Charakterystyka połączeń gwintowych.

Połączenia gwintowe są połączeniami kształtowymi rozłącznymi najczęściej stosowanymi w budowie maszyn. Zasadniczym elementem połączenia gwintowego jest łącznik składający się zazwyczaj ze śruby (z gwintem zewnętrznym) i nakrętki (z gwintem wewnętrznym). Skręcenie ze sobą obu gwintów łącznika tworzy połączenie gwintowe.

Połączenia gwintowe dzielą się na pośrednie i bezpośrednie. W połączeniach pośrednich części maszyn łączy się za pomocą łącznika rolę nakrętki może również odgrywać gwintowany otwór w jednej z łączonych części.

Połączenie pośrednie

Połączenie bezpośrednie

Schemat połączenia śrubowego.

Połączenia gwintowe stanowią połączenia spoczynkowe, wykorzystywane do łączenia części, do regulacji ich położenia. Gwinty są stosowane również w mechanizmach śrubowych, określanych także, jako połączenia gwintowe ruchowe. Mechanizmy śrubowe służą do zmiany ruchu obrotowego na postępowo-zwrotny, są stosowane do celów napędowych m.in. do przesuwu stołu lub suportu w obrabiarkach, tworzą zespół roboczy w podnośnikach lub prasach śrubowych.

Budowa i podstawowe parametry gwintów.

Linia śrubowa

Podstawowym pojęciem związanym z powstawaniem gwintu jest linia śrubowa. Linia śrubowa jest krzywą przestrzenną, opisanna pobocznicy walca przez punkt poruszający się ruchem jednostajnym wdłuż osi walca (osi lini śrubowej)-przy stałej prędości obrotowej walca. Powstawanie lini śrubowej można sobie łatwo wyobrazic jako nawijanie na walec lini prostej –stanowiącej przeciw prostokątną trójkąta. Rozróżnia się linię śrubową PRAWĄ i LEWĄ .

Gwint powstaje poprzez wycięcie bruzd (rowkółw) o określonym kształcie wdłuż lini śrubowej. Powstałe występy oraz bruzdy, obserwowane w płaszyżnie przechodzącej przez oś gwintu, tworzą zarys gwintu. Zarys gwintu tworzy więc linia konturowaprzekroju osiowego gwintu. W zależności od zarysu gintu rozróżnia się gwinty trójkątne, trapezowe symetryczne i niesymwtryczne, prostokątne i okrągłe.

Parametry gwintu

Wymiary nominalne gwintu śruby i nakrętki, podane w normach PN są oparte na zarysie nominalnym, wspólnym dla gwintu zewnętrznego śruby i wewnętrznego nakrętki. Wymiary rzeczywiste gwintów różnią się od wymiarów nominalnych m.in. o wartość promieni, zmniejszających szerokość powierzchni roboczej gwintu oraz różnice wynikające z tolerancji gwintu i niedokładności obróbki.

Parametry Gwintu

d - średnica gwintu śruby (średnica trzpienia, na którym nacięto gwint);

D - średnica dna wrębów nakrętki ;

d₁ - średnica rdzenia śruby;

D₁ - średnica otworu nakrętki;

d₂ średnica podziałowa śruby;

D₂ - średnica podziałowa nakrętki – D₂= d₂;

P - podziałka gwintu, odpowiadająca podziałce linii śrubowej (w gwintach jednokrotnych P = P_h);

P_h - skok gwintu w gwintach wielokrotnych (P_h = n· P, gdzie n - krotność gwintu);

α - kąt gwintu, mierzony między bokami zarysu;

γ- wznios gwintu równy wzniosowi linii śrubowej;

Rodzaje gwintów i ich zastosowanie

Do gwintów powszechnie stosowanych należą gwinty trójkątne : metryczne i rurowe walcowe oraz trapezowe symetryczne i niesymetryczne. Ponadto gwinty dzielą się na

- zwykłe, drobne (drobnozwojne) i grube (grubozwojne)

- jedno krotne (pojedyncze) i wielokrotne (dwukrotne, trzykrotne, itd.)

- prawe i lewe

Gwint metryczny. Podstawowym gwintem o zarysie trójkątnym jest gwint metryczny (M d). Gwint metryczny stosowany jest głównie w połączeniach spoczynkowych. Do jego zalet zalicza się dużą wytrzymałość ze względu na duży kąt gwintu (α=60°) samohamowność, małą wrażliwość na niedokładność wykonania.

Gwint trapezowy. Dzieli się na symetryczne ( Tr dxP) oraz niesymetryczne ( S dxP). Gwinty trapezowe są stosowane głównie w połączeniach ruchowych (mechanizmach śrubowych) charakteryzują się wysoką wytrzymałością oraz dość wysoką sprawnością. Gwinty symetryczne stosuję się przy przenoszeniu dużych obciążeń w obu kierunkach, niesymetryczne przenoszą obciążenia w jednym kierunku.

Gwint rurowy walcowy (G d) gdzie (d) oznacza średnicę otworu rury wyrażoną w calach na której nacięto gwint zewnętrzny. Gwint rurowy jest gwintem trójkątnym stosowanym głównie do łączenia przewodów rurowych. Jest to gwint calowy drobnozwojny kąt gwintu α= 55°.

Gwint okrągły ( Rd d) ze względu na zaokrąglony zarys, gwint okrągły charakteryzuje się dużą wytrzymałością zmęczeniową, zwłaszcza przy obciążeniach udarowych. Jest on stosowany w połączeniach spoczynkowych często rozłączanych m.in. w złączach wagonowych, hakach dźwigów, przewodach pożarniczych.

Materiały źródłowe

Części Maszyn Andrzej Rutrowski