管螺纹及其相关标准
(王开远 丹东五一八内燃机配件有限公司 118009)
在汽车上,某些零件采用管螺纹连接和密封。
比如,一些管路件等。有的曲轴,其斜油孔也采用
管螺纹密封。由于管螺纹应用的局限性,使人们对
其了解不象普通螺纹那样多。而且,近年来随着标
准的不断修订,管螺纹标准已发生较大变化。因此,
对管螺纹的类别、执行标准及图样标注等内容做一
简要介绍,以使有关人员对管螺纹及其国产化情况
等有一个较系统的了解。为进行管螺纹新旧标准转
换、生产出符合标准要求的产品提供思路。
1 管螺纹的分类
按单位制划分,管螺纹分为英寸制管螺纹和米制
管螺纹两大类。其中,英寸制管螺纹按牙型又可分
为 55°管螺纹和 60°管螺纹两种。55°管螺纹也
称惠氏管螺纹,是使用最早的管螺纹,由英国人发
明,在欧洲及英联邦国家占主导地位。60°管螺纹
也称为布氏管螺纹,由美国人发明,在北美洲及美
国领先的行业占主导地位。这两种管螺纹仍是目前
影响较大、应用最广的管螺纹。
米制管螺纹是德国、俄罗斯和我国利用米制普
通螺纹的牙型,制定了各自的米制锥螺纹国家标准。
但这种米制密封管螺纹目前没有被世界上的多数国
家接受。因此,应用受到限制。只能用在不与外界
直接发生关系的局部连接上。目前还不能随意采用。
管螺纹按密封性又可分为密封管螺纹和非密封
管螺纹。密封管螺纹靠螺纹自身密封。一般密封管
螺纹也可填加密封介质,以进一步提高螺纹密封性。
但干密封管螺纹完全凭自身的密封性实现密封。密
封管螺纹的螺纹副有“锥/锥”配合和“柱/锥”配
合两种。非密封管螺纹不具备密封功能,只用于管
路连接。其螺纹副只有“柱/柱”配合一种。比如,
我国引进机型卡特曲轴斜油孔采用“锥/锥”配合的
60°密封管螺纹。螺纹分类见
表
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1。
表 1 管螺纹分类
按单位制分 按牙型分 按密封性分
55°密封管螺纹 55°
管螺纹 55°非密封管螺纹
60°密封管螺纹 英寸制 60°
管螺纹 60°非密封管螺纹
米制 60°密封管螺纹 米制 米制 60°管螺纹 米制 60°非密封管螺纹
2 管螺纹相关标准
1987 年以前,由于单位制的原因,我国一直没
有关于英寸制管螺纹的国家标准和行业标准。为了
适应管螺纹国产化的需要,1987 年我国等效采用
ISO 国际标准首次发布了 55°管螺纹国家标准。
1991 年等效采用美国国家标准首次发布了 60°密
封管螺纹国家标准。而米制管螺纹国家标准早在
1978年就有了,当时根据原苏联国家标准首次制定
了米制 60°锥螺纹国家标准。这些标准的发布实施
改变了我国有管螺纹应用、但无管螺纹国家标准的
现状,极大的推进了管螺纹国产化的进程,满足了
管螺纹的生产。为了适应管螺纹加工需要,1989年
我国发布了 55°管螺纹丝锥和板牙的行业标准(当
时称为“专业标准”)。1996 年发布了 60°密封管
螺纹丝锥和板牙的机械行业标准。其中,1989版的
55°管螺纹丝锥和板牙标准于 1999年进行了修订。
而 1996版的 60°密封管螺纹丝锥和板牙标准至今
没有修订,仍为现行版本。
目前,55°管螺纹已有相应国际标准,而 60°
管螺纹还没有制定相应的国际标准,只有美国机械
工程师协会的英寸制标准。我国的英寸制管螺纹标
准就是根据这些标准制定的。在技术内容上与这些
标准完全等效。现在我国的 55°管螺纹和 60°密
封管螺纹国家标准、米制锥螺纹国家标准都已进行
修订。但到目前为止我国 60°非密封管螺纹国家标
准和行业标准仍为空白。同时,随着管螺纹国家标
准的发布实施,管螺纹已实现了国产化。比如国产
的、价格低廉的NPT、NPTF、Rc、Rp等丝锥在市
场上已大量销售。管螺纹和管螺纹加工刀具标准现
行版本情况见表 2。
表 2 管螺纹和管螺纹加工刀具标准现行版本
序号 标准编号 标准名称 采标情况
1 GB/T7306.1-2000 55°密封管螺纹 第 1部分:圆柱内螺纹与圆锥外螺纹 EQV ISO7-1
2 GB/T7306.2-2000 55°密封管螺纹 第 2部分:圆锥内螺纹与圆锥外螺纹 EQV ISO7-2
3 GB/T7307-2001 55°非密封管螺纹 EQV ISO228-1
4 GB/T12716-2002 60°密封管螺纹 EQV ASME B1.21.1:1983(1992)
5 GB/T1415-1992 米制锥螺纹 IDT гост25229:1982
6 JB/T9994-1999 55°圆柱管螺纹丝锥
7 JB/T9995-1999 55°圆柱管螺纹丝锥 螺纹公差
8 JB/T9996-1999 55°圆锥管螺纹丝锥
9 JB/T9997-1999 55°圆柱管螺纹圆板牙
10 JB/T9998-1999 55°圆锥管螺纹圆板牙
11 JB/T8364.1-1996 60°圆锥管螺纹圆板牙
12 JB/T8364.2-1996 60°圆锥管螺纹丝锥
13 JB/T8364.3-1996 60°圆锥管螺纹丝锥 技术规范
3 管螺纹的标记
根据现行的国家标准规定,英寸制 55°和 60°
密封管螺纹,其标记由螺纹特征代号、尺寸代号和
旋向等三部分组成。55°非密封管螺纹外螺纹的标
记在上述内容基础上增加了公差等级代号标记。因
为55°非密封管螺纹外螺纹中径公差有A、B之分。
A级的精度比B级高。内螺纹由于无公差等级之分,
所以,也就无公差等级标记。米制 60°锥螺纹在螺
纹特征代号和尺寸代号之后还要增加基准距离代号
标记。因为米制 60°锥螺纹基准距离分为标准基准
距离和短基准距离两种。选择标准基准距离时省略
标记基准距离,而选择短基准距离时应标记基准距
离代号“S”。基准距离代号与尺寸代号之间用短横
画“-”分隔。对于旋向代号,右旋不标记,左旋标
记代号“LH”。
管螺纹的螺纹特征代号见表 3。尺寸代号按相
应管螺纹标准标记。
表 3 管螺纹的螺纹特征代号
螺纹特征代号 机械制图旧标准符号 管螺纹类别 内螺纹 外螺纹 内螺纹 外螺纹
55°密封管螺纹 圆柱:Rp;圆锥:Rc 柱/锥:R1;锥/锥:R2 ZG ZG
55°非密封管螺纹 G G G G
60°一般密封管螺纹 圆锥:NPT;圆柱:NPSC 圆锥:NPT 圆锥:Z 圆锥:Z
米制 60°锥螺纹 ZM ZM
4 55°管螺纹新旧标准的差异
1)55°密封管螺纹
55°密封管螺纹原来执行GB/T7306—1987《用
螺纹密封的管螺纹》。该标准于 2000年进行了修订。
为了和相应国际标准对应,本次修订,将该项标准
分成两个部分分别发布。第一部分 GB/T7306.1 规
定了圆柱内螺纹与圆锥外螺纹配合的密封管螺纹的
牙型、尺寸、公差和标记等。第二部分GB/T7306.2
规定了圆锥内螺纹和圆锥外螺纹配合的密封管螺纹
的牙型、尺寸、公差和标记等。
规定圆柱内螺纹与圆锥外螺纹配合的 55°密
封管螺纹的标准GB/T7306.1—2000与原GB/T 7306
—1987《用螺纹密封的管螺纹》相比变化不大。主
要增加了两个术语和定义、增加了表中“圆柱内螺
纹直径的极限偏差”一项、修改了标记方法、删除
了原表 1中“圆弧半径”一项等。
关于新增加的两个术语,一个是“参照平面”,
一个是“容纳长度”。按标准给出的定义,参照平面
是指量规检验螺纹时,读取检验数值(基准平面的
位置偏差)所参照的可见平面。它是内螺纹的大端
面或外螺纹的小端面。所谓容纳长度是指从内螺纹
大端面到防碍外螺纹旋入的第一个障碍物间的轴向
距离。这两个术语和定义的增加对理解本标准是必
要的。关于新增加的圆柱内螺纹直径的极限偏差见
表 4。
表 4 新增加的圆柱内螺纹直径的极限偏差
圆柱内螺纹直径的极限偏差 ± 尺寸代号
径向 mm T2/2
1/16
1/8
1/4
3/8
1/2
3/4
1
11/4
11/2
2
21/2
3
4
5
6
0.071
0.071
0.104
0.104
0.142
0.142
0.180
0.180
0.180
0.180
0.216
0.216
0.216
0.216
0.216
11/4
11/4
11/4
11/4
11/4
11/4
11/4
11/4
11/4
11/4
11/2
11/2
11/2
11/2
11/2
关于 55°密封管螺纹的标记,圆柱内螺纹的特
征代号没变,仍用符号“RP”表示。但与之相配合
的圆锥外螺纹的特征代号由原来的“R”改为符号
“R1”。即在原来的 R上加了下脚标“1”。
规定圆锥内螺纹与圆锥外螺纹配合的 55°密
封 管 螺 纹 的 标 准 GB/T7306.2-2000 与 原
GB/T7306-1987《用螺纹密封的管螺纹》相比变化
也不大。除了增加了“参照平面”和“容纳长度”
两个术语和定义、删除了原表 1中“圆弧半径”一
项之外,主要增加了圆锥内螺纹与圆锥外螺纹配合
的 55°密封管螺纹圆锥内螺纹直径的极限偏差 ±
T2/2、修改了圆锥外螺纹的标记代号。圆锥内螺纹
与圆锥外螺纹配合的 55°密封管螺纹其圆锥外螺
纹的特征代号由原来的“R”改为符号“R2”。即在
原来的基础上增加了下脚标“2”。
2)55°非密封管螺纹
GB/T7307—2001《55°非密封管螺纹》规定了
内外螺纹均为圆柱螺纹的 55°非密封管螺纹的牙
型、尺寸、公差与标记。该标准代替 1987 版的
GB/T7307—1987《55°非密封管螺纹》。新、旧标
准主要差异有两点。一是删除了旧标准中的附录A。
该附录给出了用于低压管路的非螺纹密封的圆柱内
螺纹的尺寸和公差。二是对表 1进行了重新编排,
但其中的数据未变。
5 60°密封管螺纹新旧标准的差异
现行的GB/T12716—2002《60°密封管螺纹》
是对 1991年版本的修订。该标准等效采用美国机械
工程师协会标准ASME B1.20.1:1983(1992)中密
封管螺纹(NPT 和 NPSC)的技术内容。与 1991
年版标准相比,主要变化包括增加了圆柱内螺纹
(NPSC)部分、增加了圆锥螺纹的大尺寸规格以
及按美国标准,调整了圆锥螺纹单项要素的极限偏
差值等。
1)圆柱内螺纹的螺纹特征代号为NPSC。增加
的这部分内容包括基本尺寸、基准平面的位置、综
合位置公差、大径和小径公差、有效螺纹的长度等
规定。
2)增加的大尺寸规格圆锥螺纹的尺寸代号为
14O.D、16O.D、18O.D、20O.D和 24O.D共五个规
格。其中,符号“O.D”是英文管子外径的缩写。
3)调整后的圆锥螺纹的单项要素的极限偏差值
见表 4。数据与美国标准一致。
表 5 圆锥螺纹的单项要素的极限偏差值
25.4mm轴向长度内所包含的牙数 n 中径线锥度(1/16)的极限偏差 有效螺纹的导程累积偏差/mm 牙侧角偏差(°)
27 ±1.25
18,14 ±1
11.5,8
+1/96
-1/192
±0.076
±0.75
注:对有效螺纹长度大于 25.4mm的螺纹,其导程累积误差的最大测量跨度为 25.1mm。
(收稿日期:2006-06-15)