Что такое конусная резьба. Нарезание трубной конической резьбы bspt

Наиболее распространенным в США типом трубной резьбы является стандарт NPT, с которым можно столкнуться при покупке труб и американского производства. Данный стандарт применяется в соединениях, от которых требуется повышенная герметичность при работе в условиях сильного давления циркулирующей по трубопроводу среды.

В статье мы рассмотрим коническую NPT резьбу, изучим ее типоразмеры и параметры, а также подберем взаимозаменяемый отечественный стандарт.

Cодержание статьи

Общая информация, маркировка

Трубная коническая резьба класса NPT существует в двух конфигурациях – наружная и внутренняя. Штуцер трубы с такой резьбой имеет форму суженного конуса, за счет такой структуры обеспечивается повышенная прочность соединения двух элементов трубопровода между собой.

Для соединения двух труб коническая резьба формируется на штуцерах каждой из них, при этом на одной нарезается внутренний, а на другой – внешний конус. Угол наклона конуса унифицирован и составляет 3 0 34’49”, что равно конусности (С)1:16.

Существует два типа размерности конической резьбы – дюймовая и метрическая, в зависимости от которых отличается номенклатурное обозначение NPT соединения на схемах и чертежах. Если одна из сторон трубы либо фитинга, на которой нарезан конус, метрическая, используется аббревиатура NPT-E, если же обе стороны соединяемых конусов дюймовые дополнительная аббревиатура не используется и указывается просто NPT.

Технические требования к размерам и конфигурации NPT резьбы приведены в следующих международных стандартах:

ANSI/ASME B36.10M;
BS 1600, 10255;
DIN 2999.

Также существуют отечественные нормативные докумены на коническое соединение:

ГОСТ №6111-52 “Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60 градусов”;
ГОСТ №6211-81 “Основные нормы взаимозаменяемости – резьба трубная коническая”.

На сегодняшний день в специализированных магазинах представлено широкое количество переходников и , имеющих с одной стороны цилиндрическую, а с другой – коническую нарезку, что позволяет без проблем использовать трубы с штуцерами американского стандарта.

Трубная коническая NPT резьба (видео)

Схема и технические характеристики

Профиль конической резьбы представлен на нижеприведенной схеме, на которой обозначены:

d (наружный тип резьбы), D (внутренний тип) – внешний диаметр;
d1, D1 – внутренний диаметр;
d2, D2 – средний (промежуточный) диаметр;
p – шаг профиля;
f – угол конуса;
H- высота исходного треугольника;
Н1 – рабочая высота профиля;
R – радиус закругления впадины и вершины;
C – срез впадины и вершины.

Резьба NPT имеет стандартные размеры от 1/16 до 24″, при этом данное обозначение указывает не на внешний диаметр штуцера, а на пропускной диаметр трубы, на которой нарезается коническое соединение.

Рассмотрим основные параметры наиболее распространенных NPT соединений:

Типоразмер (“)	Количество витков профиля на дюйм (шт)	Длина (мм)		Диаметр (мм)
Типоразмер (“)	Количество витков профиля на дюйм (шт)	Рабочая	От торца до плоскости	D=d	D1=d1	D2=d2
1/16	27	6.5	4.06	7.89	6.389	7.142
1/8	27	7	4.57	10.27	8.77	9.52
1/4	18	9.5	5.10	13.58	11.31	12.45
3/8	18	10.5	6.10	17.06	14.80	15.93
1/2	14	13.5	8.13	21.22	18.32	19.78
3/4	14	14.0	8.61	26.57	23.67	25.12
1	11.5	17.5	10.16	33.23	29.70	31.47
1 1/4	11.5	18	10.67	41.99	38.46	40.22
1 1/2	11.5	18.5	10.67	48.06	44.52	46.30
2	11.5	19	11.08	60.10	56.56	58.33

Независимо от типоразмера, угол вершины профиля всегда составляет 60 градусов, а его теоретическая высота – 0.86 мм.

Технология нарезки

В промышленных условиях резьба NPT формируется на специальных резьборезных станках. Основным рабочим инструментом такого оборудования является , который закреплен на вращающемся шпинделе, при этом обрабатываемая труба неподвижно фиксируется на столе станка.

Процесс нарезки состоит из следующих этапов:

Устанавливается требуемое направление и скорость вращения шпинделя, в посадочном гнезде закрепляется заготовка.
На шпиндель монтируется метчик требуемого типоразмера, его головка фиксируется поддерживающим зажимом.
Включается электропривод станка.
Посредством управляющего рычага резьбонарезная головка перемещается к обрабатываемой трубе.
Автоматический ролик фиксирует и сопоставляет инструмент и заготовку, происходит автоматическая нарезка резьбы заданной конфигурации.
По завершению хода метчика суппорт поднимается вверх, электропривод отключается и заготовка демонтируется со станка.

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:

механические нагрузки извне;
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:

конические;
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 коническая резьба ГОСТ 6211–81 в основном применяется в соединениях где требуется повышенная герметичность труб при больших давлениях жидкости или газа. По международной квалификации имеет обозначение BSPT (British Standard Pipe Thread). В Российской Федерации основное применение этой трубной конической резьбы встречается при монтаже систем водоснабжения, отопления, а также при монтаже труб газообеспечения. Профиль конической трубной резьбы имеет угол 55°, вершины и впадины его закруглены. Шаг этой резьбы выражается числом витков на один дюйм. Угол уклона конуса, на котором нарезается трубная коническая резьба, равен 1°47′24″, что соответствует конусности 1:16. Наружная трубная коническая резьба условно обозначается буквой R, а внутренняя коническая трубная резьба буквами Rc. Обозначение левой конической резьбы дополняется буквами LH, а правая RH.

Очень часто коническую трубную резьбу называют конусная. При выборе резьбонарезного инструмента нужно особое внимание обращать на маркировку резцов - резьбонарезных гребёнок. На них указывается размер и тип резьбы. Также не путайте коническую трубную резьбу BSPT и коническую трубную резьбу NPT. NPT (National Pipe Thread) предназначены для изготовления трубных резьб конических (ГОСТ 6111-52) и применяются в основном в США, а также при монтаже оборудования на нефте и газоперерабатывающих заводах в России изготовленного в США. Резьба NPT имеет другой шаг и не совместимы с трубной резьбой BSPT. Что бы посмотреть как правилно нарезать трубную коническую резьбу BSPT клуппом .

Нарезать резьбу на трубе, по месту, можно при помощи резьбонарезных плашек для трубной резьбы, а также при помощи резьбонарезных клуппов. Сантехники-профессионалы в основном используют резьбонарезные клуппы . Резьбонарезные плашки , в отличии от клуппа, являются целиковым режущим инструментом. Клупп состоит из корпуса - головки, четырёх резьбонарезных гребёнок - резцов, верхней прижимной шайбы и четырёх винтов крепления. Резьбонарезные гребёнки обозначены номерами от 1 до 4 и устанавливаются в корпус головки в посадочное место с соответствующим обозначением. Для нарезания трубной резьбы клуппом не требуется предварительное снятие фаски на торце трубы, так как гребёнки имеют небольшой скос для этого и лёгкого выполняют заход на трубу снимая лишний металл. Для нарезания резьбы при помощи плашек необходимо иметь ровный торец и фаску, в противном случае можно загубить режущие кромки.

При небольших объёмах нарезания трубной резьбы (ремонт квартиры, замена трубы, установка радиатора отопления и тд) используют ручную трещётку. Иногда, при разовой нарезке резьбы, используют газовый трубный ключ . Захват ключом можно осуществить за хвостовик клуппа - резьбонарезной головки. В трудно доступном месте, с головкой у которой четырёхгранный хвостовик, будет сложно выполнить работу с применением трубного ключа. Трещётки для клуппов имеют съёмную рукоятку для удобства транспортировки и хранения.

При монтаже трубопроводов отопления, газоснабжения и водоснабжения, также при ремонте больших объёмов, лучше всего нарезать трубную резьбу клуппом используя электрический привод. Чаще всего его называют электроклупп или электрический клупп . Нарезание трубной резьбы при помощи электрического привода нужно выполнять согласно инструкции эксплуатации, устанавливать на трубу при помощи струбцины - фиксатора (читайте инструкцию). Если труба (её конец) выходит со стены, пола или потолка то её необходимо придерживать при помощи трубного ключа или зафиксировать иными трубными захватами таким образом, чтобы предотвратить её проворачивание во время нарезание резьбы. Это необходимо делать и при использовании ручной трещётки, и при использованиии электрического привода.

Нарезая трубную резьбу как с помощью ручной трещётки, так и при использовании электрического привода, нужно учитывать очень большой крутящий момент при вращении резьбонарезного клуппа. Удержать руками трубу вам не удастся, как бы вы не старались. В таких случаях лучше устанавливать - фиксировать трубу используя трубные тиски установив их на рабочий стол или складные верстаки треноги с трубными тисками.

Видеоролики вы можете посмотреть в разделе Видеоролики .
Цены, инструкции и описания устройств можно посмотреть на страницах в разделе

ОТВЕРСТИЯ ПОД НАРЕЗАНИЕ
ТРУБНОЙ КОНИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ

ДИАМЕТРЫ

ГОСТ 21350-75

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

Москва

РАЗРАБОТАН, ВНЕСЕН И ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Всесоюзным научно-исследовательским институтом по нормализации в машиностроении (ВНИИНМАШ)

И.о. директора Герасимов Н.Н.

Руководитель темы и исполнитель Зарослова М.П.

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 12 декабря 1975 г. № 3877

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ОТВЕРСТИЯ ПОД НАРЕЗАНИЕ ТРУБНОЙ КОНИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ

Диаметры

Holes for threading pipe taper screw thread.
Diameters

ГОСТ
21350-75

Взамен
МН 5389-64

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 12 декабря 1975 г. № 3877 срок действия установлен

с 01.01.77

1. Настоящий стандарт устанавливает диаметры отверстий под нарезание трубной конической резьбы по ГОСТ 6211 -69 в изделиях из сталей по ГОСТ 380 -71, ГОСТ 4543-71 , ГОСТ 1050 -74, ГОСТ 5058-75 и ГОСТ 5632-72 (кроме сплавов на никелевой основе) и меди по ГОСТ 859 -66.

2. Диаметры отверстий с развертыванием на конус и их предельные отклонения должны соответствовать указанным на черт. 1 и в табл. 1.

Таблица 1

Размеры в мм

Число ниток на 1 ²

Шаг Р

Диаметр отверстия

Глубина сверления l

d c

d o

Номин.

Пред. откл.

Номин.

Пред. откл.

0,907

8,10

0,20

8,57

0,10

1,337

10,80

0,24

11,45

14,30

14,95

1,814

17,90

18,63

23,35

0,28

24,12

2,309

29,35

30,29

1 1/4

37,80

0,34

38,95

1 1/2

43,70

44,85

55,25

0,40

56,66

Примечание. Для резьб с номинальным размером свыше 2 ² номинальные диаметры отверстий d o и их предельные отклонения должны быть равны установленным ГОСТ 6211 -69 для внутреннего диаметра резьбы.

3. Диаметры отверстий без развертывания на конус и их предельные отклонения должны соответствовать указанным на черт. 2 и в табл. 2.