Обозначение трубной резьбы начинается с указания условного диаметра трубы в дюймах. Если резьба выполнена с левосторонним направлением, к обозначению добавляется «LH». Примеры: R 3/4 и R2 1/2 LH. В случае резьбовых соединений обозначения часто выражаются в дробной форме: числитель соответствует наружному диаметру, а знаменатель — внутреннему. Например, Rc/R 3/8.
Резьбовое соединение труб: виды, параметры, обозначение, таблицы размеров трубной резьбы
Резьба — это устройство, с которым мы сталкиваемся намного чаще, чем можно предположить, и её разнообразие велико. Например, в крепежных элементах, таких как болты, шпильки и гайки, витки одного и того же типа. В то время как на трубах используются разные виды резьбы. Ключевое свойство резьбы, применяемой для труб, заключается в том, что она обеспечивает герметичное соединение. Это особенно важно в системе трубопроводов, где использование трубной резьбы играет основополагающую роль, что и будет подробно рассмотрено в этой статье.
Резьба представляет собой особой формы и размеров канавку, которая нанесена по спирали на внутреннюю или наружную поверхность металлического трубопровода или стержня. Нанесение резьбы возможно на цилиндрические или конические поверхности. Между различными типами резьбы можно наблюдать различия в форме канавки, высоте или глубине рельефа, а также расстоянии между витками — шаге резьбы. Для того чтобы соединение состояло из двух компонентов, оба компонента должны иметь совместимую резьбу — один из них должен иметь наружную, а другой — внутреннюю резьбу одного и того же типа и размера.
Существует два основных типа резьбы: крепежная и ходовая. Ходовая резьба применяется в механизмах для обеспечения их движения. Однако в нашей статье будет уделено внимание именно крепежной резьбе, поскольку с ней мы сталкиваемся в быту и в области ремонта и строительства.
Важно помнить, что по направлению витков резьба делится на правую и левую, а по типу поверхности, на которую наносятся витки, — на цилиндрическую и коническую.
Виды резьб
Трубная резьба имеет свой уникальный профиль, который обеспечивает герметичность соединений. Используется она для несварного соединения труб в трубопроводах, монтажа различной арматуры и подключения различных устройств. В последнее время резьбое соединение также начали применять на некоторых пластмассовых трубах, но в этом случае подход отличается, так как резьба формируется при отливке материала, несмотря на то, что принцип остается тем же.
Существует три основных вида резьбы:
- Метрическая резьба
- Дюймовая резьба. Основа этой резьбы также представляет собой треугольник, но с углом 55°. Она встречается в деталях, выпущенных за границей. Ключевое отличие между метрической и дюймовой резьбой кроется в углах, что важно при конструкции различных соединений.
- Трубная резьба. Резьба, используемая для труб, имеет угол 55°, аналогичный дюймовой резьбе, но отличается менее острыми гранями — они скруглены. Это свойство является критически важным для обеспечения герметичности. Трубная резьба может быть нанесена на поверхность цилиндрической трубы; в таком случае в обозначение добавляется слово «цилиндрическая». Основное нормирование проходит по ГОСТ 6357-81. При нарезке на конической поверхности данная резьба именуется трубной конической резьбой.
Помимо этого, полезно знать о ряде импортных стандартов резьбы, которые могут найти применение на арматуре и комплектующих. Например, резьба Витворта маркируется как BSW, если у нее крупный шаг, и BSF, если шаг мелкий. Этот стандарт послужил основой для разработки трубных резьб в Советском Союзе, в результате чего резьбы Витворта и трубные резьбы, согласно этому стандарту, совместимы.
Виды трубной резьбы
На что хочется обратить внимание — трубная резьба является резьбой с канавками специфического профиля. В её основе треугольник с углом 55° и скругленные вершины. Условное обозначение такой резьбы начинается с буквы G, после которой указывается условный проход трубы в дюймах. Например, в чертеже это будет обозначено как G 1 1/2″, что указывает на то, что это резьбовое соединение, с трубной резьбой, имеющей диаметр условного прохода 1 1/2 дюйма.
Цилиндрическая трубная резьба: особенности, обозначение, размеры
Цилиндрическая трубная резьба описана в ГОСТ 6357-81 и может наноситься как на наружную, так и на внутреннюю поверхность трубы. Стандарт также допускает соединение наружной конической и внутренней цилиндрической. Хорошая практика создания резьбы — использование закругления; радиус этих закруглений также прописан в стандартах. Хотя для соединения цилиндрических деталей может использоваться и прямой срез вершин треугольника (это правило не распространяется на соединения с конической резьбой).
Существует несколько размеров цилиндрической трубной резьбы, которые могут быть как наружными, так и внутренними. Эти параметры характеризуются тремя диаметрами: наружным, внутренним и средним. Также учитываются рабочая высота профиля, диаметр скругления и шаг. Диаметры и количество витков отражены в следующей таблице:
| Размеры резьбы в дюймах | Шаг витков, мм | Количество витков на дюйм, шт | Диаметр трубной цилиндрической резьбы, мм | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ряд 1 | Ряд 2 | D = d | D1 = d1 | D2 = d2 | ||
| 1/16 « | 0,907 | 28 | 7,723 | 7,142 | 6,561 | |
| 1/8″ | 9.728 | 9.147 | 8,566 | |||
| 1/4″ | 1,337 | 19 | 13,15 | 12,301 | 11,445 | |
| 3/8″ | 16,662 | 15,806 | 14,950 | |||
| 1/2″ | 1,814 | 14 | 20,955 | 19,793 | 18,631 | |
| 5/8″ | 22,911 | 21,749 | 20,587 | |||
| 3/4″ | 26,441 | 25,279 | 24,117 | |||
| 7/8″ | 30,201 | 29,039 | 27,877 | |||
| 1″ | 2,309 | 11 | 33,249 | 31,770 | 30,291 | |
| 1 1/8″ | 37,897 | 36,418 | 34,939 | |||
| 1 1/4″ | 41,910 | 40,431 | 38,952 | |||
| 1 3/8″ | 44,323 | 42,844 | 41,365 | |||
| 1 1/2″ | 47,803 | 46,324 | 44,845 | |||
| 1 3/4″ | 53,746 | 52,267 | 50,788 | |||
| 2″ | 59,614 | 58,135 | 56,656 | |||
| 2 1/4″ | 65,710 | 64,231 | 62,752 | |||
| 2 1/2″ | 75,184 | 73,705 | 72,226 | |||
| 2 3/4″ | 81,534 | 80,055 | 78,576 | |||
| 3″ | 87,884 | 85,405 | 84,926 | |||
| 3 1/4″ | 93,980 | 92,501 | 91,022 | |||
| 3 1/2″ | 100,330 | 98,851 | 97,372 | |||
| 3 3/4″ | 106.680 | 105,201 | 103,722 | |||
| 4″ | 113.030 | 111,551 | 110,072 | |||
| 4 1/2″ | 125,730 | 124,251 | 122,772 | |||
| 5″ | 138,430 | 136,951 | 135,472 | |||
| 5 1/2″ | 151,130 | 149,561 | 148,172 | |||
| 6″ | 163,830 | 162,351 | 160,872 | |||
Трубная резьба различается по следующим параметрам:
- Система измерения диаметра: резьба может быть метрической или дюймовой.
- Направление резьбы: правые и левые варианты.
- Расположение резьбы: внутренняя или наружная.
- Число заходов: резьбы могут быть однозаходными или многозаходными.
- Назначение резьбы: крепежная, крепежно-уплотнительная, ходовая, специальная и т.д.
К основным характеристикам резьбы, используемой на трубах, относятся:
- Внешний диаметр
- Внутренний диаметр
- Шаг — охватывает расстояние между соседними витками
- Ход — определяет перемещение крепежа в продольном направлении за один полный оборот. Для однозаходной накатки ход равен шагу, в то время как для многозаходной — шаг умноженный на количество заходов.
Метрическая резьба
Метрическая резьба характеризуется тем, что её параметры измеряются в миллиметрах и по ГОСТу имеет маркировку М. Применение диапазона диаметров метровой резьбы варьируется от 1 до 600 мм с шагом от 0,25 до 6 мм. Профиль этой резьбы представляет собой равносторонний треугольник с углом на вершине 60° и теоретической высотой H = 0,866025404.
Основные размеры метрической резьбы, применяемые в настоящем времени, определяются согласно действующему ГОСТу 24705-2004, который принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации, а также на национальном уровне различными органами стандартизации таких стран как Россия, Азербайджан, Армения, Беларусь, Грузия, Казахстан, Кыргызстан, Молдова, Таджикистан, Туркменистан, Узбекистан, Украина.
Дюймовая резьба
Дюймовая резьба включает в себя параметры, выраженные в дюймах, и, согласно ГОСТу, обозначается как Тр. Данный тип резьбы базируется на британских стандартах BSW (British Standard Whitworth), запатентованных английским инженером Уитвортом в 1841 году, и соответствует стандарту BSPT (British Standard Pipe Thread).
Один дюйм равен 2,54 см, а графически дюйм обозначается двойным штрихом, располагающимся справа и сверху от числа (например, 1″ = 1 дюйм). Важно отметить, что параметр дюймовой трубной резьбы обозначает внутренний диаметр трубы, а не наружный. Стандартные вариации шагов для дюймовой резьбы — это 28, 19, 14 и 11 ниток на дюйм.
Профили дюймовой резьбы характеризуются более острыми гребнями и впадинами, с углом в 55° и теоретической высотой H = 0,960491, при этом вершины зубцов скруглены.
Необходимо помнить, что совместить метрическую и дюймовую резьбы без специального переходника невозможно.
Размеры дюймовой трубной резьбы устанавливаются по действующему ГОСТ 6357-81, который определяет основные нормы взаимозаменяемости.
Таблица размеров трубной резьбы
| Обозначение | Диаметр в дюймах | Внешний диаметр в мм | Внутренний диаметр в мм | Диаметр резьбы в мм | Шагов на дюйм |
| G 1/8″ | 1/8 | 9,73 | 8,85 | 8,80 | 28 |
| G 1/4″ | 1/4 | 13,16 | 11,89 | 11,80 | 19 |
| G 3/8″ | 3/8 | 16,66 | 15,39 | 15,25 | 19 |
| G 1/2″ | 1/2 | 20,95 | 19,17 | 19,00 | 14 |
| G 5/8″ | 5/8 | 22,91 | 21,13 | 21,00 | 14 |
| G 3/4″ | 3/4 | 26,44 | 24,66 | 24,50 | 14 |
| G 7/8″ | 7/8 | 30,20 | 28,42 | 28,25 | 14 |
| G 1″ | 1 | 33,25 | 30,93 | 30,75 | 11 |
| G 1 1/8″ | 1 1/8 | 37,90 | 35,58 | 35,30 | 11 |
| G 1 1/4″ | 1 1/4 | 41,91 | 35,59 | 39,25 | 11 |
| G 1 3/8″ | 1 3/8 | 44,32 | 42,00 | 41,70 | 11 |
| G 1 1/2″ | 1 1/2 | 47,80 | 45,48 | 45,25 | 11 |
| G 2″ | 2 | 59,61 | 57,29 | 57,00 | 11 |
| G 2 1/4″ | 2 1/4 | 65,71 | 63,39 | 63,10 | 11 |
| G 2 1/2″ | 2 1/2 | 75,18 | 72,86 | 72,60 | 11 |
| G 2 3/4″ | 2 3/4 | 81,53 | 79,21 | 78,90 | 11 |
| G 3″ | 3 | 87,88 | 85,56 | 85,30 | 11 |
| G 3 1/4″ | 3 1/4 | 93,98 | 91,66 | 91,50 | 11 |
| G 3 1/2″ | 3 1/2 | 100,33 | 98,01 | 97,70 | 11 |
| G 3 3/4″ | 3 3/4 | 106,68 | 104.3 | 104,00 | 11 |
| G 4″ | 4 | 113,03 | 110,71 | 110,40 | 11 |
Условно-дюймовая резьба
В США и Канаде широко используется так называемая условно-дюймовая резьба, обозначаемая как UTS (Unified Thread Standard). Данный стандарт характеризуется углом 60° на вершине и теоретической высотой профиля H=0,866025P.
В зависимости от шага, UTS делится на несколько подкатегорий:
• UNC (Unified Coarse);
• UNF (Unified Fine);
• UNEF (Unified Extra Fine);
• 8UN;
• UNS (Unified Special).
Профиль Эдисона (круглая резьба)
Для соединения труб также может использоваться круглая резьба, известная как профиль Эдисона. Этот тип резьбы характеризуется чередованием выпуклых и вогнутых дуг с равным радиусом. Круглая резьба преимущественно применяется в соединениях, которые часто подвергаются процессам развинчивания и свинчивания, благодаря чему обеспечивается высокая износостойкость.
Цилиндрическая резьба
С помощью трубной цилиндрической резьбы соединяются трубы, арматура трубопроводов и фитинги, размеры которых варьируются от 1/16 до 6 дюймов, и количество ниток от 28 до 11 на один дюйм. Нормативный документ для регуляции цилиндрической трубной резьбы — это ГОСТ 6367-81, согласно которому в условное обозначение маркировки трубной цилиндрической резьбы должны входить буква G, указание размера резьбы и класс точности среднего диаметра. Для левой резьбы обычно добавляется пометка «LH».
Резьбовое соединение описывается в дробной форме, в которой в числителе указывается класс точности внутренней резьбы, а в знаменателе — наружной.
Внутренняя трубная цилиндрическая резьба по ГОСТу 6357-81 является совместимой с наружной конической резьбой согласно ГОСТу 6211-81. Эта резьба соответствует стандарту BSPP.
Особенности дюймовой резьбы на трубах с цилиндрической поверхностью
В Западной Европе дюймы начали использовать для измерений цилиндрической резьбы первыми. Основные ГОСТы, которые действуют на территории России, базируются на стандартах резьбы BSW (British Standard Whitworth). Данный стандарт был разработан английским инженером Джозефом Витвортом в 1841 году и отличался высоким удобством использования и надежностью. Эта резьба впоследствии стала национальным стандартом в Великобритании.
Данный тип нарезной резьбы стал основным стандартом для соединений труб в железнодорожной отрасли и быстро занял место среди других типов резьбы, которые использовались ранее. Постепенно его начали применять компании из разных областей, что привело к тому, что он стал общепринятым британским стандартом.
Канавки данного типа резьбы стандартизированы, вся информация об этом указана в ГОСТ 6357-81. Такие канавки образованы левой резьбой, которая имеет 2-й класс точности, который может быть и повышенным (класс А). Левые витки на цилиндрических трубных поверхностях также могут обладать средним вторым классом точности (класс В).
Для условного обозначения дюймовых канавок на трубах применяются следующие литеры:
- G – международное обозначение;
- PF – японское обозначение;
- BSPP – обозначение в Великобритании.
Например, на различных объектах монтируют элементы с трубной резьбой g 3 4 дюйма, размеры и значения которой в миллиметрах указаны в ГОСТ. Она нарезается на трубах и фитингах, включая тройники, уголки, контрагайки и муфты, с условным проходом 20 мм. Цилиндрическая резьба производится на трубопроводах и трубных элементах с максимальным диаметром 6 дюймов. Если труба превышает эту величину, то соединения выполняются посредством сварки для повышения надежности и герметичности.
При обозначении часто указывается повышенный (А) или средний (В) класс точности, а также направление нарезанных канавок (LH). Кроме того, в маркировке может быть указана длина свинчивания, измеряемая в миллиметрах, которая записывается последней.
К примеру, размеры резьбы g1 2 составляют:
- наружный диаметр – 20,995 мм;
- количество витков на 1 или 25,4 мм – 14 штук;
- шаг – 1,814 мм;
- средний диаметр – 19,793;
- внутренний диаметр – 18,631 мм.
Что касается дюймовой резьбы ½ на внешней цилиндрической поверхности трубы, она может быть обозначена как G½-В, G½LH-В или G½-В-40. В этих обозначениях:
- В – средний второй класс точности;
- LH – левостороннее направление;
- 40 – длина участка свинчивания в миллиметрах.
Коротко о главном
В домах чаще всего устанавливаются трубы и трубные элементы с дюймовой цилиндрической резьбой. Для перевода диаметра в миллиметры проще использовать готовые таблицы. Для справки: 1 дюйму соответствует 25,4 мм.
Дюймовая резьба на трубах цилиндрической формы была разработана английским инженером Джозефом Витвортом и именно её стандарты легли в основу действующего в России ГОСТа 6357-81. Эта резьба представляет собой левую резьбу со вторым повышенным или средним классом точности и обычно обозначается буквой G. После неё указывается условный проход трубы, а затем — класс точности и длина резьбы.
Профиль дюймовой резьбы представляет собой равнобедренный треугольник с верхним углом 55°. Также у неё закруглены вершины витков и впадины. Чтобы определить количество канавок, их счёт производят на единицу длины (на 1 дюйм) или применяют специальный резьбомер.
Обозначение трубной цилиндрической резьбы
В условном обозначении трубной цилиндрической резьбы обязательно указываются:
- буква G (которая сигнализирует о том, что речь идет о трубной цилиндрической резьбе)
- размер резьбы
- в случае левосторонней резьбы — буквы LH
- класс точности
Пример обозначения трубной цилиндрической резьбы
Трубная резьба на 1/2 дюйма, с классом точности В, может быть обозначена соответствующим образом:
Трубная цилиндрическая левая резьба на 3/8 дюйма класса точности А может быть аббревиатурой:
Длина свинчивания резьбы
Нормальная длина свинчивания N обычно не указывается в обозначении, в то время как длина свинчивания L (длинная) будет указана в миллиметрах.
Например, трубная резьба на 3/4 дюйма с длиной свинчивания 40 мм будет отмечаться следующим образом:
Длины свинчивания L и N для трубных резьб указаны в таблице:
Обозначение трубной резьбы в соединении
Резьбовое соединение трубной цилиндрической резьбы обозначается дробью, где в числителе указывается класс точности внутренней резьбы, а в знаменателе — наружной. Например, соединение деталей с трубной резьбой 1/4 класса точности А будет записано как:
Конструктивные элементы трубной резьбы
Основные конструктивные элементы трубной резьбы обхватывают следующие аспекты:
- Сбег — участок с неполным профилем резьбы на переходе от резьбы к гладкой поверхности детали, что помогает улучшить сборку резьбового соединения.
- Недорез — участок без резьбы или с неполным профилем, который возникает в процессе технологии производства резьбы.
- Проточка — элемент, который позволяет устранить недостаток резьбы за счет уменьшения наружного диаметра цилиндрической поверхности, находящейся за наружной резьбой, или увеличения внутреннего диаметра цилиндрической поверхности за внутренней резьбой.
- Фаска — скос на торцевой поверхности детали, упрощающий процесс сборки резьбового соединения.
Размеры сбегов, недорезов, проточек для наружных трубной резьбы
На представленных рисунках можно увидеть конструктивные элементы наружной трубной резьбы.
В таблице представлены размеры конструктивных элементов — сбегов, недорезов и проточек.
Размеры конструктивных элементов внутренних трубных резьб
На рисунке изображены основные элементы внутренней трубной резьбы.
Таблица ниже содержит размеры конструктивных элементов внутренней резьбы.
Как нарезают резьбу – резьбонарезное оборудование и инструмент
Выбор резьбонарезного оборудования во многом зависит от типа и масштаба производства, материала, размеров труб, а также от требований к точности резьбы. Резьбу можно изготавливать методом накатки или нарезки.
Метод накатки позволяет получать резьбу с помощью специальных роликов. На этапе производства заготовка помещается между двумя роликами с соответствующим контуром резьбы, и на резьбонакатных автоматах или полуавтоматах накатываются витки резьбы. Этот способ дает высокую производительность и механическую прочность благодаря равномерному распределению волн напряжения между витками через деформацию металла. Важно, чтобы точность используемых роликов была на высоком уровне, а материал, из которого они изготовлены, обладал повышенными механическими свойствами — чаще всего используются высоколегированные стали, произведённые методом штамповки.
Нарезанные резьбы более просты в производстве, но по параметрам механической прочности и выносливости они уступают накатанным. Это происходит из-за наличия более острых краев профиля и более высокого значения коэффициента напряжения.
Методы нарезки могут быть ручными или особыми станками. При ручной нарезке используются специальные инструменты: метчик (для внутренней трубной резьбы) и плашки (для наружной резьбы), а также специальный ручной инструмент — клупп, применяемый для нарезки с помощью подвижных регулируемых гребенчатых резцов. Ручную нарезку следует производить при диаметрах труб, не превышающих 1 дюйм, поскольку для больших размеров потребуются более утонченные физические усилия.
Для значительных нагрузок и объемов работ в настоящее время существует широкий ассортимент надежного резьбонарезного инструмента, начиная от переносных электрических инструментов до специализированных станков, которые способны эффективно нарезать резьбу на трубах различных диаметров и из любых материалов.
В нашей компании ITC (АйТиСи) представлен широкий ассортимент резьбонарезного инструмента, таких брендов как Ridgid и Rex. Мы являемся официальным дистрибьютором этих торговых марок в России, что позволяет нам предлагать не только конкурентоспособные цены, но и предоставлять гарантийное и постгарантийное обслуживание.
- https://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/rezba-trubnaya
- https://itc-russia.ru/blog/sovety-pokupatelyam/trubnaya-rezba-vidy-razmery-gosty/
- https://www.prof-inst.by/poleznoe/opisanie-tipov-trubnoj-rezbyi
- https://master-pmg.ru/dlya-vody/oboznachenie-trubnoj-rezby-gost.html
- http://www.hydro-pnevmo.ru/topic.php?ID=92
