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API知识

公制美制英制螺纹知识

公制美制英制螺纹知识

第一章              国标螺纹的一般知识

. 螺纹的分类

1.    螺纹分内螺纹和外螺纹两种;

2.    按牙形分可分为:1)三角形螺纹  2)梯形螺纹  3)矩形螺纹  4)锯齿形螺纹;

3.    按线数分单头螺纹和多头螺纹;

4.    按旋入方向分左旋螺纹和右旋螺纹两种, 右旋不标注,左旋加LH,如M24×1.5LH

5.    按用途不同分有:米制普通螺纹、用螺纹密封的管螺纹、非螺纹密封的管螺纹、60°圆锥管螺纹、米制锥螺纹等

. 米制普通螺纹

1.    米制普通螺纹用大写M表示,牙型角2α=60°α表示牙型半角);

2.    米制普通螺纹按螺距分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹两种;

2.1.        粗牙普通螺纹标记一般不标明螺距,如M20表示粗牙螺纹;细牙螺纹标记必须标明螺距,如M30×1.5表示细牙螺纹、其中螺距为1.5

2.2.        普通螺纹用于机械零件之间的连接和紧固,一般螺纹连接多用粗牙螺纹,细牙螺纹比同一公称直径的粗牙螺纹强度略高,自锁性能较好。

3.    米制普通螺纹的标记:M20-6HM20×1.5LH -6g -40,其中M 表示米制普通螺纹,20表示螺纹的公称直径为 20mm 1.5表示螺距,LH表示左旋,6H 6g 表示螺纹精度等级,大写精度等级代号表示内螺纹,小写精度等级代号表示外螺纹,40表示旋合长度;

3.1.        常用米制普通粗牙螺纹的螺距如下表(螺纹底孔直径:碳钢φ=公称直径-P;铸铁φ=公称直径-1.05~1.1P;加工外螺纹光杆直径取φ=公称直径-0.13P)

1   常用米制普通粗牙螺纹的直径/螺距

公称直径

螺距P

铸铁底孔

碳钢底孔

外螺纹光杆直径

公称直径

螺距P

铸铁底孔

碳钢底孔

外螺纹光杆直径

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.        米制普通内螺纹的加工底孔直径可用下式作近似计算:d=D-1.0825P,其中D为公称直径,P为螺距。

. 用螺纹密封的管螺纹(GB 7306ISO7/1相同)

1.    用螺纹密封的管螺纹不加填料或密封质就能防止渗漏。用螺纹密封的管螺纹有圆柱内螺纹和圆锥外螺纹、圆锥内螺纹和圆锥外螺纹两种连接形式。压力在5×105Pa以下时,用前一种连接已足够紧密,后一种连接通常只在高温及高压下采用。

2.    用螺纹密封的管螺纹内螺纹有圆锥、圆柱两种形式。外螺纹只有圆锥一种形式。牙型如下:锥度116,牙形角55°,旧螺纹标准示例:ZG3/8

3.     标记示例:

圆锥内螺纹                  Rc 3/8

圆柱内螺纹                  Rp3/8

圆锥外螺纹                  R3/8

当螺纹为左旋螺纹时          Rc 3/8-LHLH表示左旋螺纹)

常用螺纹(标记:Rc 3/8Rp3/8R3/8)的基本尺寸:

2

尺寸代号

每寸牙数

大径

中径

小径

建议底孔

基准距离

有效长度

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规定的标记方法与ISO7/1的规定是一样的。在ISO 7/1作出统一之前,各国的标记方法如下:

3

标准号         螺纹种类

圆锥内螺纹

圆柱内螺纹

圆锥外螺纹

ISO

ISO7/1-1982

Rc1/2

Rp1/2

R1/2

英国

BS 21-1973

Rc1/2″

Rp1/2″

R1/2″

法国

NF E03-004

——

G1/2″J

G1/2″

德国

DIN 2999

——

Rp1/2-DIN299

R1/2DIN2999

日本

JIS 130203

PT1/2″

PS1/2″

PT1/2″

苏联

ГOCT 6211

KTPYБ1/2″

——

KTPYБ1/2″

GB

GB 133-74

ZG1/2″

——

ZG1/2″

. 60°圆锥管螺纹(GB/T 12716-91

1.    该螺纹等效于美国国家标准ANSI B 1.20.1NPT螺纹部分。只有圆锥内螺纹和圆锥外螺纹一种连接形式。

2.    60°圆锥管螺纹与55°圆锥管螺纹的相同点

2.1.        螺纹本身具有密封性。

2.2.        圆锥角:116

2.3.        通过控制基面距离(基准长度)来控制直径尺寸。

2.4.        允许在螺纹副内加入密封物。

3.    60°圆锥管螺纹与55°圆锥管螺纹的不同点:表4

项目

60°圆锥管螺纹

55°圆锥管螺纹

标记

NPT 3/8

Rc 3/8Rp3/8R3/8

牙型角

60°

55°

牙距不同

5

2

公差要求

用途

汽车、飞机、机床中管路连接

水、煤气等低压管路系统

4.    代号NPT即旧标准代号Z

标记:NPT 3/8NPT 3/8LH,其中LH表示左旋。

5   常用螺纹的基本尺寸

尺寸代号

每寸牙数

大径

中径

小径

建议底孔

基准距离

牙数

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

. 非螺纹密封的管螺纹(GB 7307

1.    该螺纹标准与ISO 228/1相同。

2.    牙型角:55°,锥度:116

3.    标记示例:

11/2左旋内螺纹          G11/2-LH(右旋不标)

11/ 2A 级外螺纹           G11/ 2A

11/2B级外螺纹           G11/2B

内外螺纹装配            G11/2 /G11/2A        

6  常用基本尺寸

尺寸代号

每寸牙数

大径

中径

小径

建议底孔

基准距离

有效长度

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:非螺纹密封的管螺纹主要用于压力较低的不、煤气管道,连接时就加填料或密封质(麻丝、铅丹、聚四氟乙烯胶带等),以防止渗漏。

5.    非螺纹密封的管螺纹与用螺纹密封的管螺纹相同点是:两者牙型一样均为55°,相同规格螺纹的螺距、牙高、基本直径相同。

6.    非螺纹密封的管螺纹与用螺纹密封的管螺纹不同点是:

6.1.        用螺纹密封的管螺纹内螺纹有圆柱螺纹和圆锥螺纹两种形式,外螺纹只有圆锥螺纹一种形式。

6.2.        非螺纹密封的管螺纹不论内外螺纹都只有圆柱螺纹一种形式。

6.3.        两种螺纹部分规格的公差不同。

6.4.        非螺纹密封的内圆柱管螺纹可以和用螺纹密封的外圆锥管螺纹相连接,但非螺纹密封的外圆柱管螺纹却不可以和用螺纹密封的内管螺纹形成用螺纹密封的连接。

7.    各国的不同标记方法:表7

标准号         螺纹种类

圆柱内螺纹

圆柱外螺纹

ISO

ISO228/1-1982

G1/2

G1/ 2A  B

英国

BS 2779-1973

G1/2″

G1/2″A B

法国

NF E03-005

G1/2″H

G1/2″A B

德国

DIN 259

R1/2

K1/2

日本

JIS 130202

PF1/2″A B

PF1/2″A B

苏联

ГOCT 6357

TPYБ1/2″Kл2 Kл3

TPYБ1/2″Kл2 Kл3

GB

GB 133-74

G1/2″

G1/2″

. 米制锥螺纹(GB1415

1.    标记:ZM10ZM10-SZM10/ZM10ZM10/ZM10-S

2.    ZM-米制锥螺纹的标记代号;标准基准距离时,省略基准距离代号;S-短基准距离。

3.    用途:适用于气体或液体管路系统依靠螺纹密封的连接螺纹(水、煤气管道用管螺纹除外),必要时允许在螺纹配合面间加密封填料提高其密封性。

4.    公径直径/螺距

直径

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                   美国标准管螺纹

. 标准:ANSI B 1.20.1美国标准管螺纹。

美国标准管螺纹不仅用于压力较低的水、煤气管道,也同时用于高温、高压系统。

就管螺纹而言,目前在世界范围内形成了以ISO标准为一方,以美国标准为另一方的两大管螺纹标准体系。

. 螺纹类型

1.    基本牙型:牙型角60°。锥度116。牙型为平顶平底。

2.    基本类型

NPT         一般用途的美国标准锥管螺纹

NPSC        管接头用美国标准直管螺纹

NPTR        导杆连接用美国标准锥管螺纹

NPSM        设备上的自由配合机械连接用美国标准直管螺纹

NPSL        锁紧螺母的松配合机械连接用美国标准直管螺纹另有薄壁管上采用的UNS——薄壁管用特殊统一螺纹

. 一般用途的锥管螺纹NPT

1.    标记:3/8-18NPT

2.    基本中径和基准距离:锥管螺纹的基本中径是根据管子外径、螺距和手旋合长度确定的,内外螺纹之间用手旋合的公称长度为基准距离,内螺纹的基面为螺纹大端处截面(该截面上的螺纹中径为基本中径),外螺纹基面在离小端距离为基准距离处。

3.    常用螺纹尺寸

尺寸代号

每寸牙数

大径

中径

小径

建议底孔

基准距离

牙数

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

. 管接头用直管内螺纹NPSF

1.    该螺纹与标准锥管螺纹装配时,能形成耐压密封连接,但只在压力较低的情况下才采用。

2.    标记示例:

1/8-27NPSF

3.    常用螺纹尺寸

4.    

. 导杆连接用锥管螺纹NPTR

1.    NPTR螺纹的牙型与标准锥管螺纹是一样的。导杆连接要求用内、外锥螺纹形成一个刚性的机械螺纹连接。

2.    标记示例:

1/2-14NPTR

3.    常用螺纹尺寸

4.    

. 机械连接用直管螺纹NPSMNPSL

1.    设备上自由配合的机械连接,内、外螺纹均采用NPSM螺纹;带锁紧螺母的松配合机械连接,内、外螺纹均采用NPSL螺纹。

2.    标记示例:

1/8-27NPSM

1/8-27NPSL

3.    常用螺纹尺寸

4.    

. 薄壁管用特殊统一螺纹UNS

1.    对一般用途的薄壁管,推荐采用27牙系列、1/4 1英寸的特殊统一螺纹UNS,螺纹等级为 2A 2B级。UNS螺纹牙型采用统一螺纹牙型。

2.    标记示例:

1/4-27UNS-2A

3.    常用螺纹尺寸

4.    完整螺纹的最小长度=1/3基本大径+ 0.185英寸5牙)。

5.    


第三章                   干密封式美国标准管螺纹

. 标准:ANSI B 1.20.3干密封式美国标准管螺纹

1.    干密封式管螺纹主要用于冷却器、船舶、汽车及飞机的燃油和润滑油管路接头、加油放油塞、军用毒气弹等。

2.    干密封式管螺纹的特点是控制牙顶和牙底的削平量,以保证牙顶牙底外金属和金属的接触首先发生或与侧面接触同时发生。牙顶和牙底的接触可以防止螺纹渗漏,并保证在不使用润滑剂和密封填料的情况下形成密封紧密连接。

3.    干密封式内管螺纹可以是圆柱形的,也可以是圆锥形的。而干密封式外管螺纹仅有圆锥形一种。所有干密封式管螺纹均为右螺纹。

. 干密封式螺纹(NPTF)与标准管螺纹(NPT)相同点是:两者型一样。不同点是:

1.    螺纹牙高h不一样。NPTF内、外螺纹之间没有间隙,而NPT的内、外螺纹之间可能有过盈也可能有间隙。

2.    NPT内、外螺纹均为圆锥形,而NPTF外螺纹为圆锥形,内螺纹有圆锥形和圆柱形两种。

3.    NPT有右旋和左旋两种螺纹,而NPTF只有一种右旋螺纹。

4.    ISO标准中没有与美国干密封式管螺纹对应的标准。我国的米制锥螺纹(GB/T1415-92)与美国干密封式管螺纹概念相近。

. 干密封式管螺纹的四种类型:

1.    干密封式美国标准管螺纹NPTF

2.    干密封式SAE短锥管螺纹PTF-SAE SHORT

3.    干密封式美国标准燃油用直管内螺纹NPSF

4.    干密封式美国标准普通直管内螺纹NPSI

5.    各种类型的标准干密封螺纹的推荐搭配关系

干密封外螺纹

与其相配的干密封内螺纹

NPTF(锥)外螺纹

NPTF(锥)内螺纹

PTF-SAE SHORT(锥)内螺纹

NPSF(直)内螺纹

NPSI(直)内螺纹

PTF-SAE SHORT(锥)外螺纹

NPSI(直)内螺纹

NPTF(锥)内螺纹

. 1型干密封式锥管螺纹NPTF

1.    该螺纹系列适用于完整螺纹长度内的外螺纹和内螺纹。实际上它对各种类型的管路连接都适用。这种螺纹具有较高的强度和良好和密封性,在具有薄截面的脆硬材料上采用内锥螺纹可以减少断裂现象。

2.    标记示例:

1/4NPTF

3.    该系列螺纹采用2只六步幅螺纹塞规和1只光滑塞规来检测螺纹的基本尺寸、有效深度及牙顶高,允许公差:±1扣。

. 2型干密封式SAE短锥管外螺纹PTF-SEA SHORTEXTERNAL

1.    本系列的外螺纹除了因增加间隙和节约材料而在小端处切去了一个螺牙从而使完整螺纹长度缩短以外,其余所有方面均与NPTF螺纹一致。

2.    标记示例:

1/4PTF-SAE

. 2型干密封式SAE短锥管内螺纹PTF-SEA SHORTINTERNAL

1.    本系列的内螺纹除在大端处切去了一个螺牙从而使完整螺纹长度缩短以外,其余所有方面均与NPTF螺纹一致。

2.    标记示例:

1/4PTF-SAE

. 3型干密封式燃油用直管内螺纹NPSF

1.    本系列的螺纹是圆柱直螺纹而不是锥螺纹。它们一般用于软的或韧性材料上,但也可用于厚壁部位的脆硬材料上。

2.    标记示例:

1/4NPSF

. 4型干密封式燃油用直管内螺纹NPSI

1.    本系列的螺纹是圆柱直螺纹而不是锥螺纹。它们一般用于厚壁零件以及安装到外螺纹上几乎没有什么膨胀的部位的硬性或脆性材料上。

2.    标记示例:

1/4NPSI


第四章                   美国统一螺纹标准(UN系列螺纹)

. 标准:ANSI B1.1美国统一螺纹标准

1.    统一螺纹(UN): 19481118美国、英国和加拿大三国标准机构代表在华盛顿签订了协议,使三国的英制普通螺纹一致,这便是所谓的统一螺纹。

2.    统一螺纹的美国标准是ANSI B1.1,英国标准是BS 1580

. 统一螺纹牙型

1.    牙型角:60°

2.    牙顶宽度:0.25P;牙底宽度:0.125P;牙底形状呈圆弧形。

. 统一螺纹直径/螺距系列

1.    统一螺纹直径/螺距组合按螺距分级有3个系列,即粗牙UNC、细牙UNF和特细牙UNEF系列;不变螺距有8个系列,即4UN6UN8UN12UN16UN20UN28UN32UN系列。

. 统一螺纹的选择及应用

1.    UNC粗牙螺纹系列           该系列通常在批量生产的螺栓、螺钉、螺母和其它一般工程上采用。低搞拉强度的材料,如铸件、低碳钢和其它软材料上加工的内螺纹应采用粗牙螺纹,以使内螺纹获得最佳的脱扣强度。UNC螺纹适用于要求快速拆或有可能产生腐蚀和轻微损伤的部位。

2.    UNF细牙螺纹系列           该系列适用于不宜采用粗牙螺纹的螺栓、螺钉、螺母和其它应用场合。UNF外螺纹具有比粗牙螺纹大的抗拉应力面积。当要求外螺纹和相配内螺纹的脱扣强度等于或高于外螺纹零件的抗拉承载能力时,宜采用细牙螺纹。细牙螺纹还适用于短旋合长度、小螺纹升角或壁厚要求细牙螺距的场合。若外螺纹的最大强度没有要求,则细牙螺纹也可用于低强度材料上加工的内螺纹,但必须选择合适的旋合长度,以满足上述脱扣强度要求。

尺寸小于和等于 1英寸的细牙螺纹适用于螺栓、螺钉、螺母和其它螺纹紧固件。尺寸大于 1英寸,细牙螺纹不适用,除非内外螺纹的材料相同。

3.    UNEF超细牙螺纹系列        该系列适用于薄壁管、薄螺母、短套筒或短接头等要求短旋合长度和更小螺距的场合。一般来说,它也适用于上面对细牙螺纹规定的几种情况。

4.    UN不变螺距系列            每英寸4681216202832牙的各种不变螺距系列为UNCUNFUNEF系列无法满足的特殊设计要求提供了范围很广的直径/螺距组合。不变螺距系列用于多次装拆的零件或利于重新翻修螺纹的零件。从不变螺距系列中选择螺纹时,应尽可能优先选择表列的81216牙系列。

5.    高温高强度使用场合        对这些使用场合,尺寸为0.25~ 1英寸的螺纹建议采用粗牙螺纹系列,而尺寸大于 1英寸的,最好采用8牙系列。

. 统一螺纹的螺纹等级、标记方法及极限尺寸

1.    等级:统一螺纹规定了六个不同的等级,即 1A 2A 3A (外螺纹)和1B2B3B级(内螺纹)。其中尾标AB分别指外螺纹和内螺纹。

2.    1A1B级螺纹是针对武器装备和某些特殊使用要求规定的,即要求简便迅速装配或螺纹有轻微损伤和污迹也能装配的场合可以采用这种螺纹。

3.    2A2B级螺纹是一般用途的螺栓、螺钉、螺母和类似的螺纹紧固件上最常用的标准螺纹。

4.    3A3B级螺纹用于螺纹配合的松紧度和导程、半角的精度要求较高的场合。 3A 3B级螺纹只有用高精度的设备、有效的测量和检测手段才能获得。

5.    标记示例:

1-12 UNF-A1英寸12牙,A表示外螺纹,B表示内螺纹)。