螺紋基礎知識之管螺紋篇
簡述
螺紋在日常中使用很廣泛,且規格種類較多,在我們進行螺栓選型的時候需要知道何種螺紋起到什么作用,本文的目的就是介紹各種螺紋及其應用領域,便于我們在使用的時候可以選擇除合適的螺紋。同時為了便于進行螺紋設計或者使用選型,可以查閱第四章標準匯總或私信提供部分資料。
管螺紋根據牙型角、密封性能等分類較多,在實際使用過程中,多數情況還是需要查詢相關標準。因此這里列出簡單的內容匯總便于查詢,同時提供可參考的資料以供大家查詢使用。
需要說明的是,表中的內容是對下文的總結,比如標注方式看不懂,可以查看下文內容,都有介紹。
針對文中難免會出現錯誤,歡迎糾錯指正,同時大家也可以參考中國標準出版社出版的《公制、美制和英制螺絲標準手冊》。
一、分類
按功能作用:密封螺紋(管螺紋)、連接螺紋、傳動螺紋
按螺紋牙型截面:三角形(60°、55°)、梯形(30°)、矩形(0°)、鋸齒形(3°、30°)
按旋向:左旋螺紋、右旋螺紋
按螺紋線數:單線、多線
按螺紋形狀:圓柱、圓錐
......
?圖1. 螺紋分類
二、管螺紋
本文中主要介紹管螺紋,內容包括NPT、NPSC、NPSI、NPSF、PT、PF、R、Rc、Rp、Mc、Mp、G等管螺紋,目的并不是為了教會大家設計螺紋,而是便于了解基本的管螺紋類型,便于在使用時根據實際需求易于選型,同時也便于查詢相關標準文件。
管螺紋主要使用在各種管路系統(液壓、氣壓、燃料運輸管路等)的接頭、齒輪箱的注油口、放油口(一般放油口的螺塞需要增加磁鐵)、部分零件機加工出來的加工工藝孔等。管螺紋根據牙型角有60°和55°兩類,這兩種牙型角的管螺紋都能在國標中找到對應的標準號。
1、60°通用密封管螺紋(NPT、NPSC)
NPT即National (American) Pipe Thread的縮寫,屬美國標準的 60 度錐管螺紋。
A. 設計牙型
國標中的NPT設計牙型有圓錐螺紋和圓柱螺紋兩種,其中圓錐螺紋可作為內螺紋和外螺紋來使用,圓柱螺紋只能作為內螺紋使用。圓錐螺紋螺紋標記為NPT,其錐度為1/16;圓柱內螺紋標記為NPSC。
圖2. 圓柱內螺紋(NPSC)牙型
圖3. 圓錐螺紋(NPT)牙型
?B. 螺紋設計計算:
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P—螺距
H—原始三角形高度
h—螺紋牙型高度
f—削平高度
n—在25.4mm軸向長度內所包含的牙數
C. 標注方式(NPT:圓錐管螺紋,NPSC:圓柱內螺紋):
a. 尺寸為3/4的右旋圓柱內螺紋:NPSC 3/4;
b. 尺寸為6的右旋圓錐內螺紋或圓錐外螺紋:NPT 6;
c. 尺寸為6的左旋圓錐內螺紋或圓錐外螺紋:NPT 6-LH(左旋螺紋加注“LH”)
D. 螺紋配合方式
錐/錐配合:即內螺紋和外螺紋都是NPT牙型
柱/錐配合:內螺紋為NPSC(圓柱螺紋)牙型,外螺紋為圓錐螺紋(NPT)牙型
使用要求:為確保密封可靠性,應在螺紋副內添加合適的密封介質,如纏膠帶或涂抹密封膠。
E. 參考標準:
a. 國標:GB/T 12716-2011《60°密封管螺紋》
b. 美標:ASME B1.20.2M《通用60°管螺紋》
ASME B1.20.1 《通用管螺紋,英制》
2、60°干密封管螺紋(NPTF、NPSI、NPSF、PTF-SAE SHORT)
干密封管螺紋分類較通用密封管螺紋要多,分別為NPTF(1型)、PTF-SAE SHORT(2型)、NPSF(3型)、NPSI(4型)四種,這里的1型、2型、3型、4型為螺紋類型,不清楚時還是以螺紋代號(特征代號為主)。詳情查看下圖:
?圖4. 60°干密封管螺紋
A. 設計牙型
??圖5. 圓錐螺紋牙型(NPTF、PTF-SAE SHORT)
???圖6. 圓柱螺紋牙型(NPSF、NPSI)
B. 標記方式
尺寸代號為3/4的1級干密封圓錐螺紋:3/4-14 NPTF-1或3/4-14 NPTF;
尺寸代號為3/4的2級千密封圓錐螺紋:3/4-14 NPTF—2;
尺寸代號為3/4的干密封短型圓錐螺紋:3/4-14 PTF-SAE SHORT;
尺寸代號為1的干密封燃料圓柱內螺紋:1-11 1/2 NPSF;
尺寸代號為3/4的干密封普通圓柱內螺紋:3/4-14 NPSI。
上述標記方式中的1級和2級表示公差等級,其中1級螺紋的公差等級代號可以省略不標出來。
C. 配合方式
? 配合方式查看 “圖4. 60°干密封管螺紋” ,干密封螺紋在使用時不需要密封劑或者纏繞膠帶,其密封功能式依靠螺紋過盈配合實現。螺紋的詳細設計參數可以查看相關標準:
a. 國標:GB/T 27944《60°干密封管螺紋》
b. 美標:ASME B1.20.3《干密封管螺紋》
3、60°非密封管螺紋(NPSM、NPSL、NPTR、NPSH、NH、NHR)
美制非密封管螺紋主要有四種(圖7、8、9、10)
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圖7. 欄桿圓錐螺紋(NPTR)
??圖8. 緊固圓柱螺紋(NPSM)
??圖9. 鎖緊螺母圓柱螺紋(NPSL)
??圖10. 軟管接頭圓柱螺紋(NPSH、NH、NHR)
相關參考標準:
NPSM、NPSL、NPTR可參考標準:ASME B1.20.1 ;
NPSH、NH、NHR可參考標準:ASME B1.20.7。
4、55°密封管螺紋(PT、Rc、Rp、R1、R2、)
A. PT螺紋
Pipe Thread的縮寫,55°密封圓錐管螺紋,錐度1:16(對應R1/R2和Rc/Rp等英制密封管螺紋,規格相同時PT與R1/R2和Rc/Rp可以直接互換)。在使用時需要添加密封介質才能實現最佳密封效果。
B. 設計牙型
??圖11. 圓柱內螺紋設計牙型
??圖12. 圓錐外螺紋設計牙型
C. 標記方式
a. 螺紋特征代號:
Rp——表示圓柱內螺紋;
R1——表示與圓柱內螺紋相配合的圓錐外螺紋。
Rc——表示與圓錐內螺紋;
R2——表示與圓錐內螺紋配合的圓錐外螺紋。
b. 標記示例:
尺寸代號為3/4的右旋圓柱內螺紋的標記: Rp 3/4
尺寸代號為3的右旋圓錐外螺紋的標記:R1 3(這里R1的1是腳標,R2同理)
尺寸代號為3/4的右旋圓錐內螺紋的標記:Rc 3/4
尺寸代號為3的右旋圓錐外螺紋的標記:R2 3
??????D. 配合方式及參考標準
柱/錐配合:GB/T 7306.1 《55°密封管螺紋 第一部分:圓柱內螺紋與圓錐外螺紋》
錐/錐配合:GB/T 7306.2 《55°密封管螺紋 第二部分:圓錐內螺紋與圓錐外螺紋》
5、55°非密封管螺紋(G、PF)
G是管螺紋的統稱(Guan) ,55°非螺紋密封管螺紋,標記為G代表圓柱螺紋(對應英制非密封圓柱管螺紋PF,相同規格時可與G螺紋直接互換),使用時需要密封介質。
A. 設計牙型
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圖13. 圓柱螺紋設計牙型
B. 標記方法
螺紋公差等級代號:對外螺紋,分A、B兩級進行標記;對內螺紋,不標記公差等級代號。
a. 螺紋特征代號:G
b. 標記示例:
尺寸代號為2的右旋圓柱內螺紋的標記:G 2
尺寸代號為3的A級右旋圓柱外螺紋的標記:G 3 A
尺寸代號為4的B級右旋圓柱外螺紋的標記:G 4 B
C. 參考標準
GB/T 7307《55°非密封管螺紋》、ISO228-1?
D. 引用《公制、美制和英制螺絲標準手冊》中的部分內容如下
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?
6、60°米制密封管螺紋(Mc、Mp)
60°米制密封管螺紋和60°通用密封管螺紋一樣,在使用時需要涂抹密封劑或者纏膠帶才能實現最佳的密封效果。
A. 基本牙型
??圖14. 圓錐外螺紋設計牙型
B. 配合方式
錐/錐配合
柱/錐配合:圓柱螺紋只能作為內螺紋使用。
C. 標記方式
a. 螺紋特征代號
圓錐螺紋的特征代號為 “Mc”;圓柱內螺紋的特征代號為 “Mp”;螺紋尺寸代號為“公稱直徑x螺距”,公稱直徑和螺距數值的單位為毫米。
b. 標記示例:
公稱直徑為 12 mm、螺距為1mm、標準型基準距離、右旋的圓錐螺紋:Mc12x1;
公稱直徑為 20 mm、螺距為1.5 mm、短型基準距離、右旋的圓錐外螺紋:Mc20x1.5-S;
公稱直徑為 42 mm、螺距為2mm、短型基準距離、右旋的圓柱內螺紋:Mp42X2-S。
D. 參考標準
GB/T 1415《米制密封螺紋》???
7、60°米制非密封螺紋
其基本螺紋設計與普通螺紋區別不大,這里不做過多贅述,相關標準可查閱:
GB/T 1414《普通螺紋 管路系列》
三、應用
管螺紋主要應用在齒輪箱的注、放油口,零件的工藝孔、管路接頭等,常見的有NPT、NPSC。以前還有ZG(即錐管),現在已經替換為R系列。有相關標準可查(匯總表)。錐螺紋螺塞常見于汽車行業標準中如QC/T 378、QC/T 403等。
對于管螺紋的標準件應用(螺堵、管接頭),可查《汽車標準件手冊》,吉林科學技術出版社出版的和東風汽車緊固件有限公司的均可。內容差不多。這里簡單列舉一些,詳情可查閱標準件手冊。
標準件代號 |
參考標準 |
名稱 |
Q614B |
QC/T 379 |
方頭錐形螺塞 |
Q618B |
QC/T 381 |
六角頭錐形螺塞 |
Q619B |
QC/T 378 |
內六角錐形螺塞 |
Q805 |
QC/T 399 |
卡套式錐螺紋 直通接頭體 |
標準件手冊參考鏈接(提供標準查詢、標準件三維模型下載):?標準件手冊?
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