Технология нарезки наружной резьбы для винтовых соединений трубопровода.

Резьбовые соединения трубопровода отличаются простотой, надёжностью и дают возможность регулировать затяжку, а также разбирать и собирать трубные системы сетей отопления и водоснабжения, детали оборудования и механизмов.

Резьбовые соединения бывают наружные и внутренние. Различают резьбу цилиндрическую треугольную – пилообразную, коническую треугольную, прямоугольную, трапециевидную, круглую и упорную.

Наибольшее распространение имеет цилиндрическая треугольная или крепёжная резьба.

 

1.1. Измерения винтовой резьбы.

При выполнении винтовых соединений в домашней мастерской часто приходится нарезать новую резьбу, подправлять резьбы, когда гайки или винты идут по нарезке с трудом, подбирать крепёжные детали под имеющиеся резьбы и т.д.

Все это требует некоторых знаний о резьбах и способах их получения.

По назначению резьбы делятся на крепежные, т.е. те, что применяются в соединениях, и специальные.

Специальные резьбы могут быть прямоугольные, как, например, на винте слесарных тисков, трапецеидальные, круглые и др.

Профиль крепежной резьбы, как правило, треугольный.

Практическое значение имеют два элемента резьбы - наружный диаметр и шаг резьбы (рис.1 поз.а).

Наружный диаметр резьбы определяют штангенциркулем или микрометром, шаг- резьбомером (рис.1 поз.б…в).

Измерения винтовой резьбы показаны на рис.1.

Измерения винтовой резьбы.
Измерения винтовой резьбы

а)- основные элементы резьбы: 1- глубина резьбы; 2- вершина (наружный диаметр резьбы); 3- шаг резьбы; 4- впадина (внутренний диаметр); 5- угол резьбы; б)- измерение внешнего диаметра штангенциркулем; в), г)- измерение внешней и внутренней резьбы резьбомером.

Если резьбомера нет, то шаг резьбы можно измерить миллиметровой линейкой, подсчитав число витков, скажем, на 1 см длины и поделив 10 на число витков.

Шаг резьбы удобно также измерить по её оттиску на бумаге. С болта такой оттиск сделать просто.

Шаг резьбы гайки можно измерить так: в отверстие нужно вставить палочку и прижать её к резьбе. На палочке остаётся отчётливый оттиск, который нетрудно измерить линейкой.

 

2.1. Технология нарезки наружной трубной резьбы.

В быту приходится встречаться с трубной резьбой. Это дюймовая резьба (1 дюйм=25,4 мм).

По профилю она напоминает крепёжную, но с углом 55°.

Трубная резьба используется для соединения труб и арматуры трубопроводов. Диаметром трубной резьбы условно принято считать внутренний диаметр трубы.

На чертежах и резьбонарезных инструментах резьбы обозначают так:

  1. метрическую с крупным шагом (основную резьбу) — буквой М и числом, указывающим наружный диаметр (в мм): М5‚ M6, M10 и т.д.;
  2. в обозначение резьбы с мелким шагом добавляют число, выражающее значение шага (в мм): M6х0,6 или М42х4,5.

Дюймовая трубная резьба обозначается наружным диаметром в дюймах. Например, резьба трубы в четверть дюйма обозначается: труба 1/4".

Для нарезания наружной резьбы применяют плашки с воротками и клуппы.

Плашки бывают цельными и разрезными. С обеих сторон плашки имеют одинаковые заборные конусы длиной 1,5…2 нитки.

Плашки представляют собой как бы круглую гайку с резьбовым отверстием, имеющим несколько канавок.

Благодаря канавкам образуются режущие кромки, которые и формируют резьбу на поверхности трубы или стержня. Кроме того, в канавки собирается стружка.

Плашки бывают круглые и призматические. Призматическими можно нарезать резьбу на трубе или стержне с большим отклонением диаметра.

 

2.2. Нарезание наружной резьбы лерками.

В домашней мастерской наружную резьбу нарезают круглыми плашками, которые иначе называют лерками.

Диаметр стержня (трубы) под наружную резьбу должен быть на 0,3…0,4 мм меньше наружного диаметра нарезаемой резьбы. Отклонения от этого правила НЕ ДОПУСКАЮТСЯ.

Нарезание наружной резьбы круглой плашкой или леркой показано на рис.2.

Нарезание наружной резьбы круглой плашкой или леркой.
Нарезание наружной резьбы круглой плашкой или леркой

1- плашка круглая цельная; 2- плашка круглая разрезная; 3- вороток для нарезания резьбы круглыми плашками; 4- вороток с винтовым креплением плашки; 5- тиски; 6- болтовая фиксация стержня в тисках; 7- треугольный профиль крепежной резьбы.

В отличие от цельных плашек разрезные плашки имеют прорезь, шириной 0,5…1,5 мм, позволяющую плашке пружинить и изменять размер в пределах 0,10…0,25 мм.

Это способствует продлению срока службы плашки, но резьба при этом имеет пониженную точность профиля.

Нарезание наружной резьбы круглой плашкой выполняют в следующем порядке:

  1. на верхнем конце стержня или трубы снимают фаску, которая обеспечивает врезание плашки в метал;
  2. стержень или трубу зажимают в тисках вертикально так, чтобы выступающий его конец был на 20…25 мм больше длины нарезаемой части (рис.2 поз.6);
  3. на стержень накладывают закреплённую в вороток плашку и с небольшим нажимом вращают так, чтобы плашка врезалась примерно на 1…2 нитки без перекоса.

После этого стержень смазывают маслом и плавно вращают вороток на 1…2 оборота вправо и 1/2 оборота влево.

Диаметры стержней под нарезание резьбы плашками приведены в таблице 1.

Таблица 1. Диаметры стержней под нарезание резьбы плашками

п/пНоминальный диаметр резьбыДиаметр стержней (мм)
Макси-мальныйМини-мальный
1234
АМетрическая резьба
154,924,84
265,925,80
387,907,80
4109,909,80
51211,8811,76
БТрубная резьба
61/2”20,720,4
75/8”22,722,4
83/4”26,225,9
97/8”30,029,9
101”33,032,7

 

2.3. Пример нарезания резьбы на трубе Dу=20 мм.

Для примера приведём последовательность выполнения операций при нарезании резьбы 1/2" круглой плашкой на трубе с внешним диаметром D=21,5 мм (Dу=20 мм).

Закрепляют трубу в прижиме или в тисках, расположив трубу ниже губок или между ними.

Чтобы труба при нарезании резьбы не провернулась, на её противоположный конец наверните угольник и в него кусок трубы.

Этот кусок трубы, расположенный noд углом 90° к нарезаемой трубе, упираясь в верстак не даст ей вращаться, т.к. упрётся в опору тисков.

Желательно, если использовать тиски, труба должна уже иметь с одной стороны резьбу. В противном случае трубу зажимают в специально выполненный зажим для тисков с вырезом паза под трубу.

С конца трубы снимают фаску шириной 2…3 мм. Если труба короткая, то фаску ещё до зажатия в приспособлении можно снять на заточном станке с соблюдением правил техники безопасности.

Сама труба в нарезаемой части должна выступать на минимальную длину из зажимаемого приспособления (рис.2). Это обеспечит жёсткость и облегчит нарезание резьбы.

Полезный совет:

Как зажать в тисках тонкостенную трубу, не помяв её? Для этого вставьте внутрь трубы деревянный вкладыш - деревянную доску шириной, равной внутреннему диаметру трубы.

А чтобы не поцарапать поверхность, поставьте между трубой и губками тисков деревянные или пластмассовые прокладки.

Круглые трубы и прутки зажимать в тисках очень трудно: они всё время сползают в стороны, перекашиваются, и их приходится крепить заново.

Изготовьте для тисков одну сменную губку с горизонтальным и вертикальным угловым пазом, и вы избавитесь от этой проблемы навсегда.

Смажьте нарезаемое место жидким маслом. Закрепите нужную круглую плашку в вороток двумя или четырьмя упорными винтами.

Вороток с раздвижными винтовыми креплениями круглой плашки для нарезания наружной резьбы показан на рис.3.

Вороток с раздвижными винтовыми креплениями круглой плашки

Вороток с раздвижными винтовыми креплениями круглой плашки.

Чтобы не ошибиться в виде и размере нарезаемой резьбы, клеймо на плашке должно "смотреть" в сторону, противоположную внутреннему буртику воротка, в который упирается плашка.

Стороной с клеймом и накладывайте плашку, установленную в воротке, на торец трубы с фаской. Плашка должна быть всё время в плоскости, перпендикулярной к оси трубы.

Габаритные размеры круглых плашек для нарезания резьбы даны в табл.2.

Таблица 2. Габаритные размеры круглых плашек для нарезания резьбы.

п/пНоминальный иаметр резьбыНару-жный диа-метр пла-шки, ммВысота плашки, мм, для нарезаемой резьбы
Метриче-ской, ммТрубной, дюймыМетриче-ской, ммТрубной, дюймы
123456
110-111/830118
212-161,4-3,8381410
316-201/2451814
422-245/8-3/4552216
525-367/8-1652518

Самая трудная физически - начальная фаза нарезания. Правой ладонью изо всех сил нажимают на вороток в месте установки плашки. Левой за рукоятку вращают по часовой стрелке.

Заборная часть плашки должна, врезавшись, "схватиться" за трубу. Дальше легче и можно обеими руками вращать рукоятки.

На первоначальную врезку тратят тем меньше сил, чем больше заходная фаска.

Можно встретить самые разнообразные конструкции воротков заводского и самодельного изготовления. Применение воротка с направляющим фланцем и втулкой (рис.4) значительно облегчает нарезание резьбы.

Вороток с направляющим фланцем и втулкой показан на рис.4.

Вороток с направляющим фланцем и втулкой.
Вороток с направляющим фланцем и втулкой

1- труба; 2- направляющая втулка; 3- закрепляющая втулка-фланец; 4- болт воротка с винтом; 5- плашка (лерка); 6- вороток с винтовым креплением плашки; 7-винт закрепляющей втулки; 8- винт направляющей втулки.

Для закрепления круглых плашек применяют воротки, называемые иногда леркодержателями.

Нарезая резьбу леркой, очень трудно избежать перекоса.

Простейшее приспособление, состоящее из закрепляющей втулки (рис.4 поз.3) и направляющей втулки (рис.4 поз.2), полностью решает эту задачу.

Закрепляющая втулка-фланец (рис.4 поз.3) становится между леркой (рис.4 поз.5) и леркодержателем (рис.4 поз.6) и крепится винтом (рис.4 поз.7), проходящим сквозь отверстие.

Сверху в эту втулку-фланец (рис.4 поз.3) вставляется маленькая направляющая втулка (рис.4 поз.2), которая и направляет лерку точно по оси нарезаемой детали.

Чтобы направляющая втулка (рис.4 поз.2) не выскакивала, её запирают вторым винтом (рис.4 поз.8).

При работе вороток с направляющей втулкой (рис.4 поз.2) надевают на трубу (рис.4 поз.1) до упора плашки (рис.4 поз.5) в торец.

Затем направляющую втулку (рис.4 поз.2) выворачивают (закрепляющая и направляющая втулки соединены резьбой) на ту длину резьбы, которая необходима.

Эта длина должна быть немного меньше половины протяжения фитинга, которым соединяются трубы.

Втулку (рис.4 поз.2) закрепляют 2 болтами (рис.4 поз.4) или винтами на трубе (рис.4 поз.1).

При вращении рукояток воротка втулка-фланец (рис.4 поз.3) будет втягиваться, навинчиваясь на направляющую втулку (рис.4 поз.2).

Конечно, резьба на фланце (втулке) должна быть аналогична нарезаемой резьбе.

Применяют так же подобные воротки, но без выворачивающейся тянущей втулки. Направляющий фланец у них отлит заодно с корпусом плашкодержателя. Таким воротком сложнее работать, чем воротком с направляющим фланцем и втулкой.

 

 

2.4. Нарезание наружной резьбы клуппами.

Наиболее распространёнными, так называемыми косыми клуппами (рис.5), можно нарезать трубные резьбы до G1/2—В.

В комплект клуппов входят сухари (рис.5 поз.8), которые ставят вместо плашек. Тогда клуппом можно пользоваться как воротком.

Косой клупп с винтовыми креплениями раздвижной призматической плашки для нарезания наружной резьбы показан на рис.5.

Косой клупп с винтовыми креплениями раздвижной призматической плашки.
Косой клупп с винтовыми креплениями раздвижной призматической плашки

1- корпус клуппа; 2- плашки раздвижные; 3- головка штыря; 4- штырь зажима плашек; 5- рукоятка винта; 6- винтовое крепление плашки в корпусе; 7- штифты крепления сухаря; 8- сухарь из нескольких плашек; 9- рукоятки клуппа; 10- нарезание резьбы раздвижными призматическими плашками; 11- крепление штыря в тисках.

Благодаря тому, что призматические плашки (рис.5 поз.8) клуппа состоят из 2-х частей и расстояние между ними регулируется, им можно начинать нарезать резьбу на трубе большего диаметра, чем нужно.

Раздвижные плашки состоят из 2-х половинок – полуплашек (рис.5 поз.2). На каждой полуплашке указан размер наружной резьбы и цифра 1 или 2 для правильного размещения в клуппе.

Раздвижные плашки изготавливают комплектами по 4…5 пар в каждом наборе.

Нарезание резьбы раздвижными призматическими плашками выполняют следующим способом:

  1. запиливают на конце стержня фаску и зажимают в тисках стержень;
  2. устанавливают в клупп плашки, надевают на стержень клупп и плотно сдвигают гайки зажимным винтом;
  3. смазывают плашки и стержень маслом и клупп поворачивают на 1…11/2 оборота по часовой стрелке, затем на 1/4, 1/2 оборота обратно и так до конца резьбы;
  4. нарезав резьбу, клупп свинчивают к концу стержня, поджимают плашки винтом, проходят резьбу вторично и проверяют резьбу гайкой соответствующего диаметра.

По окончании работы плашки вынимают из клуппа, очищают от стружки, протирают, смазывают маслом и протирают клупп.

Для успешного нарезания резьбы плашками нужно прежде всего правильно выбрать диаметр заготовки.

Чтобы предотвратить срыв резьбы и поломку плашки, диаметр стержня должен быть меньше диаметра нарезаемой резьбы на 0,2…0,3 глубины нарезки.

Объясняется это тем, что в результате сильного давления металл заготовки начинает течь и диаметр увеличивается.

Вследствие этого давление на поверхность плашки усиливается, плашка нагревается, забивается частицами металла, в результате, резьба получается рваная.

При чрезмерно малом диаметре стержня резьба получается неполной.

Другой важный момент - обеспечить ровность захода плашки на стержень без перекоса (в противном случае резьба получается неровной, а зубья плашки могут выкрошиться).

Для плавного ровного захода плашки на стержень его торец должен быть запилен перпендикулярно к оси, закреплён и обточен до образования фаски.

Фаску в домашних условиях следует делать напильником в тисках или на шлифовальном круге, поворачивая стержень вокруг оси.

Подготовленный таким образом стержень зажимают в тиски так, чтобы конец выступал над уровнем тисков несколько больше длины нарезаемой части.

Вороток с плашкой затем накладывают на стержень и с небольшим нажимом начинают вращать вороток по часовой стрелке короткими прерывистыми движениями, пока плашка не захватит стержень на 1…2 нитки. После этого на стержень наносят смазочный материал и продолжают нарезать резьбу.

Для нарезания резьбы плашками используются те же смазочные материалы, что и для нарезания метчиком, т.е. для стали и меди - машинное масло, а для чугуна и алюминия предпочтительнее керосин.

После нескольких витков перекос плашки, если таковой был допущен, сразу обнаружится по возрастающему усилию, которое нужно прикладывать к ручкам воротка по мере того, как длина нарезки увеличивается.

Дополнительно убедиться в этом можно, вывернув плашку на несколько ниток - резьба при переходе к ненарезанной части будет врезаться в стержень больше с одного края, чем с другого.

Плохой заход плашки на стержень чаще всего объясняется его чрезмерно большим диаметром.

Если диаметр по каким-либо причинам уменьшить невозможно, нужно попробовать сделать конус фаски побольше и нарезать резьбу коротким поворотом воротка с частой ломкой стружки при обратном движении.

 

Ссылки на СНиП и ГОСТ

Системы отопления жилых зданий должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-91 (2003), для расчётов отопления используют СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника", СНиП 2.01.01—82 "Строительная климатология и геофизика".