	630	800	1000	1250
Св. 90 до 180	20	475	600	750	950	630	800	1000	1250
22	500	630	800	1000	670	850	1060	1320
24	530	670	850	1060	710	900	1120	1400
28	560	710	900	1120	750	950	1180	1500
32	600	750	950	1180	800	1000	1250	1600
Св. 180 до 355	8	355	450	560	710	475	600	750	950
10	400	500	630	800	530	670	850	1060
12	425	530	670	850	560	710	900	1120
18	500	630	800	1000	670	850	1060	1320
20	530	670	850	1060	710	900	1120	1400
22	530	670	850	1060	710	900	1120	1400
24	560	710	900	1120	750	950	1180	1500
32	530	800	1000	1250	850	1060	1320	1700
36	670	850	1060	1320	900	1120	1400	1800
40	670	850	1060	1320	900	1120	1400	1800
44	710	900	1120	1400	950	1180	1500	1900
48	750	950	1180	1500	1000	1250	1600	2000
Св. 355 до 640	12	450	560	710	900	600	750	950	1180
16	500	630	800	1000	670	850	1060	1320
20	560	710	900	1120	750	950	1180	1500
24	600	750	950	1180	850	1060	1320	1700
48	800	1000	1250	1600	1060	1320	1700	2120

Таблица 5

Допуски диаметра d₃

Номинальный диаметр резьбы d, мм	Шаг Р, мм	Основное отклонение диаметра d2
с	е	g
Степень точности
8	9	6	7	8	6	7
Допуск , мкм
Св. 5,6 до 11,2	1,5	405	471	232	279	332	197	245
2	445	525	259	309	366	226	276
3	501	589	298	350	416	261	313
Св. 11,2 до 22,4	2	462	544	271	321	383	238	288
3	520	614	310	365	435	273	328
4	609	721	360	426	514	325	391
5	656	775	386	456	550	351	421
8	828	965	482	576	695	435	529
Св. 22,4 до 45	2	481	569	284	336	402	251	303
3	564	670	335	397	479	298	361
5	681	806	401	481	575	366	446
6	767	899	449	537	649	411	499
7	813	950	475	569	688	433	527
8	859	1015	507	601	726	460	554
10	925	1087	544	650	775	490	596
12	998	1173	589	701	833	534	646
Св. 45 до 90	3	589	701	350	116	504	313	379
4	659	784	390	470	564	355	435
5	712	837	419	500	606	384	465
8	890	1052	526	632	757	479	585
9	943	1118	559	671	803	509	621
10	963	1138	569	681	813	515	627
12	1085	1273	639	764	920	584	709
14	1142	1355	680	805	967	620	745
16	1213	1438	721	853	1028	661	793
18	1288	1525	763	900	1088	703	840
20	1313	1550	775	912	1100	708	845
Св. 90 до 180	4	690	815	408	489	595	373	454
5	775	912	456	550	669	421	515
6	830	986	493	587	712	455	549
8	928	1103	551	663	795	504	616
12	1122	1335	670	795	958	615	740
14	1193	1418	711	843	1018	651	783
Св. 90 до 180	16	1263	1500	753	890	1078	693	830
18	1338	1588	794	950	1138	734	890
20	1363	1613	806	962	1150	739	895
22	1450	1700	849	1011	1224	780	943
24	1538	1800	899	1074	1299	828	1003
28	1625	1900	950	1138	1375	880	1068
32	1718	2005	1015	1203	1453	945	1133
Св. 180 до 355	8	965	1153	576	695	832	529	648
10	1088	1300	650	775	938	596	721
12	1173	1398	701	833	1008	646	778
18	1400	1650	825	987	1200	765	928
20	1488	1750	875	1050	1275	808	983
22	1513	1775	887	1062	1287	818	993
24	1600	1875	936	1124	1361	865	1053
32	1780	2092	1053	1265	1515	983	1195
36	1885	2210	1118	1343	1605	1048	1273
40	1925	2250	1138	1363	1625	1063	1288
44	2030	2380	1203	1440	1715	1128	1365
48	2145	2545	1273	1523	1810	1188	1438
Св. 355 до 640	12	1223	1460	733	870	1058	678	815
16	1375	1625	815	978	1190	755	918
20	1550	1825	912	1100	1337	845	1033
24	1663	1950	986	1174	1424	915	1103
48	2233	2670	1335	1585	1898	1250	1500

Расшифровка написания резьб

Графические материалы оформляют, руководствуясь указаниями ГОСТ 2.311-68 «Изображение резьбы».

Типовая структура обозначения содержит:

• буквенную часть, определяющую тип;
• цифры, соответствующие номинальному размеру в миллиметрах или дюймах;
• шаг (мм) указывается только мелкий, после знака «×»;
• у многозаходных вместо предыдущего пункта приводят ход (мм), затем шаг в скобках;
• направление: правое – по умолчанию, левое – обозначают LH;
• поле допуска или класс точности;
• длину свинчивания, отличную от нормальной.

Пример 1: М16×1,5LH–6H. Расшифровка:

• М – метрическая цилиндрическая;
• 16 – номинальный диаметр, мм;
• 1,5 – мелкий шаг, мм;
• LH – левая;
• 6Н – поле допуска, где 6 – степень точности; H – основное отклонение. Прописные буквы применяются для внутренней (гаек), следовательно, резьба в отверстии.

Длина свинчивания не указана, значит – нормальная.

• G – трубная цилиндрическая;
• 1/2 – размер резьбы, дюймов; соответствует внутреннему диаметру трубы;
• А – класс точности.

Варианты обозначений проиллюстрированы ниже.

Особенность нарезания резьбы на трубах

В трубной нарезке резьбы используются 3 вида: на токарном станке, с помощью плашки или трубного клуппа. На практике чаще всего встречается резьба треугольного типа:

• • дюймовая, с измерительными расчетами в дюймах. Резьба отличается высокими показателями прочности из-за большого шага и крупного профиля. Используется для водопроводных труб;
• • метрическая, измеряется в миллиметрах, используется для крепежных элементов труб.

Клупп – инструмент ограниченного функционального назначения, используется только для нарезания резьбы на трубах. На токарных станках процесс построен следующим образом: труба фиксируется в шпинделе, затем отрезным резаком устраняется все лишнее, выбирается соответствующий шаг и наносится резьба.

Разновидности и параметры резьбы

Параметрами, по которым резьбу разделяют на различные типы, являются:

• единицы исчисления диаметра (метрическая, дюймовая и др.);
• количество заходов ниток (одно-, двух- или трехзаходная);
• форма, в которой выполнены элементы профиля (треугольная, прямоугольная, круглая, трапециевидная);
• направление подъема витков (правая или левая);
• место размещения на изделии (наружная или внутренняя);
• форма поверхности (цилиндрическая или коническая);
• назначение (крепежная, крепежно-уплотнительная, ходовая).

В зависимости от вышеперечисленных параметров различают следующие виды резьбы:

• цилиндрическая, которая обозначается буквами MJ;
• метрическая и коническая, обозначаемые соответственно M и MK;
• трубная, для обозначения которой используются буквы G и R;
• с круглым профилем, названная в честь Эдисона и маркируемая буквой E;
• трапецеидальная, обозначаемая Tr;
• круглая, используемая для монтажа сантехнической арматуры, – Кр;
• упорная и упорная усиленная, маркируемые как S и S45 соответственно;
• дюймовая резьба, которая также может быть цилиндрической и конической, – BSW, UTS, NPT;
• используемая для соединения труб, монтируемых в нефтяных скважинах.