Unified Thread Standard - Unified Thread Standard

Unified Thread standard ( UTS ) definuje standardní závit formu a sériově spolu s přídavky, tolerance, a označení, pro závity běžně používaných ve Spojených státech a Kanadě . Je to hlavní standard pro šrouby, matice a širokou škálu dalších šroubových spojů používaných v těchto zemích. Má stejný 60 ° profil jako metrický závitový závit ISO , ale charakteristické rozměry každého závitu UTS (vnější průměr a stoupání) byly zvoleny spíše jako zlomek palce než hodnota milimetru . UTS je v současné době řízen ASME / ANSI ve Spojených státech.

Původy

Viz část „Historie normalizace“ v článku se závitem .

Základní profil

Základní profil všech UTS závitů je stejný jako u všech metrických závitů ISO . Mezi těmito dvěma standardy se liší pouze běžně používané hodnoty pro D _maj a P.

Každé vlákno v sérii se vyznačuje hlavní průměr D _maj a jeho stoupání, P . Vlákna UTS se skládají ze symetrického vlákna ve tvaru V. V rovině osy závitu svírají boky V k sobě navzájem úhel 60 °. Krajní 1 / 8 a nejvnitřnějším 1 / 4 z výšky H V-tvaru se odříznou z profilu.

Rozteč P je vzdálenost mezi vrcholy závitu. U závitů UTS, což jsou závity s jedním startem, se rovná vedení , osové vzdálenosti, kterou šroub posouvá při otáčení o 360 °. Vlákna UTS obvykle nepoužívají parametr pitch; místo toho se používá parametr známý jako vlákna na palec (TPI), který je převrácenou hodnotou tónu.

Vztah mezi výškou H a stoupáním P se zjistí pomocí následující rovnice, kde je polovina zahrnutého úhlu závitu, v tomto případě 30 stupňů: ${\ displaystyle \ theta}$

${\ Displaystyle H = {\ frac {1} {2 \ tan \ theta}} \ cdot P = {\ frac {\ sqrt {3}} {2}} \ cdot P \ cca 0,866025 \ cdot P}$

nebo

${\ Displaystyle P = 2 \ tan \ theta \ cdot H = {\ frac {2} {\ sqrt {3}}} \ cdot H \ cca 1,154701 \ cdot H}$

Ve vnějším (vnějším) závitu (např. Na šroubu) hlavní průměr D _maj a vedlejší průměr D _min definují maximální rozměry závitu. To znamená, že vnější závit musí být na D _maj plochý , ale může být zaokrouhlen pod menší průměr D _min . Naopak u vnitřního (vnitřního) závitu (např. V matici) jsou hlavní a vedlejší průměr minimálními rozměry, proto profil závitu musí končit plochý v D _min, ale může být zaokrouhlen za D _maj .

Menší průměr D _min a efektivní průměr stoupání D _p jsou odvozeny z hlavního průměru a stoupání jako:

${\ displaystyle {\ begin {aligned} D _ {\ text {min}} & = D _ {\ text {maj}}-2 \ cdot {\ frac {5} {8}} \ cdot H = D _ {\ text { maj}}-{\ frac {5 {\ sqrt {3}}} {8}} \ cdot P \ cca D _ {\ text {maj}}-1,082532 \ cdot P \\ D _ {\ text {p}} & = D _ {\ text {maj}}-2 \ cdot {\ frac {3} {8}} \ cdot H = D _ {\ text {maj}}-{\ frac {3 {\ sqrt {3}}} { 8}} \ cdot P \ cca D _ {\ text {maj}}-0,649519 \ cdot P \ end {zarovnáno}}}$

Označení

Standardní označení závitu UTS je číslo udávající nominální (hlavní) průměr závitu, za nímž následuje rozteč měřená v závitech na palec . Pro průměry menší než 1 / 4 palce, průměr je označeno celé číslo definované ve standardu; u všech ostatních průměrů je uveden údaj v palcích.

Za touto dvojicí čísel volitelně následují písmena UNC, UNF nebo UNEF (Unified), pokud kombinace průměr-rozteč pochází z hrubé , jemné nebo extra jemné řady a může za ní také následovat třída tolerance.

Příklad: #6-32 UNC 2B (hlavní průměr: 0,1380 palce, rozteč: 32 tpi)

K výpočtu hlavního průměru očíslovaného šroubu většího nebo rovného 0 se používá následující vzorec: Hlavní průměr = Šroub # × 0,013 palce + 0,060 palce. Například hlavní průměr šroubu # 10 je 10 × 0,013 palce + 0,060 palců = 0,190 palců Pro výpočet hlavního průměru šroubů velikosti „aught“ spočítejte počet nul navíc a toto číslo vynásobte 0,013 palce a odečtěte od 0,060 palce. Například hlavní průměr šroubu #0000 je 0,060 palce - (3 × 0,013 palce) = 0,060 palce - 0,039 palce = 0,021 palce

Číselná řada strojních šroubů byla rozšířena směrem dolů, aby zahrnovala šrouby #00-90 (0,047 palce = 0,060 palce-0,013 palce) a #000-120 (0,034 palce = 0,060 palce-2 × 0,013 palce); hlavním standardem pro šrouby menší než #0 je však norma ANSI/ASME B1.10 Unified Miniature Screw Threads. To definuje řadu metrických šroubů pojmenovaných podle jejich hlavních průměrů v milimetrech, od 0,30 UNM do 1,40 UNM. Preferované velikosti jsou 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,8, 1,0 a 1,2 mm, přičemž další definované velikosti jsou v polovině. Standardní stoupání závitu je přibližně1/4hlavního průměru. Tvar závitu je mírně upraven, aby se zvýšil menší průměr, a tím i síla šroubů a závitníků. Hlavní průměr stále sahá dovnitř1/8H teoretického ostrého V , ale celková hloubka závitu se sníží o 4% od5/8H =5/8 cos (30 ° C)  P ≈ 0,541 P 0,52 P . To zvyšuje množství teoretického ostrého V, které je odříznuto na menším průměru o 10% z 0,25 H na7/8 - 0,52/asi 30 °≈ 0,27456 H .

Číselná řada strojních šroubů kdysi obsahovala více lichých čísel a stoupla až na #16 a více. Úsilí o standardizaci na konci 19. a na počátku 20. století značně zmenšilo rozsah velikostí. Nyní je méně obvyklé vidět strojní šrouby větší než #14 nebo velikosti lichého počtu jiné než #1, #3 a #5. Přestože jsou stále k dispozici šrouby č. 14 a č. 16, nejsou tak běžné jako velikosti č. 0 až č. 12.

Někdy se používají kombinace „speciálního“ průměru a stoupání (UNS), například hlavní průměr 0,619 palce (15,7 mm) s 20 závity na palec. Závity UNS se zřídka používají pro šrouby, ale spíše pro matice, závitové otvory a vnější závitové spoje. Z tohoto důvodu jsou kohoutky UNS snadno dostupné. Většina vláken UNS má více vláken na palec než související standard UNF nebo UNEF; proto jsou často nejsilnějším dostupným vláknem. Z tohoto důvodu se často používají v aplikacích, kde dochází k vysokým napětím , jako jsou vřetena obráběcích strojů nebo automobilová vřetena .

Měření

Systém měření závitu šroubu obsahuje seznam charakteristik závitu šroubu, které je třeba zkontrolovat, aby se zjistila rozměrová přijatelnost závitů šroubů na závitovém výrobku a měřidlo (měřidla), které se použije při kontrole těchto charakteristik.

V současné době toto měření pro UTS řídí:

Měřidla ASME/ANSI B1.2-1983 a měřidla pro jednotné závitové závity

Tato norma poskytuje základní specifikace a rozměry pro měřidla používaná u závitů UN [sjednocené] a UNR [pouze pro vnější závity] pro závity Unified palcových šroubů a pokrývá specifikace a rozměry pro závitové měrky a měřicí zařízení uvedené v tabulkách 1 a 2. Rovněž je popsán základní účel a použití každého měřidla.

ASME/ANSI B1.3-2007 Systémy pro měření závitových závitů pro přijatelnost: Palcové a metrické závity (UN, UNR, UNJ, M a MJ)

1. Tato norma představuje systémy pro měření závitů závitů vhodné pro stanovení přijatelnosti závitů Unified [UN], UNR [pouze vnější závity], UNJ [vnitřní a vnější závity], M a MJ na výrobcích s vnějším a vnitřním závitem. Stanovuje kritéria pro přijetí závitů při použití měřicího systému.
2. Systém měření závitu šroubu obsahuje seznam charakteristik závitu šroubu, které je třeba zkontrolovat, aby se zjistila rozměrová přijatelnost závitů šroubů na závitovém výrobku a měřidlo (měřidla), které se použije při kontrole těchto charakteristik.
3. Použití federální vlády. Je-li tento standard schválen ministerstvem obrany a federálními agenturami a je začleněn do federálního standardu-H28/20 [FED-STD-H28/20], standardů šroubových závitů pro federální služby, oddíl 20, použití tohoto standardu federální vláda podléhá všem požadavkům a omezením Federal Standard-H28/20 [FED-STD-H28/20].

Tyto normy poskytují základní specifikace a rozměry pro měřidla používaná u závitů Unified inch screw (závity UN, UNR, UNJ) na vnějších a vnitřních závitových výrobcích. Rovněž pokrývá specifikace a rozměry závitových měřidel a měřicího zařízení. Rovněž je popsán základní účel a použití každého měřidla. Rovněž stanoví kritéria pro přijetí závitů při použití měřicího systému.

Toleranční třídy

Existuje klasifikační systém pro snadnou výrobu a zaměnitelnost vyráběných závitových položek. Většina (ale rozhodně ne všechny) závitové položky jsou vyrobeny podle klasifikačního standardu, který se nazývá Unified Screw Thread Standard Series. Tento systém je analogický k tvarům používaným se smontovanými díly.

• Nitě třídy 1 jsou volného střihu, určené pro snadnou montáž nebo použití ve špinavém prostředí.
• Vlákna třídy 2 jsou volná a nejběžnější. Jsou navrženy tak, aby maximalizovaly pevnost s ohledem na typické schopnosti strojírny a praxi strojů.
• Vlákna třídy 3 jsou středně vhodná, stále poměrně běžná a používají se pro bližší tolerance vysoce kvalitní práce.
• Vlákna třídy 4 dříve označovala těsný střih pro ještě přísnější tolerance, ale tato klasifikace je nyní zastaralá.
• Třída 5 fit je interferenční závit , který vyžaduje použití klíče pro soustružení. Ty lze vidět v aplikacích, jako jsou pružinové okovy na automobilu.

Písmeno „A“ nebo „B“ označuje, zda jsou vlákna vnější nebo vnitřní. Třídy 1A, 2A, 3A platí pro vnější vlákna; Třídy 1B, 2B, 3B platí pro vnitřní vlákna.

Třída závitu označuje přijatelný rozsah průměru stoupání pro jakýkoli daný závit. Průměr rozteče je na výše uvedeném obrázku označen jako Dp. K měření průměru stoupání se používá několik metod. Nejběžnější metodou používanou ve výrobě je měřidlo go/no-go .

Související standardy

• ASME/ANSI B1.1 - 2019 Unified Inch Screw Threads, UN, UNR, & UNJ Thread Form
• ASME/ANSI B1.10M - 2004 Sjednocené miniaturní závity šroubů

Viz také

Poznámky

Bibliografie

• Ryffel, Henry H .; a kol., eds. (1988), Machinery's Handbook (23. vydání.), New York: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-1200-4.
• Schwaller, Anthony E. (2004), Total Automotive Technology (4. vyd.), Cengage Learning, ISBN 978-1-4018-2476-1.

externí odkazy

• Sjednocené závity šroubů s tolerancemi
• Sjednocené hrubé/jemné průměry a velikosti závitníků (jednotky USA)
• Sjednocené velikosti vrtáků pro hrubé/jemné závitníky (jednotky v USA)
• Konverzní grafy velikosti upevňovacího prvku Imperial Metric
• Mezinárodní standardy vláken
• Převodní graf Whitworth/BSF/AF a metrický
• Velikosti čelistí klíče Další informace a tabulka velikostí čelistí klíče.
• Série sjednocených závitů
• ASME B1.1-2003 Unified Inch Screw Threads, (UN and UNR Thread Form)