螺纹基础知识之管螺纹篇

简述

        螺纹在日常中使用很广泛,且规格种类较多,在我们进行螺栓选型的时候需要知道何种螺纹起到什么作用,本文的目的就是介绍各种螺纹及其应用领域,便于我们在使用的时候可以选择除合适的螺纹。同时为了便于进行螺纹设计或者使用选型,可以查阅第四章标准汇总或私信提供部分资料。

        管螺纹根据牙型角、密封性能等分类较多,在实际使用过程中,多数情况还是需要查询相关标准。因此这里列出简单的内容汇总便于查询,同时提供可参考的资料以供大家查询使用。

    需要说明的是,表中的内容是对下文的总结,比如标注方式看不懂,可以查看下文内容,都有介绍。



螺纹基础知识之管螺纹篇的图1

     针对文中难免会出现错误,欢迎纠错指正,同时大家也可以参考中国标准出版社出版的《公制、美制和英制螺丝标准手册》

一、分类

        按功能作用:密封螺纹(管螺纹)、连接螺纹、传动螺纹

        按螺纹牙型截面:三角形(60°、55°)、梯形(30°)、矩形(0°)、锯齿形(3°、30°)

        按旋向:左旋螺纹、右旋螺纹

        按螺纹线数:单线、多线

        按螺纹形状:圆柱、圆锥

        ......

螺纹基础知识之管螺纹篇的图2


图1. 螺纹分类

二、管螺纹

       本文中主要介绍管螺纹,内容包括NPT、NPSC、NPSI、NPSF、PT、PF、R、Rc、Rp、Mc、Mp、G等管螺纹,目的并不是为了教会大家设计螺纹,而是便于了解基本的管螺纹类型,便于在使用时根据实际需求易于选型,同时也便于查询相关标准文件。

   管螺纹主要使用在各种管路系统(液压、气压、燃料运输管路等)的接头、齿轮箱的注油口、放油口(一般放油口的螺塞需要增加磁铁)、部分零件机加工出来的加工工艺孔等。管螺纹根据牙型角有60°和55°两类,这两种牙型角的管螺纹都能在国标中找到对应的标准号。

1、60°通用密封管螺纹(NPT、NPSC)

        NPT即National (American) Pipe Thread的缩写,属美国标准的 60 度锥管螺纹。

A. 设计牙型

        国标中的NPT设计牙型有圆锥螺纹和圆柱螺纹两种,其中圆锥螺纹可作为内螺纹和外螺纹来使用,圆柱螺纹只能作为内螺纹使用。圆锥螺纹螺纹标记为NPT,其锥度为1/16;圆柱内螺纹标记为NPSC。

螺纹基础知识之管螺纹篇的图3

图2. 圆柱内螺纹(NPSC)牙型




螺纹基础知识之管螺纹篇的图4

图3. 圆锥螺纹(NPT)牙型


B. 螺纹设计计算:

𝑷=𝟐𝟓.𝟒/𝒏

𝑯=𝟎.𝟖𝟔𝟔𝟎𝟐𝟓𝑷

𝒉=𝟎.𝟖𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝑷

𝒇=𝟎.𝟎𝟑𝟑𝑷

     P—螺距    

     H—原始三角形高度      

     h—螺纹牙型高度         

     f—削平高度

     n—在25.4mm轴向长度内所包含的牙数

C. 标注方式(NPT:圆锥管螺纹,NPSC:圆柱内螺纹):

      a. 尺寸为3/4的右旋圆柱内螺纹:NPSC 3/4;

    b. 尺寸为6的右旋圆锥内螺纹或圆锥外螺纹:NPT 6;

    c. 尺寸为6的左旋圆锥内螺纹或圆锥外螺纹:NPT 6-LH(左旋螺纹加注“LH”)

D. 螺纹配合方式

        锥/锥配合:即内螺纹和外螺纹都是NPT牙型

        柱/锥配合:内螺纹为NPSC(圆柱螺纹)牙型,外螺纹为圆锥螺纹(NPT)牙型

        使用要求:为确保密封可靠性,应在螺纹副内添加合适的密封介质,如缠胶带或涂抹密封胶。

E. 参考标准:

    a. 国标:GB/T 12716-2011《60°密封管螺纹》

    b. 美标:ASME B1.20.2M《通用60°管螺纹》

                     ASME B1.20.1 《通用管螺纹,英制》

2、60°干密封管螺纹(NPTF、NPSI、NPSF、PTF-SAE SHORT)

        干密封管螺纹分类较通用密封管螺纹要多,分别为NPTF(1型)PTF-SAE SHORT(2型)NPSF(3型)NPSI(4型)四种,这里的1型、2型、3型、4型为螺纹类型,不清楚时还是以螺纹代号(特征代号为主)。详情查看下图:

螺纹基础知识之管螺纹篇的图5

图4. 60°干密封管螺纹


A. 设计牙型



螺纹基础知识之管螺纹篇的图6

​​图5. 圆锥螺纹牙型(NPTF、PTF-SAE SHORT)




螺纹基础知识之管螺纹篇的图7

​​​图6. 圆柱螺纹牙型(NPSF、NPSI)


B. 标记方式

        尺寸代号为3/4的1级干密封圆锥螺纹:3/4-14 NPTF-1或3/4-14 NPTF;

        尺寸代号为3/4的2级千密封圆锥螺纹:3/4-14 NPTF—2;

        尺寸代号为3/4的干密封短型圆锥螺纹:3/4-14 PTF-SAE SHORT;

        尺寸代号为1的干密封燃料圆柱内螺纹:1-11 1/2 NPSF;

        尺寸代号为3/4的干密封普通圆柱内螺纹:3/4-14 NPSI

    上述标记方式中的1级和2级表示公差等级,其中1级螺纹的公差等级代号可以省略不标出来。

C. 配合方式

​     配合方式查看 “图4. 60°干密封管螺纹” ,干密封螺纹在使用时不需要密封剂或者缠绕胶带,其密封功能式依靠螺纹过盈配合实现。螺纹的详细设计参数可以查看相关标准:

        a. 国标:GB/T 27944《60°干密封管螺纹》

        b. 美标:ASME B1.20.3《干密封管螺纹》

3、60°非密封管螺纹(NPSM、NPSL、NPTR、NPSH、NH、NHR)

        美制非密封管螺纹主要有四种(图7、8、9、10)

​​



螺纹基础知识之管螺纹篇的图8

图7. 栏杆圆锥螺纹(NPTR)




螺纹基础知识之管螺纹篇的图9

​​图8. 紧固圆柱螺纹(NPSM)




螺纹基础知识之管螺纹篇的图10

​​图9. 锁紧螺母圆柱螺纹(NPSL)




螺纹基础知识之管螺纹篇的图11

​​图10. 软管接头圆柱螺纹(NPSH、NH、NHR)


相关参考标准:

        NPSM、NPSL、NPTR可参考标准:ASME B1.20.1 ;

        NPSH、NH、NHR可参考标准:ASME B1.20.7。

4、55°密封管螺纹(PT、Rc、Rp、R1、R2、)

A. PT螺纹

        Pipe Thread的缩写,55°密封圆锥管螺纹,锥度1:16(对应R1/R2和Rc/Rp等英制密封管螺纹,规格相同时PT与R1/R2和Rc/Rp可以直接互换)。在使用时需要添加密封介质才能实现最佳密封效果。

B. 设计牙型



螺纹基础知识之管螺纹篇的图12

​​图11. 圆柱内螺纹设计牙型




螺纹基础知识之管螺纹篇的图13

​​图12. 圆锥外螺纹设计牙型

C. 标记方式

     a. 螺纹特征代号:

   Rp——表示圆柱内螺纹;

   R1——表示与圆柱内螺纹相配合的圆锥外螺纹。

   Rc——表示与圆锥内螺纹;

   R2——表示与圆锥内螺纹配合的圆锥外螺纹。

    b. 标记示例:

       尺寸代号为3/4的右旋圆柱内螺纹的标记: Rp 3/4

       尺寸代号为3的右旋圆锥外螺纹的标记:R1 3(这里R1的1是脚标,R2同理)

       尺寸代号为3/4的右旋圆锥内螺纹的标记:Rc 3/4

       尺寸代号为3的右旋圆锥外螺纹的标记:R2 3

​​​​​​D. 配合方式及参考标准

        柱/锥配合:GB/T 7306.1 《55°密封管螺纹 第一部分:圆柱内螺纹与圆锥外螺纹》

        锥/锥配合:GB/T 7306.2 《55°密封管螺纹 第二部分:圆锥内螺纹与圆锥外螺纹》

5、55°非密封管螺纹(G、PF)

        G是管螺纹的统称(Guan) ,55°非螺纹密封管螺纹,标记为G代表圆柱螺纹(对应英制非密封圆柱管螺纹PF,相同规格时可与G螺纹直接互换),使用时需要密封介质。

A. 设计牙型

​​



螺纹基础知识之管螺纹篇的图14

图13. 圆柱螺纹设计牙型

B. 标记方法

        螺纹公差等级代号:对外螺纹,分A、B两级进行标记;对内螺纹,不标记公差等级代号。

        a. 螺纹特征代号:G

        b. 标记示例:

        尺寸代号为2的右旋圆柱内螺纹的标记:G 2

        尺寸代号为3的A级右旋圆柱外螺纹的标记:G 3 A

        尺寸代号为4的B级右旋圆柱外螺纹的标记:G 4 B

C. 参考标准

        GB/T 7307《55°非密封管螺纹》、ISO228-1​

D. 引用《公制、美制和英制螺丝标准手册》中的部分内容如下

螺纹基础知识之管螺纹篇的图15​​螺纹基础知识之管螺纹篇的图16

6、60°米制密封管螺纹(Mc、Mp)

        60°米制密封管螺纹和60°通用密封管螺纹一样,在使用时需要涂抹密封剂或者缠胶带才能实现最佳的密封效果。

A. 基本牙型



螺纹基础知识之管螺纹篇的图17

​​图14. 圆锥外螺纹设计牙型

B. 配合方式

        锥/锥配合

        柱/锥配合:圆柱螺纹只能作为内螺纹使用。

C. 标记方式

    a. 螺纹特征代号

        圆锥螺纹的特征代号为 “Mc”;圆柱内螺纹的特征代号为 “Mp”;螺纹尺寸代号为“公称直径x螺距”,公称直径和螺距数值的单位为毫米。

    b. 标记示例:

        公称直径为 12 mm、螺距为1mm、标准型基准距离、右旋的圆锥螺纹:Mc12x1;

        公称直径为 20 mm、螺距为1.5 mm、短型基准距离、右旋的圆锥外螺纹:Mc20x1.5-S;

        公称直径为 42 mm、螺距为2mm、短型基准距离、右旋的圆柱内螺纹:Mp42X2-S。

D. 参考标准

        GB/T 1415《米制密封螺纹》​​​

7、60°米制非密封螺纹

        其基本螺纹设计与普通螺纹区别不大,这里不做过多赘述,相关标准可查阅:

        GB/T 1414《普通螺纹 管路系列》

三、应用

        管螺纹主要应用在齿轮箱的注、放油口,零件的工艺孔、管路接头等,常见的有NPT、NPSC。以前还有ZG(即锥管),现在已经替换为R系列。有相关标准可查(汇总表)。锥螺纹螺塞常见于汽车行业标准中如QC/T 378、QC/T 403等。

    对于管螺纹的标准件应用(螺堵、管接头),可查《汽车标准件手册》,吉林科学技术出版社出版的和东风汽车紧固件有限公司的均可。内容差不多。这里简单列举一些,详情可查阅标准件手册。

标准件代号

参考标准

名称

Q614B

QC/T 379 

 方头锥形螺塞

Q618B

QC/T 381

六角头锥形螺塞

Q619B

QC/T 378

内六角锥形螺塞

Q805

QC/T 399

卡套式锥螺纹 直通接头体

   标准件手册参考链接(提供标准查询、标准件三维模型下载):​标准件手册

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