Британский стандарт Витворт ( BSW ) является имперско-блок основанных винтовой резьбы стандарта, разработанный и указанный Joseph Витворт в 1841 году , а затем принята в качестве Британского стандарта . Это был первый в мире национальный стандарт винтовой резьбы и основа для многих других стандартов, таких как BSF , BSP , BSCon и BSCopper .
История [ править ]
Резьба Витворта была первым в мире национальным стандартом винтовой резьбы [1], разработанным и определенным Джозефом Витвортом в 1841 году. До тех пор единственной стандартизацией было то немногое, что было сделано отдельными людьми и компаниями, с внутренними стандартами некоторых компаний. немного распространяясь в своих отраслях. Новый стандарт Уитворта определяет угол резьбы 55 °, глубину резьбы 0,640327 p и радиус 0,137329 p , где p - шаг. Шаг резьбы увеличивается с увеличением диаметра ступенями, указанными на диаграмме.
Система резьбы Витворта позже была принята в качестве британского стандарта, чтобы стать британским стандартом Витворта (BSW). Пример использования нити Уитуорт являются Royal Navy «s Крымской войны канонерок. Это первый пример применения методов массового производства в морской технике , как показывает следующая цитата из некролога из «Таймс» от 24 января 1887 года на сэра Джозефа Уитворта (1803–1887):
Началась Крымская война, и сэр Чарльз Напье потребовал от Адмиралтейства 120 канонерских лодок, каждая с двигателями по 60 лошадиных сил , для кампании 1855 года на Балтике . На выполнение этого требования оставалось всего девяносто дней, и, несмотря на то, что времени было мало, постройка канонерских лодок не представляла затруднений. А вот с двигателями дело обстояло иначе, и Адмиралтейство было в отчаянии. Внезапно, благодаря присущей ему вспышке механического гения, покойный мистер Джон Пенн разрешил трудность и решил ее довольно легко. У него под рукой была пара двигателей точного размера. Он разобрал их и распределил по лучшим механическим цехам.в стране, говоря каждому сделать девяносто наборов, точно во всех отношениях с образцом. Заказы выполнялись с неизменной регулярностью, и он фактически завершил девяносто комплектов двигателей мощностью 60 лошадиных сил за девяносто дней - подвиг, который заставил великие континентальные державы смотреть с удивлением, и который стал возможен только благодаря стандартам Уитворта в измерениях, точности и точности. отделки были к тому времени основательно признаны и зарекомендовали себя по всей стране.
Оригинальный пример типа канонерской лодки двигатель был поднят с затонувшего в СС Xantho по Западной Австралии музей . При разборке оказалось, что все его резьбы относятся к типу Витворта. [2]
С принятием BSW британскими железнодорожными компаниями, многие из которых ранее использовали свои собственные стандарты как для резьбы, так и для профилей головок болтов и гаек, а также с растущей потребностью в стандартизации производственных спецификаций в целом, он стал доминировать в британском производстве.
В США BSW был заменен, когда стальные болты заменили железо [ необходима цитата ] , но все еще использовался для некоторых алюминиевых деталей даже в 1960-х и 1970-х годах, когда метрические стандарты заменили имперские.
Американская унифицированная грубая дробь изначально была основана почти на тех же имперских дробях. Унифицированная резьба под углом 60 ° имеет уплощенные гребни (гребни Уитворта закруглены). От 1 / 4 в до 1 1 / 2 в, шаг резьбы является одинаковой в обеих системахисключениемчто шаг резьбы на 1 / 2 в болта 12 нитей на дюйм (TPI) в BSWсравнении13 TPI в UNC. [ требуется разъяснение ]
Форма темы [ править ]
Форма нити Витворта основана на фундаментальном треугольнике с углом 55 ° на каждой вершине и впадине. Боковые стороны расположены под углом Θ = 27,5 ° перпендикулярно оси. Таким образом, если шаг резьбы равен p , высота основного треугольника H = p / (2tan Θ ) = 0,96049106 p . Однако, верхний и нижний 1 / 6 каждого из этих треугольников отрезан, так что фактическая глубина резьбы (разница между основными и второстепенными диаметров) составляет 2 / 3 этого значения, или ч = р / (3tan Θ ) = 0,64032738 п.. Пики дополнительно уменьшаются путем их округления по дуге окружности 2 × (90 ° - Θ ) = 180 ° - 55 ° = 125 °. Эта дуга имеет высоту e = H sin Θ / 6 = 0,073917569 p (оставляя прямую боковую глубину h - 2 e = 0,49249224 p ) и радиус r = e / (1 - sin Θ ) = 0,13732908 p .
Список размеров резьбы [ править ]
| Большой диаметр | Плотность нити | Шаг резьбы | Малый диаметр | 75% размер сверла для метчика | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (в) | (мм) | (в -1 ) | (мм) | (в) | (мм) | (в) | (мм) |
| 1 ⁄ 16 | 1,588 | 60 | 0,423 | 0,0412 | 1.046 | # 56 | 1.2 |
| 3 ⁄ 32 | 2,381 | 48 | 0,529 | 0,0671 | 1,704 | # 49 | 1.9 |
| 1 ⁄ 8 | 3,175 | 40 | 0,635 | 0,0930 | 2,362 | # 39 | 2,6 |
| 5 ⁄ 32 | 3,969 | 32 | 0,794 | 0,1162 | 2,951 | # 30 | 3,2 |
| 3 ⁄ 16 | 4,763 | 24 | 1.058 | 0,1341 | 3,406 | # 26 | 3,7 |
| 7 ⁄ 32 | 5,556 | 24 | 1.058 | 0,1654 | 4.201 | # 16 | 4.5 |
| 1 ⁄ 4 | 6,350 | 20 | 1,270 | 0,1860 | 4,724 | # 9 | 5.1 |
| 5 ⁄ 16 | 7,938 | 18 | 1,411 | 0,2414 | 6,132 | F | 6,6 |
| 3 ⁄ 8 | 9,525 | 16 | 1,588 | 0,2950 | 7,493 | 5 ⁄ 16 | 8.0 |
| 7 ⁄ 16 | 11,113 | 14 | 1,814 | 0,3460 | 8,788 | U | 9,4 |
| 1 ⁄ 2 | 12,700 | 12 | 2,117 | 0,3933 | 9,990 | 27 ⁄ 64 | 10,7 |
| 9 ⁄ 16 | 14 288 | 12 | 2,117 | 0,4558 | 11,577 | 31 ⁄ 64 | 12,3 |
| 5 ⁄ 8 | 15,875 | 11 | 2,309 | 0,5086 | 12,918 | 17 ⁄ 32 | 13,7 |
| 11 ⁄ 16 | 17,463 | 11 | 2,309 | 0,5711 | 14,506 | 19 ⁄ 32 | 15,2 |
| 3 ⁄ 4 | 19.050 | 10 | 2,540 | 0,6219 | 15,796 | 21 ⁄ 32 | 16,6 |
| 13 ⁄ 16 | 20,638 | 10 | 2,540 | 0,6844 | 17,384 | 23 ⁄ 32 | 18,2 |
| 7 ⁄ 8 | 22,225 | 9 | 2,822 | 0,7327 | 18,611 | 49 ⁄ 64 | 19,5 |
| 15 ⁄ 16 | 23,813 | 9 | 2,822 | 0,7952 | 20,198 | 53 ⁄ 64 | 21,1 |
| 1 | 25 400 | 8 | 3,175 | 0,8399 | 21,333 | 7 ⁄ 8 | 22,3 |
| 1 1 ⁄ 8 | 28,575 | 7 | 3,629 | 0,9420 | 23,927 | 63 ⁄ 64 | 25,1 |
| 1 1 ⁄ 4 | 31,750 | 7 | 3,629 | 1,0670 | 27.102 | 1 7 ⁄ 64 | 28,3 |
| 1 3 ⁄ 8 | 34,925 | 6 | 4,233 | 1,1616 | 29,505 | 1 7 ⁄ 32 | 30,9 |
| 1 1 ⁄ 2 | 38,100 | 6 | 4,233 | 1,2866 | 32,680 | 1 5 ⁄ 16 | 34,0 |
| 1 5 ⁄ 8 | 41 275 | 5 | 5,080 | 1,3689 | 34,770 | 1 7 ⁄ 16 | 36,4 |
| 1 3 ⁄ 4 | 44,450 | 5 | 5,080 | 1,4939 | 37,945 | 1 9 ⁄ 16 | 39,6 |
| 1 7 ⁄ 8 | 47,625 | 4 1 ⁄ 2 | 5,644 | 1,5904 | 40,396 | 1 5 ⁄ 8 | 42,2 |
| 2 | 50 800 | 4 1 ⁄ 2 | 5,644 | 1,7154 | 43 571 | 1 3 ⁄ 4 | 45,4 |
| 2 1 ⁄ 8 | 53,975 | 4 1 ⁄ 2 | 5,644 | 1,8404 | 46,746 | 1 7 ⁄ 8 | 48,6 |
| 2 1 ⁄ 4 | 57,150 | 4 | 6,350 | 1,9298 | 49,017 | 2 | 51,1 |
| 2 3 ⁄ 8 | 60,325 | 4 | 6,350 | 2,0548 | 52,192 | 2 1 ⁄ 8 | 54,2 |
| 2 1 ⁄ 2 | 63 500 | 4 | 6,350 | 2,1798 | 55,367 | 2 1 ⁄ 4 | 57,4 |
| 2 5 ⁄ 8 | 66,675 | 4 | 6,350 | 2.3048 | 58,542 | 2 3 ⁄ 8 | 60,6 |
| 2 3 ⁄ 4 | 69,850 | 3 1 ⁄ 2 | 7,257 | 2,3841 | 60,556 | 2 1 ⁄ 2 | 62,9 |
| 2 7 ⁄ 8 | 73,025 | 3 1 ⁄ 2 | 7,257 | 2,5091 | 63,731 | 2 5 ⁄ 8 | 66,1 |
| 3 | 76.200 | 3 1 ⁄ 2 | 7,257 | 2,6341 | 66,906 | 2 3 ⁄ 4 | 69,2 |
| 3 1 ⁄ 4 | 82,550 | 3 1 ⁄ 4 | 7,815 | 2,8560 | 72,542 | 3 | 75,0 |
| 3 1 ⁄ 2 | 88,900 | 3 1 ⁄ 4 | 7,815 | 3,1060 | 78,892 | 3 1 ⁄ 4 | 81,4 |
| 3 3 ⁄ 4 | 95 250 | 3 | 8,467 | 3,3231 | 84,407 | 3 3 ⁄ 8 | 87,1 |
| 4 | 101,600 | 3 | 8,467 | 3,5731 | 90,757 | 3 5 ⁄ 8 | 93,5 |
| 4 1 ⁄ 4 | 107,950 | 2 7 ⁄ 8 | 8,835 | 3,8046 | 96,637 | 3 7 ⁄ 8 | 99,5 |
| 4 1 ⁄ 2 | 114,300 | 2 7 ⁄ 8 | 8,835 | 4,0546 | 102,987 | 4 1 ⁄ 8 | 105,8 |
| 4 3 ⁄ 4 | 120,650 | 2 3 ⁄ 4 | 9 236 | 4,2843 | 108,821 | 4 3 ⁄ 8 | 111,8 |
| 5 | 127 000 | 2 3 ⁄ 4 | 9 236 | 4,5343 | 115,171 | 4 5 ⁄ 8 | 118,1 |
| 5 1 ⁄ 4 | 133,350 | 2 5 ⁄ 8 | 9,676 | 4,7621 | 120,957 | 4 7 ⁄ 8 | 124,1 |
| 5 1 ⁄ 2 | 139,700 | 2 5 ⁄ 8 | 9,676 | 5,0121 | 127,307 | 5 1 ⁄ 8 | 130,4 |
| 5 3 ⁄ 4 | 146,050 | 2 1 ⁄ 2 | 10,160 | 5,2377 | 133,038 | 5 3 ⁄ 8 | 136,3 |
| 6 | 152 400 | 2 1 ⁄ 2 | 10,160 | 5,4877 | 139,388 | 5 5 ⁄ 8 | 142,6 |
Размер гаечного ключа [ править ]
Для упрощения в этом разделе термин «шестигранник» используется для обозначения головки болта или гайки.
Маркировка гаечных ключей Whitworth и BSF относится к диаметру болта, а не к расстоянию между плоскостями шестигранника (A / F), как в других стандартах. Путаница может возникнуть из-за того, что каждый шестиугольник Уитворта изначально был на один размер больше, чем у соответствующей застежки BSF. Это приводит к случа х, когда, например, гаечный ключ , помеченных 7 / 16 BSF имеет такой же размер , как один отмечен 3 / 8 Вт . В обоих случаях ширина губки гаечного ключа 0,710 дюйма, ширина по плоскости шестигранника одинакова.
В некоторых отраслях промышленности использовались крепежные элементы Whitworth с меньшим шестигранником (идентичным BSF с таким же диаметром болта) под обозначением «AutoWhit» или Auto-Whit [ необходима цитата ] [6], и эта серия была официально оформлена Британской ассоциацией инженерных стандартов в 1929 в качестве стандартного № 193, с «оригинальной» серией № 190 и серией BSF № 191. [7]
Во время Второй мировой войны шестиугольник меньшего размера получил более широкое распространение для экономии металла [8], и это использование сохранилось и после этого. Таким образом, сегодня общее встретить шестиугольник Витворт , который не соответствует номинально правильному ключу и после предыдущего примера, более современный гаечный ключ может быть отмечен 7 / 16 BS , чтобы указать , что они имеют размер челюсти 0.710 в и предназначен для принять либо (позже) 7 / 16 BSW или 7 / 16 BSF шестиугольник. [9] [10] [11]
Крепеж Whitworth с шестигранниками большего размера по BS 190 в настоящее время часто называют «довоенным» размером, хотя это не совсем правильно.
Список размеров шестигранной головки [ править ]
| Размер | BS 190 | BS 1083 | DIN | ||
|---|---|---|---|---|---|
| (в) | (в) | (мм) | (в) | (мм) | (мм) |
| 1 / 8 | 0,338 | 8,6 | - | - | - |
| 3 / 16 | 0,445 | 11,3 | - | - | - |
| 1 / 4 | 0,525 | 13,3 | 0,445 | 11,3 | 11 |
| 5 / 16 | 0,600 | 15,2 | 0,525 | 13,3 | 14 |
| 3 / 8 | 0,710 | 18.0 | 0,600 | 15,2 | 17 |
| 7 / 16 | 0,820 | 20,8 | 0,710 | 18.0 | 19 |
| 1 / 2 | 0,920 | 23,4 | 0,820 | 20,8 | 22 |
| 9 / 16 | 1.010 | 25,7 | 0,920 | 23,4 | - |
| 5 / 8 | 1.100 | 27,9 | 1.010 | 25,7 | 27 |
| 3 / 4 | 1,300 | 33,0 | 1.200 | 30,5 | 32 |
| 7 / 8 | 1,480 | 37,6 | 1,300 | 33,0 | 36 |
| 1 | 1,670 | 42,4 | 1,480 | 37,6 | 41 год |
| 1 1 ⁄ 8 | 1,860 | 47,2 | 1,670 | 42,4 | - |
| 1 1 ⁄ 4 | 2,050 | 52,1 | 1,860 | 47,2 | - |
| 1 1 ⁄ 2 | 2,410 | 61,2 | 2,220 | 56,4 | - |
| 1 3 ⁄ 4 | 2,760 | 70,1 | 2,580 | 65,5 | - |
| 2 | 3,150 | 80,0 | 2,760 | 70,1 | - |
Сравнение с другими стандартами [ править ]
Британский стандарт Чистовая (BSF) стандарт имеет тот же угол, что и резьба BSW, но имеет шаг тоньше нити и меньшую глубину резьбы. Он больше похож на современный «механический» винт и использовался для точного оборудования и для стальных болтов.
Британский стандарт Cycle (BSC) стандарт , который заменил институт (CEI) стандарт цикла Инженерного использовался на британских велосипедах и мотоциклах. Он использует угол резьбы 60 ° по сравнению с резьбой Whitworth 55 ° и очень мелкий шаг резьбы.
Стандарт винтовой резьбы Британской ассоциации (BA) иногда классифицируется со стандартными крепежными изделиями Whitworth, потому что он часто встречается в том же оборудовании, что и стандарт Whitworth. Однако на самом деле это метрический стандарт, который использует угол резьбы 47,5 ° и имеет собственный набор размеров головок. Резьба BA имеет диаметр 6 мм ( 0BA ) и меньше, и до сих пор используется в точном машиностроении.
Угол Уитворта 55 ° остается широко используемым сегодня во всем мире в виде 15 британских стандартных трубных резьб, определенных в ISO 7, которые обычно используются в системах водоснабжения, охлаждения, пневматики и гидравлических систем. Эти резьбы обозначаются числом от 1/16 до 6, которое происходит от номинального внутреннего диаметра (i / d) в дюймах стальной трубы, для которой была разработана эта резьба. Эти обозначения трубной резьбы не относятся к какому-либо диаметру резьбы.
Другие резьбы, в которых используется угол Уитворта 55 °, включают латунную резьбу, британский стандартный кабелепровод (BSCon), модель инженеров (ME) и британский стандарт меди (BSCopper).
Текущее использование [ править ]
Стандартное крепление для штатива на всех SLR-камерах и, если оно установлено, на компактных камерах и, следовательно, на всех штативах и моноподах, составляет 1/4 дюйма по Уитворту. В камерах большего формата используется Whitworth 3/8 дюйма с адаптерами штатива от Whitworth 1/4 дюйма при необходимости.
Широко используемая (за исключением США) британская стандартная трубная резьба, как определено стандартом ISO 228 (ранее BS-2779), использует стандартную форму резьбы Витворта. Даже в Соединенных Штатах, персональный компьютер жидкостного охлаждения компоненты используют G 1 / 4 нити из этой серии.
Leica Thread-Mount используется на дальномерок и на многих Лупы является 1 17 / 32 в на 26 витков на дюйм Витвортом, артефакт это тобыл разработан немецкой компаниейспециализирующейся на микроскопах итаким образомоснащен технологической оснасткиспособной обрабатывать потоки в дюймах и в Витвортом.
5 / +32 в Whitworth резьба был стандарт Meccano нити на протяжении многих лет , и она до сих пор нить используется французским Meccano Company.
Этап освещения подвесные болты обычно 3 / 8 в и 1 / 2 в BSW. Компании, которые изначально перешли на метрические потоки, перешли обратно после жалоб на то, что более тонкие метрические потоки увеличивают время и сложность настройки, которая часто происходит наверху лестницы или строительных лесов. [ необходима цитата ]
Для крепления садовых ворот традиционно использовались болты с кареткой Whitworth , и они по-прежнему являются стандартом, поставляемым в Великобританию и Австралию.
Историческое злоупотребление [ править ]
Двигатели British Morris и MG с 1923 по 1955 год строились с использованием метрической резьбы, но с головками болтов и гайками, рассчитанными на гаечные ключи и головки Whitworth. [12] В 1919 году Моррис Моторс приняла на себя французский завод по производству двигателей Hotchkiss, который переехал в Ковентри во время Первой мировой войны. Станки Hotchkiss были с метрической резьбой, но метрические гаечные ключи в то время не были доступны в Великобритании, поэтому крепежные детали изготавливались с метрической резьбой, но с головками Уитворта. [13]
В популярной культуре [ править ]
В фильме « Тачки 2» от Disney / Pixar 2011 года важнейший ключ к открытию злодея, сэра Майлза Акслерода, заключается в том, что он использует болты Уитворта. Хотя Акслерод не совсем похож ни на одну настоящую машину (в то время как многие другие персонажи очень похожи на настоящие автомобили), он, кажется, больше всего соответствует оригинальному Range Rover Classic . На самом деле, ранние модели Range Rovers использовали детали с имперскими размерами, хотя фотография двигателя злодея практически идентична более позднему 3,5-литровому одинарному пленуму Rover V8 (конструкция, приобретенная у GM Buick).
См. Также [ править ]
Другие стандарты резьбы:
- Винтовая резьба Британской ассоциации (BA)
- Латунная резьба по британскому стандарту
- Британский стандартный цикл
- Тонкая резьба британского стандарта (BSF)
- Британский стандарт трубной резьбы (BSP)
- Метрическая резьба ISO
- Унифицированный стандарт резьбы (UTS, включая UNC, UNF, UNS и UNEF)
Ссылки [ править ]
- Перейти ↑ Gilbert, KR, & Galloway, DF, 1978, «Станки». В C. Singer, et al., (Eds.), «История технологии . Oxford, Clarendon Press & Lee, S. (Ed.), 1900, Словарь национальной биографии , Том LXI. Смит Элдер, Лондон
- ^ Маккарти, М., и Гарсия, Р., 2004, "Винтовые резьбы на SS Xantho : случай стандартизации в Британии XIX века". Международный журнал морской археологии , 33. (1): 54–66.
- ^ Джозеф Уитворт, 1841, статья о единой системе винтовой резьбы
- ↑ Джозеф Уитворт, 1857, Статья о стандартных десятичных мерах длины
- ^ Британский институт стандартов. Параллельные винтовые резьбы формы Витворта - Требования . ISBN 978-0-580-57923-3. BS 84: 2007.
- ^ Книга "Винтовая резьба машин". 11-е издание 1941 г.
- ↑ Commercial Motor Magazine, 2 апреля 1929 г.
- ^ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНДАРТА ВОЕННО-АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ ДЛЯ ЧЕРНЫХ БОЛТОВ И ГАЙК BS 916–1940.
- ↑ Whitworth / BSF Hex Sizes, старые и новые стандарты, архивировано 17 мая 2008 г. в Wayback Machine
- ^ Whitworth / BSF в AF (SAE) и метрические размеры
- ^ Дополнительная информация и таблица размеров гаечных ключей
- ^ Вуд, Дж. (1977) (50 м) «Реставрация и консервация старинных и классических автомобилей», Йовил: Хейнс, ISBN 0-85429-186-5
- ^ Харви, Крис (1977) (50 м) ˜ Бессмертная серия T , Oxford Illustrated Press, ISBN 0-902280-46-5
Библиография [ править ]
- Оберг, Э., Джонс, Ф. Д., Хусейн, М., МакКоли, С. Дж., Райффель, Х. Х. и Хилд, Р. М. (2008) Справочник по машинному оборудованию: справочник для инженера-механика, дизайнера, инженера-технолога, рисовальщика, инструментальщика и машиниста. , 28-е изд., Нью-Йорк: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-2800-5 , стр. 1858–1860 гг.
