Резьбовые соединения

Соединения резьбового типа востребованы в промышленности, строительстве, быту и других отраслях. При монтаже инженерных сетей применяют резьбовые соединения труб и резьбовые соединения фланцев. При сборке автомобилей и станков задействуются классические узлы по типу болт-гайка.

В сборки с повышенными требованиями к герметичности добавляется герметик для резьбовых соединений. Он заполняет пространство между деталями, исключает проход жидкости и газа через имеющиеся полости.

Рис. 1 Классическое резьбовое соединение

Преимущества и недостатки резьбовых соединений

Узлы на базе резьбы имеют ряд преимуществ.

• Высокая технологичность.
• Взаимозаменяемость компонентов.
• Высокая ремонтопригодность.
• Универсальное исполнение.
• Широкое распространение. Массовое производство.
• Высокий эксплуатационный ресурс. Устойчивость к внешним факторам.

Недостатки резьбовых соединений.

• Риск ослабления затяжки в процессе эксплуатации. Проблема решается использованием фиксаторов для резьбовых соединений, таких как гроверы.
• Высокая вероятность повреждения узла при несоблюдении момента затяжки резьбового соединения. Последствия устраняются заменой поврежденных компонентов или повторным нарезанием резьбы.
• Необходимость использования герметиков и гелей для резьбовых соединений с целью предотвращения протекания.

Улучшить герметичность соединений позволяет коническая резьба с самостопорящими свойствами.

Рис. 2 Детали с конической резьбой

Разновидности соединений

Выделяют несколько типов резьбовых соединений. Первая группа – узлы с резьбой на поверхности деталей, вторая – соединения, полученные посредством метизов. Во вторую категорию входят болтовые, винтовые и шпоночные соединения.

Узлы с резьбой на поверхности деталей

Узлы, получаемые соединением деталей с нарезанной резьбой, изготавливаются по месту монтажа. Как правило, это сантехнические резьбовые соединения, используемые при прокладке труб. Для формирования витков используются трубные клуппы. Они работают с нержавейкой и конструкционной сталью, обеспечивают качественное нарезание резьбы.

Рис. 3 Нарезание резьбы клуппом

Исключить протечки помогает анаэробный герметик для резьбовых соединений. Состав наносится на поверхность фиксируемых компонентов, гарантирует высокую герметичность узла даже при работе под давлением.

Узлы с резьбой на поверхности деталей

Резьбовые соединения по ГОСТ 55740-2015 на базе болтов и ответных элементов. Последние представлены гайками и крупными деталями с посадочными отверстиями. Обеспечить уплотнение резьбового соединения и предотвратить его ослабление помогают гроверы и шайбы.

Рис. 4 Соединение с использованием болта, гровера и гайки

Для подготовки ответной резьбы в теле детали используются метчики подходящего размера. Инструменты имеют черновое, получистовое и чистовое исполнение, применяется в обозначенной последовательности. Чтобы подробнее узнать о том, как нарезать резьбу метчиком, ознакомьтесь с одноименной статьей на нашем сайте.

Рис. 5 Болтовое соединение в теле детали

При затяжке резьбовых соединений учитывается тип головки болта. Современные производители предлагают метизы в следующем исполнении.

Тип головки	ГОСТ/DIN	Изображение
Шестигранная	ГОСТ 7798-70, ГОСТ 7817-80, ГОСТ 10602-94, ГОСТ 18125-72
Полукруглая	ГОСТ 7783-81, ГОСТ 7801-81, ГОСТ 7802-81
Потайная	ГОСТ 7785-81, ГОСТ 7786-81, ГОСТ 17673-81
Откидная	ГОСТ 3033-78
Анкерные болты	ГОСТ 24379.1-2012
Рым-болты	ГОСТ 4751-73*
С фланцем	DIN 6921

По назначению метизы делятся на 5 групп.

• Машиностроительные. Классические решения, используемые при сборке резьбовых соединений двигателей, приводов и прочих деталей машин.
• Дорожные. Метизы повышенной прочности, востребованные при монтаже металлоконструкций. Резьбовые соединения с болтами дорожного типа обеспечивают фиксацию эстакад, элементов мостов и поддерживающих сооружений.
• Лемешные. Вспомогательные крепежи для навешивания оборудования.
• Строительные. Решения для работы с железобетонными конструкциями.
• Мебельные. Метизы, создающие резьбовое соединение с гайкой при сборке мебели. Они имеют малые габариты и незначительный момент затяжки.

При подборе болтов производится расчет резьбового соединения. Операция позволяет определить прочностные характеристики узла, шаг резьбы и прочие параметры.

По типу резьбы болты делятся на метрические и дюймовые. Первый обозначаются буквой М, содержат последовательность чисел, отображающих диаметр и длину стержня.

Рис. 6 Расшифровка обозначения метрических болтов

Болты имеют различные классы прочности. ГОСТ Р 52627-2006 предусматривает 11 категорий с числовым обозначением. Чем выше цифра, тем выше прочностные показатели.

Винтовые соединения

Винтовые соединения формируются в теле детали. Их основу составляют метизы с установленным типом головки и резьбовым стержнем. Изделия закручиваются вручную или посредством электроинструмента с подходящей насадкой.

Рис. 7 Винтовые соединения

Производители выпускают винты с широким спектром шлицов. В ассортименте решения для бытовой эксплуатации и продукция в специальном исполнении.

Рис. 8 Шлицы винтов

Стопорение резьбовых соединений на базе винтов осуществляется несколькими способами.

• Увеличение силы трения внутри разборного узла.
• Установка пружинящих шайб и шайб «NordLock».
• Применение шплинтов, пружин и штифтов.
• Установка деформируемых компонентов.
• Покрытие поверхности резьбового соединения лаком или краской.
• Установка проволочных замков.

В ряде случаев применяются анаэробные составы для резьбовых соединений.

Рис. 9 Формы головок винтов

Шпилечные соединения

Резьбовые соединения на основе шпилек используются при сборке оборудования и монтаже небольших элементов. Основой соединения выступает шпилька с наружной резьбой. Для ее фиксации требуется гайка подходящего диаметра и резьбовое отверстие.

Рис. 10 Шпилечное соединение

Метизы изготавливаются по ГОСТ 22032-76, имеют диаметр 3; 4; 5 или 6 мм. Длина изделий варьируется от 16 до 160 мм, шаг резьбы – от 0,5 до 1,0 мм.

Механические свойства соединений

При формировании всех видов резьбовых соединений учитываются их механические свойства. Резьбы и резьбовые соединения повышенной прочности применяются в рамках ответственных конструкций и линейных объектов.

Таблица 1. Механические свойства болтов, винтов и шпилек

Исполнение резьбы

При разработке резьбовых соединений используются различные типы резьбы: питчевая, дюймовая и метрическая. Питчевая резьба передает движение, востребована при организации червячных передач. Дюймовые решения встречаются в резьбовых соединениях для отопления, оптимальны для магистралей, транспортирующих жидкие среды. Метрическая резьба представлена в конусном и цилиндрическом исполнении. Первый вариант предназначен для герметичных соединений, второй – для общих нужд.

Для получения дополнительных сведений о видах резьбы ознакомьтесь с одноименной статьей на нашем сайте.

Рис. 11 Различие дюймовой и метрической резьбы

Условные обозначения на чертеже

Нанесение резьбовых соединений на чертеж предполагает применение соответствующих обозначений. Инженеры используют стрелку с выносной полкой для маркировки резьбы.

Рис. 12 Обозначение резьбы

Частые вопросы