Рубрика: Резьба и резьбонарезной инструмент
Трубная резьба применяется в трубопроводах, арматуре, гидравлике, пневматике, газовом и отопительном оборудовании. Её главная задача — не только соединить детали, но и обеспечить герметичность соединения под давлением. Отсюда особенности профиля, наличие цилиндрического и конического исполнения и своеобразная система обозначений в дюймах, которая не совпадает с реальными размерами резьбы. Разберёмся, как устроены оба вида трубной резьбы, чем они различаются и как их правильно сочетать.
Трубная резьба относится к дюймовым резьбам с профилем Уитворта. Угол профиля — 55 градусов, вершины и впадины закруглены. Шаг выражают числом ниток на дюйм.
Закругления вершин и впадин исключают радиальные зазоры между витками наружной и внутренней резьбы. В метрической резьбе такие зазоры есть, и по ним рабочая среда может просачиваться наружу. В трубной резьбе профили плотно прилегают, что облегчает герметизацию соединения.
Трубная резьба имеет сравнительно мелкий шаг относительно диаметра. Это позволяет нарезать её на тонкостенных трубах без чрезмерного ослабления стенки. Например, для размера 1/2 дюйма используется 14 ниток на дюйм, для размеров от 1 дюйма и выше — 11 ниток.
Самая частая путаница: размер трубной резьбы в дюймах обозначает не наружный диаметр резьбы, а условный проход трубы. Резьба G 1/2 имеет наружный диаметр около 20,955 мм, а не 12,7 мм, как можно было бы предположить. Исторически размер привязан к внутреннему диаметру толстостенной трубы.
Цилиндрическая трубная резьба нарезается на цилиндрической поверхности и имеет постоянный диаметр по всей длине. Её параметры установлены ГОСТ 6357, в международной практике она обозначается буквой G.
Сама по себе цилиндрическая резьба герметичность не обеспечивает: между витками остаются микрозазоры. Поэтому уплотнение выполняется одним из способов:
Цилиндрическая трубная резьба выпускается в классах точности A и B. Класс A точнее и используется для ответственных соединений арматуры и приборов, класс B — для общего применения.
Резьба G используется в соединениях с прокладками: на штуцерах гидравлики, присоединительных патрубках насосов и счётчиков, накидных гайках, сантехнической арматуре, корпусах фильтров. Она удобна тем, что соединение можно многократно разбирать без потери герметичности при замене прокладки.
Коническая трубная резьба нарезается на конической поверхности с конусностью 1:16. Это соответствует углу наклона образующей примерно 1°47′. Параметры установлены ГОСТ 6211, обозначения — R для наружной, Rc для внутренней конической и Rp для внутренней цилиндрической резьбы, сопрягаемой с конической наружной.
При завинчивании конической резьбы витки заклиниваются по профилю, натяг возрастает с каждым оборотом. Это создаёт плотный контакт по боковым сторонам и вершинам. Для надёжности обычно всё равно применяют герметик или ленту, но основное уплотнение обеспечивает сама резьба.
У конической резьбы нет единого диаметра, поэтому номинальные размеры задают в основной плоскости — сечении, расположенном на определённом расстоянии от торца трубы. В этой плоскости диаметры конической резьбы совпадают с диаметрами цилиндрической резьбы того же размера. Это и обеспечивает возможность сочетания конической наружной резьбы с цилиндрической внутренней.
Коническая резьба используется там, где нужна герметичность без дополнительных прокладок: в водогазопроводных трубах, отопительных системах, пробках, заглушках, переходниках, фитингах, газовой арматуре, гидравлических системах с высоким давлением.
| Параметр | Цилиндрическая (G) | Коническая (R, Rc) |
|---|---|---|
| Профиль | 55 градусов, закруглённый | 55 градусов, закруглённый |
| Форма поверхности | Цилиндр | Конус 1:16 |
| Герметичность | Только с прокладкой или уплотнителем | Обеспечивается натягом в резьбе |
| Многократная сборка | Хорошо переносит | Ограничена, витки сминаются |
| Глубина завинчивания | Не ограничена конусом | Ограничена натягом |
| Типичные детали | Штуцеры с прокладкой, накидные гайки | Трубы, фитинги, пробки, заглушки |
Ниже приведены наиболее распространённые размеры трубной резьбы с числом ниток на дюйм и ориентировочным наружным диаметром в основной плоскости.
| Обозначение размера | Ниток на дюйм | Шаг, мм | Наружный диаметр, мм |
|---|---|---|---|
| 1/8 | 28 | 0,907 | 9,728 |
| 1/4 | 19 | 1,337 | 13,157 |
| 3/8 | 19 | 1,337 | 16,662 |
| 1/2 | 14 | 1,814 | 20,955 |
| 3/4 | 14 | 1,814 | 26,441 |
| 1 | 11 | 2,309 | 33,249 |
| 1 1/4 | 11 | 2,309 | 41,910 |
| 1 1/2 | 11 | 2,309 | 47,803 |
| 2 | 11 | 2,309 | 59,614 |
На практике в одном соединении могут встретиться разные виды трубной резьбы. Не все сочетания допустимы.
Сочетание внутренней конической резьбы с наружной цилиндрической не обеспечивает ни нормального свинчивания, ни герметичности: цилиндрическая деталь упирается в сужающийся конус и вворачивается лишь на несколько витков. Подобные ошибки нередки при подборе фитингов и переходников и приводят к протечкам.
трубные плашки, клуппы с раздвижными плашками, трубные метчики, резьбовые резцы, резьбовые фрезы, резьбонарезные головки
На трубах наружную резьбу нарезают трубными плашками и клуппами — ручными, с трещоточным механизмом или с электроприводом. Для конической резьбы плашки имеют коническое рабочее отверстие с конусностью 1:16. На токарных станках резьбу точат резцами с профилем 55 градусов, а коническую — с использованием конусной линейки или по программе на ЧПУ.
Внутреннюю трубную резьбу нарезают трубными метчиками. Для цилиндрической резьбы они похожи на обычные, для конической — имеют коническую рабочую часть, и глубина завинчивания метчика определяет размер резьбы. Поэтому при нарезании конической внутренней резьбы важно контролировать глубину по калибру.
Под цилиндрическую трубную резьбу отверстие сверлят чуть больше внутреннего диаметра резьбы, под коническую — часто с развёртыванием конической развёрткой. Это снижает нагрузку на конический метчик и повышает качество профиля.
Контролируется резьбовыми калибрами-кольцами и пробками, как и другие крепёжные резьбы, с учётом класса точности.
Контроль выполняют калибрами с уступом или рисками, по которым определяют положение основной плоскости. Калибр навинчивают от руки, и торец детали должен оказаться в пределах допустимого интервала между рисками. Если калибр заходит слишком глубоко, резьба будет иметь недостаточный натяг, если слишком мало — соединение не удастся собрать на нужную глубину.
Поверхность витков должна быть без рванин, заусенцев и сорванных вершин. На трубной резьбе дефекты особенно критичны: любой надрыв витка становится потенциальным каналом утечки.
Детали с трубной резьбой — штуцеры, переходники, заглушки, корпуса арматуры — изготавливают на токарных станках и обрабатывающих центрах. Коническая резьба на станках с ЧПУ точится по программе с точным соблюдением конусности и положения основной плоскости, что обеспечивает стабильный натяг в серии. Для специальных размеров и нестандартных резьб изготавливают трубные плашки и метчики по чертежу. Подробнее о токарной обработке и выпуске плашек — в соответствующих разделах.
Даже правильно изготовленная резьба может дать течь при неаккуратной сборке. Несколько правил монтажа заметно повышают надёжность трубного соединения.
Ленту или нить наматывают по направлению завинчивания, то есть по часовой стрелке для правой резьбы, если смотреть с торца детали. При обратной намотке уплотнитель сдвигается и сминается при сборке. Первые один-два витка от торца оставляют свободными, чтобы материал не попал внутрь трубопровода.
Коническое соединение затягивают до появления ощутимого натяга и затем доворачивают на один-два оборота в зависимости от размера. Чрезмерное усилие опасно для литых латунных и чугунных фитингов: конус работает как клин и может расколоть муфту. Цилиндрическое соединение с прокладкой затягивают до сжатия прокладки, не допуская её выдавливания.
Разобранное коническое соединение при повторной сборке требует обновления уплотнителя и часто заворачивается глубже, чем в первый раз, из-за смятия вершин витков. После нескольких циклов натяг становится недостаточным, и деталь приходится заменять.
Да, сочетание R с Rp допустимо и широко применяется. Герметичность достигается за счёт натяга на конусе и уплотнителя.
Размер в дюймах условный и относится к проходу трубы, а не к наружному диаметру резьбы.
Трубная резьба отличается от крепёжной профилем 55 градусов с закруглениями, мелким шагом и условными дюймовыми размерами. Цилиндрическая резьба G требует отдельного уплотнения и подходит для разборных соединений с прокладками, коническая R герметизирует соединение за счёт натяга и используется в трубах и фитингах. Правильное сочетание типов резьбы, точное обозначение на чертеже и контроль по калибрам — главные условия надёжного и герметичного трубного соединения.
