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:

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:

** 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.

Таблица соответствия метрических и дюймовых размерностей:

При изготовлении дюймовой резьбы можно применять ручные или автоматизированные технологии. В первом случае используется плашка или метчик, во втором – токарный станок. Чтобы нарезать дюймовую резьбу вручную, требуется выполнить такие работы:

• Заготовка подходящего диаметра закрепляется в тисках. Ее нужно надежно закрепить, чтобы при нарезке она не провернулась.
• Подбирается размер инструмента. Для наружной резьбы это плашка, для внутренней – метчик.
• Снимается фаска, края сглаживаются напильником. Удаляются все заусеницы, а также неровности на заготовке.
• Нарезается непосредственно резьба путем вращения инструмента в правую или левую сторону для получения прямой или обратной резьбы. Это делается аккуратно, без рывков, чтобы не нарушить целостность полученной насечки.

При автоматической нарезке дюймовой резьбы заготовка устанавливается в патроне станка, скорость вращения патрона подбирается из специализированных справочных таблиц. На него ставится специальный резец, с помощью которого специалист нарезает резьбу. По такой технологии нарезаются резьбы с высоким классом точности.

Перед нарезанием внутренней резьбы требуется высверлить отверстие, диаметр которого можно узнать из таблицы:

Для наружной резьбы, рабочий диаметр заготовки должен соответствовать диаметру отверстия под внутреннюю резьбу.

В России дюймовая резьба чаще всего используется для соединения труб, наносится на фитинги из металла или пластика. Она позволяет обеспечить прочное, долговечное герметичное соединение, пригодное выполнения различных задач, например, обеспечения беспрепятственного протекания жидкости по трубопроводам. Она соответствует международным и отечественным стандартам, и ее параметры необходимо указывать в технической документации.