Во время изучения резьб у человека возникает ряд простых вопросов: какие виды резьбы существуют? чем отличаются друг от друга? в каких единицах измеряются?. На просторах интернета можно найти очень много материала по видам резьбы, но эта информация не систематизирована и довольно не просто воспринимается во время изучения. В данной статье мы попробуем по-другому разобраться в видах и классификации резьбы с целью облегчения их понимания.
Если Вы откроете учебник, то найдете, что все резьбы квалифицируются по различным показателям. Резьбы бывают правые и левые (см. рис.1), цилиндрические и конические, метрические и дюймовые, и так далее. Безусловно, некоторые перечисленные показатели важны, однако чтобы разобраться в видах резьбы, нужно обратить внимание на главный показатель, а именно назначение резьбы.
По своему назначению резьбы делятся на крепежные и ходовые. Крепежные резьбы предназначены для обеспечения надежной фиксации соединения, а ходовые резьбы применяются для преобразования вращательного движения в линейное перемещение деталей относительно друг друга (передача винт-гайка).
Крепежные резьбы. На первый взгляд, существует много видов крепежных резьб (метрические, дюймовые, трубные). Однако все эти резьбы имеют треугольный профиль и отличаются в основном друг от друга общим углом этого профиля. Кстати, все конические резьбы также являются крепежными и предназначены для обеспечения герметичности соединения. Разнообразие видов крепежной резьбы происходит из-за того, что Великобритания и США до сих пор пользуются Имперской системой измерения, в которой основной мерной единицей является дюйм.
Если вернутся к истории создания стандартов резьбы, то в середине 19-го века британский инженер Джозеф Уитворт первым разработал и внедрил систему стандартов резьбы, которая впоследствии и стала национальным стандартом в Великобритании и используется до сих пор. Резьба Уитворта имеет треугольный профиль с общим углом 55 градусов и основной единицей измерения является дюйм (см. рис.2). Резьба Уитворта регламентируется стандартами BSW (стандартная резьба) и BSF (резьба с мелким шагом). У этих резьб соотношение чисел в маркировке обозначает наружный диаметр резьбы в дюймах: 3/8" BSW – то есть 3/8 одного дюйма или 3/8 · 25,4 = 9,53мм (1 дюйм = 25,4мм). Шаг резьбы отображается как количество полных ниток резьбы на длине 1 дюйм. Кроме стандартов BSW и BSF в Британии был введен ещё один дополнительный стандарт – трубные резьбы BSP (резьбы для трубопроводов), в котором уже соотношение чисел в маркировке означает условный диаметр отверстия трубы, на которой нарезана данная резьба. К примеру, у трубной резьбы G 3/8" - наружный диаметр резьбы уже не 9,53 мм, а 16,66мм (см. рис.2). Буквой “G” маркируют цилиндрические резьбы, буквой “R” конические.
Стоит, сказать, что параметры основных видов резьб можно найти при помощи специальной программы (см. рис.3), которую можно свободно скачать, перейдя по ссылке. Программа разработана, как и для операционной системы Windows, так и для мобильных устройств (Android). А если Вы хотите по результатам измерений правильно определять вид и размеры резьбы, то Вам поможет обучающая статья, расположенная по данной ссылке.
Далее по мере введения в мире общей метрической системы измерения были разработаны международные стандарты новой метрической резьбы, где основной единицей измерения является миллиметр. На данный момент метрическая резьба используется большинством стран мира. Обозначается метрическая резьба буквой “M”, а числа в маркировке показывают наружный диаметр и шаг резьбы. Угол профиля метрической резьбы 60 градусов, а шаг резьбы обозначается в миллиметрах. Однако метрический стандарт особо не распространяется на резьбы для трубопроводов. Несмотря на попытки ввести метрику и даже внедрения метрической конической резьбы, ничего лучше не придумали, чем заимствовать данный стандарт у Британцев. В СССР были введены ГОСТ 6357-81 для трубной цилиндрической и ГОСТ6211-81 для трубной конической резьбы, которые являются полными аналогами Британских трубных стандартов BSP. Поэтому, несмотря на то, что мы в повседневной жизни везде используем метрическую систему (метр, килограмм и т.д.), резьбы для трубопроводов продолжаем считать в дюймах.
Американские обычные дюймовые резьбы, также имеют свои собственные стандарты UNC (стандартная резьба), UNF, UNEF (резьбы с мелким шагом) и отличаются от резьбы Уитворта углом профиля, который равен 60 градусам. Числа в маркировке также обозначают наружный диаметр резьбы, а шаг регламентируется числом ниток на 1 дюйм. Аналогично британским стандартам в США введены стандарты для трубной резьбы NPT, где соотношение чисел в маркировке, также указывает на условный диаметр отверстия в трубе. В приведенной таблице (см. рис.4) показаны виды крепежных резьб используемых на данный момент в Британии, США и странах СНГ.
Ходовые резьбы. В отличие от крепежной резьбы, ходовые резьбы в зависимости от своего вида имеют различный по форме профиль. Однако, так как основная задача этих резьб преобразование вращательного движения в линейное перемещение деталей, то все виды ходовых резьбы имеют ряд общих особенностей. По сравнению с крепежной резьбой профиль любой ходовой резьбы имеет широкую вершину необходимую для предотвращения заклинивания резьбы. Шаг ходовой резьбы всегда крупный, а угол профиля меньше чем у крепежной резьбы, что позволяет получить более широкий виток. Благодаря этим особенностям ходовые резьбы способны выдерживать большие осевые нагрузки в соединении. В качестве примера, на рисунке 5 показаны наиболее распространенные ходовые резьбы – трапецеидальная и упорная.
Профиль трапецеидальной резьбы имеет форму трапеции, что позволяет воспринимать одинаковую осевую нагрузку, действующую с двух сторон соединения. Упорная резьба имеет форму неравнобочной трапеции. Она используется для перемещения деталей в условиях большой осевой нагрузки действующей только в одном направлении (домкрат, винтовой пресс). Ходовые резьбы измеряются в миллиметрах. Буквами “Tr” обозначается трапецеидальная резьба, а буквой “S” – упорная. Числа в маркировке, как и у метрической резьбы, показывают наружный диаметр и шаг резьбы. Более подробно о видах ходовой резьбы их профилях и обозначениях на чертеже, можно ознакомиться, перейдя по ссылке.
Как видно из статьи, классификация резьбы по назначению четко разграничивает виды резьбового соединения и позволяет понять природу их создания. Конечно, в статье были упомянуты только основные виды, без упоминания каких-то специальных соединений, однако мы посмотрели на резьбу немного под другим углом, и я надеюсь, это позволит Вам облегчить общее понимание о существующих видах и общей классификации резьб.