Единая тема Standard ( ОТС ) определяет стандартную форму нити и последовательно наряду с пособиями, допусками и обозначениями-за винтовую резьбу , обычно используемой в Соединенных Штатах и Канаде . Это основной стандарт для болтов, гаек и множества других крепежных изделий с резьбой, используемых в этих странах. Он имеет тот же профиль 60 °, что и метрическая резьба ISO , но характерные размеры каждой резьбы UTS (внешний диаметр и шаг) были выбраны в виде доли дюйма, а не миллиметра . UTS в настоящее время контролируется ASME / ANSI. В Соединенных Штатах.
Истоки [ править ]
- См. Раздел «История стандартизации» статьи с резьбой .
Базовый профиль [ править ]
Каждый поток в серии характеризуется своим большим диаметром D Maj и его высота, P . Нитки UTS состоят из симметричной V-образной резьбы. В плоскости оси резьбы боковые стороны V расположены под углом 60 ° друг к другу. Наружный 1 / 8 и внутренней 1 / 4 высоты Н от V-образной формы отрезаны от профиля.
Шаг P - это расстояние между вершинами резьбы. Для резьбы UTS, которая является однозаходной, она равна шагу - осевому расстоянию, на которое винт продвигается при вращении на 360 °. Потоки UTS обычно не используют параметр pitch; вместо этого используется параметр, известный как резьба на дюйм (TPI), который является обратной величиной шага.
Связь между высотой H и шагом P определяется с помощью следующего уравнения, где это половина внутреннего угла резьбы, в данном случае 30 градусов: [1]
или же
Во внешней (наружной) резьбе (например, на болте) большой диаметр D maj и малый диаметр D min определяют максимальные размеры резьбы. Это означает, что внешняя резьба должна заканчиваться плоско на D maj , но может быть закруглена ниже меньшего диаметра D min . И наоборот, для внутренней (внутренней) резьбы (например, в гайке) наибольший и малый диаметры являются минимальными размерами, поэтому профиль резьбы должен заканчиваться плоско на D min, но может быть закруглен за пределами D maj .
Меньший диаметр D min и эффективный делительный диаметр D p выводятся из большого диаметра и шага как:
Обозначение [ править ]
Стандартное обозначение резьбы UTS - это число, обозначающее номинальный (большой) диаметр резьбы, за которым следует шаг, измеренный в резьбах на дюйм . Для меньших диаметров , чем 1 / 4 дюйма, диаметр обозначен целое число , определенное в стандарте; для всех остальных диаметров даны значения в дюймах.
За этой числовой парой могут следовать буквы UNC, UNF или UNEF (унифицированный), если комбинация диаметра и шага относится к грубой , мелкой или сверхмелкой серии, а также может сопровождаться классом допуска.
Пример: # 6-32 UNC 2B (основной диаметр: 0,1380 дюйма, шаг: 32 tpi)
| Наибольший диаметр D maj (дюйм, мм) | Плотность резьбы ( d , количество ниток на дюйм ) и шаг резьбы ( p ) | Предпочтительные резки размера крана сверла | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Грубая (UNC) | Штраф (UNF) | Экстра штраф (UNEF) | |||||||||||||||
| d ( TPI ) | p (дюйм, мм) | d (TPI) | p (дюйм, мм) | d (TPI) | p (дюйм, мм) | Грубый | Отлично | Экстра штраф | |||||||||
| # 0 | 0,0600 | 1,5240 | Никто | 80 | 0,012500 | 0,3175 | Никто | 3 / 64 в | 0,047 | ||||||||
| # 1 | 0,0730 | 1,8542 | 64 | 0,015625 | 0,3969 | 72 | 0,013888 | 0,3528 | Никто | # 53 | 0,060 | # 53 | 0,060 | ||||
| # 2 | 0,0860 | 2,1844 | 56 | 0,017857 | 0,4536 | 64 | 0,015625 | 0,3969 | Никто | # 50 | 0,070 | # 50 | 0,070 | ||||
| # 3 | 0,0990 | 2,5146 | 48 | 0,020833 | 0,5292 | 56 | 0,017857 | 0,4536 | Никто | # 47 | 0,079 | # 45 | 0,082 | ||||
| # 4 | 0,1120 | 2,8448 | 40 | 0,025000 | 0,6350 | 48 | 0,020833 | 0,5292 | Никто | # 43 | 0,089 | # 42 | 0,094 | ||||
| # 5 | 0,1250 | 3,1750 | 40 | 0,025000 | 0,6350 | 44 год | 0,022727 | 0,5773 | Никто | # 38 | .102 | # 37 | .104 | ||||
| №6 | 0,1380 | 3,5052 | 32 | 0,031250 | 0,7938 | 40 | 0,025000 | 0,6350 | Никто | # 36 | .107 | # 33 | .113 | ||||
| # 8 | 0,1640 | 4,1656 | 32 | 0,031250 | 0,7938 | 36 | 0,027778 | 0,7056 | Никто | # 29 | .136 | # 29 | .136 | ||||
| # 10 | 0,1900 | 4,8260 | 24 | 0,041667 | 1,0583 | 32 | 0,031250 | 0,7938 | Никто | # 25 | .150 | # 21 | 0,159 | ||||
| # 12 | 0,2160 | 5,4864 | 24 | 0,041667 | 1,0583 | 28 год | 0,035714 | 0,9071 | 32 | 0,031250 | 0,7938 | # 16 | .177 | # 14 | 0,182 | 3 / 16 в | 0,188 |
| 1 / 4 " | 0,2500 | 6,3500 | 20 | 0,050000 | 1,2700 | 28 год | 0,035714 | 0,9071 | 32 | 0,031250 | 0,7938 | # 7 | .201 | # 3 | .213 | 7 / 32 в | .219 |
| 5 / 16 " | 0,3125 | 7,9375 | 18 | 0,055556 | 1,4111 | 24 | 0,041667 | 1,0583 | 32 | 0,031250 | 0,7938 | F | 0,257 | я | 0,272 | 9 / 32 в | .281 |
| 3 / 8 " | 0,3750 | 9,5250 | 16 | 0,062500 | 1,5875 | 24 | 0,041667 | 1,0583 | 32 | 0,031250 | 0,7938 | 5 / 16 в | 0,313 | Q | 0,332 | 11 / 32 в | .344 |
| 7 / 16 " | 0,4375 | 11,1125 | 14 | 0,071428 | 1,8143 | 20 | 0,050000 | 1,2700 | 28 год | 0,035714 | 0,9071 | U | 0,368 | 25 / 64 в | 0,391 | Y | .404 |
| 1 / 2 " | 0,5000 | 12,7000 | 13 | 0,076923 | 1,9538 | 20 | 0,050000 | 1,2700 | 28 год | 0,035714 | 0,9071 | 27 / 64 в | 0,422 | 29 / 64 в | .453 | 15 / 32 в | 0,469 |
| 9 / 16 " | 0,5625 | 14,2875 | 12 | 0,083333 | 2,1167 | 18 | 0,055556 | 1,4111 | 24 | 0,041667 | 1,0583 | 31 / 64 в | 0,484 | 1 / 2 в | 0,500 | 33 / 64 в | 0,516 |
| 5 / 8 " | 0,6250 | 15.8750 | 11 | 0,090909 | 2,3091 | 18 | 0,055556 | 1,4111 | 24 | 0,041667 | 1,0583 | 17 / 32 в | 0,531 | 9 / 16 в | 0,563 | 37 / 64 в | 0,578 |
| 3 / 4 " | 0,7500 | 19.0500 | 10 | 0,100000 | 2,5400 | 16 | 0,062500 | 1,5875 | 20 | 0,050000 | 1,2700 | 21 / 32 в | 0,656 | 11 / 16 в | .688 | 45 / 64 в | 0,703 |
| 7 / 8 " | 0,8750 | 22,2250 | 9 | 0,111111 | 2,8222 | 14 | 0,071428 | 1,8143 | 20 | 0,050000 | 1,2700 | 49 / 64 в | 0,766 | 51 / 64 в | 0,797 | 53 / 64 в | 0,828 |
| 1 ″ | 1,0000 | 25,4000 | 8 | 0,125000 | 3,1750 | 12 [а] | 0,083333 | 2,1167 | 20 | 0,050000 | 1,2700 | 7 / 8 в | 0,875 | 59 / 64 в | 0,922 | 61 / 64 в | 0,953 |
- ^ В течение многих лет нестандартные гайки и болты 1 дюйм 14 дюймов на дюйм широко использовались вместо креплений стандартного размера 1 дюйм 12 дюймов на дюйм; следовательно, застежки 1 ″ -14 легче найти и они дешевле, чем застежки 1 ″ -12. Спустя несколько десятилетий крепежные детали размером 1 ″ -14 теперь стали называть «стандартной мелкой резьбой» или «UNF». Хотя это технически некорректно (стандарт UNF определяет 1 ″ -12), размер 1 ″ -14 повсеместно принят в качестве стандарта для 1-дюймовых крепежных деталей с мелкой резьбой, а «1-дюймовый 14-дюймовая NF» стал общепринятым. используйте «термин» или «обобщенное фирменное наименование / стандарт». Другими словами, стандарту 1 ″ -12 не хватало эффективного соблюдения в течение достаточно долгого времени (многие десятилетия), чтобы придать общий статус товарного знака 1-дюймовым крепежным элементам с 14 отверстиями на дюйм.
Следующая формула используется для расчета наибольшего диаметра пронумерованного винта, большего или равного 0: Большой диаметр = Винт № × 0,013 дюйма + 0,060 дюйма. Например, наибольший диаметр винта № 10 составляет 10 × 0,013 дюйма + 0,060 дюйма = 0,190 дюйма. Чтобы рассчитать наибольший диаметр винта «чистого» размера, подсчитайте количество дополнительных нулей, умножьте это число на 0,013 дюйма и вычтите из 0,060 дюйма. Например, наибольший диаметр винта # 0000 составляет 0,060 дюйма. - (3 × 0,013 дюйма) = 0,060 дюйма - 0,039 дюйма = 0,021 дюйма
Номерной ряд крепежных винтов был расширен вниз и теперь включает винты № 00-90 (0,047 дюйма = 0,060 дюйма - 0,013 дюйма) и № 000-120 (0,034 дюйма = 0,060 дюйма - 2 × 0,013 дюйма); [3] однако основным стандартом для винтов меньше №0 является стандарт ANSI / ASME B1.10 Unified Miniature Screw Threads. Это определяет серию метрических винтов, названных по их основным диаметрам в миллиметрах, от 0,30 UNM до 1,40 UNM. Предпочтительные размеры составляют 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,8, 1,0 и 1,2 мм с дополнительными определенными размерами на полпути между ними. [2] : 1861 Стандартный шаг резьбы составляет приблизительно1/4большого диаметра. Форма резьбы немного изменена для увеличения малого диаметра и, следовательно, прочности винтов и метчиков. Большой диаметр все еще простирается внутрь1/8H теоретической резкости V , но общая глубина резьбы уменьшается на 4% от5/8H =5/8 сов (30 °) Р ≈ 0,541 Р 0,52 Р . [2] : 1858–1859 Это увеличивает величину теоретической резкости V, которая срезается на малом диаметре, на 10% с 0,25 H до7/8 - 0,52/cos 30 °≈ 0,27456 Н .
Номерной ряд крепежных винтов когда-то включал больше нечетных чисел и поднялся до №16 или более. Усилия по стандартизации в конце 19-го и начале 20-го века значительно сократили диапазон размеров. Теперь реже можно увидеть крепежные винты больше, чем №14, или нечетные числа размеров, отличные от №1, №3 и №5. Несмотря на то, что винты №14 и №16 все еще доступны, они не так распространены, как размеры от №0 до №12. [ необходима цитата ]
Иногда используются «особые» комбинации диаметра и шага (UNS), например, большой диаметр 0,619 дюйма (15,7 мм) с 20 витками резьбы на дюйм. Резьба UNS редко используется для болтов, а скорее для гаек, резьбовых отверстий и наружных диаметров с резьбой. Благодаря этому краны UNS легко доступны. [4] [5] Большинство резьб UNS имеют больше резьбы на дюйм, чем соответствующие стандарты UNF или UNEF; поэтому они часто являются самой прочной доступной нитью. [6] Из-за этого они часто используются в приложениях, где возникают высокие нагрузки , таких как шпиндели станков [7] или автомобильные шпиндели . [8]
Измерение [ править ]
Система измерения резьбы винта включает список характеристик резьбы винта, которые должны быть проверены, чтобы установить размерную приемлемость резьбы винта на резьбовом изделии, и калибр (-ы), который следует использовать при проверке этих характеристик.
В настоящее время этот замер для ЕТС контролируется:
- ASME / ANSI B1.2-1983 датчики и датчики для унифицированной дюймовой резьбы
- В настоящем стандарте приводятся основные характеристики и размеры калибров, используемых для резьбовых соединений унифицированной дюймовой резьбы UN [унифицированная] и UNR [только внешняя резьба], а также указаны технические характеристики и размеры калибров и измерительного оборудования, перечисленных в таблицах 1 и 2. Также описывается основное назначение и использование каждого калибра.
- ASME / ANSI B1.3-2007 Системы измерения резьбы винта для приемлемости: дюймовая и метрическая резьба (UN, UNR, UNJ, M и MJ)
- В настоящем стандарте представлены системы измерения резьбы винта, подходящие для определения допустимости унифицированной [UN], UNR [только наружной резьбы], UNJ [внутренней и внешней резьбы], M и MJ для резьбовых соединений с внешней и внутренней резьбой. Он устанавливает критерии приемлемости резьбы винта при использовании измерительной системы.
- Система измерения резьбы винта включает список характеристик резьбы винта, которые должны быть проверены, чтобы установить размерную приемлемость резьбы винта на резьбовом изделии, и калибр (-ы), который следует использовать при проверке этих характеристик.
- Использование федеральным правительством. Когда этот Стандарт одобрен Министерством обороны и федеральными агентствами и включен в Федеральный Стандарт-H28 / 20 [FED-STD-H28 / 20], Стандарты винтовой резьбы для Федеральных служб, Раздел 20, использование этого Стандарта федеральное правительство подчиняется всем требованиям и ограничениям Федерального стандарта-H28 / 20 [FED-STD-H28 / 20].
Эти стандарты содержат основные характеристики и размеры калибров, используемых на унифицированной дюймовой резьбе (UN, UNR, UNJ) на изделиях с внешней и внутренней резьбой. Он также охватывает технические характеристики и размеры для резьбовых манометров и измерительного оборудования. Также описывается основное назначение и использование каждого калибра. Он также устанавливает критерии приемлемости резьбы винта при использовании измерительной системы.
Классы толерантности [ править ]
Система классификации существует для простоты изготовления и взаимозаменяемости изготовленных изделий с резьбой. Большинство (но, конечно, не все) резьбовых элементов изготавливаются в соответствии со стандартом классификации, называемым серией унифицированных стандартов винтовой резьбы. Эта система аналогична припадкам , используемых с собранными частями.
- Резьба класса 1 имеет неплотную посадку и предназначена для облегчения сборки или использования в грязной среде.
- Резьбы класса 2 являются наиболее распространенными и свободными. Они разработаны для максимального увеличения прочности с учетом возможностей типичного механического цеха и работы станка.
- Резьба класса 3 средней посадки, все еще довольно распространена и используется для более точных допусков при высококачественной работе.
- Резьба класса 4 ранее считалась близкой к еще более жестким допускам, но теперь эта классификация устарела.
- Посадка класса 5 - это резьба с натягом , требующая использования гаечного ключа для точения. Их можно увидеть в таких приложениях, как пружинные кандалы на автомобиле.
Буквенный суффикс «A» или «B» обозначает, являются ли резьбы внешними или внутренними, соответственно. Классы 1A, 2A, 3A применяются к наружной резьбе; Классы 1B, 2B, 3B применяются к внутренней резьбе. [9]
Класс резьбы относится к допустимому диапазону делительного диаметра для любой данной резьбы. Делительный диаметр обозначен как Dp на рисунке, показанном выше. Есть несколько методов, которые используются для измерения среднего диаметра. Наиболее распространенный метод, используемый в производстве, - это использование манометра "годен / непроходен" .
Связанные стандарты [ править ]
- ASME / ANSI B1.1 - Унифицированная дюймовая резьба 2019, форма резьбы UN, UNR и UNJ
- ASME / ANSI B1.10M - 2004 Унифицированная миниатюрная винтовая резьба
См. Также [ править ]
- Британский стандарт трубной резьбы
- Британский стандарт Уитворта
- Метрическая резьба ISO
- Список размеров сверл и метчиков
- Список винтовых приводов
- Список стандартов резьбы
- Национальная трубная резьба
- Гайка (метизы)
- Уильям Селлерс
- Стандартная резьба США
Заметки [ править ]
- ^ Оберг и др. 2000 , стр. 1706.
- ^ a b c Оберг, Эрик (2012). Справочник машин (29-е изд.). Нью-Йорк: Промышленная пресса. ISBN 0-8311-2900-X.
- ^ # 00-90 и # 000-120 винты для продажи
- ^ Макмастер-Карр , стр. 2520 , проверено 28 августа 2009 г.
- ^ Макмастер-Карр , стр. 2501 , проверено 28 августа 2009 г.
- ^ Schwaller 2004 , стр. 55.
- ^ Специальные соединения , получено 28 августа 2009 г..
- ^ Компоненты концентратора (PDF) , получено 29 августа 2009 г. .
- ^ «Терминология потока AFT» (PDF) . aftfasteners.com . Проверено 9 января 2019 .
Библиография [ править ]
- Ryffel, Генри H .; и др., ред. (1988), Справочник по машинному оборудованию (23-е изд.), Нью-Йорк: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-1200-4.
- Шваллер, Энтони Э. (2004), Total Automotive Technology (4-е изд.), Cengage Learning, ISBN 978-1-4018-2476-1.
Внешние ссылки [ править ]
- Унифицированная винтовая резьба с допусками
- Унифицированные диаметры грубого / точного сверления и размеры сверл для метчиков (единицы США)
- Унифицированные размеры сверл для мелкой и крупной метчиков (единицы США)
- Таблицы преобразования размеров креплений в имперских метрических единицах
- Международные стандарты резьбы
- Таблица преобразования Уитворта / BSF / AF и метрическая система
- Размеры губок для гаечных ключей Дополнительная информация и таблица размеров губок для гаечных ключей.
- Унифицированная серия резьбовых соединений
- Унифицированная дюймовая резьба ASME B1.1-2003 (форма резьбы UN и UNR)
