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
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:
- Метрическая (с углом профиля 60º) – наиболее распространенный вид соединений, применяемых в нашей стране при производстве нового оборудования.
- Дюймовая (α=55º), 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 (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).
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.
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).
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.