Какой конус точить под трубную коническую резьбу. Как задаются размеры конической резьбы: применение и требования к ней

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.

Использование: способ обеспечивает повышение производительности при нарезании конической резьбы при помощи гребенчатой конической фрезы. Сущность изобретения: способ нарезания конической резьбы заключается в том, что ось конической гребенчатой фрезы 1 устанавливают параллельно оси заготовки 2. Фрезе 1 задают вращение, радиальную подачу на врезание и продольную подачу. Заготовка в процессе обработки вращается с заданной частотой. Отвод фрезы 1 от заготовки начинают до завершения, а заканчивают в момент завершения одного оборота заготовки. За счет этого исключается перебег инструмента. 3 ил.

Изобретение относится к способам нарезания резьбы на наружной и внутренней конических поверхностях. Целью предлагаемого изобретения является повышение производительности обработки за счет сокращения времени на производительности обработки за счет сокращения времени на перебег инструмента. На фиг. 1 изображена схема установки и обработки конических резьб предлагаемым способом; на фиг. 2 - позиция "I" на фиг. 1; на фиг. 3 - схема конической резьбы, полученной предлагаемым способом. Конический многониточный инструмент (см. фиг. 1), например, фреза 1 установлена в отверстие заготовки 2 так, чтобы его ось была параллельна оси резьбы. Угол конуса фрезы совпадает по величине с углом конуса нарезаемой резьбы. Фрезе сообщается вращательное движение резания и движение врезания, благодаря которому фреза занимает свое рабочее положение. Одновременно заготовке сообщается медленное вращение n 3 , а фрезе - согласованное с этим вращением движение подачи S. Величина подачи равна величине шага Р резьбы за один оборот заготовки. Обработка начинается и заканчивается в точке 2 (см. фиг. 3), а в точке 1 начинает осуществляться начало отвода фрезы из зоны обработки. Таким образом в зоне отвода инструмента витки резьбы, которые представляют собой вне зоны "1-2" набор окружностей и переходных кривых в зоне "1-2" отвода инструмента, стыкуются друг с другом. При этом, кривая, по которой располагаются резьбовые витки, очень близка к спирали Архимеда (см. фиг. 3), по которой располагаются витки обычной конической резьбы. Из фиг. 2 видно, что а = Р sin /2, где а - шаг спирали; Р - шаг нарезаемой резьбы; - угол конуса нарезаемой резьбы. Так, например, для резьбы с шагом Р= 1 мм и углом конуса = 3 о, шаг спирали "а" составит величину: а = 1 sin 1,5 о = 0,026 мм Таким образом, погрешность формы витка не превышает 0,026 мм, что вполне можно скомпенсировать при затяжке резьбы и обеспечить ее надежную герметичность. Поскольку фреза шлифуется по наружной поверхности, то угол конуса получается с очень высокой точностью, что обеспечивает хорошее прилегание элементов соединения, а следовательно и его герметичность. Из фиг. 3 видно, что отвод фрезы начинается в точке 1 и заканчивается в точке 2, где и завершается обработка. Отсутствие перебега сокращает путь резания, а следовательно повышает производительность обработки. Таким способом обрабатывается как наружная, так и внутренняя резьба. П р и м е р. Необходимо обработать внутреннюю коническую дюймовую резьбу К2 ГОСТ 6111-52. Эта резьба имеет внутренний диаметр 56,558 мм, угол конуса = 1 о 47"24", рабочую длину свинчивания 19 мм, шаг Р= 2,209 мм. Для обработки такой резьбы используем резьбофрезерный станок и фрезу с углом конуса = 1 о 47"24" и диаметром Д= 50 мм, что позволяет разместить фрезу внутри заготовки. Фрезу вводим внутрь заготовки, закрепленной на станке, сообщаем ей вращение с частотой 350 об/мин, что соответствует скорости резания, допустимой для фрез из быстрорежущей стали. Далее фрезе сообщаем движение врезания на глубину профиля резьбы и, одновременно с этим, заготовке сообщаем медленное вращение П 3 = 20 об/мин, а фрезе осевую подачу, равную одному шагу резьбы на оборот заготовки, т. е. S= 2,209 мм/об. Принимаем зону отвода инструмента, равной 0,2 от оборота, что соответствует значению величины перебега при обычной схема обработки цилиндрических резьб, которое можно реализовать на резьбофрезерных станках.

Формула изобретения

СПОСОБ НАРЕЗАНИЯ КОНИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ, при котором берут гребенчатую коническую фрезу, ось которой располагают параллельно оси вращающейся заготовки, задают фрезе вращение, радиальную подачу на глубину резания, продольную подачу и осуществляют отвод фрезы от заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, отвод фрезы от заготовки начинают до завершения, а заканчивают в момент завершения одного оборота заготовки.

Трубная резьба конического типа используется в работах, при которых важно обеспечить хорошую герметичность системы, ее надежность. Обычно она применяется тогда, когда конструкция предназначается для жидкостей или газов под высоким давлением. Это резьба имеет три диаметра: внутри, снаружи и посередине. Диаметр становится меньше к ее окончанию. Конструкция с таким типом нарезания в профиль имеет конусный облик.

Применение

Трубная резьба конического типа обычно применяется при следующих условиях:

Наличие деформированной нарезки внутри со следами износа на соединениях тогда, когда проблему невозможно ликвидировать посредством полной замены элемента. Такая нарезка позволяет придать системе большую герметичность. Однако это временная мера. Полная замена элемента неизбежна, и лучше произвести ее как можно быстрее. Стоит помнить, что в ином случае система может прийти и вовсе в аварийное состояние;
Используется для обеспечения нужной герметичности в конструкции, в которой находится носитель под высоким давлением. Витки такого типа обеспечивают надежность соединения даже при применении в экстремальных условиях.

Стандарты

Резьба конического типа, согласно ГОСТ, отличается профилем с углом в 55 гр. Ее витки закругляются. Также она отличается различным шагом между витками. Размер шага зависит от диаметра. Предельный диаметр детали, на которой нарезана резьба конического типа, составляет 6 дюймов. При диаметре, превышающем это значение, для соединения применяется сварка.

Согласно ГОСТ, у трубной резьбы данного типа есть регламентированное соотношение между диаметром средним, снаружи и внутри. Также имеет значение и длина нарезки. Различается длина полная и длина рабочая. Их соотношение также должно быть фиксированным. Чем больше витков на элементе, там надежней и герметичней будет соединение.

Таблица

Диаметры, длины и шаги трубной конической резьбы

d 0	d ср	d 1	d T	l 1	l 2	n	S
1 / 8	9.7	9.2	8.6	8.3	9	4.5	28	0.907
1 / 4	13.2	12.3	11.4	11.1	11	6.0	19	1.337
3 / 8	16.7	15.8	15	14.6	12	6.0	19	1.337
1 / 2	21	19.8	18.6	18.2	15	7.5	14	1.814
3 / 4	26.4	25.3	24.1	23.5	17	9.5	14	1.814
1	33.3	31.8	30.3	29.6	19	11.0	11	2.309
1 1 / 4	41.9	40.4	39	38.1	22	13.0	11	2.309
1 1 / 2	47.8	46.3	44.9	44	23	14.0	11	2.309
2	59.6	58.1	56.7	55.7	26	16.0	11	2.309
2 1 / 2	75.2	73.7	72.2	71.1	30	18.5	11	2.309
3	87.9	86.4	84.9	83.7	32	20.5	11	2.309
4	113	111.6	110.1	108.5	38	25.5	11	2.309
5	138.4	137	135.5	133.7	41	28.5	11	2.309
6	163.8	162.4	160.9	158.9	45	31.5	11	2.309

Обозначение

Резьба конического типа имеет разные обозначения. Все они определяются согласно ГОСТ. Обозначения включают в себя символ R, расшифровать который можно как условное обозначение наружных витков, а также их размеры. Левые витки обозначаются символами LH. Витки внутри обозначаются символом Rc, внутренние цилиндрического типа – Rp.

Важно: Чаще всего наружные трубные витки конического типа применяются совместно с внутренними витками цилиндрического типа.

Соединение посредством трубной резьбы обозначается дробью. Числителем в ней являются витки внутри, а знаменателем – снаружи.

Для того чтобы увидеть трубную резьбу конического типа, вы можете посмотреть фото. На них можно наглядно увидеть, чем и как подобные витки отличаются от других. Фото можно посмотреть на этой же страничке.

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.

Коническая резьба и ее обозначение в представленной таблице должно соответствовать установленным государственным ГОСТам, поскольку она используется для создания прочного соединения труб, где имеется высокое давление или возлагаются внешние высокие механические нагрузки. Примером применения можно обозначить такие факторы, как:

Получение прочного соединения труб, что прокладываются под грунтовой дорогой на незначительной глубине, все дело в том, что на них возлагаются нагрузки посредством проезжающего по дороге автотранспорта.
Также коническая резьба используется для объединения трубопроводов в тех местах, где нельзя применить сварку или нет возможности ее использовать. Это может быть взрывоопасная среда, что исключает возможность применения сварочной аппаратуры.
Кроме этого, она применяется в тех случаях, когда нарезка имеет следы износа или же нет возможности полностью заменить данный элемент. Но стоит отметить, что подобный тип изделия носит непостоянный характер, поскольку замена изношенного элемента является неизбежной мерой.

В основном ее применяют для герметизации труб, используемых при прокладке водо-газопроводов, осуществляя большую надежность соединения даже в самых экстремальных условиях.

Краткое описание

Трубная коническая резьба представляет собой особый тип нарезки, что по своей форме похож на конус, то есть, уменьшение диаметра к концу детали. Профиль подобного соединения должен иметь исключительно угол 55 градусов, а сама нарезка имеет впадины и вершины закругленной формы.

В этом случае шаг обозначается соответствующим числом витков на дюйм и нарезаются они под уклоном 1°47′24″, что, в свою очередь, должно отвечать конусности 1:16. Надежность сплочения заключается в том, что чем больше витков, тем выше герметичность.

Кроме этого, есть резьба метрическая коническая в соединениях внешней конусовидной с внутренней цилиндрической с обозначенным профилем, что согласно ГОСТ 9150-2002 должен иметь плоскосрезанные впадины.

Одним из основных преимуществ ее является то, что нарезание конической резьбы можно осуществлять непосредственно на месте, используя резьбонарезные плашки или клупов. Но чтобы сделать правильную нарезку необходимо использовать специальные трубные тески, поскольку вращающий момент вовремя создания пазов достаточно большой.

Также применяется по ГОСТ 6111-52 резьба коническая дюймовая. Она предназначена для объединения топливных, масляных, гидро-и воздухо трубопроводов в машиностроении. Что касается отличия от обычной конусовидной, то оно заключается в том, что в этом случае нет привязки к шагу нарезки, а измеряется по количеству оборотов на единицу длины.

Само название означает, что ее размеры указываются в дюймах, поскольку относится к английской системе измерения, к примеру, 1/8, 1/4, 1/2 дюйма.

Технические характеристики

Согласно государственному стандарту трубная коническая резьба должна непосредственно отвечать таким требованиям, как:

Профильный угол обязательно должен отвечать 55 градусам.
К разным диаметрам используется свой шаг нарезки.
Обязательное соблюдение угла отклонения конусной поверхности от самой оси трубы независимо от ее диаметра. Уклон выполняется в соотношении 1:16.
Использование сварочной аппаратуры или соединительных фланцев прилагается только при больших диаметрах труб. Максимально возможный диаметр – 6 дюймов.
Кроме этого, требуется соблюдать соотношение общей рабочей длины с рабочей нарезкой.

Поэтому очень важно, чтобы черчение полностью соответствовало установленным государственным стандартам, поскольку такие соединительные детали применяются в точках с повышенным давлением и температурами, что, в свою очередь, дает возможность максимальной герметизации деталей трубопровода при необходимости.

Размеры согласно ГОСТ 6211-81

Обозначение на чертежах

В связи с тем, что при применении трубной конической резьбы могут использоваться различные типы таких спаек, то должным образом необходимо знать размеры. Согласно ГОСТ 6111-52 размеры обозначаются дробью, где знаменатель, это внешний диаметр, а числитель его внутренний диаметр.

Обозначения трубной конусной резьбы на чертеже представлены такими буквами, как:

R – обозначение конической резьбы с наружным резьблением.
Rc – указывается конические внутренние пазы.
Rр – внутренняя резьба цилиндрического профиля.
LН – нарезка с левой спиралью.
RH – с правой спиралью.
МК – метрическая конусовидная.
М – метрическая.
К – коническая дюймовая резьба.
Трубная коническая резьба – К труб ½ ГОСТ 6211-69.
С укороченным профилем – К труб ½ укор ГОСТ6211-69.
Укороченная коническая с повышенной точностью – К труб ¾ пов. точ. ГОСТ 6211-69.

Цилиндрическая резьба используется непосредственно вместе с наружной конусной нарезкой, что располагают одинаковым шагом.

Профиль и размеры конической дюймовой резьбы с углом профиля 60 градусов

Данная таблица показывает какие могут быть отклонения по уклону и по шагу профиля.

Видео: нарезание трубной конической резьбы.

Что касается дополнительных креплений, то зачастую используют шплинты в качестве соединительных деталей, поскольку трубопроводы могут подвергаться вибрации как постоянной, так и периодической.

Все дело в том, что данный тип соединения имеет свойство раскручиваться, то во избежание этого используются шплинты для таких соединений. Особенно это касается мест прокладывания трубопроводов под магистралями, где имеется постоянное движение автотранспорта, что создает вибрации.