Kompleksowe wyjaśnienie standardów gwintów imperialnych

Jako powszechnie stosowany system standardowy w przemyśle maszynowym, gwinty calowe dzieli się według kształtu na gwinty cylindryczne i stożkowe oraz według kąta gwintu na gwinty Whitwortha o kącie 55 stopni i gwinty Unified National o kącie 60 stopni. Oznaczenia rozmiaru gwintu imperialnego, takie jak 1/8, 1/4 i 1/2, są mierzone w calach. Zgodnie z konwencjami branżowymi 1 cal równa się 8 brytyjskim podziałom ułamkowym; na przykład 1/4 cala nazywa się 2 podziałkami, a 1/2 cala nazywa się 4 działkami.

NPT, PT, G i RC to powszechne standardy gwintów rur przemysłowych, należące odpowiednio do systemów norm amerykańskich i brytyjskich, z wyraźnymi różnicami w funkcjach, profilach gwintów i zasadach uszczelniania.

1. Szczegółowa klasyfikacja powszechnych norm dotyczących gwintów rurowych

Gwint 1.1 NPT

NPT (National Pipe Thread) to zwężający się pod kątem 60 stopni gwint rurowy uszczelniający zgodny z amerykańskimi normami, szeroko stosowany w uszczelnianiu rurociągów hydraulicznych, pneumatycznych i paliwowych w Ameryce Północnej. Jest zgodny z normą krajową GB/T 12716-1991. Charakteryzuje się właściwościami samouszczelniającymi dzięki wytłaczaniu stożkowego gwintu bez dodatkowych uszczelek, co zapewnia doskonałą niezawodność uszczelnienia.

Gwint 1.2 PT

Gwint PT to gwint rury uszczelniającej zwężający się pod kątem 55 stopni, należący do brytyjskiej rodziny gwintów Whitwortha, ze standardowym stożkiem 1:16. Jest powszechnie stosowany w systemach rurociągów wodociągowych, gazowych i ciśnieniowych w Europie i krajach Wspólnoty Narodów, zgodnie z normą krajową GB/T 7306-2000. Uszczelnienie uzyskuje się poprzez ściskanie i wytłaczanie podczas łączenia gwintu.

Gwint 1,3 G

Gwint G to nieuszczelniający, cylindryczny gwint rurowy o kącie 55 stopni, również należący do systemu gwintów Whitwortha. Bez stożka nie może osiągnąć samouszczelnienia i podczas montażu wymaga pomocniczych materiałów uszczelniających, takich jak uszczelki i taśma PTFE. Jest zgodny z normą krajową GB/T 7307-2001. Oznaczenia rozmiaru gwintów G reprezentują nominalną średnicę rury w calach.

1.4 Objaśnienie gwintów RC i ZG

RC odnosi się do brytyjskiego, stożkowego wewnętrznego gwintu rury uszczelniającej o kącie 55 stopni. ZG to przestarzałe krajowe oznaczenie stożkowych gwintów rurowych, które zostało oficjalnie zastąpione ujednoliconą serią norm R i RC i nie ma już zastosowania. Stożkowe struktury gwintów zastosowane w złączach rur wodociągowych i hydraulicznych zapewniają blokowanie i uszczelnienie dzięki stożkowemu dopasowaniu powierzchni.

2. Porównanie rozmiarów i nazwy zwyczajowe standardowych gwintów rurowych imperialnych

Standard konwersji gwintów imperialnych: 1 cal=25.4 mm, 1 cal=8 brytyjskie jednostki ułamkowe

Gwint 3/4 cala: powszechnie znany jako 6 działek, odpowiadający nominalnej średnicy rury około 20 mm

Gwint 1/2 cala: powszechnie znany jako 4-częściowy, odpowiadający nominalnej średnicy rury wynoszącej około 15 mm

Gwint 1-calowy: powszechnie znany jako 1-calowy, odpowiadający nominalnej średnicy rury wynoszącej około 25 mm

Gwint 1-1/2 cala: powszechnie znany jako 1,5 cala, odpowiadający nominalnej średnicy rury wynoszącej około 32 mm

DN oznacza średnicę nominalną, ujednolicony znak specyfikacji dopasowywania rurociągów.

3. Różnice funkcjonalne pomiędzy gwintami rurowymi cylindrycznymi i stożkowymi

Gwinty rurowe stożkowe (NPT, PT, RC) przyjmują standardowy stożek 1:16. Gwint napina się stopniowo podczas łączenia i zapewnia niezawodne uszczelnienie poprzez wytłaczanie i odkształcanie gwintu, dzięki czemu nadają się do zastosowań związanych z uszczelnianiem pod wysokim ciśnieniem, takich jak obwody hydrauliczne, wysokociśnieniowe rurociągi naftowe i hermetyczne systemy rurociągów.

Cylindryczne gwinty rurowe (gwinty G) to gwinty proste ze stałym luzem montażowym i nie posiadające właściwości samouszczelniających. Stosowane są głównie do niskociśnieniowych połączeń rurociągów wodnych i powietrznych, koncentrując się na pozycjonowaniu i mocowaniu, a dodatkowe materiały uszczelniające są wymagane, aby zapobiec wyciekom. Podstawowa różnica między tymi dwoma typami polega na strukturze stożka i mechanizmie uszczelniającym.

4. Podstawowa definicja i klasyfikacja wątków

Gwint to ciągły, regularny profil zęba obrabiany wzdłuż spiralnej krzywizny na powierzchni cylindrycznej lub stożkowej podstawy. Podniesiona, pełna część gwintu jest definiowana jako grzbiet gwintu, a rowek pomiędzy sąsiednimi grzbietami jest podstawą gwintu. Podczas obróbki mechanicznej, gdy przedmiot obrabiany obraca się o jeden pełny obrót, narzędzie porusza się osiowo ze stałym skokiem, tworząc kompletną strukturę gwintu.

Gwinty wykonane na powierzchni zewnętrznej są gwintami zewnętrznymi, natomiast gwinty wykonane na powierzchniach otworów wewnętrznych są gwintami wewnętrznymi. Dopasowanie gwintów wewnętrznych i zewnętrznych umożliwia mechaniczne mocowanie i połączenie.

Według profili zębów przekroju poprzecznego gwinty dzielą się na gwinty trójkątne, gwinty trapezowe, gwinty piłokształtne, gwinty kwadratowe i gwinty łukowe. Wszystkie zwykłe gwinty imperialne i amerykańskie należą do gwintów trójkątnych, które są najczęściej stosowanym typem gwintu w montażu mechanicznym.