PREDAVANJE 3
NAVOJNE VEZE
Navojne veze- Ovo je najčešći tip odvojivih priključaka. Izvode se vijcima, vijcima, zavrtnjima, maticama itd.
Glavni element veze je navoj formiran rezanjem ili valjanjem na dijelove duž spiralne linije (sl. 5.1.1, 5.1.2).
Crtanje. 5.1.1 - Linija spiralnog navoja
Ugao navoja
Niti su klasifikovani prema oblik površine, na kojoj se formira nit: cilindrični i konusni.
Ovisno o obliku profila, razlikuju se sljedeće vrste:
trouglasti (slika 5.1.3, A);
uporan (slika 5.1.3, b);
trapezoidni (sl. 5.1.3, V);
pravougaona (sl.5.1.3, G);
okruglo (slika 5.1.3, d).
Kada se spiralna linija diže s lijeva na desno, konac je desno, dok je s lijeve strane s desna na lijevo.
Niti se dijele na višestruke i jednopočetne(Slika 5.1.4).
Po namjeni se razlikuju:
pričvršćivanje:
pričvršćivanje i brtvljenje;
šasija (za pretvaranje pokreta). 
Slika 5.1.2– Formiranje niti
Navoji za pričvršćivanje i zaptivanje koriste se za spajanje delova koji zahtevaju nepropusnost (slika 5.1.6).
Navoji za pričvršćivanje su često jednostruki. Navoji za pretvaranje kretanja (rotacijsko u translacijsko i obrnuto) koriste se u vijčanim mehanizmima (u olovnim i teretnim vijcima). Imaju trapezni profil, rjeđe - pravokutni.
Slika 5.1.3- Oblici profila navoja:
A- trouglasti; b- uporan; V- trapezni; G- pravougaona; d- okruglo
Prednosti navojne veze:
jednostavnost dizajna, proizvodnost;
jednostavnost montaže i demontaže;
visoka nosivost;
male dimenzije priključaka;
standardizacija proizvoda. 
Slika 5.1.4- Vrste niti
a - trosmjerni; b - jednoprolazni
Nedostatak: prisutnost niti stvara koncentraciju naprezanja na površini dijelova, što smanjuje njihovu čvrstoću pod promjenjivim naprezanjima.
Geometrijski parametri navoja
Glavni parametri cilindričnih navoja su:
d- nazivni prečnik (opterećeni prečnik navoja vijka);
d l - unutrašnji prečnik navoja matice;
d 3 - unutrašnji prečnik navoja vijka;
d 2 - prosječni prečnik navoja pri kojem se poklapaju širine profila vijka i matice;
R- korak navoja, odnosno razmak između istih strana susjednih profila;
R h- hod navoja, tj. razmak između sličnih strana istog navoja u aksijalnom smjeru (slika 5.1.4, a, b).
Za jedan navoj str h = str.
Za višepočetne niti str h = z∙r, Gdje z- broj posjeta.
Hod je jednak putanji kretanja vijka duž njegove ose pri okretanju jednog okreta u stacionarnoj matici;
α - ugao profila navoja; najčešći je metrički navoj, za koji je α = 60°.
y je ugao nagiba bočne strane profila (slika 5.1.5);
y - ugao navoja navoja (slika 5.1.1);
Osnovne vrste niti.Metrički navoj - proizvedeno po standardu sa velikim i malim koracima (tabela 1.12). Ugao nagiba sa strane profila omogućava samokočenje i osigurava percepciju velikih aksijalnih sila (slika 5.1.5). Fini navoji se koriste u spojevima koji rade pod promjenjivim opterećenjima.
Slika 5.1.5– Metrički navoj
Inch thread ima profil jednakokračnog trougla sa uglom pri vrhu α = 55°. Broj okreta je podešen po inču (1 inč = 25,4 mm). U Ruskoj Federaciji se koristi za popravku uvezene opreme.
Cijevni navoj ima profil jednakokrakog trougla sa zaobljenim izbočinama i udubljenjima (slika 5.1.6).
Slika 5.1.6– Navoj cijevi
Trapezni navoj - glavna matica za vijak u mjenjaču. Profil je jednakokraki trapez, ugao profila α = 30°, ugao bočnog nagiba = 15° (slika 5.1.7). Odlikuje se produktivnošću, malim gubicima trenja i efikasnošću većom od trokutastih navoja. Koristi se za hod unazad pod opterećenjem (dizalice, preše, zavrtnji za alatne mašine).
Thrust thread(Slika 5.1.8). Profil - nejednak trapez sa = 3°. Koriste se u prijenosima s navrtkom pod velikim jednostranim opterećenjima (vijci dizalice, preše).
Slika 5.1.7– Trapezni navoj Slika 5.1.8– Potisni navoj
Pravokutni navoj (Slika 5.1.9). Profil navoja - kvadrat, = 0°. Ima najveću efikasnost među nitima, ali je težak za proizvodnju. Poteškoća je uzrokovana činjenicom da se ovaj navoj ne može glodati i brusiti, budući da je ugao profila α = 0°. Nije standardizovan. Primjena je ograničena (lako opterećeni prijenosnici s navrtkom).
Rice. 5.1.9. Pravokutni navoj
Tabela 1.12 - Glavne dimenzije metričkih navoja, mm (prema GOST 9150-81. GOST 8724-81
d, D- vanjski prečnici vanjskog navoja (vijka) i unutrašnjeg navoja (matice), respektivno;
d 2 ,D 2 - prosječni prečnici vijka i matice;
d 1 ,D 1 - unutrašnji prečnici vijka i matice;
d 3 - unutrašnji prečnik vijka duž dna šupljine;
R- korak navoja;
N- visina originalnog trougla.
Nazivne vrijednosti prečnika navoja moraju odgovarati onima navedenim na crtežu i tabeli.
|
Korak navoja str |
Prečnik navoja |
|||
|
vanjski |
enterijer |
unutrašnje duž dna depresije |
||
|
Sa velikim korakom |
||||
|
Nastavak tabele. 1.12 |
||||
|
Prečnik navoja |
||||
|
Korak navoja str |
vanjski |
enterijer |
unutrašnje duž dna depresije |
|
Konstrukcijski oblici navojnih spojeva. Najčešći dijelovi s navojem su pričvrsni vijci, svornjaci, vijci i matice.
Vijčani spoj (sl. 5.1.10, A) koriste se za dijelove relativno male debljine, kao i za ponovljeni razvoj i montažu spojeva. Ako su dijelovi koji se spajaju debeli, poželjni su zavrtnji (slika 5.1.10, V).
Slika 5.1.10. Vrste navojnih spojeva: Slika 5.1.11. Oblici glave vijaka:
A- vijčani spoj; b- priključak vin- A- heksagonalni; b, e - polukružni; volumen; V- pin veza e, f- cilindrične; g, d- Do
Vijci i montažni vijci razlikuju se po obliku glave, obliku šipke, kao i po stepenu točnosti izrade (slika 5.1.11).
Češće se koriste vijci i vijci sa šesterokutnom glavom, jer vam omogućavaju primjenu većeg momenta zavrtnja i postizanje veće sile zatezanja za dijelove.
Matice se razlikuju u zavisnosti od oblika, visine i preciznosti izrade (sl. 1.46, 1.47).
Ispod matica se postavljaju podloške, čime se povećava potporna površina i štite dijelovi od habanja. Za zaštitu navojnih dijelova od samoodvrtanja koriste se opružne podloške, zaporne podloške itd.
Crtanje. 5.1.12 - Vrste matica: Slika 5.1.13 - Šestougaone matice:
A- okrugli orah, b- krilna matica A- normalna visina; b- visoka; V -
uski; G- krunisana
Efikasnost vijčanog para. Pri promjenjivim opterećenjima uvjet samokočenja se ne poštuje, pa se koriste različite metode zaustavljanja.
Efikasnost para vijaka definira se kao omjer korisnog rada W P na zavrtanj na potrošen W Z po okretaju zavrtnja ili matice.
gdje je ugao navoja navoja; je ugao smanjenog trenja,
f " - smanjeni koeficijent trenja (slika 5.1.1).
Vrijednost efikasnosti ima smisla za prijenos s navrtkom. Za povećanje efikasnosti koriste se navoji sa više startnih navoja sa uglom do 40°, kao i antifrikcioni materijali (bronza itd.), a uvode se i maziva.
Klase čvrstoće i materijali proizvoda s navojem.Čelični vijci, klinovi i vijci dolaze u 12 klasa čvrstoće, koje su označene sa dva broja odvojena tačkom: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6, 6.8, itd. Prvi broj, pomnožen sa 100, označava minimum vrijednost zatezne čvrstoće u N/mm 2 (MPa); proizvod brojeva pomnožen sa 10 određuje granicu tečenja u N/mm 2.
Klasa čvrstoće dijelova odabire se ovisno o stupnju opterećenja. Za mala opterećenja prihvatiti 5.6; 6,6 - za srednje opterećenje; 12,9 - za veliko opterećenje.
|
Tabela 1.13 - Klase čvrstoće i mehaničke karakteristike vijaka i matica (izbor) |
||||
|
Klasa snage |
Vlačna čvrstoća Stv, N/mm 2 (MPa) |
Granica tečenja od, N/mm 2 (MPa) |
Kvalitet čelika |
|
|
20, StZkpZ |
||||
Za standardno pričvršćivanje navojnih dijelova za opće namjene koriste se čelici s niskim i srednjim ugljikom u skladu s GOST 1759.4-87.
|
Tabela 1.14 - Mehaničke karakteristike razreda čelika |
|||||||
|
Kvalitet čelika |
Vlačna čvrstoća, MPa |
Granica tečenja, MPa |
Granica izdržljivosti MPa |
Kvalitet čelika |
Vlačna čvrstoća, MPa |
Granica tečenja, MPa |
Granica zamora, MPa |
Ugljični čelici 10...35 su jeftini i omogućavaju proizvodnju vijaka, vijaka i navrtki štancanjem, nakon čega slijedi valjanje navoja. Legirani čelici ZOKH, 30KhGSA koriste se za velika opterećenja na dijelovima koji doživljavaju promjenjivo i udarno opterećenje.
Vrijednosti dopuštenih napona određuju se ovisno o granici tečenja, jer su u većini slučajeva proizvodi s navojem izrađeni od plastičnih materijala.
Pri proračunu vlačne čvrstoće: , (- vidi tabelu 1.14).
Prilikom izračunavanja smicanja: sri = 0,4 .
Pri proračunu za drobljenje: cm = 0,8.
Vrijednosti dopuštenog sigurnosnog faktora ovise o prirodi opterećenja, kvaliteti ugradnje (kontrolirano ili nekontrolirano zatezanje) i materijalu pričvršćivača od ugljičnog čelika:
za labave spojeve = 1,5...2 (u općem mašinstvu);
za opremu za dizanje = 3...4;
za zategnute spojeve = 1,3...2, (sa kontrolisanim zatezanjem) i - sa nekontrolisanim zatezanjem.
Tipične sheme proračuna vijaka
Slika 5.1.14 – Opterećenje navojne šipke zateznom silom
Iskustvo u radu strojeva i uređaja pokazalo je da kvarovi na spojevima najčešće nastaju zbog uništavanja navojnih proizvoda i smanjenja tlaka u spojevima. U pravilu dolazi do loma vijaka i klinova duž navojnog dijela. Manje uobičajeni su lomovi vijaka ispod glave i urezivanje navoja u matici. Razmotrimo neke slučajeve utovarnih vijaka (šrafova).
1. Vijčana šipka je opterećena samo vanjskom vlačnom silom F (slika 5.1.14). Prečnik navoja je opasan d 1 - prečnik unutrašnjeg navoja.
Uvjet zatezne čvrstoće:
Dizajn prečnika d 1 - slažete se sa standardom i zapišite pronađeni nazivni prečnik navoja.
Slika 5.1.15
2. Vijak je zategnut (pričvršćivanje poklopaca kućišta zupčanika, pričvršćivanje zatvorenih poklopaca). Vijak se zateže aksijalnom silom F 0 i uvija se od momenta sila trenja u navoju (slika 5.1.15).
Zatezni napon od sile F zat :
Gdje d proračun = d - 0,94str;
d I R- vanjski prečnik navoja i korak navoja;
F zat- u praksi određuju:
F zat = TO zat F, Gdje
TO zat- koeficijent zatezanja prema stanju neotvaranja spoja.
Pri konstantnom opterećenju TO zat = 1,25...2.
Pod varijabilnim opterećenjem TO zat = 2,5...4.
Sa brtvom u obliku metala TO zat = 2...3.
Za metalnu ravnu brtvu TO zat = 3...5.
Torzioni napon zbog trenja navoja
gdje je ugao navoja;
Smanjen ugao trenja.
Ekvivalentni napon prema teoriji energije promjene oblika
Zamjena izraza u formulu i uzimanje standardnih vijaka sa metričkim navojem = 2°30", d 2 /d l = 1,12 i f= 0,15; što odgovara = 8°40", dobijamo.
Profil teme – Ovo je oblik izbočine i utora navoja u ravnini aksijalnog presjeka.
Ugao profila α - ovo je ugao između susjednih strana profila u ravnini aksijalnog presjeka.
Coil- dio navoja koji nastaje prilikom jedne potpune rotacije profila oko ose.
Nagib navojaR – razmak između susjednih strana istog imena profila u smjeru paralelnom s osi navoja.
Hod navoja R h – razmak između najbližih identičnih strana profila, koje pripadaju istoj površini vijka, u smjeru paralelnom s osi navoja. Hod navoja je iznos relativnog aksijalnog pomaka vijka (matice) po okretu.
Niti se klasificiraju prema sljedećim karakteristikama:
prema obliku profila– trouglasti, trapezni, pravougaoni, okrugli i drugi navoji;
prema obliku površine - cilindrični (navoj formiran na cilindričnoj površini), konusni (navoj formiran na konusnoj površini);
po lokaciji– vanjski (navoj formiran na vanjskoj cilindričnoj ili konusnoj površini) i unutrašnji (navoj formiran na unutrašnjoj cilindričnoj ili konusnoj površini);
prema operativnoj namjeni – pričvršćivanje, pričvršćivanje i brtvljenje, trčanje i specijal.
Montažni navoj– navoj koji obezbeđuje fiksnu vezu delova. Ovaj tip je metrički navoj.
Metrički navoj (M) – Glavna vrsta navoja za pričvršćivanje je trokutasti profil. Omogućava pouzdano fiksno spajanje dijelova pod statičkim i dinamičkim opterećenjima. Metrički navoj se koristi u pričvršćivačima kao što su zavrtnji, zavrtnji, klinovi, matice itd. Njegov profil je jednakostranični trougao sa uglom na vrhu od 60º (slika 3). Vrhovi profila su odrezani, a doline se mogu odsjeći ili zaokružiti. Zaokruživanje udubljenja povećava snagu niti.
Metrički navoji dolaze u velikim koracima (jedini za dati prečnik navoja) i malim koracima, kojih može biti nekoliko za dati prečnik. Na primjer, za promjer d = 20 mm veliki korak je uvijek jednak 2,5 mm (M20), a mali korak može biti jednak 0,5; 1; 1,75; i 2 mm. Stoga, u oznaci metričkog navoja nije naznačen veliki korak, ali je potreban mali korak (M20x2).
Navoji sa malim korakom koriste se za spajanje tankih zidova, sa ograničenom dužinom uvrtanja, kao i tamo gde je potrebna povećana čvrstoća i pouzdanost veze.
Predstavnici navoji za pričvršćivanje i zaptivanje(navoji čija je glavna svrha osigurati nepropusnost spoja pri različitim temperaturama) su cilindrični cijevni navoji i konusni cijevni navoji.
Cilindrični navoj cijevi(G) ima profil u formi jednakokraki trougao sa uglom vrha od 55°, vrhovi i doline su zaobljeni (sl. 4). Ova nit je desnoruka. Cilindrični cijevni navoji se koriste za spajanje cijevi i cijevne armature u tekućim ili plinovitim medijima pod pritiskom.
Konusni navoj za cijev(R) , čiji je profil takođe jednakokraki trougao sa uglom na vrhu od 55° (sl. 5), isečen na unutrašnjoj i spoljnoj površini sa konusom od 1:16. Koristi se u cjevovodima izloženim visokim pritiscima i temperaturama, jer osigurava visoku nepropusnost spoja.
TO pokrenute niti(navoji koji se koriste za pretvaranje rotacijskog kretanja u translacijsko kretanje uz istovremeni prijenos sila) uključuju trapezoidne, potisne i pravokutne niti.
Trapezni navoj(Tr) se odnosi i koristi se za prijenos povratnog kretanja. Može biti jednoprolazni ili višeprolazni, lijevo ili desno. Njegov profil je jednakokraki trapez, čiji nastavak na stranicama čini ugao od 30° (slika 6).
Potisnuti konac (S) također se odnosi na tekuće niti i može biti jednokrevetni, višestruki, lijevo ili desnoruki. Njegov profil je nejednak trapez, sa uglom neradne strane od 30° i radne strane od 3° (sl. 7). Trajni navoji se koriste u mehanizmima gdje se velike sile prenose u jednom smjeru, na primjer, u prešama, dizalicama itd.
Pravokutni navoj koristi se za prenos kretanja u olovnim zavrtnjima. Profil navoja je pravougaonog oblika (slika 8). Ova nit nije standardizirana. Nestandardne niti su prikazane na isti način kao i standardne. Profil i sve dimenzije potrebne za njegovu izradu navedeni su na slici ili prikazani na elementu oblačića u većoj mjeri. Informacije o broju pokretanja lijevog navoja zapisuju se na produžnim linijama.
Na sl. Na slici 9 prikazani su navojni spojevi u kojima je jedan dio uvrnut u drugi.
Uzdužni presjeci prikazuju samo onaj dio unutrašnjeg navoja koji nije prekriven dijelom koji se u njega uvija; kontura dijela koji se uvija je nacrtana kao puna glavna linija.
Navoj (cilindrični) karakteriziraju sljedeći parametri:
1) prečnici - spoljašnji, srednji i unutrašnji;
2) oblik i dimenzije profila;
3) parametri koji se odnose na podizanje navoja - korak, broj startova i vodeći ugao.
Vanjski prečnik konac d- prečnik cilindra opisan oko vrhova spoljašnjeg navoja (vijka); ovaj prečnik je nominalni prečnik navoja.
Unutrašnji prečnik nit d 1- prečnik cilindra opisan oko vrhova unutrašnjeg navoja.
Prosječni prečnik navoja d 2- prečnik zamišljenog cilindra, na čijoj su površini jednaki širina navoja i širina šupljina navoja.
Profil teme- kontura presjeka zavojnice u ravni koja prolazi kroz osu navoja.
Ugao profila α- ugao između stranica profila, mjeren u aksijalnoj ravni.
Oznaka parametara glavnog navoja prikazana je na slici 2.1.
Slika 2.1 – Navoj, oznaka glavnih parametara
Profil navoja takođe karakteriše:
1. visina teoretskog profila H, odnosno visina kompletnog trouglastog profila navoja dobijenog produžavanjem stranica profila dok se ne ukrste.
2. radna visina profila h, na kojoj dolazi do kontakta zavoja zavrtnja i matice, jednaka polovini razlike između spoljašnjeg i unutrašnjeg prečnika.
Visina profila se mjeri u radijalnom smjeru.
Najvažnija karakteristika navoja je korak. Korak navoja P - udaljenost između paralelnih strana profila dva susjedna zavoja, mjereno duž osi.
Za višepočetne navoje uvodi se dodatni termin - hod vijka, jednak umnošku koraka i broja pokretanja P t. Dakle, hod je jednak nagibu površine navoja vijka - udaljenosti za koju se vijak pomiče duž svoje ose pri okretanju za jedan okret u nepokretnoj matici. Za navoj sa jednim startom, koncepti koraka i hoda su isti.
Ugao navoja β - ugao koji formira spirala duž prosječnog promjera navoja i ravnina okomita na os navoja:
Navedeni parametri se mogu uzeti u obzir u opšti pogled, pošto svi profili imaju zajednički elementi a može se dobiti mijenjanjem ugla profila, visine profila i radijusa zakrivljenosti. Na primjer, smanjenjem kuta profila možete prijeći s trokutastog navoja na trapezni, a zatim na pravokutni.
Niti se prema namjeni dijele na sledeće grupe:
1. Montažni navoji , namenjeni su za pričvršćivanje delova. Izrađuju se, po pravilu, od trouglastog profila sa zatupljenim vrhovima.
Upotreba trokutastog profila uzrokovana je sljedećim:
a) povećano trenje, pružajući manji rizik od popuštanja zategnutog navoja;
b) povećana čvrstoća navoja;
c) jednostavnost proizvodnje.
2. Navoji za pričvršćivanje i zaptivanje , služe kako za pričvršćivanje dijelova, tako i za sprječavanje curenja tekućine (u cijevnim spojevima i spojevima). Iz tih razloga, ovi navoji se takođe izrađuju sa trouglastim profilom, ali bez radijalnih zazora kako bi se spriječilo curenje tekućine. Kako bi se spriječilo urušavanje oštrih rubova, profil je napravljen sa glatkim krivinama.
3. Niti za prenošenje pokreta (trčanje) , može se koristiti u olovnim i teretnim vijcima. Da bi se smanjilo trenje, ovi se navoji izrađuju trapezoidno sa simetričnim profilom i asimetričnim profilom (potisak), a ponekad i sa pravokutnim profilom.
4. Thrust threads dizajniran da izdrži velike aksijalne sile koje djeluju u jednom smjeru.
5. Specijalni(okrugli i drugi).
Mora se imati na umu da data podjela niti prema namjeni nije stroga. Na primjer, trokutasti navoji se ponekad koriste za posebno precizne olovne zavrtnje sa malim nagibom, a potisni navoji se koriste kao navoji za pričvršćivanje.
Zbog zagarantovanih zazora, navoji se generalno ne mogu koristiti kao elementi za centriranje.
Trouglasti profil izvode se zatupljivanjem vrhova zavoja i dna udubljenja u pravoj liniji ili po kružnom luku, što je neophodno kod pričvršćivanja navoja radi smanjenja koncentracije naprezanja, povećanja vijeka trajanja alata i smanjenja oštećenja (ureza), te u zaptivnim navojima - takođe da bi se osigurala nepropusnost zbog zatvaranja na vrhovima .
Metrički navoj(Slika 2.2) je glavni trokutasti navoj. Karakterizira ga profilni ugao α = 60°, zatupljenost vrhova profila navoja vijka u pravoj liniji na udaljenosti H/8 i vrhovi profila navoja matice na udaljenosti H/4 sa vrhova teorijskog profila. Profil šupljina vijaka može biti tup ili zaobljen sa radijusom r=H/6 ≈ 0,866P. Visina originalnog trokuta teoretskog profila. Radna visina profila .
Metrički navoji se dijele na navoje velikog i malog koraka. Sa smanjenjem koraka navoja R za dati vanjski prečnik d, unutrašnji prečnik d 1 se povećava i, posljedično, povećavaju se površina poprečnog presjeka i čvrstoća rezane šipke. Trokutasti profili navoja sa krupnim i finim korakom su geometrijski slični.
Slika 2.2 – Trokutasti metrički navoj
Kao glavni navoj uzima se nit sa velikim korakom. Za proizvode kao što su vijci, vijci i klinovi, trokutasti navoji sa velikim nagibom uglavnom se koriste kao tehnološki najnapredniji. Statička nosivost ovog navoja je veća i na čvrstoću manje utječu greške u proizvodnji i trošenje od navoja s finim korakom. Granica izdržljivosti vijaka izrađenih od čelika visoke čvrstoće opada sa smanjenjem koraka, a granica izdržljivosti vijaka izrađenih od čelika s niskim udjelom ugljika raste.
Područja primjene finih navoja:
a) dinamički opterećeni dijelovi i dijelovi čiji su prečnici uglavnom određeni naprezanjima savijanja i torzije (osovina);
b) šuplji delovi tankih zidova;
c) dijelovi u kojima se navoji koriste za podešavanje.
Visine svih metričkih niti čine stepenasti aritmetički niz.
Metrički navoji sa velikim korakom označavaju se slovom M i brojem koji izražava prečnik navoja u mm, na primer M20, a za metričke navoje sa malim korakom korak je dodatno naznačen, na primer M20x1,5.
Cijevni navoj(Slika 2.3), koji je tip za pričvršćivanje i brtvljenje, koristi se za spajanje cijevi i cijevne armature u rasponu nazivnih veličina od 1/8 do 6.
Cijevni navoj je fini inčni navoj, koji se izrađuje sa zaobljenim profilima i bez zazora duž izbočina i udubljenja radi boljeg brtvljenja. Glavna (nominalna) veličina koja karakterizira navoje i naznačena je u oznaci navoja je nazivni unutarnji promjer cijevi (čist prolaz). 
| r |
Slika 2.3 – Navoj cijevi
Trapezni navoj(Slika 2.4) je glavni navoj za transmisije s navrtkom. Ima manje gubitke trenja od trokutastih niti, lakši je za proizvodnju i izdržljiviji je od pravokutnih navoja. Ako je potrebno, omogućava odabir zazora radijalnim spajanjem polovica matice (ako je matica podijeljena duž dijametralne ravni). Trapezni navoj ima ugao profila od 30°, visinu radnog profila, srednji prečnik 
, razmak u zavisnosti od prečnika navoja je od 0,25 do 1 mm. Trapezni navoji su standardizovani u rasponu prečnika od 8 do 640 mm; Moguće je koristiti navoje sa malim, srednjim i velikim korakom.
Slika 2.4– Trapezni navoj
Thrust thread(Slika 2.5) koristi se za vijke sa velikim jednostranim aksijalnim opterećenjem u prešama, uređajima za prešanje valjaonica, u teretnim kukama itd. Profil zavoja je asimetričan trapezoidan. Ugao nagiba radne strane profila radi povećanja efikasnosti. odabran je dovoljno mali 3° (navoji s uglom nagiba profila od 0° su nezgodni za proizvodnju), ugao nagiba neradne strane profila je 30°, a osiguran je značajan radijus zakrivljenosti šupljine za smanjenje koncentracije stresa. Radna visina profila h = 0.75S. Ojačani potisni navoji imaju ugao neradne strane profila od 45°.
Slika 2.5– Potisni navoj
Okrugle niti(Slika 2.6) se uglavnom koriste za vijke koji su podložni velikim dinamičkim naprezanjima, kao i oni koji se često uvijaju i izvlače u zagađenom okruženju (vatrogasne armature, auto-veze). Okrugli navoji se mogu koristiti u hidrauličnim spojevima zbog svojih dobrih zaptivnih svojstava. Konačno, okrugle niti sa niskom visinom profila se namotaju na proizvode sa tankim zidovima, kao što su postolja i grla za lampe.
Profil okruglog navoja sastoji se od lukova povezanih kratkim dijelovima prave linije; ugao profila 30°. Veliki radijusi zakrivljenosti eliminiraju značajne koncentracije naprezanja. Čestice zagađivača koje ulaze u navoj istiskuju se u praznine.
Slika 2.6 – Okrugli navoj
Okrugli navoji koji se koriste na proizvodima sa tankim zidovima karakterišu niska visina profila i odsustvo pravog preseka, što je važno za smanjenje deformacija metala tokom procesa valjanja.
Tapered thread(Slika 2.7) koristi se u slučajevima kada je potrebno osigurati nepropusnost spoja, odnosno obezbjeđuje nepropusnost bez posebnih zaptivki; koristi se i za spajanje cijevi, ugradnju čepova, podmazivača itd. Nepropusnost se postiže čvrstim prianjanjem profila na vrhovima. Zatezanjem konusnog navoja možete kompenzirati habanje i stvoriti potrebnu napetost. Osim toga, ovi navoji omogućavaju brzo uvrtanje i odvrtanje.
Slika 2.7 – Konusni navoj sa uglom profila
Preporučljivo je da se konusni navoji mogu spojiti cilindričnim navojima. Zbog toga konusni navoji imaju profile slične onima odgovarajućih cilindričnih navoja, a rezani su simetralom ugla profila okomitog na os vijka.
GLAVNE VRSTE NITI
Metrički navoj- proizvedeno po standardu sa velikim i malim koracima. Ugao nagiba sa strane profila omogućava samokočenje i osigurava apsorpciju velikih aksijalnih sila. Fini navoji se koriste u spojevima koji rade pod naizmeničnim naponom.Metrički navoji su označeni slovom M i spoljnim prečnikom navoja. Kod malih navoja, korak navoja je dodatno naznačen.
Inch thread ima trouglasti profil sa vršnim uglom ά = 55°. Broj okreta je podešen po inču (1 inč = 25,4 mm). U Ruskoj Federaciji se koristi za popravku uvezene opreme. Nije standardizovan.
Cijevni navoj ima profil jednakokračnog trougla sa zaobljenim izbočinama i udubljenjima.
Trapezni navoj- glavna matica za vijak u mjenjaču. Profil - jednakokraki trapez, ugao profila a = 30°, bočni ugao nagiba γ = 15°(Sl. 1.41). Odlikuje se produktivnošću, malim gubicima trenja i efikasnošću većom od trokutastih navoja. Koristi se za hod unazad pod opterećenjem (dizalice, preše, zavrtnji za alatne mašine).
Thrust thread Profil - nejednak trapez sa γ = 3°. Koriste se u prijenosima s navrtkom pod velikim jednostranim opterećenjima (vijci dizalice, preše).
Pravokutni navoj. Profil navoja - kvadratni, γ = 0°. Ima najveću efikasnost među nitima, ali je težak za proizvodnju. Poteškoću izaziva činjenica da se ovaj navoj ne može glodati i brusiti, jer je profilni ugao a = 0°. Nije standardizovan. Primjena je ograničena (lako opterećeni prijenosnici s navrtkom).
1. KorakR navoj - razmak između susjednih strana istog imena profila koji leže u istoj aksijalnoj ravni.
Najčešće korištene niti su niti s jednim startom. (n = 1), za koji je korak (pomak) Rn spiralne linije navoja jednake koraku R nit:
Rb^P.
Pb = nP,
Gdje P - broj pokretanja (za standardne niti P< 8); R- korak navoja.
korak navoja P – razmak između susjednih istoimenih strana u profilu u smjeru paralelnom s osi navoja; broj pokretanja n (početak navoja se lako određuje na kraju vijka po broju okretaja); hod navoja - iznos relativnog aksijalnog pomaka matice ili vijka po okretaju.
 |
Glavni parametri uključuju vodeći ugao navoja - ugao koji formira tangenta na spiralnu liniju navoja u tačkama koje leže na prosečnom prečniku i ravni okomitoj na osu navoja.
Sa slike 2.2, a jasno je da je ugao spirale navoja određen zavisnošću
(2.1)
Promjer, koji konvencionalno karakterizira veličinu navoja, naziva se nominalnim; Za većinu navoja, nazivni prečnik navoja se uzima kao spoljašnji prečnik.
U našoj zemlji se metrički navoji koriste kao navoji za pričvršćivanje u skladu sa GOST 24705-81, koje karakteriziraju sljedeći parametri: prečnici, oblik i dimenzije profila, nagib, broj početaka i ugao spirale. Vijčani spojevi koriste navoje sa jednim startom.
Vanjski prečnik navoja zavrtnja je prečnik cilindra koji je opisan oko vrhova spoljašnjih navoja. Ovaj prečnik je nominalni prečnik navoja.
Vanjski prečnik navoja matice.
Unutrašnji prečnik navoja vijka i matice je prečnik cilindra koji je opisan oko vrhova unutrašnjih navoja.
Prosječni promjer navoja vijka i matice je promjer zamišljenog cilindra na čijoj je površini širina navoja jednaka širini udubljenja.
Unutrašnji prečnik navoja vijka duž dna udubljenja.
Profil navoja (slika 2) je kontura presjeka navoja u ravnini koja prolazi kroz osu navoja. Metrički navoj 
karakterizira ugao profila.
Korak navoja P je udaljenost između paralelnih strana profila dva susjedna zavoja, mjerena duž osi.
Aksijalno kretanje koje odgovara punoj revoluciji ( ε = 2 π), nazvan korak ili u pokretu P h helix.
Za višepočetne navoje, hod spiralnih linija
P h = pP, Gdje P - broj posjeta; R- korak navoja.
Hod P h jednak je aksijalnom kretanju vijka pri okretanju za jedan okret u nepokretnoj matici.
U navojnim spojevima obično se koristi trokutasti pričvrsni navoj s jednim startom: metrički i cijev.
korak navoja p - udaljenost između susjednih istoimenih strana u profilu u smjeru paralelnom s osi navoja; broj posjeta n (početak navoja se lako određuje na kraju vijka po broju okretaja).
Metrički navoji se dijele na navoje velikog i malog koraka. Navoj sa velikim korakom označava se slovom M i brojem koji odgovara nazivnom prečniku navoja u mm, na primer M16, a za navoj sa malim korakom korak je dodatno naznačen, na primer Parametri a metrički navoj dati su u tabeli
| Thread | Korak navoja, mm | Prečnik, mm | Faktor sigurnosti S | |||
| M10 | 1,5 1,25 1,0 | 8,376 8,647 8,917 | 9,026 9,188 9,350 | 8,160 8,466 8,773 | 3,55 | |
| M12 | 1,75 1,5 1,25 1,0 | 10,106 10,376 10,647 10,917 | 10,863 11,026 11,188 11,350 | 9,853 10,160 10,466 10,773 | 3,37 | |
| M16 | 2,0 1,5 1,0 | 13,835 14,376 14,917 | 14,701 15,026 15,350 | 13,546 14,160 14,773 | 3,00 | |
| M18 | 2,5 2,0 1,5 1,0 | 15,294 15,835 16,376 16,917 | 16,376 16,701 17,026 17,350 | 14,933 15,546 16,160 16,773 | 2,84 | |
| M20 | 2,5 2,0 1,5 1,0 | 17,294 17,835 18,376 18,917 | 18,376 18,701 19,026 19,350 | 16,933 17,546 18,160 18,773 | 2,70 |
Standard predviđa metričke navoje sa velikim i malim koracima. Za isti prečnik d. Na primjer, za promjer od 14 mm, standard predviđa veliki navoj s korakom od 2 mm i pet malih navoja s korakom od 1,5; 1.25; 1; 0,75 i 0,5 mm.
OPĆE INFORMACIJE O NAVOJNIM VEZAMA
Navojne veze su najčešće rastavljive veze. Izrađuju se od vijaka, vijaka, klinova, matica i drugih dijelova s navojem. Glavni element navojne veze je navoj koji se dobiva rezanjem žljebova na površini dijelova duž spiralne linije. Heliks je formiran hipotenuzom pravougaonog trougla pri zavrtanju na pravi kružni cilindar (slika 3.1).
Ako se ravna figura (trokut, trapez, itd.) pomiče duž spiralne linije tako da njena ravnina tokom kretanja uvijek prolazi kroz os vijka, tada ova figura formira navoj odgovarajućeg profila (slika 3.2)
Klasifikacija niti
U zavisnosti od oblika površine na kojoj se formira navoj razlikuju se cilindrični i konusni navoji (slika 3.3).
Ovisno o obliku profila navoja, dijele se na pet glavnih tipova: trokutaste (sl. 3.4, a), potisne (sl. 3.4, b), trapezoidne (sl. 3.4, c), pravokutne (sl. 3.4, c). d) i okrugli (Sl. 3.4, d).
U zavisnosti od smera spiralnog navoja, razlikuju se desna i leva (slika 3.5). Za desni navoj, spirala se diže s lijeva na vrh na desno. Lijevi konac imaju ograničenu upotrebu.
U zavisnosti od broja pokretanja, navoji se dijele na jednokrevetne (slika 3.5, b) i višestruke (slika 3.5, a).
Višestruki navoji se dobivaju pomicanjem nekoliko susjednih profila duž spiralnih linija. Brzina vođenja navoja može se lako odrediti s kraja vijka prema broju okretaja. U pravilu, svi pričvršćivači s navojem imaju jednokrevetne navoje.
Ovisno o namjeni, niti se dijele na navoje za pričvršćivanje i za prenos kretanja. Navoji za pričvršćivanje se koriste u navojnim vezama; imaju trokutasti profil koji karakteriše:
a) veliko trenje koje štiti navoj od samoodvrtanja; b) visoka čvrstoća; c) proizvodnost.
Navoji za prijenos kretanja koriste se u vijčanim mehanizmima i imaju trapezni (rjeđe pravokutni) profil, koji se odlikuje manjim trenjem.
Geometrijski parametri navoja
Glavni geometrijski parametri cilindričnog navoja su (slika 3.6):
d - vanjski prečnik, nazivni prečnik navoja;
d 1 - prečnik unutrašnjeg navoja;
d 2 - prosječni prečnik navoja, odnosno prečnik zamišljenog cilindra na kojem je širina navoja jednaka širini šupljine;
Korak S-navoja, tj. razmak između istih strana dva susjedna zavoja u aksijalnom smjeru;
S 1 - hod navoja, tj. razmak između sličnih strana istog okreta u aksijalnom smjeru (vidi sliku 3.5);
za jednokrevetni navoj S 1 =S,
za višepočetne niti S1=zS, gdje je z broj pokretanja;
α - ugao profila navoja (vidi sliku 3.4);
λ - ugao elevacije navoja (vidi sliku 3.1), tj. ugao formiran zavojnom linijom duž srednjeg prečnika navoja i ravninom okomitom na osu vijka;
Glavne vrste niti
Metrički navoj (vidi sliku 3.6). Ovo je najčešći konac za pričvršćivanje. Ima profil u obliku jednakostraničnog trougla, dakle α = 60°. Vrhovi zavoja i šupljina su zatupljeni u pravoj liniji ili luku, što smanjuje koncentraciju naprezanja, štiti navoj od oštećenja, a također zadovoljava sigurnosne standarde. Radijalni razmak u navoju čini ga nepropusnim za zrak.
Prema GOST 9150-59, metrički navoji se dijele na navoje s grubim i finim korakom (vidi tabelu 3.1).Navoji s grubim korakom koriste se kao glavni navoj za pričvršćivanje, jer je manje osjetljiv na habanje i proizvodne netočnosti. Navoji sa finim korakom razlikuju se jedni od drugih po koeficijentu brušenja, odnosno omjeru velikog koraka prema odgovarajućem malom koraku (slika 3.7). Navoji sa malim korakom manje slabe dio i karakteriziraju ih pojačano samokočenje, jer je s malim nagibom ugao spirale λ mali (vidi formulu 3.1). Fini navoji se koriste u navojnim spojevima podložnim promjenjivim i naizmjeničnim opterećenjima, kao i u dijelovima tankih stijenki (na plastičnim dijelovima metrički navoji se izrađuju prema GOST 11709-66).
Inch thread (1 inč je 25,4 mm). (Sl. 3.8). Ima profil u obliku jednakokračnog trougla sa uglom pri vrhu α=55°. Koristi se samo pri popravci delova uvoznih automobila. Proizvedeno prema OST NKTP 1260.
Cijevni navoj . Cilindrični navoj cijevi (slika 3.9) je mali inčni navoj, ali sa zaobljenim izbočinama i udubljenjima. Odsustvo radijalnih zazora čini navojni spoj hermetičkim. Koristi se za spajanje cijevi. Proizvedeno prema GOST 6357-52.
Visoka gustina spoja postiže se konusnim cevnim navojima (GOST 6211-69).
Trapezni navoj (Sl. 3.1.). Ovo je glavni navoj u prijenosu s navrtkom (vidi dolje). Njegov profil je jednakokraki trapez sa uglom α = 30°. Karakteriziraju ga niski gubici trenja i tehnološki napredni. Efikasnost viši nego kod navoja trokutastog profila. Koristi se za prenos povratnog kretanja pod opterećenjem (glavni zavrtnji alatnih mašina i sl.) Dimenzije navoja su date u tabeli. 3.2.
Thrust thread (Sl. 3.11). Ima profil u obliku nejednakostraničnog trapeza sa uglom od 27°. Da bi se navoji omogućili glodanjem, radna strana profila ima ugao nagiba od 3°. Efikasnost viši od trapeznih niti. Zaokruživanje udubljenja povećava otpornost vijka na zamor. Koristi se u prijenosima s navrtkom sa velikim jednostranim aksijalnim opterećenjem (opterećeni vijci presa, dizalice itd.). Proizvedeno prema GOST 10177-62.
Tabela 3.2
Trapezni navoj prema GOST 9484-60 (vađenje)
Dimenzije u mm prema sl. 3.10
| Vanjski prečnik d | Korak navoja S | Prosječni prečnik d 2 | Unutrašnji prečnik d, |
| 30,5 | 28,5 | ||
| 2i | |||
| 38,5 | 36,5 | ||
| 48,5 | 46,5 | ||
| 58,5 | 56,5 | ||
Pravokutni navoj (Sl. 3.12). Profil navoja je kvadratni. Od svih navoja ima najveću efikasnost, jer je ugao profila navoja α=0. Ima smanjenu snagu. Kada se istroše, stvaraju se aksijalne praznine koje je teško ukloniti. Ima ograničenu upotrebu u lagano opterećenim prijenosima s navrtkom.
Okrugla nit (Sl. 3.13). Profil navoja se sastoji od lukova povezanih kratkim pravim linijama. Ugao profila α=30 o. Konac se odlikuje visokom dinamičkom čvrstoćom. Ne postoji standard. Ima ograničenu upotrebu u teškim uslovima rada u zagađenom okruženju. Tehnološki pogodan za proizvodnju livenjem, valjanjem i pecanjem na tankostijenim proizvodima.
