Шаг метрической резьбы: виды и назначение

СОДЕРЖАНИЕ

• Особенности метрической резьбы
• Отличия крупношаговой от мелкошаговой метрической резьбы
• Способы определения шага метрической резьбы
• Геометрические параметры метрической резьбы
• Нормативы шагов метрической резьбы

Винтовая нарезка на наружных или внутренних поверхностях изделий называется метрической резьбой. Название связано со способом измерения ее параметров в миллиметрах. Такая нарезка используется при изготовлении различных крепежных элементов, сфера применения которых зависит от шага метрической резьбы.

Шаг играет важную роль в нарезке: чем более она точная, тем более надежным будет соединение. Поэтому при выборе необходимо опираться на нормативы, установленные законодательно. Какими бывают шаги резьбы, как они отличаются и каким образом определяются, мы расскажем в нашей статье.

Особенности метрической резьбы

Резьба метрическая – это классическая крепежная резьба, главная особенность которой диаметр определенного размера и шаг.

В ее названии отражен принцип измерения в единицах метрической системы, то есть в миллиметрах. Это отражено в маркировке: обозначение содержит указание на диаметр резьбы, перед которым стоит буква М.

Также в этом виде нарезки учитывается форма профиля. Исходя из этого параметра выделяют несколько типов резьбы:

• Дюймовая. Ее профиль представляет собой треугольник с двумя одинаковыми сторонами и с углом 55 градусов.
• Трубная. Подвид дюймовой в форме цилиндра, соответствующий ГОСТ 6357-81. Стандартный размер резьбы можно соотнести с внутренним сечением трубы либо условного отверстия.
• Трапецеидальная. Профиль, как следует из названия, выполнен в виде трапеции, у которой равны боковые стороны, а угол при основании острый. Резьба данного вида чаще всего применяется в тех случаях, когда соединения обладают подвижностью. Она передает возвратно-поступательное движение. Такая нарезка выполняется в двух видах: однозаходная или многозаходная.
• Упорная. Подвид трапецеидальной нарезки, имеющей в профиле трапецию с разными боками. Параметры резьбы должны соответствовать всем требованиям ГОСТ 10177-82.
• Прямоугольная встречается в винтах, которые используются в тяжелых эксплуатационных условиях, под большой нагрузкой и передают поступательно-вращательное движение.
• Круглая резьба. Профиль представляет собой синусоиду. Она сохраняется в идеальном виде, даже если ее часто раскручивают и закручивают. К примеру, она применяется в цоколе лампочки и называется резьбой Эдисона. Помимо этого, круглую резьбу можно встретить на шпинделях, вентилях, сантехнических крепежных элементах, арматуре.

Шаг метрической резьбы – это расстояние между двумя одинаковыми точками профиля, стандартно измеряется в миллиметрах. Но можно встретить и другие единицы – чаще это дюймы, иногда модули. Что касается последней единицы, то она рассчитывается путем деления шага в мм к числу . Также есть величина, которая называется «питч». Ее получают делением числа на шаг, выраженный в дюймах.

Ключевые достоинства метрической резьбы:

• Соединение получается прочным.
• Удобно монтировать и демонтировать. 
• Бюджетность. 

Метрическая резьба встречается везде, где используется крепеж либо требуется передача движения. Все подвиды такой резьбы характеризуются следующими параметрами:

• Профиль резьбы. Это выступ в разрезе, плоскость которого проходит по оси нарезки.
• Шаг резьбы — это дистанция между двумя одинаковыми точками (дном канавок, верхними частями гребней), расположенными рядом, его замеряют вдоль центра стержня крепежного элемента.
• Внешний диаметр — данный параметр определяют по наивысшим точкам гребней.
• Внутренний диаметр — это цилиндр, который вписан в углубления внешней резьбы (или в случае внутренней резьбы параметр измеряется по ее гребням).
• Ход резьбы — дистанция изменяется параллельно оси крепежного элемента между соседними вершинами, образованными одним заходом. Соответственно, для однозаходной резьбы ход равен шагу, а для многозаходной рассчитывается как произведение шага на количество заходов.
• Угол профиля резьбы измеряется между его боковыми сторонами.

Читайте также: «Технология сварки сталей»

Кроме перечисленных выше, встречаются и дополнительные характеристики, к примеру высота профиля, длина ввинчивания, количество витков. В метрической резьбе профиль имеет вид треугольников с равными сторонами. При этом величина угла профиля такой резьбы равна 60?. 

Отличия крупношаговой от мелкошаговой метрической резьбы

В метрической резьбе профиль выполнен в виде треугольников с равными сторонами. В зависимости от диаметра будет определенный вид крупного шага либо множество вариантов мелкого. 

В соответствии с Государственным стандартом качества 8724-81 производственные организации должны поставлять изделия со следующими видами резьбы:

1. Метрическая резьба с крупным шагом – основная, размер шага не более 68 мм.
2. Метрическая резьба с мелким шагом – размер шага выше 68 мм.

Важно учитывать тот факт, что у крупного шага будет одно значение. В случае с мелким шагом его значение может отличаться, несмотря на одинаковый диаметр стержня. 

Именно метрическую резьбу с крупным шагом рекомендуется использовать в России.

Крупношаговая резьба применяется практически во всех случаях, приобрести такие изделия можно в каждом магазине строительных товаров. 

Метрическую резьбу с мелким шагом используют в условиях эксплуатации с повышенными вибрационными и динамическими нагрузками, к примеру в авиастроении, при производстве машин, чтобы соединять высокоточные приборы. 

Государственный стандарт качества 8724-2002 допускает, что крупный шаг можно не маркировать. Не важно, какая резьба применяется при изготовлении метиза: внутренняя или внешняя, обозначается она одинаково у гаек, болтов, винтов, а также штанг.

Читайте также: «Сварка медных проводов: разбираемся в технологии»

Стоит отметить, что мелкий шаг применяется не так часто, как стандартный. 

Чем отличается мелкий шаг резьбы от крупного:

1. Прочность соединения повышается с уменьшением шага, поскольку из-за большого количества витков площадь контакта деталей увеличивается. 
2. Если диаметр резьбы и длина гайки одинаковые, с мелким шагом соединение будет прочнее и устойчивее.
3. Если другие условия одинаковые, крупношаговое резьбовое соединение выдержит большую нагрузку, направленную вдоль оси, по сравнению с деталями с малым шагом.
4. За счет меньшего угла наклона профиля возникает торможение, у соединений с основным шагом, напротив, чаще происходит самооткручивание.
5. Когда сечение поверхности крепежа превышает 68 мм, у данного вида резьбы будет мелкий шаг. 

Крупный шаг обычно не маркируется, обозначен будет лишь нестандартный шаг. 

В каких случаях применяется мелкий шаг метрической резьбы:

• Детали с мелкошаговой резьбой используются лишь в конструкциях, подверженных вибрационным, ударным, а также динамическим и переменным нагрузкам. 
• Мелкий шаг применяется в таких областях, как производство машин, авиационная промышленность, изготовление станков и судов, производство бытовых приборов. 
• Делали с тонкими стенками, чтобы сделать соединение полностью герметичным.
• Регулировочные и установочные винты измерительных приспособлений, таких как микрометры.

Мы ежедневно встречаем в своей жизнедеятельности метрическую резьбу с мелким шагом, соответствующую ГОСТу, к примеру, если производим замену автомобильных дисков. На колесных дисках есть гайки и болты с таковой. Кроме того, мелкошаговая резьба используется в бытовых приборах. 

Когда сечение крепежного изделия превышает 68 мм, шаг метрической резьбы будет мелкий. 

Определенному диаметру всегда соответствует лишь один вариант крупного шага резьбы, но множество вариантов мелкого шага. К примеру, если сечение 10 мм, крупный шаг будет 1,5 мм, а также три варианта мелкого шага. 

Читайте также: «Дуговая сварка в защитном газе: суть процесса»

Основной крупный шаг метрической резьбы не отражается в маркировке, так как его характеристики не меняются, посмотреть эти значения можно в специальной таблице. 

Способы определения шага метрической резьбы

Шаг резьбы, как говорилось выше, – это дистанция между двумя выступами или витками профиля. Эта характеристика резьбового крепежа является наиболее значимой. 

Узнать диаметры и шаги метрической резьбы можно в таблице либо изучив маркировку крепежного изделия. 

Помимо использования информации в таблице и справочной литературе, вы можете рассчитать шаг резьбы самостоятельно. Для этого: 

• Сравните резьбу на нескольких изделиях: чтобы получить нужное значение, сопоставьте параметры. 
• Воспользуйтесь резьбовым калибром, чтобы определить шаг. Это специальный инструмент для выполнения измерений и определения ключевых параметров резьбы. С помощью калибра-пробки получится определить практически все характеристики резьбового профиля, к примеру его диаметр, параметры профиля, размер шага.
• Когда ввинчивание наружной резьбы во внутреннюю происходит просто, а сопротивление отсутствует, получится рассчитать шаг внешнего профиля. 
• Выполните замеры, используя штангенциркуль, чтобы выяснить длину резьбы, а затем поделите полученную цифру на количество витков. 

Поле допуска – очередная характеристика, которую необходимо брать в расчет. Данный параметр представляет собой наибольшую длину сопряжения сторон профилей резьбы определенного типа крепежа, к примеру винта либо гайки. 

Читайте также: «Размеры дюймовой резьбы»

Поле допуска бывает трех видов. Когда у изделия первое поле допуска, оно считается сверхнадежным крепежным элементом, его можно использовать в тех сферах, где нужны повышенная точность и прочная фиксация. 

Стандартные шаги метрической резьбы, которые применяются в большинстве ситуаций, относятся ко второму классу.

Третий класс допусков предназначен для тех случаев, где не важна точность соединения резьбы.

Геометрические параметры метрической резьбы

Маркировка метрической резьбы и обозначения шага содержит в себе следующую информацию:

• М – метрическая резьба.
• Диаметр (единицы измерения мм).
• Размер мелкого шага (также измеряется в мм).
• Направление хода (левосторонняя либо правосторонняя резьба).
• Обозначение хода, если резьба многозаходная.

Одна из характеристик нарезки – геометрические параметры. Они описывают основные элементы резьбы:

• Номинальный диаметр. Для его обозначения используются литеры D и d: D – для стандартного диаметра наружной резьбы, а d – для внутренней.
• Средний диаметр маркируется литерами D2 и d2 в зависимости от того, где он расположен – внутри или снаружи. 
• Внутренний диаметр маркируется литерами D1 и d1, все зависит от внешнего или внутреннего месторасположения резьбы. Значение внутреннего диаметра надо знать при расчете напряжения, которые создаются в болте.

От шага метрической резьбы зависит дистанция между вершинами либо впадинами резьбовых витков, расположенных рядом друг с другом.

Читайте также: «Нарезание наружной резьбы»

Если диаметр идентичен, то это будет основной шаг. Но встречаются и детали, у которых геометрические характеристики уменьшаются по мере продвижения по оси элемента. Чтобы обозначить этот параметр, применяют литеру P.

Ход резьбы – это дистанция между соседними гребнями витков, сформированными одним заходом.

При этом ход резьбы, созданной в одной винтовой плоскости (однозаходный), точно такой же, как и ее шаг.

Также параметр, соответствующий ходу, определяет то значение, на которое резьбовое соединение может перемещаться линейно за один полный оборот.

Читайте также: «Трапециевидная резьба»

Высота треугольника – это характеристика, непосредственно связанная с профилем нарезки, она маркируется литерой Н.

Нормативы шагов метрической резьбы

ГОСТ 8724-2002 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги» отражает нормы, регулирующие ключевые свойства, размер шага и диаметр метрической резьбы, а также иные параметры. Этот ГОСТ аналогичен стандарту ISO 261-98, действующему во всем мире. Его приняли в 2002 г., затем требования ISO обновлялись.

По стандартам вышеуказанного документа, на поверхностях с сечением 1–68 мм допускается шаг резьбы крупный либо мелкий. Содержание этого норматива практически ничем не отличается от международного стандарта качества, за исключением того, что ISO допускает разброс значений диаметра от 1 до 300 мм. Причем после обновления этого стандарта диапазон расширился: от 0,25 до 600 мм.

Последняя редакция ГОСТа, действующая на сегодня, датируется 2004 г. Она устанавливает нормативные характеристики шагов метрической резьбы в значениях от 0,075 до 8 мм.

Выбирая крепеж, прежде всего обращайте внимание именно на тип резьбы. В нашей стране используются элементы, обладающие крупным шагом.

Мелкошаговый крепеж подходит для механизмов, не являющихся экспериментальными и на которые воздействует вибрационная и переменная динамическая нагрузка. Так, изделия с мелким шагом подходят для производства автомобилей, судов, станков, бытовой техники, электроприборов.

Читайте также: «Размеры дюймовой резьбы»

В строительной области чаще всего применяется крупношаговый крепеж. Когда возникает необходимость определить, какие болты следует приобрести для конкретной задачи, надо воспользоваться специальной формулой или ПО.

Кроме того, рассчитать характеристики крепежных элементов можно на сайте строительной компании. Также есть разные online-калькуляторы, используя которые, можно рассчитать искомое значение с учетом имеющихся данных.