Характеристики дюймового різьблення. Відмінності метричної та дюймової різьблення. Елементи різьблення

У нашому метричному світі часом важко орієнтуватися в інших системах вимірювання. Ми часом дивуємось тому, як американці чи англійці можуть користуватися застарілими заходами довжини, маси, площі тощо. А вони, у свою чергу, не розуміють нас, які живуть за законами. єдиної СистемиВимірювань. Однак, як і в будь-якому правилі, існують певні винятки, які зрозумілі всім – і жителям Америки, і Туманного Альбіону, Європи та Росії. Ця стаття присвячена огляду трубних та метричних різьблень, з різноманітністю яких доводиться досить часто стикатися у повсякденному житті.

Метричні різьблення та їх застосування

Різьбові з'єднання дуже поширені у будівництві, техніці, машинобудуванні, аерокосмічній промисловості та у повсякденному житті. Що таке гвинт і гайка знають навіть діти дитячому садку, оскільки заняття з конструктором що неспроможні обійтися без цих деталей. Незважаючи на те, що перший гвинт був придуманий ще Архімедом, а наші древні предки широко використовували гвинтові передачі в пресах для віджиму олії з оливкових кісточок і соняшникового насіння, а також для підйому води для зрошення полів, ідея створити справжнє гвинтове з'єднання знайшла свою реалізацію тільки в 15 столітті, коли один із швейцарських годинників уперше зумів за допомогою найпростіших пристроїв виточити перший гвинт і гайку.

Разом з тим, до розумної думки про те, що різьблення має бути однаковим у всіх країнах світу людство прийшло не скоро. Так, широко поширена та звична всім, хто хоч трохи стикався з технікою, метричне різьбленняз'явилася і була описана в стандартах лише після введення єдиної Системи Вимірювань, що базується на еталонах метра, кілограма та секунди. Отже, поява і широке поширення метричної різьблення датується кінцем 19 століття. До того часу у світі панували дюймові різьблення.

Головна відмінність метричної різьблення від дюймової полягає в тому, що всі її параметри прив'язані до міліметра, а за основу профілю самого різьблення взято рівносторонній трикутник, тому що всі його кутові розміри однакові і дорівнюють 60 градусів. У стандартизації метричних різьбових з'єднань важливо, щоб у гайки і болта збігалися не тільки кутові розміри різьблення, але і діаметр і крок. Багато, особливо ті, хто має автомобілі, стикалися з незрозумілим явищем, коли гвинт і гайка мають однаковий діаметр, але гвинт вкрутити в гайку неможливо. Це говорить про те, що в цьому місці використовується різьблення з меншим кроком і для того, щоб гвинт вкрутився без проблем, його крок різьблення повинен бути також зменшеним.

У стандартах, що описують метричні різьблення, зазначено, що вони повинні позначатися буквою M, а далі вказується діаметр різьблення та його крок. Діапазон діаметрів метричного різьблення лежить у межах від одного до шестисот міліметрів. Розкид кроку різьблення становить від 0,075 до 3,5 мм. Різьблення з малим кроком застосовують для вимірювального інструменту, різьблення із середнім кроком для навантажених і працюючих в умовах вібрації деталей і вузлів, а різьблення з великим кроком застосовують для кріплення важких несучих конструкцій.

При створенні стандартів метричних різьблень були враховані різні допуски, які задають ступінь округлості зовнішньої кромки різьблення та відхилення від профілю, щоб гвинт і гайка могли вільно закручені до моменту упору за допомогою руки.

Хоча метричні різьблення і не знайшли широкого застосування в з'єднаннях, що ущільнюються, проте така можливість закладена в стандарти. Так, різьблення з позначенням MK застосовується для самоущільнюваних сполук за рахунок зовнішньої конусності і внутрішнього різьблення. Причому для герметичного з'єднання необов'язково щоб гвинт і гайка були з конусним різьбленням. Достатньо того, щоб це різьблення було нарізане на гвинті.

Циліндричне метричне різьблення зустрічається досить рідко. Її позначення MJ. Головна відмінність у гвинті, який має збільшений радіус западини на різьбленні, що надає різьбовому з'єднанню на основі метричного метричного різьблення більш високі жаростійкі та втомні якості. Таке різьблення застосовують в аерокосмічній промисловості. Втім, у гайку з таким різьбленням можна закрутити звичайний метричний гвинт.

Незважаючи на поголовне переважання правої різьблення у всіх пристроях і механізмах, все ж таки буває необхідно для реалізації певних функцій застосовувати ліве різьблення. Метричне ліве різьблення не відрізняється нічим від правого різьблення, крім напрямку обертання, яке протилежне правим гвинтам. Якщо звичайний гвинт закручується за годинниковою стрілкою, то лівий у цей бік відкручується.

Також іноді можна зустрітися з багатозахідним метричним різьбленням. Вона відрізняється тим, що на болті та гайці одночасно нарізають не одну спіраль, а дві або навіть три. Багатозахідне різьблення часто застосовують у високоточному обладнанні, наприклад, у фототехніці, щоб однозначно позиціонувати положення деталей при взаємному обертанні. Таке різьблення можна відрізнити від звичайного за двома або трьома початками витків на торці.

Незважаючи на дуже широке застосування метричної різьблення, у багатьох розвинених країнах світу традиційно більшою мірою залишаються так звані дюймові різьблення. А трубне різьблення повсюдно вимірюється у дюймах. І, незважаючи на сильні відмінності таких видів різьблення, сантехнікам у всьому світі потрібно пояснювати відмінності напівдюймової труби від тричетвертної.

Дюймові різьблення та їх застосування

Відмінності дюймових різьблення від метричних в тому, що кут при вершині різьблення у них становить 55 градусів, крок різьблення обчислюється як співвідношення числа витків різьблення на дюйм довжини різьблення. Під дюймом розуміють відстань 2,54 см. Що спочатку відповідало довжині першої фаланги великого пальця руки людини, яка практично у всіх людей однакова.

Так як кут при вершині інший, ніж у метричних різьбленнях, то поєднати метричні та дюймові різьблення неможливо. У країнах з метричною системою застосування знаходять лише трубні дюймові різьблення, які позначають буквою G. За буквою слідує дробовий або цілий номінал, який позначає не величину різьблення, а умовний просвіт труби в дюймах або частках дюйма. Особливістю трубного різьблення є саме той факт, що вона враховує товщину стінок труби, які можуть бути товстішими або тоншими в залежності від матеріалу виготовлення та робочого тиску, на який розраховані труби. Тому дюймовий стандарт трубних різьблень зрозумілий і прийнятий у всьому світі як виняток із метричних правил.

Крім простого циліндричного трубного різьблення існує і конічна трубна різьба. Вона має такі самі характеристики, що і звичайна трубна, за винятком конусності, яка дозволяє створювати більш герметичні з'єднання. Позначається буквою R для зовнішньої різьбита Rc для внутрішньої. Ліва різьблення позначається додатково літерами LH, за якими йде числовий номінал у цілих та дробових частках дюйма.

Для застосування в інших з'єднаннях, крім сантехніки, США та Канаді застосовують дюймові різьби з кутом при вершині 60 градусів. Існує досить широкий соратмент цих різьблень, які відрізняються діапазоном кроку різьблення та іншими характеристиками. Варто відзначити, що деякі різьблення з дюймового ряду збігаються з метричними, що в деяких випадках може бути на руку. Наприклад, у фототехніці діаметр приєднувальної різьби, за допомогою якої фотокамера кріпиться до штатива, однакова в усьому світі незалежно від країни-виробника, так як характеристики цього різьблення однакові і для метричної, і для дюймового різьблення.

Однак не варто плутати англійське дюймове індустріальне різьблення, яке було схвалено ще в 1841 році, а розробкою його займався сам Джозеф Вітуорт. Це різьблення практично повторює трубну, так як має величину кута у вершини 55 градусів. Гвинти та гайки з таким різьбленням не сполучаються з дюймовим кріпленням з Америки та Канади.

У машинобудуванні прийнято три системи різьблення: метрична, дюймова та трубна.

Метричне різьблення(рис. 145 а) має трикутний профіль при вершині 60°.

Мал. 145. Системи різьблення: а - метрична, б - дюймова, в - трубна

Існує шість видів метричних різьблень: основна та дрібні -1; 2; 3; 4 та 5-а. Дрібні різьблення відрізняються величиною кроку при даному діаметрі, вираженому міліметрах. Метричні різьби позначаються буквою М і цифрами, що характеризують розмірність зовнішнього діаметра та кроку. Наприклад, М42Х4,5 позначає метричну основну із зовнішнім діаметром 42 мм і кроком 4,5 мм.

Дрібне різьблення, крім того, в позначенні має цифру, що вказує номер різьблення, наприклад 2М20Х1,75 - друге метричне дрібне, зовнішній діаметр 20 мм, крок 1,75 мм.

Дюймове різьблення(рис. 145 б) має при вершині кут 55 °. Дюймове різьблення нарізається при виготовленні запасних деталей до машин з дюймовими нарізками і не повинно нарізатися на нових виробах. Дюймове різьблення характеризується числом ниток, що припадають на один дюйм (1") довжини. Зовнішній діаметр дюймового різьблення вимірюється в дюймах.

Трубне різьблення(рис. 145, в) вимірюється також, як і дюймова, в дюймах і характеризується числом ниток різьблення, що припадають на 1". Профіль різьблення має кут 55°. У трубного різьблення за діаметр умовно приймається діаметр отвору труби, зовнішньої поверхніякою нарізається різьблення.

Вершини виступів у гвинта та гайки з трубним різьбленням виконуються з плоскими або закругленими зрізами.

Плоскорізаний профіль більш простий у виготовленні і застосовується для різьблення звичайних трубних з'єднань. Позначається трубне різьблення: 1/4" ТРУБ.; 1/2" ТРУБ. і т. д. (табл. 25).

Таблиця 25 Позначення різьблення на кресленнях

* Профіль з плоскозрізаними вершинами (прямий). ** Профіль закруглений.

Різьблення бувають праві та ліві; за кількістю заходів - одно-, дво-, тризахідні та багатозахідні.

Щоб визначити кількість заходів різьблення, досить подивитися в торець гвинта чи гайки і підрахувати, скільки кінців витків є у ньому.

Як правило, всі кріпильні деталі (болти, гвинти, шурупи тощо) мають однозахідне різьблення.

Яких вказано у дюймах. Багато покупців можуть не звернути на це уваги, і, отже, є можливість придбання труби з розміром, що не відповідає необхідному. Причина цього в тому, що дюймова на поверхні труби), як видно з назви, вимірюється в дюймах. При цьому один дюйм дорівнює 254 міліметра. Ця величина відрізняється від прийнятих міліметрових стандартів, що може значно ускладнити вибір необхідної деталі.

Різьблення дюймове циліндрове передбачає відображення розмірів труби в дюймах, в той час як позначається в частках цієї одиниці вимірювання (через свою малу величину).

У зв'язку з розбіжністю величин міліметра та дюйма, на практиці з'являється значна різниця між розмірами різьблення на трубі. Це відбувається тому, що західні стандарти свідчать: дюймове різьблення позначає внутрішній При цьому слід враховувати різницю між метричним дюймом і, так званим, трубним.

Наприклад, на трубі зазначено, що дюймове різьблення має розмір ½. Таким чином, ви купуєте трубу із зовнішнім діаметром, рівним 20,95 мм, замість очікуваних 12,7 мм. Отже, трубний дюйм виходить рівним 33249 мм і складається з розміру безпосередньо проходу і подвійної товщини стінок.

З даного прикладувидно, що використання цього показника більш прийнятно, оскільки така система найкраще характеризує розмір, яким володіє дюймове різьблення.

Тепер, коли стали зрозумілі позначення, можна перейти до класифікації та призначення цього параметра.

Циліндричне дюймове різьблення за призначенням і характером роботи ділиться на:

1. Кріпильне різьблення. До цього типу традиційно відносять метричне різьблення та дюймове, що має трикутний профіль. Метрична застосовується при проектуванні нових машин та агрегатів, тоді як друга необхідна виробництва різних запасних деталей.
2. Спеціальне різьблення включає безліч різних розмірів, що не відповідають стандартам.

Найчастіше випускається з профілем, що має кут 60 °. Усі величини, чи це крок різьблення чи зовнішній діаметр, позначаються на міліметрах.

За величиною кроку розрізняють один основний і 5 видів допоміжного різьблення (її також називають дрібним). Слід зазначити, що таке різьблення вважається міцнішим, ніж велике (при абсолютно рівних зовнішніх діаметрах). Безперечною перевагою дрібного різьблення також можна назвати малий кут підйому гвинтової лінії і, як наслідок, підвищений опір скручування.

Різьблення подібного типу використовується в найбільш завантажених порожнистих деталях, а також в елементах, які схильні до сильних поштовхів і струсів. Регулювальні гайки також мають подібне різьблення, оскільки вона дозволяє здійснити більш точне регулювання.

Крім того, дюймове різьблення може виконуватися при куті повороту 55 °. У такому випадку діаметр, як і раніше, задається в дюймах, а ось крок різьблення визначається числом ниток на дюйм. Подібний тип використовується в різних для механічної фіксації деталей між собою.

У західній технічній літературі всі виміри ви зустрінете у дюймовій метриці. Такий стан речей має історичне коріння. Великобританія завжди була попереду за рівнем технічного розвитку, тому й у всіх колоніях, якими тоді володіла (а їх було чимало), було застосовано саме цю систему вимірювань. У принципі, технічні фахівці вільно переводять дюйми в сантименти та назад. Так і до цього дня в цих країнах стандартно всі виміри проводяться саме в дюймах. Далі ми розповімо про головні особливості та характеристики дюймового різьблення і чим це відрізняється від метричної.

Дюймове різьблення. Параметри

Якщо говорити про звичайний вимір, то навіть в умі перевести одну величину в іншу і навпаки не складе труднощів. Але що стосується саме різьблення, то треба знати нескладні, але важливі нюанси. Справа в тому, що метрична та дюймова метрика виміру довжин є великі збіги. Відмінність становить кількість витків на різьбовому етапі. Крім того, це різьблення відрізняється іншим кутом нахилу при її вершині, який дорівнює 55 °, якщо посилатися на стиль Вітворта. Це в Англії вважається нормою, або, як ще кажуть – "британський кут". Якщо ж прийняти за основу стандарт UNC і UNF, який вважається еталоном в Америці, то кут дорівнює 60°.

Метричний стандарт та дюймове різьблення. Найважливіші відмінності

Види дюймового різьблення:

• Зовнішня;
• Конічна;
• Циліндрична;
• Внутрішня.

1 дюйм = 25,4 мм. Це – головна відмінність. У документах це має певне позначення - 1 (зі штрих).

Якщо говорити про американські стандарти, то вони мають поділ на різьблення з великим кроком, яке вони позначають, як UNC і з дрібним - UNF. Також для канонічного дюймового різьблення встановлено позначення NPT, а для трубного - NPSM.

Яке буває різьблення і де його застосовують

Використовувані при виробництві, будівництві та конструюванні види різьблення залежно від деталі поділяють на внутрішні, зовнішні та конічні.

• Зовнішня застосовується для болтів, гвинтів, штифтів та шпильок.
• Внутрішня використовується для виготовлення пробок або гайок. Нарізається вона в отворах, коли необхідно організувати з'єднання у певному місці.
• Щоб створити герметичне з'єднання, а також стопоріння без додаткових деталей, робиться конічна дюймова різьба.

Їхнє позначення йде відповідно до стандарту. d (D)- зовнішній діаметр болта чи внутрішній діаметр гайки (d-діаметр болта до нарізки різьблення). Внутрішній діаметр різьблення має позначення d1 (D1). Також існує позначення середнього діаметра d2 (D2). Цей розмір залежить від номінального кроку, що позначається літерою Р.

Для позначення профільного кута різьблення використовують літеру α. Показник α = 55° означатиме, що кут при вершині рівностороннього трикутника зуба різьблення дорівнює 55°, і відповідає дюймовому різьбленню BSW за британським стандартом. Дюймове ж різьблення UTS широко використовується в Канаді та США має α = 60 °.

Де застосовують дюймове різьблення

α = 55° -дюймове різьблення, що застосовується в промисловості для фіксації механічних вузлів і деталей за допомогою різьбових з'єднань. Особливо часто вона зустрічається в процесі ремонту імпортного обладнання та верстатів, а також уживаних автомобілів. Металеві вироби з дюймовим різьбленням виготовляються і в нашій країні. Під час роботи іноді виникає потреба перевести метричне різьблення в дюймове і навпаки. Це легко швидко та зручно можна зробити за допомогою спеціального довідника.

Різьблення по системі заходів поділяються на метричну та дюймову. Метричне та дюймове різьблення застосовується в різьбових з'єднанняхта гвинтових передачах. Різьбовими називають роз'ємні з'єднання, що виконуються за допомогою різьбових кріпильних деталей - болтів, гвинтів, гайок, шпильок або різьблення, безпосередньо нанесеної на деталі, що з'єднуються.

Метричне різьблення (рис. 1)

Має у профілі вигляд рівностороннього трикутника з кутом при вершині, що дорівнює 60°. Вершини виступів гвинта, що сполучаються, і гайки зрізані. Характеризується метричне різьблення діаметром гвинта у міліметрах та кроком різьблення у міліметрах. Метричне різьблення виконують з великим та дрібним кроком. За основну прийнято різьблення з великим кроком. Дрібне різьблення застосовують для регулювання, для згвинчування тонкостінних, а також динамічно навантажених деталей. Метричне різьблення з великим кроком позначають буквою М і числом, що виражає номінальний діаметр міліметрах, наприклад М20. Для дрібного метричного різьблення додатково вказують крок, наприклад М20х1,5.

Мал. 1 Метричне різьблення

Дюймове різьблення (рис. 2)

Дюймове різьблення (рис. 2) має у профілі такий же вигляд, як метричне різьблення, але у неї кут при вершині дорівнює 55° (різьба Вітворта - британський стандарт BSW (Ww) і BSF), кут при вершині дорівнює 60° (американський стандарт UNC та UNF). Hаружний діаметр різьблення вимірюється в дюймах (1" = 25,4мм) - штрихи (") позначають дюйм. Характеризується це різьблення числом ниток однією дюйм. Дюймове американське різьблення виконують з великим (UNC) і дрібним (UNF) кроком.

Мал. 2 Дюймове різьблення

Таблиця розмірів кріпильних виробів для американського дюймового машинобудівного різьблення UNC з великим кроком (кут профілю 60 градусів)

Різьблення

Різьблення може бути внутрішнім і зовнішнім.

• На болтах, шпильках, гвинтах, штифтах і різних інших циліндричних деталях нарізають зовнішню різьблення;
• У фасонних частинах, гайках, у фланцях, у пробках, деталях машин і металевих конструкціях нарізають внутрішнє різьблення.

Мал. 3 Елементи різьблення

Основні елементи різьблення представлені на рис. 3 До них належать такі елементи:

• крок різьби- відстань між вершинами або основами двох сусідніх витків;
• глибина різьблення- відстань від вершини різьблення до її основи;
• кут профілю різьблення- Кут, укладений між бічними сторонами профілю в площині осі;
• зовнішній діаметр- найбільший діаметр різьблення болта, що вимірюється по вершині різьблення перпендикулярно до осі різьблення;
• внутрішній діаметр- Відстань, що дорівнює діаметру циліндра, на якій навернута нитка різьблення.

Ще про дюймове кріплення: