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软管和接头订单中的错误,有一半源于螺纹看错了。各种螺纹体系外观相似,有些甚至能互相旋入两三圈,结果接头在压力下渗漏,或者把昂贵阀块上的螺纹拧坏。下面是柜台、车间和现场都在用的检查顺序——在现场,手头往往只有口袋里的那几样东西。
要回答的四个问题
识别螺纹不是一次测量,而是四个答案。漏掉任何一个,剩下的都是两三个看起来几乎一样的候选。
- 外螺纹还是内螺纹。外螺纹始终量外径,内螺纹始终量内径。这是两个不同的数值,不能混淆。
- 平行还是锥形。这决定了接头在哪里密封:是在螺纹本身,还是在另外的密封面上。
- 直径和螺距。螺距要么以毫米给出,要么以每英寸牙数给出,仅凭这一点就能判断零件属于哪个体系。
- 靠什么密封。24°、37°、30° 或 60° 锥面,带 O 形圈的平面,沟槽中的 O 形圈,或者螺纹本身。这是最后一项、也是决定性的检查。
平行还是锥形
锥螺纹的直径从端部向根部逐渐增大;平行螺纹的直径则全长一致。有三种判别方法,前两种不需要任何工具。
- 把一条直边贴在螺纹上——直尺、刀刃、手机边缘都行。平行螺纹的每个牙顶同时接触直边;锥螺纹则在端部几个牙顶处留有缝隙。
- 用手旋入配对螺母。平行螺纹可以一路顺畅旋到底;锥螺纹旋两三圈后就会卡紧。
- 分别在端部和根部测量直径。短螺柱上相差半毫米或以上即为锥螺纹:NPT 和 BSPT 的锥度为 1:16,也就是每厘米长度约 0.625 mm。
锥螺纹靠自身牙侧密封,因此安装时要加密封胶或生料带。平行螺纹自身永远不密封:它需要锥面、O 形圈或者台肩下的组合垫圈。如果您的螺纹下面有垫圈,那它就是平行螺纹。
直径和螺距
接下来是两个数值:外径和螺距。在车间里这意味着一把游标卡尺和一把螺距规,两分钟的活。
没有工具时,用一条纸带测直径。把纸带绕螺纹一圈,在重合处做标记,展开后量出长度。周长除以 3.14 就是直径。这种方法精确到零点几毫米,已经足够:任何体系中相邻规格之间至少相差两毫米。
螺距按牙顶数。公制螺纹以毫米标注:把直尺贴在螺纹上,数出牙顶之间的十个间隔,长度除以十。英制螺纹以每英寸牙数标注:数出 25.4 mm 长度内的牙顶数。唯一要注意的是第一个牙顶——数的是间隔,不是牙尖。
有一个有用的特征根本不需要测量:英制 BSP 螺纹为 55° 牙型,牙顶和牙底呈圆弧;而公制、NPT 以及英制 UN/UNF 螺纹为 60° 牙型,牙顶为平顶。在放大镜下,这个差别不会看错。
检查内螺纹
在接头里,螺母不是独立的零件,而是一段内螺纹,测量方法也不同。卡尺内量爪测得的是牙顶之间的直径,它比标称尺寸小大约一个螺距再多一点。对于螺距 1.5 mm 的公制螺纹,差值约为 1.6 mm:量出 12.4,手里拿的就是 M14×1.5。
压印法更快也更可靠。把柔软的东西压进螺纹——焊锡、铅、折叠的厨房铝箔,橡皮泥也可以。压印同时显示螺距和牙型形状,您可以在工作台上从容地测量。
如果手头有已知螺纹的外螺纹接头,就更简单了。用手旋入。如果能一路旋到底且贴合无晃动,螺纹就相同。如果旋两圈就卡住,那就不同,而且绝不能硬拧:内螺纹一旦拧坏,只能整体更换。
然后看孔内,因为密封面会暴露螺纹体系。孔底深处一段短倒角是配卡套的 24° 锥面。长而浅的锥面是 37° JIC。配 BSP 螺纹的较陡锥面是 60°。带 O 形圈沟槽的平面是 ORFS。如果既没有锥面也没有沟槽,而螺纹本身是锥形的,那么密封在牙侧:NPT 或 BSPT。
最后一项检查:转动您自己接头上的螺母。活动螺母可以自由旋转,不会带动管子——它只起夹紧作用。如果螺纹和管子一起转动,那就不是活动螺母,而是本体上带螺母的普通外螺纹零件。
现场:口袋里现成的量具
没有直尺时,任何有标准尺寸的东西都可以代替。下表中的尺寸由标准规定,不随发行年份变化。
最实用的是银行卡。它的长边正好是 85.6 mm,厚度 0.76 mm。贴在零件上可以量直径,用卡角可以判断螺纹是平行还是锥形。硬币可以当通止规用:如果外螺纹明显小于 2 欧元硬币,那就在 M14 到 M22 范围内,或者 G1/8 到 G1/2,只剩下螺距需要确定。
第二种现场方法是比对。机器上几乎总有一个同类型的第二个油口,或者一个可以用手旋入的配对件。如果未知螺柱能顺畅旋入已知螺母到底并贴合无晃动,体系就一致。如果发紧或者旋两圈就卡住,那就不一致,绝不能用扳手硬拧:那会同时毁掉螺柱和油口。
| 物品 | 尺寸,mm | 依据 |
|---|---|---|
| 银行卡 | 85.60 × 53.98 | ISO/IEC 7810 ID-1 |
| A4 纸 | 210 × 297 | ISO 216 |
| 2 欧元硬币 | 25.75 | 欧洲中央银行 |
| 1 欧元硬币 | 23.25 | 欧洲中央银行 |
| 5 卢布硬币 | 25.0 | 俄罗斯银行 |
| 10 卢布硬币 | 22.0 | 俄罗斯银行 |
| 美国二角五分硬币 | 24.26 | 美国铸币局 |
| 美国五美分硬币 | 21.21 | 美国铸币局 |
| 20 欧元纸币 | 133 × 72 | 欧洲中央银行 |
| 美国一美元纸币 | 156 × 66.3 | 美国铸币局 |
究竟靠什么密封
这项检查最终区分了共用同一种螺纹的各个体系,而这样的体系比您想象的要多。
- 螺母内部 24° 锥面,配公制螺纹——DIN 2353、ISO 8434-1,轻系列 L 或重系列 S。靠锥面和卡套密封。
- 37° 锥面,配英制 UN/UNF 螺纹——JIC,SAE J514。金属对金属密封;在这里密封胶不仅多余,而且有害。
- 带 O 形圈沟槽的平面,英制螺纹——ORFS,SAE J1453。常见连接中抗振性最好的一种。
- 直英制外螺纹根部的 O 形圈——SAE O 形圈螺柱。螺纹与 JIC 相同,但在油口内密封,而不是在锥面上。
- 60° 锥面,配 BSP 螺纹——熟悉的欧洲 BSPP 密封面。30° 锥面配 BSP 螺纹是日本 JIS B 8363;30° 锥面配公制螺纹是小松。
- 锥螺纹,既无锥面也无 O 形圈——NPT 或 BSPT,靠牙侧密封。
常见的混淆
- G1/4 和 NPT 1/4。外径分别为 13.16 和 13.72 mm,每英寸 19 牙对 18 牙。它们能互相旋入,撑一两个小时后开始渗漏。检查锥度和圆弧牙顶。
- JIC 37° 和 SAE 45°。在 -4、-5、-8 和 -10 规格中螺纹完全相同,只有锥角不同。锥角是唯一可靠的特征。
- JIC 37° 和 ORB。螺纹完全一致。看端部:ORB 在根部有 O 形圈沟槽,JIC 在端部有锥面。
- BSPP 和 BSPT,G 和 R。零件上的标记常常已经磨掉,螺纹看起来一样。靠锥度区分。
- JIS 30° 和小松 30°。锥面相同;前者是英制 BSP 螺纹,后者是公制螺纹。比较螺距。
- DIN 轻系列和重系列。例如 M18×1.5 在 L 和 S 系列中都有,但对应不同的管外径。螺纹能对上,管子却对不上。
核对用表
直径为外螺纹的标称值。实际测量通常小 0.1 到 0.3 mm,这是公差和镀层造成的——属于正常现象,不是另一个规格。
| 标记 | 外螺纹外径,mm | 螺距,mm |
|---|---|---|
| M12×1.5 | 12.0 | 1.5 |
| M14×1.5 | 14.0 | 1.5 |
| M16×1.5 | 16.0 | 1.5 |
| M18×1.5 | 18.0 | 1.5 |
| M20×1.5 | 20.0 | 1.5 |
| M22×1.5 | 22.0 | 1.5 |
| M24×1.5 | 24.0 | 1.5 |
| M26×1.5 | 26.0 | 1.5 |
| M30×2 | 30.0 | 2.0 |
| M36×2 | 36.0 | 2.0 |
| M42×2 | 42.0 | 2.0 |
| M45×2 | 45.0 | 2.0 |
| 标记 | 外螺纹外径,mm | 每英寸牙数 |
|---|---|---|
| G1/8 | 9.73 | 28 |
| G1/4 | 13.16 | 19 |
| G3/8 | 16.66 | 19 |
| G1/2 | 20.96 | 14 |
| G3/4 | 26.44 | 14 |
| G1 | 33.25 | 11 |
| G1 1/4 | 41.91 | 11 |
| G1 1/2 | 47.80 | 11 |
| G2 | 59.61 | 11 |
| 标记 | 外螺纹外径,mm | 每英寸牙数 |
|---|---|---|
| 1/8-27 | 10.29 | 27 |
| 1/4-18 | 13.72 | 18 |
| 3/8-18 | 17.14 | 18 |
| 1/2-14 | 21.34 | 14 |
| 3/4-14 | 26.67 | 14 |
| 1-11 1/2 | 33.40 | 11.5 |
| 标记 | 外螺纹外径,mm | 每英寸牙数 |
|---|---|---|
| 7/16-20 | 11.11 | 20 |
| 1/2-20 | 12.70 | 20 |
| 9/16-18 | 14.29 | 18 |
| 3/4-16 | 19.05 | 16 |
| 7/8-14 | 22.23 | 14 |
| 1 1/16-12 | 26.99 | 12 |
| 1 3/16-12 | 30.16 | 12 |
| 1 5/16-12 | 33.34 | 12 |
| 1 5/8-12 | 41.28 | 12 |
| 1 7/8-12 | 47.63 | 12 |
| 标记 | 外螺纹外径,mm | 每英寸牙数 |
|---|---|---|
| 9/16-18 | 14.29 | 18 |
| 11/16-16 | 17.46 | 16 |
| 13/16-16 | 20.64 | 16 |
| 1-14 | 25.40 | 14 |
| 1 3/16-12 | 30.16 | 12 |
| 1 7/16-12 | 36.51 | 12 |
| 1 11/16-12 | 42.86 | 12 |
| 2-12 | 50.80 | 12 |
可打印的直尺
如果您在手机上阅读本页,就不需要打印:同样的刻度,加上螺距梳和测直径的楔形尺,都在屏幕螺纹规上,它会按银行卡自动适配您的显示屏。
以 100% 比例打印本页或另存为 PDF——不要选“适合页面”。先检查控制线:如果它正好是 100 mm,那么其余刻度也是准确的。
拿不准的时候
把照片和您量到的数据发给我们,我们来判定体系并在目录中找到零件号。三张照片就够了:螺纹侧视,端面正视,以及零件与直尺或硬币的合影。如果六角或螺母上有任何标记,也请拍下来——往往一眼就能定论。