Závit šroubu - Screw thread

A závit, často zkráceno na vlákno, je spirálovitý struktura používaná k převodu mezi rotačním a lineárním pohybem nebo silou. Šroubový závit je hřeben omotaný kolem a válec nebo kužel ve formě šroubovice, přičemž první se nazývá a rovný vlákno a druhý s názvem a zúžený vlákno. Šroubový závit je základní vlastností šroub jako jednoduchý stroj a také jako závitový uzávěr.
The mechanická výhoda závitu závitu závisí na jeho Vést, což je lineární vzdálenost, kterou šroub urazí za jednu otáčku.[1] U většiny aplikací je vývod šroubového závitu zvolen tak tření je dostatečné, aby se zabránilo převodu lineárního pohybu na rotační, to znamená, že šroub neklouže ani při použití lineární síly, pokud není přítomna žádná vnější rotační síla. Tato vlastnost je nezbytná pro velkou většinu jeho použití. Utažení šroubového závitu upevňovacího prvku je srovnatelné s vtažením klínu do mezery, dokud se rychle nezachytí třením a mírným elastická deformace.
Aplikace
Závity mají několik aplikací:
- Zapínání:
- Spojovací prvky jako vruty do dřeva, plastové šrouby, strojní šrouby, ořechy, a šrouby.
- Spojovací závitové trubky a hadice navzájem a na čepice a příslušenství.
- Redukce převodovky pomocí šnekové disky
- Pohybující se objekty lineárně převodem rotačního pohybu na lineární pohyb, jako v vodící šroub a zvedák.
- Měření korelací lineárního pohybu s rotačním (a jeho současným zesilováním), jako v a mikrometr.
- Oba pohybující se objekty lineárně a současně měří pohyb, kombinují dvě výše uvedené funkce, jako ve vodicím šroubu a soustruh.
Ve všech těchto aplikacích má šroubový závit dvě hlavní funkce:
- Převádí rotační pohyb na lineární pohyb.
- Zabraňuje lineárnímu pohybu bez odpovídající rotace.
Design
Rod
Každý pár párů vláken, externí a vnitřní, lze popsat jako mužský a ženský. Například a šroub má vnější závity, zatímco odpovídající otvor (matice nebo podklad) má vnitřní závity. Tato vlastnost se nazývá Rod.
Handedness


Spirála vlákna se může otáčet ve dvou možných směrech, což je známé jako předání. Většina vláken je orientována tak, aby se položka se závitem při pohledu z pohledu na osu středem šroubovice vzdalovala od prohlížeče, když je otočena ve směru hodinových ručiček ve směru otáčení proti směru hodinových ručiček a pohybuje se směrem k divákovi. Toto se nazývá a pravák (RH) vlákno, protože následuje pravidlo pravého úchopu. Vlákna orientovaná v opačném směru jsou známá jako levák (LH).
Podle běžné konvence je pravostrannost výchozím podáním pro závity šroubů. Většina závitových dílů a spojovacích prvků má proto pravotočivé závity. Mezi aplikace pro leváky patří:
- Tam, kde by otáčení hřídele způsobilo, že se pravá matice pravou rukou uvolní, než aby se utáhla působením točivého momentu nebo pražením vyvolaná precese. Mezi příklady patří:
- The levý pedál na jízdní kolo.[2]
- Levý brusný kotouč na a stolní bruska.
- Matice nápravy, nebo méně často, závěsné matice na levé straně některých automobilů.
- Upevňovací matice na některých kotoučích kotoučové pily - velká točivý moment při spuštění by měl mít tendenci utahovat matici.
- Vřeteno zapnuto křovinořez a strunová sekačka hlavy, takže točivý moment má tendenci spíše utahovat než uvolňovat spojení
- V kombinaci s pravými závity napínáky a upínací čepy.[3]
- V některých přívodech plynu, aby se zabránilo nebezpečným nesprávným připojením, například:
- Při svařování plynem používá přívod hořlavého plynu levotočivá vlákna, zatímco přívod kyslíku, pokud existuje, má běžný závit
- The POL ventil pro LPG lahve
- V situaci, kdy nelze otočit ani jeden konec trubky se závitem, aby se spoj utáhl nebo uvolnil (např. V tradičních topných trubkách vedených několika místnostmi v budově). V takovém případě spojka bude mít jedno pravotočivé a jedno levotočivé vlákno.
- V některých případech, například brzy kuličková pera, poskytnout „tajnou“ metodu demontáže.
- U dělostřeleckých projektilů je třeba vzít v úvahu vše, co se zašroubuje do střely, co se stane, když se střela vystřelí, např. Cokoli, co se zašroubuje do základny ze spodní části střely, musí být opatřeno závitem vlevo.
- V mechanismech, které poskytují intuitivnější akci, jako jsou:
- Vodicí šroub křížového suportu a soustruh při otáčení vodicího šroubu ve směru hodinových ručiček způsobí, že se příčný suport posunul od obsluhy.
- Hloubka řezaného šroubu kovu typu „Bailey“ (nebo „Stanley-Bailey“) rovina (nástroj) aby se čepel pohybovala ve směru regulačního prstu pravé ruky.
- Nějaký Edisonova základna lampy a příslušenství (jako jsou ty, které se dříve používaly na Newyorské metro nebo pre-první světová válka Sprague-Thomson kolejová vozidla Pařížské metro ) mají levý závit, který má odradit od krádeže, protože je nelze použít v jiných svítidlech.
Formulář

Tvar průřezu vlákna se často nazývá jeho formulář nebo tvar vlákna (také hláskováno forma vlákna). Může to být náměstí, trojúhelníkový, lichoběžníkový nebo jiné tvary. Podmínky formulář a tvar vlákna někdy odkazují na všechny konstrukční aspekty společně (tvar průřezu, rozteč a průměry), ale běžně odkazují na standardizovanou geometrii použitou šroubem. Mezi hlavní kategorie vláken patří strojní vlákna, materiálová vlákna a energetická vlákna.
Většina trojúhelníkových tvarů vláken je založena na rovnoramenný trojúhelník. Tito se obvykle nazývají V-závity nebo vee-vlákna kvůli tvaru písmeno V. Pro 60 ° V-závity je rovnoramenný trojúhelník přesněji rovnostranný. Pro podpěrné nitě, trojúhelník je scalene.
Teoretický trojúhelník je obvykle zkrácen v různé míře (to znamená, že špička trojúhelníku je zkrácena). V-vlákno, ve kterém není zkrácení (nebo nepatrná částka považována za zanedbatelnou), se nazývá a ostrý V-závit. Ke zkrácení dochází (a je standardně kodifikováno) z praktických důvodů - nástroj pro řezání nebo tvarování závitů nemůže mít prakticky dokonale ostrý hrot a zkrácení je stejně žádoucí, protože jinak:
- Hrana řezného nebo tvářecího nástroje se příliš snadno zlomí;
- Hřebeny závitu dílu nebo upevňovacího prvku budou mít otřepy po řezání a bude příliš citlivý na další budoucí otřepy způsobené promáčknutím (vruby);
- Kořeny a hřebeny spojovacích vnějších a vnitřních závitů potřebují vůli, aby bylo zajištěno, že se šikmé strany V správně setkávají navzdory chybě v roztečném průměru a nečistotám a otřepům způsobeným škrábáním.
- Bod závitu dodává niti malou sílu.
v kuličkové šrouby, páry muž-žena mají mezi sebou kuličky. Válečkové šrouby místo kuliček používejte běžné tvary nití a závitové válečky.
Úhel
Zahrnutá charakteristika úhlu tvaru průřezu se často nazývá úhel závitu. U většiny V-závitů je to standardizováno jako 60 stupňů, ale lze použít libovolný úhel. Průřez pro měření tohoto úhlu leží v rovině, která zahrnuje osu válce nebo kužele, na kterém je závit vytvořen.
Vést, stoupat a začít

Vést /ˈliːd/ a hřiště jsou úzce související pojmy. Mohou být zmateni, protože jsou stejné pro většinu šroubů. Vést je vzdálenost podél osy šroubu, která je pokryta jedním úplným otočením šroubu (360 °). Rozteč je vzdálenost od hřebenu jednoho vlákna k druhému. Protože drtivá většina šroubových závitů je jeden start tvary závitů, jejich olovo a stoupání jsou stejné. Single-start znamená, že kolem válce těla šroubu je omotán pouze jeden „hřeben“. Pokaždé, když se tělo šroubu otočí o jednu otáčku (360 °), posune se axiálně o šířku jednoho hřebene. „Dvojitý start“ znamená, že kolem válce těla šroubu jsou omotány dva „hřebeny“.[4] Pokaždé, když se tělo šroubu otočí o jednu otáčku (360 °), posune se axiálně o šířku dvou hřebenů. Dalším způsobem, jak to vyjádřit, je, že olovo a výška tónu jsou parametricky příbuzné, a parametr který se jich týká, počet startů, velmi často má hodnotu 1, v takovém případě se jejich vztah stane rovností. Obecně se olovo rovná rozteči krát počet startů.
Zatímco metrická vlákna jsou obvykle definována jejich roztečí, tj. Kolik vzdálenosti na vlákno, standardy založené na palcích obvykle používají obrácenou logiku, tj. Kolik vláken se vyskytuje na danou vzdálenost. Vlákna založená na palcích jsou tedy definována z hlediska vláken na palec (TPI). Pitch a TPI popisují stejnou základní fyzickou vlastnost - pouze různými termíny. Když se jako jednotka měření výšky použije palec, TPI je převrácená hodnota výšky tónu a naopak. Například a1⁄4-20 závit má 20 TPI, což znamená, že jeho stoupání je1⁄20 palce (0,050 palce nebo 1,27 mm).
Vzhledem k tomu, že vzdálenost od hřebenu jednoho vlákna k druhému, lze rozteč srovnávat s vlnová délka a mávat. Další analogií vln je to, že hřiště a TPI jsou vzájemné inverze podobným způsobem období a frekvence jsou vzájemné inverze.
Hrubé versus jemné
Hrubé závity jsou ty s větším stoupáním (méně závitů na osovou vzdálenost) a jemné závity jsou s menším stoupáním (více závitů na osovou vzdálenost). Hrubé závity mají větší tvar závitu vzhledem k průměru šroubu, zatímco jemné závity mají menší tvar závitu vzhledem k průměru šroubu. Tento rozdíl je analogický k rozdílu mezi hrubými zuby a jemnými zuby na a viděl nebo soubor nebo mezi hrubým a jemným pískem smirkový papír.

Společné standardy V-závitů (ISO 261 a Unified Thread Standard ) zahrnují hrubé stoupání a jemné stoupání pro každý hlavní průměr. Například1⁄2-13 patří do řady UNC (Unified National Coarse) a1⁄2-20 patří do řady UNF (Unified National Fine). Podobně má M10 (jmenovitý vnější průměr 10 mm) podle ISO 261 verzi s hrubým závitem se stoupáním 1,5 mm a verzi s jemným závitem se stoupáním 1,25 mm.
Termín Hrubý zde neznamená nižší kvalitu, ani tento termín pokuta znamenají vyšší kvalitu. Termíny, které se používají ve vztahu k rozteči šroubových závitů, nemají nic společného s použitými tolerancemi (mírou přesnosti) nebo množstvím řemeslného zpracování, kvality nebo nákladů. Jednoduše odkazují na velikost závitů vzhledem k průměru šroubu.
Hrubé závity jsou odolnější vůči odizolování a křížovému navlékání, protože mají větší záběr na boku. Hrubá vlákna se instalují mnohem rychleji, protože vyžadují méně závitů na jednotku délky. Jemnější vlákna jsou silnější, protože mají větší napěťovou oblast pro závit se stejným průměrem. U jemných vláken je méně pravděpodobné, že budou vibrovat volně, protože mají menší úhel šroubovice a umožňují jemnější nastavení. Jemnější závity vyvíjejí větší předpětí s menším utahovacím momentem.[5]
Průměry


Existují tři charakteristické průměry (⌀ ) vláken: hlavní průměr, menší průměr, a průměr rozteče: Průmyslové standardy specifikují minimální (min.) A maximální (max.) Limity pro každý z nich, pro všechny uznané velikosti závitů. Minimální limity pro externí (nebo šroub, v terminologii ISO) a maximální limity pro vnitřní (matice), jsou zde velikosti závitů, které zajišťují, aby se vlákna nestrhávaly na mezích pevnosti v tahu základního materiálu. Minimální limity pro interní a maximální limity pro externí vlákna jsou tam, aby zajistily, že vlákna do sebe zapadají.
Hlavní průměr
Hlavní průměr závitů je větší ze dvou extrémních průměrů, které omezují výšku profilu závitu, protože pohled v příčném řezu je proveden v rovině obsahující osu závitů. U šroubu je to jeho vnější průměr (OD). Hlavní průměr matice nemusí být měřen přímo, ale může být testován měřidly typu go / no-go.
Hlavní průměr vnějších závitů je obvykle menší než hlavní průměr vnitřních závitů, pokud jsou vlákna navržena tak, aby do sebe zapadala. Samotný tento požadavek ale nezaručuje, že by se šroub a matice stejného stoupání k sobě hodily: stejný požadavek musí být zvlášť stanoven pro malý průměr a stoupání závitů. Kromě zajištění vůle mezi hřeben závitů šroubů a vykořenit závitů matic je také třeba zajistit, aby vůle nebyla tak velká, aby nezpůsobila selhání spojovacích prvků.
Menší průměr

Menší průměr je spodní krajní průměr závitu. Hlavní průměr minus menší průměr, dělený dvěma, se rovná výšce nitě. Menší průměr matice je její vnitřní průměr. Menší průměr šroubu lze měřit měřidly go / no-go nebo přímo pomocí optický komparátor.
Jak je znázorněno na obrázku vpravo, vlákna se stejnou roztečí a úhlem, která mají shodné menší průměry, s různými průměry hlavního a rozteče, se mohou zdát těsně přiléhající, ale pouze radiálně; vlákna, která mají shodné pouze hlavní průměry (nejsou zobrazeny), lze také zobrazit jako neumožňující radiální pohyb. Snížená materiální stav, kvůli nevyužitým prostorům mezi závity, musí být minimalizovány, aby nedošlo k přílišnému oslabení spojovacích prostředků.
Průměr rozteče

Průměr rozteče (PD, nebo D2) konkrétního závitu, vnitřního nebo vnějšího, je průměr válcového povrchu, osově soustředného k závitu, který protíná boky závitu ve stejných vzdálenostech, při pohledu v rovině průřezu obsahující osu závitu, vzdálenost mezi těmito body je přesně jedna polovina vzdálenosti hřiště. Ekvivalentně čára probíhající rovnoběžně s osou a vzdáleností D2 dále od něj, "linie PD", řezy ostrý-V forma vlákna, která má boky shodné s boky testované nitě, přesně na 50% její výšky. Předpokládali jsme, že boky mají správný tvar, úhel a rozteč pro specifikovaný standard závitu. To obecně nesouvisí s majorem (D) a menší (D1) průměry, zvláště pokud nejsou známé zkrácení hřebenu a kořene formy ostrého V u těchto průměrů. Všechno ostatní je ideální, D2, D, & D1společně by plně popsal podobu vlákna. Znalost PD určuje polohu tvaru ostrého V závitu, jehož strany se shodují s rovnými stranami boků závitu: např. Hřeben vnějšího závitu by tyto strany zkrátil radiálním posunem D − D2 od polohy čáry PD.
Za předpokladu, že mezi kořenem a hřebenem protilehlých závitů jsou mírné nezáporné vůle a vše ostatní je ideální, pokud jsou průměry šroubů a matic přesně sladěny, neměla by mezi nimi být po smontování vůbec žádná vůle , dokonce i za přítomnosti pozitivních vůlí kořenového hřebenu. To je případ, kdy boky nití přicházejí do těsného vzájemného kontaktu dříve, než dojde ke kořenům a hřebenům, pokud vůbec.
Tento ideální stav by však byl v praxi pouze přibližný a obecně by vyžadoval montáž pomocí klíče, což by mohlo způsobit zadírání závitů. Z tohoto důvodu někteří příspěveknebo minimální rozdíl mezi PD vnitřního a vnějšího vlákna musí být obecně stanoven, aby se vyloučila možnost odchylek od ideální formy vlákna způsobující rušení a urychlit ruční montáž až do délky záběru. Tyto příspěvky, nebo základní odchylky, jak je nazývají standardy ISO, jsou poskytovány v různých stupních třídy vhodné pro různé velikosti závitů. V jednom extrému neposkytuje třída žádný příspěvek, ale maximální PD vnějšího vlákna je specifikován stejný jako minimální PD vnitřního vlákna v rámci stanovených tolerancí, což zajišťuje, že tyto dva mohou být smontovány, s určitou vůlí přizpůsobení stále možné z důvodu tolerance. Volala třída interferenční uložení může dokonce stanovit záporné odchylky, kde PD šroubu je větší než PD matice alespoň o částku povolenky.
Průměr stoupání vnějších závitů se měří různými metodami:
- Vyhrazený typ mikrometr, nazývaný nitový nebo roztečný mikrofon, který má V-kovadlinu a kónickou špičku vřetena, kontaktuje boky niti pro přímé čtení.
- Mikrometr pro všeobecné použití (plochá kovadlina a vřeteno) se používá na sadě tří vodičů, které spočívají na bocích závitu, a od konstanty se odečte známá konstanta. (Dráty jsou skutečně měřicí kolíky, jsou broušeny na přesnou velikost, ačkoli „dráty“ je jejich běžný název.) Tato metoda se nazývá 3vodičová metoda. Někdy se k přidržení vodičů na místě používá mastnota, která pomáhá uživateli žonglovat s částí, mikrofonem a dráty na místě.
- An optický komparátor lze také použít ke stanovení PD graficky.
Třídy fit
Způsob, jakým muži a ženy do sebe zapadají, včetně hrát si a tření, je klasifikován (kategorizován) v normách vláken. Dosažení určité třída fit vyžaduje schopnost pracovat v rozmezí tolerancí pro rozměr (velikost) a povrchová úprava. Definování a dosažení tříd přizpůsobení je důležité pro zaměnitelnost. Třídy zahrnují 1, 2, 3 (volné až těsné); A (externí) a B (vnitřní); a různé systémy, jako jsou limity H a D.
Toleranční třídy
Limit závitu
Limit závitu nebo mezní průměr rozteče je standard používaný pro klasifikaci tolerance průměru stoupání závitu pro kohoutky. Pro imperiální se používají limity H nebo L, které určují, kolik jednotek o velikosti 0,0005 palce nad nebo poddimenzováno je průměr rozteče od jeho základní hodnoty. Takto je označen kohoutek s limitem H 3 H3by měl průměr stoupání o 0,0005 × 3 = 0,0015 palce větší než průměr základního stoupání a vedl by tak k vyříznutí vnitřního závitu s volnějším uložením, než je tomu u vodovodního kohoutku H2. Metrický používá limity D nebo DU, což je stejný systém jako imperiální, ale používá označení D nebo DU pro nadměrné a poddimenzované pořadí a jde o jednotky 0,013 mm (0,51 mils).[6]Kohoutky se obvykle pohybují v rozmezí H1 až H5 a zřídka L1.
Průměr stoupání závitu se měří tam, kde se radiální průřez jediného závitu rovná polovině stoupání, například: 16 stoupání závitu =1⁄16 in = 0,0625 ve stoupání se skutečný průměr stoupání závitu měří při radiálním průřezu měří 0,03125 v.
Zaměnitelnost
K dosažení předvídatelně úspěšného páření mužských a ženských vláken a zajištění zaměnitelnosti mezi muži a mezi ženami musí existovat a musí být dodržovány standardy pro formu, velikost a povrchovou úpravu. Standardizace vláken je diskutováno níže.
Hloubka závitu
Závity šroubů nejsou téměř nikdy dokonale ostré (žádné zkrácení na vrcholu nebo kořenu), ale místo toho jsou zkráceny, čímž se získá konečná hloubka závitu což lze vyjádřit jako zlomek hodnoty výšky tónu. Normy UTS a ISO kodifikují rozsah zkrácení, včetně tolerančních rozsahů.
Dokonale ostrý 60 ° V-závit bude mít hloubku závitu („výška“ od kořene po hřeben) rovnou 0,866 rozteče. Tato skutečnost je vlastní geometrii rovnostranného trojúhelníku - přímému výsledku základny trigonometrické funkce. Je nezávislý na měrných jednotkách (palce vs. mm). Vlákna UTS a ISO však nejsou ostrá vlákna. Hlavní a vedlejší průměr vymezují zkrácení na obou stranách ostrého V.
Jmenovitý průměr metrických (např.M8) a unifikovaných (např.5⁄16 v) závity je teoretický hlavní průměr vnějšího závitu, který je ořezán (diametrálně) o0.866⁄4 výšky hřiště od dimenze přes špičky „základních“ trojúhelníků (s ostrými rohy). Výsledné plošky na hřebenech vnějšího závitu jsou teoreticky jedna osmina výšky hřiště (vyjádřeno notací)1⁄8str nebo 0,125str), ačkoli skutečná definice geometrie má více proměnných. Plné (100%) vlákno UTS nebo ISO má výšku kolem 0,65str.
Vlákna mohou být (a často jsou) zkrácena o něco více, čímž se získá hloubka vláken 60% až 75% z 0,65str hodnota. Například 75% nit obětuje jen malé množství síly výměnou za významné snížení síly potřebné k řezání niti. Výsledkem je to klepni a zemři snižuje se opotřebení, snižuje se pravděpodobnost zlomení a často lze použít vyšší řezné rychlosti.
Tohoto dalšího zkrácení je dosaženo použitím o něco většího poklepejte na vrtačku v případě vnitřních závitů nebo mírným zmenšením průměru závitové oblasti obrobku v případě vnějších závitů, přičemž tento efekt účinně zmenší závit hlavní průměr. V případě vnitřních závitů klepněte na vrtací grafy obvykle určením velikostí, které vytvoří přibližně 75% závit. 60% závit může být vhodný v případech, kdy se neočekává vysoké zatížení v tahu. V obou případech průměr rozteče není ovlivněn. Vyvažování zkrácení versus pevnost závitu je podobné mnoha inženýrským rozhodnutím zahrnujícím pevnost, hmotnost a náklady na materiál, stejně jako náklady na jeho opracování.
Kužel
Zúžené závity se používají na spojovacích prvcích a trubkách. Běžným příkladem spojovacího prvku se zúženým závitem je a vrut do dřeva.
The závitové trubky používané v některých instalatérských zařízeních pro dodávání kapalin pod tlakem mají závitovou část, která je mírně kuželovitý. Příklady jsou NPT a BSP série. Těsnění zajištěné závitovým spojem je vytvořeno, když je zúžený konec s vnějším závitem utažen na konec s vnitřními závity. U většiny spojů potrubí vyžaduje dobré utěsnění do spáry samostatný tmel, jako je např těsnicí páska závitu, nebo kapalný nebo pastový těsnicí materiál na potrubí, jako je trubka drogy.
Dějiny
Zdá se, že koncept šroubového závitu se objevil jako první Archimedes, který stručně psal o spirálách a navrhl několik jednoduchých zařízení využívajících šroubový princip. Leonardo da Vinci pochopil princip šroubů a levé výkresy ukazující, jak lze řezat závity strojem. V 15. století se v německých hodinkách objevily šrouby, které se používaly k upevnění brnění. V roce 1569 Besson vynalezl šroubovací soustruh, ale metoda nezískala trakci a šrouby se nadále vyráběly převážně ručně po dobu dalších 150 let. V roce 1800 začala v Anglii výroba šroubů Průmyslová revoluce. V těchto dobách neexistovala standardizace. Šrouby vyrobené jedním výrobcem by se nehodily k maticím druhého.[7]
Standardizace

Standardizace závitů se od počátku devatenáctého století vyvíjí s cílem usnadnit kompatibilitu mezi různými výrobci a uživateli. Proces standardizace stále probíhá; zejména stále existují (jinak identické) konkurenční metrické a palcové standardy závitů široce používané.[8] Standardní vlákna jsou běžně označována krátkými písmeny (M, UNC atd.), Které také tvoří předponu standardizovaných označení jednotlivých vláken.
Další standardy produktů určují upřednostňované velikosti závitů pro šrouby a matice a také odpovídající velikosti hlav šroubů a matic, aby se usnadnila kompatibilita mezi nimi klíče (klíče) a další nástroje.
ISO standardní vlákna
Nejběžnější používaná vlákna jsou ISO metrické závity (M) pro většinu účelů a BSP vlákna (R, G) pro potrubí.
Ty byly standardizovány Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO) v roce 1947. Ačkoli metrická vlákna byla v roce 1898 většinou sjednocena Mezinárodním kongresem pro standardizaci šroubových vláken, ve Francii, Německu a Japonsku byly použity samostatné standardy metrických vláken a švýcarští měli sadu hodinek pro hodinky.
Další současné standardy
V konkrétních aplikacích a určitých oblastech zůstávají běžně používány jiné závity než metrické závity ISO, někdy kvůli zvláštním požadavkům aplikace, ale většinou z důvodu zpětná kompatibilita:
- Unified Thread Standard (UTS), je dominantní standard vláken používaný ve Spojených státech a Kanadě. Je definována v ANSI / ASME B1.1 Unified Inch Screw Threads, (UN and UNR Thread Form). V některých případech se výrobky stále vyrábějí podle starých Americká národní standardní řada, který má mírně odlišné specifikace a je technicky zastaralý od roku 1949. Stará národní norma je kompatibilní s novější jednotnou normou, ale je dávno zastaralá.[9] Tato jednotná norma zahrnuje:
- Unified Coarse (UNC), nástupce zastaralého vlákna National Coarse (NC).
- Unified Fine (UNF), nástupce zastaralého vlákna National Fine (NF).
- Unified Extra Fine (UNEF)
- Unified Special (UNS)
- Národní trubkový závit (NPT), který se používá (v USA) pro instalatérství vodovodních a plynových potrubí a elektrického vedení se závitem.
- NPTF (národní palivové potrubí)
- Britský standard Whitworth (BSW) a pro další vlákna Whitworth včetně:
- British Standard Fine (BSF)
- Cycle Engineers 'Institute (CEI) nebo Britský standardní cyklus (BSC)
- Britský standardní trubkový závit (BSP), který existuje ve zúžené a nezúžené variantě; používá se také pro jiné účely
- British Standard Pipe Taper (BSPT)
- Závity Britské asociace (BA), zejména elektronický / elektrický, pohyblivé cívkové měřiče a namontovat optické čočky
- Britská standardní podpěrná vlákna (BS 1657: 1950)
- Britský standard pro Zapalovací svíčky BS 45: 1972
- British Standard Brass pevný závit 26 TPI
- Institut obalového skla nitě (GPI), primárně pro skleněné lahve a lahvičky
- Napájecí šroub vlákna
- Královská mikroskopická společnost (RMS) vlákno, známé také jako vlákno společnosti, je speciální 0,8-palcový průměr x 36 závitů na palec (tpi) Whitworthův závit používaný pro objektivy mikroskopů.
- Mikrofonní stojany:
- 5⁄8-inch 27 vláken na palec (tpi) Unified Special thread (UNS, USA a zbytek světa)
- 1⁄4-palcový BSW (není běžný v USA, ale používá se ve zbytku světa)
- 3⁄8-palcový BSW (není běžný v USA, ale používá se ve zbytku světa)
- Osvětlení pódia závěsné šrouby (pouze v některých zemích; některé jsou zcela metrické, jiné jako např Austrálie se vrátili k vláknům BSW nebo se nikdy zcela nepřevedli):
- 3⁄8-palcový BSW pro lehčí svítidla
- 1⁄2-palcový BSW pro těžší svítidla
- Závity závitořezných šroubů (ST) - ISO 1478
- Letecké palcové závity (UNJ) - ISO 3161
- Letecké metrické závity (MJ) - ISO 5855
- Závity pneumatik (V) - ISO 4570
- Kovové kostní šrouby (HA, HB) - ISO 5835
- Panzergewinde (Pg) (německy) je starý německý 80 ° závit (DIN 40430), který zůstal používán až do roku 2000 v některých elektroinstalačních doplňcích v Německu.
- Fahrradgewinde (Fg) (anglicky: cyklistická nit) je německý standard pro cyklistické nitě (podle DIN 79012 a DIN 13.1), který zahrnuje mnoho nití CEI a BSC, které se používají na kolech a mopedech všude (http://www.fahrradmonteur.de/fahrradgewinde.php )
- Edisonova základna Žárovka šroubovací závit držáku
- Připojení požární hadice (NFPA standardní 194)
- Závity šroubení pro připojení hadice (ANSI / ASME B1.20.7-1991 [R2003]) pro zahradní hadice a příslušenství
- Löwenherzovo vlákno,[10] německý metrický závit používaný pro měřicí přístroje[11]
- Nit šicího stroje[12]
Historie standardizace




První historicky důležitá vnitropodniková standardizace šroubových závitů začala Henry Maudslay kolem roku 1800, kdy moderní šroubovací soustruh učinil z výměnných strojních šroubů s V-závitem praktickou komoditu.[13] Během příštích 40 let pokračovala normalizace na vnitropodnikové a mezipodnikové úrovni.[14] Nepochybně se tohoto zeitgeistu účastnilo mnoho mechaniků doby; Joseph Clement byl jedním z těch, které si historie všimla. V roce 1841 Joseph Whitworth vytvořil design, který se díky přijetí mnoha britských železničních společností stal národním standardem pro Spojené království Britský standard Whitworth. V průběhu 40. až 60. let 18. století se tento standard kromě nesčetných vnitropodnikových a mezipodnikových standardů často používal i ve Spojených státech a Kanadě. V dubnu 1864 William Sellers předložil příspěvek Franklin Institute v Philadelphie, který navrhuje nový standard, který nahradí špatně standardizovanou praxi šroubových závitů v USA. Prodejci zjednodušili Whitworthův design přijetím profilu závitu 60 ° a zploštělé špičky (na rozdíl od 55 ° úhlu Whitworthu a zaoblené špičky).[15][16] Úhel 60 ° byl v Americe již běžně používán,[17] ale Sellersův systém slíbil, že bude konzistentní s ním a všemi dalšími podrobnostmi threadform.
Vlákno Sellers, které se běžným strojářům snáze vyrábí, se stalo důležitým standardem v USA na konci 60. a na začátku 70. let, kdy bylo vybráno jako standard pro práci prováděnou na základě amerických vládních kontraktů a bylo také standardem přijato vysoce vlivné železniční průmyslové korporace, jako je Baldwin Locomotive Works a Pennsylvania železnice. Ostatní firmy jej přijaly a brzy se stal národním standardem pro USA,[17] později se stal obecně známým jako Standardní vlákno USA (Vlákno USS). Během příštích 30 let byl standard dále definován a rozšířen a vyvinul se do souboru standardů včetně National Coarse (NC), National Fine (NF), a National Pipe Taper (NPT). Mezitím v Británii Závity Britské asociace byly také vyvinuty a vylepšeny.
Během této éry byly v kontinentální Evropě dobře známé britské a americké závity, ale také různé metrický vyvíjely se standardy závitů, které obvykle používaly 60 ° profily. Některé z nich se vyvinuly v národní nebo kvazi-národní standardy. Byly většinou sjednoceny v roce 1898 Mezinárodním kongresem pro standardizaci závitů na Curych, která definovala nové mezinárodní standardy metrických závitů jako mající stejný profil jako vlákno Sellers, ale s metrickými velikostmi. Na počátku 20. století bylo vyvíjeno úsilí, které mělo přesvědčit vlády USA, Velké Británie a Kanady, aby přijaly tyto mezinárodní standardy vláken a metrický systém obecně, ale byly poraženy argumenty, že kapitálové náklady nezbytného přepracování by některé firmy přivedlo ze zisku ke ztrátě a brzdilo ekonomiku. (Smíšené použití soubojů v palcových a metrických standardech od té doby stálo mnohem, mnohem více, ale nesení těchto nákladů bylo více rozloženo napříč národními a globálními ekonomikami, spíše než aby je nesly předem konkrétní vlády nebo korporace, což pomáhá vysvětlit lobbování úsilí.)[Citace je zapotřebí ]
Někdy v letech 1912 až 1916 se Společnost automobilových inženýrů (SAE) vytvořil „řadu SAE“ velikostí závitů odrážející původ z dřívějších norem USS a ASME.
Během konce 19. a počátku 20. století inženýři zjistili, že zajištění spolehlivé zaměnitelnosti závitů bylo mnohostranným a náročným úkolem, který nebyl tak jednoduchý jako pouhá standardizace hlavního průměru a stoupání pro určitý závit. To bylo během této éry, že složitější analýzy objasnily význam proměnných, jako je průměr rozteče a povrchová úprava.
Po celou dobu bylo provedeno obrovské množství inženýrských prací první světová válka a následující meziválečné období ve snaze o spolehlivou zaměnitelnost. Třídy lícování byly standardizovány a byly vyvinuty nové způsoby generování a kontroly závitů (např výroba brusek nití a optické komparátory ). Teoreticky by se tedy dalo očekávat, že na začátku druhé světové války by byl problém zaměnitelnosti závitů již zcela vyřešen. Bohužel se to ukázalo jako nepravdivé. Intranational zaměnitelnost byla rozšířená, ale mezinárodní zaměnitelnost byla méně. Problémy s nedostatečnou zaměnitelností mezi americkými, kanadskými a britskými částmi během druhé světové války vedly ke snaze sjednotit palcové standardy mezi těmito blízce spojenými národy a Unified Thread Standard byl přijat Výborem pro normalizaci šroubových vláken v Kanadě, Velké Británii a Spojených státech dne 18. listopadu 1949 v Washington DC. s nadějí, že budou přijaty univerzálně. (The original UTS standard may be found in ASA (now ANSI) publication, Vol. 1, 1949.) UTS consists of Unified Coarse (UNC), Unified Fine (UNF), Unified Extra Fine (UNEF) and Unified Special (UNS). The standard was widely taken up in the UK, although a small number of companies continued to use the UK's own British standards for Whitworth (BSW), British Standard Fine (BSF) and British Association (BA) microscrews.
However, internationally, the metric system was eclipsing inch-based measurement units. In 1947, the ISO was founded; and in 1960, the metric-based Mezinárodní systém jednotek (zkráceně SI z francouzštiny Système International) byl vytvořen. With continental Europe and much of the rest of the world turning to SI and ISO metric screw thread, the UK gradually leaned in the same direction. The ISO metric screw thread is now the standard that has been adopted worldwide and is slowly displacing all former standards, including UTS. In the U.S., where UTS is still prevalent, over 40% of products contain at least some ISO metric screw threads. The UK has completely abandoned its commitment to UTS in favour of ISO metric threads, and Canada is in between. Globalizace of industries produces market pressure in favor of phasing out minority standards. Dobrým příkladem je automobilový průmysl; U.S. auto parts factories long ago developed the ability to conform to the ISO standards, and today very few parts for new cars retain inch-based sizes, regardless of being made in the U.S.
Even today, over a half century since the UTS superseded the USS and SAE series, companies still sell hardware with designations such as "USS" and "SAE" to convey that it is of inch sizes as opposed to metric. Most of this hardware is in fact made to the UTS, but the labeling and cataloging terminology is not always precise.
Inženýrský výkres
V americe technické výkresy, ANSI Y14.6 defines standards for indicating threaded parts. Parts are indicated by their nominal diameter (the nominal major diameter of the screw threads), pitch (number of threads per inch), and the class of fit for the thread. For example, “.750-10UNC-2A” is male (A) with a nominal major diameter of 0.750 inches, 10 threads per inch, and a class-2 fit; “.500-20UNF-1B” would be female (B) with a 0.500-inch nominal major diameter, 20 threads per inch, and a class-1 fit. An arrow points from this designation to the surface in question.[18]
Generace
There are many ways to generate a screw thread, including the traditional subtractive types (for example, various kinds of cutting [single-pointing, taps and dies, die heads, milling]; molding; casting [die casting, sand casting]; forming and rolling; grinding; and occasionally lapování to follow the other processes); novější additive techniques; a jejich kombinace.
Inspekce
Another common inspection point is the straightness of a bolt or screw. This topic comes up often when there are assembly issues with predrilled holes as the first troubleshooting point is to determine if the fastener or the hole is at fault. ASME B18.2.9 "Straightness Gage and Gaging for Bolts and Screws" was developed to address this issue. Per the scope of the standard, it describes the gage and procedure for checking bolt and screw straightness at maximum material condition (MMC) and provides default limits when not stated in the applicable product standard.
Viz také
Poznámky
- ^ Burnham, Reuben Wesley (1915). Mathematics for Machinists. John Wiley & synové, Incorporated. p.137. Citováno 4. dubna 2018 - prostřednictvím internetového archivu.
- ^ Brown, Sheldone. "Bicycle Glossary: Pedal". Sheldon Brown. Citováno 2010-10-19.
- ^ "Threaded stud / steel / clamping – S&W Manufacturing Co., Inc". www.directindustry.com. Citováno 4. dubna 2018.
- ^ Bhandari, str. 205.
- ^ "Coarse Threads vs. Fine Threads". katonet.com.
- ^ Green, Robert, ed. (1996). Příručka pro strojní zařízení (25 ed.). p. 893. ISBN 0-8311-2575-6.
- ^ Engineering graphics. Giesecke, Frederick E. (Frederick Ernest), 1869-1953. (4. vydání). New York: Macmillan. 1987. ISBN 0023427604. OCLC 13498926.CS1 maint: ostatní (odkaz)
- ^ "American National Standard vs. Unified Inch Standard". Citováno 14. března 2019.
- ^ www.mipraso.de, Michael Prandl. "Löwenherz Thread". www.gewinde-normen.de. Citováno 4. dubna 2018.
- ^ Ryffel 1988, str. 1603.
- ^ www.mipraso.de, Michael Prandl. "Sewing Machine Thread (Nähnorm 100)". www.gewinde-normen.de. Citováno 4. dubna 2018.
- ^ Quentin R. Skrabec, Jr. (2005). „Metalurgický věk: Viktoriánské kvetení vynálezu a průmyslové vědy“. p. 169. McFarland
- ^ Roe 1916 , str. 9–10.
- ^ "ASME 125th Anniversary: Special 2005 Designation of Landmarks: Profound Influences in Our Lives: The United States Standard Screw Threads". asme.org. Citováno 4. dubna 2018.
- ^ Roe 1916 , 248–249.
- ^ A b Roe 1916 , p. 249.
- ^ Wilson pp. 77–78 (page numbers may be from an earlier edition).
Reference
- Bhandari, V B (2007), Design of Machine Elements, Tata McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-061141-2.
- Degarmo, E. Paul; Black, J T .; Kohser, Ronald A. (2003), Materiály a procesy ve výrobě (9. vydání), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.
- Oberg, Erik; Jones, Franklin D .; Horton, Holbrook L .; Ryffel, Henry H. (1996), Green, Robert E .; McCauley, Christopher J. (eds.), Příručka pro strojní zařízení (25. vydání), New York: Průmyslový tisk, ISBN 978-0-8311-2575-2, OCLC 473691581.
- Roe, Joseph Wickham (1916), English and American Tool Builders, New Haven, Connecticut: Yale University Press, LCCN 16011753. Dotisk McGraw-Hill, New York a Londýn, 1926 (LCCN 27-24075 ); a Lindsay Publications, Inc., Bradley, Illinois, (ISBN 978-0-917914-73-7).
- Ryffel, Henry H.; et al. (1988), Příručka pro strojní zařízení (23rd ed.), New York: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-1200-4.
- Wilson, Bruce A. (2004), Design Dimensioning and Tolerancing (4th ed.), Goodheart-Wilcox, ISBN 1-59070-328-6.