Меню

Конусная резьба по металлу



Коническая трубная резьба

Ответственные узлы конструкций, механизмов имеют повышенные требования по обеспечению герметичности. Для этой цели используется коническая трубная резьба. Применение такого вида соединения гарантирует необходимую герметичность при сборке трубопроводов высокого давления, механизмов гидравлики. Выполняется такая резьба с помощью специальных инструментов, обеспечивающих нужный угол конуса, форму профиля. При соединении деталей обеспечивается более плотное их прилегание. Конические резьбовые соединения встречаются и в бытовых сантехнических приборах, системах водоснабжения и газовых коммуникациях.

Параметры конической трубной резьбы

Данный вид соединений обозначается исключительно в дюймах. Указываются значения в целых и дробных частях. Профиль конической трубной резьба отличается от стандартного дюймового аналога. Угол при вершине составляет 55° в первом случае и 60° во втором. В отдельных случаях допускается соединения обоих видов. Условия определены в ГОСТ 6211–81. В § 4.7 сказано, что в этом случае можно использовать наружную трубную коническую резьбу совместно с цилиндрической внутренней. Номинальные значения должны совпадать. Например, диаметр 1½ должен быть одинаковым у обеих деталей. Внутренняя трубная дюймовая коническая резьба не соединяется наружным цилиндрическим элементом.

Если в обозначении стоят буквы LH, то значит направление вращения левое. Конусность — 1° 47′ 24″. Это значение дает соотношение длины резьбы к разнице диаметров как 1:16.

Этот параметр одинаков для всех видов конической трубной резьбы, а вот шаг существенно отличается. Исторически принято измерять его в количестве ниток на дюйм. Но в процессе эволюции производства некоторые значения не соответствуют указанным данным. Поэтому вся дюймовая резьба сегодня имеет расшифровку в привычных европейских стандартах. Метрическая система измерения гораздо удобнее в работе.

Ниже указаны соответствия дюймовых номиналов аналогам в мм:

  • ⅛ — 28 (число ниток на дюйм), 0,907 мм;
  • ¼ — 19, 1,337 мм;
  • ⅜ — 19, 1,337 мм;
  • ½ — 14, 18,14 мм
  • ¾ — 14, 18,14 мм
  • 1 — 11, 23,09 мм
  • 1¼ — 11, 23,09 мм
  • 1½ — 11, 23,09 мм
  • 2 — 11, 23,09 мм

У конической трубной резьбы различают три диаметра: наружный, внутренний и средний. Чертеж соединения выполнен в виде трапеции. Ее основание — наружная резьба, вершина внутренняя. Среднее значение вычисляется математически. Оно примерно соответствует размерам обычной цилиндрической дюймовой резьбы. Это важно знать при совмещении различных типов соединения. То есть, когда конусная деталь вкручивается в обычную дюймовую резьбу, то вначале вращения соединение получается прослабленное. К середине длины оно уплотняется, дальше движение производится с увеличивающимся натягом. Преимущества конуса часто используется в стандартных соединениях при прослабленной внутренней резьбе. Если деталь изношена и внутреннее отверстие становится больше нормы, то можно заменить цилиндрический элемент. Угол конуса компенсирует прослабление по диаметру.

Следует знать, что при подготовке деталей к обработке необходимо учитывать припуски. Делая конус на входящей детали ориентируются на наружное значение диаметра по таблице. Затем проверяют длину заготовки и лишь потом делают нужный уклон. На токарном станке выставляют угол на верхней каретке суппорта. Второй вариант — использование фасонного резца. В обоих случаях придется делать ручную настройку, и точно выставить режущий инструмент сложно, поэтому обязательно проверяют угол специальным калибром.

Угол вершины профиля 55° выбран не случайно. Это гарантирует лучшую герметизацию соединения. При закручивании происходит притирка деталей с легким заминанием профиля. Однако применять силу при сборке не рекомендуется. Конусность деталей приводит к тому, что вектор нагрузки направлен наружу. Деталь может просто разорвать при избыточных усилиях. Особенно, если толщина элемента с внутренней резьбой небольшая. Не рекомендуется применять технологию на тонкостенных латунных и алюминиевых деталях. Об этом нужно помнить, когда решено сочетать трубную коническую и трубную цилиндрическую резьбу, которая не рассчитывалась при производстве на такой вид нагрузки.

Способы нарезки конической трубной резьбы

В отличие от стандартной цилиндрической резьбы, где диаметр одинаков на протяжении всей длины детали, коническая делается с учетом особенностей соединения. Выполняют ее на станках, допускающих движение суппорта под заданным углом, либо с помощью слесарных приспособлений: плашек и метчиков. При нарезании конических резьб важно точно соблюдать направление движения и положение инструмента. Контролируют процесс с помощью угольника. Отклонения серьезно ухудшают качество и резьбу уже нельзя использовать в ответственных соединениях. Рабочий инструмент может состоять из комплекта метчиков, плашек с указанными на них номерами.

Читайте также:  Минералы руды каких металлов

Как нарезать резьбу самостоятельно? Прежде всего необходимо надежно зафиксировать деталь в тиски с таким расчетом, чтобы обеспечить доступ измерительного угольника. Если есть сверлильный станок, то достаточно без перекосов зажать ее. Когда используется дрель, то проконтролировать угол сложнее. Можно воспользоваться дополнительными приспособлениями, например, кондуктором или направляющей муфтой. Особую аккуратность следует проявить при чистовом проходе коническим сверлом или разверткой. Точно выполненное отверстие позволит метчику правильно сделать заход. Когда уклон наружного конуса детали соответствует указанному углу, то плашка легко самоориентируется по нему и резьба получится качественной.

Оборудование для нарезки

В практической деятельности обычному слесарю не часто приходится делать коническую резьбу, если специфика производства не связанна с изготовлением деталей с таким видом соединений. Домашний мастер сталкивается с этой операцией еще реже. Помощником в работе станет таблица определения диаметров.

Размер в дюймах Диаметр отверстия, мм Глубина сверления, мм
dc do
8,10 8,57 15
¼ 10,80 11,45 20
14,30 14,95 24
½ 17,90 18,63 29
¾ 23,35 24,12 31
1 29,35 30,29 37
37,80 38,95 40
43,70 44,85 42
2 55,25 56,66 44

Наибольший диаметр конуса обозначают do, а наименьший dc. Для облегчения захода инструмента делается фаска. В цилиндрическом отверстии сделать метчиком нарезку сложно и долго. Для снижения трудоемкости и ускорения операции используют конические сверла и развертки нужного размера. Если инструмент комплектный, то сначала берут метчик или плашку с номером 1. Это черновая резка. Затем проходят инструментом №2. Иногда в комплекте может быть 3 вида метчиков. В цветных металлах коническая резьба может делаться за один проход, если использовать смазочно-охлаждающие жидкости. Работая со сталью желательно проходить отверстие последовательно всеми метчиками.

На плашках указано направление конуса. Если соответствующего значка нет, или есть непонятная аббревиатура, то нужно ее с обеих сторон замерить штангенциркулем.

Увидеть конус можно и по губкам для внутренних измерений. Достаточно их вставить вовнутрь и будет виден уклон на плашке относительно параллельных губок штангенциркуля. Конусные плашки шире обычных, поскольку они должны полностью перекрывать длину обрабатываемой детали. Работать ими тяжелее. Нагрузка распределяется по всей режущей поверхности, поэтому используют мощный вороток с длинными рукоятками, либо удлиняют их для создания рычага. Обозначается машинная плашка 2684-0015, ручная 2684-0015р. Все характеристики указаны в ГОСТ 6228-80. Метчик имеет аббревиатуру 2680-0016. Технические характеристики описаны в ГОСТ 6227-80.

Конические соединения используется в ответственных узлах, поэтому требования в чистоте обработки поверхности высокие. Добиться ее можно только при использовании качественных смазочно-охлаждающих жидкостей. Выбор составов широк. Но если профессиональных материалов под рукой нет, то в домашних условиях можно для работы использовать животный жир. По своим характеристикам он отлично подходит для этой цели. Многие опытные мастера часто его используют в своей практике. Он гарантирует хорошее скольжение, качественную резку металла без сколов.

Режущий инструмент изготовляется из инструментальных, быстрорежущих сталей. В ГОСТе указан рекомендуемый ресурс плашек и метчиков. Рассчитывается он для инструмента из сплава Р6М5 по заготовкам из стали 45. Плашка должна гарантированно выполнить обработку от 125 (более 1 дюйма) до 225 (менее дюйма) наружных резьб, соответствующих требованиям ГОСТ. Соответственно, если в работе используются более прочные сплавы деталей, то ресурс уменьшается. Для проверки качества обработки, геометрических размеров и соответствия профилю используются специальные шаблоны — калибры. Такие же приспособления применяются при заточке резцов для токарных станков.

Как обозначаются соединения деталей с резьбой

Все характеристики трубной конической резьбы указаны в ГОСТ 6211–81. Отечественные стандарты совместимы с зарубежными аналогами: ISO R7, DIN 2999, BS 21, JIS B 0203. Обозначается этот вид резьбы английскими буквами R (наружная) и Rc (внутренняя). В ГОСТе описывается профиль, размеры и допуски соединения. Детальный чертеж показывает характерные особенности соединения. Дополнительные приложения регламентируют подготовку деталей для работы. Сводная таблица основных параметров трубной резьбы является основанием для контроля качества и размеров изделия.

Читайте также:  Сэндвич панель металл вата металл

Особое внимание уделяется тому, как делается обозначение соединения. Если используется два вида резьбы, то записываются они в виде дроби. Числитель — это внутренняя, знаменатель наружная часть соединения. Например, Rp/R 3/4 LH. Это означает, что резьба левая, номиналом три четверти дюйма, внутренняя цилиндрическая, а наружная коническая трубная. Совмещение разных видов часто используется в ремонтной практике. Так восстанавливают работоспособность сантехнических, газовых приборов. Конусная резьба предпочтительнее там, где нужна надежная герметизация.

Источник

Виды резьб

В промышленности используют два основных типа стыков – разъемные и неразъемные. Первые виды получают при помощи крепежа, клепок и пр. одним и наиболее часто встречающихся соединений, можно без сомнения считать первые. Вторые типы выполняют при помощи сварки, пайки, склеивания. На практике все эти способы сочленения деталей стандартизированы.

Виды резьбы

Как уже отмечалось, все виды стыков этого класса стандартизированы. Например, ГОСТ 24705-2004 определяет размеры метрического профиля, в частности, угол в основании, шаг и пр. Всего к метрическому виду относят порядка 15 отечественных и иностранных стандартов.

Существует так же и классификация стыков этого типа. Ее выполняют на основании ее геометрических размеров, расположению на изделии и количеству заходов, или исходя ее практического использования.

Ниже приведен перечень, в котором указаны типы конструкций разъемных соединений и их обозначения:

  • метрическая (M);
  • метрическая коническая (MK);
  • цилиндрическая (MJ);
  • трубная цилиндрическая (G);
  • трубная коническая (R);
  • круглая для санитарно-технической арматуры (Кр);
  • трапецеидальная (Tr);
  • упорная (S);
  • упорная усиленная (S45°);
  • эдисона круглая (E);
  • метрическая (EG-M);
  • дюймовая цилиндрическая (UTS: UNC, UNF, UNEF, 8UN, UNS);
  • дюймовая (BSW);
  • дюймовая коническая (NPT);
  • нефтяной сортамент.

Трубная дюймовая резьба

Все эти конструктивные элементы используются во всех отраслях промышленности, начиная от авиационной и закачивая пищевой.

Метрическая резьба

Метрическая выполняется на основании ГОСТ 8724-2002 – чаще всего применяется при изготовлении крепежных изделий. При соблюдении определенных условий этот вид допустимо использовать в качестве ходовой.

В основе этого вида лежит равносторонний треугольник (с углом в основании 60 градусов). Она может иметь один или несколько заходов. Многозаходную применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить повышенную прочность сочленения узлов.

Отечественные и зарубежные производители выпускают изделия имеющие диаметр от 0,25 до 600 мм и шаг от 0,25 до 6 мм. Изделия с малым шагом применяют тогда, когда необходимо обеспечить разъемную сборку изделий с тонкой стенкой. Кстати, в автомобильной промышленности этот вид применяют достаточно часто. Она может иметь левое и правое исполнение.

Ее обозначают следующим образом – на первом месте указывают букву, в этом случае — это М. Затем, показывается ее номинальный размер и шаг, в отношении этого вида применяют обозначение только в мм. Кроме этого в обозначение параметров входит количество заходов, исполнение (левое или правое). Разумеется, должен быть указан допуск на изготовление. Маркировка М12*1 говорит о том, что она имеет номинальный диаметр 12 мм и шаг 1.

Дюймовая резьба

Этот класса применяется по большей части при создании разъемных стыков трубопроводной арматуры (труб, кранов, клапанов и пр.). Ее наносят на изделия выполненные из металла, пластика. Ключевые параметры определены в ГОСТ 6111-52. В нем приведены таблицы, в которых определены размеры, шаги и допуски. Все размеры и условное обозначение приводят в дюймах.

В основании этого вида лежит треугольник с углом при вершине в 55 градусов. Как и у метрической вершины и впадины удалены.

Производители выпускают детали с трубным профилем от 3/16 (4,8 мм) до 4 (101 мм) дюймов.

Метрическая коническая резьба

Отличие конического изделия от обыкновенного метрического заключается в том, то ее наносят на конусную внутреннюю или внешнюю поверхность. При этом угол конуса составляет 1:16.

Ее применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить герметичность соединения. Например, в трубопроводных системах, предназначенных для транспортировки жидкостей.

Производителю выпускающие изделия с таким видом, руководствуются требованиями ГОСТ 25229-85.

Метрическая коническая резьба

Для обозначения метрического конического профиля применяют буквенное сокращение МК. Далее указывают все необходимые геометрические параметры. Например, МК 24*1,5 показывает то, что она имеет наружный диаметр в 24 мм и шаг 1,5.

Читайте также:  Ванны для покраски металла

Круглая резьба

Круглый профиль используется для создания соединений трубопроводной арматуры, в том числе и кранов. Параметры этого вида определены в ГОСТ 13536-68. Для обозначения в документах и на чертежах применяют буквенное обозначение Кр, далее следуют ее геометрические размеры.

Он образуется окружностями на его вершинах и впадинах. Угол при вершине составляет 30 градусов.

Трапецеидальная резьба

Трапецеидальный профиль относят к ходовым. Отличительное свойство этого вида профиля заключается в том, что она самотормозящая. Это вызвано тем, что при перемещении гайки по стержню развивается большая сила трения. Такое свойство позволяет избежать дополнительного фиксирования гайки на валу.

Трапецеидальный профиль используется для того, что бы преобразовать вращательное движение в трапецеидальное. Как пример, можно привести ходовой вал, устанавливаемый в токарных или шлифовальных станках. Кроме этого оборудования, он нашел свое применение в кузнечно-прессовом оборудовании, автомобильной и тракторной технике. Вообще узлы с трапецеидальным профилем используют для перемещения кареток на сборочных конвейерах, в литьевых машинах, робототехнике и пр.

На практике применяют изделия с размерами от 8 до 640 мм. Шаг составляет от 1,5 до 12 мм.

При внесении параметров на чертежах или документах применяют буквы Тр, затем указывают геометрические параметры.

Требования к параметрам изложены в ГОСТ 24738-81.

Упорная резьба

Требования к упорному профилю определены в ГОСТ 10177–82. Ее применяют тогда, когда в соединении имеются большие осевые нагрузки. В основе профиля лежит трапеция, одна (рабочая), сторона расположена под углом 3 градуса. Противоположная, имеет угол наклона 30 градусов.

Для обозначения применяют латинскую букву S, затем указывают геометрические параметры – диаметр, шаг.

Трубная цилиндрическая, трубная коническая и коническая дюймовая

Трубная цилиндрическая резьба нашла свое применение при сооружении трубопроводов. Производители выпускают изделия, на которых наносят резьбу от 1/16 до 6 дюймов. При этом, на один дюйм может быть нанесено до 28 до 11 ниток резьбы.

Трубная коническая резьба

Она этого вида применяется как крепежно-уплотняющая. Требования к ней определены в ГОСТ 6211-81. В этом документе говорится о том, что профиль должен соответствовать дюймовому профилю. Ее изготавливают на конусе с углом 1:16.

В основании лежит угол в 55⁰.

Она обеспечивает герметичность соединения без применения, каких либо дополнительных приспособлений (шайб, герметиков и пр.). Использование этого вида соединения резко снижает время на сборку/разборку соединения. Ее можно встретить в системах подачи масла, топлива, пара и пр.

Дюймовая коническая резьба

Ее чаще все применяют для соединения элементов, входящих в топливные, масляные и другие трубопроводы. Еще не так давно, она была стандартизирована на основании дюймовой системы мер.

Плашка дюймовая коническая

В основании лежит треугольник с углом в 60 ⁰. Но, в последние годы, на практике стали чаще использовать конический профиль изготовленный на основании метрической системы мер.

Достоинства и недостатки резьбовых соединений

Соединения, получаемые с ее помощью, пожалуй, самые распространенные среди разъемных. В отличие от прочих видов разъемных соединений они обладают следующими достоинствами:

  • надежностью;
  • простотой монтажа и демонтажа;
  • низкой стоимостью, которая обусловлена унификацией и массовым изготовлением крепежных деталей. Для производства применяют как точение, так и накатку.

В тоже время, использование разъемного соединения сопряжено с некоторыми недостатками, в частности, наличие впадин, в конструкции резьбы, приводит появлению зон повышенного напряжения.

Это соответственно снижает прочностные параметры соединения. Довольно, часто, в узлах, где использована резьба, приходится применять дополнительные устройства для предотвращения самораскручивания. Разумеется, средства стопорения применяют исходя из назначения узла, например, колесо автомобиля.

Область применения резьбовых соединений

Резьбу применяют для соединения узлов и сборочных единиц в единую конструкцию. При этом роль гайки может исполнять корпус.

В качестве примеров использования резьбы можно рассмотреть следующие:

  • устройство мостовых конструкций;
  • стыковка между собой сборочных единиц, например, редуктора и силового агрегата;
  • сборка отдельных изделий, к примеру, крышки подшипника и корпуса редуктора;
  • дюймовый вид применяется для создания трубопроводных систем.

Источник