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螺紋基礎知識參數

螺紋的一般知識

第一章   國標螺紋的一般知識
一.   螺紋的分類
1.   螺紋分內螺紋和外螺紋兩種;
2.   按牙形分可分為:1)三角形螺紋 2)梯形螺紋 3)矩形螺紋 4)鋸齒形螺紋;
3.   按線數分單頭螺紋和多頭螺紋;
4.   按旋入方向分左旋螺紋和右旋螺紋兩種, 右旋不標注,左旋加LH,如M24×1.5LH;
5.   按用途不同分有:米製普通螺紋、用螺紋密封的管螺紋、非螺紋密封的管螺紋、60°圓錐管螺紋、米製錐螺紋等
二.   米製普通螺紋 
1.   米製普通螺紋用大寫M表示,牙型角2α=60°(α表示牙型半角);
2.   米製普通螺紋按螺距分粗牙普通螺紋和細牙普通螺紋兩種;
2.1.   粗牙普通螺紋標記一般不標明螺距,如M20表示粗牙螺紋;細牙螺紋標記必須標明螺距,如M30×1.5表示細牙螺紋、其中螺距為1.5。
2.2.   普通螺紋用於機械零件之間的連接和緊固,一般螺紋連接多用粗牙螺紋,細牙螺紋比同一公稱直徑的粗牙螺紋強度略高,自鎖性能較好。
3.   米製普通螺紋的標記:M20-6H、M20×1.5LH-6g-40,其中M 表示米製普通螺紋,20表示螺紋的公稱直徑為20mm,1.5表示螺距,LH表示左旋,6H、6g表示螺紋精度等級,大寫精度等級代號表示內螺紋,小寫精度等級代號表示外螺紋,40表示旋合長度;
3.1.   常用米製普通粗牙螺紋的螺距如下表(螺紋底孔直徑:碳鋼φ=公稱直徑-P;鑄鐵φ=公稱直徑-1.05~1.1P;加工外螺紋光杆直徑取φ=公稱直徑-0.13P):
表1   常用米製普通粗牙螺紋的直徑/螺距

公稱直徑  

螺距P  

鑄鐵底孔  

碳鋼底孔  

外螺紋光杆直徑  

公稱直徑  

螺距P  

鑄鐵底孔  

碳鋼底孔  

外螺紋光杆直徑

M5  

0.8  

4.1  

4.2  

4.9  

M24  

3  

20.8  

21  

23.7

M6  

1  

4.9  

5  

5.9  

M27  

3  

23.8  

24  

26.7

M8  

1.25  

6.6  

6.7  

7.9  

M30  

3.5  

26.3  

26.5  

29.6

M10  

1.5  

8.3  

8.5  

9.8  

M33  

3.5  

29.3  

29.5  

32.6

M12  

1.75  

10.3  

10.4  

11.8  

M36  

4  

31.7  

32  

35.5

M14  

2  

11.7  

12  

13.7  

M42  

4.5  

37.2  

37.5  

41.5

M16  

2  

13.8  

14  

15.7  

M48  

5  

42.5  

43  

47.5

M18  

2.5  

15.3  

15.5  

17.7  

M56  

5.5  

50  

50.5  

55.5

M20  

2.5  

17.3  

17.5  

19.7  

M64  

6  

57.5  

58  

63.5


3.2.   米製普通內螺紋的加工底孔直徑可用下式作近似計算:d=D-1.0825P,其中D為公稱直徑,P為螺距。
三.   用螺紋密封的管螺紋(GB 7306與ISO7/1相同)
1.   用螺紋密封的管螺紋不加填料或密封質就能防止滲漏。用螺紋密封的管螺紋有圓柱內螺紋和圓錐外螺紋、圓錐內螺紋和圓錐外螺紋兩種連接形式。壓力在5×105Pa以下時,用前一種連接已足夠緊密,後一種連接通常隻在高溫及高壓下采用。
2.   用螺紋密封的管螺紋內螺紋有圓錐、圓柱兩種形式。外螺紋隻有圓錐一種形式。牙型如下:錐度1:16,牙形角55°,舊螺紋標準示例:ZG3/8;
3.   標記示例:
圓錐內螺紋   Rc 3/8
圓柱內螺紋   Rp3/8
圓錐外螺紋   R3/8
當螺紋為左旋螺紋時   Rc 3/8-LH(LH表示左旋螺紋)
常用螺紋(標記:Rc 3/8、Rp3/8、R3/8)的基本尺寸:
表2

尺寸代號  

每寸牙數  

大徑  

中徑  

小徑  

建議底孔  

基準距離  

有效長度

1/8

28

9.728

9.147

8.566

φ8.4

4.0

6.5

1/4

19

13.157

12.301

11.445

φ11.2

6.0

9.7

3/8

19

16.662

15.806

14.950

φ14.7

6.4

10.1

1/2

14

20.955

19.793

18.631

φ18.3

8.2

13.2

3/4

14

26.411

25.279

24.117

φ23.6

9.5

14.5

1

11

33.249

31.770

30.291

φ29.7

10.4

16.8

1-1/4

11

41.910

40.431

38.952

φ38.3

12.7

19.1

1-1/2

11

47.803

46.324

44.845

φ44.1

12.7

19.1


4.   GB 7306規定的標記方法與ISO7/1的規定是一樣的。在ISO 7/1作出統一之前,各國的標記方法如下:
表3
標準號     螺紋種類   圓錐內螺紋   圓柱內螺紋   圓錐外螺紋
ISO   ISO7/1-1982   Rc1/2   Rp1/2   R1/2
英國   BS 21-1973   Rc1/2〃   Rp1/2〃   R1/2〃
法國   NF E03-004   ——   G1/2〃J   G1/2〃
德國   DIN 2999   ——   Rp1/2-DIN299   R1/2DIN2999
日本   JIS 130203   PT1/2〃   PS1/2〃   PT1/2〃
蘇聯   ГOCT 6211   KTPYБ1/2〃   ——   KTPYБ1/2〃
GB   GB 133-74   ZG1/2〃   ——   ZG1/2〃
四.   60°圓錐管螺紋(GB/T 12716-91)
1.   該螺紋等效於美國國家標準ANSI B1.20.1中NPT螺紋部分。隻有圓錐內螺紋和圓錐外螺紋一種連接形式。
2.   60°圓錐管螺紋與55°圓錐管螺紋的相同點:
2.1.   螺紋本身具有密封性。
2.2.   圓錐角:1:16
2.3.   通過控製基麵距離(基準長度)來控製直徑尺寸。
2.4.   允許在螺紋副內加入密封物。
3.   60°圓錐管螺紋與55°圓錐管螺紋的不同點:表4
項目   60°圓錐管螺紋   55°圓錐管螺紋
標記   NPT 3/8   Rc 3/8、Rp3/8、R3/8
牙型角   60°   55°
牙距不同   表5   表2
公差要求   高   低
用途   汽車、飛機、機床中管路連接   水、煤氣等低壓管路係統
4.   代號NPT即舊標準代號Z:
標記:NPT 3/8、NPT 3/8-LH,其中LH表示左旋。
表5   常用螺紋的基本尺寸
尺寸代號   每寸牙數   大徑   中徑   小徑   建議底孔   基準距離   牙數
1/8   27   10.242   9.489   8.736   φ8.6   4.102   4.36
1/4   18   13.616   12.487   11.358   φ11.1   5.786   4.10
3/8   18   17.055   15.926   14.797   φ14.5   6.096   4.32
1/2   14   21.223   19.772   18.321   φ17.9   8.128   4.48
3/4   14   26.568   25.117   23.666   φ23.2   8.611   4.75
1   11.5   33.228   31.461   29.694   φ29.2   10.160   4.60
1-1/4   11.5   41.985   40.218   38.451   φ37.9   10.668   4.83
1-1/2   11.5   48.054   46.287   44.520   φ43.9   10.668   4.83
五.   非螺紋密封的管螺紋(GB 7307)
1.   該螺紋標準與ISO 228/1相同。
2.   牙型角:55°,錐度:1:16。
3.   標記示例:
11/2左旋內螺紋   G11/2-LH(右旋不標)
11/2A級外螺紋   G11/2A
11/2B級外螺紋   G11/2B
內外螺紋裝配   G11/2 /G11/2A     
表6 常用基本尺寸
尺寸代號   每寸牙數   大徑   中徑   小徑   建議底孔   基準距離   有效長度
1/8   28   9.728   9.147   8.566   φ8.8   4.0   6.5
1/4   19   13.157   12.301   11.445   φ11.7   6.0   9.7
3/8   19   16.662   15.806   14.950   φ15.2   6.4   10.1
1/2   14   20.955   19.793   18.631   φ18.9   8.2   13.2
3/4   14   26.411   25.279   24.117   φ24.4   9.5   14.5
1   11   33.249   31.770   30.291   φ30.6   10.4   16.8
1-1/4   11   41.910   40.431   38.952   φ39.2   12.7   19.1
1-1/2   11   47.803   46.324   44.845   φ45.1   12.7   19.1
4.   用途:非螺紋密封的管螺紋主要用於壓力較低的不、煤氣管道,連接時就加填料或密封質(麻絲、鉛丹、聚四氟乙烯膠帶等),以防止滲漏。
5.   非螺紋密封的管螺紋與用螺紋密封的管螺紋相同點是:兩者牙型一樣均為55°,相同規格螺紋的螺距、牙高、基本直徑相同。
6.   非螺紋密封的管螺紋與用螺紋密封的管螺紋不同點是:
6.1.   用螺紋密封的管螺紋內螺紋有圓柱螺紋和圓錐螺紋兩種形式,外螺紋隻有圓錐螺紋一種形式。
6.2.   非螺紋密封的管螺紋不論內外螺紋都隻有圓柱螺紋一種形式。
6.3.   兩種螺紋部分規格的公差不同。
6.4.   非螺紋密封的內圓柱管螺紋可以和用螺紋密封的外圓錐管螺紋相連接,但非螺紋密封的外圓柱管螺紋卻不可以和用螺紋密封的內管螺紋形成用螺紋密封的連接。
7.   各國的不同標記方法:表7
標準號     螺紋種類   圓柱內螺紋   圓柱外螺紋
ISO   ISO228/1-1982   G1/2   G1/2A B
英國   BS 2779-1973   G1/2〃   G1/2〃A B
法國   NF E03-005   G1/2〃H   G1/2〃A B
德國   DIN 259   R1/2   K1/2
日本   JIS 130202   PF1/2〃A B   PF1/2〃A B
蘇聯   ГOCT 6357   TPYБ1/2〃Kл2 Kл3   TPYБ1/2〃Kл2 Kл3
GB   GB 133-74   G1/2〃   G1/2〃
六.   米製錐螺紋(GB1415)
1.   標記:ZM10、ZM10-S、ZM10/ZM10、ZM10/ZM10-S。
2.   ZM-米製錐螺紋的標記代號;標準基準距離時,省略基準距離代號;S-短基準距離。
3.   用途:適用於氣體或液體管路係統依靠螺紋密封的連接螺紋(水、煤氣管道用管螺紋除外),必要時允許在螺紋配合麵間加密封填料提高其密封性。
4.   公徑直徑/螺距
直徑   6,8,10   12,14,16,18,20,22,24   27,30,33,36,39,42,45,48,52,56,60
螺距   1   1.5   2


第二章   美國標準管螺紋
一.   標準:ANSI B1.20.1美國標準管螺紋。
美國標準管螺紋不僅用於壓力較低的水、煤氣管道,也同時用於高溫、高壓係統。
就管螺紋而言,目前在世界範圍內形成了以ISO標準為一方,以美國標準為另一方的兩大管螺紋標準體係。
二.   螺紋類型
1.   基本牙型:牙型角60°。錐度1:16。牙型為平頂平底。
2.   基本類型
NPT   一般用途的美國標準錐管螺紋
NPSC   管接頭用美國標準直管螺紋
NPTR   導杆連接用美國標準錐管螺紋
NPSM   設備上的自由配合機械連接用美國標準直管螺紋
NPSL   鎖緊螺母的鬆配合機械連接用美國標準直管螺紋另有薄壁管上采用的UNS——薄壁管用特殊統一螺紋
三.   一般用途的錐管螺紋NPT
1.   標記:3/8-18NPT。
2.   基本中徑和基準距離:錐管螺紋的基本中徑是根據管子外徑、螺距和手旋合長度確定的,內外螺紋之間用手旋合的公稱長度為基準距離,內螺紋的基麵為螺紋大端處截麵(該截麵上的螺紋中徑為基本中徑),外螺紋基麵在離小端距離為基準距離處。
3.   常用螺紋尺寸
尺寸代號   每寸牙數   大徑   中徑   小徑   建議底孔   基準距離   牙數
1/8   27   10.242   9.489   8.736   φ8.6   4.102   4.36
1/4   18   13.616   12.487   11.358   φ11.1   5.786   4.10
3/8   18   17.055   15.926   14.797   φ14.5   6.096   4.32
1/2   14   21.223   19.772   18.321   φ17.9   8.128   4.48
3/4   14   26.568   25.117   23.666   φ23.2   8.611   4.75
1   11.5   33.228   31.461   29.694   φ29.2   10.160   4.60
1-1/4   11.5   41.985   40.218   38.451   φ37.9   10.668   4.83
1-1/2   11.5   48.054   46.287   44.520   φ43.9   10.668   4.83
四.   管接頭用直管內螺紋NPSF
1.   該螺紋與標準錐管螺紋裝配時,能形成耐壓密封連接,但隻在壓力較低的情況下才采用。
2.   標記示例:
1/8-27NPSF
3.   常用螺紋尺寸
4.   
五.   導杆連接用錐管螺紋NPTR
1.   NPTR螺紋的牙型與標準錐管螺紋是一樣的。導杆連接要求用內、外錐螺紋形成一個剛性的機械螺紋連接。
2.   標記示例:
1/2-14NPTR
3.   常用螺紋尺寸
4.   
六.   機械連接用直管螺紋NPSM、NPSL
1.   設備上自由配合的機械連接,內、外螺紋均采用NPSM螺紋;帶鎖緊螺母的鬆配合機械連接,內、外螺紋均采用NPSL螺紋。
2.   標記示例:
1/8-27NPSM
1/8-27NPSL
3.   常用螺紋尺寸
4.   
七.   薄壁管用特殊統一螺紋UNS
1.   對一般用途的薄壁管,推薦采用27牙係列、1/4至1英寸的特殊統一螺紋UNS,螺紋等級為2A和2B級。UNS螺紋牙型采用統一螺紋牙型。
2.   標記示例:
1/4-27UNS-2A
3.   常用螺紋尺寸
4.   完整螺紋的最小長度=1/3基本大徑+0.185英寸(5牙)。
5.   

第三章   幹密封式美國標準管螺紋
一.   標準:ANSI B1.20.3 幹密封式美國標準管螺紋
1.   幹密封式管螺紋主要用於冷卻器、船舶、汽車及飛機的燃油和潤滑油管路接頭、加油放油塞、軍用毒氣彈等。
2.   幹密封式管螺紋的特點是控製牙頂和牙底的削平量,以保證牙頂牙底外金屬和金屬的接觸首先發生或與側麵接觸同時發生。牙頂和牙底的接觸可以防止螺紋滲漏,並保證在不使用潤滑劑和密封填料的情況下形成密封緊密連接。
3.   幹密封式內管螺紋可以是圓柱形的,也可以是圓錐形的。而幹密封式外管螺紋僅有圓錐形一種。所有幹密封式管螺紋均為右螺紋。
二.   幹密封式螺紋(NPTF)與標準管螺紋(NPT)相同點是:兩者型一樣。不同點是:
1.   螺紋牙高h不一樣。NPTF內、外螺紋之間沒有間隙,而NPT的內、外螺紋之間可能有過盈也可能有間隙。
2.   NPT內、外螺紋均為圓錐形,而NPTF外螺紋為圓錐形,內螺紋有圓錐形和圓柱形兩種。
3.   NPT有右旋和左旋兩種螺紋,而NPTF隻有一種右旋螺紋。
4.   ISO標準中沒有與美國幹密封式管螺紋對應的標準。我國的米製錐螺紋(GB/T1415-92)與美國幹密封式管螺紋概念相近。
三.   幹密封式管螺紋的四種類型:
1.   幹密封式美國標準管螺紋NPTF
2.   幹密封式SAE短錐管螺紋PTF-SAE SHORT
3.   幹密封式美國標準燃油用直管內螺紋NPSF
4.   幹密封式美國標準普通直管內螺紋NPSI
5.   各種類型的標準幹密封螺紋的推薦搭配關係
幹密封外螺紋   與其相配的幹密封內螺紋
NPTF(錐)外螺紋   NPTF(錐)內螺紋
  PTF-SAE SHORT(錐)內螺紋
  NPSF(直)內螺紋
  NPSI(直)內螺紋
PTF-SAE SHORT(錐)外螺紋   NPSI(直)內螺紋
  NPTF(錐)內螺紋
四.   1型幹密封式錐管螺紋NPTF
1.   該螺紋係列適用於完整螺紋長度內的外螺紋和內螺紋。實際上它對各種類型的管路連接都適用。這種螺紋具有較高的強度和良好和密封性,在具有薄截麵的脆硬材料上采用內錐螺紋可以減少斷裂現象。
2.   標記示例:
1/4 NPTF
3.   該係列螺紋采用2隻六步幅螺紋塞規和1隻光滑塞規來檢測螺紋的基本尺寸、有效深度及牙頂高,允許公差:±1扣。
五.   2型幹密封式SAE短錐管外螺紋PTF-SEA SHORT EXTERNAL
1.   本係列的外螺紋除了因增加間隙和節約材料而在小端處切去了一個螺牙從而使完整螺紋長度縮短以外,其餘所有方麵均與NPTF螺紋一致。
2.   標記示例:
1/4 PTF-SAE
六.   2型幹密封式SAE短錐管內螺紋PTF-SEA SHORT INTERNAL
1.   本係列的內螺紋除在大端處切去了一個螺牙從而使完整螺紋長度縮短以外,其餘所有方麵均與NPTF螺紋一致。
2.   標記示例:
1/4 PTF-SAE
七.   3型幹密封式燃油用直管內螺紋NPSF
1.   本係列的螺紋是圓柱直螺紋而不是錐螺紋。它們一般用於軟的或韌性材料上,但也可用於厚壁部位的脆硬材料上。
2.   標記示例:
1/4 NPSF
八.   4型幹密封式燃油用直管內螺紋NPSI
1.   本係列的螺紋是圓柱直螺紋而不是錐螺紋。它們一般用於厚壁零件以及安裝到外螺紋上幾乎沒有什麽膨脹的部位的硬性或脆性材料上。
2.   標記示例:
1/4 NPSI

第四章   美國統一螺紋標準(UN係列螺紋)
一.   標準:ANSI B1.1美國統一螺紋標準
1.   統一螺紋(UN):1948年11月18日美國、英國和加拿大三國標準機構代表在華盛頓簽訂了協議,使三國的英製普通螺紋一致,這便是所謂的統一螺紋。
2.   統一螺紋的美國標準是ANSI B1.1,英國標準是BS 1580。
二.   統一螺紋牙型
1.   牙型角:60°
2.   牙頂寬度:0.25P;牙底寬度:0.125P;牙底形狀呈圓弧形。
三.   統一螺紋直徑/螺距係列
1.   統一螺紋直徑/螺距組合按螺距分級有3個係列,即粗牙UNC、細牙UNF和特細牙UNEF係列;不變螺距有8個係列,即4UN、6UN、8UN、12UN、16UN、20UN、28UN和32UN係列。
四.   統一螺紋的選擇及應用
1.   UNC粗牙螺紋係列     該係列通常在批量生產的螺栓、螺釘、螺母和其它一般工程上采用。低搞拉強度的材料,如鑄件、低碳鋼和其它軟材料上加工的內螺紋應采用粗牙螺紋,以使內螺紋獲得最佳的脫扣強度。UNC螺紋適用於要求快速拆或有可能產生腐蝕和輕微損傷的部位。
2.   UNF細牙螺紋係列     該係列適用於不宜采用粗牙螺紋的螺栓、螺釘、螺母和其它應用場合。UNF外螺紋具有比粗牙螺紋大的抗拉應力麵積。當要求外螺紋和相配內螺紋的脫扣強度等於或高於外螺紋零件的抗拉承載能力時,宜采用細牙螺紋。細牙螺紋還適用於短旋合長度、小螺紋升角或壁厚要求細牙螺距的場合。若外螺紋的最大強度沒有要求,則細牙螺紋也可用於低強度材料上加工的內螺紋,但必須選擇合適的旋合長度,以滿足上述脫扣強度要求。
尺寸小於和等於1英寸的細牙螺紋適用於螺栓、螺釘、螺母和其它螺紋緊固件。尺寸大於1英寸,細牙螺紋不適用,除非內外螺紋的材料相同。
3.   UNEF超細牙螺紋係列     該係列適用於薄壁管、薄螺母、短套筒或短接頭等要求短旋合長度和更小螺距的場合。一般來說,它也適用於上麵對細牙螺紋規定的幾種情況。
4.   UN不變螺距係列     每英寸4、6、8、12、16、20、28和32牙的各種不變螺距係列為UNC、UNF和UNEF係列無法滿足的特殊設計要求提供了範圍很廣的直徑/螺距組合。不變螺距係列用於多次裝拆的零件或利於重新翻修螺紋的零件。從不變螺距係列中選擇螺紋時,應盡可能優先選擇表列的8、12或16牙係列。
5.   高溫高強度使用場合     對這些使用場合,尺寸為0.25~1英寸的螺紋建議采用粗牙螺紋係列,而尺寸大於1英寸的,最好采用8牙係列。
五.   統一螺紋的螺紋等級、標記方法及極限尺寸
1.   等級:統一螺紋規定了六個不同的等級,即1A、2A、3A(外螺紋)和1B、2B、3B級(內螺紋)。其中尾標A和B分別指外螺紋和內螺紋。
2.   1A和1B級螺紋是針對武器裝備和某些特殊使用要求規定的,即要求簡便迅速裝配或螺紋有輕微損傷和汙跡也能裝配的場合可以采用這種螺紋。
3.   2A和2B級螺紋是一般用途的螺栓、螺釘、螺母和類似的螺紋緊固件上最常用的標準螺紋。
4.   3A和3B級螺紋用於螺紋配合的鬆緊度和導程、半角的精度要求較高的場合。3A和3B級螺紋隻有用高精度的設備、有效的測量和檢測手段才能獲得。
5.   標記示例:
1-12 UNF-A(1英寸12牙,A表示外螺紋,B表示內螺紋)。
六.   英國標準粗牙惠氏螺紋B.S.W.(B.S.84)

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