Зачем нужны крупный и мелкий шаг резьбы?
Введение
При проектировании и выборе резьбовых соединений важным параметром, наряду с диаметром, материалом и классом прочности, является шаг резьбы. Он определяет не только геометрию соединения, но и его эксплуатационные характеристики — прочность, надёжность, герметичность и устойчивость к вибрации. ГОСТ 8724-2002 и ISO 261 устанавливают стандартные значения шагов для метрических резьб: крупный шаг (основной) и мелкие шаги (дополнительные).
Понятие шага резьбы
Шаг резьбы (обозначается латинской буквой P) — это расстояние по линии, параллельной оси резьбы между средними точками ближайших одноименных боковых сторон профиля резьбы, лежащими в одной осевой плоскости по одну сторону от оси резьбы. Он играет критическую роль в совместимости элементов резьбового соединения: например, при несоответствии шага у болта и гайки, соединение невозможно.
ГОСТ 8724-2002 определяет для каждого номинального диаметра метрической резьбы один основной (крупный) шаг и несколько мелких шагов. Так, например, для резьбы М10 крупный шаг — 1,5 мм, а мелкие — 1,25 мм, 1,0 мм и 0,75 мм. Крупный шаг не указывается в обозначении изделия (например, М10), в то время как мелкий обязательно указывается: М10×1,25, М10×1 и т.д.
Размеры и шаг резьбы самонарезающих винтов с резьбой ST регламентирует ГОСТ ISO 1478-2015.
С фактическими значениями шага резьбы, для различных диаметров, вы можете ознакомиться в соответствующей статье:
«Шаг резьбы. Таблицы со значениями.»
Назначение крупного и мелкого шага
Крупный шаг применяется в большинстве резьбовых соединений и обеспечивает:
- Упрощённое и быстрое нарезание резьбы, особенно в условиях массового производства;
- Высокую скорость сборки/разборки, благодаря большему шагу хода;
- Стандартизацию и взаимозаменяемость согласно ГОСТ и ISO;
- Хорошее распределение нагрузки при динамических воздействиях.
Этот вариант, как правило, используется для крепежа общего назначения — болтов, гаек, шпилек, самонарезающих винтов стандартной конфигурации.
Мелкий шаг резьбы применяется в случаях, когда необходимы специфические рабочие свойства соединения:
Повышенная надёжность соединения.
Мелкий шаг увеличивает число витков на единицу длины, что даёт:
- Более равномерное распределение нагрузки;
- Снижение вероятности самоотвинчивания при вибрации;
- Повышенную герметичность — особенно в резьбах для гидравлики и пневматики.
Работа в условиях ограниченного пространства.
Для крепежных соединений малой длины или с тонкостенными элементами, где невозможно реализовать достаточную длину зацепления, мелкий шаг позволяет увеличить прочность соединения при короткой длине винта или болта.
Высокая точность позиционирования
Благодаря меньшему перемещению за один оборот, мелкий шаг обеспечивает более точную настройку соединений, например, в приборах и резьбовых шпинделях.
«Уменьшение шага резьбы при неизменных наружном диаметре и высоте гайки снижает прочность соединения, так как для мелкой резьбы труднее в пределах одного класса точности обеспечить перекрытие витков, одинаковое с крупной резьбой. Между тем, в авиа- и автостроении применение резьбы с мелким шагом целесообразно, так как при больших отношениях диаметра резьбы к шагу площадь стержня болта увеличивается и, как следствие, возрастает его прочность.»
[Биргер, И. А. Резьбовые и фланцевые соединения [Текст] / И. А. Биргер, Г. Б. Иосилевич. - М.: Машиностроение, 1990. - 368 с.: ил.; 22 см. - Библиогр.: с. 361.]
Резьба с мелким шагом предпочтительна к применению для тонкостенных деталей, при короткой длине свинчивания, равной высоте гайки, при работе в условиях вибрационных нагрузок.
[Кайнова, В. Н. Нормирование точности изделий машиностроения [Текст]: учеб. пособие для студентов машиностроит. специальностей / В.Н.Кайнова, Г.И.Лебедев, С.Ф.Магницкая и др.; под ред. В.Н.Кайновой. - Н. Новгород: НГТУ, 2001. - 143 с.: ил.].
Сравнительные характеристики
По умолчанию компания BEST-Крепёж поставляет крепёжные изделия с метрической резьбой из коррозионно-стойких сталей с крупным шагом по ГОСТ 8724-2002.
