Различия дюймовой и метрической резьбы оптомеханических компонентов Thorlabs

Различия дюймовой и метрической резьбы оптомеханических компонентов Thorlabs

На самом деле, различие между дюймовыми и метрическими креплениями имеет значение, когда деталь имеет механические элементы крепления, для установки которых необходимы резьбовые отверстия. В резьбовые отверстия помещается шуруп с установочным винтом или колпачком. Болт совместим только с одним видом резьбы. Поскольку существуют стандарты резьбы в обеих системах измерений, то и на чертеже детали должны присутствовать размерности резьбового отверстия в двух вариантах.

В качестве примера приведем чертеж трапецеидальной резьбы от Thorlabs. На нем можно наблюдать пару резьбовых соединений. Британские заказчики используют чертежи со следующими стандартами резьбы: 8-32 на одном конце и 1/4 "- 20 на другом. Для заказчиков, пользующихся метрическими единицами, наши стержни TR/M содержат резьбу вида М4 на одном конце и вида M6 на другом. Английские единицы измерения вводят в соответствие метрической, а последняя, в свою очередь, не может быть напрямую использована с английской, поэтому должны существовать два варианта.

Для сравнения обратите внимание на кинематический держатель с зеркалом KM100 от Thorlabs. В установке можно наблюдать раззенкованные отверстия с гладкими краями, которые используют для монтажа, а не для резьбы. Отсутствие резьбы означает, что винты 8-32 или M4 могут быть размещены напрямую в деталь. В итоге была утверждена только одна версия, которую называют «универсальной».

Если предполагается использование как метрических, так и английских систем мер, метрические части выписаны с использованием идентификационного кода, которого нет в британском эквиваленте. Например, на рисунке 1. метрические штыри с резьбой обрабатываются кольцом на конической кромке рядом с отверстием с резьбой вида M4.

Установка может сочетать в себе как универсальные и английские стандарты, так и универсальные и метрические. Однако сочетание английских и метрических единиц в одном приборе недопустимо – чтобы устранить разницу, необходимо специальное оборудование. Одним из таких приспособлений в Thorlabs служат резьбовые адаптеры.

Универсальные детали крепятся к другим частям с помощью шурупов

В универсальных креплениях нет резьбовых отверстий. Сразу же возникает вопрос: как присоединить универсальное крепление к болту с дюймовой и метрической резьбой, если продукция выпускается только в одном варианте: либо с размерами резьбы вида 8-32, либо M4? Этот установочный шуруп легко устанавливается с помощью 5/64 " или 2-х миллиметрового штыревого ключа (либо шестигранным ключом) для резьбы вида 8-32(M4). Затем через универсальный крепеж можно вставить винт с размерами 8-32(M4) и плотно закрутить его в свободное резьбовое отверстие.

Поскольку универсальные детали предназначены для сборок с использованием болтов с крышками, мы выпускаем как винты с дюймовой, так и с метрической резьбой с каждой деталью.

Детали с дюймовой и метрической резьбой имеют разные единицы измерения длины

Дюймовая и метрическая резьба имеет разные физические размеры. Вернемся к нашим чертежам: длины у шурупов с дюймовой резьбой дискретны: 1 "(25,4 мм), 1,5" (38,1 мм), 2 "(50,8 мм) и более. Однако длина их метрические версий просто различна: 30 мм (1,18 дюйма), 40 мм (1,57 дюйма), 50 мм (1,97 дюйма), и т.д.

Из-за этих различий гораздо популярнее стали дюймовые детали с размерами в дюймах, и метрические детали с метрическими параметрами, даже если элементы универсальны. Например, базовые держатели BA2 и BA2/M от Thorlabs включают в себя противоточные фильтры, которые можно считать универсальными, поскольку счетчики в них не резьбовые. Однако отверстия и пазы основания BA2 (в дюймах) расположены так, чтобы точно совпадать с матрицей с резьбовым отверстием на макете с дюймовыми размерами, а отверстия и пазы базы BA2/M (метрика) точно совпадают с матрицей резьбовых отверстий на макете с метрическими размерами.

Кроме того, внешние габариты BA2 составляют 2 "x 3" x 3/8 "(50,8 x 76,2 мм x 9,5 мм), а внешние размеры BA2/M — 50 мм x 75 мм x 10 мм (1,97 "х 2,95" х 0,39 "). Эти небольшие различия означают, что несколько баз BA2 (или BA2/M) могут быть размещены физически на дюймовые (или метрические) оптические столы, при этом свободных отверстий не останется.

Наименования деталей

Иногда возникают ситуации, когда ключевыми различиями между частями в одном и том же семействе являются их механические размеры. Тогда название детали тоже может меняться в дюймовой и метрической версии для удобства и удобочитаемости. Например, 1-й винт TR1 называется TR1, винт 1.5" называется TR1.5, в то время как 2-позиционный TR назван TR2. Число после префикса TR указывает длину элемента (в английских единицах измерения).

Теперь рассмотрим метрические обозначения: 30-миллиметровый называется TR30/M, 40-миллиметровый — TR40/M, 50-миллиметровый называется TR50/M. Здесь дополнительная цифра в названии позволяет обозначать их единицами их натуральной длины, то есть TR30/M имеет на один знак больше, чем TR1. Однако это не означает, что винт TR30/M в тридцать раз больше!

Главная цель при подготовке технической документации изделий это лаконичность и практичность. Поэтому в позиционном номере иногда опускается одна цифра, это касается метрических деталей. Вместо этого используется добавка /M, чтобы знать является ли эта часть метрической. Например, рассмотрите наши алюминиевые плиты.

MB1012 – это макет с дюймовой резьбой шириной 10 "x 12 дюймов (с отверстиями 1/4" -20 с отверстиями на расстоянии 1 дюйм), а MB1560/M – метрическая, габариты — 15 см x 60 см (с отверстиями M6 с резьбой на расстоянии 25 мм).

Обе эти части имеют четыре цифры в своих номерах, но один дан в дюймах, а другой – в миллиметрах.

Дюймовые и миллиметровые детали с одинаковыми оптическими размерами

Зачастую считается, что метрическая версия крепления предназначена для оптики с метрическими конструктивными элементами. Например, имеются два варианта элемента LMR1 для оптики Ø1” : LMR1, имеющее крепежное отверстие с резьбой 8-32 и LMR1/M, имеющее крепежное резьбовое отверстие M4. Может показаться, что LMR1 предназначен для оптики Ø1 "(Ø25,4 мм) и что LMR1/M предназначен для оптики Ø25,0 мм. Но фактически оба элемента предназначены для оптики Ø25,4 мм (вдобавок в креплении использовано одно и то же удерживающее кольцо SM1RR).

Остановимся на этом моменте и рассмотрим примеры ближе. Во-первых, LMR1/M по своим габаритам вполне подходит для оптики Ø1 ", поэтому размещение крепления в оптике диаметра до 1 мм не вызовет трудностей. Однако центрировка LMR1/M в оптике Ø25.0 мм потребует значительных допусков. Точность прибора снизится, а потому такой вариант неудобен при решении задач, где необходим объектив.

На некоторых рисунках на веб-сайте Thorlabs могут быть опущены замечания, что дюймовые и метрические части имеют одинаковый размер отверстия. Такое происходит вследствие округления.

Отверстия с SM-резьбой не отличаются в метрических и дюймовых частях установки

Корпорация Thorlabs разработала семейство локальных стандартов резьбы для общих оптических диаметров, обозначенных префиксом SM. Эти резьбы обеспечивают удобный способ центрирования, закрепления и позиционирования оптики в их креплениях. Thorlabs активно использует стандарты SM во всей оптико-механической линейке продуктов, а потому вы можете быть уверены, что части, которые вы покупаете, полностью совместимы механически. Список общих префиксов SM и связанных с ними оптических диаметров показан в таблице 1.

В оптических креплениях суффикс /M относится только к резьбовым установочным отверстиям. Иными словами, когда Thorlabs обозначает продукт с SM-резьбой как дюймовый или метрический, отверстие с SM-резьбой в обеих версиях не отличается.

На инженерных чертежах вначале содержатся сведения о проектировании

Thorlabs предоставляет конструкторские чертежи практически всех частей продукта в форматах PDF и DXF, большинство элементов даже представлены в 3D, открыть которые можно в программах SolidWorks, eDrawing и Step. На чертеже PDF и DXF нанесены все размерности, отражены важные физические характеристики каждого элемента (например, соединительные отверстия, метрические идентификационные метки и некоторые особенности конструкции – например, стопорные винты и стопорные кольца), являются основой для эскизов, иллюстрации которых есть в инструкции. Вся эта информация есть и на веб-сайте компании Thorlabs.

Измерения на каждом чертеже приведены в обеих единицах измерения: используется или дюймовая с метрическим эквивалентом в скобках; или метрическая с дюймовым эквивалентом. Элементы, перечисленные первыми, являются конструктивными единицами. Согласно стандартам, приводятся дюймовые измерения с точностью до сотых, а метрические – с точностью до десятых. Это возникло из-за того, что стандартные допуски оборудования составляют ± 0,005 дюйма (примерно ± 0,1 мм).

Несмотря на то, что измерения в конструктивных единицах детали всегда точны для данных условий, преобразованные измерения могут быть округлены. Например, если точность преобразованного измерения не указана (два знака после запятой для дюймов и один для метрических размеров), то оно округлено. При этом наличие подходящего числа цифр после запятой совсем не гарантирует, что округление не произошло. Thorlabs отказались от практики округления несколько лет назад, но на необновленных версиях она по-прежнему существует. Поэтому, если Вам нужно использовать преобразование измерений, следует проверить эквивалентность самостоятельно, обратившись к базовым конструктивным единицам 1 " эквивалентно 25,4 мм.

Что характеризует резьбовые соединения?

Резьба и нарезка резьбы определяется главным образом основным диаметром ствола и шагом резьбы. В британской номенклатуре винт 1/4 "-20 имеет диаметр 1/4", а шаг — 20 на дюйм (TPI). В метрической номенклатуре винт крышки M4 x 0,7 имеет внутренний диаметр 4 мм, а шаг — 1 на 0,7 мм. Размер вида M4 x 0.7 часто сокращается до M4. Нарезка также определяется допуском резьбы (допустимое отклонение длины), форма резьбы (есть ли скругленные края, либо нарезка острая), угол резьбы, внешний и внутренний диаметр.

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Thorlabs на территории РФ

Дюймовая резьба: таблица размеров, маркировка, ГОСТ

Дюймовая резьба используется преимущественно для создания соединений труб: ее наносят как на сами трубы, так и на металлические и пластиковые фитинги, необходимые для монтажа трубных магистралей различного назначения. Основные параметры и характеристики резьбовых элементов таких соединений регламентирует соответствующий ГОСТ, приводя таблицы размеров дюймовой резьбы, на которые и ориентируются специалисты.

Сантехнические изделия с трубной дюймовой резьбой

Основные параметры

Нормативным документом, в котором оговариваются требования к размерам цилиндрической дюймовой резьбы, является ГОСТ 6111-52. Как и любая другая, дюймовая резьба характеризуется двумя основными параметрами: шагом и диаметром. Под последним обычно подразумевают:

• наружный диаметр, измеряемый между верхними точками резьбовых гребней, находящихся на противоположных сторонах трубы;
• внутренний диаметр как величину, характеризующую расстояние от одной самой нижней точки впадины между резьбовыми гребнями до другой, также находящихся на противоположных сторонах трубы.

Зная наружный и внутренний диаметры дюймовой резьбы, можно легко посчитать высоту ее профиля. Для вычисления данного размера достаточно определить разницу между такими диаметрами.

Второй важный параметр – шаг – характеризует расстояние, на котором друг от друга расположены два соседних гребня или две соседние впадины. На всем участке изделия, на котором выполнена трубная резьба, ее шаг не меняется и имеет одно и то же значение. Если такое важное требование не будет соблюдено, она будет просто нерабочей, к ней нельзя будет подобрать второй элемент создаваемого соединения.

Таблица размеров дюймовых и метрических резьб

Узнать, как соотносятся метрические резьбы с различными видами дюймовых резьб, можно с помощью данных из приведенной ниже таблицы.

Сходные размеры метрических и различных разновидностей дюймовых резьб в диапазоне примерно Ø8-64мм

Отличия от метрической резьбы

По своим внешним признакам и характеристикам метрические и дюймовые резьбы имеют не так много отличий, к наиболее значимым из которых стоит отнести:

• форму профиля резьбового гребня;
• порядок расчета диаметра и шага.

При сравнении форм резьбовых гребней можно увидеть, что у дюймовой резьбы такие элементы являются более острыми, чем у метрической. Если говорить о точных размерах, то угол при вершине гребня дюймовой резьбы составляет 55°.

Параметры метрических и дюймовых резьб характеризуются различными единицами измерения. Так, диаметр и шаг первых измеряются в миллиметрах, а вторых, соответственно, в дюймах. Следует, однако, иметь в виду, что по отношению к дюймовой резьбе используется не общепринятый (2,54 см), а специальный трубный дюйм, равный 3,324 см. Таким образом, если, например, ее диаметр составляет ¾ дюйма, то в пересчете на миллиметры он будет соответствовать значению 25.

Чтобы узнать основные параметры дюймовой резьбы любого типоразмера, который фиксируется ГОСТом, достаточно заглянуть в специальную таблицу. В таблицах, содержащих размеры дюймовых резьб, приведены как целые, так и дробные значения. Следует иметь в виду, что шаг в таких таблицах приводится в количестве нарезанных канавок (ниток), содержащихся на одном дюйме длины изделия.

Чертеж. Основные параметры профиля по ГОСТу

Таблица 1. Основные размеры профиля резьбы

Таблица 2. Основные параметры трубной резьбы

Чтобы проверить, соответствует ли шаг уже выполненной резьбы размерам, которые оговаривает ГОСТ, этот параметр необходимо измерить. Для таких измерений, проводимых как для метрических, так и для дюймовых резьб по одному алгоритму, используются стандартные инструменты – гребенка, калибр, механический измеритель и др.

Проще всего измерить шаг трубной дюймовой резьбы по следующей методике:

• В качестве простейшего шаблона используют муфту или штуцер, параметры внутренней резьбы которых точно соответствуют требованиям, которые приводит ГОСТ.
• Болт, параметры наружной резьбы которого необходимо измерить, вкручивается в муфту или штуцер.
• В том случае, если болт сформировал с муфтой или штуцером плотное резьбовое соединение, то диаметр и шаг резьбы, которая нанесена на его поверхность, точно соответствуют параметрам используемого шаблона.

Если же болт не вкручивается в шаблон или вкручивается, но создает с ним неплотное соединение, то следует провести такие измерения, используя другую муфту или другой штуцер. По аналогичной методике измеряется и внутренняя трубная резьба, только в качестве шаблона в таких случаях применяется изделие с наружной резьбой.

Определить требуемые размеры можно при помощи резьбомера, представляющего собой пластину с зазубринами, форма и другие характеристики которых точно соответствуют параметрам резьбы с определенным шагом. Такая пластина, выступающая в роли шаблона, просто прикладывается к проверяемой резьбе своей зазубренной частью. О том, что резьба на проверяемом элементе соответствует требуемым параметрам, будет свидетельствовать плотное прилегание к ее профилю зазубренной части пластины.

Использование резьбомера для дюймовой резьбы

Для того чтобы измерить размер наружного диаметра дюймовой или метрической резьбы, можно использовать обычный штангенциркуль или микрометр.

Технологии нарезки

Резьба трубная цилиндрическая, которая относится к дюймовому типу (как внутренняя, так и наружная), может нарезаться ручным или механическим методом.

Нарезка резьбы вручную

Нарезание резьбы при помощи ручного инструмента, в качестве которого используется метчик (для внутренней) или плашка (для наружной), выполняется в несколько шагов.

1. Обрабатываемая труба зажимается в тисках, а используемый инструмент фиксируется в воротке (метчик) или в плашкодержателе (плашка).
2. Плашка надевается на конец трубы, а метчик вставляется во внутреннюю часть последней.
3. Используемый инструмент вворачивается в трубу или навинчивается на ее конец посредством вращения воротка или плашкодержателя.
4. Чтобы сделать результат более чистым и точным, можно повторить процедуру нарезания несколько раз.

Нарезка резьбы на токарном станке

Механическим способом трубная резьба нарезается по следующему алгоритму:

1. Обрабатываемая труба зажимается в патроне станка, на суппорте которого фиксируется резьбонарезной резец.
2. На конце трубы, используя резец, снимают фаску, после чего выполняют настройку скорости перемещения суппорта.
3. После подведения резца к поверхности трубы на станке включают резьбовую подачу.

Следует иметь в виду, что резьба дюймовая нарезается механическим методом с помощью токарного станка только на трубных изделиях, толщина и жесткость которых позволяют это сделать. Выполнение трубной дюймовой резьбы механическим способом позволяет получать качественный результат, но применение такой технологии требует от токаря соответствующей квалификации и наличия определенных навыков.

Классы точности и правила маркировки

Резьба, относящаяся к дюймовому типу, как указывает ГОСТ, может соответствовать одному из трех классов точности – 1, 2 и 3. Рядом с цифрой, обозначающей класс точности, ставят буквы «А» (наружная) или «В» (внутренняя). Полные обозначения классов точности резьбы в зависимости от ее типа выглядят как 1А, 2А и 3А (для наружных) и 1В, 2В и 3В (для внутренних). Следует иметь в виду, что 1-му классу соответствуют самые грубые резьбы, а 3-му – самые точные, к размерам которых предъявляются очень жесткие требования.

Предельные отклонения размеров по ГОСТу

Чтобы понять, каким параметрам соответствует конкретный резьбовой элемент, достаточно разобраться в обозначении резьбы, которая на него нанесена. Обозначение, о котором идет речь, используют многие зарубежные производители, которые работают по американским стандартам, относящимся к элементам резьбовых соединений.

Что такое метрическая и дюймовая резьба

Резьба является последовательные канавки винтовой нарезки с постоянными показателями шага и сечения, наносимые на коническую или цилиндрическую поверхность. Она служит для устройства соединения труб разного назначения при помощи резьбы.

Основные характеристики дюймовой резьбы

Дюймовая нарезка делится на крепежные и трубные типы, бывает цилиндрическая, конусная и характеризуется такими показателями:

Все стандартизированные показатели закреплены в ГОСТ 6357–1981. Основными показателями считаются диаметр и шаг. По понятиям диаметра понимают одно из принятых определений:

– наружный диаметр – значение, характеризующее расстояние между противоположными точками вершин резьбовых гребней;

– внутренний диаметр – единица для указания расстояния между противоположными точками впадин на низшей точке резьбовой канавки;

– шаг витков является важной характеристикой нарезки, измеряется между двумя точками соседних канавок или вершин, характеризуется постоянством, так как подобрать ответные болт и гайку при отсутствии условия стабильности очень проблематично;

– высота профиля нарезки высчитывается путем нахождения разницы между двумя диаметрами — наружным и внутренним.

Трубная резьба

Обособленная стандартная группа, регламентирующая соединение труб с использованием различного материала стенок. Трубная дюймовая резьба подразделяется на типы:
– цилиндрический тип;

Цилиндрическая трубная резьба

Известна еще под наименованием резьбы Витворда. Применяется для цилиндрического соединения при помощи резьбы и для стыковки цилиндрической внутренней нарезки с наружной конической трубой.
Обозначение профиля формы – дюймовая резьба с профилем в виде треугольника с равными бедрами и углом вверху в 55º. Разрешается соединять трубы с наибольшим диаметром в 6 дюймов, а для труб большего дюймового размера применяют соединение с помощью сварки.

Коническая дюймовая трубная резьба

Профиль обозначается как дюймовый тип с конусностью, при буквенном выражении индекса указывается ее расположение. R свидетельствует о наружной нарезке, Rc обозначает внутреннюю нарезку, а буквы LH ставят для левой резьбы.

Тип резьбового профиля NPSM

Такая нарезка витков делается в соответствии с американскими стандартами трубной резьбы, относится по расположению и типу к цилиндрической дюймовой. Определяется формой профиля в виде треугольника с вершиной в 60º и производится в размерах от 1/16 до 24 дюймов.

Этот вид не стоит путать с американским подвидом NPT, являющимся стандартным коническим соединением дюймовой нарезки для труб с требованиями повышенной надежности при работе с повышенным давлением и в сложных условиях эксплуатации.
Различия между трубной и метрической резьбой

Их не так много, наиболее заметным показателем, отличающим один вид от другого, служит форма профиля нарезки резьбового гребня. На вид он кажется острее, его угол при вершине составляет 55º.

Кроме формы профиля, отличием метрической нарезки от трубного дюймового варианта являются измерительные параметры шага и диаметра. Метрические показатели измеряются в миллиметрах, а дюймовая резьба измеряется в дюймах. Но для выражения метрических показателей в дюймах используют нестандартное значение 2,54 см, а особый трубный дюйм, равный 3,324 см.

Детально исполненную таблицу с указанием соответствующих переводов из дюймов в миллиметры можно посмотреть в указанном ГОСТе. Кроме целых дюймовых показателей указаны и дробные значения. Кроме того, шаг считают не в миллиметрах, а в нитках, обозначающих нарезанные канавки на мерном дюймовом отрезке.

Определение шага происходит с применением рабочих инструментов: -гребенков;

Измерения производятся по одинаковым правилам в метрической и дюймовой нарезке. Для начала используем муфту или штуцер с нарезанной наружной или внутренней резьбой, отталкиваясь от известных параметров. Вкручивают болт в резьбу и определяют плотность посадки. Если болт вошел плотно, то шаг и диаметр считают определенным. Если болт не соответствует, то пробуют применить болт другого калибра.

Удобнее использовать резьбомер, тогда работа происходит быстрее – достаточно приложить пластину к резьбе. На пластине инструмента указывается номер резьбы, которая считается определенной, если совпали профили. Штангенциркуль или микрометр применяется только для определения наружного и внутреннего диаметров.

Механическая и ручная дюймовая нарезка

Выполнение ручной нарезки

Метрическая или трубная резьба нарезается на внутренней или наружной поверхности. Внутри используется метчик, а снаружи плашка. Для того чтобы нарезка осуществлялась правильно, следуют инструкции по технологии, опираясь на тип профиля, требуемого в конкретном случае.

Трубу зажимают в тисках и вставляют метчик в вороток. Плашка размещается в специальном плашкодержателе. Плашка одевается на трубу сверху, а метчик вставляется в нее. Нарезка производится навинчивающимися или ввинчивающимися движениями, в зависимости от типа расположения витков. Если необходимо, то работу повторяют один или несколько раз.

Способ механической нарезки

Дополнительная информация

Между американским и английским стандартом существуют различия по набору стандартных шагов при указании количества ниток резьбовой нарезки на один дюйм. Помимо этого, внутри каждого стандартного набора различаются виды резьбовых витков по типу:

-между мелкими трубами;

-для нарезки ремонтных вставок;

-между витками для вставок.

Это было бы сложно определить, но эти сведения для удобства сведены в одной таблице.

Применение английских стандартов

Цилиндрическая английская дюймовая нарезка выполняется с крупным шагом, предназначена для общего применения. Ее параметры, шаг, профиль и высота профиля раз и навсегда закреплены для болтов и гаек одного типа и размерности. В таком типе угол профиля между соседними сторонами витков равен 55º. Закругление вершин витков, а также основания впадин составляет 1/6 часть от высоты исходного размера профиля.

Цилиндрическая не самоуплотняющаяся резьба имеет распространенное применение с прошлых лет и до настоящего времени во всем мире для деталей трубопроводов, сгонов, фитингов, переходников, двойников, муфт, тройников, стальных контргаек, кранов, смесителей, вентилей и др.

Цилиндрическая унифицированная крупная резьба стала международным стандартом после разработки национальным Американским институтом. В частности, неудобные 55º при вершине были заменены на 60º, конструкторы отказались от округлений у верха профиля. Теперь плоскость вершин стала плоской и содержит в своем размере 1/8 от шага граней. Для впадин допускается плоское выполнение или скругленное. Распространена в современном мире и является рекомендуемой для применения.

Цилиндрическая унифицированная мелкая резьба используется для прочных креплений и регулировочных соединений, наряду с другими современными типами является удобной и рекомендуемой к применению в случаях, когда применяется более мелкий шаг резьбы.

Дюймовая унифицированная особо мелкая цилиндрическая резьба используется для выполнения особо прочного крепления, для подгонки точных механизмов.

Существует много других стандартов на дюймовую резьбу, но они специальные и рекомендованы к применению в определенных условиях, для широкого использования они не применяются.

31.26 Метрические и трубные резьбы — разница и применение

В нашем метрическом мире порой бывает трудно ориентироваться в других системах измерения. Мы порой удивляемся тому, как американцы или англичане могут пользоваться устаревшими мерами длины, массы, площади и т.п. А они, в свою очередь, не понимают нас — живущих по законам единой Системы Измерений. Однако, как и в любом правиле, существуют определенные исключения, которые понятны всем – и жителям Америки, и Туманного Альбиона, и Европы, и России. Данная статья посвящена обзору трубных и метрических резьб, с разнообразием которых приходится довольно часто сталкиваться в повседневной жизни.

Метрические резьбы и их применение

Резьбовые соединения очень распространены в строительстве, технике, машиностроении, аэрокосмической промышленности и в повседневной жизни. Что такое винт и гайка знают даже дети в детском саду, так как занятия с конструктором не могут обойтись без этих деталей. Несмотря на то, что первый винт был придуман еще Архимедом, а наши древние предки широко использовали винтовые передачи в прессах для отжима масла из оливковых косточек и семян подсолнуха, а так же для подъема воды для орошения полей, идея создать настоящее винтовое соединение нашла свою реализацию только в 15 веке, когда один из швейцарских часовщиков впервые сумел при помощи простейших приспособлений выточить первый винт и гайку.

Вместе с тем, к разумной мысли о том, что резьба должна быть одинаковой во всех странах мира человечество пришло не скоро. Так, широко распространенная и привычная всем, кто хоть немного сталкивался с техникой, метрическая резьба появилась и была описана в стандартах лишь после введения единой Системы Измерений, основанной на эталонах метра, килограмма и секунды. Так что появление и широкое распространение метрической резьбы датируется концом 19 века. До того времени в мире господствовали дюймовые резьбы.

Главное отличие метрической резьбы от дюймовой состоит в том, что все её параметры привязаны к миллиметру, а за основу профиля самой резьбы взят равносторонний треугольник, так как все его угловые размеры одинаковы и равны 60 градусам. В стандартизации метрических резьбовых соединений важно, чтобы у гайки и болта совпадали не только угловые размеры резьбы, но и ее диаметр и шаг. Многие, особенно те, у кого имеются автомобили, сталкивались с непонятным явлением, когда винт и гайка имеют одинаковый диаметр, но винт вкрутить в гайку невозможно. Это говорит о том, что в данном месте используется резьба с меньшим шагом и для того чтобы винт вкрутился без проблем, его шаг резьбы должен быть тоже уменьшенным.

В стандартах, описывающих метрические резьбы, указано, что они должны обозначаться буквой M, а далее указывается диаметр резьбы и её шаг. Диапазон диаметров метрической резьбы лежит в пределах от одного до шестисот миллиметров. Разброс шага резьбы составляет от 0,075 до 3,5 мм. Резьбы с малым шагом применяют для измерительного инструмента, резьбы со средним шагом для нагруженных и работающих в условиях вибрации деталей и узлов, а резьбы с большим шагом применяют для крепления тяжелых несущих конструкций.

При создании стандартов метрических резьб были учтены различные допуски, которые задают степень округлости наружной кромки резьбы и отклонения от профиля, чтобы винт и гайка могли быть свободно закручены до момента упора при помощи руки.

Хоть метрические резьбы и не нашли широкого применения в уплотняемых соединениях, однако такая возможность заложена в стандарты. Так, резьба с обозначением MK применяется для самоуплотняемых соединений за счет конусности наружной и внутренней резьбы. Причем, для герметичного соединения необязательно чтобы винт и гайка были с конусной резьбой. Достаточно того, чтобы эта резьба была нарезана на винте.

Цилиндрическая метрическая резьба встречается достаточно редко. Её обозначение MJ. Главное отличие в винте, который имеет увеличенный радиус впадины на резьбе, что придает резьбовому соединению на основе цилиндрической метрической резьбы более высокие жаростойкие и усталостные качества. Такую резьбу применяют в аэрокосмической промышленности. Впрочем, в гайку с такой резьбой можно закрутить обычный метрический винт.

Несмотря на поголовное преобладание правой резьбы во всех устройствах и механизмах, все же бывает необходимо для реализации определенных функций применять левую резьбу. Метрическая левая резьба не отличается ничем от правой резьбы, кроме направления вращения, которое противоположно правым винтам. Если обычный винт закручивается по часовой стрелке, то левый в эту же сторону откручивается.

Также иногда можно встретиться с многозаходной метрической резьбой. Она отличается тем, что на болте и гайке одновременно нарезают не одну спираль, а две или даже три. Многозаходную резьбу часто применяют в высокоточном оборудовании, например, в фототехнике, чтобы однозначно позиционировать положение деталей при взаимном вращении. Такую резьбу можно отличить от обычной по двум или трем началам витков на торце.

Несмотря на очень широкое применение метрической резьбы, во многих развитых странах мира традиционно в большем ходу остаются так называемые дюймовые резьбы. А трубная резьба повсеместно измеряется в дюймах. И, несмотря на сильные отличия таких видов резьбы, сантехникам во всем мире на нужно объяснять отличия полудюймовой трубы от трехчетвертной.

Дюймовые резьбы и их применение

Отличия дюймовых резьб от метрических в том, что угол при вершине резьбы у них составляет 55 градусов, шаг резьбы вычисляется как соотношение числа витков резьбы на дюйм длины резьбы. Под дюймом понимают расстояние, равное 2,54 см. Что первоначально соответствовало длине первой фаланги большого пальца руки человека, которое практически у всех людей одинаково.

Так как угол при вершине иной, чем в метрических резьбах, то совместить метрические и дюймовые резьбы не представляется возможным. В странах с метрической системой применение находят только трубные дюймовые резьбы, которые обозначают буквой G. За буквой следует дробный или целый номинал, который обозначает не величину резьбы, а условный просвет трубы в дюймах или долях дюйма. Особенностью трубной резьбы является как раз тот факт, что она учитывает толщину стенок трубы, которые могут быть толще или тоньше в зависимости от материала изготовления и рабочего давления, на которое рассчитаны трубы. Поэтому дюймовый стандарт трубных резьб понятен и принят во всем мире как исключение из метрических правил.

Кроме простой цилиндрической трубной резьбы существует и коническая трубная резьба. Она имеет такие же характеристики, что и обычная трубная, за исключением конусности, которая позволяет создавать более герметичные соединения. Обозначается буквой R для наружной резьбы и Rc для внутренней. Левая резьба помечается дополнительно буквами LH, за которыми идет числовой номинал в целых и дробных долях дюйма.

Для применения в прочих соединениях, кроме сантехники, в США и Канаде применяют дюймовые резьбы с углом при вершине 60 градусов. Существует довольно широкий соратмент этих резьб, которые различаются диапазоном шага резьбы и прочими характеристиками. Стоит отметить, что некоторые резьбы из дюймового ряда совпадают с метрическими, что в некоторых случаях может быть на руку. Например, в фототехнике диаметр присоединительной резьбы, посредством которой фотокамера крепится к штативу, одинакова во всем мире вне зависимости от страны-производителя, так как характеристики этой резьбы одинаковы и для метрической, и для дюймовой резьбы.

Однако не стоит путать английскую дюймовую индустриальную резьбу, которая была одобрена еще в 1841 году, а разработкой её занимался сам Джозеф Витуорт. Эта резьба практически повторяет трубную, так как имеет величину угла у вершины 55 градусов. Винты и гайки с такой резьбой не сопрягаются с дюймовым крепежом из Америки и Канады.