Britský standard Whitworth - British Standard Whitworth
British Standard Whitworth ( BSW ) je standard šroubového závitu na bázi imperiálních jednotek , navržený a specifikovaný Josephem Whitworthem v roce 1841 a později přijatý jako britský standard . Jednalo se o první národní normu šroubových závitů na světě a je základem pro mnoho dalších norem, jako jsou BSF , BSP , BSCon a BSCopper .
Dějiny
Vlákno Whitworth bylo prvním národním standardem závitů na světě, který navrhl a specifikoval Joseph Whitworth v roce 1841. Do té doby byla jedinou standardizací to, co jednotliví lidé a společnosti udělali málo, přičemž vnitřní standardy některých společností se trochu rozšířily v rámci jejich odvětví. Nový standard společnosti Whitworth stanovil úhel závitu 55 ° a hloubku závitu 0,640327 p a poloměr 0,137329 p , kde p je stoupání. Stoupání závitu se zvyšuje s průměrem v krocích uvedených v tabulce.
Systém závitů Whitworth měl být později přijat jako britský standard, aby se stal britským standardem Whitworth (BSW). Příkladem využití závitu Whitworth jsou Royal Navy ‚s Krymské války dělové čluny. Jedná se o první příklad technik hromadné výroby aplikovaných na námořní techniku , jak ukazuje následující citát z nekrologu z The Times ze dne 24. ledna 1887 pro sira Josepha Whitwortha (1803–1887):
Začala krymská válka a Sir Charles Napier požadoval po Admiralitě 120 dělových člunů, každý s motory o výkonu 60 koní , pro tažení roku 1855 v Baltském moři . Na splnění této rekvizice zbývalo pouhých devadesát dní, a protože čas byl krátký, stavění dělových člunů nepředstavovalo žádné potíže. Jinak to ale bylo s motory a admiralita byla v zoufalství. Náhle zesnulý pan John Penn záblesk mechanického génia, který mu byl vlastní, vyřešil obtížnost a vyřešil ji docela snadno. Měl po ruce dvojici motorů přesné velikosti. Rozdělil je na kusy a rozdělil díly mezi nejlepší strojírny v zemi, přičemž každému řekl, aby pro vzorek vyrobil devadesát sad přesně ve všech ohledech. Rozkazy byly vykonávány s neustálou pravidelností a ve skutečnosti dokončil devadesát sad motorů o výkonu 60 koní za devadesát dní - což byl čin, díky kterému velké kontinentální mocnosti s úžasem zíraly a který byl možný jen díky Whitworthovým standardům měření a přesnosti a do té doby byly v celé zemi důkladně uznány a zavedeny.
Originál Příkladem typu člun motoru byl zvýšen z vraku SS Xantho u západního australského muzea . Při demontáži se ukázalo, že všechna jeho vlákna jsou typu Whitworth.
S přijetím BSW britskými železničními společnostmi, z nichž mnohé dříve používaly své vlastní standardy jak pro závity, tak pro profily hlavy šroubů a matic, a vzhledem k rostoucí potřebě obecně standardizace výrobních specifikací začala dominovat britská výroba.
V USA byl BSW nahrazen, když ocelové šrouby nahradily železo, ale stále se používal pro některé hliníkové díly až v 60. a 70. letech minulého století, kdy standardy na bázi metrik nahradily imperiální.
American Unified Coarse (UNC) byl původně založen na téměř stejných imperiálních frakcích. Sjednocený úhel závitu je 60 ° a má zploštělé hřebeny (hřebeny Whitworth jsou zaoblené). Od 1 / 4 až u 1+1 / 2 palce , stoupání závitu je v obou systémech stejné, kromě toho, že stoupání závitu prošroub 1 / 2 palce je 12 závitů na palec (tpi) v BSW oproti 13 tpi v UNC.
Forma závitu
Forma Whitworthova vlákna je založena na základním trojúhelníku s úhlem 55 ° na každém vrcholu a údolí. Strany jsou v úhlu boku Θ = 27,5 ° kolmo k ose. Pokud je tedy stoupání závitu p , výška základního trojúhelníku je H = p /(2tan Θ ) = 0,96049106 p . Nicméně, horní a dolní 1 / 6 z každého z těchto trojúhelníků je odříznut, takže skutečná hloubka závitu (rozdíl mezi hlavní a vedlejší průměrů) je 2 / 3 z této hodnoty, nebo h = p / (3tan Θ ) = 0,64032738 s . Píky se dále snižují zaokrouhlováním kruhovým obloukem 2 × (90 ° - Θ ) = 180 ° - 55 ° = 125 °. Tento oblouk má výšku e = H sin Θ /6 = 0,073917569 p (ponechává přímou hloubku boku h - 2 e = 0,49249224 p ) a poloměr r = e /(1 - sin Θ ) = 0,13732908 p .
Seznam velikostí závitů
| Hlavní průměr |
Hustota závitu |
Stoupání závitu |
Menší průměr |
75% velikost vrtáku |
|||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (v) | (mm) | (v -1 ) | (mm) | (v) | (mm) | (v) | (mm) |
| 1 / 16 | 1,588 | 60 | 0,423 | 0,0412 | 1,046 | #56 | 1.2 |
| 3 / 32 | 2,381 | 48 | 0,529 | 0,0671 | 1,704 | #49 | 1.9 |
| 1 / 8 | 3,175 | 40 | 0,635 | 0,0930 | 2,362 | #39 | 2.6 |
| 5 / 32 | 3,969 | 32 | 0,794 | 0,1162 | 2,951 | #30 | 3.2 |
| 3 / 16 | 4,763 | 24 | 1,058 | 0,1341 | 3,406 | #26 | 3.7 |
| 7 / 32 | 5,556 | 24 | 1,058 | 0,1654 | 4.201 | #16 | 4.5 |
| 1 / 4 | 6,350 | 20 | 1,270 | 0,1860 | 4,724 | #9 | 5.1 |
| 5 / 16 | 7,938 | 18 | 1,411 | 0,2414 | 6.132 | F | 6.6 |
| 3 / 8 | 9,525 | 16 | 1,588 | 0,2950 | 7,493 | 5 / 16 | 8,0 |
| 7 / 16 | 11,113 | 14 | 1,814 | 0,3460 | 8,788 | U | 9.4 |
| 1 / 2 | 12 700 | 12 | 2.117 | 0,3933 | 9,990 | 27 / 64 | 10.7 |
| 9 / 16 | 14,288 | 12 | 2.117 | 0,4558 | 11,577 | 31 / 64 | 12.3 |
| 5 / 8 | 15,875 | 11 | 2.309 | 0,5086 | 12,918 | 17 / 32 | 13.7 |
| 11 / 16 | 17,463 | 11 | 2.309 | 0,5711 | 14,506 | 19 / 32 | 15.2 |
| 3 / 4 | 19,050 | 10 | 2,540 | 0,6219 | 15,796 | 21 / 32 | 16.6 |
| 13 / 16 | 20,638 | 10 | 2,540 | 0,6844 | 17,384 | 23 / 32 | 18.2 |
| 7 / 8 | 22,225 | 9 | 2,822 | 0,7327 | 18.611 | 49 / 64 | 19.5 |
| 15 / 16 | 23,813 | 9 | 2,822 | 0,7952 | 20,198 | 53 / 64 | 21.1 |
| 1 | 25,400 | 8 | 3,175 | 0,8399 | 21,333 | 7 / 8 | 22.3 |
| 1+1 / 8 | 28,575 | 7 | 3,629 | 0,9420 | 23,927 | 63 / 64 | 25.1 |
| 1+1 / 4 | 31,750 | 7 | 3,629 | 1,0670 | 27,102 | 1+7 / 64 | 28.3 |
| 1+3 / 8 | 34,925 | 6 | 4,233 | 1,1616 | 29,505 | 1+7 / 32 | 30.9 |
| 1+1 / 2 | 38,100 | 6 | 4,233 | 1,2866 | 32,680 | 1+5 / 16 | 34.0 |
| 1+5 / 8 | 41,275 | 5 | 5,080 | 1,3689 | 34,770 | 1+7 / 16 | 36,4 |
| 1+3 / 4 | 44,450 | 5 | 5,080 | 1,4939 | 37,945 | 1+9 / 16 | 39,6 |
| 1+7 / 8 | 47,625 | 4+1 / 2 | 5,644 | 1,5904 | 40,396 | 1+5 / 8 | 42.2 |
| 2 | 50 800 | 4+1 / 2 | 5,644 | 1,7154 | 43,571 | 1+3 / 4 | 45,4 |
| 2+1 / 8 | 53,975 | 4+1 / 2 | 5,644 | 1,8404 | 46,746 | 1+7 / 8 | 48,6 |
| 2+1 / 4 | 57,150 | 4 | 6,350 | 1,9298 | 49,017 | 2 | 51,1 |
| 2+3 / 8 | 60,325 | 4 | 6,350 | 2,0548 | 52,192 | 2+1 / 8 | 54.2 |
| 2+1 / 2 | 63,500 | 4 | 6,350 | 2,1798 | 55,367 | 2+1 / 4 | 57,4 |
| 2+5 / 8 | 66,675 | 4 | 6,350 | 2,3048 | 58,542 | 2+3 / 8 | 60,6 |
| 2+3 / 4 | 69,850 | 3+1 / 2 | 7,257 | 2,3841 | 60,556 | 2+1 / 2 | 62,9 |
| 2+7 / 8 | 73,025 | 3+1 / 2 | 7,257 | 2,5091 | 63,731 | 2+5 / 8 | 66,1 |
| 3 | 76.200 | 3+1 / 2 | 7,257 | 2,6341 | 66,906 | 2+3 / 4 | 69,2 |
| 3+1 / 4 | 82,550 | 3+1 / 4 | 7,815 | 2,8560 | 72,542 | 3 | 75,0 |
| 3+1 / 2 | 88,900 | 3+1 / 4 | 7,815 | 3,1060 | 78,892 | 3+1 / 4 | 81,4 |
| 3+3 / 4 | 95,250 | 3 | 8,467 | 3,3231 | 84,407 | 3+3 / 8 | 87,1 |
| 4 | 101,600 | 3 | 8,467 | 3,5731 | 90,757 | 3+5 / 8 | 93,5 |
| 4+1 / 4 | 107,950 | 2+7 / 8 | 8,835 | 3,8046 | 96,637 | 3+7 / 8 | 99,5 |
| 4+1 / 2 | 114,300 | 2+7 / 8 | 8,835 | 4,0546 | 102,987 | 4+1 / 8 | 105,8 |
| 4+3 / 4 | 120,650 | 2+3 / 4 | 9,236 | 4,2843 | 108,821 | 4+3 / 8 | 111,8 |
| 5 | 127 000 | 2+3 / 4 | 9,236 | 4,5343 | 115,171 | 4+5 / 8 | 118,1 |
| 5+1 / 4 | 133,350 | 2+5 / 8 | 9,676 | 4,7621 | 120,957 | 4+7 / 8 | 124,1 |
| 5+1 / 2 | 139 700 | 2+5 / 8 | 9,676 | 5,0121 | 127,307 | 5+1 / 8 | 130,4 |
| 5+3 / 4 | 146,050 | 2+1 / 2 | 10,160 | 5.2377 | 133,038 | 5+3 / 8 | 136,3 |
| 6 | 152,400 | 2+1 / 2 | 10,160 | 5,4877 | 139,388 | 5+5 / 8 | 142,6 |
Velikost klíče (klíče)
Pro zjednodušení je v této části použit termín šestihran k označení hlavy šroubu nebo matice.
Whitworth a BSF nástrčné značky se vztahují k průměru šroubu, spíše než vzdálenost přes bytech šestiúhelníku (A / F), stejně jako v jiných norem. Může dojít ke zmatku, protože každý šestihran Whitworth byl původně o jednu velikost větší než u příslušného spojovacího prvku BSF. To vede k případech, kdy například klíč značených 7 / 16 BSF má stejnou velikost jako jeden označené 3 / 8 W . V obou případech je šířka čelisti klíče 0,710 palce, šířka přes šestihran plochá, stejná.
Některá průmyslová odvětví používala spojovací prvky Whitworth s menším šestihranem (shodné s BSF se stejným průměrem šroubu) pod označením „AutoWhit“ nebo Auto-Whit a tato řada byla formalizována British Engineering Standards Association v roce 1929 jako standard č. 193, přičemž „původní“ řada je č. 190 a řada BSF č. 191.
Během druhé světové války byl šestihran menší velikosti přijat v širším měřítku, aby se šetřil kov, a toto použití přetrvávalo i poté. Proto je dnes běžné setkat se s šestihranem Whitworth, který nezapadá do nominálně správného klíče, a podle předchozího příkladu může být modernější klíč označen 7 / 16 BS , což znamená, že mají velikost čelisti 0,710 palce a je navržen tak, aby buď (později) 7 / 16 BSW nebo 7 / 16 BSF šestiúhelník.
Spojovací prvky Whitworth s většími šestiúhelníky k BS 190 jsou nyní často hovorově označovány jako „předválečná“ velikost, i když to není zcela správné.
Seznam velikostí šestihranných hlav
| Velikost | BS 190 | BS 1083 | RÁMUS | ||
|---|---|---|---|---|---|
| (v) | (v) | (mm) | (v) | (mm) | (mm) |
| 1 / 8 | 0,338 | 8.6 | - | - | - |
| 3 / 16 | 0,445 | 11.3 | - | - | - |
| 1 / 4 | 0,525 | 13.3 | 0,445 | 11.3 | 11 |
| 5 / 16 | 0,600 | 15.2 | 0,525 | 13.3 | 14 |
| 3 / 8 | 0,710 | 18.0 | 0,600 | 15.2 | 17 |
| 7 / 16 | 0,820 | 20.8 | 0,710 | 18.0 | 19 |
| 1 / 2 | 0,920 | 23.4 | 0,820 | 20.8 | 22 |
| 9 / 16 | 1,010 | 25.7 | 0,920 | 23.4 | - |
| 5 / 8 | 1,100 | 27.9 | 1,010 | 25.7 | 27 |
| 3 / 4 | 1300 | 33,0 | 1,200 | 30.5 | 32 |
| 7 / 8 | 1,480 | 37,6 | 1300 | 33,0 | 36 |
| 1 | 1,670 | 42,4 | 1,480 | 37,6 | 41 |
| 1+1 / 8 | 1,860 | 47.2 | 1,670 | 42,4 | - |
| 1+1 / 4 | 2,050 | 52,1 | 1,860 | 47.2 | - |
| 1+1 / 2 | 2,410 | 61.2 | 2,220 | 56,4 | - |
| 1+3 / 4 | 2,760 | 70,1 | 2,580 | 65,5 | - |
| 2 | 3,150 | 80,0 | 2,760 | 70,1 | - |
Srovnání s jinými standardy
British Standard Fine standard (BSF) má stejný úhel závitu jako BSW, ale má stoupání závitu jemnější a menší hloubku závitu. Je to spíše jako moderní „mechanický“ šroub a používalo se pro jemné strojní zařízení a pro ocelové šrouby.
Na britských kolech a motocyklech byl použit standard British Standard Cycle (BSC), který nahradil normu institutu Cycle Engineers 'Institute (CEI). Používá úhel závitu 60 ° ve srovnání s Whitworth 55 ° a velmi jemné stoupání závitu.
Standard šroubového závitu (BA) Britské asociace je někdy klasifikován jako standardní spojovací prvky Whitworth, protože se často nachází ve stejném strojním zařízení jako standard Whitworth. Ve skutečnosti je to však metrický standard, který používá úhel závitu 47,5 ° a má vlastní sadu velikostí hlavy. Závity BA mají průměr 6 mm ( 0BA ) a menší a byly a stále jsou používány zejména v přesných strojích.
Úhel Whitworth 55 ° zůstává dnes celosvětově běžně používán v podobě 15 britských standardních trubkových závitů definovaných v ISO 7, které se běžně používají v rozvodech vody, chlazení, pneumatice a hydraulice. Tyto závity jsou označeny číslem mezi 1/16 a 6, které vychází ze jmenovitého vnitřního průměru (i/d) v palcích ocelové trubky, pro kterou byly tyto závity navrženy. Tato označení trubkových závitů se nevztahují na žádný průměr závitu.
Mezi další vlákna, která používala úhel Whitworth 55 °, patří mosazné nitě , britské standardní vedení (BSCon), modelářské inženýry (ME) a britské standardní mědi (BSCopper).
Aktuální využití
Standardní držák na stativ u všech zrcadlovek, a je -li jím vybaven, u kompaktních fotoaparátů, a tedy u všech stativů a monopodů, je 1/4 palce Whitworth. Kamery větších formátů používají v případě potřeby 3/8 palce Whitworth s adaptéry na stativy od 1/4 palce Whitworth.
Široce používaný (kromě USA) britský standardní trubkový závit, jak je definován normou ISO 228 (dříve BS-2779), používá standardní závitový tvar Whitworth. Dokonce i ve Spojených státech amerických, osobní počítače kapalinou chlazený komponenty používají G 1 / 4 závit z této série.
Závitový držák Leica používaný na fotoaparátech dálkoměru a na mnoha zvětšujících objektivech je 1+17 / 32 palců o 26 otáček na palec Whitworth, což je artefakt, který vyvinula německá společnost specializující se na mikroskopy a je tedy vybavena nástroji schopnými zpracovávat vlákna v palcích a ve Whitworthu.
5 / 32 v Whitworth závity byly standardní Meccano závit pro mnoho let a je stále nit používán francouzskou Meccano Company.
Šrouby zavěšení na pódiu jsou nejčastěji 3 / 8 palců a 1 / 2 v BSW. Společnosti, které původně převedly na metrická vlákna, převedly zpět na základě stížností, že jemnější metrická vlákna zvyšují čas a obtížnost instalace, která se často odehrává na vrcholu žebříku nebo lešení.
Upevnění pro zahradní brány tradičně používalo závěsné šrouby Whitworth , a ty jsou stále standardem dodávaným ve Velké Británii a Austrálii.
Historické zneužití
Britské motory Morris a MG v letech 1923 až 1955 byly stavěny s použitím metrických závitů, ale s hlavami šroubů a maticemi dimenzovanými pro klíče a zásuvky Whitworth. V roce 1919 převzala společnost Morris Motors francouzské továrny na motory Hotchkiss, které se během první světové války přestěhovaly do Coventry . Obráběcí stroje Hotchkiss byly z metrického závitu, ale metrické klíče nebyly v té době v Británii snadno dostupné, takže spojovací prvky byly vyrobeny s metrickým závitem, ale s hlavami Whitworth.
V populární kultuře
Ve filmu Cars 2 od společnosti Disney / Pixar z roku 2011 je klíčovým vodítkem k objevu padoucha sira Milese Axleroda to, že používá šrouby Whitworth. Ačkoli Axlerod nepřipomíná přesně žádné skutečné auto (zatímco mnoho dalších postav je úzce modelováno na skutečných automobilech), zdá se, že nejvíce odpovídá původnímu Range Rover Classic . Ve skutečnosti raný model Range Rovers používal díly s imperiálními rozměry, přestože fotografie motoru padoucha je prakticky identická s pozdějším 3,5litrovým single plenum Rover V8 (design zakoupený od GM Buick).
Viz také
Další standardy závitů:
- Šroubové závity Britské asociace (BA)
- Britský standardní mosazný závit
- Britský standardní cyklus
- Britský standardní jemný závit (BSF)
- Britský standardní trubkový závit (BSP)
- Metrický šroubový závit ISO
- Unified Thread Standard (UTS, včetně UNC, UNF, UNS a UNEF)
Reference
Bibliografie
- Oberg, E., Jones, FD, Hussain, M., McCauley, CJ, Ryffel, HH and Heald, RM (2008) Handbook 's handbook: a reference book for the mechanical engineer, designer, manufacturing engineer, draftsman, toolmaker , and machinist , 28. vydání, New York: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-2800-5 , s. 1858–1860