Содержание статьи
- Вступление
- Первая винтовая резьба в истории
- Резьба Уитворта
- Резьба Селлерса
- Метрическая резьба
- Различия метрической и дюймовой резьбы
- Виды резьб
- Видеообзор разных типов резьбы
- Вывод
- Где купить метрический крепеж?
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.
По числу заходов: однозаходными и многозаходными
По направлению: левыми и правыми.
Метрическая резьба
Основной крепежной резьбой является метрическая цилиндрическая, она также применяется и как ходовая. Такая резьба имеет профиль в виде равностороннего треугольника с углом 60°. Вершины – плоскосрезанные, а впадины – либо плоскосрезанные, либо закругленные. Бывает однозаходной и многозаходной, преимущественно правой, с крупным и мелким шагами. Шаг измеряется в миллиметрах – это расстояние между вершинами соседних профильных гребней.
Резьба метрическая коническая применяется в конических резьбовых соединениях, где есть давление в десятки атмосфер, например, в соединениях буровых труб, баллонах высокого давления.
Метрическая 60 градусов | |||||
Номинальный размер | Шаг резьбы | ||||
Наибольший диаметр мм | Обычный | Обычный | Мелкий | Очень мелкий | |
1,0 | М1 | 0,25 | |||
3,0 | М3 | 0,5 | |||
5,0 | М5 | 0,8 |
|
|
|
16,0 | М16 | 2 | 1,5 | 1,5 | 1 |
24,0 | М24 | 3 | 2 | 2 | 1,5 |
36,0 | М36 | 4 | 3 | 3 | 1,5 |
56,0 | М56 | 5,5 | 4 | 4 | 2 |
М72-М150 обычный шаг резьбы 6 мм | |||||
Дюймовая резьба
Дюймовая резьба широко распространена в деталях трубных соединений: трубах, муфтах, тройниках, кранах и т.д. Она так и называется – трубная резьба – но путать ее с американской и британской нельзя.
Трубная резьба действительно основана на резьбе Уитворта и совместима с резьбой BSP. Обозначается как BSPP (англ. British Standard Pipe Parallel thread). Но диаметр трубной резьбы измеряется в особых трубных дюймах. Один «трубный дюйм» – это наружный диаметр трубы, внутренний диаметр которой примерно равен одному дюйму обыкновенному.
Она бывает цилиндрической и конической. Профиль в виде равнобедренного треугольника с углом профиля 55°. Вершины и впадины скруглены. Шаг измеряется в нитках, т.е. в количестве витков на один обычный дюйм.
| Номинальный размер | Соответствие в мм | Количество витков на дюйм | 8 UN | |
| UNC | UNF | |||
| N0 N1 N2 N3 N4 | 1,524 1,778 2,184 2,515 2,845 | 64 64 56 48 40 | 80 72 64 56 48 | |
| N5 N6 N8 N10 N12 | 3,175 3,505 4,165 4,826 5,486 | 40 32 32 24 24 | 44 40 36 32 28 | |
| 1/4 5/16 3/8 7/16 1/2 | 6,35 7,937 9,525 11,113 12,7 | 20 18 16 14 13 | 28 24 24 20 20 | |
| 9/16 5/8 3/4 7/8 1 | 14,288 15,875 19,060 22,22 25,40 | 12 11 10 9 8 | 18 18 16 14 12 | |
| 1 1/8 1 1/4 1 3/8 1 1/2 1 5/8 | 28,57 31,75 34,92 38,10 41,27 | 7 7 6 6 5,5 | 12 12 12 12 | 8 8 8 8 8 |
| 1 3/4 1 7/8 2 2 1/4 2 S | 44,25 47,62 50,80 57,15 63,50 | 5 5 4,5 4,5 4 | 8 8 8 8 8 | |
| Миллиметры (мм) | ||||||||||
| Дюймы | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 0 1/64 1/32 3/64 1/16 | - 0,397 0,794 1,191 1,588 | 25,400 25,797 26,194 26,591 26,988 | 50,800 51,197 51,594 51,991 52,388 | 76,200 76,597 76,994 77,391 77,788 | 101,600 101,997 102,394 102,791 103,188 | 127,000 127,397 127,794 128,191 128,588 | 152,400 152,797 153,194 153,591 153,988 | 177,800 178,197 178,594 178,991 179,388 | 203,200 203,597 203,994 204,391 204,788 | 228,600 228,997 229,394 229,791 230,188 |
| 5/64 3/32 7/64 1/8 | 1,984 2,381 2,778 3,175 | 27,384 27,781 28,178 28,575 | 52,784 53,181 53,578 53,975 | 78,184 78,581 78,978 79,375 | 103,584 103,981 104,378 104,775 | 128,984 129,381 129,778 130,175 | 154,384 154,781 155,178 155,575 | 179,784 180,181 180,578 180,975 | 205,184 205,581 205,978 206,375 | 230,584 230,981 231,378 231,775 |
| 9/64 5/32 11/64 3/16 | 3,572 3,969 4,366 4,762 | 28,972 29,369 29,766 30,162 | 54,372 54,769 55,166 55,552 | 79,772 80,169 80,566 80,962 | 105,172 105,569 105,966 106,362 | 130,572 130,969 131,366 131,762 | 155,972 156,369 156,766 157,162 | 181,372 181,769 182,166 182,562 | 206,772 207,169 207,566 207,962 | 232,172 232,569 232,966 233,362 |
| 13/64 7/32 15/64 1/4 | 5,159 5,556 5,953 6,350 | 30,959 30,956 31,353 31,750 | 55,959 56,356 56,753 57,150 | 81,359 81,756 82,153 82,550 | 106,759 107,156 107,553 107,950 | 132,159 132,556 132,953 133,350 | 157,559 157,956 158,353 158,750 | 182,959 183,356 183,753 184,150 | 208,359 208,756 209,153 209,550 | 233,759 234,156 234,553 234,950 |
| 17/64 9/32 19/64 5/16 | 6,747 7,144 7,541 7,938 | 32,147 32,544 32,941 33,338 | 57,547 57,944 58,341 58,738 | 82,947 83,344 83,741 84,138 | 108,347 108,744 109,141 109,538 | 133,747 134,144 134,541 134,938 | 159,147 159,544 159,941 160,338 | 184,547 184,944 185,341 185,738 | 209,947 210,344 210,741 211,138 | 235,347 235,744 236,141 236,538 |
| 21/64 11/32 23/64 3/8 | 8,334 8,731 9,128 9,525 | 33,734 34,131 34,528 34,925 | 59,134 59,531 59,928 60,325 | 84,534 84,931 85,328 85,725 | 109,934 110,331 110,728 111,125 | 135,334 135,731 136,128 136,525 | 160,734 161,131 161,528 161,925 | 186,134 186,531 186,928 187,325 | 211,534 211,931 212,328 212,725 | 236,934 237,331 237,728 238,125 |
| 25/64 13/32 27/64 7/16 | 9,922 10,319 10,716 11,112 | 35,322 35,719 36,116 36,512 | 60,722 61,119 61,516 61,912 | 86,122 86,519 86,916 87,312 | 111,522 111,919 112,316 112,712 | 136,922 137,319 137,716 138,112 | 162,322 162,719 163,116 163,512 | 187,722 188,119 188,516 188,912 | 213,122 213,519 213,916 214,312 | 238,522 238,919 239,316 239,712 |
| 29/64 15/32 31/64 1/2 | 11,509 11,906 12,303 12,700 | 36,909 37,306 37,703 38,100 | 62,309 62,706 63,103 63,500 | 87,709 88,106 88,503 88,900 | 113,109 113,506 113,903 114,300 | 138,509 138,906 139,303 139,700 | 163,909 164,306 164,703 165,100 | 189,309 189,706 190,103 190,500 | 214,709 215,106 215,503 215,900 | 240,109 240,506 240,903 241,300 |
| 33/64 17/32 35/64 9/16 | 13,097 13,494 13,891 14,288 | 38,497 38,894 39,291 39,688 | 63;897 64,294 64,691 65,088 | 89,297 89,694 90,091 90,488 | 114,697 115,094 115,491 115,888 | 140,097 140,494 140,891 141,288 | 165,497 165,894 166,291 166,688 | 190,897 191,294 191,691 192,088 | 216,297 216,694 217,091 217,488 | 241,697 242,094 242,491 242,888 |
| 37/64 19/32 39/64 5/8 | 14,684 15,081 15,478 15,875 | 40,084 40,481 40,878 41,275 | 65,484 65,881 66,278 66,675 | 90,884 91,281 91,678 92,075 | 116,284 116,681 117,078 117,475 | 141,684 142,081 142,478 142,875 | 167,084 167,481 167,878 168,275 | 192,484 192,881 193,278 193,675 | 217,884 218,281 218,678 219,075 | 243,284 243,681 244,078 244,475 |
| 41/64 21/32 43/64 11/16 | 16,272 16,669 17,066 17,462 | 41,672 42,069 42,466 42,862 | 67,072 67,469 67,866 68,262 | 92,472 92,869 93,266 93,662 | 117,872 118,269 118,666 119,062 | 143,272 143,669 144,066 144,462 | 168,672 169,069 169,466 169,862 | 194,072 194,469 194,866 195,262 | 219,472 219,869 220,266 220,662 | 244,872 245,269 245,666 246,062 |
| 45/64 23/32 47/64 3/4 | 17,859 18,256 18,653 19,050 | 43,259 43,656 44,053 44,450 | 68,659 69,056 69,453 69,850 | 94,059 94,456 94,853 95,250 | 119,459 119,856 120,253 120,650 | 144,859 145,256 145,653 146,050 | 170,259 170,656 171,053 171,450 | 195,659 196,056 196,453 196,850 | 221,059 221,456 221,853 222,250 | 246,459 246,856 247,253 247,650 |
| 49/64 25/32 51/64 13/16 | 19,447 19,844 20,241 20,638 | 44,847 45,244 45,641 46,038 | 70,247 70,644 71,041 71,438 | 95,647 96,044 96,441 96,838 | 121,047 121,444 121,841 122,238 | 146,447 146,844 147,241 147,638 | 171,847 172,244 172,641 173,038 | 197,247 197,644 198,041 198,438 | 222,647 223,044 223,441 223,838 | 248,047 248,444 248,841 249,238 |
| 53/64 27/23 55/64 7/8 | 21,034 21,431 21,828 22,225 | 46,434 46,831 47,228 47,625 | 71,834 72,231 72,628 73,025 | 97,234 97,631 98,028 98,425 | 122,634 123,031 123,428 123,825 | 148,034 148,431 148,828 149,225 | 173,434 173,831 174,228 174,625 | 198,834 199,231 199,628 200,025 | 224,234 224,631 225,028 225,425 | 249,634 250,031 250,428 250,825 |
| 57/64 29/32 59/64 15/16 | 22,622 23,019 23,416 23,812 | 48,022 48,419 48,816 49,212 | 73,422 73,819 74,216 74,612 | 98,822 99,219 99,616 100,012 | 124,222 124,619 125,016 125,412 | 149,622 150,019 150,416 150,812 | 175,022 175,419 175,816 176,212 | 200,422 200,819 201,216 201,612 | 225,822 226,219 226,616 227,012 | 251,222 251,619 252,016 252,412 |
| 61/64 31/32 63/64 | 24,209 24,606 25,003 | 49,609 50,006 50,403 | 75,009 75,406 75,803 | 100,409 100,806 101,203 | 125,809 126,206 126,603 | 151,209 151,606 152,003 | 176,609 177,006 177,403 | 202,009 202,406 202,803 | 227,409 227,806 228,203 | 252,809 253,206 253,603 |
Нестандартные профили резьбы
Современное развитие техники стимулирует создание различных профилей резьбы.
Так, например, упорная резьба для передачи движения с большими осевыми усилиями – ассиметрична. Ее профилем является неравнобокая трапеция с углами 30° и 3°.
Круглая резьба – так называемая резьба Эдисона – применяется в электротехнике, например, в цоколе электролампы.
Круглая резьба – так называемая резьба Эдисона – применяется в электротехнике, например, в цоколе электролампы.
У резьбы трапецеидальной – для передачи движения и сил в двух направлениях – профилем является равнобокая трапеция с углом 30°.
Видео про разные типы резьбы
Компания «КМП-Трейд» на канале YouTube сделала подробный обзор разных типов резьбы.
В современном мире есть все предпосылки для изобретения новых видов резьбы.
На практике в обычном магазине даже дюймовые крепежные изделия – редкость, а уж разные специализированные резьбы – тем более. Но, если необходимо использовать резьбу, отличную от метрической, стоит помнить, что разные виды резьб не взаимозаменяемы.