×

Резьбовое соединение труб

Резьбовое соединение труб

Резьба — один из наиболее популярных видов соединений металлических изделий, широко используемый в быту и во всех областях народного хозяйства. Посредством резьбы стыкуют детали машин и механизмов, различные виды трубопроводной арматуры и сами трубы, при этом к самому соединению предъявляются различные эксплуатационные и физические требования.

Из-за разницы в материалах, типах и назначении соединяемых элементов, используются различные виды резьбы. Их знание и методы нарезания могут быть полезны не только специалистам узкого профиля, но и домашним умельцам при изготовлении в бытовых условиях различных приспособлений.

резьбовые соединения

Трубы и детали с различной резьбой

Что такое резьба и ее виды

Резьбой называют винтовую нить на элементах с поверхностью в форме цилиндров или конусов. Главными размерными параметрами резьб являются:

Шаг. Расстояние между соседними идентичными участками профиля. Шаг задается в миллиметрах до тысячных долей и числом витков на дюйм (25,4 мм) в виде натурального числа.

Наружный диаметр. Соответствует окружности, описанной вокруг внешних гребней и канавок между витками изнутри. Равен размеру внешнего цилиндра (конуса) до нанесения резьбы.

Внутренний диаметр. Равен цилиндру, описанному по углублениям во внешней резьбе и выступам во внутренней (размер отверстия в гайке перед резьбовой накаткой).

Ход. Расстояние от любой точки (на боку стенки гребня, вершине, впадине) до ее положения при повороте детали на 360°. В однозаходных ход равен двойному шагу, в многозаходных типах — произведению шага на количество параллельных нитей.

Глубина. Расстояние от самой верхней точки гребня до углубления в основании.

Угол профиля. Принимается равным профильному углу гребня, приводится в градусах.

Угол подъема. Для конических резьб показывают угол их подъема по поверхности основы.

резьба метрическая

Резьба метрическая – схема и форма сечения

Виды резьб

В зависимости от технологии нанесения, назначения, параметров исходных деталей, применяется классификация резьбы по:

  • размещению на поверхности: внутренняя и наружная резьба;
  • направлению винтовой нити: правая и левая;
  • количеству заходов: однозаходная и многозаходная (двух-, трех-), определяется по числу входов на торцевой стороне элемента;
  • профилю зубцов: треугольная, трапецеидальная, прямоугольная, круглая и прочие;
  • форме поверхности основы: цилиндрическая и коническая;
  • предназначению: крепежная, ходовая (передает движение), крепежно-уплотнительная и прочие;
  • единицам размеров: метрическая, дюймовая, трубная.
Схемы трубных резьб

Схемы трубных цилиндрической и конической резьб

Где какая используется

Стоит отметить, что все резьбовые соединения выполняют ряд различных функций и к ним предъявляются разные требования, чем и обусловлены их следующие области применения:

Метрическая. Из-за треугольной с острой кромкой формы гребня не является герметичной. Ее разновидности с крупным шагом используют в машиностроении благодаря высокой износостойкости и низким требованиям к погрешности изготовления. Насечка с мелким шагом применяются для стыковки (скрепления) элементов с тонкими стенками, подверженных воздействию переменных нагрузок. Она прочнее крупношаговой из-за мелких углублений и надежнее в затяжке — в стыке присутствует большее число витков.

Дюймовая резьба. Крепежный тип с треугольным гребнем и обрезанной верхней кромкой нитей, применяется в импортных автомобилях, оборудовании, различных технических устройствах. В быту дюймовая нарезка встречается на болтах из иностранной бытовой, компьютерной техники.

Трубная. Резьба крепежного назначения с профилем в форме треугольника и скругленной вершиной зубцов. Широко используется под резьбовые соединения трубных участков и подсоединения к ним оборудования, запорной, регулирующей и прочей арматуры. Обеспечивает отличную герметичность стыка, благодаря чему данный тип насечки широко используют в трубопроводах для транспортирования жидкостей и газов.

Высокая герметизация стыков в трубной резьбе связана с возможностью использования уплотнительных материалов, которые не прорезаются острыми кромками зубцов.

Трапецеидальная. В отличие от выше рассмотренных типов, является ходовой, зубцы имеют форму конуса с углом стенок в 30°. Используется на поверхности винтов, передающих возвратное и поступательное движение узлам и деталям механизмов (ручные гидравлические прессы прокатные станы, артсистемы), в запорной и регулирующей арматуре.

профильная нарезка

Основные формы профильной нарезки на металл

 

Упорная. Еще одна разновидность передающей движение ходовой резьбы, рассчитанной на эксплуатацию с высокими механическими нагрузками. Ее зубцы по ГОСТ 10177-82 имеют сечение в форме неравнобокой трапеции и с углами уклона в 30° и 3°, при этом сторона с малым углом является рабочей. Применяется в вертикальных домкратах, ручных прессах.

В ГОСТ 13535-87 приведены характеристики другой упорной нарезки с углами уклона сторон трапеции в 45° и 3°.

Прямоугольная. Нестандартная резьба (нерегламентированный ГОСТ специальный тип) профильное сечение которой имеет форму прямоугольника. Применяется в механизмах для передачи перемещения, где необходимо исключить возможность самоотвинчивания.

Круглая. Круглая или резьба Эдисона используется в электротехнической промышленности для изготовления цоколей ламп освещения и других приборов. Ее форма и прочие параметры регламентированы ГОСТ 6042-83.

Стоит отметить, что описанные выше разновидности рядовой потребитель встречает в быту наиболее часто. В реальности существует около 30 разнообразных резьб, которые применяют в гидравлической технике, нефтегазодобывающей промышленности и других отраслях народного хозяйства.

маркировка

Типы резьб — сводная таблица нормативных актов и маркировка

 

Чем отличается дюймовая резьба от метрической

Для любых видов резьб существует основное правило — их шаг напрямую связан с диаметром изделий. То есть, как труба больших габаритов не может иметь мелкую нарезку, так и стенки маломерного изделия будут просто прорезаны при нанесении насечки с крупным шагом.

Поэтому главными размерными характеристиками любой резьбы является ее диаметр и шаг, задаваемые в миллиметрах или дюймах.

Дюймовая и метрическая резьба имеют следующие отличия:

  1. Разные единицы задания размеров. Для метрической размерной единицей служит миллиметр, для дюймовой – дюйм и его доли (1 дюйм равен 25,4 мм), наименьшим показателем которых является 1/16 часть.
  2. Шаг дюймовой накатки задается числом ниток на один дюйм (от 3-х до 24-х), количество которых уменьшается с увеличением габаритов детали.
  3. Метрическая, в отличие от дюймовой, имеет иной профиль резьбы в форме равностороннего треугольника с острой вершиной и углом 60°. У дюймовых типов верх треугольника обрезан, а сам он имеет угол в 55°.
  4. В нормативных документах на оба вида резьб указаны их стандартные типоразмеры в окружности и шаг. К тому же нормативы разрабатывались в разные года и не стояла задача привязать их друг другу. Поэтому логично предположить, что из-за различных систем измерения в единицах, долях миллиметров или дюймов, типоразмерный ряд каждого из видов никак не может совпасть.

Из перечня рассмотренных отличий несложно сделать вывод, что в двух приблизительно одинаковых деталей, на которые нанесена метрическая и дюймовая резьба, невозможно получить прочное резьбовое соединение.

типоразмеры

Таблица некоторых типоразмеров метрической резьбы по ГОСТ 24705-2004 (крайние значения диапазона)

Таблица размеров дюймовых и метрических резьб

ГОСТ 24705-2004 регламентирован диаметр метрической резьбы от 0,25 до 630 мм при шаге от 0,075 до 6 мм. Так же в таблицах указан их средний, внутренний и внутренний по дну канавки диаметр.

По ОСТ НКТП 1260, утвержденным Народным Комиссариатом Тяжелой Промышленности в 1937 году, дюймовая резьба в окружности бывает размеров от 3/16 до 4 дюймов при стандартном числе ниток от 24 до 3.

В таблице дополнительно указаны наружные средние и внутренние диаметры нарезки, зазоры и высота профиля.

Виды трубной резьбы

Для задания размеров трубных резьб используется специальная единица — трубный дюйм, равная 33,249 мм. Размеры в окружности указываются в долях от этого показания, наименьшим из которых является 1/16. Отечественные производители при выпуске изделий используют следующие разновидности резьб, регламентированные соответствующими госстандартами.

Цилиндрическая трубная резьба: особенности, обозначение размеры

Вид профильного сечения, основные размерные параметры и нормы допусков для трубных резьб регламентируются ГОСТ 6357-81. В таблицах нормативного акта приведены следующие данные:

  • Четыре типоразмера шага в целых с тысячными долями миллиметров.
  • Количество шагов в одном дюйме (25,4 мм) длины, их типовое число 11, 14, 19, 28.
  • Размерные характеристики треугольника зубца и его отдельных фрагментов.
  • Радиусы закругления вершины зубца и канавки.
  • Рекомендуемые длины свинчивания, разделенные на две группы — нормальные N и длинные L.
  • Допуски и пределы отклонений по всем диаметрам для классов c точностью изготовления А и Б.

Трубная резьба задается наружной d0, средней dср и внутренней d1 описанными окружностями в единицах от 1/16 до 6 трубных дюймов и в мм от 7,723 до 163,830 по d0.

Условное обозначение резьбы состоит из следующего набора символов:

  • G — трубная цилиндрическая;
  • наружный диаметр резьбы, целое или дробное число, к примеру 1/4”, 1/2”, 1 1/2”;
  • L H — символьная маркировка левой накатки;
  • класс точности, маркируется литерами А и В;
  • длина свинчивания, приводится только длинный параметр L в мм.
таблица дюймовых резьб

Таблица дюймовых резьб по НКТП 1260

Коническая трубная резьба: особенности, таблица размеров, обозначение

Коническая резьба на заготовках аналогичной формы имеет конусность 1 к 16, ее типоразмеры и схема профиля приведены в ГОСТ 6211-81.

Помимо использования в соединениях аналогичного вида, она применяется для стыковки деталей с внутренней цилиндрической насечкой и профилем по предыдущему ГОСТ 6357.

Коническая резьба имеет все характеристики (длину шага и общее число шагов на 1 дюйм, внешние размеры) аналогичные цилиндрической. Взаимосвязь между шагом Р, и их числом z определяют по формуле: Р = 25,4/z (мм).

В ее маркировке проставляют следующие символы:

  • обозначение нарезки: R — наружная, Rc — внутренняя, Rp — цилиндрическая внутренняя резьба.
  • размер в форме дроби или целого числа со знаком (”), например, резьба 1 2 ”.
  • LH — если рассматривается леворезьбовая разновидность.
  • точность: литеры А, Б, В.

Виды резьбовых соединений двух деталей показываются аналогично дроби, в ее числителе и знаменателе проставляются символы G, R, Rp, Rc.

резьба цилиндрического типа

Трубная резьба цилиндрического типа — таблица типоразмеров по ГОСТ 6357 — 81

Технологии нарезки

В промышленности для получения трубных резьб используют следующие технологии обработки труб:

  • Прорезание лезвиями.
  • Накатывание несколькими роликами, резьбонакатными головками, плоскими плашками, выдавливание бесстружечными метчиками.
  • Выдавливание прессами.
  • Получение резьбовой насечки при помощи абразивных однониточных или многоклеточных кругов.
  • Нарезка электрохимическими или электрофизическими методами.

Наибольшей популярностью и универсальностью пользуется обработка трубной оболочки лезвиями, для этого используются следующие технологии:

  • Прорезание наружных трубных оболочек плашками, а внутренних метчиками.
  • Вытачивание на станках резьбовой нити снаружи и внутри труб специальными резцами или гребенками.
  • Получения резьбовой насечки снаружи и внутри трубных оболочек при помощи фрез в форме дисков или спиралей.
  • Нарезка в любых местах резьбонарезными головками.
коническая резьба

Трубная коническая резьба — типоразмеры по ГОСТ 6211-81

Ручная нарезка в быту

Для нарезания резьб в бытовых условиях используют плашки, метчики и клуппы. Стоит отметить, что отечественная промышленность выпускает широкий ассортимент плашек и метчиков, в основном предназначенных для нарезки метрических нитей.

Для большинства труб, имеющих обычно большой типоразмер и требующих приложения значительных физических усилий при проведении работ, самым подходящим инструментом для нанесения внешних резьб являются современные клуппы.

Ручное приспособление представляет собой головку с длинной и прочной ручкой, оснащенную трещоткой, в которую в зависимости от необходимого размера вставляют разные насадки с резцами.

Количество головок с резцами у разных клуппов может отличаться, их основные размеры 1/4’’, 3/8”, 1/2”, 3/4”, 1”, 1 1/4”.

Сам процесс нарезания не вызывает особых сложностей и состоит из следующих простых операций:

  1. Надежно закрепляют отрезок трубы в тисках или иным способом, срезают болгаркой или наждачной бумагой наружную фаску.
  2. Смазывают поверхность трубной оболочки и резаки машинным маслом. Чтобы предотвратить налипание стружки, ухудшающее качество нити, используют специальный фирменный спрей.
  3. Одевают клуппную головку на торец трубы и прижимают ее с большим усилием, затем начинают медленное вращение. При этом внимательно следят за тем, чтобы сама головка и ручка клуппа находились перпендикулярно относительно центральной оси заготовки.
  4. Обороты делают попеременно вперед и назад, периодически откручивают клупп и очищают от стружки резаки и трубную оболочку. Направление вращения головки изменяют переключателем на трещотке.
инструмент

Ручной резьбонарезной инструмент – наборы плашек и клуппов

Проверка шага резьбы

В промышленности для механического контроля и проверки шага резьбы используют калибратор или профильные гребенки (шаблоны), диаметры замеряют штангенциркулем.

В быту наиболее простой метод определения размеров — вкручивание детали с неизвестной нарезкой в элемент с установленными параметрами.

Еще один вариант нахождения шага при отсутствии дюймовых резьбомерных шаблонов — прикладывание детали с профилем к миллиметровой линейке и подсчет количества витков на участке длиной 25,4 мм.

Если тип резьбы абсолютно неизвестен, изучают ее профиль и принимают в расчет тип детали, на который она нанесена.

Обычно на крепежных болтах используется метрическая резьбовая насечка с треугольным сечением и заостренной вершиной. На трубопроводную арматуру наносят дюймовую нить со срезанной верхушкой, а на трубы — разновидность с закругленным пиком треугольника.

Также для определения шага можно воспользоваться приведенными выше таблицами. Для этого необходимо замерить наружный диаметр штангенциркулем, после чего соотнести его с табличными данными и узнать шаг или количество нитей на один дюйм.

этапы работ

Этапы проведения резьбонарезных работ клуппом

 

Классы точности и правила маркировки

ГОСТ Р ИСО 4759-1-2009 регламентированы классы точности для крепежных элементов с метрической резьбой. Они имеют маркировку А, В и С, при этом А — более точный, а С обладает наивысшей степенью погрешности. Для трубной цилиндрической нарезки существуют классы точности А и В, где первый имеет наилучший показатель.

В остальных типах приведены следующие пределы отклонений: в дюймовой — величины зазоров, в трубной конической — разбежка в диаметре и смещение от основной плоскости нарезки.

Выше было рассмотрено условное обозначение резьбы, измеряемой в дюймах, остальные разновидности маркируются следующими способами:

Метрическая — ставится литера М (метрическая) и дополнительно символы К — коническая, J — цилиндрическая, внешний диаметр D и шаг резьбы в мм, символ LH для левой. Пример — М36×1,5LH.

Круглая — проставляется символ Кр, диаметр D, шаг и номер госстандарта, пример — Кр12х2,54 ГОСТ 13536-68.

Трапецеидальная — указывается вид символом Тр, диаметр, шаг, а также поле допусков, пример — Tr50×8LH-7е.

Упорная – проставляется символ S для пилы с углами 3° и 30°, далее стандартный набор основных параметров. Для разновидностей в 45° дополнительно указывают значение угла, например — S45°200×12 LH – 300.

проверочный инструмент

Шаблоны и промышленный проверочный инструмент для нахождения шага

Для прокладки различного вида трубопроводов используют изделия с резьбой, измеряемой в трубных дюймах. В бытовых условиях ее нарезают при помощи ручных приспособлений — клуппов с различными насадками.

Похожие статьи

Добавить комментарий

Adblock
detector
Наверх