Μοντελοποίηση σπειρωμάτων NPT στο SolidWorks
Τα NPT (National Pipe Thread) είναι τεχνικά πρότυπα των Ηνωμένων Πολιτειών για εσωτερικά και εξωτερικά σπειρώματα (κωνικά και ευθύγραμμα) σε σωλήνες και σε εξαρτήματα σωλήνων. Η διαμόρφωση αυτή αποσκοπεί κυρίως στην ακαμψία και στην στεγανοποίηση υπό πίεση κατά τη σύνδεση μεταξύ των εξαρτημάτων. Σε αυτό το άρθρο θα δείξουμε πώς μπορούμε να μοντελοποιήσουμε έναν σωλήνα με κωνικό σπείρωμα στο SOLIDWORKS βάσει των προτύπων NPT.
Στο συγκεκριμένο παράδειγμα θα σχεδιάσουμε έναν τυπικό σωλήνα, με ονομαστικό μέγεθος (Nominal Pipe Size) 11/2 και 111/2 σπείρες ανά ίντσα
(Threads per inch).
Το NPT ορίζεται από το πρότυπο ANSI/ASME B1.20.1 το οποίο καλύπτει σπειρώματα των 60 μοιρών με επίπεδες κορυφές και ρίζες και ονομαστικό μέγεθος σωλήνα από ¹⁄16 ίντσες έως 24 ίντσες. Ο ρυθμός κωνικότητας (taper rate) για όλα τα σπειρώματα NPT είναι ¹⁄16 (διάμετρος σπειρώματος / απόσταση). Η κωνικότητα διαιρούμενη με μια κεντρική γραμμή αποδίδει μία γωνία 1,7899° όπως μετράται από τον κεντρικό άξονα.
Προσοχή!
Στα Units έχουμε επιλέξει IPS διότι χρησιμοποιούμε ίντσες.
1.
Αρχικά δημιουργούμε ένα βοηθητικό sketch στο Right Plane με construction lines. Σε αυτό το sketch αναπαριστούμε τον σωλήνα σε πλάγια όψη ορίζοντας τις απαραίτητες διαστάσεις βάσει του πίνακα με τα πρότυπα που δίνεται παρακάτω. Η εσωτερική διάμετρος του σωλήνα (1,61 inch) και το συνολικό μήκος (2,00 inch) δεν περιλαμβάνονται στον πίνακα.
2.
Xρησιμοποιώντας ως σημεία αναφοράς τα points που δημιουργήσαμε στο πρώτο sketch, θα σχεδιάσουμε τη γεωμετρία ενός σωλήνα. Στο Front Plane σχεδιάζουμε έναν κύκλο ορίζοντας ως διάμετρο την εξωτερική διάμετρο του σωλήνα (outside diameter of pipe = 1.9 inch).
Έπειτα για να δημιουργήσουμε το κωνικό κομμάτι κάνουμε Extrude Boss έχοντας ενεργοποιημένο το Draft. Ορίζουμε τη γωνία ίση με 1,7899 μοίρες και το επεκτείνουμε μέχρι το αρχικό σημείο που φαίνεται στην εικόνα (Overall Length External Thread = 1.0252 inch).
Στο κομμάτι που δημιουργήθηκε μπορούμε να εφαρμόσουμε chamfer.
3.
Στο επόμενο βήμα θα δημιουργήσουμε μια ελικοειδή σπείρα χρησιμοποιώντας την εντολή Helix and Spiral. Δημιουργούμε ένα νέο sketch στην πίσω επιφάνεια του κομματιού κάνοντας Convert Entity τον κύκλο με την εξωτερική διάμετρο.
Έπειτα στο property manager στην κατηγορία Defined by επιλέγουμε Height and pitch. Στο Height ορίζουμε μια απόσταση η οποία υπερβαίνει το Overall Length External Thread και στο Pitch ορίζουμε το βήμα ίσο με 0,8696 σύμφωνα με τον πίνακα. Τέλος έχουμε ενεργοποιημένο το Taper Helix και ορίζουμε γωνία 1,7899 μοιρών.
Δημιουργούμε ένα νέο sketch στο Right Plane όπου θα σχεδιάσουμε το προφίλ του σπειρώματος. Τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά λαμβάνονται από τον παρακάτω πίνακα.
All dimensions are in inches and are given to four or five decimal places only to avoid errors in computations, not to indicate required precision.
Για να δημιουργήσουμε το σπείρωμα πάνω στην κωνική επιφάνεια του σωλήνα, αφαιρούμε υλικό από την αρχική γεωμετρία επιλέγοντας την εντολή Cut–Sweep. Ως Profile επιλέγουμε το sketch που δημιουργήσαμε προηγουμένως και ορίζουμε το Helix ως path.
Για να δημιουργήσουμε τις ατελείς σπείρες στην αρχή του σπειρώματος σχεδιάζουμε στην πίσω επιφάνεια του εξαρτήματος έναν κύκλο με την εξωτερική διάμετρο (1.9 inch ) και κάνουμε Extrude με γωνία 25 μοιρών.
4.
Στη συνέχεια, θα δημιουργήσουμε το κομμάτι του σωλήνα χωρίς το σπείρωμα κάνοντας Extrude την πίσω επιφάνεια του εξαρτήματος έως το σημείο του βοηθητικού sketch που φαίνεται παρακάτω.
Διαμορφώνουμε την εσωτερική διάμετρο του σωλήνα σχεδιάζοντας έναν κύκλο στην πίσω επιφάνεια του εξαρτήματος και κάνουμε
Cut–Extrude Τhrough All.
About the Author
Η Ιωάννα Τσορμπατζόγλου είναι Μηχανολόγος Οχημάτων με σπουδές στο Διεθνές Πανεπιστήμιο Ελλάδος και ειδίκευση στην αυτοματοποιημένη σχεδίαση με χρήση λογισμικών CAD. Στην εταιρεία ως Application Engineer συμβάλλει καθημερινά στην επίλυση τεχνικών και σχεδιαστικών προβλημάτων, και παρέχει υπηρεσίες σε διάφορους βιομηχανικούς τομείς.
ΑΝΑΖΗΤΗΣΤΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ
