Rc1/8，G3/4，NPT1/4的含義是什么？BSPT，NPT，Rc，G等螺紋又有什區別？

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羅羅日記

電梯直達

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發表于 2019-10-20 11:47:11 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

本帖最后由羅羅日記于 2019-10-20 11:50 編輯

昨天，我做了一個簡單的推動Z軸，目的是用來推動一個吸氣裝置。

這個裝置，在抽掉等離子清洗產生的廢氣后，上升到最高點，以避開在它下方傳送帶上較高的物料。

推動行程150毫米，因為沒啥精度要求，±1mm也可以。

所以，這個軸是用雙作用氣缸驅動，普通單滑塊線性導軌導向。（用叉子式傳感器，檢測是否已推到最高位置）

既然用了氣缸，自然，里面涉及到了一個簡單的氣路。

因為希望在最高點時，如果出現斷電斷氣，要保證吸氣裝置在那個位置保持一定時間不動，所以需要一個三位五通中封的電磁閥。（再加雙邊調速閥控制速度）

在系統里一搜，很快電磁閥就選好了。

一看，氣接口是Rc1/8，不由得想起各種氣管接頭的類型和參數。

例如，在供應商的產品目錄中，經常有NPT1/8，Rc3/4，G1/4等接口。

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供應商管接頭

那么，這些管螺紋接口NPT，Rc，G等到底是什么含義？有什么區別？

談到這些問題，不得不說到惠氏螺紋。

我們知道，普通連接螺紋的牙型角是60度。

這個惠氏螺紋，與普通螺紋不同之處在于，它是55度牙型角。

為什么做成55度呢，原來，有個有趣的事情。

惠氏螺紋的發明人，約瑟夫·惠特沃斯（Joseph Whitworth），伴隨英國工業革命浪潮，建立了自己的多個機床生產廠。

這些不同的廠，由于沒有統一的螺紋標準，各自按照自己的經驗制造螺紋，結果尺寸不盡相同，這就導致螺紋零件互換性成為問題。

比如，可能同一個零件同一個位置的螺孔，換一個螺釘后無法鎖緊。

隨著生產規模的不斷擴大，Whitworth意識到了這個嚴重的問題。

隨后，他收集了不同廠的螺紋樣品，測量尺寸形狀等數據，基于此，他提出了螺紋加工的統一標準，這就是惠氏螺紋BSW（British Standard Whitworth）的由來，也是世界上第一份螺紋標準。

惠氏螺紋BSW/BSF

在這個標準中，螺紋牙型角是55度，（BSF＝British Standard Whitworth Thread Fine惠氏細牙螺紋）。

雖然現在惠氏螺紋在螺母和螺桿中并不常見，因為它被統一制螺紋（Unified-Series）和米制螺紋（Metric-Series）所替代了。

但是英國標準直管螺紋BSPP（British Standard Pipe Parallel），和1:16的錐管螺紋BSPT（British Standard Pipe Taper），都是在這個基礎上發展起來的，并成為國際標準（ISO），一直沿用至今。

55度直管螺紋BSPP

55度錐管螺紋BSPT

更有意思的是，惠氏螺紋中，還規定牙頂和牙底做成圓弧。

為什么呢？這個其實是和惠特敏銳的市場洞察力和技術積累有關。

因為一開始，惠特建廠的目的就是賣機床，也就是“母雞”，而不是賣機床加工出來的零件。可能是因為他看好繁榮的工業革命驅動的市場。

所以，在他給英國工業標準協會提交螺紋標準的時候，就把這個圓弧植入了，可謂是非常地英明，讓人神不知鬼不覺地，把自己生產的螺紋變成了行業標準。

當然，在當時，也只有他家可以做這種圓弧牙頂和牙底，可以說是很好的技術壁壘。這都離不開他10多年的行業積累。

包括現在，要在一個行業樹立標準，沒有強有力的核心競爭力（不一定是技術方面的，可以是定位，品牌等方面），都不好使，因為容易被模仿被復制，在競爭中失利。

回過頭，從使用角度來看，圓弧牙頂和牙底有它的好處，它能降低螺紋器具對牙頂的磨損，且其抗疲勞強度比平底螺紋有所改善，因為圓弧過度，優化了應力分布。

后來，美國為了降低螺紋加工的困難，參照此標準，把牙形角改成60度，牙頂和牙低都改為平的，才有了美國標準管螺紋NPT和NPSC：National Pipe Taper Thread和National Pipe Straight Coupling Thread。

所以現在，就管螺紋而言，在世界范圍內形成了以ISO標準為一方，以美國標準為另一方的兩大管螺紋標準體系。

英美管螺紋

美國和國際標準管螺紋對比

說完了管螺紋兩大體系，那么就容易理解各種管螺紋的分類和區別了，因為R系列和G螺紋都屬于英制管螺紋。

RP：英制密封內直管螺紋

Rc：英制密封內錐管螺紋

R：英制密封外錐管螺紋，和Rc，Rp，G匹配

R1：英制密封圓錐外螺紋，與英制密封直內管螺紋匹配Rp/R1

R2：英制密封圓錐外螺紋，與英制密封圓錐內螺紋匹配Rc/R2

G：圓柱／直管螺紋

用一張圖表示英制管螺紋的關系，如下（來自絲錐札記）。

英制管螺紋分類

以上我們了解了管螺紋的基本分類，那么該如何選擇螺紋？

這里還需要弄明白管螺紋的匹配方式和密封方式。

首先是匹配方式：錐外管螺紋可以配入錐內管螺紋和直內管螺紋。

如上圖，寫成Rc/R2和Rp/R1，左邊表示內螺紋，右邊表示外螺紋。

但是，直外管螺紋不能配入錐內管螺紋。

另外，因為NPT螺紋和BSPT螺紋的螺紋牙型角，牙頂牙底，及螺距等不同，所以一般來說（除了部分1/2和 3/4螺紋，因為兩者的螺距一樣）是不兼容的，比如不能用NPT公頭去配合BSP的母頭。

BSP和NPT螺距對比

直觀地，用下面這張圖表示匹配方式。

螺紋的匹配方式

對于密封：圓柱管螺紋一般用O型密封圈或者帶密封圈的墊片，再或者用生料帶，密封膠等密封。

錐管螺紋的密封是靠錐螺紋變形，形成擠壓力來密封。但是往往也還是存在漏氣的可能。所以，對于嚴格要求的地方，還是會用生料帶或者密封膠等密封。

直觀地，密封方式，可以用下面的這張圖來表示。

管螺紋的密封方式

所以，我們在選擇接頭的時候，首先要看螺紋體系，BSP配BSP，NPT配NPT，M配M，UNF配UNF等。

然后需要注意的一點是，直管外螺紋不能配錐管內螺紋，例如G1/4配Rc1/4就是錯誤的，而只能用錐外管螺紋去配直內管螺紋，例如Rp/R1或者Rc/R2。

最后關于密封，直管螺紋一定需要密封，而錐管螺紋一般靠自身密封即可，對于密封要求高的應用場合，還應該添加密封膠或者生料帶等，不過現在供應商一般在出廠時，就自帶密封方式了。

兩大管螺紋體系，在全球的應用情況是什么樣子呢？

BSPP和BSPT這兩類螺紋，都是惠氏管螺紋，多用于歐洲及英聯邦國家，澳大利亞，新西蘭等。

在亞洲，比如中國，韓國，日本等都使用BSPT螺紋（日本標準JIS=Japanese IndustryStandard叫PT），我們使用的許多電磁閥產品，氣接口就是屬于這個體系。

而美國，加拿大等地區則使用NPT螺紋。

關于NPT螺紋，這里多說幾句。

NPT螺紋，不需要也不能用O型密封圈密封，因為是錐螺紋，只能擰進去一部分，通常靠螺紋變形即可密封。如果要保證密封，可以用生料帶（PTFE tape）或者樂泰密封。

需要指出的是，常說的NPTF＝National Pipe Taper Fuel，指的是美制干密封圓錐管螺紋，包括內螺紋和外螺紋。

它和NPT只有牙頂和牙底有細微的差別，其他都一樣。很容易犯的錯誤是，把NPTF誤以為是National Pipe Thread Female。

最后總結一下，用一張表格來表示常用的英美螺紋，另一張表格對比常用的螺紋，如下。