Рубрика: Резьба и резьбонарезной инструмент
Дюймовая резьба — понятие собирательное. Под ним скрываются несколько разных систем с разными углами профиля, шагами и допусками. В отечественном машиностроении основной считается метрическая резьба, однако дюймовые резьбы постоянно встречаются при ремонте импортного оборудования, в трубопроводной арматуре, в гидравлике, на автомобилях и спецтехнике, в авиационных и приборных узлах. Чтобы изготовить ответную деталь или подобрать инструмент, нужно уметь распознать систему резьбы и понимать её особенности.
Главное отличие дюймовой резьбы от метрической — способ задания шага. Вместо расстояния между витками в миллиметрах указывают число ниток на один дюйм длины, то есть на 25,4 мм. Чтобы получить шаг в миллиметрах, нужно разделить 25,4 на число ниток: 20 ниток на дюйм дают шаг 1,27 мм, 13 ниток — около 1,954 мм.
Номинальный диаметр крепёжной дюймовой резьбы выражается в долях дюйма: 1/4, 5/16, 3/8, 1/2 и так далее. Для малых размеров в американской системе используют номера — от 0 до 12. Трубные резьбы, как уже говорилось, обозначаются условным размером, не совпадающим с реальным диаметром.
Исторически первая стандартизированная резьбовая система. Угол профиля 55 градусов, вершины и впадины скруглены радиусом около 0,137P. Такой профиль хорошо сопротивляется усталостным нагрузкам и не имеет радиального зазора, что важно для уплотнения.
Как крепёжная, резьба Уитворта в современном машиностроении встречается редко. Её можно найти на старом станочном оборудовании, в паровой и железнодорожной технике, на старых мотоциклах и в ряде узлов британского происхождения. В отечественной практике ей соответствует дюймовая резьба по ОСТ НКТП 1260, сейчас практически не применяемая для новых изделий.
Наиболее живучее применение профиля Уитворта — трубные резьбы. Цилиндрическая G и коническая R используются повсеместно в водоснабжении, отоплении, газовом оборудовании и гидравлике, в том числе в отечественных изделиях.
Эта система получила наибольшее распространение среди дюймовых крепёжных резьб. Угол профиля — 60 градусов, вершины и впадины срезаны плоско или с небольшим закруглением. Обозначается аббревиатурой UN с указанием серии.
Точность задают классами 1A, 2A, 3A для наружной резьбы и 1B, 2B, 3B для внутренней. Класс 2A/2B — стандартный для крепежа, 3A/3B — для точных соединений без зазора, 1A/1B — для быстрого свинчивания в загрязнённых условиях.
Запись 1/2-13 UNC-2A означает наружную резьбу диаметром полдюйма, 13 ниток на дюйм, крупной серии, класса точности 2A. Для левой резьбы в конце добавляют LH.
| Размер | Наружный диаметр, мм | UNC, ниток на дюйм | UNF, ниток на дюйм | Ближайшая метрическая |
|---|---|---|---|---|
| № 10 | 4,826 | 24 | 32 | M5 |
| 1/4 | 6,350 | 20 | 28 | M6 |
| 5/16 | 7,938 | 18 | 24 | M8 |
| 3/8 | 9,525 | 16 | 24 | M10 |
| 1/2 | 12,700 | 13 | 20 | M12 |
| 5/8 | 15,875 | 11 | 18 | M16 |
| 3/4 | 19,050 | 10 | 16 | M20 |
| 1 | 25,400 | 8 | 12 | M24 |
Столбец с ближайшей метрической резьбой приведён только для ориентира. Эти резьбы не взаимозаменяемы: даже при близком диаметре шаг отличается, и болт либо не вкрутится, либо испортит витки гайки.
Отдельная группа — американские трубные резьбы с профилем 60 градусов. Коническая резьба NPT имеет конусность 1:16, как и британская R, но иной угол профиля и иные шаги для ряда размеров. Существует и цилиндрический вариант NPS, а также резьба NPTF с уплотнением по вершинам без герметика.
Американская трубная резьба распространена в оборудовании, изготовленном для североамериканского рынка: в гидравлике, пневматике, нефтегазовой арматуре, манометрах, датчиках давления, компрессорной и холодильной технике.
Резьбы NPT и R размера 1/2 и 3/4 имеют одинаковое число ниток — 14 на дюйм, поэтому их легко перепутать. Детали даже частично свинчиваются, но из-за разницы углов профиля контакт идёт по вершинам, и соединение течёт. Для размеров 1 дюйм и больше NPT имеет 11,5 ниток на дюйм против 11 у британской резьбы.
Перечислим области, в которых производственникам и ремонтникам регулярно приходится иметь дело с дюймовыми резьбами.
Ходовой винт большинства отечественных станков метрический, поэтому для нарезания дюймовой резьбы требуется настройка гитары сменных колёс с колесом на 127 зубьев. Оно обеспечивает точный пересчёт: 127/5 = 25,4. Без такого колеса получается лишь приближённый шаг с накапливающейся ошибкой, что недопустимо на длинной резьбе.
Программа задаёт шаг в миллиметрах с нужной точностью или напрямую в дюймах, если система управления это поддерживает. Это существенно упрощает обработку деталей с дюймовой резьбой и позволяет нарезать как цилиндрические, так и конические резьбы с высокой точностью.
Для внутренних резьб применяют дюймовые метчики, для наружных — дюймовые плашки, резцы с профилем 55 или 60 градусов, резьбовые фрезы. Для редких размеров, старых систем и ремонта уникального оборудования инструмент часто приходится изготавливать на заказ по образцу или чертежу.
Отверстие под внутреннюю дюймовую резьбу рассчитывают так же, как для метрической: от номинального диаметра вычитают шаг. Например, для 1/2-13 UNC: 12,7 − 1,954 ≈ 10,75 мм, на практике используют сверло 10,7–10,8 мм. Для трубной резьбы G 1/2 внутренний диаметр около 18,63 мм, отверстие сверлят около 18,8 мм. Для конических резьб отверстие при необходимости дополнительно развёртывают конической развёрткой.
При ремонте оборудования документации часто нет, и тип резьбы приходится определять по образцу. Порядок действий примерно такой.
Микрометром или штангенциркулем измеряют наружный диаметр болта или внутренний диаметр гайки по вершинам. Полученное значение сравнивают с таблицами метрических и дюймовых размеров: 6,35 мм указывает на 1/4 дюйма, 12,7 мм — на полдюйма, а 20,9 мм — скорее на трубную резьбу 1/2.
Резьбомером подбирают шаблон, который ложится в витки без просвета. Удобно иметь резьбомер с двумя наборами — метрическим и дюймовым. Если подходит шаблон с числом ниток на дюйм, а метрический шаблон даёт просвет на длине нескольких витков, резьба дюймовая.
Угол проверяют на проекторе, инструментальном микроскопе или по слепку. Разница между 55 и 60 градусами на глаз практически не видна, но решающая для выбора системы.
Для трубных резьб важно установить, цилиндрическая резьба или коническая. Конусность проверяют, измеряя диаметр по вершинам в двух сечениях на известном расстоянии.
Сорванную внутреннюю дюймовую резьбу восстанавливают резьбовыми вставками или рассверливанием под ближайший больший размер той же системы. Переход на метрическую резьбу возможен, только если заменяется и ответная деталь, и это согласовано с конструкцией узла.
Болты, шпильки, штуцеры и переходники с дюймовой резьбой изготавливают на токарных станках с ЧПУ по образцу или по эскизу с замерами. Для редких размеров, на которые нет серийного инструмента, нарезание резцом и резьбофрезерование часто оказываются проще, чем поиск специального метчика или плашки.
Когда в одном узле стыкуются отечественные и импортные компоненты, применяют переходники с метрической резьбой с одной стороны и дюймовой с другой. Такой подход позволяет сохранить оригинальные присоединительные размеры оборудования без переделки корпусов.
Дюймовая резьба включает несколько самостоятельных систем: британскую с профилем 55 градусов, к которой относятся широко распространённые трубные резьбы G и R, и американскую с профилем 60 градусов — крепёжные UNC, UNF и трубные NPT. Эти системы внешне похожи, но не взаимозаменяемы ни между собой, ни с метрической резьбой. Для ремонта импортного оборудования и изготовления ответных деталей важно точно определить систему, шаг и класс точности резьбы. Детали с дюймовой резьбой и специальный инструмент можно изготовить по образцу или чертежу — подробнее в разделах запчастей и инструментов.
