Резьбовые соединения являются одними из основных методов стыковки элементов трубопроводных магистралей, иногда при монтаже линий с трубами своими руками можно столкнуться с их различными типами. Поэтому при подборе материалов и комплектующих при самостоятельном устройстве трубопроводов, полезно знать отличие резьбы метрической от трубной.
По принятым стандартам трубную резьбу измеряют в специальных и обычных дюймах, она насчитывает несколько видов, которые в зависимости от назначения отличаются определенными параметрами. При самостоятельном ручном или механическом нарезании на токарных станках эти различия необходимо учитывать для того, чтобы правильно выбрать размеры, обеспечивающие наиболее качественные стыки для определенных условий эксплуатации.
Рис.1 Профильные размеры конусной резьбы
Почему в дюймах
Хотя в странах мира повсеместно распространена метрическая система измерений, и резьбовой шаг привязан к миллиметру, вся современная сантехника, насосное, отопительное оборудование и прочие системы с использованием трубопроводов рассчитаны на систему измерения в дюймах.
Связано это с тем, что неметрическая система вместе со всем оборудованием пришла к нам из развитых стран мира, где вся промышленность с 15 века были ориентирована на английский дюйм, приблизительно равный ширине большого пальца в 25,4 мм. Появившаяся значительно позднее в 19 веке система с основной размерной единицей в 1 метр используется везде, но так и не смогла вытеснить дюймы из измерений элементов оборудования, газовых и водопроводных магистралей.
Частично это произошло потому, что считать десятые доли миллиметров слишком неудобно и при этом страдает точность, в то время, как резьбовые элементы в полдюйма, три четверти, полтора и так далее проще обозначать и производить. При изготовлении бытовой сантехники стандартный дюймовый шаг составляет 1/4″ — это в 6 раз больше миллиметра и позволяет существенно уменьшить число типоразмеров соединительных патрубков сантехнической арматуры.
Рис.2 Цилиндрический профиль и его размерные показатели
Параметры резьбы
Любая резьба определяется показателями:
Трубные резьбы, применяемые в быту
Отечественными ГОСТ регламентируется два основных вида трубной резьбы: конические и цилиндрические, главное отличие которых состоит в профиле заготовки. В первом случае он конической формы (конусность 1 к 16), во втором типе основанием является цилиндрическая заготовка.
Также известны американские разновидности стандартов трубных дюймовых накаток NPSM и NPT, главное отличие которых — профильный угол в 60 градусов. Отечественный аналог американского стандарта NPT — ГОСТ 6111-52 на коническую резьбу с углом конуса гребня в 60 градусов.
Рис. 3 Таблица резьбы трубной конической
Коническая трубная резьба по ГОСТ 6211-81 и ее маркировка
Резьбовые соединения этого вида предназначены для работы в условиях высокого давления, применяются в гидравлических системах мобильного инструмента, приводящих в движение тяжелые механизмы (гидростанции), для подключения гибких рукавов и муфт, рассчитанных на давление 700 и более бар. Данный вид резьбового соединения имеет следующие особенности:
Читайте также: Кран шаровый 1/2 — область применения, устройство, характеристики
Рис.4 Трубная цилиндрическая дюймовая резьба
Цилиндрическая трубная резьба по ГОСТ 6357-81 и ее обозначение
Применяют дюймовые резьбы цилиндрической формы для состыковки металлических трубопроводов водопроводных и газовых систем, внутренняя накатка согласуется с наружной конической по ГОСТ 6211-81. При ее изготовлении за основу была принята мелкая резьба Уитворта (европейская маркировка BSW), она совместима еще с одним евростандартом BSP, ее основные параметры следующие:
Рис. 5 Таблица стандартов дюймовых конических резьб NPT и ГОСТ 6111-52
Отличие резьбы метрической от трубной
Основными показателями резьбовых накаток являются их диаметр и шаг, которые регламентируются соответствующими нормативами.
Широко распространенная метрическая резьба, применяемая во всех сферах промышленности, отличается от трубной по следующим параметрам:
Размеры. Трубная имеет наружный диаметр, кратный специальному фиксированному трубному дюйму (33,24 мм.) и его десятым долям, при этом дюйм не является величиной, кратно связанной с единицами измерения в миллиметрах. Понятно, что элемент с дюймовой нарезкой не может подойти по размерным показателям к изделию, выполненному по метрическим стандартам. В трубной резьбе шаг измеряется в количестве ниток на дюйм — из этого следует, шаг резьбы в миллиметрах не будет совпадать с дюймовым.
Все вышесказанное означает, что на практике метрическую гайку не накрутишь на болт с дюймовой накаткой — детали не совпадут по ходу и диаметру.
Профильный угол. Трубная нарезка, регламентированная отечественными ГОСТ 6211-81, 6357-81, имеет профиль равностороннего треугольника с углом конусного гребня в 55 град., в то время как в метрической этот показатель равен 60 град. Понятно, что помимо различного диаметра и шага, эти резьбовые соединения не смогут работать в паре по причине разного угла конусных гребней.
Рис. 6 Резьба NTPS
Накатка. Трубная резьбовая накатка проводится на заготовки с учетом толщины их стенок и внешних габаритов — это позволяет получить максимально прочную стыковку изделий, зависящую от их физических и механических характеристик заготовок. Трубная резьба отличается от метрической тем, что по стандарту для каждого диаметра установлен свой шаг — это позволяет при соблюдении нормативов обеспечить резьбовому стыку высокую и заранее рассчитанную прочность.
Маркировка и обозначение. В государственных стандартах основные трубные резьбовые размеры привязаны к дюйму (обозначается одной или двумя косыми чертами), в то время как метрические приведены в миллиметрах. Основная разница видов в указании хода — в дюймовом варианте указывается количество ниток на 1″.
Читайте также: Чем сделать отверстие в плитке под трубу: технология, инструмент и комплектующие
Рис. 7 Таблица метрической конической резьбы
Нарезка трубной резьбы своими руками
Как и метрическая, трубная резьба бывает наружной и внутренней, выполняется ручными или механическими способами. Для создания нарезки ручным способом используют метчики (для внутренней насечки) и плашки (для нарезания внешних поверхностей).
Самостоятельная нарезка резьбы на трубе внутри и снаружи проводится в следующем порядке:
- Перед нарезанием стачивают внешнюю или внутреннюю кромки, делая небольшую фаску — это помогает установить режущий инструмент без перекосов. Также под рукой необходимо иметь машинное масло, которым будет смазываться поверхность трубы и режущий инструмент в процессе проведения работ.
- Труба надежно фиксируется в тисках и смазывается машинным маслом, плашка закрепляется в плашкодержателе, а метчик в воротке, после чего инструмент надевают или вставляют в трубу.
- Вращая плашку или метчик, вворачивают их в заготовку на необходимую глубину. Вращательные движения совершает в одну и другую сторону, при большой глубине нарезания плашку или метчик периодически извлекают и очищают от стружки вместе с поверхностью детали.
Рис.8 Ручной способ создания резьбы
Для качественного выполнения нарезаемой резьбы используются два типа плашек и метчиков: черновые и чистовые, первыми, более выработанными, проход совершают в начале, после чего проходку довершают чистовыми.
При наличии в домашнем хозяйстве токарного станка, применяют механический способ нарезания, при этом выполняемая работа состоит из следующих операций:
- Трубу фиксируют в патроне токарно-винтового станка, в его суппорт устанавливают специальный резец.
- Включают станок, выставляют заданные режимы скорости вращения шпинделя и движения суппорта с резцом, а также глубину погружения резца. Прорезание наружной трубной поверхности проводят с применением смазывающей охлаждающей жидкости или масла.
- В начале вырезают фаску, затем совершают проходы, с каждым постепенно увеличивая глубину погружения резца. Последний проход совершают с минимальным снятием металла на малых оборотах.
Рис. 9 Изготовление резьбы на токарном станке
Определение размеров резьбы
Определение диаметра и хода дюймовой резьбы может понадобиться в случае подбора деталей по своим параметрам, аналогичным используемым.
Для установления данных значений используется инструменты, аналогичные метрическим — калибры, гребенчатые резьбомеры, штангенциркули. Еще одним бытовым вариантом получения необходимой информации является использование изделий, с известными характеристиками. В этом случае накручивание гайки с известным диаметром и шагом на болт или наоборот, если процесс прошел без затруднений и соединение плотно зафиксировано, помогает в определении искомых размеров.
Процесс определения диаметра при помощи штангенциркуля не вызовет затруднений даже у школьника, как и замер хода с помощью гребенчатого резьбомера. Для определения шага к нарезной поверхности прикладывают гребенчатые пластинки с порезанным профилем, при их взаимном совпадении шаг определяется по маркировке на гребенках.
Для точного определения внутреннего диаметра, шага и проверки качества выполнения изделия в промышленности используются специальные калибры. Определить резьбу на трубе с их помощью можно вкручиванием во внутренние или на внешние стенки изделия.
Рис.10 Инструмент для определения резьбового шага и диаметра
Параметров, по которым трубная резьба отличается метрической, довольно много: помимо того, что угол витка первой составляет 55 градусов, ее размерные показатели взаимосвязаны между собой (каждый диаметр имеет соответствующее количество витков) и привязаны к дюймам. При этом в ГОСТ для измерения диаметра указаны специальные трубные дюймы (соответствуют 33,24 мм.), а шаг определяется количеством витков на обычный дюйм (25,4 мм.) и включает четыре типоразмера.
