Коническая резьба для чего

Коническая резьба для труб

Коническая трубная резьба – это специальный вид разъёмного соединения представляющего собой спиралевидные канавки, нанесённые на коническую поверхность трубы или стального стержня. Данный вид соединений применяется при повышенных требованиях к надежности и герметичности. Рассмотри основные параметры данных соединений, а также способы соединения с другими типами резьб.

Характеристики конической трубной резьбы

Чтобы обеспечить правильное соединение труб на каждой из них нарезается необходимый вид резьбы – наружный или внутренний. Конусность соединения составляет 1:16, угол профиля 55°. Чаще всего применяются дюймовые конусные резьбы, но в последнее время широкое применение получили и метрические. Резьба имеет выступ и канаву с двумя боковыми сторонами, сходящимися на вершине.

Основные параметры резьб:

Как обеспечить нестандартное коническое соединение

При необходимости обеспечить соединение конической наружной и цилиндрической внутренней резьб без переходников можно воспользоваться стандартом ТКР, основой которого является BSW. Здесь следует учесть, что в отличие от других стандартов, размер представляет собой не фактическое сечение, а условный проходной диаметр трубы. Длина соединения от основной плоскости до торца составляет от 4 до 28,6 мм., общая рабочая протяженность – от 6,5 до 40 мм.

В соответствии с ГОСТ допускается, что длина резьбового соединения может быть меньше чем указано в стандарте. Следует учесть, что наружный диаметр трубной резьбы определяется эмпирически, а отклонения среднего диаметра возможны в пределах от 0,9 до 3,5 мм.

Сфера применения

Несмотря на более высокую сложность изготовления в сравнении с цилиндрическим резьбами, конические трубные соединения широко применяются в современной технике. В первую очередь для соединений работающим под высоким давлением. Это гидравлические системы и оборудование, трубопроводы подачи масла, охлаждающих жидкостей и воздуха к станкам и другому оборудованию. Для соединений широко используются специальные переходники с цилиндрических на конические резьбы, расширяя возможности использования данных стандартов.

Источник

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

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

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:

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

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

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:

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).

Источник

Дюймовая коническая резьба

Дюймовая коническая резьба – вид резьбы, при котором все выступы располагаются на конической поверхности по винтовой линии. Все её параметры выражаются в дюймах (1 дюйм равняется 25,4 мм или 2,54 см).

Особенности дюймовой конической резьбы

Дюймовая коническая резьба нашла своё применение в промышленном секторе Европы и США. Этот вид нарезки используется для изготовления муфт, угольников, тройников, контргаек и иных трубных соединений. Благодаря своей прочности, коническая резьба применяется в производстве шестерней для компаса, винтовых конструкций и креплений для создания сантехнического оборудования, бытовой техники и вычислительных машин, включая ПК.

Эта разновидность нарезки обладает следующими особенностями:

Этот вид не может объединяться с цилиндрическим видом резьбы, создавая особые соединения. Это обусловлено разными значениями углов профилей. Если угол дюймовой конической резьбы равняется 55°, то угол цилиндрической нарезки по стандарту равен 60°.

Главным преимуществом конической резьбы является деформация витков, что обеспечивает высокую непроницаемость соединения.

Это свойство обусловлено конусной формой винтовой поверхности. Во время натяжения витки уплотняются, образуют прочное, непроницаемое соединение и герметизируют внешние впадины труб и крепительных конструкций. Эта особенность автоматически исчезает при демонтаже или повторном создании витков.

Большая часть параметров дюймовой конусной резьбы обозначена в специальных нормативных справочниках, где в табличной форме записаны размеры и другие технические характеристики. Разработка всех деталей и зазоров должна выполняться в рамках установленных значений. В противном случае конструкции не смогут крепко совместиться друг с другом. Механизмы, связанные при помощи этого типа нарезания, легко реконструируются и монтируются из-за устранения внешних дефектов и деформаций соединений посредством плотного расположения всех витков.

Отличия от метрической резьбы

Одним из самых первостепенных различий между метрической и дюймовой резьбой являются единицы измерения. Если в первом случае все числовые значения характеристик высчитываются в миллиметрах, то во втором – при помощи дюймов. Значения таких показателей, как ход и шаг, будут колоссально различаться при пересчёте из одной единицы измерения в другую. По этой причине меняется соотношение между диаметром и высотой нарезки. Есть выраженные отличия и в форме профиля, заключающиеся в разности градусных мер углов при вершинах. Градусная мера подобных углов при метрической резьбе равняется 60°, при дюймовой – 55°.

Незначительные отличия есть и в способе измерения некоторых параметров. Процесс происходит по идентичным правилам. Человек должен взять один из измерительных приборов (гребенки, резьбомер, микрометр, штангенциркуль) и произвести расчёты плотности посадки вкрученного болта. Но для каждой разновидности понадобятся приборы с совершенно разными калибрами.

Отличия существуют и в технологии нарезки. Метрическая нарезка происходит как с наружной части детали, так и во внутренней. Для осуществления этого процесса используются метчики и плашки. Дюймовая коническая резьба создаётся при помощи зажима комплектующей в тисках и ввинчивающих движений метчика. Необходимо обращать внимание на строение профиля и местоположения винтовых проходов.

Технологии нарезки

Чаще всего нарезка производится при помощи механического станка. Заготовка располагается на станке в вертикальном положении. Механический станок обрабатывает заготовку при помощи резьбовых инструментов – резцов, изготавливаемых из прочных железных сплавов. Внутренняя нарезка производится резцами изогнутой формы, наружная нарезка осуществляется резцами прямой или выгнутой формы. Чтобы получить максимально точную резьбу на механическом станке, нужно правильно соотнести частоту оборотов заготовки и угол воздействия резцов, учитывая параметры производительности станка.

Чтобы осуществить внутреннее нарезание вручную, необходимо создать отверстие в детали при помощи сверления.

Нарезка производится посредством метчиков – стержней с режущими кромками. Метчики подбираются, исходя из диаметра и шага, и закрепляются в тисках. Изначально используется черновой метчик для придания приблизительных размеров. После применяется чистовой метчик, посредством которого изделию придаются точные формы, в соответствии с заданными параметрами. Внутренняя резьба выполнена правильно только в том случае, если болты ввёртываются в трубу легко и плотно.

Наружное нарезание также может осуществляться вручную при помощи плашки. Этот инструмент закрепляется винтами на плашкодержателе, к нему прикрепляется стержень. Плашка должна находиться под углом 90° относительно оси нарезаемой детали. Далее мастер производит несколько переменных оборотов плашки до тех пор, пока не будет достигнута точная длина заготовки. Правильность выполнения наружного нарезания проверяется калибрами или гайками.

Маркировка и классы точности

В соответствии с ГОСТом 6111-52, дюймовая коническая резьба делится на 3 класса точности, обозначаемые цифрами от 1 до 3. После цифровых значений ставится буква, обозначающая тип нарезания (A – внешняя, B – внутренняя). К 1 классу относятся резьбы с низкой степенью точности нарезания. Представителями 2 категории являются резьбы средней степени точности. К 3 классу относятся варианты высокой точности, выполняемые по строгим нормативам.

Для определения качества изделия необходимо изучить его номенклатуру с обозначениями. Вид нарезки обозначается отдельной буквой. Например, символ R обозначает дюймовую конусную резьбу. После него следует значение диаметра, выраженное либо целым числом, либо дробью. Символы L (Left) и R (Right) указывают направление витков. В конце маркировки пишется длина свинчивания. В некоторых обозначениях дополнительно пишется класс.

Для правильной маркировки изделия нужно изучить его качества. Для измерений идеально подходят калибры, определяющие множество характеристик дюймовой резьбы. Но в большинстве случаев эти цифры являются табличными величинами. В редких случаях люди прибегают к использованию линеек. Стоит учитывать единицу измерения резьбы, чтобы правильно определить обозначение.

Таблица размеров

Табличный регламент ГОСТ 6111-52 устанавливает размер и другие характеристики нарезки. В следующей таблице представлены значения этого ГОСТа для дюймовой конической резьбы с углом профиля 60°:

Несмотря на то, что сейчас дюймовая конусная резьба не пользуется широкой популярностью среди рядовых производителей, она применяется в производстве комплектующих для разнообразной электротехники.

Этот вид имеет множество преимуществ, по сравнению с метрической резьбой. Он располагает прочностью и лёгкостью конструкции. И в будущем его потенциал будет раскрыт во многих отраслях, особенно в сфере по изготовлению пластиковых и металлических соединительных механизмов.

Источник

Характеристики и особенности конической резьбы

Коническая резьба выполняет одновременно крепёжную и уплотнительную функции. Поэтому её используют в трубопроводах с повышенным давлением транспортируемой среды. Применяется в воздухо-, масло-, топливопроводах, а также других системах, где требуется повышенная герметичность соединений, надёжность.

Описание

Трубная коническая резьба имеет аналогичный профиль с цилиндрической, но отличается уменьшением диаметра от начала нарезки до торца детали. Конусность выполняется в пропорции 1:16.

Создание дюймовых коническо-цилиндрических соединений невозможно. Поэтому дюймовые востребованы только для решения специфических задач.

При накручивании гайки уплотнение достигается за счёт плотного прилегания нарезанных канавок по причине увеличения диаметра от конца к середине детали. Поэтому её применяют в трубопроводах высокого давления.

Характеристики

Требования ГОСТ

Основные требования ГОСТ 6111-52:

Требования ГОСТ 6211-81

Величины среднего d₂ и внутреннего d₁ диаметров должны быть вычислены по формулам:

где d — наружный диаметр;

Обозначение на чертежах

Обозначение трубной конической резьбы:

На чертеже обозначение выносят при помощи выноски на полке, стрелка указывает на основную линию. Длины нарезки не указываются, поскольку является стандартной. Коническая резьба указывается в виде дробной величины: числителем выступает маркировка внутренней нарезки, а знаменателем — наружной.

Основная плоскость резьбы обозначается сплошной тонкой линией.

Оборудование

Для нарезки потребуется подготовить следующий инструмент:

Принципы нарезки

При нарезке нужно учитывать ряд особенностей:

Конические метчики отличаются удлинённой формой заборной части и неполной резьбой, которая дополнительно выполняет калибрующую роль. В верхней части они имеют квадратное сечение, на режущей части сделаны продольные канавки для удаления стружки.

Для нарезки на токарных станках применяют головки с резьбонарезными плашками. Особенностью конструкции инструмента является автоматическое раздвигание плашек в процессе работы. Благодаря этому достигается высокая точность обработки и обеспечивается оптимальная производительность.

В некоторых случаях применяют накатные ролики. Точность нарезки ниже, чем в случае применения головок, а сложность работ выше.

Для настройки токарного станка достаточно выставить низкие обороты вращения шпинделя и связать с ними смещение суппорта. Правило настройки: один оборот шпинделя должен соответствовать перемещению суппорта на расстояние шага резьбы.

На токарно-винторезных станках выполнить настройку просто, поскольку доступно много комбинаций сцепления на коробке передач. При необходимости возможна нарезка резьбовых канавок нестандартных размеров.

Источник

Коническая трубная резьба

Ответственные узлы конструкций, механизмов имеют повышенные требования по обеспечению герметичности. Для этой цели используется коническая трубная резьба. Применение такого вида соединения гарантирует необходимую герметичность при сборке трубопроводов высокого давления, механизмов гидравлики. Выполняется такая резьба с помощью специальных инструментов, обеспечивающих нужный угол конуса, форму профиля. При соединении деталей обеспечивается более плотное их прилегание. Конические резьбовые соединения встречаются и в бытовых сантехнических приборах, системах водоснабжения и газовых коммуникациях.

Параметры конической трубной резьбы

Данный вид соединений обозначается исключительно в дюймах. Указываются значения в целых и дробных частях. Профиль конической трубной резьба отличается от стандартного дюймового аналога. Угол при вершине составляет 55° в первом случае и 60° во втором. В отдельных случаях допускается соединения обоих видов. Условия определены в ГОСТ 6211–81. В § 4.7 сказано, что в этом случае можно использовать наружную трубную коническую резьбу совместно с цилиндрической внутренней. Номинальные значения должны совпадать. Например, диаметр 1½ должен быть одинаковым у обеих деталей. Внутренняя трубная дюймовая коническая резьба не соединяется наружным цилиндрическим элементом.

Если в обозначении стоят буквы LH, то значит направление вращения левое. Конусность — 1° 47′ 24″. Это значение дает соотношение длины резьбы к разнице диаметров как 1:16.

Этот параметр одинаков для всех видов конической трубной резьбы, а вот шаг существенно отличается. Исторически принято измерять его в количестве ниток на дюйм. Но в процессе эволюции производства некоторые значения не соответствуют указанным данным. Поэтому вся дюймовая резьба сегодня имеет расшифровку в привычных европейских стандартах. Метрическая система измерения гораздо удобнее в работе.

Ниже указаны соответствия дюймовых номиналов аналогам в мм:

У конической трубной резьбы различают три диаметра: наружный, внутренний и средний. Чертеж соединения выполнен в виде трапеции. Ее основание — наружная резьба, вершина внутренняя. Среднее значение вычисляется математически. Оно примерно соответствует размерам обычной цилиндрической дюймовой резьбы. Это важно знать при совмещении различных типов соединения. То есть, когда конусная деталь вкручивается в обычную дюймовую резьбу, то вначале вращения соединение получается прослабленное. К середине длины оно уплотняется, дальше движение производится с увеличивающимся натягом. Преимущества конуса часто используется в стандартных соединениях при прослабленной внутренней резьбе. Если деталь изношена и внутреннее отверстие становится больше нормы, то можно заменить цилиндрический элемент. Угол конуса компенсирует прослабление по диаметру.

Следует знать, что при подготовке деталей к обработке необходимо учитывать припуски. Делая конус на входящей детали ориентируются на наружное значение диаметра по таблице. Затем проверяют длину заготовки и лишь потом делают нужный уклон. На токарном станке выставляют угол на верхней каретке суппорта. Второй вариант — использование фасонного резца. В обоих случаях придется делать ручную настройку, и точно выставить режущий инструмент сложно, поэтому обязательно проверяют угол специальным калибром.

Угол вершины профиля 55° выбран не случайно. Это гарантирует лучшую герметизацию соединения. При закручивании происходит притирка деталей с легким заминанием профиля. Однако применять силу при сборке не рекомендуется. Конусность деталей приводит к тому, что вектор нагрузки направлен наружу. Деталь может просто разорвать при избыточных усилиях. Особенно, если толщина элемента с внутренней резьбой небольшая. Не рекомендуется применять технологию на тонкостенных латунных и алюминиевых деталях. Об этом нужно помнить, когда решено сочетать трубную коническую и трубную цилиндрическую резьбу, которая не рассчитывалась при производстве на такой вид нагрузки.

Способы нарезки конической трубной резьбы

В отличие от стандартной цилиндрической резьбы, где диаметр одинаков на протяжении всей длины детали, коническая делается с учетом особенностей соединения. Выполняют ее на станках, допускающих движение суппорта под заданным углом, либо с помощью слесарных приспособлений: плашек и метчиков. При нарезании конических резьб важно точно соблюдать направление движения и положение инструмента. Контролируют процесс с помощью угольника. Отклонения серьезно ухудшают качество и резьбу уже нельзя использовать в ответственных соединениях. Рабочий инструмент может состоять из комплекта метчиков, плашек с указанными на них номерами.

Как нарезать резьбу самостоятельно? Прежде всего необходимо надежно зафиксировать деталь в тиски с таким расчетом, чтобы обеспечить доступ измерительного угольника. Если есть сверлильный станок, то достаточно без перекосов зажать ее. Когда используется дрель, то проконтролировать угол сложнее. Можно воспользоваться дополнительными приспособлениями, например, кондуктором или направляющей муфтой. Особую аккуратность следует проявить при чистовом проходе коническим сверлом или разверткой. Точно выполненное отверстие позволит метчику правильно сделать заход. Когда уклон наружного конуса детали соответствует указанному углу, то плашка легко самоориентируется по нему и резьба получится качественной.

Оборудование для нарезки

В практической деятельности обычному слесарю не часто приходится делать коническую резьбу, если специфика производства не связанна с изготовлением деталей с таким видом соединений. Домашний мастер сталкивается с этой операцией еще реже. Помощником в работе станет таблица определения диаметров.

Наибольший диаметр конуса обозначают d_o, а наименьший d_c. Для облегчения захода инструмента делается фаска. В цилиндрическом отверстии сделать метчиком нарезку сложно и долго. Для снижения трудоемкости и ускорения операции используют конические сверла и развертки нужного размера. Если инструмент комплектный, то сначала берут метчик или плашку с номером 1. Это черновая резка. Затем проходят инструментом №2. Иногда в комплекте может быть 3 вида метчиков. В цветных металлах коническая резьба может делаться за один проход, если использовать смазочно-охлаждающие жидкости. Работая со сталью желательно проходить отверстие последовательно всеми метчиками.

На плашках указано направление конуса. Если соответствующего значка нет, или есть непонятная аббревиатура, то нужно ее с обеих сторон замерить штангенциркулем.

Увидеть конус можно и по губкам для внутренних измерений. Достаточно их вставить вовнутрь и будет виден уклон на плашке относительно параллельных губок штангенциркуля. Конусные плашки шире обычных, поскольку они должны полностью перекрывать длину обрабатываемой детали. Работать ими тяжелее. Нагрузка распределяется по всей режущей поверхности, поэтому используют мощный вороток с длинными рукоятками, либо удлиняют их для создания рычага. Обозначается машинная плашка 2684-0015, ручная 2684-0015р. Все характеристики указаны в ГОСТ 6228-80. Метчик имеет аббревиатуру 2680-0016. Технические характеристики описаны в ГОСТ 6227-80.

Конические соединения используется в ответственных узлах, поэтому требования в чистоте обработки поверхности высокие. Добиться ее можно только при использовании качественных смазочно-охлаждающих жидкостей. Выбор составов широк. Но если профессиональных материалов под рукой нет, то в домашних условиях можно для работы использовать животный жир. По своим характеристикам он отлично подходит для этой цели. Многие опытные мастера часто его используют в своей практике. Он гарантирует хорошее скольжение, качественную резку металла без сколов.

Режущий инструмент изготовляется из инструментальных, быстрорежущих сталей. В ГОСТе указан рекомендуемый ресурс плашек и метчиков. Рассчитывается он для инструмента из сплава Р6М5 по заготовкам из стали 45. Плашка должна гарантированно выполнить обработку от 125 (более 1 дюйма) до 225 (менее дюйма) наружных резьб, соответствующих требованиям ГОСТ. Соответственно, если в работе используются более прочные сплавы деталей, то ресурс уменьшается. Для проверки качества обработки, геометрических размеров и соответствия профилю используются специальные шаблоны — калибры. Такие же приспособления применяются при заточке резцов для токарных станков.

Как обозначаются соединения деталей с резьбой

Все характеристики трубной конической резьбы указаны в ГОСТ 6211–81. Отечественные стандарты совместимы с зарубежными аналогами: ISO R7, DIN 2999, BS 21, JIS B 0203. Обозначается этот вид резьбы английскими буквами R (наружная) и Rc (внутренняя). В ГОСТе описывается профиль, размеры и допуски соединения. Детальный чертеж показывает характерные особенности соединения. Дополнительные приложения регламентируют подготовку деталей для работы. Сводная таблица основных параметров трубной резьбы является основанием для контроля качества и размеров изделия.

Особое внимание уделяется тому, как делается обозначение соединения. Если используется два вида резьбы, то записываются они в виде дроби. Числитель — это внутренняя, знаменатель наружная часть соединения. Например, Rp/R 3/4 LH. Это означает, что резьба левая, номиналом три четверти дюйма, внутренняя цилиндрическая, а наружная коническая трубная. Совмещение разных видов часто используется в ремонтной практике. Так восстанавливают работоспособность сантехнических, газовых приборов. Конусная резьба предпочтительнее там, где нужна надежная герметизация.

Источник