Из этого материала вы узнаете:
- Описание конической резьбы
- Требования и характеристики конической резьбы
- Обозначение конической резьбы на чертежах
- Отличия метрической и дюймовой конической резьбы
- Оборудование и инструменты для нанесения конической резьбы
- Технология нанесения конической резьбы
О чем речь? Коническая резьба благодаря своей форме выполняет сразу две важные функции: крепление и уплотнение. Благодаря второму свойству изделие получается герметичным, поэтому данный вид соединения используют в различных трубопроводах, в том числе и с высоким давлением.
На что обратить внимание? Требования к конической резьбе закреплены в нескольких ГОСТах, они касаются как проведения работ, так и ее маркировки на чертежах. Для достижения заданных параметров важно соблюдать нормы и четко следовать технологии выполнения работы.
Описание конической резьбы
Трубная коническая резьба, как следует из ее названия, – это нарезка с уменьшающимся к окончанию трубы диаметром. Для этого типа соединений принят единый угол профиля, равный 55°. Для данной разновидности резьбовых соединений характерна закругленная форма впадин и вершин нарезки.
Основной параметр конической резьбы – ее шаг, который определяется количеством витков на одном дюйме. Их уклон в такой нарезке равен 1°47′24” при конусности 1:16. От количества оборотов зависит, насколько герметичным будет соединение труб.
При соединении трубы, имеющей внешнюю конусовидную резьбу, с той, у которой нарезана внутренняя цилиндрическая резьба обозначенного профиля по ГОСТ 9150 от 2002 года, используется также метрическая коническая резьба с плоско срезанными впадинами.
Важное преимущество конической резьбы заключается в том, что ее можно нарезать по месту без демонтажа деталей. Нарезание в таком случае осуществляют специальными резьбонарезными плашками или клуппами. Для корректного формирования резьбового соединения на соединяемых деталях необходимо пользоваться специальными трубными тисками, так как формирование резьбы требует приложения большого вращающего момента.
Требования и характеристики конической резьбы
Коническую резьбу определяют следующими характеристиками:
- размерность – от 1/16’ до 6’;
- число витков на одном дюйме – от 11 до 28;
- шаг резьбы – от 0,8 до 2,309 мм;
- величина наружного диаметра – от 9,729 до 33,25 мм, внутреннего – от 8,567 до 30,292 мм.
Чтобы выбрать шаг резьбы, который определяется диаметром трубы, можно заглянуть в специальные справочники. Фланцы сваривают только в тех случаях, когда диаметр превышает один дюйм. Конусность для такого типа соединений, то есть отношение диаметра основания к высоте, всегда равна 1:16. Отношение общей длины к расстоянию нарезки должно строго соблюдаться.
ГОСТ 6111 от 1952 года содержит следующие требования:
- шаг резьбы определяется параллельно ее оси;
- ось резьбы и биссектриса угла профиля должны быть перпендикулярны;
- резьбовое сопряжение должно содержать не менее двух витков с полным профилем;
- наружную резьбу трубы проверяют с помощью резьбового калибра по среднему диаметру;
- величина осевого смещения базовой плоскости относительно номинального положения не должна превышать шаг резьбы;
- базовая плоскость резьбы и торец муфты должны совпадать при свинчивании без перетяга;
- при изменении расстояния от основания резьбы до торца детали все остальные требования должны быть соблюдены.
Обозначение конической резьбы на чертежах
Применение конических резьбовых соединений для труб предполагает множество различных элементов, что делает необходимым указание на чертежах ряда размеров, обозначение которых регламентирует ГОСТ 6111 от 1952 года. Стандарт предполагает указание диаметра конической резьбы в виде дроби, где величина внешнего диаметра служит знаменателем, а внутреннего – числителем.
Для обозначения трубной конической резьбы на чертеже приняты следующие буквенные обозначения:
- R – для наружной резьбы;
- Rc – для внутренней резьбы;
- Rp – для внутренней цилиндрической резьбы;
- LH – для резьбы с левой спиралью;
- RH – для резьбы с правой спиралью;
- М – для метрической резьбы;
- МК – для метрической конусовидной резьбы;
- К – для конической дюймовой резьбы.
Отличия метрической и дюймовой конической резьбы
В наше время при нарезке резьбы широко применяются две основные системы единиц измерения – метрическая и дюймовая. Соответственно, применение первой предполагает указание размеров в миллиметрах, а второй в дюймах. На первый взгляд может показаться, что никаких особых сложностей это не вызывает, ведь существуют специальные таблицы и коэффициенты для размеров.
Однако такой пересчет, к примеру, шага и хода резьбы, связан с проблемой возникновения существенных отличий при переходе от метрической системы к дюймам и наоборот. В частности, такая разница может касаться того, как отличаются градусные меры углов при вершинах. Для метрической системы это 60°, в то время как для дюймовой 55°.
Кроме того, различия касаются также способов, которыми в этих системах измеряются некоторые важные параметры. Для самого процесса измерения правила в обоих случаях аналогичны. Замеры производятся одним из измерительных инструментов или приборов, таких как гребенки, резьбомеры, микрометры, штангенциркули и т. д.
Затем производятся необходимые расчеты, позволяющие, например, определить плотность посадки болтов. Однако в каждом из этих двух случаев для измерений нужны абсолютно по-разному откалиброванные измерительные инструменты и различные методики расчета.
Читайте также: Винтовое соединение: стандарты, размеры, правила выбора
Одно из главных отличий метрической резьбы от дюймовой – в расположении гребней. У первой это угол 54-55°, а у второй – 60°, из-за чего меняется форма гребней. Они становятся шире в основании и выше. Вкрутить дюймовую деталь в метрическую и наоборот невозможно – этому препятствует именно наличие угловой разницы.
Резьбовую нарезку формируют либо вручную, либо на токарном станке. Ручная нарезка применяется в мелкосерийном производстве или в быту, а станочная используется на крупных производствах.
Оборудование и инструменты для нанесения конической резьбы
Нарезание конической резьбы производят при помощи круглых плашек. Конфигурация и размерность этих специальных приспособлений задается соответствующими нормами и стандартами.
Конструкционно круглые плашки – это гайки из специально закаленной стали с резьбовым окном по центру, в котором происходит нарезка, и боковыми отверстиями. Последние помогают отводить металлическую стружку, образующуюся по ходу формирования резьбы. Боковые поверхности плашки снабжены пазами для съемных ручек.
Также для нарезки наружной конической резьбы часто применяют клуппы, которые дают возможность не только делать новую нарезку, но и восстанавливать геометрию поврежденной. Клуппы существенно отличаются от плашек конструктивно. Менее глубокие первые резцы подготавливают поверхность детали на первых витках и направляют резьбу, благодаря чему риск искривления сводится к минимуму.
Плашками резьбу нарезают одним проходом. Их можно использовать как для ручной нарезки, так и при применении электроинструмента. Кроме того, нарезку производят на резьбонарезных станках. Эти устройства оснащены мощными двигателями и специальным тормозом. Благодаря конструктивным особенностям оборудование позволяет оптимизировать процесс нарезания как цилиндрической, так и конической резьбы.
Эти машины безопасны, надежны и долговечны. Выполняют работу за считанные секунды, что делает их особенно востребованными при прокладке трубопроводных магистралей и проведении строительной деятельности различного рода.
Внутренняя коническая трубная резьба нарезается при помощи метчиков. Этот инструмент выполнен в виде винта из специальной закаленной стали. Вдоль тела устройства и перпендикулярно нарезке проходят бороздки для отвода стружки. Конструктивно приспособление состоит из рабочей части и хвостовика, который в свою очередь фиксируется в воротке метчикодержателя. Для того чтобы нарезать резьбу, рабочую часть метчика вставляют внутрь трубы и вращают, прикладывая усилие к ручке метчикодержателя.
Коническую внутреннюю трубную резьбу также можно нарезать на специальных станках, вращающих метчики при помощи электромотора. Такое оборудование имеет и мобильные варианты, которые широко востребованы, к примеру, при прокладке трубопроводных магистралей. Для бытовых условий и работы в небольших мастерских вполне подходят ручные метчики.
Технология нанесения конической резьбы
Существует ряд правил, которые необходимо соблюдать при формировании резьбы:
- для точной нарезки необходимо выдержать параметры длины, диаметра и соосности рабочей части инструмента и трубы;
- при дюймовой нарезке угол профиля равен 60°, а при метрической – 55°;
- соединения, в которых применяется дюймовая резьба, более герметичны за счет большего скругления профиля;
- нарезку упрощает засверливание с применением цилиндрического сверла, подобранного по меньшему диаметру;
- строго необходимо снятие фаски;
- нарезая резьбу, нужно делать один оборот назад после каждых двух оборотов вперед;
- во избежание перегревания рабочей части инструмента важно не забывать наносить смазку;
- пройдя половину длины нарезки, нужно уменьшать прилагаемое к инструменту усилие;
- для снятия плашки или извлечения метчика, следует вращать инструмент в обратную сторону;
- точность при формировании резьбы обеспечивает черновая нарезка.
Метчики для нарезки конической резьбы отличает удлиненная заборная часть и неполная резьба, выполняющая, помимо нарезания профиля, функцию калибратора. Режущая часть метчиков снабжена каналами для отвода стружки, а поперечное сечение верхнего сегмента имеет форму квадрата.
Для нарезки конической резьбы нужно:
- С помощью тисков зафиксировать заготовку в вертикальном положении.
- Нанести смазку на рабочую часть инструмента.
- Расположить рабочий инструмент строго горизонтально, соблюдая его перпендикулярность оси трубы.
- Нарезать несколько пробных витков.
- Снять инструмент, оценить качество резьбы и при необходимости произвести повторную нарезку, предварительно обстучав деталь.
- Сформировать резьбу на нужном отрезке.
- Удалить остатки стружки и протереть инструмент.
Нарезка резьбы на токарном станке предполагает применение резьбонарезных плашек, конструктивные особенности которых позволяют раздвигать резцы в ходе работы. Применение такого рабочего инструмента обеспечивает как высокую точность нарезания, так и повышение производительности.
Иногда для формирования конической резьбы пользуются накатными роликами, но они имеют существенные недостатки. Их применение не дает такой точности нарезки и значительно сложнее по сравнению с резьбонарезными плашками.
Для формирования резьбы станок настраивают, выставляя шпиндель на достаточно низкие обороты с соответствующей скоростью подачи. При настройке необходимо добиться того, чтобы перемещение суппорта на отрезок, равный шагу резьбы, соответствовало одному полному обороту заготовки.
Трансмиссия современных токарно-винторезных станков позволяет без особого труда настроить скорость вращения шпинделя и подачу рабочего инструмента для нарезки даже нестандартных вариантов резьбы.
Рекомендуем статьи
Особенность конусных соединений заключается в переменном диаметре. Чаще всего используются сужающиеся элементы, у которых базовый диаметр больше концевого. Часто оба диаметра указываются в маркировке. Коническая резьба обеспечивает наибольшую прочность и долговечность соединений. Однако ее сложнее формировать, а возможные ошибки при нарезке существенно ухудшают характеристики соединений.
Когда речь идет об ответственных конструкциях и агрегатах, от соединений требуется особая прочность и герметичность. Именно в таких случаях оптимальным решением становится использование конической резьбы, которая позволяет обеспечить требуемый уровень герметичности соединений, например, в трубопроводах высокого давления или гидравлических узлах.
