Л.1 Резьбовые соединения

Разъемные неподвижные соединения осуществляются при помощи кре­пежных детапей, имеющих резьбовую часть (болт, шпилька, гайка, винт, муфта, угольник, тройник)*

Резьбовое соединение - соединение деталей с помощью резьбы, обеспе­чивающее их относительную неподвижность или заданное перемещение од-ной детали относительно другой-

Резьбой называется поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической (цилиндрическая резьба) или конической поверхности (коническая резьба).

Наружная резьба - резьба, образованная на наружной цилиндрической или конической поверхности. В резьбовом соединении наружная резьба является охватываемой поверхностью и называется болт (винт и др.)

Внутренняя резьба ~ резьба, образованная на внутренней цилиндрической или конической поверхности. В резьбовом соединении внутренняя резьба является охватывающей поверхностью и называется

гайкой. '

Профиль резьбы - изображение сечения резьбы плоскостью,

проходящей через ось резьбового изделия.

Щаг резьбы расстояние между одноименными точками двух смежных витков, измеренное параллельно оси резьбы.

Ход резьбы ~ величина осевого перемещения винта за один полный оборот в неподвижной гайке.

В зависимости от формы профиля различают резьбы трапецеидальные, прямоугольные, круглого, треугольного сечения и специальные. Для крепежных изделий применяются резьбы треугольного профиля.

Резьбы бывают однозаходные и многозаходные. Если на торце винта шдао начало одного витка, то резьба называется однозаходной; при двух втт* - двухзаходной. Для однородной резьбы ход равен шагу, для мнргозаходной - произведению шага на число заходов.

Резьба может быть левой и правой. Согласно ГОСТ 11708-82, правой резьбой называют резьбу, у которой выступ, вращаясь по часовой стрелке, удаляется вдоль оси от наблюдателя, левой - у которой выступ, вращаясь Против часовой стрелки, удаляется вдоль оси от наблюдателя.

Наружным называется наибольший диаметр резьбы, независимо оттого,, нарезана резьба в отверстии или на стержне, внутренним - наименьший

диаметр резьбы.

Типы резьб. В цели обеспечения взаимозаменяемости основные типы резьб стандартизированы. В таблице 2 приведены стандартные типы резьб.

Раздичшот резьбы: общего назначения и специального. Резьбы общего назначения: крепежные (метрическая, трубная цилиндрическая, трубная коническая) и ходовые (трапецеидальная, упорная и прямоугольная).

Пример условного обозначения многозаходной резьбы:

Тг 20x8 (Р4) LH ~ резьба трапецеидальная, левая двухзаходная, наружный диаметр 20 мм, ход 8 мм, шаг 4 мм.

Кроме стандартных, существует два типа специальных резьб, у которых ряд параметров отличается от принятых по стандарту:

1 Резьба имеет стаядар; «шг/ровш/? /& ш профиль, но размеры диаметра или шага отличны от принятых по стандарту. Перед условными обозначениями резьбы следует указывать сокращенное слово " Сп^и_? например:

Сп JVI 36 х 2, 5 - нестандартный шаг 2, 5 мм.

2 Резьба имеет нестпандартизированный профиль. В этом случае профиль резьбы выполняют в виде выносного элемента и на нем проставляют все не­обходимые размеры. Наибольшее распространение имеет нестандартизиро-ванная прямоугольная резьба (рисунок 1).Такой тип резьбы нестандартизи-рован из-за невозможности массового изготовления ее наиболее экономич­ными способами.

Рисунок I - Изображение прямоугольной нестандартизированной резьбы

Условное изображение и обозначение резьбы на чертежах. ГОСТ 2.311-68 устанавливает единое для всех типов резьб изображение и обозна­чение на чертежах.

Наружный диаметр резьбы, выполненный на стержне, изображается сплошной толстой основной линией, внутренний - сплошной тонкой линией (рисунок 2).

Если резьба выполнена в отверстии, то наружный диаметр изображается сплошной гонкой линией, внутренний - сплошной толстой основной линией (рисунок 3). Сплошную тонкую линию при изображении резьбы наносят не менее 0, 8 мм от сплошной толстой основной линии, но не более величины шага резьбы.

На видах, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную к оси резьбы, проводят сплошную тонкую линию в виде дуги, равной 3/4 окружности, разомкнутой в любом месте.

Границ)' резьбы на стержне и в отверстии проводят основной линией, доводя ее до линии наружного диаметра резьбы (см. рисунки 2, 3).

При изображении резьбового соединения резьба внутренней детали изображается так же, как и до соединения деталей (рисунок 4).

На стержне нарезают резьбу чаще всего резцами или плашками, в отверстии -- метчиками. По условному изображению невозможно определить тип резьбы, поэтому предусматривается ее условное обозначение, включаю шее: тип резьбы, наружный диаметр, Шаг резьбы (для крупных метрических резьб не указывается), количество заходов (для однозаходных не указывается), направление резьбы (правая не обозначается). При обозначении левой резьбы в конце обозначения добавляются буквы LH. Условное обозначение резьбы проставляется над размерной линией или на полке линии-выноски (см. рисунки 2, 3, 5).

Обозначение трубной цилиндрической резьбы на полке выноски обусловлено тем, что цифра диаметра резьбы в дюймах, указанная в обозначении, соответствует внутреннему диаметру трубы, на которой нарезана резьба, а не наружному диаметру резьбы (см. рисунок, 5).

Для трубной конической резьбы все параметры замеряются в основной плоскости, положение которой определяется по стандарту. Изображения резьб на конических поверхностях приведены на рисунке 6.

В обозначении трубной цилиндрической и конической резьбы размерность дюймов (два штриха сверху) не указывается, (см рисунки 5, 6). Один дюйм равен 25, 4 мм (I? -~- 25, 4 мм).

V V

Рисунок 6 - Изображение конической резьбы на стержне и в отверстии

1.1.2 Соединение болтом

Болтом .называется цилиндрический стержень с головкой на одном конце и с резьбой на другом, на которую наворачивается гайка. В соединение болтом входят болт, гайка, шайба и соединяемые детали.

Основным преимуществом болтового соединения является то, что оно не требует нарезания резьбы в соединяемых деталях. Это особенно важно в тех -случаях, когда материал деталей не может обеспечить достаточную прочность и долговечность резьбы. К недостаткам болтового соединения можно отнести следующее: обе детали должны иметь место для расположения гайки или головки. При ввинчивании или отвинчивании гайки необходимо удерживать головку болта от проворачивания, поэтому, по сравнению с винтовым или шпилечным соединением, соединение болтом несколько, увеличивает габариты изделия.

Наиболее широко применяются болты с шестигранной головкой
повышенной (ГОСТ 15589-70), нормальной (ГОСТ 7798-70) и грубой
(ГОСТ 15589-70) точности. ^РУ

По конструкции болты с шестигранными головками разделяются на четыре исполнения: 1 - без отверстия под шплинт; 2-е отверстием в стержне под шплинт; 3-е двумя отверстиями в головке для стопорения проволокой; 4-е цилиндрическим углублением в головке.

Пример обозначения болта. Болт М12*60 ГОСТ 7798-70 - болт с шестигранной головкой, нормальной точности, исполнения 1 (не указывают); диаметр резьбы М12, шаг крупный (не указывают) длиной 60 мм.

Гайки шестигранные изготавливают грубой (ГОСТ 15526-70), нормальной (ГОСТ 5915-70) и повышенной (ГОСТ 5927-70) точности.

Наиболее широко применяются гайки шестигранные нормальной точности (ГОСТ 5915-70), По конструкции они разделяются на три типа исполнения: 1 - с двумя фасками, 2 - с одной фаской, 3 ~ имеет на одном

торце фаску, на другом - цилиндрической формы выступ. Шестигранные гайки могут быть низкими, нормальными и высокими.

Для предупреждения самоотвинчивания применяются прорезные (ГОСТ 5918-73) гайки - исполнение 1 и корончатые (ГОСТ 5918-73) гайки -исполнение 2.

Пример обозначения гайки. Гайка 2MI2 ГОСТ 5915-70 - гайка шестигранная, исполнение 2, нормальной точности, диаметр резьбы Ml2, крупный шаг резьбы.

Шайбы представляют собой чаще всего металлическое плоское кольцо, которое ггодкладывается под головку гайки или болта (винта). Шайбы предназначаются для предохранения поверхности скрепляемой детали от задиров и смятия при завинчивания гайки или увеличения опорной поверхности. Шайбы круглые по конструкции разделяют на два типа исполнения: 1 - без фаски (не указывают); 2-е фаской.

Пример обозначения шайбы. Шайба 2.12 ГОСТ 11371 78 - шайба круглая, исполнение 2, для болта с диаметром стержня 12 мм.

ЗАДАНИЕ 1. Рассчитать и вычертить чертеж болтового соединения по индивидуальному варианту (таблица 3). Формулы для расчета болта даны на рисунке 7.

Образец выполнения чертежа и расчета болтового соединения дан в приложениях А и Б.

Указания по выполнении) задания «Соединение болтом»

В зависимости от диаметра болта и толщины скрепляемых деталей, по указанным на рисунке 7 соотношениям, определяют размеры элементов соединения. Длина болта £ определяется как сумма величин: толщин скрепляемых деталей^ толщины шайбы S_m, высоты гайки //, длины выступающей части болта К. Полученная длина болта сравнивается с длинами болтов согласно ГОСТ 1198-70 (1, с. 298), Ближайшая к расчетной длине болта, взятая из ГОСТа, принимается за окончательный размер длины болта. Длина резьбы L_o зависит от диаметра и длины болта и берется из этого же ГОСТа. На чертеже болтового соединения должны быть указаны следующие размеры: наружный диаметр резьбы, длина болта, толщина скрепляемых деталей и размер под ключ гайки. Эти размеры на рисунке 7 взяты в прямоугольные рамки. Чертеж болтового соединения выполняется в двух видах с полным разрезом на главном виде. При этом гайка и шайба изображаются неразрезанными. На чертеже должны быть указаны условные обозначения болта, гайки и шайбы.

Ю

Рисунок 7 - Чертеж и формулы для расчета болтового соединения

Болт по ГОСТ 7798-70 (исполнение 1); Гайка по ГОСТ 5915-70 (исполнение 1); Шайба по ГОСТ 11371-78 (исполнение 2).

1.13 Соединение шпилькой

Соединение шпилькой применяется в случае, когда невозможно или нецелесообразно применять соединение болтом.

Шпилькой называется цилиндрический стержень с резьбой на двух концах. Конец шпильки с меньшей длиной резьбовой части предназначен для ввинчивания в резьбовое отверстие, другой - для навинчивания гайки. Длина ввинчиваемого конца шпильки 2, зависит от материала детали, в которую ввинчивается шпилька. Для стали, бронзы, латуни, титана 2 /=< /; для чугуна 2i=^rLd\ т.е. чтобы закрепить шпильку в мягком металле, ее надо завинтить в деталь глубже. Гнездо под шпильку сначала высверливают, затем делают фаску, после чего нарезают резьбу. Дно гнезда имеет коническую форму, размер 120° - условный, поэтому на рабочих чертежах его не указывают.

Пример обозначения шпильки. Шпилька М16х120 ГОСТ 22032-76 ~ шпилька с диаметром резьбы М\ 6, крупный шаг резьбы, длина шпильки

f-Шмм. _;;

ЗАДА НИ Е 2, Рассчитать и вычертить чертеж шпилечного соединения по индивидуальному варианту (таблица 4)

Указания по выполнению задания «Соединение шпилькой»

По указанным на рисунке 8 соотношениям определяются размеры элементов шпилечного соединения. Длина шпильки £ рассчитывается как сумма величин: толщины скрепляемой детали, толщины шайбы, высоты гайки, размера выступающей части шпильки. Получаемая величина длины шпильки сравнивается с длинами шпильки согласно ГОСТ 22032-76. Ближайшая величина принимается за окончательный размер длины шпильки. Длина гаечного конца резьбы шпильки £ о зависит от данного заданного диаметра шпильки, ее длины и берется из ГОСТ 22032-76. Глубина отверстия под шпильку Ј2=Ј/+0, 5< i. Длина резьбовой части отверстия £ ₃ ■ = ■ £ -гЮ, 5< £ Все расчеты выполняются на отдельном листе формата А4 над основной надписью для текстовых документов (ГОСТ 2.104-68); Необходимо обратить внимание на совпадение линии разъема деталей с границей резьбы ввинчиваемого конца шпильки.

Чертеж шпилечного соединения выполняется в двух видах с полным разрезом на главном виде с указанием следующих размеров: диаметра резьбы, длины шпильки, толщины скрепляемой детали и размера под ключ для гайки. Эти размеры на рисунке взяты в прямоугольные рамки. На свободном поле чертежа указываются условные обозначения шпильки, гайки, шайбы. Таблица 4- Варианты соединений деталей шпилькой

Шпилька по ГОСТ 22032-76;

Гайка по ГОСТ 5915-70 (исполнение 2);

Шайба по ГОСТ 1-1371-78 (исполнение 1).

Рисунок 8 - Чертеж и формулы для расчегга шпилечного соединения

1.2 Неразъемные соединения

Неразъемные соединения характерны тем, что для их разборки необ­ходимо разрушение соедш-штельных элементов. К ним относятся закле­почные, сварные, клееные соединении, соединения сваркой.

i

1.2.1 Соединения паяные

Пайку применяют для получения герметичности, образования покры­тия от коррозии (лужение), при соединении деталей, несущих небольшую нагрузку. В ряде случаев пайка имеет преимущество перед сваркой иее широко применяют в радиотехнике, электронике, приборостроении. Щй- ку выполняют паяльником (простейший способ), погружением в распл|ш-ленный припой, газопламенный, лазерный, электронно-лучевой.

1.2.2 Соединение сварное

Сварка является одним из наиболее прогрессивных способов соедине­
ния составных частей изделия. Это процесс получения неразъемного со­
единения путем наплавления металла^ образующего в местах соединения
сварной шов. В зависимости от способа образования шва различает
сварку плавлением и давлением. Сварку плавлением осуществляют газо­
вой и дуговой сваркой, когда поверхности кромок плавятся одновременно
с присадочным материалом. Сварка давлением осуществляется специаль­
ными машинами, с помощью которых на предварительно нагретые по­
верхности оказывается давление; достаточное для создания пластической
деформации соединяемых частей. Сварным соединением называется со­
вокупность изделий, соединенных сварным швом. \

Виды сварных соединений

Государственный стандарт Республики Беларусь (СТБ ИСО 2553-2бО4)_? введенный 01.1 L.2004 г. устанавливает правила нанесения услов­ных изображений и обозначений сварных соединений. Различают сле­дующие виды соединений: стыковое, угловое, внахлестку, тавровое. Кромки свариваемых деталей могут быть изготовлены с отбортовкой, со скосом одной кромки, без скосов, со скосом обеих кромок, с двумя сим­метричными скосами одной кромки и др. Выступающую часть шва над поверхностью основного металла называют выпуклостью шва

Для обозначения сварного или паяного шва без приведения-характе­ристики шва используется знак, изображенный на рисунке 14. Более пол­ное условное обозначение сварных и паяных соединений включает основ-

ной условный графический знак (таблица 9), который может быть допол­нен:

- вспомогательными условными знаками (таблица 10);

- размерами конструктивных элементов в поперечном сечении и в
расположении шва;

- отдельными дополнительными указаниями (в частности для рабочих
чертежей).

\ Рисунок 14 - Знак для обозначения сварного или

паяного шва без приведения характеристики шва

При комбинированном характере выполнения шва для его обозначе­ния могут использоваться комбинации основных условных графических знаков. Для симметричных двусторонних швов обозначение комбиниру­ют из двух основных условных графических знаков, расположенных зер­кально относительно полки-выноски (рисунок 15).

Эскиз

Рисунок 15 - Знак для обозначения двз'стороннего (Унтов) стыкового шва с V-образнымн симметричны­ми скосами двух кромок (Х-шов)

Пример обозначения двусторонних швов показан на рисунке 16.

Эскиз

Таблица 9- Основные условные графические знаки

Г а б л и ц а 1 0 - Вспомогательные условные знаки

Пример обозначения сварных- швов с применением комбинированных и вспомогательных знаков показан на рисунке 17.

Рисунок 17 ~ Угловой шов, образующий тавровое соединение, зачищен с плав­ным переходом к основному металлу: а - лицевая сторона шва: б - оборотная сторона шва

Нанесение условных обозначений на чертежах. Условные обозна­чения сварных и паяных швов на чертежах также содержат:

- линию-выноску, заканчивающуюся двухсторонней стрелкой на каж­дое соединение;

-двойную полку линии-выноски, состоящую из сплошной и парал­лельной ей штриховой линии, расположение которых относительно друг друга показано на рисунке 18.

Рисунок 18 г Варианты изобра­жения нолки-выноски для обо­значений сварных и паяных швов

Для симметричных двусторонних швов штриховая линия не обяза­тельна и может отсутствовать (см. рисунок 15).

Полка линии-выноски располагается горизонтально. В необходимых случаях допускается вертикальное расположение полки линии-выноски. Если невозможно провести линию-выноску к изображению соединения, условное обозначение сварного шва не рекомендуется.

Основной условный графический знак располагается над или под цоп- кой линии-выноски в соответствии со следующим правилом:

— основной графический условный знак располагается на сплошной
линии полки, если линия-выноска проведена от изображения шва с лице­
вой стороны;

— основной графический условный знак располагается на штриховой
линии полки, если линия-выноска проведена от изображения шва с i> 6o-
ротной стороны (см. рисунок 17),

Нанесение основных размеров швов. Каждый основной условный
графический знак может сопровождаться определенным количеством
размеров конструктивных элементов. i

Размеры, определяющие расстояние шва от края детали, наносятся на чертеже, а не в условном обозначении.

Размеры конструктивных элементов не превышают толщину самой
тонкой детали соединения/Отсутствие указаний после основного знака
означает, что шов непрерывный по всей длине. I

Перёд основным графическим знаком наносятся основные конструк­тивные размеры шва в поперечном сечении (таблица 11), где: s - глубина проварки для всех видов швов; а или z - для угловых швов (а - номи­нальная толщина шва; z ~- катет шва).

После основного условного графического знака наносятся продольные
размеры шва. Отсутствие указаний после основного графического знака
означает, что шов непрерывный по всей длине свариваемых или паяных
деталей,,

Дополнительные указания. Дополнительные указании могут потре­боваться для задания определенных характеристик швов (рисунок 19).

Рисунок 19 - Дополнительные указания: а - обозначение шва по замкнутой

лиййи; б '-- обозначение монтажного шва, в обозначение индекса процесса сварки,

г - обозначение специальной инструкции

25!

Таблица 11- Основные размеры шва

Способы нанесения размеров на некоторых типах сварных швов пока­заны на рисунке 20.

Рисунок 20 - Способы нанесения размеров сварных швов: а - сварной стыко­вой шов с У-образным скосом двух кромок с увеличенным притуплением (Y -шов!) с подварочным швом. Номинальная толщина шва 5 мм, длина шва 300 мм, шов невиди­мый; б - непрерывный угловой шов с вогнутой формой наружной поверхности, вы­полненный по замкнутому контуру. Эффективная толщина углового шва 8 мм, номи­нальная толщина углового> шва б мм; в'- прерывистый двусторонний симметричней угловой шов. Катет углового шва 5 мм, количество сваренных участков -г 3, длина сваренного участка 150 мм, промежутки между соседними сваренными участками 30

Иногда для задания определенных характеристик швов на полке нано­сятся дополнительные указания. Структура условного обозначения j со­единения может быть дополнена требованиями, приводимыми в ви^ке. Требования друг от друга ©тделяются знаком /■ • (черта дроби). Дополни­тельно возможна ссылка на специальные инструкции (например, описы­вающие все процедуры процесса сварки или пайки), имеющие условное обозначение, помещаемое в закрытой рамке вилки.

На рисунке 21 показан стыковой шов с V-образным скосом кромок, с
подварочным проходом, выполненный ручной дуговой сваркой плавя­
щимся покрытым электродом (индекс процесса сварки 111 в соответст­
вии с ИСО 4.063)^ уровень качества в соответствии с ИСО 5817, положе­
ние при сварке РА в соответствии с ИСО 6947, покрытый электрод ЦСО
2580-Е.51.2 RR 22.,

Рисунок 22 - Полное условнее обозначение сварного шва: