Виды резьбы

Разбираемся в различных типах и их особенностях

Введение

В области механики и инженерии резьба — это элемент, который используется для соединения деталей, фиксации изделий и обеспечения герметичности. Существует несколько видов резки, каждый из которых имеет свои особенности и применение. В данной статье рассмотрим основные ее типы, а также ознакомимся с понятием размера, диаметра и шага.

Основные типы резьбы

Внутренняя

Находится внутри отверстия или полости. Это винтовая структура с впадинами, называемыми витками. Может быть выполнена различными способами, включая ручное или станочное нарезание или штамповка с использованием специальных промышленных инструментов.

 

Коническая

Имеет форму конуса и применяется в тех случаях, когда требуется герметичность соединения или постепенное усиливание сжатия при затягивании. Обычно используется для прокладки труб, фланцев и других компонентов, где требуется надежное и плотное крепление.

Наружная

Как следует из названия, располагается на внешней поверхности детали и представляет собой выступающие витки или шпили. Может быть нарезана на детали, например, на винтах, болтах или трубах. Используется для объединения с элементами, имеющими внутреннюю резьбу.

Металлическая

Это процесс формирования винтовой структуры на металлической поверхности. Может быть выполнена различными способами, включая мануальное, станочное или промышленное нарезание. Широко применяется в промышленности для создания прочных систем и фиксации деталей.

Стальная

Вид металлической резьбы, где процесс нарезания выполняется на стальных поверхностях. Благодаря прочности и долговечности стальных деталей широко используется в различных отраслях, включая строительство, автомобильную промышленность, судостроение и машиностроение.

Трубная

Используется для соединения труб и трубопроводов. Может быть конической или цилиндрической в зависимости от типа системы и ее назначения. Системы трубопроводов представляют собой сети, используемых для транспортировки различных сред, таких как вода, нефть, газ, химические вещества и другие жидкости или газы.

Такие системы могут быть разного масштаба и сложности, включая как небольшие внутренние сети в зданиях и предприятиях, так и глобальные магистральные трубопроводы, протяженностью на сотни и даже тысячи километров. Они создаются с использованием различных типов труб и соединительных элементов, которые обеспечивают надежность и эффективность передачи среды от одной точки к другой. Они имеют важное значение для обеспечения энергетической, транспортной и промышленной инфраструктуры, а также для удовлетворения потребностей в снабжении водой и газом населения и предприятий.

Трубы могут быть изготовлены из различных материалов в зависимости от их предназначения, рабочих условий и требований к прочности, коррозионной стойкости и другим характеристикам:

• Углеродистая сталь: Широко применяются в нефтегазовой промышленности и других отраслях. Обладают хорошей прочностью, устойчивостью к высоким давлениям и достаточной коррозионной стойкостью. Могут быть покрыты специальными материалами или подвергнуты процессам защиты от коррозии.
• Нержавеющая сталь: Обладают высокой коррозионной стойкостью и широко используются в пищевой промышленности, фармацевтике, химической промышленности и других сферах, где требуется высокая гигиеничность и стойкость к химическим веществам.
• Пластик: Трубы из различных видов пластика, таких как полиэтилен (PE), полипропилен (PP), поливинилхлорид (PVC) и другие, широко используются в водоснабжении, канализации, химической промышленности и других отраслях. Они обладают химической стойкостью, легкостью, долговечностью и могут быть устойчивыми к коррозии.
• Другие материалы: Трубы также могут быть изготовлены из алюминия, меди, бронзы, чугуна и других материалов, в зависимости от специфических требований и условий эксплуатации.

Функции резьбы в трубных соединениях:

• Коннект: Позволяет соединять трубы создавая непрерывный трубопровод. Может быть простым или разъемным, в зависимости от потребностей системы. Разъемные позволяют легко и быстро собирать и разбирать трубы, что упрощает монтаж, обслуживание и ремонт.
• Герметичность: Обеспечивают высокую герметичность, предотвращая утечку жидкостей или газов из трубопровода. Правильно резка с использованием уплотнительных материалов, таких как герметики или фум-лента, обеспечивает абсолютную герметичность.
• Присоединение компонентов: Позволяет присоединять различные компоненты к трубопроводу, например, арматуру, клапаны, фитинги и переходники. Это дает возможность создавать сложные системы с разветвлениями, перекрестками и изменением направления потока.
• Регулирование потока: Некоторые системы позволяют регулировать поток среды. Например, резьбовые клапаны могут использоваться для открытия и закрытия потока или для регулирования его интенсивности.
• Устойчивость к вибрации: Имеют хорошую устойчивость к вибрациям и механическим нагрузкам. Они способны выдерживать динамические нагрузки и предотвращать разъединение труб даже в условиях вибрации и движения.

Соединение резьбой

Соединение резьбой – это метод объединения двух или более деталей путем вкручивания винта или болта с наружной резьбой в отверстие или полость с внутренней. Обеспечивает прочное и надежное крепление, которое может быть затянуто или разъединено при помощи инструментов, например, гаечных ключей или отверток.

Виды резьбовых соединений:

• Цилиндрическое: Это наиболее распространенный вид, при котором резьбовые поверхности образуются параллельно оси трубы или стержня. Обычно применяется там, где не требуется герметичность, и представляет собой простой, но относительно надежный коннект.
• Коническое: Резьбовые поверхности образуют конус. Обеспечивает более высокую герметичность, нежели цилиндрическое, и часто используется в там, где требуется предотвращение утечки жидкости или газа.
• Трапецеидальное: Этот вид имеет форму трапеции с наклонными боковыми поверхностями. Широко применяется в динамичных системах, например в резьбовых винтах и гайках.
• Квадратное: Резьбовые поверхности представлены в форме квадрата. Используется в некоторых специализированных устройствах, таких как ручные прессовые механизмы.

Размеры

Размер резьбы определяется двумя основными параметрами: диаметром и шагом. Диаметр указывает на размер внутренней или наружной резьбы и измеряется в миллиметрах или дюймах. Шаг обозначает расстояние между витками резьбы и также измеряется в миллиметрах или дюймах. Размер резьбы имеет важное значение при подборе деталей, т. к. они должны быть совместимы, чтобы обеспечит прочное соединение.

Диаметры

Диаметр может быть внешним (для наружной) или внутренним (для внутренней). Внешний диаметр определяет размер винтовой части, а внутренний диаметр – размер отверстия или полости. Оба диаметра важны для правильного соединения деталей.

Шаг

Шаг указывает на расстояние между соседними витками и измеряется в миллиметрах или дюймах. Шаг может быть грубым (большой шаг) или тонким (маленький шаг), в зависимости от требуемого уровня точности, нагрузки и особенностей соединяемых деталей.

Стандартные резьбы

Для облегчения стандартизации и совместимости различных деталей производятся стандартные резьбы. Они определяют требования к размерам и геометрии резки, чтобы обеспечить совместимость между изделиями производителей. Некоторые из наиболее распространенных типов включают изделия с меткой UNC (Unified National Coarse) и UNF (Unified National Fine).

Типовые размеры

Типовые размеры резьбы определены в соответствии с двумя единицами измерения: метрической и дюймовой. Метрическая и дюймовая системы — это две СИ, которые используются во всем мире. Рассмотрим особенности каждой из них.

Метрическая система

Основана на десятичной системе, в которой единицы измерения связаны с множителями 10.
Основные единицы измерения включают метр (длина), килограмм (масса) и секунду (время).
Для каждой единицы существуют префиксы, которые указывают на множители. Например, километр (1 000 метров), грамм (0,001 килограмма). Например, километр (1 000 метров), грамм (0,001 килограмма).

Метрическая система обладает логической и простой структурой, что делает ее легкой для использования и перевода между единицами измерения. Она широко принята во всем мире, за исключением некоторых стран, где используется дюймовая система.

Дюймовые системы

Основана на фут-фунт-дюймовой системе, в которой используются английские единицы измерения длины и массы.

Основные единицы измерения включают дюйм (длина), фунт (масса) и секунду (время).

Дюймовая система не имеет логической и простой структуры, и для перевода между единицами измерения требуется использование конверсионных коэффициентов. Она все еще широко используется в США, Великобритании и некоторых других странах, особенно в строительстве, производстве и авиационной промышленности.

Примеры

Метрические резьбы (диаметр и шаг, соответственно):

• M6: 6 мм, 1 мм.
• M12: 12 мм, 1,75 мм.
• M20: 20 мм, 2,5 мм.

Далее представлены дюймовые системы, единица измерения (диаметр и шаг, соответственно).

UNC (Unified National Coarse):

• UNC 1/4-20.
• UNC 3/8-16.
• UNC 1/2-13.

UNF (Unified National Fine):

• UNF 5/16-24.
• UNF 7/16-20.
• UNF 3/4-16.

BSP (British Standard Pipe):

• BSP 1/2": 14 витков/дюйм.
• BSP 3/4": 14 витков/дюйм.
• BSP 1": 11,5 витков/дюйм.

NPT (National Pipe Thread):

• NPT 1/8": 27.
• NPT 1/4": 18.
• NPT 1/2": 14.

ACME:

• ACME 1/2-10.
• ACME 3/4-6.
• ACME 1-5.

ГОСТы

ГОСТы резьбы обеспечивают стандартизацию и совместимость между различными производителями в России. Некоторые из наиболее распространенных ГОСТов резьбы включают:

• ГОСТ 24705-2004 — определяет стандартные размеры и параметры метрической резьбы, используемой во многих отраслях промышленности. Он устанавливает требования к диаметру резьбы, шагу, форме профиля и толщине нити.
• ГОСТ 3266-81 — определяет общие требования к метрической резьбе, включая размеры, технические характеристики и обозначения.
• ГОСТ 6357-81 — определяет размеры и параметры конической резьбы, применяемой для трубопроводов в различных отраслях.
• ГОСТ 10677-80 — определяет размеры и параметры цилиндрической резьбы, используемой для трубопроводов.
• ГОСТ 28919-91 — определяет общие требования к шагу резьбы, включая определение, измерение и допуски.

Заключение

Резьбовые соединения являются незаменимыми элементами в построении трубопроводных систем, машиностроении, автомобильной промышленности и многих других областях. Правильно подобранные и правильно установленные системы обеспечивают надежную работу и безопасность при передаче жидкостей и газов.

Независимо от типа резьбового соединения, понимание и умение работать с ним являются важными навыками для инженеров, механиков и специалистов в области трубопроводной промышленности. Это включает также осведомленность об основных типах резьб, их размерах, стандартах и правильных методах установки и эксплуатации.

Важно соблюдать соответствующие стандарты и нормы при проектировании, изготовлении и эксплуатации резьбовых соединений для гарантии совместимости, интероперабельности и безопасности в использовании и при работе с поставщиками.