Различия дюймовой и метрической резьбы оптомеханических компонентов Thorlabs
На самом деле, различие между дюймовыми и метрическими креплениями имеет значение, когда деталь имеет механические элементы крепления, для установки которых необходимы резьбовые отверстия. В резьбовые отверстия помещается шуруп с установочным винтом или колпачком. Болт совместим только с одним видом резьбы. Поскольку существуют стандарты резьбы в обеих системах измерений, то и на чертеже детали должны присутствовать размерности резьбового отверстия в двух вариантах.
В качестве примера приведем чертеж трапецеидальной резьбы от Thorlabs. На нем можно наблюдать пару резьбовых соединений. Британские заказчики используют чертежи со следующими стандартами резьбы: 8-32 на одном конце и 1/4 «- 20 на другом. Для заказчиков, пользующихся метрическими единицами, наши стержни TR/M содержат резьбу вида М4 на одном конце и вида M6 на другом. Английские единицы измерения вводят в соответствие метрической, а последняя, в свою очередь, не может быть напрямую использована с английской, поэтому должны существовать два варианта.
Для сравнения обратите внимание на кинематический держатель с зеркалом KM100 от Thorlabs. В установке можно наблюдать раззенкованные отверстия с гладкими краями, которые используют для монтажа, а не для резьбы. Отсутствие резьбы означает, что винты 8-32 или M4 могут быть размещены напрямую в деталь. В итоге была утверждена только одна версия, которую называют «универсальной».
Если предполагается использование как метрических, так и английских систем мер, метрические части выписаны с использованием идентификационного кода, которого нет в британском эквиваленте. Например, на рисунке 1. метрические штыри с резьбой обрабатываются кольцом на конической кромке рядом с отверстием с резьбой вида M4.
Установка может сочетать в себе как универсальные и английские стандарты, так и универсальные и метрические. Однако сочетание английских и метрических единиц в одном приборе недопустимо – чтобы устранить разницу, необходимо специальное оборудование. Одним из таких приспособлений в Thorlabs служат резьбовые адаптеры.
Универсальные детали крепятся к другим частям с помощью шурупов
В универсальных креплениях нет резьбовых отверстий. Сразу же возникает вопрос: как присоединить универсальное крепление к болту с дюймовой и метрической резьбой, если продукция выпускается только в одном варианте: либо с размерами резьбы вида 8-32, либо M4? Этот установочный шуруп легко устанавливается с помощью 5/64 » или 2-х миллиметрового штыревого ключа (либо шестигранным ключом) для резьбы вида 8-32(M4). Затем через универсальный крепеж можно вставить винт с размерами 8-32(M4) и плотно закрутить его в свободное резьбовое отверстие.
Поскольку универсальные детали предназначены для сборок с использованием болтов с крышками, мы выпускаем как винты с дюймовой, так и с метрической резьбой с каждой деталью.
Детали с дюймовой и метрической резьбой имеют разные единицы измерения длины
Дюймовая и метрическая резьба имеет разные физические размеры. Вернемся к нашим чертежам: длины у шурупов с дюймовой резьбой дискретны: 1 «(25,4 мм), 1,5» (38,1 мм), 2 «(50,8 мм) и более. Однако длина их метрические версий просто различна: 30 мм (1,18 дюйма), 40 мм (1,57 дюйма), 50 мм (1,97 дюйма), и т.д.
Из-за этих различий гораздо популярнее стали дюймовые детали с размерами в дюймах, и метрические детали с метрическими параметрами, даже если элементы универсальны. Например, базовые держатели BA2 и BA2/M от Thorlabs включают в себя противоточные фильтры, которые можно считать универсальными, поскольку счетчики в них не резьбовые. Однако отверстия и пазы основания BA2 (в дюймах) расположены так, чтобы точно совпадать с матрицей с резьбовым отверстием на макете с дюймовыми размерами, а отверстия и пазы базы BA2/M (метрика) точно совпадают с матрицей резьбовых отверстий на макете с метрическими размерами.
Кроме того, внешние габариты BA2 составляют 2 «x 3» x 3/8 «(50,8 x 76,2 мм x 9,5 мм), а внешние размеры BA2/M — 50 мм x 75 мм x 10 мм (1,97 «х 2,95» х 0,39 «). Эти небольшие различия означают, что несколько баз BA2 (или BA2/M) могут быть размещены физически на дюймовые (или метрические) оптические столы, при этом свободных отверстий не останется.
Наименования деталей
Иногда возникают ситуации, когда ключевыми различиями между частями в одном и том же семействе являются их механические размеры. Тогда название детали тоже может меняться в дюймовой и метрической версии для удобства и удобочитаемости. Например, 1-й винт TR1 называется TR1, винт 1.5″ называется TR1.5, в то время как 2-позиционный TR назван TR2. Число после префикса TR указывает длину элемента (в английских единицах измерения).
Теперь рассмотрим метрические обозначения: 30-миллиметровый называется TR30/M, 40-миллиметровый — TR40/M, 50-миллиметровый называется TR50/M. Здесь дополнительная цифра в названии позволяет обозначать их единицами их натуральной длины, то есть TR30/M имеет на один знак больше, чем TR1. Однако это не означает, что винт TR30/M в тридцать раз больше!
Главная цель при подготовке технической документации изделий это лаконичность и практичность. Поэтому в позиционном номере иногда опускается одна цифра, это касается метрических деталей. Вместо этого используется добавка /M, чтобы знать является ли эта часть метрической. Например, рассмотрите наши алюминиевые плиты.
MB1012 – это макет с дюймовой резьбой шириной 10 «x 12 дюймов (с отверстиями 1/4» -20 с отверстиями на расстоянии 1 дюйм), а MB1560/M – метрическая, габариты — 15 см x 60 см (с отверстиями M6 с резьбой на расстоянии 25 мм).
Обе эти части имеют четыре цифры в своих номерах, но один дан в дюймах, а другой – в миллиметрах.
Дюймовые и миллиметровые детали с одинаковыми оптическими размерами
Зачастую считается, что метрическая версия крепления предназначена для оптики с метрическими конструктивными элементами. Например, имеются два варианта элемента LMR1 для оптики Ø1” : LMR1, имеющее крепежное отверстие с резьбой 8-32 и LMR1/M, имеющее крепежное резьбовое отверстие M4. Может показаться, что LMR1 предназначен для оптики Ø1 «(Ø25,4 мм) и что LMR1/M предназначен для оптики Ø25,0 мм. Но фактически оба элемента предназначены для оптики Ø25,4 мм (вдобавок в креплении использовано одно и то же удерживающее кольцо SM1RR).
Остановимся на этом моменте и рассмотрим примеры ближе. Во-первых, LMR1/M по своим габаритам вполне подходит для оптики Ø1 «, поэтому размещение крепления в оптике диаметра до 1 мм не вызовет трудностей. Однако центрировка LMR1/M в оптике Ø25.0 мм потребует значительных допусков. Точность прибора снизится, а потому такой вариант неудобен при решении задач, где необходим объектив.
На некоторых рисунках на веб-сайте Thorlabs могут быть опущены замечания, что дюймовые и метрические части имеют одинаковый размер отверстия. Такое происходит вследствие округления.
Отверстия с SM-резьбой не отличаются в метрических и дюймовых частях установки
Корпорация Thorlabs разработала семейство локальных стандартов резьбы для общих оптических диаметров, обозначенных префиксом SM. Эти резьбы обеспечивают удобный способ центрирования, закрепления и позиционирования оптики в их креплениях. Thorlabs активно использует стандарты SM во всей оптико-механической линейке продуктов, а потому вы можете быть уверены, что части, которые вы покупаете, полностью совместимы механически. Список общих префиксов SM и связанных с ними оптических диаметров показан в таблице 1.
В оптических креплениях суффикс /M относится только к резьбовым установочным отверстиям. Иными словами, когда Thorlabs обозначает продукт с SM-резьбой как дюймовый или метрический, отверстие с SM-резьбой в обеих версиях не отличается.
На инженерных чертежах вначале содержатся сведения о проектировании
Thorlabs предоставляет конструкторские чертежи практически всех частей продукта в форматах PDF и DXF, большинство элементов даже представлены в 3D, открыть которые можно в программах SolidWorks, eDrawing и Step. На чертеже PDF и DXF нанесены все размерности, отражены важные физические характеристики каждого элемента (например, соединительные отверстия, метрические идентификационные метки и некоторые особенности конструкции – например, стопорные винты и стопорные кольца), являются основой для эскизов, иллюстрации которых есть в инструкции. Вся эта информация есть и на веб-сайте компании Thorlabs.
Измерения на каждом чертеже приведены в обеих единицах измерения: используется или дюймовая с метрическим эквивалентом в скобках; или метрическая с дюймовым эквивалентом. Элементы, перечисленные первыми, являются конструктивными единицами. Согласно стандартам, приводятся дюймовые измерения с точностью до сотых, а метрические – с точностью до десятых. Это возникло из-за того, что стандартные допуски оборудования составляют ± 0,005 дюйма (примерно ± 0,1 мм).
Несмотря на то, что измерения в конструктивных единицах детали всегда точны для данных условий, преобразованные измерения могут быть округлены. Например, если точность преобразованного измерения не указана (два знака после запятой для дюймов и один для метрических размеров), то оно округлено. При этом наличие подходящего числа цифр после запятой совсем не гарантирует, что округление не произошло. Thorlabs отказались от практики округления несколько лет назад, но на необновленных версиях она по-прежнему существует. Поэтому, если Вам нужно использовать преобразование измерений, следует проверить эквивалентность самостоятельно, обратившись к базовым конструктивным единицам 1 » эквивалентно 25,4 мм.
Что характеризует резьбовые соединения?
Резьба и нарезка резьбы определяется главным образом основным диаметром ствола и шагом резьбы. В британской номенклатуре винт 1/4 «-20 имеет диаметр 1/4», а шаг — 20 на дюйм (TPI). В метрической номенклатуре винт крышки M4 x 0,7 имеет внутренний диаметр 4 мм, а шаг — 1 на 0,7 мм. Размер вида M4 x 0.7 часто сокращается до M4. Нарезка также определяется допуском резьбы (допустимое отклонение длины), форма резьбы (есть ли скругленные края, либо нарезка острая), угол резьбы, внешний и внутренний диаметр.
Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Thorlabs на территории РФ
Виды и классификация резьбы
При подборе резьбовой пары крайне важно обеспечить совместимость не только по материалу и классу прочности, но и по резьбе, иначе соединение получится ненадежным. Наиболее часто с такой проблемой подбора сталкиваются при ремонте иномарок и американской техники, ведь резьба импортных крепежных изделий отличается от распространенной в России, а замена в таких ответственных конструкциях необходима только на стопроцентный аналог.
Самой первой винтовой резьбой считается механизм, изобретенный Архимедом ориентировочно в 250 г. до н.э. для откачки воды.
Винт Архимеда долгое время применялся и до сих пор применяется для подачи воды, осушения болотистых местностей, транспортировки рыбы в рыбопитомниках; его используют в качестве гребного винта водометного движителя и даже в самой обычной мясорубке.
Но в виде крепежного элемента винтовой механизм появился лишь в XVI столетии, а распространение получил только в XIX веке. В то время винт использовался в строительстве, а также в плотницком и кузнецком ремеслах.
Резьба Уитворта — британская дюймовая резьба
С развитием технического прогресса и, в частности, появлением токарно-винторезного станка Генри Модсли появилась возможность изготовления точной резьбы и возникла необходимость привести крепеж к единообразию, стандартизировать его под различные нужды.
Так, первым в мире государственным стандартом винтовой резьбы стала британская дюймовая резьба.
В 1841 г. в Великобритании инженер Джозеф Уитворт разработал «Систему унифицирования винтовых резьб». Согласно этому стандарту для болтов и винтов определенного размера определялись единые параметры резьбы. А именно:
- угол профиля между соседними сторонами витков равен 55°;
- шаг профиля измеряется количеством витков на один дюйм и определяется диаметром изделия;
- вершины витков и основание впадин закругляются на 1/6 высоты профиля.
Чуть позже система, предложенная Уитвортом, была принята в качестве британского стандарта. Стандарт BSW применялся в машиностроительных и автомобилестроительных отраслях страны более 50 лет. Но по мере развития промышленности понадобилась более мелкая резьба, и в 1908 г. Британской ассоциацией инженерных стандартов был введен стандарт BSF. Такая резьба имеет те же параметры, что резьба Уитворта, только более мелкий шаг, т.е. больше витков на дюйм и более тонкую нить.
Таблица британской дюймовой резьбы Уитворта
| Дюймы | мм | BSW Британская стандартная крупная резьба |
BSF Британская стандартная мелкая резьба |
“G”-цилиндрическая трубная резьба Витворта |
витков на дюйм | Дюймы | мм | Шаг | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ww | DIN ISO 228 | BA | |||||||||
| дюймы | мм | ||||||||||
| 1/16” | 1.588 | 60 | |||||||||
| 3/32” | 2.381 | 48 | G 1/16″ | 7.723 | 28 | ||||||
| 1/8” | 3.175 | 40 | 20 BA | 0.48 | 0.12 | ||||||
| 5/32” | 3.969 | 32 | G 1/8″ | 9.728 | 28 | 19 BA | 0.54 | 0.14 | |||
| 3/16” | 4.762 | 24 | 32 | 18 BA | 0.62 | 0.15 | |||||
| 7/32” | 5.556 | 24 | 28 | G 1/4″ | 13.157 | 19 | 17 BA | 0.70 | 0.17 | ||
| 1/4” | 6.350 | 20 | 26 | 16 BA | 0.79 | 0.19 | |||||
| 9/32” | 7.144 | 26 | G 3/8″ | 16.662 | 19 | 15 BA | 0.90 | 0.21 | |||
| 5/16” | 7.938 | 18 | 22 | 14 BA | 1.00 | 0.23 | |||||
| 3/8” | 9.525 | 16 | 20 | G 1/2″ | 20.955 | 14 | 13 BA | 1.20 | 0.28 | ||
| 7/16” | 11.112 | 14 | 18 | 12 BA | 1.30 | 59.1 | |||||
| 1/2” | 12.700 | 12 | 16 | G 5/8” | 22.911 | 14 | 11 BA | 1.50 | 0.31 | ||
| 9/16” | 14.288 | 12 | 16 | 10 BA | 1.70 | 0.35 | |||||
| 5/8” | 15.875 | 11 | 14 | G 3/4″ | 26.441 | 14 | 9 BA | 1.90 | 0.39 | ||
| 11/16” | 17.462 | 11 | 14 | 8 BA | 2.20 | 0.43 | |||||
| 3/4” | 19.050 | 10 | 12 | G 7/8” | 30.201 | 14 | 7 BA | 2.50 | 0.48 | ||
| 13/16” | 20.638 | 10 | 12 | 6 BA | 2.80 | 0.53 | |||||
| 7/8” | 22.225 | 9 | 11 | G 1″ | 33.249 | 11 | 5 BA | 3.20 | 0.59 | ||
| 15/16” | 23.812 | 9 | 11 | 4 BA | 3.60 | 0.66 | |||||
| 1” | 25.400 | 8 | 10 | G 1 1/8“ | 37.897 | 11 | 3 BA | 4.10 | 0.73 | ||
| 1 1/8” | 28.575 | 7 | 9 | 2 BA | 4.70 | 0.81 | |||||
| 1 1/4” | 31.750 | 7 | 9 | G 1 1/4″ | 41.910 | 11 | 1 BA | 5.30 | 0.90 | ||
| 1 3/8” | 34.925 | 6 | 8 | 0 BA | 6.00 | 1.00 | |||||
| 1 1/2” | 38.100 | 6 | 8 | G 1 1/2“ | 47.803 | 11 | |||||
| 1 5/8” | 41.275 | 5 | 8 | ||||||||
| 1 3/4“ | 44.450 | 5 | 7 | G 1 3/4″ | 53.746 | 11 | |||||
| 1 7/8“ | 47.625 | 4 1/2 | |||||||||
| 2“ | 50.800 | 4 1/2 | 7 | G 2“ | 59.614 | 11 | |||||
| 2 1/4“ | 57.150 | 4 | 6 | ||||||||
| 2 1/2“ | 63.500 | 4 | 6 | ||||||||
| 1″ = 25.4 мм | |||||||||||
Резьба Селлерса — американская дюймовая резьба
В 1864 г. в США инженер-механик Уильям Селлерс предложил новую единую систему механической резьбы. По сути, он внес поправки в британский стандарт Уитворта: угол профиля он предложил 60°, а резьбу нареза́ть с плоскими основаниями впадин и вершинами витков размером 1/8 шага. Селлерс полагал, что это должно повысить прочность резьбы.
К концу XIX в данная система была принята в качестве государственного американского стандарта. И, как в случае с британской резьбой, появилась американская дюймовая резьба с мелким, а также и ультрамелким шагом.
Унифицированные дюймовые резьбы стандарта UN широко распространены в Америке и Канаде, где действует дюймовая система измерений. Именно такая резьба применяется практически во всей технике американских фирм, даже если производство расположено в других странах.
| Дюймы | Миллиметры |
| 1/8 | 3,175 |
| 3/16 | 4,762 |
| 1/4 | 6,35 |
| 5/16 | 7,938 |
| 3/8 | 9,525 |
| 1/2 | 12,7 |
| 5/8 | 15,875 |
| 3/4 | 19,05 |
| 7/8 | 22,225 |
| 1 | 25,4 |
| 1 1/4 | 31,75 |
| 1 1/2 | 38,1 |
| 1 3/4 | 44,45 |
| 2 | 50,8 |
| 2 1/4 | 57,15 |
| 2 1/2 | 63,5 |
| 2 3/4 | 69,85 |
| 3 | 76,2 |
| 3 1/4 | 82,55 |
| 3 1/2 | 88,9 |
| 4 | 101,6 |
| 4 1/2 | 114,3 |
| 5 | 127 |
| 5 1/2 | 139,7 |
| 6 | 152,4 |
| 6 1/2 | 165,1 |
| 7 | 177,8 |
| 7 1/2 | 190,5 |
| 8 | 203,2 |
| 8 1/2 | 215,9 |
| 9 | 228,6 |
| 9 1/2 | 241,3 |
| 10 | 254 |
| Без учёта допуска на длину |
Таблица американской дюймовой резьбы Селлерса
| Описание резьбы | Витков на 1 дюйм | Описание резьбы | Витков на 1 дюйм | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Дюймы | мм | UNC Американская стандартная крупная резьба |
UNF Американская стандартная мелкая резьба |
UNEF Американская очень мелкая резьба |
Дюймы | мм | NPT стандартная трубная резьба |
|
| No. 0 | 1.524 | 80 | ||||||
| No. 1 | 1.854 | 64 | 72 | 1/16″ | 7.895 | 27 | ||
| No. 2 | 2.184 | 56 | 64 | |||||
| No. 3 | 2.515 | 48 | 56 | 1/8″ | 10.242 | 27 | ||
| No. 4 | 2.845 | 40 | 48 | |||||
| No. 5 | 3.175 | 40 | 44 | 1/4″ | 13.616 | 18 | ||
| No. 6 | 3.505 | 32 | 40 | |||||
| No. 8 | 4.166 | 32 | 36 | 3/8″ | 17.055 | 18 | ||
| No. 10 | 4.826 | 24 | 32 | |||||
| No. 12 | 5.486 | 24 | 28 | 32 | 1/2″ | 21.223 | 14 | |
| 1/4″ | 6.350 | 20 | 28 | 32 | ||||
| 5/16″ | 7.938 | 18 | 24 | 32 | 3/4″ | 26.568 | 14 | |
| 3/8″ | 9.525 | 16 | 24 | 32 | ||||
| 7/16″ | 11.112 | 14 | 20 | 28 | 1″ | 33.228 | 11 1/2 | |
| 1/2″ | 12.700 | 13 | 20 | 28 | ||||
| 9/16″ | 14.288 | 12 | 18 | 24 | 1 1/4″ | 41.985 | 11 1/2 | |
| 5/8″ | 15.875 | 11 | 18 | 24 | ||||
| 11/16″ | 17.462 | 24 | 1 1/2″ | 48.054 | 11 1/2 | |||
| 3/4″ | 19.050 | 10 | 16 | 20 | ||||
| 13/16″ | 20.638 | 20 | 2″ | 60.092 | 11 1/2 | |||
| 7/8″ | 22.225 | 9 | 14 | 20 | ||||
| 15/16″ | 23.812 | 20 | ||||||
| 1″ | 25.400 | 8 | 12 (14 UNS) | 20 | ||||
| 1 1/8″ | 28.575 | 7 | 12 | 18 | ||||
| 1 1/4″ | 31.750 | 7 | 12 | 18 | ||||
| 1 3/8″ | 34.925 | 6 | 12 | 18 | ||||
| 1 1/2″ | 38.100 | 6 | 12 | 18 | ||||
| 1 9/16″ | 39.688 | 18 | ||||||
| 1 5/8″ | 41.275 | 18 | ||||||
| 1 3/4″ | 44.450 | 5 | 16 | |||||
| 2″ | 50.800 | 4 1/2 | 16 | |||||
| 2 1/4″ | 57.150 | 4 1/2 | ||||||
| 2 1/2″ | 63.500 | 4 | ||||||
| в 1 дюйме = 25.4 мм | ||||||||
Метрическая резьба
В 1898 г. Международный Конгресс по стандартизации резьбы в Цюрихе определил новые международные стандарты метрической резьбы на основе резьбы Селлерса, но с метрическими размерами.
Стандартная система метрической резьбы, разработанная Международной организацией по стандартизации (ISO), была принята в 1964 году. Она получила распространение в странах, использующих метрическую систему мер. Оптимальная метрическая система крепежных изделий, предложенная Институтом промышленных крепежных изделий в 1971 г. как усовершенствованный вариант стандарта ISO, легла в основу системы Американского национального института стандартов (ANSI/ISO), и на сегодняшний день считается общепринятым метрическим международным стандартом.
Различия метрической и дюймовой резьбы
Метрическая и дюймовая резьбы различаются количеством витков на резьбовом шаге и разным углом наклона при вершине. Из-за разницы профилей герметично соединить детали с метрической и дюймовой резьбой невозможно.
Виды резьб
По назначению резьбы бывают крепежными – для соединения деталей – и ходовыми – для преобразования вращательных движений в возвратно-поступательные.
По профилю: треугольными, трапецеидальными, прямоугольными, круглыми.
По форме поверхности: цилиндрическими и коническими.
По расположению на поверхности: наружными и внутренними.
Чем отличается метрическая резьба от дюймовой
Дата публикации: 22.09.2021
Прочтение: 6 мин.
Просмотров: 38882
Резьбовые соединения широко используются в строительстве, при сборке машин и механизмов, в станкостроении и других областях деятельности. Резьба делится на два типа — метрическую и дюймовую. В Российской Федерации и странах СНГ больше распространен метрический тип резьбы. В Великобритании, США и других странах параметры крепежа преимущественно измеряются в дюймах.
Метрическая резьба имеет несколько отличий от дюймовой. Это следует учитывать при выборе крепежа. Выполнить правильное соединение из деталей с резьбой разного вида будет невозможно.
Основные отличия резьб
Разница между крепежом с витками разного типа определяется несколькими параметрами:
- Диаметр. Может быть внешним и внутренним. Представляет собой расстояние между двумя гребнями или углублениями, расположенными на стержне друг напротив друга. У дюймовой резьбы диаметр измеряется в дюймах, метрической — в миллиметрах;
- Шаг. Для метрической системы этот показатель определяется как расстояние между рядом стоящими гребнями или канавками. У дюймовой — это количество нитей на 1 дюйм болта;
- Профиль. В соответствии с ГОСТ 6357-81 и 6211-81 гребень выполнен в форме треугольника. Его верхний угол у метрической системы составляет 60 градусов, у дюймовой 55 или 60.
Эти отличительные особенности резьб делают невозможным соединение деталей с разными показателями.
ВАЖНО: Дюймовая резьба дополнительно делится на крепежную и трубную. Первую используют при сборке узлов и механизмов, а вторую при монтаже трубопроводов различного диаметра.
Конфигурация резьбы
В зависимости от формы изделия резьба может быть сделана в двух исполнениях:
- Коническая. Диаметр нарезки изменяется к краю заготовки. Такая конфигурация позволяет сделать плотное соединение, устойчивое к нагрузкам механического типа. Часто таким образом выполняют нарезку на трубах разного диаметра;
- Цилиндрическая. Размер не меняется на протяжении всего стержня. Такой вид более распространен на крепежных элементах.
ВАЖНО: Согласно международным стандартам производители нарезают внутреннюю и наружную резьбу разных размеров. При этом применяют специальные таблицы.
Измерение резьбы
Для определения типа и измерения резьбы болта применяют специализированные инструменты. Это калибры, резьбомеры, штангенциркули и т.д. Не имея под рукой приспособлений, можно определить параметры опытным путем. Для этого потребуется наличие гайки с заведомо известными размерами.
Для измерения из двух деталей выполняют соединение. Если гайка накручивается без усилий по всей длине болта, значит, их параметры соответствуют. Если метиз накручивается с усилием, или соединение неплотное, значит, у деталей разные размеры. Потребуется подбор другой гайки.
Шаг метрической и дюймовой резьб измеряется по разному. В первом случае это расстояние между соседними вершинами, во втором — количество нитей приходящихся на один дюйм детали.
Для работы используют соответствующие таблицы. С их помощью удается быстро определить соответствие размеров резьб.
Нарезку выполняют двумя способами — механизированным и вручную. В первом случае работы проводят на токарном станке. Вручную нарезку выполняют специальными приспособлениями. Механизированный способ предполагает получение изделий с более высоким классом точности.
Метрический и дюймовый крепеж – это крепеж, который распространен на территории Великобритании и Америки, а так же стран содружественных с ними. Дюймовый крепеж имеет отличительный внешний вид (от метрического) за счет шага резьбы (UNC и UNF), мерой длины является – дюйм, а угол при вершине 55° или 60°. Метрический крепеж имеет более широкую сферу производства, измеряется в миллиметрах и имеет угол при вершине только 60°.
Резьбы по системе мер делятся на метрическую и дюймовую. Метрическая и дюймовая резьба применяется в резьбовых соединениях и винтовых передачах. Резьбовыми называют разъемные соединения, выполняемые с помощью резьбовых крепежных деталей – болтов, винтов, гаек, шпилек или резьбы, непосредственно нанесенной на соединяемые детали.
Метрическая резьба (рис. 1)
Имеет в профиле вид равностороннего треугольника с углом при вершине, равном 60°. Вершины выступов сопрягающихся винта и гайки срезаны. Характеризуется метрическая резьба диаметром винта в миллиметрах и шагом резьбы в миллиметрах. Метрическую резьбу выполняют с крупным и мелким шагом. За основную принята резьба с крупным шагом. Мелкую резьбу применяют для регулировки, для свинчивания тонкостенных, а также динамически нагруженных деталей. Метрическую резьбу с крупным шагом обозначают буквой М и числом, выражающим номинальный диаметр в миллиметрах, например М20. Для мелкой метрической резьбы дополнительно указывают шаг, например М20х1,5.
Дюймовая резьба (рис. 2)
Дюймовая резьба (рис. 2) имеет в профиле такой же вид, как метрическая резьба, но у нее угол при вершине равен 55° (резьба Витворта — британский стандарт BSW (Ww) и BSF), угол при вершине равен 60° (американский стандарт UNC и UNF). Hаpужный диаметp pезьбы измеpяется в дюймах (1″ = 25,4мм) — штpихи («) обозначают дюйм. Характеризуется эта резьба числом ниток на один дюйм. Дюймовую американскую резьбу выполняют с крупным (UNC) и мелким (UNF) шагом.
Дюймовая нарезка делится на крепежные и трубные типы, бывает цилиндрическая, конусная, и характеризуется такими показателями:
- наружным диаметром;
- внутренним диаметром;
- шагом;
- областью расположения;
- профилем поверхности;
- направлением сечения;
- высотой профиля;
- количеством заходов.
- и другим.
Точность и поле допуска метрической резьбы
| Класс точности | Поле допуска для резьбы | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| наружной: болт, винт, шпилька | внутренней: гайка | ||||||
| Точный | 4g | 4h | 4H | 5H | |||
| Средний | 6d | 6e | 6f | 6g | 6h | 6G | 6H |
| Грубый | 8g | 8h | 7G | 7H | |||
Таблица размеров крепежных изделий для американской дюймовой машиностроительной резьбы UNC с крупным шагом (угол профиля 60 градусов)
| Размер в дюймах | Размер в мм | Шаг ниток / дюйм |
|---|---|---|
| UNC № 1 | 1.854 | 64 |
| UNC № 2 | 2.184 | 56 |
| UNC № 3 | 2.515 | 48 |
| UNC № 4 | 2.845 | 40 |
| UNC № 5 | 3.175 | 40 |
| UNC № 6 | 3.505 | 32 |
| UNC № 8 | 4.166 | 32 |
| UNC № 10 | 4.826 | 24 |
| UNC № 12 | 5.486 | 24 |
| UNC 1/4 | 6.35 | 20 |
| UNC 5/16 | 7.938 | 18 |
| UNC 3/8 | 9.525 | 16 |
| UNC 7/16 | 11.11 | 14 |
| UNC 1/2 | 12.7 | 13 |
| UNC 9/16 | 14.29 | 12 |
| UNC 5/8 | 15.88 | 11 |
| UNC 3/4 | 19.05 | 10 |
| UNC 7/8 | 22.23 | 9 |
| UNC 1″ | 25.4 | 8 |
| UNC 1 1/8 | 28.58 | 7 |
| UNC 1 1/4 | 31.75 | 7 |
| UNC 1 1/2 | 34.93 | 6 |
| UNC 1 3/8 | 38.1 | 6 |
| UNC 1 3/4 | 44.45 | 5 |
| UNC 2″ | 50.8 | 4 1/2 |
Резьба может быть внутренней и наружной
- На болтах, шпильках, винтах, штифтах и на разных других цилиндрических деталях нарезают наружную резьбу;
- В фасонных частях, гайках, во фланцах, в пробках, деталях машин и металлических конструкциях нарезают внутреннюю резьбу.
Основные элементы резьб:
- шаг резьбы — расстояние между вершинами или основаниями двух соседних витков;
- глубина резьбы — расстояние от вершины резьбы до ее основания;
- угол профиля резьбы — угол, заключенный между боковыми сторонами профиля в плоскости оси;
- наружный диаметр — наибольший диаметр резьбы болта, измеряемый по вершине резьбы перпендикулярно к оси резьбы;
- внутренний диаметр — расстояние, равное диаметру цилиндра, на которой навернута нитка резьбы.
Чем отличается метрическая резьба от трубной, понятия, виды, характеристики
На вопрос, чем отличается метрическая резьба от трубной, можно ответить, что разница заключается в двух определениях. Первое – это отличие в счёте витков (в метрической счёт осуществляется в миллиметрах, у трубной – в дюймах). Второе отличие связано с иным градусом вершины витков: на русской это 55, в европейской — 60°.
С чем связаны такие отличия, почему одна считается советской, вторая – европейской, особенности работ и сертифицирующие их стандарты. Всё это мы рассмотрим и проанализируем чуть ниже.
Для чего это важно знать
Каждый автовладелец, который занимается ремонтом авто своими руками, хоть раз, но сталкивался с ситуацией, когда гайка одинакового размера не заворачивается на подходящий по диаметру болт. Причина скрывается в том, что резьба, нанесённая на «проблемную» деталь, отличается от той, которая нарезана на накручиваемом изделии.
Это подтверждает то, что резьба на них отличается друг от друга. Поэтому для беспроблемного закручивания вам понадобится подобрать винт или гайку с одинаковой нарезкой.
Определение использующихся терминов
В данном обзоре используется несколько специфических понятий, разобраться с которыми без дополнительных разъяснений будет проблематично. С целью избежать ошибочных самостоятельных «домысливаний» приводим перечень и расшифровку используемых определений:
- Диаметр резьбы – диаметр металлической поверхности (стержня, трубы, шпильки), на которой нарезаются витки резьбы. Сокращённая аббревиатура – d.
- Шаг резьбы – расстояние между центральной частью наружной стороны двух соседних витков относительно противоположному профилю. Для сокращённого обозначения этого термина в схемах используется английская буква «P».
- Ход резьбы (Ph) – значение относительного осевого перемещения заготовки с резьбовым шагом за один виток (360°). Существует 2 разных понятия: однозаходная и многозаходная резьба. Первая получается в результате смещения одного профиля, ход её равен величине заданного шага. Изготовленная движение двух и более нарезающих элементов называется многозаходной. Используется она при сборке высокоточного оборудования (например, электротехнике, радиоэлектронике). Одновременная нарезка нескольких спиралей гарантирует более точное позиционирование присоединяемых элементов относительно друг друга при их смещении относительно друг друга.
Полезно! Визуально отличить многозаходную от однозаходной можно посчитав количество витков на торцевой части элемента.
- Наружный (номинальный) диаметр d (D) – диаметр воображаемых цилиндров, описанных вокруг вершины, применяющейся с ней вместе резьбы. В большинстве случаев именно это значение является определяющим и характеризует условную величину данной резьбы.
- Средний диаметр d2 (D2) – воображаемый диаметр цилиндра, прямая которого пересекает его центр так, что каждый из отрезков, полученных при перекрещивании с ложбинкой, равен половине стандартного шага.
- Внутренний диаметр d1 (D1) – воображаемый диаметр цилиндра, который вписан в центральную часть ложбинки резьбы любого вида (наружной или внутренней).
Подробнее об отличиях
Разберём вопрос, чем отличается метрическая резьба от трубной, на более подробных примерах. Это позволит максимально точно разобраться с нюансами и понять существующие отличительные характеристики.
Угол наклона
Основное отличие между этими видами нарезки заключается в резьбовом гребне и впадинах, точнее, в их форме. Метрическая резьба выполнена в виде равностороннего треугольника. Это особенность объясняет то, что наклон всех угловых размеров здесь составляет строго 60°. В дюймовых трубах значение углового размера равно 55°.
Миллиметры и дюймы
Другой особенностью метрической нарезки является размерная привязанность. В ней используется российская мерка – миллиметр. В европейской разновидности исчисление ведётся в британских дюймах.
Элементы, на которые нанесена метрическая форма резьбы обозначаются буквой «М». Располагаются они в диапазонах от 1 до 600 мм. В свою очередь, шаг их варьируется в интервале от 0,25 до 6 мм.
Важно! В трубах с дюймовой резьбой шаг резьбы исчисляется количеством витков на 2 дюйм длины нарезки.
Для трубной резьбы свойствен наружный диаметр, равный одному дюйму – 33,24 мм с делением на десятые доли:
- Одна вторая или полдюйма.
- Две трети дюйма.
- Три четверти дюйма.
- Дюймовка.
Вышеупомянутые наименования представлены в виде популярного разговорного наименования. Каждое из них обозначает конкретный размер, который рассчитывается исходя из соотношения с одной единицей (дюймом). Например, «одна вторая» или «пол дюйма» обозначает 21,3 мм и так далее.
Для полного ознакомления соотношения диаметра и резьбы дюймовых и миллиметровых труб приводим сравнительную таблицу. Воспользовавшись её содержанием, вы сможете самостоятельно определить размер резьбы, шага и номинального значения наружного, среднего и внутреннего диаметра.
Важно! Значения, характеризующие «Длину резьбы» и «Диаметр резьбы в основной плоскости» указаны в миллиметрах.
Толщина стенок
Кроме этого размер трубной нарезки определяется в зависимости с толщиной стенок изделия (за исключением полнотелых болтов и шпилек). Величины могут отличаться исходя из того, для каких целей предназначены те или иные трубы (основным критерием здесь является рабочее давление внутри трубопровода).
Читайте также:
Как выбрать диаметр водопроводной трубы для частного дома
В редких случаях нарезки мелкого шага, полученные изделия используются в тонких работах (например, в сборке измерительного инструмента). Классический средний шаг – для соединения элементов, подвергающихся постоянной вибрации (детали автомобилей). Крупная метрическая резьба применяется в строительных работах, при сопряжении крупногабаритных несущих элементов.
Важно! Из-за того, что каждый вид резьбы имеет собственные величины верхнего угла, совместить их друг с другом напрямую невозможно. Для соединения используют специальные переходные муфты.
Метрическая резьба
Как уже упоминалось, метрическая резьба обозначается буквой «М». Кроме вышеупомянутой буквы в наименовании элемента могут присутствовать и другие сокращённые аббревиатуры. В качестве примера рассмотрим несколько наглядных примеров сокращений:
- М 20 х 1,5 – резьба метрическая цилиндрического типа со стержнем диаметром 20 мм и шагом резьбы 1,5 мм.
- М 20 х Ph3P1,5 – резьба метрическая цилиндрического типа со стержнем диаметром 20 мм, двухзаходная с шагом резьбы 1,5 мм.
- M 20 x 1,5-LH – резьба метрическая цилиндрического типа со стержнем диаметром 20 мм и шагом резьбы 1,5 мм, левая.
- МК 20 х 1,5 – резьба метрическая конического типа со стержнем диаметром 20 мм и шагом резьбы 1,5 мм.
Метрическая коническая
Данный тип соединений применяется для максимальной герметичности и стопора резьбы без применения вспомогательных уплотнительных элементов. Основное отличие заключается в конусообразной форме нарезки. Это способствует тому, что по мере накручивания соединяемых элементов нарастает плотность соединения и увеличивается показатель герметичности.
Классификация конической метрической резьбы осуществляется по внешним признакам. Различают всего 2 вида:
- Внутреннюю.
- Наружную.
Как уже упоминалось в примерах, представленных чуть ранее, маркировка осуществляется посредством использования первой буквы «М», обозначающей общую принадлежность к резьбовым типам соединений и аббревиатурой «К» — означающей «коническая». В совокупности получается «МК» с последующей записью размерных характеристик (диаметр стержня и шаг резьбы).
Читайте также:
Как правильно выбрать крепления для различных труб к стенам
Цилиндрическая
В быту встретить метрическую цилиндрическую резьбу практически невозможно. Используется она там, где необходима максимальная усталостная прочность и жаропрочность.
Полезно! Прочность – свойство материалов оказывать сопротивление разрушительным процессам под продолжительным воздействием напряжения. Жаропрочность – свойство материалов функционировать под воздействием повышенной температуры без каких-либо разрушительных или деформационных процессов.
В связи с такими высокими эксплуатационными показателями изделия с цилиндрической метрической резьбой используются в тяжелой промышленности, аэрокосмической отрасли. Достижение таких результатов осуществляется благодаря тому, что резьбовой впадине на наружной нарезке придаётся увеличенное значение радиуса.
Интересно! Для изделий с внутренней резьбой MJ присуща совместимость с классической нарезкой типа М. возможно это при верном соотношении шага и диаметра заготовок.
Государственные стандарты, сертификация
Описание профиля, основных размеров и допусков конической резьбы и допусков для внутренних трубных цилиндрических соединений с совокупностью наружных конических регламентируются ГОСТ 6211-81. Нормативы, касающиеся взаимозаменяемости описаны в ГОСТ 6357-81.
Нормы взаимозаменяемости для метрической конической резьбы прописаны в ГОСТ 5229-82. В свою очередь основные нормы взаимозаменяемости, касающиеся диаметра и шага резьбовых соединений, регламентируются государственным стандартом 8724-2002.
Как определить тип резьбы
Необходимость определения нарезанной резьбы возникает при подборе детали, которую нужно присоединить к существующему резьбовому соединению. Сделать это возможно несколькими способами.
Резьбомер
Это специальное приспособление, предназначенное для определения шага нарезанной резьбы. Устройство инструмента построено по принципу корпуса, к которому присоединено несколько щупов (тонкие пластины с гребёнкой). Форма каждой из них схожа с конкретным размером нарезанного шага.
Существует несколько типов резьбомеров:
- Метрические. Используются для измерения шага резьбы изделий с метрическим типом нарезки. Применимы к соответствующим диаметрам: от 1 до 600 мм. В устройстве имеется 20 разных пластин, позволяющих самостоятельно вычислять шаг резьбы в интервале от 0,4 до 7 мм. Маркировка метрических резьбомеров осуществляется нанесение буквы «М» на корпус и упаковку.
- Дюймовые. Используются для определения резьбы, нарезанной на металлических трубах и сопрягаемых с ними элементах. Для определения шага резьбы соответствующего характера применяется расчёт количества витков, приходящихся на один дюйм нарезки. В комплект такого инструмента входит 17 измерительных пластин с разным количеством витков (от 1 до 28). Обозначается аббревиатурой «Д55».
- Универсальные. Их название говорит само за себя – такие приспособления используются для определения резьбы в обоих случаях. Такой инструмент является наиболее востребованным, так как позволяет работать со всеми типами резьбовых соединений.
Важно! Перед началом работ с резьбомером вам понадобится измерить диаметр изделия штангенциркулем.
Другие способы
Получить точное значение можно и другими способами. Конкретная методика подбирается в зависимости от вида искомого значения (внутренняя или наружная резьба), а также имеющихся подручных средств и приспособлений. В зависимости от выбранной методики, для этого может понадобиться штангенциркуль дюймовой разметкой, металлическая линейка, чистая бумага, маркер или иные приспособления.
Полезно! Ещё одним способом является использование стандартных таблиц. Однако недостатком такой методики является необходимость проведения максимально точного замера (до десятых долей миллиметра).
Читайте также:
Основные способы, как нарезать резьбу на трубе и чем они отличаются
Заключение
Мы разобрались с основными отличиями трубной резьбы от метрической. Сравнили их технические и эксплуатационные особенности, разобрались с используемыми в технической документации понятиями, сокращёнными аббревиатурами. При поверхностном однообразии, существует несколько разновидностей, каждая из которых имеет индивидуальные особенности и несовместима с другими.