Дюймовая резьба
Резьбовое соединение, все параметры которого выражаются в дюймах и его долях, в отличие от метрических единиц называется дюймовой резьбой. Для перевода в метрическую систему нужно знать, что 1 дюйм=25,4 мм. Этот элемент крепления используется при соединении труб, а также сборке устройств и механизмов, применяется в других видах деятельности.
Виды дюймовой резьбы
Среди резьбовых соединений дюймовой размерности выделяют несколько видов, которые отличаются своими техническими характеристиками:
- Цилиндрическая резьба американского стандарта UTS. Изначально она использовалась в США и Канаде, но затем распространилась по всему миру. Среди нескольких типов наибольшей популярностью пользуется UNC – резьба с укрупненным шагом и UNF – мелкая резьба. Имеет угол в 55 градусов при вершине.
- Британская цилиндрическая резьба стандарта BSW или вариант с уменьшенным шагом резьбы BSF. Данный стандарт характеризуется углом при вершине в 55 градусов.
- Для трубных резьбовых соединений используется резьба конической формы NPT, а также цилиндрический вариант NPS со стандартным углом вершины в 55 градусов. В отечественном исполнении данный тип резьбы отвечает ГОСТ 6111-52.
Наибольшей популярностью пользуется резьба унифицированного типа UNC, который встречается на различной технике и оборудовании, производимом не только в США или Канаде, а также Китае и других азиатских странах. Важной особенностью дюймовых метизов является то, что номера ключей для их монтажа и демонтажа отличаются от метрического стандарта.
Технические параметры
В соответствии с техническим заданием, требуются различные параметры дюймовой резьбы, что должны учитывать производители. Для этого выделяются технические параметры, по которым подбираются крепежи. К основным параметрам резьбы, по требованиям ГОСТ относят:
- Наружный диаметр. Это наибольшее расстояние между резьбовыми гребнями, которые располагаются напротив. Как правило, для его измерения достаточно обычного штангенциркуля.
- Внутренний диаметр. Такое же расстояние между так же расположенными впадинами резьбовой насечки.
- Шаг резьбы. Измеряется между соседними гребнями или впадинами резьбового соединения, от чего зависит число витков на единицу длины. Он должен строго соответствовать стандартам, быть одинаковым на всем протяжении резьбового участка, иначе выполнить соединение будет невозможно.
- По форме дюймовые резьбы делятся коническую и цилиндрическую. В цилиндрических диаметры не меняются, а в конических постепенно уменьшаются к наружной части.
- Направление нарезки. Резьба может быть правосторонняя или левосторонняя.
- Профиль. Это высота резьбовых витков, определяется как разница между размерностями наружного и внутреннего диаметра.
Таблица размеров и соответствия основных параметрических характеристик дюймовых крепежей согласно стандартам UNC:
Типоразмер
Наружный диаметр, дюймов
Наружный диаметр, мм
Диаметр сверления, мм mm
Число витков на дюйм
Шаг, мм
Резьба цилиндрического типа
В резьбах цилиндрического типа все диаметры остаются неизменными на протяжении участка с нарезкой. С ее помощью соединяются детали и конструктивные элементы с одним размером. Все технические характеристики такой резьбы должны соответствовать ГОСТ 6357-81. Чтобы маркировать цилиндрическую резьбу на изделия с ней наносится специальные обозначения:
- G – обозначает, что данное соединение представляет собой цилиндрическую дюймовую резьбу.
- 1-3 – классы точности данного типа резьбового соединения.
- А, В – соответственно, наружное или внутреннее положение резьбы.
- LH – наносится тогда, когда выполнена левая резьба.
К примеру, если на поверхности крепежа нанесена маркировка G 1 ⅛” 2A- LH-25, можно понять, что это цилиндрическая резьба с размером наружного диаметра 1 ⅛ дюйма, с классом точности 2, наружная, левосторонняя, длиной нарезной части 25 мм.
Резьба конического типа
В конической резьбе рабочая часть зауживается к краю, она соответствует ГОСТ 6211-81. Ее профиль является классическим равнобедренным треугольником, на вершине которого делается закругление, полностью советующее форме дна канавки, что позволяет создавать прочные соединения.
Предлагается еще один вид конической резьбы под ГОСТ 6111-52, с другой формой нарезки. Она предназначается для монтажа соединений, испытывающих повышенные нагрузки. При изготовлении технической документации, коническая резьба обозначается буквой К.
Величина момента соединения UNC
Для обеспечения прочности резьбового соединения требуется соблюдать момент затяжки. Этот параметр для болтов типа UNC, а также гаек SAE можно увидеть в данной таблице:
Размер резьбы, дюймы
Момент затяжки стандартных болтов и гаек
Н*м*
Фунт силы-фут**
** Фунт силы-фут – британский и американский эквивалент Н*м.
Определение резьбового шага
Шаг у стандартизированной дюймовой резьбы определяется при помощи приспособлений и специализированных техтаблиц. Это позволяет максимально точно определить расстояние между соседствующими витками резьбы или канавками.
При отсутствии специализированного оборудования и справочных материалов, резьбовой шаг можно определить самостоятельно. Простейший вариант, найти гайку с заранее известным размером шага, если она без усилий накручивается на резьбу, значит шаг у них одинаковый. Для варианта с внутренней резьбой можно воспользоваться болтом с известным шагом.
Рассчитать средний шаг резьбы можно линейкой с дюймовыми делениями. Далее можно действовать двумя способами. Подсчитать количество витков на 1 дюйм, и поделив его на 1 получить шаг в долях дюйма. Второй способ, измерить какой длины будет резьба с определенным заранее количеством витков, например, отсчитать 20 витков и измерить их длину, которую и поделить на 20. Такой метод подходит только для резьбы наружного типа.
Чтобы измерить резьбовой шаг внутренней резьбы, на нее наносится краситель, после чего делается оттиск при помощи трубы подходящего диаметра. Далее измерения производятся таким же способом, как и для наружной резьбы.
Метрические и дюймовые резьбы – стандартизация
Главным отличием двух видов резьбы является их профиль, поскольку у метрической резьбы угол у треугольника равен 60 градусов, а в дюймовой резьбе данный показатель равен 55 градусов. Кроме того, возникает проблема перевода разных систем измерительных единиц, поскольку метрическая резьба измеряется в миллиметрах, а дюймовая вымеряется в целых и долях дюйма. Чтобы прийти к общим параметрам, применяются специальные таблицы.
Дюймовая резьба
Дюймовая резьба – это резьба, все параметры которой выражены в дюймах, шаг резьбы в долях дюйма (дюйм = 2,54 см). Для трубной дюймовой резьбы размер в дюймах характеризует условно просвет в трубе, а наружный диаметр самой трубы немного больше.
Дюймовая резьба применяется в резьбовых соединениях и винтовых передачах. Дюймовая резьба бывает следующих видов:
- Дюймовая цилиндрическая – UTS (Unified Thread Standard). Такая резьба широко распространена в США и Канаде. Угол при вершине у такой резьбы составляет 60 градусов. В зависимости от шага подразделяется на: UNC (Unified Coarse); UNF (Unified Fine); UNEF (Unified Extra Fine); 8UN; UNS (Unified Special). Наибольшее распространение получила резьба UNC. Такая резьба соответствует стандарту ANSI 1.
- Дюймовая резьба британского стандарта – BSW . Резьба с мелким шагом называется BSF (British Standard Fine). Угол при вершине у такой резьбы 55 градусов.
- Дюймовая коническая NPT или цилиндрическая NPS. Соответствует стандарту ANSI/ASME 20.1. Такая резьба применяется для трубных соединений. Имеет угол при вершине 60 градусов. В России такой резьбе соответствует ГОСТ 6111-52.
Наиболее часто в России в последнее время можно встретить крепёж с дюймовой резьбой UNC (унифицированная крупная резьба). Такой крепёж часто встречается на ввозимой в нашу страну технике (газонокосилки, триммеры, генераторы, культиваторы, автомобили американской сборки и т.д.) из США, Китая и некоторых других стран. При работе с дюймовым крепежом необходимо помнить, что размеры ключей для дюймового крепежа отличаются от ключей для метрического крепежа.
Основные размеры дюймового крепежа UNC приведены в таблице дюймовых резьб
| Типоразмер | Наружный диаметр, дюймов | Наружный диаметр, мм | Диаметр сверления, мм mm | Число витков на дюйм | Шаг, мм |
|---|---|---|---|---|---|
| N 1 – 64 UNC | 0,073 | 1,854 | 1,50 | 64 | 0,397 |
| N 2 – 56 UNC | 0,086 | 2,184 | 1,80 | 56 | 0,453 |
| N 3 – 48 UNC | 0,099 | 2,515 | 2,10 | 48 | 0,529 |
| N 4 – 40 UNC | 0,112 | 2,845 | 2,35 | 40 | 0,635 |
| N 5 – 40 UNC | 0,125 | 3,175 | 2,65 | 40 | 0,635 |
| N 6 – 32 UNC | 0,138 | 3,505 | 2,85 | 32 | 0,794 |
| N 8 – 32 UNC | 0,164 | 4,166 | 3,50 | 32 | 0,794 |
| N 10 – 24 UNC | 0,190 | 4,826 | 4,00 | 24 | 1,058 |
| N 12 – 24 UNC | 0,216 | 5,486 | 4,65 | 24 | 1,058 |
| 1/4″ – 20 UNC | 0,250 | 6,350 | 5,35 | 20 | 1,270 |
| 5/16″ – 18 UNC | 0,313 | 7,938 | 6,80 | 18 | 1,411 |
| 3/8″ – 16 UNC | 0,375 | 9,525 | 8,25 | 16 | 1,587 |
| 7/16″ – 14 UNC | 0,438 | 11,112 | 9,65 | 14 | 1,814 |
| 1/2″ – 13 UNC | 0,500 | 12,700 | 11,15 | 13 | 1,954 |
| 9/16″ – 12 UNC | 0,563 | 14,288 | 12,60 | 12 | 2,117 |
| 5/8″ – 11 UNC | 0,625 | 15,875 | 14,05 | 11 | 2,309 |
| 3/4″ – 10 UNC | 0,750 | 19,050 | 17,00 | 10 | 2,540 |
| 7/8″ – 9 UNC | 0,875 | 22,225 | 20,00 | 9 | 2,822 |
| 1″ – 8 UNC | 1,000 | 25,400 | 22,25 | 8 | 3,175 |
| 1 1/8″ – 7 UNC | 1,125 | 28,575 | 25,65 | 7 | 3,628 |
| 1 1/4″ – 7 UNC | 1,250 | 31,750 | 28,85 | 7 | 3,628 |
| 1 3/8″ – 6 UNC | 1,375 | 34,925 | 31,55 | 6 | 4,233 |
| 1 1/2″ – 6 UNC | 1,500 | 38,100 | 34,70 | 6 | 4,233 |
| 1 3/4″ – 5 UNC | 1,750 | 44,450 | 40,40 | 5 | 5,080 |
| 2″ – 4 1/2 UNC | 2,000 | 50,800 | 46,30 | 4,5 | 5,644 |
| 2 1/4″ – 4 1/2 UNC | 2,250 | 57,150 | 52,65 | 4,5 | 5,644 |
| 2 1/2″ – 4 UNC | 2,500 | 63,500 | 58,50 | 4 | 6,350 |
| 2 3/4″ – 4 UNC | 2,750 | 69,850 | 64,75 | 4 | 6,350 |
| 3″ – 4 UNC | 3,000 | 76,200 | 71,10 | 4 | 6,350 |
| 3 1/4″ – 4 UNC | 3,250 | 82,550 | 77,45 | 4 | 6,350 |
| 3 1/2″ – 4 UNC | 3,500 | 88,900 | 83,80 | 4 | 6,350 |
| 3 3/4″ – 4 UNC | 3,750 | 95,250 | 90,15 | 4 | 6,350 |
| 4″ – 4 UNC | 4,000 | 101,600 | 96,50 | 4 | 6,350 |
Моменты затяжки
Моменты затяжки крепежных изделий с дюймовой резьбой стандарта UNC для болтов и гаек SAE класса прочности 5 и выше приведены в следующей таблице.
| Размер резьбы, дюймы | Момент затяжки стандартных болтов и гаек | |
|---|---|---|
| Н*м* | Фунт силы-фут** | |
| 1/4 | 12± 3 | 9±2 |
| 5/16 | 25 ± 6 | 18± 4,5 |
| 3/8 | 47± 9 | 35 ± 7 |
| 7/16 | 70± 15 | 50± 11 |
| 1/2 | 105± 20 | 75±15 |
| 9/16 | 160 ± 30 | 120± 20 |
| 5/8 | 215± 40 | 160 ± 30 |
| 3/4 | 370 ± 50 | 275 ± 37 |
| 7/8 | 620± 80 | 460 ± 60 |
| 1 | 900 ± 100 | 660 ± 75 |
| 11/8 | 1300 ± 150 | 950 ± 100 |
| 1 1/4 | 1800 ±200 | 1325 ±150 |
| 1 3/8 | 2400 ± 300 | 1800 ± 225 |
| 1 1/2 | 3100 ± 350 | 2300 ± 250 |
*1 Ньютон-метр (Н*м) равен примерно 0,1 кГм.
** Фунт силы-фут – британский и американский эквивалент Н*м.
Маркировка дюймовых крепежных изделий
Дюймовый крепеж имеет более сложную систему маркировки, не позволяющую визуально, без использования специальных таблиц определить механические свойства крепежной детали. Наиболее часто встречающаяся маркировка на головке дюймовых болтов и соответствие их классам прочности приведена в таблице ниже.
Дюймовая резьба UNF | Крепёж UNF (болты, гайки, шайбы)
Унифицированная дюймовая резьба UNF (Unified National Fine) является национальной американской резьбой с мелким шагом и углом профиля 60°. Эта резьба является модификацией британской резьбы BSW (British Standard Witworth) с углом профиля 55°, известной также как резьба Витворта. Дюймовая резьба построена на дюймовой системе измерений, в то время как в России принята метрическая система, по этой причине возникает множество вопросов, связанных с определением и поиском такого крепежа на российском рынке. Дюймовая резьба UNF распространена в США, Канаде, Великобритании. Геометрия и форма резьбы UNF регламентируется стандартом ASME B1.1-2003 (The American Society of Mechanical Engineers).
Отличительной особенностью дюймовой резьбы является обозначение диаметра и длины в долях дюйма. За основу взят английский дюйм, равный 25.4 мм. Обозначают такие размеры inch, in или двойным штрихом «. При этом размер будет указан в долях дюйма, например 1″ или ½». Шаг резьбы дюймового крепежа обозначает количество витков резьбы на отрезке длиной 1 дюйм, например 1″ – 12 UNF. При этом количество витков на дюйм может не указываться, так как в стандарте резьбы UNF каждый диаметр резьбы имеет определенное количество витков. Тогда обозначение резьбы может быть таким – 1″ UNF. Мелкие диаметры резьбы, менее 1/4″, обозначают условным номером от 0 до 12 и добавляют символ № или #, например # 4 – 48 UNF.
Размеры дюймовой резьбы UNF
| Типоразмер | Наружный диаметр, inch | Наружный диаметр, мм | Диаметр сверления, мм | Число витков на 1 дюйм | Шаг резьбы, мм |
|---|---|---|---|---|---|
| N 0 — 80 UNF | 0.060 | 1.52 | 1.25 | 80 | 0.317 |
| N 1 — 72 UNF | 0.073 | 1.85 | 1.55 | 72 | 0.353 |
| N 2 — 64 UNF | 0.068 | 2.18 | 1.90 | 64 | 0.397 |
| N 3 — 56 UNF | 0.099 | 2.52 | 2.15 | 56 | 0.453 |
| N 4 — 48 UNF | 0.112 | 2.85 | 2.40 | 48 | 0.529 |
| N 5 — 44 UNF | 0.125 | 3.18 | 2.70 | 44 | 0.577 |
| N 6 — 40 UNF | 0.138 | 3.51 | 2.95 | 40 | 0.635 |
| N 8 — 36 UNF | 0.164 | 4.17 | 3.50 | 36 | 0.705 |
| N 10 — 32 UNF | 0.190 | 4.83 | 4.10 | 32 | 0.794 |
| N 12 — 28 UNF | 0.216 | 5.49 | 4.70 | 28 | 0.907 |
| 1/4″ — 28 UNF | 0.250 | 6.35 | 5.50 | 28 | 0.907 |
| 5/16″ — 24 UNF | 0.313 | 7.94 | 6.90 | 24 | 1.058 |
| 3/8″ — 24 UNF | 0.375 | 9.53 | 8.50 | 24 | 1.058 |
| 7/16″ — 20 UNF | 0.438 | 11.11 | 9.90 | 20 | 1.270 |
| 1/2″ — 20 UNF | 0.500 | 12.70 | 11.50 | 20 | 1.270 |
| 9/16″ — 18 UNF | 0.563 | 14.29 | 12.90 | 18 | 1.411 |
| 5/8″ — 18 UNF | 0.625 | 15.88 | 14.50 | 18 | 1.411 |
| 3/4″ — 16 UNF | 0.750 | 19.05 | 17.50 | 16 | 1.587 |
| 7/8″ — 14 UNF | 0.875 | 22.23 | 20.40 | 14 | 1.814 |
| 1″ — 12 UNF | 1.000 | 25.40 | 23.25 | 12 | 2.117 |
| 1 1/8″ — 12 UNF | 1.125 | 28.58 | 26.50 | 12 | 2.117 |
| 1 1/4″ — 12 UNF | 1.250 | 31.75 | 29.50 | 12 | 2.117 |
| 1 3/8″ — 12 UNF | 1.375 | 34.93 | 32.75 | 12 | 2.117 |
Для правильного определения размера резьбы UNC необходимо с помощью штангенциркуля измерить диаметр резьбы по наружным виткам. Затем посчитать количество витков резьбы на отрезке длиной 25.4 мм или 1 дюйм. Используя таблицу с размерами резьбы UNF, а также результаты измерений, можно найти подходящий размер резьбы.
Как отличить дюймовую резьбу UNF от российской метрической резьбы? В ситуациях, когда мы точно не знаем тип резьбы на болте, который нужно заменить, можно использовать следующие критерии для определения типа резьбы:
- Наружный диаметр – линейка диаметров дюймовой резьбы не совпадает с диаметрами метрической резьбы и при проведении измерений резьбы BSW показания оказываются как бы между размерами распространенных диаметров метрической резьбы. Исключения составляют только несколько размеров: 5/16″ похож на М8, а 5/8″ – на М16.
- Маркировка на головке болта – маркировка класса прочности дюймовых болтов с резьбой UNC согласно стандарту ASME B18.2.1 значительно отличается от маркировки метрических болтов по ISO 898-1 и выглядит следующим образом: на головке болта нанесены специальные метки, которые соответствуют одному из классов прочности. При этом по механическим свойствам класс Grade 5 будет примерно соответствовать классу прочности 8.8 для метрического крепежа, а Grade 8 – классу прочности 10.9.
Таким образом мы по ряду признаков можем отличить дюймовый болт от метрического. Однако нужно быть аккуратным и учитывать, что повреждённый болт, снятый с оборудования, имеет не идеальную геометрию – он может быть вытянут и изношен, на нем может быть уже даже затерта маркировка на головке. Дополнительной сложностью может послужить то, что у резьбы UNF и метрической резьбы с мелким шагом значения шага резьбы часто бывают практически равны. По этой причине мы рекомендуем при измерении дюймовой резьбы использовать резьбовые шаблоны только в качестве контрольного инструмента, так как, если попытаться определить размер резьбы только по шаблону, то велика вероятность ошибиться. Сначала нужно произвести замер диаметра и посчитать количество витков резьбы, как описано выше.
Компания СВМ 24 поставляет широкий ассортимент болтов и гаек с резьбой UNF, а также шайб для этой резьбы.
