Profil závitu: klasifikace

Termínem „závit“ se obvykle označují šroubovité výstupky a vybrání konstantního průřezu, které jsou rovnoměrně rozmístěny na válcové nebo kuželové ploše se stejným stoupáním po celé délce. Obrysy v rovině osového řezu se nazývají profil závitu.

Díky své spirálové konfiguraci jsou šrouby multifunkčními zařízeními s unikátní sadou funkcí. Geometrie jim umožňuje pevně spojovat konstrukční prvky a mechanismy k sobě, přenášet sílu, převádět rotaci na vratný pohyb, pohybovat dopravními dopravníky atd. Zejména každý zná slavný Archimédův šroub, který se používal ke zvedání vody z pod nimi ležících nádrží do polní zavlažovací systém.

Je těžké si představit drtivou většinu moderních mechanismů bez závitových spojů. Pomocí závitů, které jsou hlavním spojovacím prvkem, jsou obě části jednotek přímo upevněny a moment síly je přenášen z jedné jednotky na druhou.

Lidé začali řezbářství hojně využívat ve středověku, kdy se stalo prvkem šperků, chirurgických nástrojů, stavebních zvedacích zařízení, zbraní a mnoha dalších předmětů. Aby bylo možné označit vnější závit na válcovém obrobku, bylo kolem něj navinuto lano potažené barvicí směsí. Dále byla na základě výsledného tisku vybrána drážka pro šroub, čímž se získal primitivní řez.

Před použitím matic se používaly pouzdra, na které byl radiálně umístěn požadovaný počet čepů. Později byly vynalezeny čtyř nebo tříbřité závitníky, kterými bylo možné nahrubo řezat vnitřní závity. Dále byla pomocí ručního nářadí zadána požadovaná konfigurace. Je jasné, že o standardizaci parametrů a zaměnitelnosti prvků tehdy nebylo třeba hovořit.

Klasifikace typů závitů

V současné době byly vyvinuty přísné normy pro všechny hlavní typy a odrůdy carvingu. Klasifikace je založena na následujících vlastnostech:

• tvar průřezu – profil může být trojúhelníkový, obdélníkový, lichoběžníkový, kulatý atd.;
• konfigurace povrchu – závit může být válcový nebo kuželový;
• umístění závitu na dílu – vnější (šrouby) a vnitřní (matice);
• druh operace – upevňovací závit (metrický, palcový, trubkový) a průběžný závit (lichoběžníkový, trvalý, s obdélníkovým profilem);
• směr závitu – rozlišujte pravý (nejběžnější) a levý;
• počet startů – závit může být jednochodý (vznikne pohybem jednoho profilu) a vícerozběhový (vytvořený pohybem více stejných profilů).

Existuje řada prvků profilu závitu, které jsou přítomny ve všech typech a odrůdách.

Profily závitů a parametry

Profil závitu je charakterizován následujícími parametry:

1. Metrický závit – profil má tvar rovnostranného trojúhelníku s tupými výstupky a prohlubněmi. Vrcholový úhel je 60°. Používá se pro spojovací prvky (svorníky, šrouby, šrouby, matice atd.).
2. Trubkový závit – profil má tvar rovnoramenného trojúhelníku. Vrcholový úhel je 55°. Používá se pro válcové nebo kuželové spoje potrubí. Je zde mezera pro standardní toleranční těsnění. Používá se ke spojení různých prvků potrubí.
3. Kuželový palcový závit – profil má tvar rovnoramenného trojúhelníku. Vrcholový úhel je 55°. Pro měření průměrů se používají palce. Pro průmyslové aplikace se nejčastěji provádí v přírůstcích 3 až 28 závitů/palec o průměru 3/16 – 4 palce.
4. Kulatý závit – profil má tvar půlkruhu se sklonem 60° na každou stranu. Tvar poskytuje vysokou odolnost proti opotřebení, což umožňuje použití v konstrukcích a mechanismech vystavených konstantnímu, stejně proměnlivému dynamickému zatížení (tvarovky potrubí).
5. Lichoběžníkový závit – profil je rovnoramenný lichoběžník s úhly sklonu stran 30°. Používá se v komponentech mechanismů, které přenášejí pohyb (vodící šrouby kovoobráběcích zařízení, zdvihací zařízení atd.).
6. Přítlačný závit – profil je lichoběžník s bočními úhly 3° (pracovní) a 30° – nepracovní. Používá se v mechanismech, jejichž provoz je spojen s velkým jednosměrným zatížením (hydraulické a mechanické lisy).
7. Obdélníkový závit – nestandardní profil. Technologické potíže při vytváření závitových spojů a vysoká tendence k opotřebení s vytvářením velkých mezer mezi závity činí použití takových závitů nepraktickým. V minulosti se však tato řezná geometrie často používala u šroubových mechanismů. V dnešní době se častěji používají trapézové závity, kde lze mezery snadno eliminovat pomocí dělených matic.

Obdélníkové profily závitů lze nalézt u moderních průmyslových spojovacích prvků, prvků seřizovacích nástrojů a dalších spojů, které vyžadují minimalizaci pravděpodobnosti samovolného vyšroubování.

Následující díly jsou opatřeny závitem:

• Šrouby – jsou válcové kovové tyče, na jejichž jednom konci je hlavice pro kroucení. Průměr tyče závisí na velikosti otvorů a délka se liší v závislosti na tloušťce připevňovaných dílů. Nejčastěji jsou tyto upevňovací prvky vybaveny šestihrannými hlavami, ale existují i ​​​​jiné možnosti. Hojně se používají zejména výrobky s půlkruhovou nebo zápustnou hlavou.
• Hairpin – válcová kovová tyč se závity po celé délce nebo na koncích. Tyto spojovací prvky se používají při spojování různých konstrukčních prvků nebo mechanismů. Označení takového kování obsahuje informace o průměru, stoupání závitu, délce a pevnostní třídě. Svorníky se používají ke spojování zvláště silných dílů nebo v případech, kdy montáž na šrouby z toho či onoho důvodu není možná.
• Šrouby – válcové závitové tyče, jejichž jeden konec je opatřen hlavou. Na rozdíl od šroubů mají obvykle kulatý tvar a mají drážky pro šroubovák nebo vybrání pro imbusový klíč. Tyto prvky se používají k upevnění dílů při montáži nebo opravě různých mechanismů, nábytku apod. Šrouby lze nastavovat, připevňovat a nastavovat. Takové kování má válcovou nebo polozapuštěnou hlavu (GOST 1491 a 17474 z roku 1980). Vodící nebo zátěžové šrouby mají čtyřhranný profil závitu, dle státních norem.
• Ořechy – našroubováno na konce šroubů a svorníků, proto je vybaveno otvory s vnitřními závity. Tyto spojovací prvky jsou klasifikovány podle výšky – mohou být nízké, střední, vysoké a zvláště vysoké.
• Podložky – výrobky ve formě lisovaných kroužků, které jsou umístěny pod maticí nebo hlavou spojovacího prvku. Některé typy zařízení jsou k dispozici se zkosením. Tloušťka, průměr, materiál a typ ochranného povlaku jsou regulovány GOST 11371 z roku 1978.

Parametry geometrického závitu

Rozměry profilu hlavního závitu a jejich označení:

• d – to označuje jmenovitý průměr závitu, který se shoduje s vnějším průměrem spojovacího prvku, uvedený v milimetrech (pro metrické řezání), například v označení M10 písmeno M znamená metrický závit a 10 je jmenovitý průměr v mm;
• d1 – označení vnitřního průměru matic (odpovídá průměru běžného válcového tělesa, které je v kontaktu s vnější stranou vrcholů závitových výstupků), jmenovitá hodnota je stejná pro matice i zašroubované prvky;
• d2 – označení středního průměru závitu;
• d3 – jedná se o označení vnitřního průměru závitu šroubu nebo průměru běžného válcového tělesa, jehož okraje se dotýkají dna vybrání mezi výstupky závitu;
• p – takto je zvykem označovat stoupání závitu, které se rovná vzdálenosti mezi dvěma stejnojmennými body na hřebenech;
• ph – označení zdvihu závitu, rovnající se vzdálenosti mezi dvěma stejnojmennými body na hřebenech jednoho závitového běhu;
• α – používá se k označení úhlu profilu závitu nebo úhlu mezi sousedními boky hřebenů;
• Ψ je označení přijaté pro úhel stoupání závitu (vzestup spirály podél středního průměru).

Osa závitu se obvykle nazývá přímka, vůči níž je vytvořena její spirálová plocha.

Boční strany profilu – tento název se používá pro přímé úseky profilu patřící ke šroubovým plochám.

Vrcholy profilu jsou oblasti spojující strany výstupků.

Profilové prohlubně jsou oblasti spojující strany drážek.

Písmena β a γ obvykle označují úhel sklonu každé strany profilu ke kolmici k ose závitu. Při symetrickém profilu se rovnají 0,5 úhlu řezu – α/2.

Pracovní výška profilu, označená písmenem H, se obvykle nazývá délka průmětu oblasti vzájemného překrytí profilů vnějšího a vnitřního závitu na přímku kolmou k ose závitu.

Výběh závitu označuje oblasti, kde se profil stává neúplným během přechodu ze závitu na hladký povrch tyče.

Délka závitu se obvykle nazývá délka segmentu, na kterém je závit řezán (zahrnuje délku chodu a zkosení).

Délka závitu s plným profilem je délka segmentu, na kterém je závit řezán bez zohlednění jeho házivosti.

Délka sešroubování se obvykle nazývá délka segmentu podél osy závitu, ve kterém se povrchy šroubů vnějšího a vnitřního závitu dotýkají.

Existuje řada vzorců, které popisují vztah mezi geometrickými parametry závitu:

z – počet zahájení vlákna.

Pro úhel stoupání závitu získáme:

tgφ = phπ∙d2 = p∙zπ∙d2.

Jak vyplývá z tohoto vzorce, zvýšení počtu startů vede ke zvětšení úhlu šroubovice závitu.

Odhadovaná pracovní výška profilu závitu:

Vnitřní průměr závitu matice:

d1 = d -10316 × pd – 1,08 p.

Pro normální metrické závity s průměry v rozsahu 2 ≤ d ≤ 68 mm bude výpočet tohoto parametru pomocí empirického vzorce poměrně přesný:

Závit může mít jemné nebo základní stoupání. Výhodou první možnosti je, že řezání je spojeno s menším snížením plochy průřezu tyče. Tento typ řezání je navíc odolnější proti samovolnému vyšroubování.

Závity s jemným stoupáním se používají pro výrobky o průměru větším než 20 mm.

Podívejme se, jak je stoupání závitu indikováno na příkladu:

M12x2 – hlavní; M22x1,5 – malý.

Zde M je metrický závit; 12 a 22 – jmenovitý (vnější) průměr závitu v mm; 2 a 1,5 – stoupání závitu v mm.

doporučené články

• Kategorie svařování v Rusku
• Venkovní reklamní stavby: typy, požadavky, materiály, fáze výroby
• Které svařování je lepší – plynové nebo elektrické: výhody a nevýhody

Existují různé možnosti pro určení typu řezání. Zkušenému specialistovi je rozdíl mezi metrickým a palcovým závitovým profilem zřejmý. Pro lepší kontrolu je nutné použít posuvné měřítko nebo speciální kovovou šablonu. Hodnoty získané během měření by měly být porovnány s příslušnou referenční tabulkou.

Vedoucí obchodního oddělení

Nejnovější články tohoto autora:

• Six Sigma a Lean Manufacturing: Lean Six Sigma jako způsob, jak zlepšit efektivitu podnikání
• Eloxování kovů: metody, vlastnosti, výhody
• Žíhání oceli: druhy, technologie, možné vady
• Výrobky z kovové sítě: všestrannost použití