Різьбове з’єднання — рознімне нерухоме з’єднання деталей за допомогою різьби, у якому одна з деталей має зовнішню різьбу, а інша — внутрішню. Вони є найпоширенішими завдяки простоті та надійності, зручному регулюванню затягування, можливості розбирати й повторно складати без заміни деталей.

Різьбові з’єднання складають за допомогою кріпильних деталей, які поділяють на основні й допоміжні. Основними кріпильними деталями є болти, гвинти іі шпильки, а допоміжними — гайки, контргайки, шайби, шплінти, установлювальні штифти тощо. У кріпильних і з’єднуваних деталях використовують метричні, дюймові й трубні типи різьб. Різьби також можуть бути праві і ліві, одно- й багатозахідні. Основні види різьб наведено в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1

Основні види різьб

Надійність різьбового нерухомого з’єднання залежить від сили тертя, що діє в елементах з’єднання. Найбільшою є сила тертя за трикутної різьби, яку широко застосовують у різьбових з’єднаннях. Усі види різьбових з’єднань поділяють на нормальні (відносну нерухомість деталей забезпечують кріпильні деталі) та спеціальні (кріпильними є самі з’єднувані деталі).

Щоб забезпечити взаємозамінність різьбових з’єднань, різьби виготовляють із розмірами, обмеженими допусками й указаними в стандартах.

Основними різьбовими з’єднаннями є болтові, гвинтові та шпилькові (рис. 2.1).

Як кріпильні деталі використовують болти, гвинти, шпильки, гайки, шайби тощо.

Болт — стрижень із різьбою для гайки на одному кінці й головкою на іншому.

Гвинт — стрижень із головкою на одному кінці й різьбою на іншому, яким він укручується в з’єднувані деталі.

Шпилька — стрижень із різьбою на двох кінцях: один кінець закручують у з’єднувану деталь, а на інший накручують гайки.

Гайка — деталь із різьбовим отвором і конструктивним елементом для передавання крутного моменту.

Шайба — підкладка, призначена для збільшення площі опорної поверхні або стопоріння різьбового з’єднання; її розміщують під гайку, головку болта або гвинта.

Для запобігання саморозгвинчуванню гайок і гвинтів застосовують гайкові замки та шплінти.

Головки болтів і гвинтів бувають різної форми: шестигранні, квадратні, циліндричні, напівкруглі, потайні, із заглибленням під ключ або викрутку (рис. 2.2). Є також інші конструкції головок.

Головки болтів, як правило, захоплюють зовні гайковим ключем, головки гвинтів — спеціальним торцевим ключем або викруткою.

Головки гвинтів із зовнішнім захопленням забезпечують найбільшу силу затягування, але водночас потрібно більше місця для захоплення ключем. Найчастіше використовують шестигранну головку (рис. 2.2, а), для якої потрібний поворот гайкового ключа на У₆ оберту до перехоплення за наступні грані. Для зменшеної шестигранної головки (рис. 2.2, а, праворуч) потрібно менше місця для захоплення ключем. Це дає змогу зменшити масу конструкції. В умовах частого закручування і відкручування та за наявності вільного простору для повороту ключа застосовують квадратні головки (рис. 2.2, б), які за таких самих розмірів мають ширші грані.

Головки гвинтів із торцевим захопленням можна розміщувати в заглибинах, що покращує зовнішній вигляд виробу, зменшує його габарити та створює зручності обслуговування. Залежно від форми інструмента, який застосовують, такі головки виготовляють із внутрішнім шестигранником (рис. 2.2, д), шліцом під викрутку з плоским жалом (рис. 2.2, в) або із хрестоподібним шліцом під викрутку з фігурним жалом (рис. 2.2, е). Головки гвинтів для закручування викруткою можуть бути циліндричними, напівкруглими, потайними або напівпотайними. Головки із хрестоподібним шліцом більш досконалі, тому що такий шліц краще чинить опір зминанню.

Шліцом називають проріз під викрутку в головці кріпильного елемента. Різновиди шліців головок гвинтів показано на рис. 23.

Головки, що перешкоджають прокручуванню, поділяють на головки спеціальної форми, які закладають у гнізда, або головки з двома паралельними робочими гранями, які закладають у пази, і круглі головки з вусиками, які спричиняють зминання деталі.

Кінці болтів, гвинтів і шпильок роблять плоскими (рис. 2.4, а), з конічною фаскою (рис. 2.4, б) або сферичними (рис. 2.4, в).

Залежно від форми стрижня болти й гвинти бувають із нормальним стрижнем (рис. 2.5, а), з підголовником (рис. 2.5, б), з точно обробленим потовщеним стрижнем для встановлення без зазору в отвір (рис. 2.5, в), зі стрижнем зменшеного діаметра ненарізаної частини для підвищення пружності й витривалості за динамічних навантажень (рис. 2.5, г).

Залежно від точності виготовлення розрізняють болти й гвинти нормальної та підвищеної точності.

За призначенням болти й гвинти бувають загального призначення, установлювальні та спеціальні.

Болти загального призначення із шестигранною головкою застосовують найчастіше, їх виготовляють підвищеної, нормальної та звичайної точності, з нормальною або зменшеною головкою, з великим або дрібним кроком.

Установлювальні гвинти (рис. 2.6) застосовують для фіксації розміщення деталей та запобігання їхньому зсуву. Наприклад, під час з’єднання двох ватів за допомогою втулки й шпонок осьову фіксацію втулки щодо вата здійснюють із використанням установлюватьннх гвинтів. Гвинти з плоским торцем (рис. 2.6, а) застосовують за малої товщини детатей, із конічним (рис. 2.6, б) і ступінчастими (рис. 2.6, в, г) — для деталей, які попередньо засвердлюють. Регулюватьні ніжки виготовляють невеликої довжини з різьбою по всій довжині. Гвинти із засвердленнм торцем (рис. 2.6, г) використовують разом із кулькою.

До спеціальних болтів належать фундаментні, болти конусні для отворів з-під розгортки, вантажні гвинти (рим-болти) і багато інших (рис. 2.7, с. 10).

Болти зі зривними головками (рис. 2.8, с. 10) використовують для уникнення демонтажу з’єднання. Вони дуже подібні до звичайного болта із шестигранною головкою, але мають ще одну конічну головку, відокремлену від шестигранної вузькою перемичкою. Такий болт укручують в отвір доти, поки зусилля повороту ключа не відламує (зриває) в прямому сенсі шестигранну

головку від болта. На поверхні залишається тільки конічна гладка головка, яку вже не можна підчепити ніяким ключем, а отже, викрутити болт назад неможливо.

Рис. 2.7. Види спеціальних болтів:

а — із циліндричною головкою та пазом під викрутку; б — з напівсферичною головкою та шестигранником; в — із зменшеною квадратною головкою; г — з головкою з розвантажувальним виступом і зменшеним шестигранником; г — із шестигранною головкою та зубцями на торці для стопоріння; д — з розвантажувальним вирізом на торці стрижня; е — порожнистий; є, ж — із внутрішнім шестигранником; з — з напівсферичною головкою та внутрішнім шестигранником; и — із внутрішніми шліцами; і — із зовнішніми і внутрішніми шліцами; і — з Г-подібною головкою; й — з Т-подібною головкою; к — з Т-подібною головкою та упорними шліцами; л,м — із сферичним вушком;н — вантажний (рим-болт); о — фундаментний; п — конусний

Гвинти для деревини мають різьбу трикутного профілю з кутом 60° і збільшеним кроком. Гвинти з потайною, напівпотайною і напівкруглою головками називають шурупами, а з квадратною та шестигранною головками — глухарями.

Гайки загального призначення (рис. 2.9) бувають: шестигранні нормальні й підвищеної точності, шестигранні корончасті та прорізні, круглі, квадратні, ковпачкові, рим-гайки, гайки-баранці (відкриті і закриті) тощо. За висотою розрізняють гайки низькі, нормальні, високі й особливо високі.

Шайби (рис. 2.10) бувають: плоскі (чисті виготовляють на токарних верстатах, чорні — штампують із листової сталі); пружинні (виготовляють із сталевого дроту марки 65Г), їх називають гровери (назва шайби походить від прізвища винахідника Дж. Гровера); спеціальні.

Рис. 2.9. Гайки загального призначення: а — корончаста; б — прорізна; в — кругла; г — квадратна; г — із фланцем; д — ковпачкова; е — Т-подібна; е — відривна (антивандальна); ж — меблева забивна; з — кругла з накатуванням; и — рим-гайка; і — гайка-баранець; ї — низька; й — нормальна; к — висока; л — особливо висока

Рис. 2.10. Види шайб:

а — пружинна (гровер); б — плоска; в — стопорна у формі диска; г — стопорна з внутрішніми зубцями; ґ — стопорна із зовнішніми зубцями; д — запобіжна; е — конічна

Це матеріал з підручника "Види з’єднань" Гуменюк, Паржницький 2021