Дюймовая резьба

Разновидности дюймовых резьб

Существует множество видов резьбовых соединений, размерностью которых являются дюймы, но среди них в России выделяют следующие основные виды:

Трубная цилиндрическая
Трубная коническая

Каждая категории обладает своими особенностями. Цилиндрическая трубная резьба регулируется ГОСТом 6357-81. Размеры резьбы стандартизированы и занесены в специальную таблицу. Данные дюймовые резьбы, в первую очередь, отличаются более мелким шагом, что означает меньшее количество витков на один дюйм.

Таблица. Трубная цилиндрическая резьба. ГОСТ 6357-81.

Обозначение резьбы	Число шагов z на длине 25,4 мм	Шаг P	Диаметр резьбы	Рабочая высота профиля H₁	Радиус закругления R	H	H/6
1-й ряд	2-й ряд	наружный d = D	средний d₂ = D₂	внут-ренний d₁ = D₁
1/16″1/8″	–	28	0,907	7,723	7,142	6,561	0,580777	0,124557	0,871165	0,145194
9,728	9,147	8,566
1/4″3/8″	–	19	1,337	13,157	12,301	11,445	0,856117	0,183603	1,284176	0,214029
16,662	15,806	14,950
1/2″3/4″	5/8″7/8″	14	1,814	20,955	19,793	18,631	1,161553	0,249115	1,742331	0,290389
22,911	21,749	20,587
26,441	25,279	24,117
30,201	29,039	27,877
1″1 1/4″1 1/2″2″	1 1/8″1 3/8″1 3/4″	11	2,309	33,249	31,770	30,291	1,478515	0,317093	2,217774	0,369629
37,897	36,418	34,939
41,910	40,431	38,952
44,323	42,844	41,365
47,803	46,324	44,845
53,746	52,267	50,788
59,614	58,135	56,656
2 1/2″3″3 1/2″	2 1/4″2 3/4″3 1/4″3 3/4″	65,710	64,231	62,752
75,184	73,705	72,226
81,534	80,055	78,576
87,884	86,405	84,926
93,980	92,501	91,022
100,330	98,851	97.372
106,680	105,201	103,722
4″5″6″	4 1/2″5 1/2″	113,030	111,551	110.072
125,730	124,251	122,772
138,430	136,951	135,472
151,130	149,651	148,172
163,830	162,351	160,872
При выборе размеров резьб 1-й ряд следует предпочитать 2-му.

Вторым ее отличием является более скругленный профиль. Он способствует более плотному контакту витков друг к другу, что уменьшает вероятность образования течи при транспортировке жидкости через данное резьбовое соединение.

Нарезку трубной цилиндрической резьбы производят на трубах, диаметр которых не превышает 6 единиц дюйма. При величине труб свыше данного размера требуется применение высокоточного оборудования, что повышает производственные издержки. В этом случае эффективнее как с технологической, так и с финансовой точки зрения произвести крепеж труб методом сварки.

Трубная коническая резьба представлена ГОСТом 6211-81. Таблица размеров, пределы отклонений и величина нагрузок описаны данным стандартом. По типу профиля витков коническая резьба схожа с дюймовой, но имеет 2 довольно важных отличия.

Трубная коническая резьба. ГОСТ 6211-81.

Обозна-чение размера резьбы	Шаг P	Число шагов на длине25,4 мм	H	H₁	C	R	Диаметры резьбы в основной плоскости	Длина резьбы
d = D	d₂ = D₂	d₁ = D₁	l₁	l₂
1/16″	0,907	28	0,870935	0,580777	0,145079	0,124511	7,723	7,142	6,561	6,5	4,0
1/8″	9,728	9,147	8,566
1/4″	1,337	19	1,283837	0,856117	0,213860	0,183541	13,157	12,301	11,445	9,7	6,0
3/8″	16,662	15,806	14,950	10,1	6,4
1/2″	1,814	14	1,741870	1,161553	0,290158	0,249022	20,955	19,793	18,631	13,2	8,2
3/4″	26,441	25,279	24,117	14,5	9,5
1″	2,309	11	2,217187	1,478515	0,369336	0,316975	33,249	31,770	30,291	16,8	10,4
1 1/4″	41,910	40,431	38,952	19,1	12,7
1 1/2″	47,803	46,324	44,845
2″	59,614	58,135	56,656	23,4	15,9
2 1/2″	75,184	73,705	72,226	26,7	17,5
3″	87,884	86,405	84,926	29,8	20,6
3 1/2″	100,330	98,851	97,372	31,4	22,2
4″	113,030	111,551	110,072	35,8	25,4
5″	138,430	136,951	135,472	40,1	28,6
6″	163,830	162,351	160,872

Прежде всего это то, что существует два типа углов профиля: 55 и 60 градусов. Второе различие – резьба нарезается по конусу, благодаря чему конические резьбы обладают таким качеством как самоуплотняемость (таблица со значениями конусности указана в справочной литературе). Поэтому крепежные соединения с помощью них не требуют использования дополнительных уплотняющих элементов: льняная нить, пряжа с суриком и прочее.

Методы нарезки

Для нарезки дюймовой резьбы можно использовать ручной и механизированный способ.

Ручную нарезку выполняют специальным инструментом — плашками и метчиками. Плашку используют для нарезки наружной резьбы, а метчик — для внутренней. Нарезания выполняют в следующей последовательности:

Деталь, на которой нарезается резьба, плотно фиксируется в тисках.
Фиксируется инструмент для нарезания: плашка — в плашкодержателе, метчик — в воротке.
Инструмент подготавливают к нарезанию. Метчик вставляют во внутреннюю часть трубы, а плашку — надевают на ее конец.
Выполняют нарезку за счет вращения инструмента плашкодержателем или воротком.

Процедуру нарезания обычно повторяют несколько раз для получения лучшего результата.

Нарезание дюймовой резьбы механизированным способом выполняют на токарном станке. При этом соблюдается следующая последовательность операций:

Деталь зажимают в патроне станка. На ступоре станка фиксируют резец для нарезки.
Снимают фаску на конце обрабатываемой детали.
Настраивают скорость перемещения суппорта. При задании настроек ориентируются на данные таблиц дюймовой резьбы токарного станка.
Подводят резец к поверхности детали и запускают станок, включая резьбовую подачу.

Механизированная нарезка дюймовой резьбы отличается повышенной производительностью и качеством результата. Однако применять этот способ можно не для каждой трубы. Изделие должно обладать достаточной жесткостью и толщиной стенки, чтобы выдержать обработку на токарном станке. Кроме того, нарезка резьбы — это технологическая операция, которую должен выполнять квалифицированный токарь, имеющий соответствующие навыки.

Виды резьбы

Информация о типах трубной резьбы и используемом инструменте нужна не только для заводского изготовления. Во-первых, при выборе труб с нарезанными соединениями покупателю нужно знать, как выбрать оптимальный вариант, а во-вторых, нередко резьба на трубах нарезается самостоятельно в домашних условиях, и для этого требуются знания о том, чем нарезать резьбу на трубе, и как провести эту работу.

На сегодняшний день используется три вида трубной резьбы:

Цилиндрическая. Такой тип резьбы на трубах образуется посредством обработки, в результате которой получается равнобедренный треугольник с 55-градусным углом у вершины.
Коническая. Такая спиралевидная нарезка имеет такой же профиль, как и в случае с цилиндрической резьбой. Отличие заключается в том, что нарезка осуществляется на скошенном отрезке трубы с конусностью 1:16.
Дюймовая. В данном случае профиль имеет вид равностороннего треугольника.

Дюймовая резьба в последнее время встречается очень редко. Ее не делают самостоятельно, да и на производстве данный вариант практически не изготавливается. Конечно, существует таблица дюймовой трубной резьбы, но она по понятным причинам не пользуется спросом. Цилиндрическая и коническая резьба, в отличие от дюймовой, используются практически во всех случаях.

Также стоит сказать о метрической металлообработке, при которой получаются изделия с меньшими углами гребней и впадин при меньшей округлости вершин ниток нарезки.

Трубная цилиндрическая резьба

Единица измерений параметров — дюйм.
Направление будет левым.
Класс точности: Класс А в этом случае повышен, а класс В средний.

Почему измерение происходит в дюймах

Дюймовые размеры пришли к нам от западных производителей, так как требования действующего на постсоветском пространстве ГОСТа сформулированы на базе особой резьбы BSW (British Standart Whitworth либо резьба Витворта). Инженер-конструктор Джозеф Фитворт (1803−1887 год) изобрёл в далёком 1841 году и продемонстрировал такой же винтовой профиль для соединений разъёмного типа, и демонстрировал его как совершенно универсальный, надёжный, а также комфортный для использования.

Такой тип осуществления резьбы применяется как в простых трубах, так и в их элементах и соединениях: контргайках, муфтах, угольниках, тройниках.

В сечении профиля можно увидеть равнобедренный треугольник с общим углом в 55 градусов и закруглениями на вершинах и в самих впадинах контура, которые используются для более высокого герметичного соединения.

Нарезка резьбовых соединений должна осуществляться на размере до 6. Все трубы создаются крупными, для особой надёжности и предотвращения процесса разрыва трубы в соединениях стоит фиксировать дополнительной сваркой.

Условные обозначения в стандарте.

Международная: G.
Япония: PF.
Англия: BSPP.

Указания буквы G, а также диаметр отверстия в проходе будут указываться в виде дюймов. Наружный диаметр непосредственно резьбы в обозначении найти нельзя.

Размеры резьбы трубной дюймовой

G ½ — трубы в виде цилиндра наружного типа, внутренний диаметр отверстия равен ½. Наружный диаметр у такой трубы будет равняться 20,995 мм, число шагов по длине — 25,4 мм, что значит около 14 шагов.

Например:

G ½ -В— резьба трубная цилиндрическая, внутренний диаметр отверстия ½ дюйма, класс точности трубы совпадает с отметкой В.
G1 ½ LH-B— труба цилиндрического типа, внутренний диаметр отверстия доходит до ½, класс точности В, левая.

Для внутренней цилиндрической трубы стоит использовать отверстие, которое будет полностью соответствовать параметрам.

Как быстро найти шаг в трубе

Можно рассмотреть дополнительные фотографии с англоязычных сайтов, которые смогут наглядно продемонстрировать методику использования и построения конструкции. Трубочная резьба характеризуется в большинстве случаев не общим размером между вершинами профиля, а числом общих витков на 1 дюйм вдоль всей оси поверхности. При помощи простой рулетки, а также линейки прикладываем, отмеряем один дюйм (25,4 мм) и визуально высчитываем количество шагов.

Будет намного проще, если в вашем ящике с инструментами будет находиться резьбомер для дюймового отмера. Таким прибором довольно просто проводить все измерения, но стоит помнить о том, что резьба может различаться углами вершин — 55 и 60 градусов.

Коническая трубная резьба ГОСТ 6211081

Единица измерения всех параметров в этом случае — дюйм.

Форма такой трубы будет соответствовать профилю трубной цилиндрической вырезки с общим углом в 55 градусов Цельсия.

Главные обозначения:

Международная — R
Япония — PT.
Великобритания BSPT.

Для этого стоит указывать букву R и общий номинальный диаметр Dy. Обозначение в виде буквы характеризует наружный тип резьбы, Rc внутренний, а Rp – внутренний цилиндрический. По такому же аналогу с цилиндрической трубой для левой резьбы стоит применять LH.

Примеры:

R1 ½ -это наружная труба конической вырезки, номинальный диаметр которой равен Dy ½ дюйма.

R1 ½ LH — это наружная коническая труба, номинальный диаметр которой Dy будет равняться ½ дюйма.

Дюймовая вырезка конической формы по ГОСТу 6111−52.
Единица измерения в этом случае — также дюйм.
Происходит его изготовление на поверхности с конусностью 1:16.

Обладает общим углом профиля около 60 градусов. Используется в изготовлении трубопроводов (водяных, воздушных, а также топливных) машин и станков с невысоким давлением при работе. Применение такого вида соединений включает в себя особую герметичность и стопорение резьбы без воздействия дополнительных подручных средств (льняных нитей, а также пряжи с суриком).

Главные обозначения

Первой в названии имеется буква К, а после идёт слово ГОСТ.

Пример: К: ½ ГОСТ 6111–52 .

Расшифровывается такая надпись так: резьба коническая дюймовая с наружным, а также внутренним диаметром в основной плоскости, примерно равной наружному либо внутреннему разъёму трубы цилиндрического типа G ½.

Метрически конический тип вырезки. По ГОСт у 25229 -82.

Единицей измерения в этот раз выступает мм.

Процесс создания трубы происходит на поверхностях с общей конусностью в 1:16.

Применяется во время соединения трубопроводов. Угол в самой вершине витка будет доходить до 60. Главная плоскость смещена, если смотреть на торец.

Разновидности резьбовых насечек

Резьбовыми насечками называют ряды выемок, располагающихся по спирали. Нанесение винтового рельефа может выполняться на элементы в форме цилиндра или конуса. При этом на всем протяжении требуется соблюдение одинакового шага и величины диаметра. Такая резьба используется при создании винтовых соединений. Основная область использования – автомобилестроение и коммуникационные системы.

Винтовой рельеф может быть двух видов:

Трубная насечка считается отдельной разновидностью. Ее делают на элементах, изготовленных из металла и полимерных материалов. Чаще всего трубной насечкой пользуются при сборке систем бытового назначения, таких как водоснабжение и отопление.

Дюймовая нарезка.

Определенные нормы дюймовой нарезки, которые оговаривают требования к ней, дает нам ГОСТ. Нормы рассматриваются по двух основным параметрам – шагу и диаметру (внешнему и внутреннему).

Фото: vseinstrumenti.ru

Изделия с дюймовой резьбой имеют специальный штуцер, который имеет вид суженого конуса. Данный элемент дает возможность соединить детали в одну максимально прочную конструкцию. Часто применяются для водопроводных труб и нефтегазовых систем.

Круглая резьба.

Практична в применении для санитарно-технической арматуры, в условиях, где нужно обустройство часто разъемных соединений.

Фото: infourok.ru

Ее особенности позволяют продлить срок службы соединений за счет своей прочности, детали имеют высокую сопротивляемость к значительным нагрузкам, используют в условиях повышенной загрязненности среды.

Круглую резьбу используют в основном для смесителей, кранов, вентилей, шпинделей и других подобных элементов.

NPSM

National pipe thread, соответствует стандарту резьбы США. Его относят к цилиндрическому дюймовому типу. Параметры профиля соответствуют 60 градусам, форма профиля — треугольник.

Фото: kipo.spb.ru

NPT

Отличается от NPSM тем, что является стандартом в Соединенных Штатах Америки. Данный тип отличается практичностью использования в условиях с высоким давлением.

Фото: ru.aliexpress.com

С последними двумя типами потребители обязательно столкнуться, приобретая сантехнические изделия и арматурные трубы американского производства.

Резьба метрическая. Профиль.

Профиль метрической резьбы по ГОСТ 9150 (СТ СЭВ 180)

Номинальный профиль резьбы и размеры его элементов должны соответствовать указанным на рисунке и в таблице.

d — наружный диаметр наружной резьбы (болта); D — наружный диаметр внутреннего резьбы (гайки); d2 — средний диаметр болта; D2 — средний диаметр гайки; d1 — внутренний диаметр болта ; D1 — внутренний диаметр гайки ; Р — шаг резьбы; Н — высота исходного треугольника; R — номинальный радиус закругления впадины болта; Н1 — рабочая высота профиля.

Примечания:

Форма впадины резьбы болта не регламентируется и может быть как закругленной, так и плоскосрезанной . Закругленная форма впадины является предпочтительной.
Форма впадины резьбы гайки не регламентируется.

В таблице приведены размеры элементов профиля резьбы. Форма впадин резьбы винта стандартом не регламентируется; скругление впадин (радиусом R) уменьшает концентрацию напряжений и повышает прочность винта при циклическом нагружении.

По ГОСТ 24705 (СТ СЭВ 182) резьба метрическая, основные значения диаметров резьбы определяются по формулам:

где d3 — внутренний диаметр болта.

Резьба метрическая. Диаметры и шаги.

По ГОСТ 8724 (СТ СЭВ 181) метрическая резьба может иметь диаметр 0,25…600 мм. Все диаметры разбиты на три ряда.

Примечания:

При выборе диаметров резьб следует предпочитать первый ряд второму, а второй — третьему.
Диаметры и шаги резьб, заключенные в скобки, по возможности не применять.
Резьба 14×1,25 может применяться только для свечей зажигания.
Резьба 35×1,5 может применяться лишь для стопорных гаек шарикоподшипников и при необходимости в легких конструкциях.

Обозначение резьб.

В условное обозначение резьбы с крупными шагами должны входить: буква М и номинальный диаметр резьбы, например М24, М64.

В обозначение резьбы с мелким шагом должны входить: буква М, номинальный диаметр резьбы и числовое значение шага, например, М24×2, М64×2 и т.д.

Резьба метрическая. Размеры.

На рисунках приведены размеры резьб диаметрами 5… 64 мм, используемые при расчетах на прочность.

Выбор шага резьбы зависит от требуемой прочности стержня винта, ослабленного резьбой, условий самоторможения или необходимости тонкой регулировки.

Для облегчения расчетов дополнительно приведены расчетный диаметр винта, площадь расчетного сечения винта и угол подъема винтовой линии на среднем диаметре резьбы.

Примечания:

Полужирным шрифтом выделены крупные шаги резьб.
Обозначения резьб смотри выше.
Расчетный диаметр dр винта определен по зависимости , где d3 — внутренний диаметр болта.
Площадь расчетного сечения Ар определена по зависимости .
Угол подъема резьбы ψ определен для среднего диаметра (d2) резьбы по зависимости

Способы нарезки

Дюймовая резьба может наноситься практически на любые цилиндрические или конические детали. Это могут быть трубы, болты, специальные заготовки и так далее. Основные способы нарезки:

Ручная нарезка. При таком способе обработки нарезка осуществляется с помощью метчика или плашки. Главным плюсом технологии является высокая мобильность методики. Рабочему не нужно нести заготовку в цех для нарезки — можно взять с собой весь необходимый инструмент, чтобы выполнить нарезку на месте. Для нарезки рекомендуется зафиксировать заготовку в тисках. Потом нужно надеть плашку на конец трубы либо вставить метчик во внутреннюю часть трубы. После этого нужно провернуть инструмент для создания внутренней или внешней резьбы на детали. Чтобы упростить работу, рекомендуется использовать плоскогубцы или похожее оборудование. При необходимости ручную нарезку можно выполнить в несколько заходов (это увеличит качество обработки).
Применение токарных станков. В таком случае обработка выполняется с помощью нарезного резца, который можно использовать для создания внешней или внутренней резьбы. Станки обычно имеют крупные габариты и электрическое питание, что делает их не слишком мобильными. Для нарезки заготовка фиксируется в патроне станка, а резец вставляется в суппорт. После включения станка выполняется нарезание детали, а с помощью суппорта регулируется скорость работы, направление подачи резца. Современные токарные станки могут оборудоваться панелью ЧПУ, что позволяет автоматизировать ряд процедур и упростить задачу рабочему.

Каждая из технологий обладает своими плюсами и минусами. Ручную нарезку рекомендуется использовать в случае небольшого количества деталей (домашнее производство или небольшая мастерская). Токарная нарезка подойдет для крупных или средних производств с высокой производственной загруженностью. Перед проведением работ необходимо оценить параметры изделия (толщина, жесткость, габариты). В случае больших крупногабаритных деталей рекомендуется станковый способ обработки, поскольку ручная нарезка может быть невозможна по объективным причинам (рабочий будет быстро уставать, что снизит скорость нарезки).