ГОСТ 8724-2002Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги

Основные параметры

Каждая резьба имеет точные геометрические параметры. Для метрической характерен треугольный профиль резьбы, который также называют крепежным. Его используют для деталей, соединяемых между собой свинчиванием. Размер профиля определяется его высотой.

Высота профиля (Н) – это отрезок от основания до вершины равностороннего треугольника, который образуется при поперечном разрезе витка. Выступы и впадины выполняют в виде треугольников со срезанными вершинами. В некоторых случаях впадины закругленные.

Если стороны каждого витка мысленно продлить до точки их пересечения, то они сформируют угол профиля (α).

Профиль резьбы

Основные параметры, указанные в обозначениях метрической резьбы, характеризуют ее размер. К ним относятся диаметр и шаг.В обозначениях метрической резьбы указывают основные параметры.

Диаметр резьбы делят на 4 вида:

• наружный;
• внутренний;
• средний;
• номинальный.

Такие параметры резьбы, как ход (Рh) и шаг (Р), взаимозависимы и равны для однозаходной системы.

Ход и шаг резьбы

Участок, разделяющий одноименные точки на двух витках, — это шаг резьбы. Выделяют основной шаг (крупный) и мелкий.

Ход резьбы – отрезок, соединяющий две одинаковые точки на соседних витках одного захода. В случае, когда заходов несколько, ход выражают через произведение числа шагов на количество заходов.

К основным элементам резьбы также относятся:

• Поверхность под наклоном 45º перед внутренней или за наружной, называется фаской. Она играет роль в соединении элементов.
• Сбег – место перехода к не нарезанной поверхности детали. Объединяет эти два показателя длина, то есть отрезок с витками, фаской и сбегом.

Для резьбы метрической основные размеры сведены в таблицы соответствующих стандартов: ГОСТ 9150-2002, ГОСТ 8724-2002, ГОСТ 24705-2004.

О возможных конструкционных отклонениях, вызванных свойствами материалов, сообщают поля допусков, со значениями, не превышающими номинальный профиль, сформированный максимумом материала. Эти показатели влияют на точность посадки резьбы – плотность проникновения выступов в зазоры.

Поля допусков резьбы делят на три класса точности. А также на 4 вида по предпочтительности по выбору.

Как правильно пользоваться резьбомером — пошаговая инструкция

Перед тем, как определить шаг резьбы, необходимо изначально измерить ее диаметр. Это делается по той причине, что не все диаметры нарезок могут иметь полный диапазон шагов. Это актуально для мелких нарезок менее 5 мм, а также для больших — свыше 120 мм. Чтобы определить наружный диаметр нарезки, понадобится воспользоваться штангенциркулем. После определения диаметра, можно приступать к измерению шага резьбы. Для этого используется резьбомер. Если прибора нет, то есть другой способ определения шага резьбы, которым сегодня многие пользуются до сих пор. Подробная инструкция — как пользоваться резьбомером, имеет следующий вид:

1. На приборе необходимо выбрать подходящую пластину с зубьями, и приложить ее к резьбе на гайке, винте или болте
2. Подбор пластин к форме нарезки осуществляется до тех пор, пока не будет достигнуто полного и точного совпадения
3. При совпадении граней гребенки с нарезкой на заготовке определяется величина шага
4. Значение указывается на боковой стороне гребенки

На этом процесс определения шага резьбы завершен. Проще всего проводить измерения наружной нарезки. Если измеряется шаг внутренней нарезки, то необходимо дополнительно подсвечивать место проводимого замера. Аналогичным способом проводятся измерения метрической и дюймовой резьбы на заготовках. Если проводятся измерения метрической нарезки, тогда получаем соответствующее значение, например, 1,75 мм. Это означает, что расстояние между вершинами спирали составляет 1,75 мм. Если проводятся измерения дюймовой нарезки, тогда получаем значение, например, 28. Это говорит о том, что в одном дюйме присутствует 28 витков.

Это интересно!
После применения прибора, необходимо очистить его грани от загрязнений, которые остаются после проводимых измерений.
Более подробно о том, как пользоваться резьбомером, рассказывается в видео ролике.

Диаметр резьбы

Условный параметр, которым обозначают резьбу на чертежах и в справочных таблицах, называют номинальным диаметром.

Если вокруг выступов наружной резьбы и впадин внутренней описать воображаемый цилиндр, то его диаметр будет называться наружным. А обозначение на чертежах: D – для внутренней; d – для наружной.

Внутренний диаметр представляет собой размер вписанного цилиндра в углубления наружной резьбы и по точкам вершин внутренней, обозначается: D1 и d1 для внутренней и наружной соответственно.

Средний диаметр – параметр воображаемого цилиндра, у которого отрезки равны ½ шага резьбы. Обозначается: D2 и d2.

Величину внутреннего диаметра болта используют для расчетов напряжения в креплении. Его значение можно взять из таблицы с диаметрами, либо рассчитать самостоятельно, исходя из номинального.

Правила обозначения

В маркировке присутствует несколько параметров. Каждый из них находит буквенное или числовое отображение. Если такого набора нет на торце изделия (плашки и метчика, готовых металлических крепежей), то, возможно, это подделка. Что обозначается:

• Уровень допуска, то есть точность соответствия заявленным размерам.
• Тип. Для метрической – буква М. Для остальных вариантов другие маркировки, например для цилиндрической – G.
• Внутренний диаметр резьбы. Шаг не указывается, так как согласно стандартам все конструкции имеют аналогичный ход, если обладают одинаковым сечением.

Также есть обозначение длины свинчивания. Она может быть:

• N – средней.
• S – мелкой.
• L – крупной.

Все вышеперечисленное указывается как на чертеже при проектировании и изготовлении изделий, так и уже в момент производства – обычно применяется метод гравировки. Он наиболее долговечный, а при попытке сэкономить используется краска.

Шаг резьбы

Шаг также можно узнать из таблицы резьб либо из маркировки. Резьбы могут иметь основной шаг, также называемый крупным, и мелкий. Зависит от диаметра изделия.

Если он более 68 мм, то для такой поверхности используются только мелкие, различных значений. Наличие диаметра до указанного значения позволяет изготавливать резьбы как с крупным шагом, так и с мелким.

Каждый диаметр имеет свой крупный шаг, который не указывают в маркировке.

При креплении деталей важно знать шаг, иначе, оно потеряет прочность. Определить шаг можно инструментальными или сравнительными способами, такими как:

• измерить резьбовым калибром;
• сравнить, сопоставив резьбу разных деталей между собой;
• попробовать ввинтить наружную резьбу во внутреннюю, при этом не должно наблюдаться сопротивление;
• измерить штангенциркулем ход в миллиметрах и разделить полученное значение на количество заходов.

Сфера применения

Используются повсеместно – в автомобилестроении, станкостроении, в изготовлении бытовой техники и в быту. Особенность технологии в том, что она прочно вошла в нашу жизнь из-за своего удобства, а также захватила все области производства, так как конструкции могут производиться как крупные, так и миниатюрные. Самые простые примеры – это гайка и болт. В первом случае произведена внутренняя нарезка с помощью метчика, а во втором – внешняя, с использованием плашки. Гайки и шурупы из разных материалов используются везде. От самых миниатюрных креплений, например, при закручивании крышки мобильного телефона, до огромных гаек, на которых держался колеса большегрузных автомобилей. Территориально способ применяется во всем мире. В России есть ГОСТы, у нас маркировка измеряется в мм. За рубежом используется дюймовое измерение. Мы предлагаем таблицу, как соотносятся миллиметры и дюймы:

Поля допусков

Посадка наружного профиля во внутренний зависит от рабочей высоты – максимальной величины соприкосновения сторон профилей соединительных элементов. Выражают ее через поля допусков резьбы.

О надежности соединения, где колебания внутри него сведены к минимуму, говорит первый или точный класс допусков. Наиболее распространенный – второй (средний) класс. О большом отклонении свидетельствует третий (грубый) класс.

Допуски на размеры метрических резьб обозначают через значения двух диаметров: среднего и диметра выступов.

Формируя метрическую резьбу данные берут из соответствующих таблиц (ГОСТ 16093-2004). Выбор полей допусков осуществляют по правилам очередности:

• первая очередь – значения, указанные жирным шрифтом;
• вторая – обычным шрифтом;
• третья – значения, взятые в круглые скобки;
• внеочередные – значения в квадратных скобках (для специальных изделий).

Возможно использовать допуски, не указанные в таблицах, а сформированные из соотношений существующих стандартных диаметров.

Поля допусков наружной резьбы

Поля допусков внутренней резьбы

Важно, чтобы защитные покрытия деталей по своим геометрическим параметрам не превышали значение номинального профиля, потому в таких случаях допуски используют еще до нанесения защитного слоя.

Виды метрических резьб

Под метрическими резьбами также понимают все виды с различными профилями, измеряемые миллиметрами. К ним относятся:

• резьба треугольная;
• трапециевидная;
• прямоугольная;
• круглая.

Кроме метрической системы измерения параметров используются:

• дюймовая;
• модульная, где модуль представляет собой отношение длины, выраженной в миллиметрах к числу π;
• питчевая, основная единица – питч – отношение числа π к длине, выраженной в дюймах.

Модульная резьба применятся для червячной передачи в машиностроении, как и питчевая. Дюймовая и метрическая – это крепежные типы резьб, но могут использоваться для передачи.

По месту нахождения различают:

• внутреннюю;
• наружную.

Внутренняя резьба находится в отверстии, ее получают метчиком, специализированным инструментом, представляющим собой стержень с режущими кромками.

Внутренняя метрическая резьба

Наружная резьба выполняется резцом или плашкой на стержне. А также получают накатом на соответствующем оборудовании.

Наружная метрическая резьба

По форме поверхности может быть цилиндрической и конической.

Резьба метрическая коническая используется для монтажа трубопроводов. Ее выполняют на поверхностях, где больший диаметр превышает малый в 16 раз. Диаметры варьируются от 6 до 60 мм.

Также подразделяют по направлению витков на правую и левую. Для определения направление резьбы необходимо деталь расположить так, чтобы ее ось располагалась от наблюдателя. Тогда, правая резьба образуется окружностью, вращающейся слева направо с поступательным движением вдоль оси, а левая резьба, соответственно, против часовой стрелки.

Виды по размеру шага бывают:

• крупная (с основным, крупным шагом);
• мелкая (с малым);
• специальная.

Крупный шаг считается нормальным, подойдет для любых материалов, в том числе и непрочных. Мелкий позволяет выдерживать большие нагрузки, но материалы должны быть определенных прочностных характеристик. Мелкий и специальный используют редко.

Крупный и мелкий шаг резьбы

Место перехода от гладкой поверхности к винтовой называют заходом. По их количеству делят на: одно- и многозаходные. Последние подразделяют также по количеству заходов: двух-, трех- и многозаходные.

Еще одна классификация – по применению. Они бывают:

• крепежные и упорно-крепежные;
• кинематические или ходовые;
• специального назначения.

Ниже представлены основные виды резьб метрических и их буквенные обозначения:

• заглавная буква «М» символизирует метрический вид,
• если она выполнена на поверхности в виде конуса, то «МК»;
• для условий, где необходимы термостойкостью и прочность используют метрическую цилиндрическую «МJ»;
• по ISO – «EG-M»;
• трапецеидальная – «Tr»;
• упорная с углом наклона одной стороны 30º– «S»;
• упорная усиленная — «S45», где число – угол наклона одной из сторон.

Виды дюймовой резьбы

Среди резьбовых соединений дюймовой размерности выделяют несколько видов, которые отличаются своими техническими характеристиками:

• Цилиндрическая резьба американского стандарта UTS. Изначально она использовалась в США и Канаде, но затем распространилась по всему миру. Среди нескольких типов наибольшей популярностью пользуется UNC – резьба с укрупненным шагом и UNF – мелкая резьба. Имеет угол в 55 градусов при вершине.
• Британская цилиндрическая резьба стандарта BSW или вариант с уменьшенным шагом резьбы BSF. Данный стандарт характеризуется углом при вершине в 55 градусов.
• Для трубных резьбовых соединений используется резьба конической формы NPT, а также цилиндрический вариант NPS со стандартным углом вершины в 55 градусов. В отечественном исполнении данный тип резьбы отвечает ГОСТ 6111-52.

Наибольшей популярностью пользуется резьба унифицированного типа UNC, который встречается на различной технике и оборудовании, производимом не только в США или Канаде, а также Китае и других азиатских странах

Важной особенностью дюймовых метизов является то, что номера ключей для их монтажа и демонтажа отличаются от метрического стандарта

Применение

Метрическая резьба широко распространена в странах бывшего советского союза. Используется для нанесения как на внутренние, так и наружные плоскости крепежных элементов. Обычно применяется для крепежа металлоконструкций различного типа. Для этих целей изготавливаются разнообразные болты (анкерные и обычные) и другие типы крепежей. Особо назначение она нашла в машиностроении, возведении инженерных коммуникаций, особенно в сантехнической сфере. Большинство фитингов для труб и емкостей производятся с нанесением резьбы такого типа.

Чаще всего такой тип резьбы наносится на предметы цилиндрической формы. Но в некоторых случаях, когда нужно добиться герметичности, используют коническую форму. Такая форма, с нанесенной метрической резьбой, позволяет добиться максимальной герметичности, даже без использования дополнительных уплотнительных средств. Чаще всего применяется для монтажа трубопроводов.

Коническая трубная резьба по ГОСТ 6211-81 и ее маркировка

Резьбовые соединения этого вида предназначены для работы в условиях высокого давления, применяются в гидравлических системах мобильного инструмента, приводящих в движение тяжелые механизмы (гидростанции), для подключения гибких рукавов и муфт, рассчитанных на давление 700 и более бар. Данный вид резьбового соединения имеет следующие особенности:

• ГОСТ регламентирует не только максимальный наружный диаметр в 6″, но и длину нарезки, которая разбивается на полную длину и рабочую часть.
• Уклон конуса имеет соотношение 1:16 по всей длине, ход резьбовой насечки включает в себя четыре позиции и привязан к внешнему диаметру.
• Маркировка включает в себя номинальный диаметр резьбы в дюймах и тип изделия, который обозначается латинской буквой R с дополнительными символами C и Р, означающими внутреннюю коническую или внутреннюю цилиндрическую нарезку. Направление указывается для левостороннего исполнения, имеет символьное обозначение LH.

Государственные стандарты

ГОСТ 8724-2002

Государственный стандарт, содержащий нормы, определяющие требуемые параметры метрической резьбы, в том числе шаг и диаметр. Принят в 2002 году, с последующими редакциями, как аналог международного стандарта ISO 261-98. Текст ГОСТа практически повторяет текст международного, с одним отличием, диапазон ISO колеблется от 1 до 300 мм, данный стандарт расширен к диапазону от 0,25 до 600 мм. Последняя редакция текста была произведена в 2004 году и является действительной на сегодняшний день.

Норматив содержит отдельные параметры, которые можно также найти в других стандартах. Структура документа схожа с другими нормативами подобного типа. Вся информация структурирована в виде таблиц, содержащих требования к шагу резьбы и диаметру. Такая структура теста максимально удобна для понимания и использования.

Скачать ГОСТ 8724-2002

Следует отметить, что нормативна информация распростятся на резьбу всех типов, будь она левая или правая. Стандарт устанавливает нормативное значение шагов метрической резь в диапазоне от 0,075 до 8 мм.

Документ состоит из:

• Предисловия. В котором указана общая информация о ГОСТе, кем и когда был принят, когда были внесены правки.
• Сфера применения. Указана информация о диапазоне нормативных требований к размеру и шагу.
• Ссылки на нормативы.
• Определения.
• Таблица диаметров и шага. Раздел сдержит таблицу нормативных показателей.
• Обозначение резьбы. Указаны нормы маркировки.

ГОСТ 24705-2004

Стандарт принят в 2004 году. Его нормы распространяются на все типы резьбы в соответствии ГОСТу 8724. Информация текста также структурирована в виде таблицы. Соответствует международному нормативу ISO 724:1993 с дополнениями в соответствии с эксклюзивными требованиями каждой страны участника Межгосударственного совета по стандартизации.

Скачать ГОСТ 24705-2004

ГОСТ 9150-2002

Норматив, регулирующий требования к профилю, а именно к геометрическим параметрам. Принят в 2002 году и распространяются все типы резьбы. Текст ГОСТа тесно связан вышеуказанными нормативами.

Скачать ГОСТ 9150-2002

ГОСТ 16093-2004

Принят в 2004 году. Регулирует нормативный допуск резьбы и маркировки, распространяется на разные типы. Последняя версия содержит положения международного стандарта.

Вышеуказанные нормативы применяются в комплексе, так как дополняют и ссылаются друг на друга.

Основной шаг

Представим эти нормы в виде таблицы, но отметим, что есть стандартизированные разъемы, а есть нестандартные. Для последних используют специальные параметры, чтобы создать пару. Предлагаем табличные данные: