米国で最も一般的なタイプの管ねじは NPT 規格で、米国製のパイプを購入するときにこの規格に遭遇することがあります。 この規格は、パイプラインを循環する媒体の高圧条件下で動作する際に、より高い気密性が必要な接続に使用されます。
この記事では、NPT テーパーねじについて検討し、そのサイズとパラメータを検討し、互換性のある国内規格も選択します。
記事の内容
一般情報、マーク
NPT 管ねじには、外径と内径の 2 つの構成があります。 このようなネジを備えたパイプ継手は、狭まった円錐の形状をしており、この構造により、 強度の増加 2 つのパイプライン要素を相互に接続します。
2 つのパイプを接続するには、それぞれのパイプの継手に円錐形のねじ山が形成され、一方には内部コーンが切り取られ、もう一方には外部コーンが切られます。 コーンの傾斜角は統一されており、テーパー(C)1:16と等しい3 0 34’49”です。
テーパねじの寸法にはインチとメートルの 2 種類があり、図や図面での NPT 接続の命名法が異なります。 コーンが切断されるパイプまたは継手のいずれかの側面がメートル法の場合、略語 NPT-E が使用されますが、接続されるコーンの両側がインチの場合、追加の略語は使用されず、単に NPT と表示されます。 。
NPT ねじのサイズと構成の仕様は、次の国際規格に記載されています。
- ANSI/ASME B36.10M;
- BS1600、10255;
- DIN 2999。
コニカル接続に関する国内規制文書もあります。
- GOST No. 6111-52「プロファイル角度 60 度のインチ円錐ねじ」;
- GOST No. 6211-81「互換性の基本基準 - 円錐管ねじ」。
現在、専門店では、片側に円筒形のカットがあり、もう一方の側に円錐形のカットがあり、米国標準の継手を備えたパイプを簡単に使用できるアダプターやアダプターを多数提供しています。
管用テーパーNPTねじ（ビデオ）
回路図と技術仕様
テーパねじのプロファイルは次の図に示されており、次のことがわかります。
- d ( 屋外用タイプスレッド)、D ( 内部型） - 外径;
- d1、D1 – 内径;
- d2、D2 – 平均（中間）直径。
- p – プロファイルピッチ。
- f – 円錐角。
- H は元の三角形の高さです。
- H1 – プロファイルの作業高さ。
- R – 谷と頂点の曲率半径。
- C – 谷と頂上のカット。
NPT ネジは 標準サイズ 1/16 から 24 インチですが、この指定は継手の外径を示すものではなく、円錐接続が切断されるパイプの処理直径を示します。
最も一般的な NPT 接続の主なパラメータを見てみましょう。
| 標準サイズ （"） | 1 インチあたりのプロファイルの巻き数 (個) | 長さ(mm) | 直径(mm) | |||
| 働く | 端から面まで | D=d | D1=d1 | D2=d2 | ||
| 1/16 | 27 | 6.5 | 4.06 | 7.89 | 6.389 | 7.142 |
| 1/8 | 27 | 7 | 4.57 | 10.27 | 8.77 | 9.52 |
| 1/4 | 18 | 9.5 | 5.10 | 13.58 | 11.31 | 12.45 |
| 3/8 | 18 | 10.5 | 6.10 | 17.06 | 14.80 | 15.93 |
| 1/2 | 14 | 13.5 | 8.13 | 21.22 | 18.32 | 19.78 |
| 3/4 | 14 | 14.0 | 8.61 | 26.57 | 23.67 | 25.12 |
| 1 | 11.5 | 17.5 | 10.16 | 33.23 | 29.70 | 31.47 |
| 1 1/4 | 11.5 | 18 | 10.67 | 41.99 | 38.46 | 40.22 |
| 1 1/2 | 11.5 | 18.5 | 10.67 | 48.06 | 44.52 | 46.30 |
| 2 | 11.5 | 19 | 11.08 | 60.10 | 56.56 | 58.33 |
標準サイズに関係なく、プロファイル上部の角度は常に 60 度で、理論上の高さは 0.86 mm です。
スライシング技術
で 産業条件 NPT ねじは特殊なねじ切り機で形成されます。 このような装置の主な作業ツールは回転スピンドルに取り付けられており、加工されるパイプは機械テーブルに固定されています。
切断プロセスは次の手順で構成されます。
- スピンドルの必要な回転方向と回転速度が設定され、ワークは取り付けソケットに固定されます。
- 必要な標準サイズのタップがスピンドルに取り付けられ、そのヘッドは支持クランプで固定されます。
- 機械の電気駆動がオンになります。
- 制御レバーを使用すると、ねじ切りヘッドが加工中のパイプに向かって移動します。
- 自動ローラーが工具とワークを固定・一致させ、所定形状の自動ねじ切りを行います。
- タップストロークの終わりに、サポートが上昇し、電気駆動装置がオフになり、ワークピースが機械から取り外されます。
表に示されているテーパーねじとその指定は、確立された規格に対応している必要があります。 州の GOSTを作成するために使用されるため、 強いつながり高圧または外部から高い機械的負荷がかかるパイプ。 適用例には次のような要素が含まれます。
- 未舗装の道路の下にわずかな深さで敷設されたパイプを強力に接続することで、重要なのは、道路を通過する車両によってパイプに負荷がかかることです。
- また、溶接ができない場所や溶接ができない場所でのパイプラインの接続にはテーパーねじが使用されます。 これは爆発性環境である可能性があり、溶接装置の使用が不可能になります。
- さらに、切断に摩耗の兆候がある場合、またはこの要素を完全に交換することができない場合にも使用されます。 ただし、摩耗した要素の交換は避けられないため、このタイプの製品は永久的なものではないことに注意してください。
主に水道やガスのパイプラインの敷設に使用されるパイプのシールに使用され、最も過酷な条件下でも接続の信頼性が高まります。
簡単な説明
管用テーパーねじは 特殊なタイプ円錐に似た形状、つまり部品の端に向かって直径が減少する切断。 このような接続のプロファイルはもっぱら55度の角度を持つ必要があり、切断自体には丸いくぼみと頂点があります。
この場合、ピッチは 1 インチあたりの対応する巻き数で示され、1°47'24" の傾斜でカットされます。これは、1:16 のテーパーに対応する必要があります。 接続の信頼性は、巻き数が多いほど気密性が高くなるという事実にあります。
さらに、外側のコーンと指定されたプロファイルを持つ内側の円筒形の間の接続にはメートルの円錐形のねじがあり、GOST 9150-2002 に従って、フラットカットのキャビティがなければなりません。
その主な利点の 1 つは、ねじ切りダイスまたはクランプを使用して現場でテーパーねじを直接切断できることです。 ただし、溝を作成する際のトルクが非常に大きいため、正しく切断するには特別なパイプクリートを使用する必要があります。
GOST 6111-52 に従って、インチの円錐ねじも使用されます。 機械工学において燃料、石油、油圧、空気のパイプラインを組み合わせるように設計されています。 通常の円錐形のものとの違いは、この場合、切断ステップについての言及はなく、単位長さあたりの回転数によって測定されるという事実にあります。
名前自体は、1/8、1/4、1/2 インチなどの英語の測定システムを指すため、その寸法がインチで示されることを意味します。
仕様
州の基準によれば、管用テーパーねじは次の要件を直接満たさなければなりません。
- プロファイル角度は 55 度に相当する必要があります。
- 直径ごとに異なる切断ピッチが使用されます。
- パイプの直径に関係なく、パイプの軸そのものからの円錐面の偏角を観察することが必須です。 スロープは 1:16 の比率で実行されます。
- 溶接装置または接続フランジの使用は、パイプ直径が大きい場合にのみ推奨されます。 最大可能直径は 6 インチです。
- また、加工長さに対する加工切削長の比率を維持する必要があります。
したがって、図面が確立された基準に完全に準拠していることが非常に重要です。 州の基準の箇所にこのような接続パーツが使用されているため、 高血圧これにより、必要に応じてパイプライン部品の密閉性を最大限に高めることができます。
GOST 6211-81 に基づく寸法
図面上の指定
管用テーパーねじを使用する場合に使用できるため、 各種このような接着の場合は、寸法を正確に知る必要があります。 GOST 6111-52 によれば、寸法は分数で示され、分母は外径、分子は内径です。
図面内の管円錐ねじの名称は、次のような文字で表されます。
- R – おねじ付きの円錐ねじの指定。
- Rc – 円錐形の内部溝が示されています。
- Rр – 円筒形プロファイルの雌ねじ。
- LH – 左スパイラルでカットします。
- RH – 右巻き螺旋。
- MK – メートル円錐形。
- M – メートル法。
- K – 円錐インチねじ。
- パイプ円錐ねじ – K パイプ 1/2 GOST 6211-69。
- 短縮プロファイル - K パイプ 1/2 カット GOST6211-69。
- 短縮された円錐形で精度が向上 – K パイプ ¾ インチ。 ちょうど GOST 6211-69。
円筒ねじは、同じピッチのテーパおねじと直接組み合わせて使用されます。
プロファイル角度60度のテーパーインチねじのプロファイルと寸法
この表は、傾斜とプロファイルのピッチにどのような偏差が存在するかを示しています。
ビデオ: 管用テーパーねじの切断。
パイプラインは継続的または周期的に振動を受ける可能性があるため、追加の固定具としてコッターピンが接続部品としてよく使用されます。
問題は、このタイプの接続はほどける傾向があるため、これを回避するために、このような接続には割りピンが使用されます。 これは、高速道路の下にパイプラインが敷設され、常に交通の動きがあり、振動が発生する場所に特に当てはまります。
管用テーパーねじは、 良い締め付け感システムとその信頼性。 通常、構造物が液体または気体を対象とする場合に使用されます。 高圧。 このねじには、内側、外側、中央の 3 つの直径があります。 先端に向かうにつれて直径が小さくなります。 このタイプのプロファイルカットを使用したデザインは円錐形になります。
応用
管用テーパねじは、一般的に次のような条件で使用されます。
- エレメントを完全に交換しても問題を解決できない場合、内部に変形したねじ山があり、接続部に摩耗の兆候がある。 この切断により、システムの密閉性が高まります。 ただし、これは一時的な措置です。 完全交換要素は避けられないため、できるだけ早く作成する方が良いです。 そうしないと、システムが緊急状態に陥る可能性があることを覚えておく価値があります。
- 高圧下の媒体を含む構造内で必要な気密性を確保するために使用されます。 このタイプのコイルは、極端な条件で使用された場合でも信頼性の高い接続を保証します。
規格
GOSTによれば、円錐ねじは55度の角度のプロファイルによって区別されます。 コイルが丸くなっています。 ターン間のピッチの違いにも違いがあります。 ステップサイズは直径によって異なります。 円錐形のネジが切られる部分の最大直径は 6 インチです。 この値を超える直径の場合は、溶接で接続されます。
GOSTによると、管ねじ用 このタイプの外側と内側の平均直径の間には規制された関係があります。 カットの長さも重要です。 全長と作動長には違いがあります。 それらの比率も固定する必要があります。 エレメントの巻き数が多いほど、接続の信頼性と緊密性が高まります。
テーブル
管用テーパーねじの径、長さ、ピッチ
| d0 | 平均日 | d1 | dT | l1 | l 2 | n | S | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 / 8 | 9.7 | 9.2 | 8.6 | 8.3 | 9 | 4.5 | 28 | 0.907 |
| 1 / 4 | 13.2 | 12.3 | 11.4 | 11.1 | 11 | 6.0 | 19 | 1.337 |
| 3 / 8 | 16.7 | 15.8 | 15 | 14.6 | 12 | 6.0 | 19 | 1.337 |
| 1 / 2 | 21 | 19.8 | 18.6 | 18.2 | 15 | 7.5 | 14 | 1.814 |
| 3 / 4 | 26.4 | 25.3 | 24.1 | 23.5 | 17 | 9.5 | 14 | 1.814 |
| 1 | 33.3 | 31.8 | 30.3 | 29.6 | 19 | 11.0 | 11 | 2.309 |
| 1 1 / 4 | 41.9 | 40.4 | 39 | 38.1 | 22 | 13.0 | 11 | 2.309 |
| 1 1 / 2 | 47.8 | 46.3 | 44.9 | 44 | 23 | 14.0 | 11 | 2.309 |
| 2 | 59.6 | 58.1 | 56.7 | 55.7 | 26 | 16.0 | 11 | 2.309 |
| 2 1 / 2 | 75.2 | 73.7 | 72.2 | 71.1 | 30 | 18.5 | 11 | 2.309 |
| 3 | 87.9 | 86.4 | 84.9 | 83.7 | 32 | 20.5 | 11 | 2.309 |
| 4 | 113 | 111.6 | 110.1 | 108.5 | 38 | 25.5 | 11 | 2.309 |
| 5 | 138.4 | 137 | 135.5 | 133.7 | 41 | 28.5 | 11 | 2.309 |
| 6 | 163.8 | 162.4 | 160.9 | 158.9 | 45 | 31.5 | 11 | 2.309 |
指定
テーパーねじにはさまざまな呼び方があります。 それらはすべてGOSTに従って決定されます。 この表記には記号 R が含まれており、次のように解読できます。 シンボル外側のターンとそのサイズ。 左折は記号 LH で示されます。 内部巻きは記号 Rc で示され、内部円筒タイプは Rp で示されます。
重要: ほとんどの場合、外部円錐型パイプ ターンは内部円筒型チューブ ターンと組み合わせて使用されます。
管用ねじによる接続は分数で表示します。 分子は内側のターン、分母は外側です。
円錐形の管用ねじは写真をご覧ください。 それらを見ると、そのようなコイルが他のコイルとどのように異なるのかがはっきりとわかります。 写真も同じページでご覧いただけます。
非常に広範囲にわたる。 たとえば、円錐形のパイプ切断などの別のケースを検討する場合でも、その特徴と種類を明確にすることなしにはできません。 信頼性の高い製品を作成できるように十分な広さ 密閉接続溶接はありません。 これは、他の形状やセクションのパイプに接続できる唯一のタイプのねじであるため、ユニバーサルとさえ呼ばれます。
珍しい彫刻の形種類と分類：インチファナック他
ねじ山が作られるパイプの表面の形状に応じて、次のようになります。
- 円筒形 – 一定の直径の圧延製品を切断する従来の方法。
- 円錐形 - ここでは、ベースは円錐形のパイプです。 外径終わりに向かって徐々に減っていく。
この場合、内ねじと外ねじは壁上の位置に応じて区別されます。 目的は 1 つだけです。管用テーパー内径ねじは、外径ねじと同様に、締結およびシール接続を形成します。
リンクされた測定システムに従って、2 種類のねじ付きパイプが製造されます。
- プロファイル角度 60°) は、我が国で新しい機器の製造に使用される最も一般的なタイプの接続です。
- 、その外径とその他のパラメータは英国の尺度システム、つまりインチで表されるものに関連付けられています。 円錐インチねじは、切断ピッチに拘束されないという点で異なります。 代わりに、単位長さあたりの巻き数が使用されます。
ターンの方向は右になることもありますが、左になることはあまりありません。 また、訪問回数も考慮する必要があります。
- 普通
直径が 1 インチから 6 インチの場合は、1 インチあたり 11 山のねじがよく使用されます。
- 小さい
異なります 多額の切断ステップが削減されるため、単位長さあたりの回転数が減少します。 これは、壁の厚さと強度、接続の最大の気密性、または微調整を維持するために行われます。 相対位置詳細。
直径が 1 インチ (1/2 インチ) 未満のパイプの場合ʺ と ¾ʺ）は 14 回転かかりますが、19 と 28 のネジ山を切ることは可能です。d1/16 インチから 3/8 インチまで。
テーパねじとその用途：標準ゲージ内径、自然ねじ込みトルク
円錐形 管用ねじ数十MPaの圧力でもしっかりとした接続が保証されるため、圧力下で動作するパイプライン（配管、暖房、燃料ライン、ガスパイプライン）の作成に広く使用されています。
彼らが円錐切断の多用途性について語るとき、それは円筒カップリングと組み合わせて設置できる可能性を意味します。 雌ねじが部分的に破壊または変形したパイプに接続する場合にこのタイプの接続を使用する必要があり、欠陥部分の交換や溶接による問題の解決は不可能です。
もちろん、この場合、2つのパイプ間の接触は最小限に抑えられ、円錐と円柱の直径が一致する部分のみになります。 信頼性については言及されていないため、この方法は一時的な措置としてのみ考えられます。
ただし、 確立された基準 GOST 6357-81 内部パイプに準拠した互換性 円筒ねじ円錐形と組み合わせることができます。 ただしこの場合、ねじ込み長さを維持する必要があります 個々の要素、直径公差および精度クラス。
GOST 6211 81 に準拠した管用テーパーねじ規格: 直径およびその他の寸法
接続を分類するにあたり、さまざまなねじプロファイル全体については意図的に触れませんでした。 ネジを切るためなので、 円錐パイプ三角形の形状のみが適しています - 最も信頼性が高く耐久性があります。 確かに、使用される規格に応じて、ねじ山の上部と基部にいくつかのオプションがあります。 そして、ここではすでに差異が発生する可能性があります。
いわゆる英国式管用テーパーねじは、丸い歯とカウンターリセスを備えた三角形の輪郭を持っています (BSPT 規格)。 これにより、次のものと同時に使用できるようになります。 液体シーラントそしてシーリングテープ。 さらに、丸みを帯びたエッジは動的荷重に完全に耐えます。 各三角形の頂点の角度 α は 55 度で、すべての寸法はインチ単位系の標準に従って指定されます。
国内の類似物であるGOST 6211 81は、インチ円錐形プロファイルのパラメータを厳密に規制しています。
- に対する傾き 中心線パイプ（テーパー）は1:16で維持されます。 この場合、その長さと選択した断面サイズは関係ありません。
- テーパー接続は直径が 6 インチを超えないパイプにのみ許可されているため、ねじにも対応するサイズ制限があります。
NPT プロファイルでは、二等辺三角形のターン (α=60°) は同じカウンターベースを持つ平らな上部を持ちます。 ねじ切りは米国の UNS 規格に従って行われます（ 大きな一歩）、UNF、UNEF（小規模および特に小規模）。 1/16 インチから 4 インチまでの、より控えめな直径の選択肢があります。 このタイプの接続用に、円錐ねじ 6111-52 (インチ) および GOST 25229-82 (メートル) 用に別個の GOST を開発しました。
プロファイル角度 60 度のネジは圧縮時に機能し、しっかりとした永続的な接続を作成します。 これは、燃料や潤滑剤、圧力のかかった水やガス状の作動媒体が循環するパイプラインの機械工学や工作機械の構築に使用されます。 管用テーパーねじは、可能な最大圧力に耐えることができます。
指定: タップ、図面
テーパーねじの GOST では、次の指定が提供されます。
- R または Rc – 外部または内部。 次に、インチで表される呼び径を指定する必要があります。
- LH – 左。 テーパーねじが右ねじの場合、このマークは指定にありません (デフォルトのパラメータ)。
- Rр – 円筒形を示します めねじアウターコーンと互換性があります。
管用テーパーねじの米国の指定はより複雑ですが、より有益です。 ねじの位置 (MNPT - 外部、FNPT - 内部) の指定に加えて、次のパラメータがマーキングで示されます。
- 呼び径;
- 単位長さあたりの巻き数。
- プロファイル実行のタイプごとにグループ化します。
- おねじ（A）およびめねじ（B）の精度等級。
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直径は、インチ単位で分数または割り当てられた数値で指定されます。 管用テーパーねじは、ユーティリティ接続でよく使用されます。 円錐形 インチパイプ高圧の場所での使用に最も人気のあるものの 1 つ。
ねじ切りは金属加工において最も一般的な作業の 1 つです。 非連続生産でこれを実行するには、万能ねじ切り旋盤が使用されます。 これらの機械は、回転体の形のワークピースや、機械のフェースプレートに取り付けることができる非対称形状の小さな部品を処理します。 フライス加工、転造、その他の方法でねじ山が得られる場合もあります。
ねじ切り用のカッターは、高速度鋼や超硬合金製のプレートを刃先に使用しています。 予備操作には、合金 T15K6、T14K8 およびその類似体で作られたプレートが使用され、仕上げ操作には T30K4 および T15K6 が使用されます。 鋳鉄ブランクの加工において 高効率合金 V2K、VK3M、VK4、VK6M の元素を示します。
内径ねじ切り加工
のために めねじカッターの他にタップやコームも使用。 タップは、焼入れ鋼で作られたねじ棒の形をした工具です。 ロッドの軸に沿った表面にはフライス加工された溝があり、そのおかげでねじ山には切れ刃が付いています。 タップのテール部分の断面が四角形なので、チャックやドライバーに固定できます。
ねじ切り加工では、金属が切りくずになるだけでなく、工具の切削により塑性変形が起こり、穴の内径が大きくなります。 この特性を考慮して、ねじ穴径はタップ外径からねじピッチを差し引いて計算されます。
タップにはさまざまな種類があり、ナットタップ、ハンドタップ、マシンタップが広く使われています。 タップを使用してねじを切るには、部品を機械に固定し、ドリルで穴を開け、主軸を必要な回転数に調整します。 クイルの動きにより心押し台に取り付けられたタップが穴に挿入され、部品が回転します。
テーパねじ切り
から テーパーねじ最も広く使用されているのは標準的なもので、円錐軸の法線に対して対称なプロファイルを持っています。 このようなねじの切断には、従来の円筒ねじと同じ方法が使用されます。
外径テーパねじの場合は、外径に沿って円錐状に旋削加工が行われます。 これは糸切りカッターを使用すると簡単に行うことができます。 ネジ切り旋盤ただし、この方法はコピー定規を使用するため、生産性が低いという特徴があります。
タレット旋盤では、ダイスを使用してテーパねじが切削されます。高精度のねじ山を得る必要がある場合は、ダイス付きねじ切りヘッドが使用されます。 さまざまな形。 動作中、金型は自動的に離れます。
また、テーパーねじには転造ころを使用しており、ねじの転造が可能です。 内径テーパねじには専用設計のタップを使用しています。
ねじ切り用の旋盤のセットアップ
指定したパラメータでねじ切り加工を行うには、機械の微調整が必要です。 まず、スピンドルの回転とキャリパーの動きを結び付ける必要があります。 スピンドル 1 回転あたりの縦送りはねじピッチと等しくなければなりません。
ネジ切り旋盤は、送りギターと送りボックスのギアを連動させることでカッターの送りを調整できます。 利用可能 たくさんのこれらのホイールのクラッチを組み合わせることで、切断するあらゆる糸に合わせて機械を設定できます。
CNC 旋盤ではねじ山を切ることはできません - 基本的な間違い
1. まったく切削しない (スタートライトが点灯 - 軸が動かない - センサーからスピンドル回転速度に関する応答がない、またはスピンドル回転が開始されていない可能性が高い)
2. ターンに陥らない（大きな機械的遊びの存在、エンコーダセンサーまたはその運動学の滑り）
3. 指定ピッチと異なるねじ切りをする（ねじ切りサイクル、ねじ切り時の最大送り速度、ワーク単位をmmで確認してください）
一般的なチェック
- ねじ切りプログラムを確認し、操作マニュアルに従って開始および終了します (分析用に提供されたテキスト)。
- 材料、カッター、主軸速度、送り、主軸範囲の適合性を確認します。
-(ねじピッチ、mm) * (主軸回転数 rpm) を超えないようにしてください。 最大速度軸に沿った加工送り (P1430) => スピンドル速度を下げる (問題は 8 ～ 10 mm を超えるピッチで大きなねじを切るときに発生します)
- 締め付けを確認してください 電気ケーブル(コネクタ) およびエンコーダから CNC までのケーブル自体
-スピンドルヘッド上のエンコーダの固定、エンコーダカップリング、スピンドルヘッドのエンコーダシャフト上のギアを確認してください。
・主軸センサ1回転当たりのパルス数のパラメータと設定値を確認してください。 P3720=4096パルス
*パラメータはファナック 0i シリーズ CNC 用に指定されています
