Как задаются размеры конической резьбы: применение и требования к ней

Как задаются размеры конической резьбы: применение и требования к ней

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 стальная 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 лента для изоляции.

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. Плашки для труб бывают двух видов: круглые и раздвижные. Первые используются для нарезки 52 миллиметровой резьбы. Вторые включают в себя две половины, которые сближаются при резке труб. 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.

Коническая трубная резьба

Прочитав наши советы Вы сможете выбрать наилучший вариант резьбы и труб для конкретной Вашей задачи.

На сегодняшний день встретить привычные трубы из стали в домашних водопроводах можно только там, где несколько десятков лет не делался капитальный ремонт. Изделия подобного рода вытеснили из сферы бытового применения полипропиленовые и металлопластиковые аналоги. С появлением труб из полипропилена с их абсолютной герметизацией деталей из стальных материалов почти перестали делать и розливы систем водоснабжения или отопления, и стояки под них.

Но в местах, где нужно добиться высокой механической прочности, традиции не меняются.

Существует две причины для использования традиционного изделия:

• Высокое давление системы;
• Внешние механические нагрузки.

Разумнее делать стальной водопровод в том случае, если он проходит под грунтовой дорогой на небольшой глубине. Полипропиленовое изделие просто расплющит весом проезжающей фуры.

В отдельных местах применение сварки для соединения водопроводных или канализационных труб из стали является нежелательным или попросту невозможным. Это либо взрывоопасная внешняя среда, либо неудобство доступа. Помимо этого, некоторые соединения нужно делать разборными.

Обычно для соединения труб применяют резьбовые соединения, второе название – трубные. Одной из главных особенностей такого соединения является особенная форма гребней резьбы – они сглаженные. Это дает возможность применять для обеспечения герметичности герметизирующие ленты и лен. Рассмотрим подробнее особенности резьбового соединения труб.

Виды резьбы труб

Трубная резьба бывает двух видов: коническая и цилиндрическая. Со вторым вариантом все, вроде бы, понятно – резьбу такого типа можно видеть всегда и везде. Что же такое коническая трубная резьба?

Коническая трубная резьба

Основной повод применять коническую трубную резьбу — это те места, где полностью трубу заменить невозможно.

Трубная резьба с уменьшающимися диаметрами к концу резьбы называется конической. При этом конец трубы с такой резьбой в профиль выглядит не как цилиндр, а как конус.

У конечной резьбы есть два основных способа применения:

1. При частично сорванной или изношенной внутренней резьбе резьбового соединения, которое нельзя полностью заменить в силу определенных причин. На какое-то время коническая резьба с немного большим максимальным диаметром может обеспечить герметичность соединения. Интересно, что такой способ используется только как временный выход из ситуации, например, когда в зимнюю пору необходимо срочно запустить отопительную систему и не вызвать разморозку. Соединение при первой же возможность нужно заменять;
2. Резьба трубная коническая по тексту ГОСТ 6211 81 применяется в случае, когда необходимо организовать герметичность трубопровода, который находится под большим давлением. Ярким примером такого трубопровода является гидравлическая система, приводящая тяжелую технику в действие.

Стандарты конической трубной резьбы

Рассмотрим существующие на сегодняшний день стандарты:

• Изделие ГОСТ 6211 81 вне зависимости от диаметра имеет фиксированный угол, на который от оси трубы отклоняется поверхность конуса (должен соответствовать уклону 1:16);
• Профиль конической трубной резьбы ГОСТ 6211 81 составляет угол 55 градусов. Вершины и впадины трубы, как и у цилиндрической, обязательно скругляют;
• Коническая резьба по ГОСТ должна обладать фиксированным соотношением внутреннего, внешнего и среднего диаметра с собственной длиной. При этом разделяют полную и рабочую длину наружной резьбы. Резьбы меньшей длины также допускаются, при этом соотношение рабочей длины к полной жестко регламентируется. По сути, логично – резьбовое соединение, которое держится только на 2-3 крайних нитках, не сможет обеспечить идеальную прочность;
• Диаметр изделий, для которых применяются конические резьбы, ограничивается 6 дюймами. Если труба имеет больший диаметр, желательно использовать фланцевые соединения или сварку;
• Трубная коническая резьба по тексту ГОСТ различается шагом резьбы. Необходимо отметить, что для каждого диаметра характерен свой шаг, при этом под шагом принято понимать количество витков на дюйм;
• ГОСТом определяются и обозначения конической резьбы. Буква R обозначает, что перед нами коническая наружная трубная резьба, затем идет её размер. Как и в случае с цилиндрическими резьбовыми соединениями, левые резьбы помечают буквами LH.

Внутреннюю цилиндрическую резьбу помечают Rp, внутреннюю коническую – Rc. Спросите, а при чем тут цилиндрические? Суть в том, что наружные конические резьбы часто применяются именно вместе с цилиндрическими внутренними такого же шага.

Разберемся с обозначениями, которые могут находиться на конической трубной резьбе.

Обозначения конической трубной резьбы

В связи с тем, что в данном случае могут соединяться резьбы разных типов, резьбовое соединение обозначается дробью, при этом знаменатель – внешняя резьба, числитель – внутренняя. Таким образом, Rp/R ¾ LH представляет собой левое резьбовое соединение, которое включает внутреннюю цилиндрическую резьбу и наружную диаметром ¾ дюйма.

Само собой, при соединении резьбы разного типа необходимо максимально ограничивать свой энтузиазм в вопросе приложения силы, чтобы не переусердствовать.

Все о многоликой трубной конусной резьбе: 5 секретов использования

Классификация резьбовых соединений весьма обширна. Даже если рассматривать отдельный случай, например, трубную нарезку в форме конуса, то и здесь не обойтись без уточнения ее особенностей и типов. Конические резьбы используются 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.

Виды и классификация: дюймовая Fanuc и другие

• 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.

Еще один этап классификации, позволяющий выполнять точный подбор и расчет конической резьбы для взаимозаменяемых элементов, разделяет ее на две группы по частоте витков:

• 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 (½ʺ 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).

Коническая трубная резьба: особенности и маркировка

При соединении труб обычно используется резьба. Она представляет собой насечки, которые выполняются на внутренней и наружной части элементов для последующей стыковки путем закручивания. При этом существует специальный ГОСТ 6211 81 на трубную коническую резьбу, позволяющий стандартизировать этот тип соединения для простоты эксплуатации.

Любительское фото соединительной муфты с наружной резьбой цилиндрического типа

Особенности и маркировка

Для начала необходимо сказать о том, что существует множество видов подобных типов соединений. Они отличаются по форме зубцов, ширине шага и длине, но принцип работы их остается одинаковым. Учитывая это, делается трубная коническая резьба по ГОСТу и специально маркируется, чтобы мастера могли отличать все эти типы.

Метчики для нарезки внутри трубы или отверстия маркируются в соответствии с типом изготавливаемого вида соединения

Преимущества

Прежде всего, необходимо сказать о том, что именно данный вид резьбы больше всего подходит для труб. Дело в том, что при закручивании острие конуса немного заминается, обеспечивая хорошую плотность стыка и герметизацию. Однако инструкция по эксплуатации не рекомендует постоянно разбирать и собирать этот тип соединений, поскольку это приведет к выработке.

Принцип изготовления наружной нарезки ручным методом, с использованием плашки и специального воротка

• В отличие от других типов подобных элементов такую резьбу можно легко изготовить самостоятельно. Для этого просто понадобится соответствующая плашка или метчик. Другие же резьбы очень трудно создавать своими руками, особенно если их создают на материале большого диаметра.
• Стоит отметить, что для самостоятельного изготовления такого типа соединений необходимо приобрести соответствующий инструмент. Его цена может показаться довольно большой, но такая стоимость вполне оправдывает себя за все время эксплуатации.

Самостоятельно легко нарезать изделия из конструкционной и углеродистой стали, но при наличии заготовок из легированного или каленого материала могут возникнуть трудности связанные с необходимость прикладывать больше сил

• Необходимо упомянуть и о том, что данный тип наружной резьбы отлично подходит даже к внутренней прямоугольной насечке. Поэтому ее используют чаще всего.

Совет!
Профессиональные мастера стараются избежать работы по самостоятельному изготовлению резьбы.
Это связано с тем, что намного проще заплатить за эту работу при покупке труб, заранее просчитав расположение, чем в неудобном месте делать это при помощи обычной плашки или метчика.

Размеры и маркировка данных типов нарезки в соответствии с ГОСТом, представленные в виде схемы соединения и таблицы с указанием всех допустимых данных

Маркировка

Прежде всего, данный тип соединения обозначают буквой R. При этом для внутреннего изделия к маркировке добавляют литеру С. Поэтому, трубная коническая резьба RC1 2 говорит о том, что она расположена внутри и имеет размер 1/2, что также определяет номинальный диаметр.

Различные виды нарезки на трубах и других элементах

Стоит отметить, что обычно шаг, высота и длина такого соединения зависят от диаметра и увеличиваются пропорционально вместе с ним. Поэтому нет смысла запоминать все обозначение трубной конической резьбы, поскольку намного проще воспользоваться специальной справочной литературой.

Также все водопроводные системы выпускают с одинаковыми параметрами таких насечек, а значит, просто достаточно подобрать изделия с соответствующим диаметром.

Совет!
Приобретая фитинги или трубы для канализации с готовой резьбой, стоит сразу проверить совместимость всех элементов, что также позволит убедиться в качестве изготовления.

Угол наклона при изготовлении конической резьбы позволяет осуществлять плотное соединение практически с полной герметизацией

Рекомендации мастеров

• Обычно размеры трубной конической резьбы подбирают в соответствии с ее диаметром, поскольку они соответствуют оптимальным критериям соединения. Поэтому не стоит заниматься самодеятельностью и искать инструмент для создания другого сечения. Это практически невозможно и очень непрактично.

Стоит отметить, что инструмент для создания подобной резьбы значительно отличается по своей форме от того, который используют для других типов нарезки

• При самостоятельном изготовлении резьбы стоит использовать небольшое количество машинного масла, чтобы облегчить ход метчика или плашки по металлу трубы.
• Когда делается резьба необходимо сразу удалять стружку, чтобы она не попала на режущую поверхность и не порвала нить.

Подробные чертежи ниппельной системы с муфтой, где будет использовано соединение, основанное на данном типе нарезке

• Для работы используют несколько метчиков или плашек, которые соответствуют черновой и чистовой обработке материала.

Профессиональные мастера или слесаря, которым постоянно приходится сталкиваться с подобными работами рекомендуют приобретать для данных целей соответствующие наборы, но при этом обязательно необходимо проверить качество металла, из которого они изготовлены

Вывод

Ознакомившись с видео в этой статье, можно более подробно узнать о данных типах соединения и их видах. При этом стоит сделать вывод о том, что хотя эта работа довольно проста, но все стараются избежать ее, особенно если используется ручной инструмент. Намного проще, качественнее и быстрее произвести нарезку при помощи станка.