?
«ВМС»металлообработка
и инструмент
Время в Москве: --:--[email protected]
ул. Электродная, д. 9, стр. 2
Главная » Статьи » Резьба и резьбонарезной инструмент » Резьбовые соединения в гидравлике и пневматике

Резьбовые соединения в гидравлике и пневматике

Рубрика: Резьба и резьбонарезной инструмент

В гидравлических и пневматических системах резьбовое соединение выполняет сразу две задачи: механически удерживает детали и обеспечивает герметичность при давлении, пульсациях и вибрации. Ошибка в выборе резьбы или уплотнения оборачивается утечками, потерей давления, попаданием воздуха в систему, а в гидравлике высокого давления — и прямой опасностью для людей. Разнообразие стандартов при этом велико: метрические, трубные цилиндрические и конические, дюймовые резьбы разных систем часто встречаются в одной машине. Разберёмся, как в этом ориентироваться.

Два принципа герметизации

Все резьбовые соединения в гидравлике и пневматике можно разделить на две группы в зависимости от того, что именно обеспечивает герметичность.

Уплотнение по резьбе

Герметичность создаётся самой резьбой — за счёт конусности и натяга между витками. Это конические резьбы: трубная коническая R/Rc, американская NPT, коническая дюймовая К. При завинчивании витки входят в плотный контакт, а оставшиеся микрозазоры заполняются герметиком или лентой. Такие соединения просты и компактны, но плохо переносят многократную разборку: каждая затяжка деформирует витки, и после нескольких циклов соединение может начать течь.

Уплотнение вне резьбы

Резьба отвечает только за силовое замыкание, а герметичность обеспечивает отдельный элемент: резиновое кольцо, металлическая или комбинированная шайба, конус, сфера, врезное кольцо. Используются цилиндрические резьбы — метрические и трубные G, дюймовые UNF. Такие соединения допускают многократную сборку, выдерживают высокое давление и вибрацию, поэтому в современной гидравлике они преобладают.

Важно. Цилиндрическая резьба сама по себе не герметична. Наматывание ленты или нанесение герметика на трубную цилиндрическую G без уплотнительной шайбы — частая, но неправильная практика: при давлении и вибрации такое соединение рано или поздно потечёт. Для цилиндрической резьбы нужно торцевое уплотнение: шайба, кольцо или конус.

Основные типы резьб

Метрическая резьба

В гидравлике используют преимущественно метрические резьбы с мелким шагом: М10×1, М12×1,5, М14×1,5, М16×1,5, М18×1,5, М20×1,5, М22×1,5, М27×2, М33×2, М42×2. Мелкий шаг увеличивает прочность, уменьшает риск самоотвинчивания и позволяет сделать стенки фитингов тоньше. Такие резьбы применяют в штуцерах с врезными кольцами по DIN 2353 (ISO 8434-1), в портах по ISO 6149 и ISO 9974.

Трубная цилиндрическая резьба G

Резьба с профилем 55° и закруглёнными вершинами, стандарт ГОСТ 6357 (ISO 228). Обозначается G1/8, G1/4, G3/8, G1/2, G3/4, G1. Размер в дюймах условный — он относится к внутреннему диаметру трубы, а не к наружному диаметру резьбы. Например, G1/2 имеет наружный диаметр около 20,96 мм. В гидравлике G-резьба используется в портах BSPP с уплотнением кольцом или шайбой.

Трубная коническая резьба R и Rc

Тот же профиль 55° с конусностью 1:16, стандарт ГОСТ 6211 (ISO 7-1). R — наружная коническая, Rc — внутренняя коническая, Rp — внутренняя цилиндрическая под коническую наружную. Применяется в пневматике низкого давления, водопроводе, системах смазки, на заглушках.

Резьба NPT

Американская трубная коническая резьба с углом профиля 60° и той же конусностью 1:16. Внешне похожа на R, но не совместима с ней из-за разного угла профиля и шага на многих размерах. Вариант NPTF (Dryseal) обеспечивает герметичность без герметика за счёт контакта по вершинам и впадинам.

Резьба UNF

Дюймовая цилиндрическая с углом 60° и мелким шагом. В гидравлике — в фитингах JIC с конусом 37° и в портах SAE с уплотнительным кольцом (ORB). Типичные размеры: 7/16-20, 9/16-18, 3/4-16, 7/8-14, 1 1/16-12.

РезьбаУгол профиляФормаПринцип уплотненияТипичное применение
Метрическая мелкая (М)60°ЦилиндрическаяВне резьбы: кольцо, конус, шайбаГидравлика высокого давления, врезные фитинги
Трубная G (BSPP)55°ЦилиндрическаяВне резьбы: шайба, кольцоПорты гидроаппаратуры, пневматика
Трубная R/Rc (BSPT)55°Коническая 1:16По резьбе с герметикомПневматика, низкое давление, заглушки
NPT/NPTF60°Коническая 1:16По резьбеОборудование по американским стандартам
UNF (JIC, ORB)60°ЦилиндрическаяКонус 37° или кольцоМобильная и импортная гидравлика
Коническая К60°Коническая 1:16По резьбеПробки, маслёнки, системы смазки

Способы уплотнения цилиндрических резьб

Медные и алюминиевые шайбы

Простейший способ: мягкая металлическая шайба зажимается между торцом штуцера и опорной поверхностью корпуса. Надёжно, дёшево, выдерживает высокую температуру, но шайба одноразовая, а опорные поверхности должны быть плоскими и чистыми.

Комбинированные шайбы

Стальное кольцо с привулканизированной резиновой манжетой. Многоразовые, не требуют высокого момента затяжки, компенсируют небольшие дефекты поверхности. Широко используются на портах G и метрических.

Уплотнительные кольца в канавке

В портах по ISO 6149 и SAE ORB под кольцо выполняется специальная фаска или канавка в корпусе у входа в отверстие. Кольцо прижимается штуцером и надёжно герметизирует соединение при давлениях до 400 бар и выше.

Уплотнение по конусу

Конусы 24° (DIN, врезное кольцо), 37° (JIC), 60° (BSP), сферические и плоские торцы с кольцом (ORFS). В этих соединениях резьба гайки прижимает конус или сферу фитинга к ответной поверхности. Важна точность геометрии и чистота уплотняющих поверхностей.

Конструкция портов и требования к изготовлению

Порт — резьбовое отверстие в корпусе распределителя, насоса, цилиндра или блока, куда вворачивается фитинг. Его геометрия строго стандартизирована, и от точности изготовления зависит герметичность.

Для серийного изготовления портов применяют специальные ступенчатые зенкеры и фрезы-портовщики, которые формируют всю геометрию порта за один проход. Это гарантирует соосность резьбы, фаски и торца, чего трудно добиться отдельными инструментами.

Штуцеры и детали гидравлических соединений

Материалы деталей

Выбор материала зависит от давления, рабочей среды и условий эксплуатации.

При соединении нержавеющих деталей возникает риск задира резьбы — витки «свариваются» при затяжке. Для предотвращения используют противозадирные пасты, разные марки стали в паре или покрытия на одной из деталей.

Покрытия и защита резьбы

Детали гидравлики из углеродистой стали почти всегда имеют защитное покрытие: цинкование с пассивацией, цинк-никель, фосфатирование с промасливанием. Покрытие наносится и на резьбу, поэтому её нарезают с учётом толщины слоя — по полям допуска с основным отклонением e, f или g для наружной резьбы и G или H для внутренней. Если резьбу нарезать в номинал и затем оцинковать, штуцер может не завернуться в порт или завернуться туго, с повреждением покрытия и последующей коррозией. Для нержавеющих деталей покрытие не требуется, но для предотвращения задира иногда применяют серебрение или твёрдую смазку на резьбе гаек.

Особенности пневматики

Давления в пневматике ниже — обычно 6–10 бар, — но требования к герметичности не менее строгие: утечки сжатого воздуха напрямую стоят денег, а потеря давления нарушает работу цилиндров и клапанов.

Типичные ошибки монтажа и изготовления

  1. Смешение стандартов. Резьбы G1/4 и 1/4 NPT, М14×1,5 и 9/16-18 UNF внешне близки и могут частично наворачиваться. Такое соединение не держит давление и опасно. Всегда проверяйте резьбу шагомером и калибром.
  2. Перетяжка. Чрезмерный момент деформирует шайбы, разрывает кольца, растягивает резьбу корпуса, особенно в алюминии. Используйте динамометрический ключ и паспортные моменты.
  3. Повреждённая опорная поверхность. Забоины и риски на торце порта — частая причина течи, которую не устранить заменой уплотнения.
  4. Попадание герметика внутрь системы. Обрывки ленты и излишки пасты попадают в золотники и дроссели и выводят аппаратуру из строя. Герметик наносят, отступив от торца на 1–2 витка.
  5. Повторное использование одноразовых уплотнений — медных шайб, врезных колец.
  6. Неточная резьба портов. Нарезка без контроля калибрами, с перекосом или заусенцами приводит к тому, что фитинг садится с перекосом и уплотнение не работает по всему периметру.

Контроль резьбовых элементов гидравлики

Для деталей гидравлических и пневматических систем контроль резьбы особенно важен:

Вывод

Надёжность гидравлического и пневматического соединения складывается из трёх составляющих: правильно выбранной резьбы, подходящего способа уплотнения и точного изготовления. Конические резьбы уплотняют по виткам и подходят для низкого давления и редкой разборки, цилиндрические с отдельным уплотнением — для высокого давления, вибрации и частого обслуживания. Нельзя смешивать стандарты, уплотнять цилиндрическую резьбу лентой и пренебрегать качеством опорных поверхностей.

Компания «ВМС» изготавливает штуцеры, переходники, заглушки, корпуса и другие детали гидравлики и пневматики по чертежам и образцам, а также специальный резьбонарезной инструмент для портов и нестандартных резьб. Подробнее — в разделах запчастей и инструментов. Пришлите чертёж или образец — рассчитаем стоимость.

Отправить заявку

« Предыдущая статья Следующая статья »