ВЗАЄМОЗАМІННІСТЬ НАРІЗНИХ З'ЄДНАНЬ

Нарізні з'єднання широко поширені в машинобудуванні і утворюються при гвинтовому переміщенні контуру певної форми по циліндричній або конічній поверхнях.

Різь на зовнішній поверхні прийнято називати болтом, а на внутрішній – гайкою.

За профілем контуру витків різі поділяються на трикутні, трапецеїдальні, упорні, круглі та ін.

За числом заходів на одно, дво, і багатозахідні.

Залежно від направлення обертання – праві і ліві.

У прийнятих одиницях виміру лінійних розмірів – на метричні і дюймові.

За експлуатаційним призначенням різі розрізняють:

- кріпильні - метричні, і дюймові;

- кінематичні - трапецеїдальні і прямокутні які застосо - вують для забезпечення точного переміщення ходових гвинтів;

- упорні, для перетворення обертального руху в поступальне;

- трубні і арматурні (циліндричні і конічні), використовують - ся у трубопроводах для забезпечення герметичності з'єднань.

Експлуатаційні вимоги для всіх різей є надійність, довговічність і згвинчування без підгонки.

Найбільше поширення отримали метричні кріпильні різі.

Профіль метричного різьблення утворюються при гвинтовому переміщенні рівнобічного трикутника (рис.6.1).

Рисунок 6.1 – Основні параметри метричної різі

Основні параметри метричної різі: середній діаметр - d₂ (D₂); зовнішній діаметр - d (D); внутрішній діаметр - d₁ (D₁); крок різі - Р;

кут профілю - α, дорівнює 60⁰; висота початкового трикутника - Н;

робоча висота профілю - Н₁; радіус закруглення западини внутрішньої різі - R.

ГОСТ 9150-81, передбачає зрізи вершин різі на рівні Н/4 у гайки і Н/8 у болта. Завдяки цьому при загвинчувані різі, по зовнішньому і внутрішньому діаметрам утворюються зазори, а дійсний характер взаємного контакту здійснюються по бічних поверхнях профілю різьблення.

Для точності виготовлення різей встановлено 10 класів точності, і відповідно до практики, що склалася в багатьох країнах, поля допусків згруповані в три класи точності; точний, середній, грубий.

Допуски зовнішнього діаметра болта – Td₍₆₎, внутрішнього діаметра гайки – TD1₍₆₎, середнього діаметра болта – Td2₍₆₎ і середнього діаметра гайки – TD2₍₆₎ підраховуються для шостого класу точності .

Для решти класів точності допуски визначаються множенням допуску шостого класу точності на коефіцієнти наведені у таблиці 6.

Таблиця 6.1 – Коефіцієнти для підрахунку допусків різей.

Допуски на зовнішній діаметр внутрішньої різі - D і внутрішній діаметр зовнішньої різі - d₁ не встановлюють.

Для одержання посадок нарізних деталей із зазором в ГОСТ 16093-81 передбачено п'ять основних відхилень (d, e, f, g, h) для зовнішньої і чотири (E, F, G, H) для внутрішньої різей. Ці відхилення однакові для діаметрів d, d₂, d₁ і D, D₂, D₁ (рис. 6.2).

а – для болта, б – для гайки

Рисунок 6.2 – Основні відхилення і схеми розташування полів допусків різей для посадок із зазором

На дійсні значення зазору будуть суттєво впливати похибки кроку різі - f_Р і половини кута профілю – fά/2, допуски на які стандартом не встановлюються. Для визначення дійсного значення зазору або натягу різей, введено поняття приведенних середніх діаметрів – D2_пр і d2_пр при розрахунку яких враховується вплив f_Р і fά/2 на зменшення середнього діаметру гайки та збільшення середнього діаметра болта.

Позначення посадок метричних нарізних з'єднань в технічній документації записується дробом, у чисельнику якого вказують поле допуску різі гайки, в знаменнику – поле допуску різі болта, наприклад;

М8 ^_ 6Н/6g

М – позначення метричної різі;

8 – зовнішній діаметр різі (номінальний розмір різі);

6 – клас точності для виготовлення діаметрів D, D₂, D₁ гайки;

Н – основне відхилення для діаметрів D, D₂, D₁ гайки;

6– клас точності для виготовлення діаметрів d, d₂, d₁ болта;

g - основне відхилення для діаметрів d, d₂, d₁ болта;

Р - крок різі, у наведеному прикладі, не позначено, бо він нормальний, тобто, крупний.

Метрична різь буває з крупним і дрібним кроком. ГОСТ 8724-81 встановлює три ряди діаметрів метричної різі, в кожному з яких передбачені крупний і дрібні кроки. Дрібний крок указується в позначенні різі, наприклад, Р = 0,5;

М8 х 0,5 ^_ 6Н/6g

Якщо основне відхилення або клас точності середніх діаметрів різі відрізняється від інших, то вони позначаються окремо і на першому місці;

М8 х 0,5 ^_ 4Н6Н/5h6g

4Н – позначення поля допуску середнього діаметра гайки;

6Н – позначення основного відхилення для зовнішнього; діаметру гайки і поля допуску для внутрішнього діаметра гайки;

5h – позначення поля допуску середнього діаметра болта;

6g – позначення поля допуску для зовнішнього діаметра болта і основного відхилення для внутрішнього діаметру болта.

Якщо у нарізному з'єднанні використовується лівий напрямок обертання (ліва різь), то в позначенні додають “LH “;

8 х 0,5 LH ^_ 4Н6Н/5h6g

Якщо довжина згвинчування відрізняється від нормальної, її вказують наприкінці позначенні різі;

М8 х 0,5 LH ^_ 4Н6Н/5h6g - 50

Позначення гайки; М8 х 0,5 LH ^_ 4Н6Н- 50

Позначення болта; М8 х 0,5 LH ^_ 5h6g - 50

При позначенні болта із закругленою западиною, наприкінці позначенні різі вказують “R“;

М8 х 0,5 LH ^_ 5h6g – R-50

Для одержання посадок нарізних з’єднань із натягом в ГОСТ4608-81 передбачено поля допусків:

– для середнього діаметра гайки, 2Н;

– для внутрішнього діаметра гайки, 4D, 5D,4C,5C;

– для середнього діаметра болта, 3n,3p,2r;

– для зовнішнього діаметра болта, 6e,6c;

Натяг в з’єднанні забезпечується збільшенням середнього діаметра зовнішніх різей (шпильки зі сталі), що з’єднуються із внутрішніми різями (гайками) в деталях зі сталі, високоміцних і титанових сплавів, чавуну, алюмінієвих і магнієвих сплавів.

Приклад умовного позначення посадки різі з натягом.

М12 -2Н5С/2r;

– поле допуску на середній діаметр гайки, 2Н;

– поле допуску на внутрішній діаметр гайки, 5С;

– поле допуску на середній діаметр шпильки, 2r;

– позначення для зовнішнього діаметра шпильки 6e,або6c,умовно не указують.

– коли на середній діаметр шпильки призначається поле допуску 3р_(2), або 3n₍₃₎ то, обов’язково і в дужках, призначається кількість груп сортування.

Перехідні посадки застосовуються в нарізних з’єднаннях стальних шпилик з корпусами зі алюмінієвих і магнієвих сплавів, при умові додатковому заклинюванні шпильки.

ГОСТ –24834-81 для перехідних посадкок передбачені поля допусків :

– для середнього діаметра гайки, 3Н, 4H, 5H;

– для внутрішнього діаметра гайки, 6H;

– для середнього діаметра болта, 4jh, 4j, 4jk, 2m;

– для зовнішнього діаметра болта, 6 g;

Приклад умовного позначення перехідної різі.

М12 -4Н6Н/4jk

Довжина згвинчування повинна складати від 1,5d до 2d.

Трапецеїдальна різь, на відміну від кріпильних, має кут профілю 30⁰ за ГОСТ 9484-81.Системою допусків і посадок трапецеїдальної різі встановлені основні відхилення:

– для середнього діаметра гвинтів одно західної різі, с, е, g і h, за ГОСТ 9562-81;

– для середнього діаметра гвинтів багатозахідної різі,с, е, і g, ГОСТу 24739-81;

– для зовнішнього (d) і внутрішнього (d₃) діаметрів болта, h;

– для середнього (D₂), внутрішнього (D₁) і зовнішнього (D₄) діаметрів різі гайки, Н;

– верхнє відхилення зовнішнього діаметра гайки (D₄),

та граничні відхилення окремо кроку і кута профілю не встановлені.

Приклад умовного позначення однозахідної трапецеїдальної різі:

з’єднання - Тr 40х6 – 7Н/7е;

гайки - Тr 40 х 6 – 7Н;

гвинта – Тr 40 х 6 – 7е.

– позначення трапецеїдальної різі, Тr;

– зовнішній діаметр різі гвинта, 40 (номінальний розмір різі);

– крок різі,6.

Багатозахідної трапецеїдальної різі:

з’єднання - Тr 20х4х(Р2) - 8Н/8е;

гайки - Тr 20х4 (Р2) - 8Н;

гвинта – Тr 20х4 (Р2) - 8е.

– значення кроку, (Р2);

– хід різі, 4.

Упорну різь з профілем і основними розмірами за ГОСТ 10177—82 застосовують у механізмах з великим однобічним тиском (у домкратах, гвинтових пресах, у з'єднаннях колон з поперечками гідропресів і т. п.). Система допусків і посадок упорної різі регламентована ГОСТ 25096—82.

Приклад умовного позначення упорної різі:

з’єднання - S36х6—7AZ/7h;

гайки - S36х6—7AZ;

гвинта – S36х6—7h.

Указується лише поля допуску для середніх діаметрів гайки і гвинта.

Контроль різі можна виконувати диференційованим методом (контроль кожного параметра окремо), або комплексним (контроль розташування контуру різі в указаному полі допуску за допомогою граничних калібрів, проекторів, шаблонів), а інколи за результатами обчислень (приведений середній діаметр різі).