Baie 

Unghiul profilului filetului metric. Parametrii filetului metric

Profilul firului – Aceasta este forma proeminenței și canelurii filetului în planul secțiunii axiale.

Unghiul profilului α - acesta este unghiul dintre laturile adiacente ale profilului în planul secțiunii axiale.

Bobina- parte a filetului formată în timpul unei rotații complete a profilului în jurul axei.

Pasul filetuluiR – distanța dintre laturile adiacente cu același nume ale profilului pe direcția paralelă cu axa filetului.

Cursa firului R h – distanta dintre cele mai apropiate laturi identice ale profilului, apartinand aceleiasi suprafete de surub, pe o directie paralela cu axa filetului. Cursa filetului este cantitatea de mișcare axială relativă a șurubului (piuliță) pe rotație.

Firele sunt clasificate în funcție de următoarele caracteristici:

conform formei profilului– fire triunghiulare, trapezoidale, dreptunghiulare, rotunde și alte fire;

în funcție de forma suprafeței - cilindric (fir format pe o suprafață cilindrică), conic (fir format pe o suprafață conică);

după locație– extern (filet format pe o suprafață exterioară cilindrică sau conică) și intern (filet format pe o suprafață interioară cilindrică sau conică);

conform scopului operațional – prindere, prindere si etansare, rulare si speciale.

Filet de montare– un filet care asigură o legătură fixă ​​a pieselor. Acest tip este un fir metric.

Filet metric (M) – Principalul tip de fir de fixare este un profil triunghiular. Oferă o conexiune fixă ​​fiabilă a pieselor sub sarcini statice și dinamice. Filetele metrice sunt utilizate în elemente de fixare precum șuruburi, șuruburi, știfturi, piulițe etc. Profilul său este un triunghi echilateral cu un unghi de vârf de 60º (Fig. 3). Vârfurile profilului sunt tăiate, iar văile pot fi tăiate sau rotunjite. Rotunjirea gropițelor crește rezistența firului.

Filetele metrice vin în pasuri mari (singura pentru un anumit diametru de filet) și pasuri mici, care pot fi mai multe pentru un anumit diametru. De exemplu, pentru diametru d = pasul mare de 20 mm este întotdeauna egal cu 2,5 mm (M20), iar pasul mic poate fi egal cu 0,5; 1; 1,75; și 2 mm. Prin urmare, în desemnarea unui filet metric, nu este indicată un pas mare, dar este necesar un pas mic (M20x2).

Filetele cu pas fin sunt utilizate la conectarea pieselor cu pereți subțiri, cu o lungime limitată de înșurubare și, de asemenea, acolo unde este necesară o rezistență și fiabilitate sporite a conexiunii.

Reprezentanți fire de prindere și etanșare(filetele, al căror scop principal este de a asigura etanșeitatea conexiunii la diferite temperaturi) sunt filete de țeavă cilindrice și filete de țevi conice.

Conductă filet cilindric(G) are un profil sub forma unui triunghi isoscel cu un unghi de vârf de 55°, vârfurile și văile sunt rotunjite (Fig. 4). Acest thread este dreptaci. Filetele de țevi cilindrice sunt utilizate pentru a conecta țevi și fitinguri de conducte în medii lichide sau gazoase sub presiune.

Filet conic pentru țeavă(R) , al cărui profil este și un triunghi isoscel cu un unghi de vârf de 55° (Fig. 5), suprafețe interioare și exterioare tăiate cu o conicitate de 1:16. Este utilizat în conducte supuse la presiuni și temperaturi ridicate, deoarece asigură o etanșeitate ridicată a conexiunii.

LA fire care rulează(filetele utilizate pentru a converti mișcarea de rotație în mișcare de translație cu transmitere simultană a forțelor) includ fire trapezoidale, de tracțiune și dreptunghiulare.

Fir trapezoidal(Tr) se referă la și este folosit pentru a transmite mișcarea alternativă. Poate fi cu o singură trecere sau cu mai multe treceri, la stânga sau la dreapta. Profilul său este un trapez isoscel, a cărui continuare a laturilor formează un unghi de 30° (Fig. 6).

Filet de împingere (S) se referă, de asemenea, la firele care rulează și pot fi cu pornire unică, cu pornire multiplă, stângaci sau dreptaci. Profilul său este un trapez inegal, cu un unghi al laturii nefuncționale de 30° și al părții de lucru de 3° (Fig. 7). Firele persistente sunt utilizate în mecanismele în care forțele mari sunt transmise într-o singură direcție, de exemplu, în prese, cricuri etc.

Filet dreptunghiular folosit pentru a transmite mișcarea în șuruburi. Profilul filetului este dreptunghiular (Fig. 8). Acest thread nu este standardizat. Firele non-standard sunt descrise în același mod ca și cele standard. Profilul și toate dimensiunile necesare pentru fabricarea acestuia sunt specificate în imagine sau prezentate pe un element de referință la o scară mai mare. Informațiile despre numărul de începuturi de fir din stânga sunt înregistrate pe liniile de extensie.

În fig. Figura 9 prezintă conexiuni filetate în care o piesă este înșurubată în alta.

Secțiunile longitudinale arată doar acea parte a filetului interior care nu este acoperită de piesa care este înșurubată în el; conturul piesei care este înșurubată este desenat ca o linie principală solidă.

Cursul 15

12. CONEXIUNI

12.1. Conexiuni filetate

12.1.1. Informații generale și tipuri și parametri de bază de fire. Clasele de rezistență și materialele pieselor filetate.

Conexiunile filetate sunt conexiuni detașabile ale pieselor folosind filete sau elemente de fixare filetate - șuruburi, șuruburi, știfturi, piulițe.

Un filet este format prin aplicarea unor caneluri elicoidale cu o secțiune transversală în funcție de profilul filetului pe suprafața pieselor. Proeminențele formate astfel se numesc ture.

Termenul de fir provine din procesul tehnologic de fabricare a acestuia - tăiere. Termenul șurub este folosit atât ca termen general, care include și șuruburi și știfturi, cât și ca termen specific, desemnând o piesă înșurubată. Termenul șurub sugerează interacțiunea dintre un șurub cu cap și o piuliță. O piuliță este o piesă cu găuri filetate care se înșurubează pe un șurub.

Conexiunile filetate sunt utilizate pe scară largă în inginerie mecanică. La mașinile moderne, piesele filetate reprezintă peste 60% din numărul total de piese. Acestea includ majoritatea elementelor de fixare, carcase, cum ar fi carcasa motorului cu găuri filetate pentru știfturi, arbori, cum ar fi arborii cotit, în legătură cu atașarea capacelor lagărului principal și a bielei.

Utilizarea pe scară largă a conexiunilor filetate este determinată de:

Capacitatea de a crea forțe axiale mari;

Forme convenabile și dimensiuni mici.

Pe lângă scopurile de fixare, perechile de șuruburi sunt folosite pentru a implementa mișcarea de translație, de exemplu într-un lift de mașină.

Dimensiunile principale ale filetului includ diametrele, profilul, pasul și unghiul de avans (Fig. 12.1).

Diametre filet: exterior d, intern d1 si medie d2 . Profilul filetului este profilul proeminenței și canelurii în planul secțiunii sale. Unghiul profilului A- unghiul dintre laturile adiacente.
44" height="34" bgcolor="white" style="border:.75pt alb solid; vertical-align:top;background:white">
https://pandia.ru/text/78/173/images/image007_36.gif" height="40">
https://pandia.ru/text/78/173/images/image009_31.gif" width="21" height="31">
https://pandia.ru/text/78/173/images/image011_29.gif" width="438" height="271">

Orez. 10.1. Parametrii de bază ale firului

Profilul filetului se caracterizează și prin:

Înălțimea triunghiului original al firului N;

Înălțimea de lucru a profilului filetului H1.

Pasul filetului R– distanța dintre cele mai apropiate puncte ale acelorași laturi ale profilului filetului.

Pentru filetele cu treceri multiple se introduce un termen suplimentar - cursa șurubului Rh, egal cu produsul pasului R fire pe număr de porniri z

Pentru un fir cu un singur început, conceptele de pas și cursă sunt aceleași.

Orez. 12.2. Unghiul filetului

Unghiul filetului y- unghiul format de tangenta la helix. Să extindem spirala (Fig. 12.2) de-a lungul diametrului mediu și să determinăm tangenta unghiului spiralei filetului

. (12.2)

Fire în funcție de scop sunt împărțite în următoarele grupe:

Firele de fixare sunt destinate pentru fixarea pieselor. Ele sunt de obicei realizate cu un profil triunghiular. Utilizarea acestui profil este cauzată de frecare crescută, rezistență crescută a firului și ușurință de fabricare.

Filetele de fixare și etanșare sunt destinate atât pentru fixarea pieselor, cât și pentru protejarea împotriva scurgerilor de lichide (în racordurile conductelor). Aceste fire sunt făcute triunghiulare, dar fără goluri.

Filet pentru transmiterea mișcării (în șuruburi de plumb și de sarcină). Pentru a reduce frecarea, aceste filete sunt realizate trapezoidale cu profile simetrice și asimetrice și uneori cu profil dreptunghiular.

Firele în țara noastră și în străinătate sunt standardizate.

Filet metric(Fig. 12.3) este standardizat și este principalul fir triunghiular din țara noastră.

https://pandia.ru/text/78/173/images/image017_15.gif" width="236" height="31">.

Înălțimea de lucru a profilului

.

Înălțimea de lucru a profilului

.

Firele metrice sunt împărțite în fire cu pasuri mari și mici. Un fir cu pas mare este luat ca principal. Filetele cu pas fin sunt folosite pentru sarcini dinamice, piese in care filetele sunt folosite pentru reglare. Pasurile tuturor firelor metrice reprezintă o serie aritmetică în trepte.

Firele metrice cu pas grosier sunt desemnate prin literă Mși un număr care exprimă diametrul filetului în mm, de exemplu M20. Pentru firele metrice cu pasuri fine, pasul lanțului este indicat suplimentar, de exemplu M20´ 1,5 .

Filetele pentru țevi sunt standardizate și utilizate pentru a conecta țevi și fitinguri de conducte. Filetul țevii este un filet fin în inch, care este realizat cu rotunjiri de profil și fără goluri de-a lungul proeminențelor și adânciturii pentru o mai bună etanșare. Datorită distribuției largi a pieselor interschimbabile cu filete de țevi în inch, își păstrează utilizarea principală. Pentru dimensiunea principală (nominală) care caracterizează filetul și indicată în denumirea filetului, se utilizează diametrul interior nominal al conductei (pasaj liber).

Filet conic standardizat și asigură etanșeitatea fără etanșări speciale. Se foloseste pentru racordarea tevilor, montarea dopurilor etc. Impermeabilitatea se realizeaza prin fixarea etansa a profilelor la varf.

Șuruburi de montareÎn funcție de tipul de conexiune filetată, se folosesc următoarele tipuri de șuruburi de fixare (Fig. 12.4):

Șuruburi cu piulițe, numite șuruburi (Fig. 12.4, a);

Șuruburi înșurubate într-una dintre părțile care se fixează (Fig. 12.4, b);

Ştifturi cu piuliţe (Fig. 12.4, c).

Șuruburile sunt folosite pentru a fixa piesele de grosime mică, atunci când este necesară deșurubarea și înșurubarea frecventă.

Șuruburile sunt folosite atunci când piesa este suficient de groasă și puternică și nu există loc pentru o piuliță.

Șuruburile sunt utilizate în aceleași cazuri ca și șuruburile, dar când materialul piesei nu oferă rezistența necesară în timpul demontării și asamblarii frecvente.

Orez. 12.4. Principalele tipuri de conexiuni filetate

Șuruburile, șuruburile și știfturile din oțel în conformitate cu standardul GOST 1759-70 sunt fabricate în 12 clase de rezistență

Clasa de rezistență este indicată de două numere. Primul număr, înmulțit cu 100, indică valoarea minimă a rezistenței la tracțiune, al doilea, împărțit la 10, indică raportul dintre rezistența de curgere și rezistența la tracțiune și, prin urmare, produsul lor reprezintă limita de curgere. De exemplu, clasa de rezistență a unui șurub este 4,6 are o rezistență la tracțiune sÎN = 4 × 100 = 400 MPa, limita de curgere - sT = (6/10) × 400 = 240 MPa; la clasa de rezistență a șuruburilor 10.9 , sÎN = 10 × 100 = 1000 MPa, a sT = (9/10) × 1000 = 900 Mpa. Dacă dimensiunile sunt strânse, se folosesc piese filetate de o clasă de precizie ridicată, ceea ce permite reducerea greutății unității. În acest caz, materialul pieselor filetate este oțel aliat, cum ar fi 35Х, 40Х, 40Г2 etc. Tratamentul termic poate crește rezistența pieselor filetate cu 75%.

În absența cerințelor crescute pentru consumul de metal și când există pericolul deformarii suprafețelor de susținere, piesele filetate sunt selectate dintre oțelurile ductile de tip 10, 20, 30 etc.

12.1.2. Cuplul de înșurubare, eficiența și starea de autofrânare. Când luăm în considerare forțele dintr-o pereche de șuruburi, este convenabil să rotiți filetul de-a lungul diametrului mediu într-un plan înclinat și să înlocuiți piulița cu un glisor (Fig. 12.5).

p× d2
6

Orez. 12.5. Forțele de interacțiune dintre șurub și piuliță la

înşurubarea

Forța de interacțiune dintre planul înclinat și glisor în timpul mișcării relative este rezultanta F forța normală și forța de frecare. Prin urmare, această forță este înclinată spre normal n- n la unghiul de frecare j. Ca urmare a extinderii forței rezultante F spre raion Ftși axială Fo, primim

, (12.3)

Unde j- unghi de frecare, f’- coeficient de frecare redus în filet .

Moment Tzav strângerea unei piulițe sau șuruburi este reprezentată de suma cuplului Trîn fir și moment Tt la capătul unui cap de piuliță sau șurub.

Cuplu Tr, care trebuie aplicat la înșurubarea piuliței (cuplul filetului), are forma

. (12.4)

Suprafața de sprijin a piuliței și a capului șurubului este una inelară cu un diametru exterior egal cu dimensiunea cheii piuliței Ași un diametru interior egal cu diametrul orificiului șurubului d0 . Atunci diametrul mediu al suprafeței inelare va fi .

Să reprezentăm momentul de la sfârșitul nucii prin produs

. (12.5)

Notăm cuplul de înșurubare ținând cont de dependențele (12.4) și (12.5)

https://pandia.ru/text/78/173/images/image028_10.gif" width="208" height="27">. (12.7)

Înlocuind (12.7) în (12.6), obținem relația dintre forța axială și forța pe cheie.

Astfel, câștigul în forță este destul de semnificativ. Prin urmare, la strângerea din nou șuruburile și știfturile cu un diametru mai mic de 12 mm, există pericolul de a desprinde firele și de a le distruge tijele. De exemplu, un șurub M6 de la St3 este distrus de o forță asupra mânerului unei chei standard de 90...100 N. Prin urmare, în cazuri critice, se folosesc chei speciale cu un cuplu de strângere controlat.

Eficiența filetului este definită ca raportul dintre munca utilă pe șurub și munca cheltuită la cheie atunci când se rotește printr-un unghi arbitrar. Pentru simplitatea și generalitatea concluziei, este convenabil să luați în considerare rotația printr-un unghi mic dg, în care forțele pot fi considerate constante chiar și atunci când firul de fixare este strâns. Apoi, eficiența firului în sine, fără a lua în considerare frecarea la sfârșit va fi

Unde dh – mişcarea axială corespunzătoare rotaţiei printr-un unghi dg,

https://pandia.ru/text/78/173/images/image032_10.gif" width="343" height="56 src=">. (12.9)

Pentru unghiul de elevație y = 2о30’și coeficientul de frecare f = 0.15 (j= 8о40’) Eficiența este h = 0.22.

Eficiența șurubului, ținând cont de frecarea la capătul piuliței, va lua forma

. (12.10)

La deșurubare se obține cuplul, ca și la înșurubare, în acest caz doar semnul unghiului elicei se schimbă în sens opus

https://pandia.ru/text/78/173/images/image035_7.gif" width="71 height=27" height="27">, , . (12.12)

Pentru filete metrice normale cu unghi de avans y = 2о30’ autofrânarea chiar și în absența frecării la capătul piuliței apare când j > 2,30’, adică la coeficientul de frecare f > 0,045. Dacă există frecare la capătul piuliței, se va produce autofrânarea la coeficientul de frecare f > 0,02.

Astfel, sub sarcini statice există rezerve mari de fiabilitate a strângerii. Cu toate acestea, în condiții de sarcini de vibrație, coeficientul și unghiul de frecare scad brusc, ceea ce poate duce la slăbirea filetului, pentru a evita care sunt utilizate dispozitive speciale de blocare.

Protejarea conexiunilor filetate de autodesurubare. Toate filetele de fixare satisfac condiția de autoblocare chiar și fără a lua în considerare frecarea suplimentară la capătul piuliței sau capului șurubului. Totuși, după cum arată experiența de exploatare, la sarcini variabile sau de șoc, se observă slăbirea filetelor. Prin urmare, sunt necesare mijloace speciale de blocare.

Se folosesc următoarele tipuri de blocare:

Frecare suplimentară;

Elemente speciale - știfturi, șaibe;

Deformare plastică sau sudare după strângere.

Interacțiunea dintre șurub și piuliță. Distribuția forței axiale între filetele șurubului și piuliței ar fi uniformă dacă filetul ar fi fabricat cu absolut precizie, iar complianța filetului ar fi semnificativ mai mare decât complianța șurubului și a piuliței. În realitate, nici una, nici cealaltă condiție nu sunt valabile.

Problema distribuirii forțelor între filetele unui șurub și o piuliță este static nedeterminată. Am rezolvat această problemă pentru o piuliță cu 10 spire. Prima rotire, cea mai încărcată, reprezintă până la 1/3 din sarcina totală, iar ultima a 10-a rotire a filetului piuliței reprezintă mai puțin de 1/100 din forța totală. Deformatii in

filet din cauza erorilor de profil, a deformărilor de contact și a deformațiilor plastice locale reduc oarecum sarcina pe prima tură a filetului piuliței.

Cu o astfel de denivelare ascuțită în încărcarea spirelor, nu este nevoie să faceți înălțimea piuliței mai mare de 10 pasi de filet.

Tipuri și caracteristici ale firelor.

Clasificarea și principalele caracteristici ale firelor:

  • unitate de diametru (metric, inch, modular, filet cu pas)
  • amplasare pe suprafata (filet exterior si interior)
  • direcția de mișcare a suprafeței elicoidale (dreapta, stânga);
  • numărul de treceri (cu o singură trecere și cu mai multe treceri), de exemplu, două treceri, trei treceri etc.;
  • profil (triunghiular, trapezoidal, dreptunghiular, rotund etc.);
  • suprafața de formare pe care se află filetul (filet cilindric și filet conic);
  • scop (fixare, prindere și etanșare, șasiu etc.).

Parametrii de bază ale firului și unitățile de măsură

Profilul firului- acesta este conturul secțiunii filetului într-un plan care trece prin axa piesei filetate. GOST 9150-81 și GOST 8724-81 stabilesc un singur profil nominal pentru firele metrice cilindrice cu un diametru de până la 600 mm, inclusiv firele cu un diametru mai mic de 1 mm. Profilul nominal filet și elementele acestuia sunt prezentate în Fig. 1. Rădăcina firului exterior (Fig. 2) poate fi tăiată sau rotunjită: R max = 0,144 R, R min = 0,108 R, Unde R- raza depresiunii; R- pasul filetului.

Orez. 2. Filete pentru șuruburi și piulițe.

Filetele sunt determinate de următorii parametri de bază: diametrul exterior, mijlociu și interior; mersul pe jos; unghiul profilului; unghiul de înclinare a laturilor profilului.

Diametrul exterior al filetului d(vezi Fig. 1) - diametrul cilindrului descris în raport cu vârfurile filetului exterior (sau văile filetului interior).

Diametrul interior d 1 - diametrul cilindrului înscris în crestele filetului interior (sau jgheabul filetului exterior).

Valori nominale dȘi dx pentru filetele externe și interne sunt aceleași.

Diametrul mediu d 2 - diametrul unui cilindru imaginar, a cărui suprafață intersectează firele în așa fel încât lățimea firelor și lățimea canelurilor să fie egale.

Pasul filetului R- distanța dintre laturile paralele ale două fire de fixare adiacente, măsurată de-a lungul axei. GOST 8724-81 stabilește diametre în intervalul 0,25...600 mm și trepte de 0,075...6 mm. Filetele metrice pot avea un pas gros (cu diametre de 0,25...68 mm) si un pas fin (cu diametre de 1...600 mm).

Unghiul profilului α - unghiul dintre laturile profilului, masurat in plan axial. Unghiul laturilor profilului β - unghiul dintre latura profilului si perpendiculara pe axa filetului. Pentru filete cu profil simetric β = 0,5α . Pentru firele cu profil asimetric, cum ar fi firele de tracțiune sau conice, unghiul de înclinare a fiecărei părți este determinat independent.

Înălțimea triunghiului original N- inaltimea profilului cu unghi ascutit obtinuta prin extinderea laturilor profilului pana la intersectarea acestora. Înălțimea de lucru a profilului N 1 - înălțimea unui profil teoretic tăiat plat, egală cu jumătate din diferența dintre diametrele exterior și interior. Pentru fire metrice N= 0,866025× R, N 1 = 0,54126× R.

Mișcare P h - mărimea mișcării relative a punctului mijlociu inițial de-a lungul liniei elicoidale a firului la un unghi de 360°; P h = P× n, Unde n- numărul de vizite.

În realitate, înălțimea de contact este mai mică, deoarece sistemul de toleranță asigură anumite goluri, de exemplu, de-a lungul diametrelor interne ale fileturilor unei piulițe și șuruburi.

Înălțimea bobinei de lucru N 1 - cea mai mare înălțime de contact; este indicată cea mai mică înălțime de contact N 1 min. Pentru filete cu profil taiat plat N 1 și N 1 min. determinați suprapunerea maximă și minimă a fileturilor șurubului și piuliței.

Unghiul helixului

Pentru firele cu pornire multiplă, numărătorul acestei formule ar trebui înlocuit cu R muncă n 0 P, Unde n 0 - numărul de vizite. Lungimea machiajului (înălțimea piuliței N) - lungimea (înălțimea) de contact între suprafețele șurubului și piuliței, măsurată de-a lungul axei.

Firul metric este desemnat prin litera M (din engleza metric system, sistem metric de măsuri). Un filet cu un diametru nominal de 32 mm cu pas gros este desemnat ca M32; filet cu diametrul nominal de 16 mm cu pas fin - M16x1,5; pentru a indica firele din stânga, literele LH sunt adăugate la sfârșit.

Tipuri de fire:

- cu pasul și parametrii de bază ale filetului în fracțiuni metri.

Utilizat pe scară largă cu diametre nominale de la 1 la 600 mm și pasuri de la 0,25 la 6 mm. Profilul este un triunghi echilateral (unghi de vârf 60°) cu o înălțime teoretică a profilului H=0,866025404R. Toți parametrii profilului sunt măsurați în fracțiuni de metru (milimetri).

Standarde:

  • GOST 24705-2004 (ISO 724:1993)- Filet metric. Dimensiuni de bază.
  • GOST 9150-2002- Norme de bază de interschimbabilitate. Filet metric. Profil.
  • GOST 8724-2002- Norme de bază de interschimbabilitate. Filet metric. Diametre si trepte.
  • ISO 965-1:1998- Filete ISO metrice pentru uz general. Toleranțe. Partea 1. Principii și caracteristici principale.
  • ISO 965-2:1998- Filete ISO metrice pentru uz general. Toleranțe. Partea 2. Dimensiunile limită ale fileturilor pentru șuruburi și piulițe de uz general. Clasa medie de precizie.
  • ISO 965-3:1998- Filete ISO metrice pentru uz general. Toleranțe. Partea 3. Abateri pentru filete structurale.
  • ISO 965-4:1998- Filete ISO metrice pentru uz general. Toleranțe. Partea 4: Dimensiuni pentru filetele externe galvanizate la cald pentru asamblarea cu filete interne filetate la toleranța H sau G după galvanizare.
  • ISO 965-5:1998- Filete ISO metrice pentru uz general. Toleranțe. Partea 5. Dimensiuni limită pentru filetele interioare ale șuruburilor pentru asamblare cu filete exterioare galvanizate la cald, cu o toleranță maximă poziție dimensiunea h înainte de galvanizare.
  • ISO 68-1- Filete ISO de uz general. Profilul principal. Filet metric.
  • ISO 261:1998- Filete metrice ISO pentru uz general. Forma generală.
  • ISO 262:1998- Filete metrice ISO de uz general. Dimensiuni selectate pentru șuruburi, șuruburi și piulițe.
  • BS 3643- Filete metrice ISO.
  • DIN 13-12-1988- Filete metrice ISO de baza si de precizie cu diametre de la 1 la 300 mm. Alegerea diametrelor și pasilor.
  • ANSI B1.13M, ANSI B1.18M- Filet metric M cu profil bazat pe standardul ISO 68.

Simbol: litera M (metrică), valoarea numerică a diametrului nominal al filetului (d, D în diagramă, este și diametrul exterior al filetului pe un șurub) în milimetri, valoarea numerică a pasului (pentru fine -filete cu pas) (P în diagramă) și literele LH pentru filetul stâng. De exemplu, un filet cu un diametru nominal de 16 mm cu pas gros este desemnat ca M16; filet cu diametrul nominal de 36 cu pas fin de 1,5 mm - M36x1,5; același diametru și pas, dar filet la stânga M36x1.5LH.

Tabel cu pasul standard al filetelor metrice

- toți parametrii filetului sunt exprimați în inci (cel mai adesea indicați printr-o cursă dublă plasată imediat după valoarea numerică, de exemplu, 3" = 3 inci), pasul filetului în fracții inci(inch = 2,54 cm). Pentru filetele țevii în inchi, dimensiunea în inci caracterizează în mod convențional spațiul liber din țeavă, iar diametrul exterior este, de fapt, semnificativ mai mare.

Filetele metrice și în inchi sunt utilizate în conexiunile filetate și în șuruburi.

Se măsoară pasul filetului modul(m). Pentru a obține dimensiunea în milimetri, trebuie doar să înmulțiți modulul cu pi (π).

File de pas- pasul filetului se măsoară în pitch-uri(p"). Pentru a obține valoarea numerică (în inci), este suficient să împărțiți numărul pi (π) la pas.

Filet modular și cu pas folosit la tăierea melcului unui angrenaj melcat. Profilul bobinei unui vierme modular poate arăta ca Spirala arhimediană, evolvente ale unui cerc, evolventă prelungită sau scurtatăȘi trapeze.

  • pas (P) - distanța dintre aceleași părți laterale ale profilului, măsurată în fracții metri, în fracții inci sau numărul de fire pe inch este numitorul unei fracții comune al cărei numărător este un inch. Exprimat ca număr natural (de exemplu; 28, 19, 14, 11);
  • diametrul exterior (D, d), diametrul unui cilindru descris în jurul vârfurilor filetului exterior (d) sau inferioarei filetului interior (D);
  • diametrul mediu (D 2, d 2), diametrul cilindrului, a cărui generatoare intersectează profilul filetului în așa fel încât secțiunile sale formate la intersecția cu canelura să fie egale cu jumătate din pasul nominal al filetului;
  • diametrul interior (D 1, d 1), diametrul unui cilindru înscris în depresiunile exteriorului (d 1) sau vârful filetului interior (D 1);
  • cursă (P h) mărimea mișcării relative a punctului mijlociu inițial de-a lungul liniei elicoidale a firului la un unghi de 360°

unde n este numărul de vizite;

  • înălțimea triunghiului original al firului (H);
  • tăierea firului (c);
  • unghi conic al filetului conic (φ);
  • Unghiul de trecere a firului (ψ):


Conic 1:16 (unghi conic φ=3°34'48"). Proiectat pentru a asigura etanșeitatea și blocarea fileturilor fără utilizarea unor mijloace suplimentare. Există două opțiuni pentru o conexiune conică filetată: filet exterior conic cu filet interior conic și filet exterior conic cu filet interior cilindric sculptat

Standard: GOST 25229-82- Norme de bază de interschimbabilitate. Filet conic metric.

Simbol: literele MK, valoarea numerică a diametrului nominal al filetului în milimetri, valoarea numerică a pasului, literele LH pentru filete stângaci. De exemplu, un filet cu un diametru nominal de 24 mm cu un pas de 1,5 mm este desemnat ca MK 24x1,5.

Cilindrică, MJ

Filetele paralele se bazează pe fire metrice ( M) cu un diametru nominal de la 1,6 la 200 mm și un unghi de vârf al profilului de 60°, conceput pentru inginerie aerospațială și alte aplicații care necesită rezistență ridicată la oboseală și rezistență la căldură. Pentru a asigura aceste proprietăți, rădăcina firului de pe filetul extern are o rază crescută de la 0,15011P la 0,180424P. Filet interior MJ compatibil cu filet exterior M când diametrul nominal și pasul coincid.

Standarde:

  • GOST 30892-2002 (ISO 5855-1-99, ISO 5855-2-99, ISO 5855-3-99)- Filet metric cu profil MJ. Profil, diametre și trepte, toleranțe
  • ISO 5855-1:1999- Aerospațial - Filete MJ - Partea 1: Cerințe generale
  • ISO 5855-2:1999- Aerospațial - Filet MJ - Partea 2: Dimensiuni limită pentru șuruburi și piulițe
  • ISO 5855-3:1999- Aerospațial - Filet MJ - Partea 3: Dimensiuni limită pentru fitinguri pentru sisteme de fluide
  • ANSI/ASME B1.21M-1997 (R2003)- Filet metric. Profilul MJ. (Engleză) Filete metrice - Profil MJ).

Simbol: literele MJ, valoarea numerică a diametrului nominal al filetului în milimetri, valoarea numerică a pasului, intervalul de toleranță al diametrului mediu și domeniul de toleranță al diametrului proeminențelor. De exemplu, un filet exterior cu un diametru nominal de 6 mm, un pas de 1 mm, o toleranță la diametrul mediu de 4h și o toleranță la diametrul umărului de 6h este desemnat ca MJ6x1-4h6h pe suprafața arborelui.

Articolul principal: Filet cilindric al țevii, G

Filet pe bază de fir de inch BSW (standard britanic Whitworth)și se potrivește cu firul BSP (filet standard britanic), are patru valori de pas de 28,19,14,11 fire pe inch. Unghiul profilului la vârf este de 55°, înălțimea teoretică a profilului este Н=0,960491Р.

Standarde: GOST 6357-81- Norme de bază de interschimbabilitate. Filet de țeavă cilindric. ISO R228, EN 10226, DIN 259, BS 2779, JIS B 0202.

Simbol: litera G, valoarea numerică a diametrului nominal al țevii în inci (inch), clasa de precizie a diametrului mediu (A, B) și literele LH pentru filetele din stânga. De exemplu, un filet cu un diametru nominal de 1 1/8", precizie clasa A este desemnat G1 1/8-A. Trebuie reținut că dimensiunea nominală a filetului corespunde cu jocul țevii în inci. Diametrul exterior a conductei este într-o oarecare măsură cu această dimensiune.

Filet în inch cu o conicitate de 1:16 (unghiul conului φ=3°34’48"). Unghiul profilului la vârf 55°, înălțimea teoretică a profilului H=0,960491Р.

Standarde: GOST 6211-81- Norme de bază de interschimbabilitate. Filet conic al țevii. ISO R7, DIN 2999, BS 21 , JIS B 0203.

Simbol: litera R pentru filet exterior și Rc pentru filet interior, valoarea numerică a diametrului nominal al filetului în inci (inch), literele LH pentru filet stânga. De exemplu, un filet cu un diametru nominal de 1 1/4" este desemnat ca: R1 1/4".

Rotunda pentru fitinguri sanitare, Kr

Profilul unui fir rotund este format din cercuri, la varf si in jos, legate prin linii drepte cu un unghi de profil in varful de 30°. Filetele sunt folosite pentru fusuri, supape, robinete, toalete și robinete de apă.

Standard: GOST 13536-68 Filet rotund pentru fitinguri sanitare. Profil, dimensiuni principale, toleranțe.

Simbolul firului rotund: literele Kr, diametrul nominal al filetului, pasul și denumirea standard.

Trapezoidal, Tr

Filet metric cu un unghi de profil la vârf de 30°, înălțimea teoretică a profilului Н=0,866Р.

Standard: GOST 9484-81- Norme de bază de interschimbabilitate. Firul este trapezoidal. Profiluri. GOST 24737-81- Norme de bază de interschimbabilitate. Filet trapezoidal cu un singur început. Dimensiuni de bază. GOST 24738-81- Norme de bază de interschimbabilitate. Filet trapezoidal cu un singur început. Diametre si trepte. 24739-81 - Norme de bază de interschimbabilitate. Filet trapezoidal cu pornire multiplă.

Denumirea convențională a filetului cu un singur început: litera Tr (trapezoidală), valoarea numerică a diametrului nominal al filetului în milimetri, valoarea numerică a pasului, literele LH pentru filetele din stânga și desemnarea zonei de toleranță. De exemplu, un filet exterior cu un singur început cu un diametru nominal de 50 mm cu un pas de 8 mm este desemnat ca Tr50x8-7e; la fel ca diametru și pas, dar filet stânga Tr50x8LH-7e.

Persistent, S

Filet metric cu un unghi de înclinare a laturilor profilului de 30° și 3°.

Standard: GOST 10177-82- Norme de bază de interschimbabilitate. Firul este persistent. Profil și dimensiuni principale. Simbol filet: litera S, valoarea numerică a diametrului nominal al filetului în milimetri, valoarea numerică a pasului, literele LH pentru filete stângi și desemnarea zonei de toleranță.

Denumirea convențională a unui filet cu pornire multiplă: litera S, valoarea numerică a diametrului nominal al filetului în milimetri, valoarea numerică a cursei, între paranteze P cu valoarea numerică a pasului, literele LH pentru filete stânga și desemnarea zonei de toleranță.

Împinsare întărită, S45°

Filet cu un unghi de înclinare a laturilor profilului de 45° și 3°, cu un diametru nominal de la 80 la 2000 mm.

Simbol filet: litera S, valoarea unghiului 45°, valoarea numerică a diametrului nominal al filetului în milimetri, valoarea numerică a pasului, literele LH pentru filete stângaci și denumirea Tt.

Edison round, E

Folosit pentru produse electrice, de exemplu, baza lămpii cu incandescență, vezi și soclu Edison.

Standard: GOST 6042-83 Firul Edison este rotund. Profile, dimensiuni și limite.

Simbolul firului: litera E, numărul firului, dacă firul pentru elementele nemetalice este litera N separată de o bară oblică (/) și numărul GOST, de exemplu E 27 GOST 6042-83 sau E 27/N GOST 6042-83 .

Conceptul de helix. Dacă (Fig. 166, a) se înșurubează pe cilindru un triunghi dreptunghic ABC, tăiat din hârtie sau tablă subțire, a cărui latură AB este egală cu circumferința πD a bazei cilindrului E, astfel încât latura AB să coincidă cu baza cilindrului, atunci latura AC formează pe lateral suprafața liniei sale, numită linie elicoidală.

Formarea filetului de șurub. Să presupunem că o figură plată, de exemplu triunghiul abc (Fig. 166, b), cu latura ab atinge generatoarea cilindrului E și este situată într-un plan care trece prin axa acestuia. Să presupunem în continuare că acest triunghi se mișcă în timp ce rămâne într-un plan care trece prin axa cilindrului E, iar vârful său alunecă de-a lungul unei linii elicoidale marcate pe cilindru. Când triunghiul este deplasat pe suprafața laterală a cilindrului E, se obține o proeminență de șurub N și o canelură pentru șurub M, formând un filet exterior de șurub.

Dacă triunghiul abc s-ar deplasa de-a lungul unei linii elicoidale marcate pe suprafața cilindrică interioară (pe pereții găurii), pe această suprafață s-ar forma un filet intern.

Proeminența elicoidală a filetului, rezultată după o rotație completă a figurii care îl formează, se numește rotire.

Profilul firului. Filetele de șuruburi, adoptate în practică, se formează prin deplasarea de-a lungul suprafeței laterale a cilindrului nu numai a unui triunghi, ci și a altor figuri plate (trapeze, pătrate etc.), selectate în funcție de condițiile în care funcționează filetul. În conformitate cu aceasta, principala caracteristică care caracterizează firul este profilul acestuia.

Profilul filetului este secțiunea transversală a turei sale printr-un plan care trece prin axa cilindrului (adică, planul diametral) pe care este format filetul.

Orez. 166. Formarea filetelor

Elemente de profil de filet. Elementele unui profil de filet sunt laturile, unghiul, creasta și valea acestuia.

Unghiul profilului este unghiul dintre laturile bobinei, măsurat în planul central. Acest unghi (Fig. 167, a) este desemnat prin litera α.

Orez. 167. Elemente de profil (a, b) și pas filet (c)

Vârful profilului este linia care leagă laturile sale de-a lungul vârfului virajului (P, Fig. 167, a, b).

Depresiunea profilului este linia care formează fundul canelurii elicoidale (R, Fig. 167, a, b).

Contururile vârfului și văii pot fi tăiate plat (Fig. 167, a) sau rotunjite (Fig. 167, b).

Pasul filetului. Următorul element care caracterizează firul este pasul acestuia.

Pasul filetului este distanța dintre două puncte identice (adică, dreapta sau stânga) a două spire adiacente, măsurate paralel cu axa filetului.

În fig. 167, în astfel de puncte sunt punctele A și A 1, punctele B și B 1, punctele C și C 1 etc. Distanța dintre aceste puncte, măsurată paralel cu linia 00 (adică, axa filetului), este pasul filetului, notat cu litera S.

Aproape toate firele utilizate în inginerie mecanică au pasi măsurați în milimetri. Există, totuși, și fire în care pasul este exprimat prin numărul de spire de filet pe 1 inch din lungimea sa.

Pe lângă șuruburi, viermii cu pas modular sau pas sunt tăiați pe un strung.

Diametrele filetului. Există trei diametre de filet: extern, intern și mijlociu.

Diametrul exterior al filetului (d) este diametrul cilindrului descris lângă suprafața laterală a filetului.

Pentru un șurub, diametrul exterior corespunde diametrului din vârfurile profilului (Fig. 168, a), măsurat perpendicular pe axa filetului, iar pentru o piuliță - de-a lungul văilor profilului (Fig. 168, b) .

Orez. 168. Diametre filet: exterior și interior (a, b) și mijloc (c)

Diametrul interior al filetului (d 1) este diametrul cilindrului înscris în suprafața filetată.

Pentru un șurub, diametrul interior corespunde diametrului de-a lungul văilor profilului (Fig. 168, a), măsurat perpendicular pe axa filetului, iar pentru o piuliță - de-a lungul vârfurilor profilului (Fig. 168, b) .

Diametrul mediu al filetului (d 2) este diametrul cilindrului, coaxial cu filetul, ale cărui generatoare sunt împărțite de laturile profilului în segmente egale.

În fig. 168, acest cilindru, având o axă comună cu filetul, este prezentat în linii punctate. În figură, AB = BC = CD etc. și, prin urmare, d 2 este diametrul mediu.

Unghiul filetului. Când tăiați fire pe un strung, este necesar să luați în considerare unghiul de ridicare a acestuia.

Unghiul de spirală este unghiul format de direcția proeminenței filetate a filetului cu un plan perpendicular pe axa acestuia.

Fire de mana dreapta si stanga. După direcția de viraj, se disting firele dreapta (Fig. 169, b) și stânga (Fig. 169, a).

Orez. 169. Fire stânga (a) și dreapta (b).

Dacă ridicarea filetului unui șurub plasat pe palma mâinii drepte coincide cu direcția degetului mare îndoit, acest filet este dreptaci.

Coincidența ridicării firului cu direcția degetului mare îndoit al mâinii stângi indică faptul că acest fir este stângaci.

Pe un șurub cu filet la dreapta, piulița se înșurubează când se rotește spre dreapta (în sensul acelor de ceasornic), pe un șurub cu filet pe stânga - când se rotește spre stânga (în sens invers acelor de ceasornic).

Conexiunile filetate sunt cel mai comun tip de conexiuni detașabile. Acestea se realizează folosind piese filetate de fixare (șuruburi, șuruburi, știfturi, piulițe etc.)
Avantaje: fiabilitate, ușurință de asamblare/dezasamblare, simplitate a designului, cost redus (datorită standardizării), fabricabilitate, capacitatea de a regla forța de compresie.
Defecte: concentrarea tensiunilor în rigole de filet, cost redus de vibrație.

Pe o dezvoltare a unei suprafețe cilindrice, elica este situată la un anumit unghi ψ , acest unghi se numește unghi de trecere a firului.

Cursa firului, care este distanța dintre punctele cu același nume de pe o spirală. Principala caracteristică a unui profil de filet este unghiul dintre flancurile adiacente în planul secțiunii axiale, numit unghiul profilului filetului. Pentru profile triunghiulare metric, inch, filete trapezoidale.

Există două metode principale de realizare a firelor: tăierea și rularea. Tăierea filetului se realizează cu freze, piepteni, matrițe, robinete, capete filetate și freze.
Laminarea firului se realizează cu ajutorul pieptenilor sau rolelor pe mașinile de rulare a filetului prin deformarea plastică a piesei de prelucrat. Această metodă este foarte productivă și este utilizată în producția de masă pentru fabricarea elementelor de fixare standard.

Principalii parametri geometrici ai filetelor cilindrice sunt:

d– diametrul exterior (diametru nominal filet);
d1- diametrul interior al filetului piuliței;
d2- diametrul mediu al filetului, i.e. diametrul unui cilindru imaginar pe care grosimea bobinei este egală cu lățimea cavității;
p- pasul filetului, de ex. distanța dintre aceleași laturi ale două ture adiacente pe direcția axială;
ph- cursa firului, de ex. distanța dintre părțile similare ale aceleiași ture în direcția axială;
α - unghiul profilului filetului;

42. Moment de frecare în filet și la capătul piuliței (șurub). Calculul filetelor pentru rulment și efort de forfecare. Înălțimea piuliței și adâncimea de înșurubare.

Marea majoritate a conexiunilor filetate sunt pre-strânse. Strângerea se realizează în timpul asamblării pentru a preveni deschiderea sau mișcarea îmbinării pieselor care sunt conectate după aplicarea sarcinii de lucru.

La înșurubarea unei piulițe (sau a unui șurub cu cap), este necesar să se aplice un cuplu de înșurubare T pentru a depăși momentul de rezistență T P în filet și momentul de rezistență T T la capătul piuliței:

T cap = T R + T T, (2,1)

unde T P = F t d 2 / 2 = 0,5 F zat d 2 tg(Ψ + φ 1) ; (2,2)

T T = 0,5 F zat f T d avg, (2,3)

F strângere – forță de strângere axială;

d2 – diametrul mediu al filetului;

Ψ – unghiul de trecere a firului;

φ 1 – redus (ținând cont de influența unghiului profilului α) unghi de frecare în filet: φ 1 = φ / cos(α/2),

φ – unghiul de frecare al materialelor perechii șurub-piuliță;

f T – coeficientul de frecare al materialelor piuliței – perechea piesei;

d av – diametrul mediu al inelului (Fig. 2.2):

d av = 0,5 (D + d h).

Funcționarea îmbinărilor filetate arată că defecțiunea șuruburilor, șuruburilor, știfturilor etc. piesele se produce din cauza rupturii (sau întinderii) tijei lor de-a lungul filetului sau secțiunii de tranziție la cap. Distrugerea sau deteriorarea elementelor filetate are loc mai rar și este tipică pentru piesele care sunt adesea supuse dezasamblarii și asamblarii. Dacă este necesar, efectuați calcule de verificare a rezistenței filetului pe baza tensiunilor de forfecare și de strivire.

Condiția de rezistență la forfecare a firului are forma

τ cp = Q/A cp) ≤[τ cp],

Unde Q– forta axiala; Aср – zona de tăiere a spirelor de filetare; pentru șurub (vezi Fig. 1.9) A av = π d 1 kH g, pentru nucă A av = π DkH Aici N g – înălțimea piuliței; k– coeficient ținând cont de lățimea bazei filetelor: pentru filete metrice pentru un șurub k≈ 0,75, pentru nucă k≈ 0,88; pentru filete trapezoidale și de tracțiune (vezi Fig. 1.11, 1.12) k≈ 0,65; pentru filet dreptunghiular (vezi Fig. 1.13) k= 0,5. Dacă șurubul și piulița sunt fabricate din același material, atunci numai șurubul este verificat pentru forfecare, deoarece d l < D.

Condiția de rezistență a firului a mototoli se pare ca

σ cm = Q/A cm ≤[σ cm ],

Unde A cm - zonă convențională de strivire (proiectarea zonei de contact a filetului șurubului și a piuliței pe un plan perpendicular pe axă): A cm = π d 2 hz, unde (vezi Fig. 1.9) nd 2 – lungimea unei ture de-a lungul diametrului mediu; h–înălțimea de lucru a profilului filetului; z= N G / R - numărul de fire în înălțimea piuliței N G; R– pasul filetului (conform standardului este indicată înălțimea de lucru a profilului filetului N 1).

Înălțimea necesară a piuliței este determinată din starea arborelui șurubului fiind egală ca rezistență la tracțiune sub influența sarcinii axiale și filetul piuliței la încovoiere, forfecare și strivire. S-a stabilit că prima rotire a filetului din punctul de aplicare a forței absoarbe 34% din sarcina totală, a doua - 23%, a treia - 15% și a zecea - doar 0,9%. Astfel, toate spirele filetului piuliței după al zecelea nu preiau practic nicio sarcină.

La fel ca firele unei piulițe, funcționează și filetele mufei în care este înșurubat șurubul sau șurubul. În funcție de materialul din care sunt realizate piesele în care sunt înșurubate știfturile, se modifică și adâncimea de înșurubare a știfturilor. Aici se ia deja în considerare mărimea sarcinii axiale, deoarece cu cât este mai mare, cu atât diametrul știftului este mai mare și, prin urmare, cu atât adâncimea de înșurubare este mai mare.