螺紋分類、規格及工程應用

2021-02-24 工程人助手
螺紋連接廣泛應用於工程領域,一些工程人員對螺紋只略有了解,但憑經驗足以應對絕大部分與之相關的工作,然而在一些特定場合,遇到少見的螺紋規格,憑經驗造成螺紋選擇錯誤、螺紋不匹配致使滑扣等失誤又時有發生。因此,將與工程應用相關的螺紋知識梳理如下:1螺紋的分類螺紋根據其母體形狀可分為圓柱螺紋和圓錐螺紋兩類,圓錐螺紋主要用於管連接,圓柱螺紋用於一般連接和傳動。按照牙型的不同螺紋分為普通螺紋、管螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋,前兩種主要用於連接,後三種主要用於傳動。螺紋的細分種類繁雜,人生苦短,作為工程應用者,只需了解幾種常見的螺紋分類即可。一方面,看圖紙標註可以知道是哪類螺紋;另一方面,現場遇到不確定的螺紋時,懂得對比相關標準去識別,避免蠻幹失誤。本文主要介紹以下幾種螺紋:

1.1 我國普通螺紋

國際上普通螺紋從大的方面可分為三類:米制普通螺紋(M)、美制統一螺紋(UN)、英制惠氏螺紋。我國普通螺紋參照ISO標準,屬於米制普通螺紋,常見的螺栓、螺母均使用普通螺紋,相對簡單,重點區分好螺距,牙型、特點和應用見下圖:

完整螺紋標記由螺紋特徵代號、尺寸代號、公差帶代號及其他有必要做進一步說明的個別信息組成。普通螺紋特徵代號「M」,單線螺紋的尺寸代號為「公稱直徑×螺距」,對於粗牙螺紋,可以省略標註螺距。對左旋螺紋,可加標「LH」代號。

1.2 我國管螺紋

管螺紋相對複雜一些,光我國現行的標準就存在米制、英制、美制管螺紋,擇最常用的介紹如下:

1.2.1 用螺紋密封的管螺紋

即PT(Pipe Thread)螺紋,牙型角55°,錐度1:16,屬英制管螺紋。包括兩種配合形式,即:圓柱內螺紋與圓錐外螺紋(「柱/錐」)和圓錐內螺紋與圓錐外螺紋(「錐/錐」)。牙型、特點和應用見下圖:

3英寸的右旋圓錐內螺紋與圓錐外螺紋所組成的螺紋副:Rc/ R2 3

1.2.2 60°密封管螺紋


即NPT(National Pipe Thread)螺紋,牙型角60°,錐度1:16,屬美制管螺紋。包括兩種配合形式,即:圓柱內螺紋與圓錐外螺紋(「柱/錐」)和圓錐內螺紋與圓錐外螺紋(「錐/錐」)。管螺紋的標記由螺紋特徵代號、螺紋尺寸代號和螺紋牙數組成。對標準螺紋,允許省略標記內的螺紋牙數項。3/4英寸、14牙的右旋圓柱內螺紋:NPSC3/4-14或NPSC 3/414英寸的左旋圓錐內螺紋或圓錐外螺紋:NPT14-LH

1.2.3 非螺紋密封的管螺紋


即G螺紋,牙型角55°,無錐度,屬英制管螺紋。牙型、特點和應用見下圖:

圓柱管螺紋的標記由螺紋特徵代號、尺寸代號和公差等級代號組成。
螺紋特徵代號:G。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。表示螺紋副時,僅需標註外螺紋的標記代號。

1.3 美制統一螺紋


美制統一螺紋牙型角60°,以外徑為公稱直徑,單位是in。牙數指長度1 in(25.4mm)裡面有多少牙。螺紋系列代號:粗牙(UNC)、細牙(UNF)、超細牙(UNEF)。公差帶代號:外螺紋有1A、2A、3A,內螺紋有1B、2B、3B。

1.4 英制惠氏螺紋


英制惠氏螺紋牙型角55°,牙數指長度1 in(25.4mm)裡面有多少牙。螺紋系列代號:粗牙(B.S.W.)、細牙(B.S.F.)、選擇組合系列(Whit.S)、選擇螺距系列(Whit)。公差帶代號:外螺紋分自由(free)、中等(mediun)和緊密(close)級公差,內螺紋分普通(normal)和中等(medium)級公差。內螺紋(nut),外螺紋(bolt)。公稱尺寸1/4in,牙數20,粗牙,緊密級,左旋的外螺紋:1/4 in-20 B.S.W., LH(close) bolt公稱尺寸1in,牙數20,選擇組合系列,自由級,右旋的內螺紋:1 in-20 Whit.S, (free) nut2
我國普通螺紋常見規格在實際工作中,經常需要查詢普通螺紋、螺距,將該表附於此,便於隨時查用。

3螺紋工程應用實用知識點在工程現場,經常會涉及到螺紋、螺栓的簡單設計,常用知識點如下:

3.1 關於螺紋底孔的加工


當工件為脆性材料時,底孔直徑=螺栓直徑-1.1×螺距;

3.2 普通螺栓連接尺寸設計

3.3 雙頭螺柱、螺釘連接尺寸設計

3.4 常見螺紋標準在線查用


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