Дюймовая резьба

Дюймовая резьба - это резьба треугольного профиля с углом при вершине 55°. Номинальный диаметр дюймовой резьбы (наружный диаметр резьбы на стержне) обозначается в дюймах.

Первый резьбовой стандарт BSW (разработанный Джозефом Уитвортом в 1841 году) был принят на государственном уровне только в 1881 году. Уже в 1864 году Уильям Селлерс предложил упростить резьбу BSW путем изменения угла и формы профиля резьбы, что приводило к удешевлению и упрощению производства резьбового крепежа. В результате в 1948 году приняли и утвердили международную Унифицированную систему дюймовых резьб, которая включала элементы как резьбы Уитворта, так и резьбы Селлерса ― самые основные дюймовые резьбы этой системы UNC и UNF актуальны и сейчас.

1. Основные параметры

Как и любая другая резьба, дюймовая резьба характеризуется двумя основными параметрами: шагом (расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы) и диаметром. К последнему обычно относят:

• наружный диаметр резьбы (d — для болта, D — для гайки) — диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы или впадин внутренней резьбы;

• внутренний диаметр резьбы (d1 — для болта, D1— для гайки) — диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы или в вершины внутренней резьбы;

• средний диаметр резьбы (d2 — для болта, D2 — для гайки) — диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, который пересекает витки резьбы таким образом, что ширина выступа резьбы и ширина впадины (канавки) оказываются равными.

Если известны наружный и внутренний диаметры дюймовой резьбы, можно легко рассчитать высоту ее профиля. Для расчета этого размера необходимо лишь определить разницу между этими диаметрами.

Второй важный параметр, шаг резьбы, характеризует расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы. Шаг резьбы не изменяется по всему сечению изделия и имеет одно и то же значение.

2. Таблица размеров дюймовой и метрической резьбы

Вы можете использовать данные в таблице ниже, чтобы понять, как метрическая резьба соотносится с различными типами дюймовой резьбы.

3. Различия между метрической и дюймовой резьбой

Метрическая и дюймовая резьба не сильно отличаются по внешним признакам и характеристикам, наиболее важными из которых являются:

• форма профиля резьбового гребня;

• метод расчета диаметра и шага.

При детальном сравнении форм гребней резьбы видно, что в дюймовой резьбе эти части более острые, чем в метрической. Что касается конкретных размеров, то угол при вершине гребня дюймовой резьбы равен 55°.

Параметры метрической и дюймовой резьбы характеризуются разными единицами измерения. В первом случае диаметр и шаг указываются в миллиметрах, а во втором - в дюймах. Следует помнить, что для дюймовой резьбы используется общепринятый дюйм равный 2,54 см.

Чтобы узнать основные параметры дюймовой резьбы любого размера, которая закреплена стандартом, достаточно заглянуть специальную таблицу. В таблицах, содержащих дюймовые размеры резьбы, приведены как целые, так и дробные значения. Обратите внимание, что шаг в таких таблицах выражается в количестве витков, содержащихся в одном дюйме длины изделия.

4. Как определить шаг дюймовой резьбы?

Для того чтобы проверить соответствие шага изготовленной резьбы размерам, указанным в стандарте, необходимо измерить этот параметр. Для таких измерений используются стандартные инструменты - гребенки, калибры, механические измерители и т.д, которыми пользуются на метрической и дюймовой резьбе по одному и тому же алгоритму.

Самым простым и достаточно точным параметром шага дюймовой резьбы будет не расстояние между вершинами профиля, а количество витков резьбы, которое помещается в 1 дюйм длины резьбы ― витки можно посчитать даже визуально. На примере показана дюймовая резьба с шагом 18 витков на дюйм.

Другим простым методом измерения шага дюймовой трубной резьбы заключается в следующем:

• В качестве простейшего средства измерения следует использовать штуцер или муфту, характеристики внутренней резьбы которых надежно соответствуют требованиям, указанным в ГОСТ;

• Вкрутите болт, параметры наружной резьбы которого необходимо измерить, в муфту или штуцер.

Если болт образует плотное резьбовое соединение с муфтой или штуцером, то диаметр и шаг резьбы, нанесенной на его поверхность, точно соответствуют параметрам используемого средства измерения.

Если болт не вкручивается или вкручивается, но создается неплотное соединение, то такие замеры следует производить с использованием другой муфты или штуцера. Внутренняя трубная резьба измеряется аналогичным образом, за исключением того, что в качестве средства измерения используется изделие с наружной резьбой.

Необходимые размеры можно определить и с помощью резьбомера - пластины с зубьями, форма и другие характеристики которых точно соответствуют параметрам резьбы с определенным шагом. Такая пластина просто накладывается своей зубчатой частью на проверяемую резьбу. Соответствие резьбы проверяемой детали требуемым параметрам подтверждается тем, что зубчатая часть пластины будет плотно прилегает к ее профилю.

Кроме того, наружный диаметр дюймовой или метрической резьбы также может быть измерен стандартным штангенциркулем или микрометром.

5. Крупная резьба UNC: параметры в мм и маркировка

Резьба UNC в настоящее время является самой распространённой в мире дюймовой резьбой и рекомендуется как предпочтительная для применения.

Принятое обозначение дюймовой крупной резьбы UNC включает в себя буквенное указание типа резьбы (собственно UNC) и номинальный диаметр резьбы в дюймах. Дополнительно в обозначении могут быть приведены: шаг резьбы, указанный через тире (TPI ― threads per inch ― число витков на дюйм), направление (левое или правое). Дюймовые крупные резьбы UNC размером меньше, чем 1/4”, в связи с затруднениями при их измерении, принято обозначать номерами от 1 до 12, с указанием через тире шага резьбы, измеряемом в количестве витков на дюйм.

Например: дано обозначение болта с дюймовой резьбой 1/4” – 20UNCx2 1/2”, где:

• UNC - тип резьбы ― унифицированная дюймовая резьба с крупным шагом;

• 1/4” ― обозначение диаметра резьбы (по таблице резьбы UNC, приведенной ниже, для болта наружный диаметр резьбы соответствует 6,35 мм, для гайки ― диаметр отверстия внутри гайки соответствует 5,35 мм);

• 20 ― шаг резьбы, измеренный в количестве витков на дюйм длины резьбы (количество витков, которое помещается в 25,4 мм);

• 2 1/2” ― длина болта в дюймах (приблизительно соответствует 63,5 мм).

Параметры в миллиметрах резьбы UNC приведены в следующей таблице (для гаек ― смотрите столбец "Диаметр сверления, мм" ― это диаметр внутреннего отверстия гайки для нарезания резьбы).

6. Мелкая резьба UNF: параметры в мм и маркировка

Резьба UNF ― цилиндрическая дюймовая резьба с мелким шагом, используемая для регулировочного и высокопрочного крепежа.

Резьба UNF, наряду с резьбой UNC, в настоящее время является самой распространённой в мире дюймовой резьбой и также рекомендуется как предпочтительная для применения в случаях, когда требуется более мелкий шаг резьбы.

Обозначение дюймовой мелкой резьбы UNF аналогично обозначению резьбы UNC и также включает в себя буквенное обозначение типа резьбы и номинальный диаметр в дюймах. Дополнительно в обозначении могут быть приведены: шаг резьбы , указанный через тире (TPI ― threads per inch ― число витков на дюйм), направление (левое, правое). Резьбы UNF размером меньше 1/4”, в связи с затруднениями при их измерении, принято обозначать номерами, от №0 до №12, с указанием через тире шага резьбы в количестве витков на дюйм.

Например: дано обозначение болта с дюймовой резьбой 1/4” – 28UNFx2 1/2”, где:

• UNF - тип резьбы ― унифицированная дюймовая резьба с мелким шагом;

• 1/4” ― обозначение диаметра резьбы (по таблице резьбы UNF, приведенной ниже, для болта наружный диаметр резьбы соответствует 6,35 мм, для гайки ― диаметр отверстия внутри гайки соответствует 5,5 мм);

• 28 ― шаг резьбы, измеренный в количестве витков на дюйм длины резьбы (количество витков, которое помещается в 25,4 мм);

• 2 1/2” ― длина болта в дюймах (приблизительно соответствует 63,5 мм).

Параметры в миллиметрах резьбы UNF приведены в следующей таблице (для гаек ― смотрите столбец "Диаметр сверления, мм" ― это диаметр внутреннего отверстия гайки для нарезания резьбы).

7. Особо мелкая резьба UNEF: параметры в мм и маркировка

Резьба UNEF ― цилиндрическая дюймовая резьба с особо мелким шагом, используемая для высокоточного крепежа и резьбовых деталей точных механизмов ― специальная дюймовая резьба. Обозначается аналогично резьбам UNF и UNC.

Параметры в миллиметрах резьбы UNEF приведены в следующей таблице (для гаек ― смотрите столбец "Диаметр сверления, мм" ― это диаметр внутреннего отверстия гайки для нарезания резьбы).

Существуют также другие стандарты на дюймовые резьбы, но они являются специальными, узкоспециальными, редкоиспользуемыми и не рекомендуются к применению, ― поэтому приводить их в этом материале не будем.

8. Таблица перевода дюйм в миллиметры