Коническая трубная резьба: применение и стандарты. Отверстия под нарезание трубной конической резьбы. Диаметры Применение конических резьб

Статья рассказывает о вещах, которые необходимо знать при работе с конической резьбой. Но для начала следует рассмотреть, для чего сейчас применяется металлическое резьбовое соединение.

Железные трубы в настоящее время можно встретить лишь в домах, которые не ремонтировались на протяжении нескольких десятилетий. Железо было вытеснено трубами из металлопластика и полипропилена. Последние разработки позволяют обеспечить полную герметизацию соединения, что привело к отказу от стали в качестве материала для стояков и других систем.

Но в местах с необходимой надежностью, превышающей обычные значения, использование металла продолжается и является зачастую единственным выходом из ситуации.

Этому есть две основные причины:

1. механические нагрузки извне;
2. большие значения давления в трубопроводе.

Например, проезжающий автомобиль легко раздавит неглубоко закопанную пластиковую трубу, в то время как труба, скорее всего, выдержит эту нагрузку.

Стоит учесть, что сваркой соединять канализационные и водопроводные трубы не везде возможно и желательно. К этому может привести невозможность доступа к месту сварки или опасность взрыва. Также, зачастую требуется создать разъемное соединение, позволяющее присоединять к трубе по необходимости различные измерительные устройства. Соединения посредством резьбы и применяются с этой целью. Особенность в виде гладких краев резьбы обеспечивает плотность соединения при помощи герметиков или специальных .

Классификация

Резьбы подразделяются на два основных типа:

1. конические;
2. цилиндрические.

Соответственно резьбовые соединения могут быть:

• конические-цилиндрические;
• цилиндрические-цилиндрические;
• конические-конические.

Коническая трубная резьба

Такой резьбой называют резьбу на трубных изделиях с сужающемся профилем к концу изделия. Если внутренняя резьба резьбового соединения является уже изношенной или сорванной и не подлежит полной замене, применяется именно резьба с коническим профилем. Она может придать на некоторый период времени герметичность соединению. Так, если в зимний период года надо осуществить запуск теплосети можно использовать эту особенность. Однако, как появится возможность, следует поменять полностью соединение.

Согласно техническим регламентам резьбу с коническим профилем используют лишь тогда, когда есть необходимость в обеспечении участка, находящемся в условии большого давления, полной герметичностью. Так, системы гидравлического привидения в работу габаритных машин являются подобным случаем.

Технические регламенты

Нельзя забывать и о действующих нормах:

1. Необходимо соблюдать значение угла профиля резьбы равным 55 градусам.

2. По стандартам для разных диаметров существует свой шаг.

3. Должно соблюдаться значение угла отклонения конусной поверхности от оси трубы в независимости от её диаметра. Должен соблюдаться уклон равный соотношению 1 к 16.

4. Шесть дюймов составляет максимально возможный диаметр. Сварочное или соединение фланцами применяется к трубам, характеризующимися большими диаметрами.

5. Необходимо соблюдать фиксированное соотношение диаметра с длиной конической резьбы. Вся длина наружной резьбы и рабочая её длина разделяются. Должно строго соблюдаться отношение всей длины с рабочей длиной нарезанной резьбы.

6. Стандарты также регламентируют варианты обозначений. Буква R говорит о наружной конической трубной резьбе. Буквы LH говорят о резьбе с левой спиралью. Также в обозначение входит размер резьбы. Rc обозначает внутреннюю резьбу конического профиля, а Rp цилиндрического профиля, часто используемая вместе с рассматриваемой резьбой.

Нарезка резьбы с конусным профилем

Основными инструментам нарезки резьбы являются:

1. резцы и гребенки на станках;

2. метчики, плашки, резьбонарезные головки;

3. накатные плашки;

4. фрезы для нарезки резьбы;

5. круги с абразивным покрытием.

Нарезка с использованием резца. Резцы для нарезки и гребенки на станках позволяют изготавливать как наружные, так и внутренние резьбы. Метод можно охарактеризовать как имеющий невысокую скорость нарезки. Сейчас его применяют в мелком производстве или при изготовлении винтов, обладающими высокой точностью. К достоинству можно отнести легкость использования инструментом и изготовление резьбы высокой точности.

Нарезание с использованием плашки и метчика. бывают двух видов: круглые и раздвижные. Первые используются для нарезки 52 миллиметровой резьбы. Вторые включают в себя две половины, которые сближаются при . Метчиком называют стальной стержень с резьбой с режущими кромками. Метчики бывают машинные и ручные.

Нарезка резьбы накатыванием. Этот метод является основным промышленным способом. Изделие пропускают между двух плоских плашек, которые имеют резьбовой профиль, а на детали образуется соответствующая ему резьба.

Фрезерование резьбы производят на соответствующих станках. Фреза, которая вращается с большой угловой скоростью, при радиальной подаче углубляется в деталь и нарезает резьбу на ее поверхности. Деталь или фреза постепенно перемещается в осевом направлении на расстояние, которое равно шагу будущей резьбы.

Шлифование используется в основном при нарезке резьбы на деталях, небольшой длины. Шлифовальный круг расположен по отношению к детали под таким углом, который соответствует подъему резьбы.

Как обозначаются соединения деталей с резьбой

Так как соединяемые детали могут иметь разные резьбы, их соединение обозначают отношение внешней резьбы к внутренней. Например, Rp/R ¾ R является соединением деталей с левой резьбой посредством внутренней цилиндрической и наружной конической.

При присоединении детали с резьбой одного типа ко второй детали с резьбой другого типа необходимо соблюдать осторожность, дабы избежать повреждения гребней. Поэтому всё же рекомендуется соединять детали, имеющие один тип резьбы.

Итак, были подробно разобраны все вопросы, которые могут возникнуть при работе с резьбой конического профиля. Можно быть уверенным, что полученные знания пригодятся в будущем.

Весьма обширна. Даже если рассматривать отдельный случай, например, трубную нарезку в форме конуса, то и здесь не обойтись без уточнения ее особенностей и типов. достаточно широко, позволяя создавать надежные герметичные соединения без сварки. Их даже называют универсальными, поскольку это единственный тип винтовой нарезки, допускающий подключение к трубам других форм и сечений.

Редкая форма резьбы

Виды и классификация: дюймовая Fanuc и другие

По форме поверхности трубы, на которой выполняется резьба, она может быть:

• Цилиндрической – традиционная нарезка на прокате постоянного диаметра;
• Конической – здесь основанием выступает конусная труба, то есть та, у которой наружный диаметр к торцу постепенно уменьшается.

При этом различают внутреннюю и наружную винтовую нарезку в соответствии с ее расположением на стенках. Назначение же может быть только одно: трубная внутренняя коническая резьба, как и наружная, образует крепежно-уплотняющие соединения.

По привязанной системе измерений выпускаются трубы с резьбой двух типов:

• углом профиля 60º) – наиболее распространенный вид соединений, применяемых в нашей стране при производстве нового оборудования.
• , чей наружный диаметр и прочие параметры привязаны к английской системе мер, то есть выражаются в дюймах. Коническая дюймовая резьба отличается тем, что не имеет привязки к шагу нарезки. Вместо этого используется количество витков на единицу длины.

Направление витков может быть правым, реже – левым. Также следует учитывать количество их заходов.

• Нормальная

Для диаметров от 1ʺ до 6ʺ чаще используют нарезку в 11 ниток на дюйм.

• Мелкая

Отличается большим количеством витков на единицу длины благодаря сокращенному шагу нарезки. Делается это для сохранения толщины и прочности стенок, максимальной герметичности соединений или тонкой регулировки взаимного расположения деталей.

Для труб диаметром не больше дюйма (½ ʺ и ¾ʺ) принимают 14 витков, но возможна нарезка 19 и 28 ниток при d от 1/16ʺ до 3/8ʺ.

Коническая резьба и ее применение: внутренняя со стандартным калибором и естественным моментом завинчивания

Коническая трубная резьба широко используется в создании трубопроводов, работающих под давлением (водопровод, отопление, топливные магистрали и газопроводы), поскольку обеспечивает герметичность соединений даже при напоре в десятки МПа.

Когда говорят об универсальности конической нарезки, имеют ввиду возможность ее монтажа совместно с цилиндрическими муфтами. К такому типу соединения приходится прибегать при подключении к трубам, у которых частично разрушилась или деформировалась внутренняя резьба, а заменить дефектный участок или решить проблему сваркой не представляется возможным.

Конечно, в этом случае контакт двух труб будет минимальным – только в той части, где диаметр конуса и цилиндра совпадут. О надежности говорить не приходится, поэтому способ рассматривают только как временную меру.

Впрочем, при соблюдении установленных норм взаимозаменяемости по ГОСТ 6357-81 внутренняя трубная цилиндрическая резьба может идти в соединении с конической. Но в этом случае должна выдерживаться длина ввинчивания отдельных элементов, допуски по диаметру и класс точности исполнения.

Стандарты трубной конической резьбы по гост 6211 81: диаметр и другие размеры

Давая классификацию соединений, мы сознательно не коснулись всего многообразия резьбовых профилей. Потому как для нарезки винта на конических трубах подходит только треугольная форма – самая надежная и прочная. Правда, она имеет несколько вариантов исполнения вершины и основания ниток в зависимости от применяемых стандартов. И вот здесь уже возможны отличия.

Так называемая британская трубная коническая резьба имеет профиль треугольника со скругленными зубцами и ответными впадинами (стандарт BSPT). Это позволяет использовать ее одновременно с жидкими герметиками и уплотняющими лентами. Кроме того, округлые кромки отлично держат динамические нагрузки. Угол α у вершины каждого треугольника составляет 55º, а все размеры задаются по стандартам дюймовой системы мер.

Отечественный аналог – ГОСТ 6211 81 жестко регламентирует параметры дюймового конического профиля:

• Уклон по отношению к осевой линии трубы (конусность) выдерживается на уровне 1:16. При этом ее длина и выбранный размер сечения роли не играют.
• Конусное соединение допускается только для труб, диаметр которых не превышает 6ʺ, так что резьба тоже имеет соответствующие ограничения по размеру.

В профиле NPT равнобедренные треугольные витки (α=60º) имеют плоские вершины с такими же ответными основаниями. Винтовая нарезка выполняется в соответствии с американскими стандартами UNS (с крупным шагом), UNF и UNEF (с мелким и особо мелким). Здесь более скромный выбор диаметра: от 1/16ʺ до 4 дюймов. У нас для такого типа соединений разработан отдельный ГОСТ на коническую резьбу 6111-52 (дюймовая) и ГОСТ 25229-82 (метрическая).

Винт с углом профилей в 60º работает на смятие, создавая герметичное, но неразъемное соединение. Применяется в машино- и станкостроении для трубопроводов, в которых циркулируют ГСМ, вода или газообразные рабочие среды под давлением. Коническая трубная резьба способна выдержать максимально-возможное давление.

Обозначения: метчик, чертежи

ГОСТ для конической резьбы предусматривает следующие обозначения:

• R или Rc – наружная или внутренняя. Следом обязательно указывается номинальный диаметр, выраженный в дюймах.
• LH – левая. Если конусная резьба имеет правое исполнение, в обозначении эта маркировка отсутствует (параметр по умолчанию).
• Rр – указывает на цилиндрическую форму внутренней нарезки, совместимую с наружной конусной.

Применяйте конусную резьбу по назначению

Американское обозначение трубной конической резьбы сложнее, но информативнее. Помимо уточнения положения нарезки (MNPT – наружная, FNPT – внутренняя) в маркировке указываются следующие параметры:

• номинальный диаметр;
• число витков на единицу длины;
• группа по типу исполнения профиля;
• класс точности для наружной (А) и внутренней нарезки (В).

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Диаметр задается в дюймах дробью или по присвоенному номеру. Коническая трубная резьба часто применяется в соединениях комуникаций. Конусная дюймовая труба одна из самых популярных в использовании в местах с большим давлением.

Трубная резьба конического типа используется в работах, при которых важно обеспечить хорошую герметичность системы, ее надежность. Обычно она применяется тогда, когда конструкция предназначается для жидкостей или газов под высоким давлением. Это резьба имеет три диаметра: внутри, снаружи и посередине. Диаметр становится меньше к ее окончанию. Конструкция с таким типом нарезания в профиль имеет конусный облик.

Применение

Трубная резьба конического типа обычно применяется при следующих условиях:

• Наличие деформированной нарезки внутри со следами износа на соединениях тогда, когда проблему невозможно ликвидировать посредством полной замены элемента. Такая нарезка позволяет придать системе большую герметичность. Однако это временная мера. Полная замена элемента неизбежна, и лучше произвести ее как можно быстрее. Стоит помнить, что в ином случае система может прийти и вовсе в аварийное состояние;
• Используется для обеспечения нужной герметичности в конструкции, в которой находится носитель под высоким давлением. Витки такого типа обеспечивают надежность соединения даже при применении в экстремальных условиях.

Стандарты

Резьба конического типа, согласно ГОСТ, отличается профилем с углом в 55 гр. Ее витки закругляются. Также она отличается различным шагом между витками. Размер шага зависит от диаметра. Предельный диаметр детали, на которой нарезана резьба конического типа, составляет 6 дюймов. При диаметре, превышающем это значение, для соединения применяется сварка.

Согласно ГОСТ, у трубной резьбы данного типа есть регламентированное соотношение между диаметром средним, снаружи и внутри. Также имеет значение и длина нарезки. Различается длина полная и длина рабочая. Их соотношение также должно быть фиксированным. Чем больше витков на элементе, там надежней и герметичней будет соединение.

Таблица

Диаметры, длины и шаги трубной конической резьбы

d 0	d ср	d 1	d T	l 1	l 2	n	S
1 / 8	9.7	9.2	8.6	8.3	9	4.5	28	0.907
1 / 4	13.2	12.3	11.4	11.1	11	6.0	19	1.337
3 / 8	16.7	15.8	15	14.6	12	6.0	19	1.337
1 / 2	21	19.8	18.6	18.2	15	7.5	14	1.814
3 / 4	26.4	25.3	24.1	23.5	17	9.5	14	1.814
1	33.3	31.8	30.3	29.6	19	11.0	11	2.309
1 1 / 4	41.9	40.4	39	38.1	22	13.0	11	2.309
1 1 / 2	47.8	46.3	44.9	44	23	14.0	11	2.309
2	59.6	58.1	56.7	55.7	26	16.0	11	2.309
2 1 / 2	75.2	73.7	72.2	71.1	30	18.5	11	2.309
3	87.9	86.4	84.9	83.7	32	20.5	11	2.309
4	113	111.6	110.1	108.5	38	25.5	11	2.309
5	138.4	137	135.5	133.7	41	28.5	11	2.309
6	163.8	162.4	160.9	158.9	45	31.5	11	2.309

Обозначение

Резьба конического типа имеет разные обозначения. Все они определяются согласно ГОСТ. Обозначения включают в себя символ R, расшифровать который можно как условное обозначение наружных витков, а также их размеры. Левые витки обозначаются символами LH. Витки внутри обозначаются символом Rc, внутренние цилиндрического типа – Rp.

Важно: Чаще всего наружные трубные витки конического типа применяются совместно с внутренними витками цилиндрического типа.

Соединение посредством трубной резьбы обозначается дробью. Числителем в ней являются витки внутри, а знаменателем – снаружи.

Для того чтобы увидеть трубную резьбу конического типа, вы можете посмотреть фото. На них можно наглядно увидеть, чем и как подобные витки отличаются от других. Фото можно посмотреть на этой же страничке.

В домашних водопроводах сейчас встретить привычные стальные трубы можно разве что там, где капитальный ремонт не делался десятилетиями. Из области бытового применения они вытеснены металлопластиковыми и полипропиленовыми трубами.

С появлением последних с их абсолютной герметизацией соединений из стальной трубы практически перестали делать и стояки, и разнообразные розливы отопительных и водопроводных систем.

Однако там, где нужна повышенная механическая прочность, традиции остаются в силе.

Основных причин для применения традиционного материала сейчас можно назвать две:

• Внешние механические воздействия.
• Высокое давление трубопровода.

Там, где водопровод проходит, к примеру, на небольшой глубине под грунтовой дорогой, его будет разумным сделать именно стальным. Полипропиленовая труба может быть просто расплющена весом проезжающего грузовика.

В некоторых местах использование для сварки является невозможным либо нежелательным. Причиной может стать неудобство доступа или взрывоопасная внешняя среда.

Кроме того, ряд соединений необходимо сделать разборными.

Для соединения труб традиционно используются резьбовые соединения, которые так и называются — трубные. Одна из их ключевых особенностей — сглаженные гребни резьбы — позволяет использовать для обеспечения герметичности таких соединений как быстротвердеющие герметики, так и герметизирующие ленты, и традиционно применяемое в сантехнике органическое волокно — лен.

Виды резьбы

Трубные резьбы делятся на две основных категории:

• Цилиндрические.
• Конические.

Если с цилиндрической резьбой все, кажется, понятно — эти резьбы можно видеть везде и всегда, то что такое коническая и зачем она может быть нужна?

Коническая резьба

Конической называется с диаметрами — внутренним, внешним и средним — уменьшающимся к концу резьбы. Конец трубы с нарезанной резьбой представляет собой в профиль не цилиндр, а конус.

Основных применения у такой резьбы два.

• В случае изношенной или частично сорванной внутренней резьбы резьбового соединения, которое не может быть в силу каких-либо причин заменено полностью.
  Коническая резьба с чуть большим максимальным диаметром может обеспечить на какое-то время герметичность соединения.

Совет: этот метод применяется лишь в качестве временной полумеры. Пример — когда зимой нужно срочно запустить систему отопления, не вызвав ее разморозку. При первой возможности соединение должно быть заменено полностью.

• По тексту ГОСТ 6211 81 резьба трубная коническая используется в случае, когда нужно обеспечить герметичность трубопровода, находящегося под очень большим давлением. Типичный случай — гидравлические системы, приводящие в действие тяжелую технику.

Стандарты

Упомянем и существующие стандарты.

1. Резьба трубная коническая ГОСТ 6211 81 должна обладать профилем с углом 55 градусов. Ее вершины и впадины, как и у , обязательно скругляются.

1. По ГОСТ резьба коническая трубная различается шагом резьбы, причем для каждого диаметра характерен свой шаг. Под шагом понимается количество витков на один дюйм.
2. Трубная коническая резьба ГОСТ 6211 81 имеет, независимо от диаметра, фиксированный угол, на который поверхность конуса отклоняется от оси трубы. Он берется равным 1°47’24». Это соответствует уклону 1:16.
3. Диаметр труб, для которых используются конические резьбы, ограничен шестью дюймами. Для труб большего диаметра используется сварка или фланцевые соединения.
4. По тексту ГОСТ резьба трубная коническая должна обладать фиксированным соотношением среднего, внешнего и внутреннего диаметра с длиной резьбы. При этом разделяются рабочая и полная длина наружной резьбы. Однако допустимы и резьбы меньшей длины. При этом соотношение рабочей длины резьбы к полной длине, которую имеет наружная резьба коническая трубная ГОСТ регламентирует жестко. Логично, в общем — резьбовое соединение, которое держится лишь на двух-трех крайних нитках, может обеспечить герметичность, но явно не будет обладать достаточной прочностью.
5. Обозначение трубной конической резьбы тоже определяется ГОСТом. Туда входит буква R, собственно, и обозначающая, что мы имеем дело с наружной конической трубной резьбой, и размер резьбы. Левые резьбы, как и в случае цилиндрических резьбовых соединений, помечаются буквами LH.
   Внутренняя коническая резьба помечается буквой Rc, внутренняя цилиндрическая — Rp. При чем здесь цилиндрическая? Дело в том, что часто наружные конические резьбы используются в паре именно с цилиндрическими внутренними соответствующего шага.

Давайте остановимся чуть подробнее на том, какое может иметь резьба трубная коническая обозначение в разных случаях.

Использование: способ обеспечивает повышение производительности при нарезании конической резьбы при помощи гребенчатой конической фрезы. Сущность изобретения: способ нарезания конической резьбы заключается в том, что ось конической гребенчатой фрезы 1 устанавливают параллельно оси заготовки 2. Фрезе 1 задают вращение, радиальную подачу на врезание и продольную подачу. Заготовка в процессе обработки вращается с заданной частотой. Отвод фрезы 1 от заготовки начинают до завершения, а заканчивают в момент завершения одного оборота заготовки. За счет этого исключается перебег инструмента. 3 ил.

Изобретение относится к способам нарезания резьбы на наружной и внутренней конических поверхностях. Целью предлагаемого изобретения является повышение производительности обработки за счет сокращения времени на производительности обработки за счет сокращения времени на перебег инструмента. На фиг. 1 изображена схема установки и обработки конических резьб предлагаемым способом; на фиг. 2 - позиция "I" на фиг. 1; на фиг. 3 - схема конической резьбы, полученной предлагаемым способом. Конический многониточный инструмент (см. фиг. 1), например, фреза 1 установлена в отверстие заготовки 2 так, чтобы его ось была параллельна оси резьбы. Угол конуса фрезы совпадает по величине с углом конуса нарезаемой резьбы. Фрезе сообщается вращательное движение резания и движение врезания, благодаря которому фреза занимает свое рабочее положение. Одновременно заготовке сообщается медленное вращение n 3 , а фрезе - согласованное с этим вращением движение подачи S. Величина подачи равна величине шага Р резьбы за один оборот заготовки. Обработка начинается и заканчивается в точке 2 (см. фиг. 3), а в точке 1 начинает осуществляться начало отвода фрезы из зоны обработки. Таким образом в зоне отвода инструмента витки резьбы, которые представляют собой вне зоны "1-2" набор окружностей и переходных кривых в зоне "1-2" отвода инструмента, стыкуются друг с другом. При этом, кривая, по которой располагаются резьбовые витки, очень близка к спирали Архимеда (см. фиг. 3), по которой располагаются витки обычной конической резьбы. Из фиг. 2 видно, что а = Р sin /2, где а - шаг спирали; Р - шаг нарезаемой резьбы; - угол конуса нарезаемой резьбы. Так, например, для резьбы с шагом Р= 1 мм и углом конуса = 3 о, шаг спирали "а" составит величину: а = 1 sin 1,5 о = 0,026 мм Таким образом, погрешность формы витка не превышает 0,026 мм, что вполне можно скомпенсировать при затяжке резьбы и обеспечить ее надежную герметичность. Поскольку фреза шлифуется по наружной поверхности, то угол конуса получается с очень высокой точностью, что обеспечивает хорошее прилегание элементов соединения, а следовательно и его герметичность. Из фиг. 3 видно, что отвод фрезы начинается в точке 1 и заканчивается в точке 2, где и завершается обработка. Отсутствие перебега сокращает путь резания, а следовательно повышает производительность обработки. Таким способом обрабатывается как наружная, так и внутренняя резьба. П р и м е р. Необходимо обработать внутреннюю коническую дюймовую резьбу К2 ГОСТ 6111-52. Эта резьба имеет внутренний диаметр 56,558 мм, угол конуса = 1 о 47"24", рабочую длину свинчивания 19 мм, шаг Р= 2,209 мм. Для обработки такой резьбы используем резьбофрезерный станок и фрезу с углом конуса = 1 о 47"24" и диаметром Д= 50 мм, что позволяет разместить фрезу внутри заготовки. Фрезу вводим внутрь заготовки, закрепленной на станке, сообщаем ей вращение с частотой 350 об/мин, что соответствует скорости резания, допустимой для фрез из быстрорежущей стали. Далее фрезе сообщаем движение врезания на глубину профиля резьбы и, одновременно с этим, заготовке сообщаем медленное вращение П 3 = 20 об/мин, а фрезе осевую подачу, равную одному шагу резьбы на оборот заготовки, т. е. S= 2,209 мм/об. Принимаем зону отвода инструмента, равной 0,2 от оборота, что соответствует значению величины перебега при обычной схема обработки цилиндрических резьб, которое можно реализовать на резьбофрезерных станках.

Формула изобретения

СПОСОБ НАРЕЗАНИЯ КОНИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ, при котором берут гребенчатую коническую фрезу, ось которой располагают параллельно оси вращающейся заготовки, задают фрезе вращение, радиальную подачу на глубину резания, продольную подачу и осуществляют отвод фрезы от заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, отвод фрезы от заготовки начинают до завершения, а заканчивают в момент завершения одного оборота заготовки.