Дюймовая резьба

Дюймовая резьба — это тип резьбового соединения, основные параметры которого (наружный диаметр, шаг) задаются в дюймах (1 дюйм = 25,4 мм). В отличие от метрической резьбы, где шаг измеряется в миллиметрах, у дюймовой резьбы шаг задаётся количеством витков на один дюйм (TPI — threads per inch). Дюймовая резьба исторически сложилась в странах с британской системой мер (Великобритания, США, Канада) и до сих пор широко применяется в ряде отраслей, включая сантехнику, нефтегазовое оборудование, авиастроение и военную технику.

История

Прототипы дюймовой резьбы появились в начале XIX века, когда возникла потребность в стандартизации резьбовых соединений для паровых машин и трубопроводов. В 1841 году британский инженер Джозеф Уитворт предложил первую систему дюймовой резьбы (BSW — British Standard Whitworth), которая стала основой для многих национальных стандартов. Уитворт установил угол профиля 55° и определил шаг как число витков на дюйм.

В 1864 году в США Уильям Селлерс разработал альтернативную систему с углом профиля 60° (UNC — Unified National Coarse). В 1948 году Великобритания, США и Канада подписали соглашение о единой системе дюймовой резьбы (UN — Unified Thread Standard), которая объединила элементы BSW и UNC. В СССР дюймовая резьба использовалась в основном в импортном оборудовании и военной технике, а с 1960-х годов постепенно вытеснялась метрической.

Классификация

Дюймовая резьба классифицируется по нескольким признакам:

По форме профиля

• Цилиндрическая резьба — наиболее распространённый тип, нарезается на цилиндрической поверхности.
• Коническая резьба — используется для герметичных соединений (например, в трубопроводах), нарезается на конической поверхности с углом конусности 1:16.

По назначению

• Крепёжная резьба — для соединения деталей (болты, гайки, шпильки).
• Трубная резьба — для соединения труб и фитингов, обеспечивает герметичность.
• Ходовая резьба — для передачи движения (например, в винтовых механизмах).

По стандартам

• BSW (British Standard Whitworth) — британский стандарт, угол профиля 55°, шаг в TPI. Используется в старом оборудовании и некоторых сантехнических изделиях.
• BSF (British Standard Fine) — мелкая версия BSW, применяется в точной механике.
• UNC (Unified National Coarse) — американский стандарт с крупным шагом, угол 60°.
• UNF (Unified National Fine) — мелкая резьба, используется в авиации и автомобилестроении.
• NPT (National Pipe Thread) — американская коническая трубная резьба, угол 60°.
• BSP (British Standard Pipe) — британская трубная резьба, цилиндрическая (BSPP) или коническая (BSPT), угол 55°.

Основные параметры

Параметры дюймовой резьбы задаются в дюймах и TPI:

• Наружный диаметр (d) — диаметр по вершинам резьбы, измеряется в дюймах (например, 1/4", 1/2", 3/4").
• Шаг (P) — расстояние между соседними витками, определяется как 1/TPI (в дюймах). Например, резьба с 20 TPI имеет шаг 0,05 дюйма (1,27 мм).
• Внутренний диаметр (d1) — диаметр по впадинам резьбы.
• Угол профиля — 55° (BSW, BSP) или 60° (UNC, UNF, NPT).
• Глубина резьбы — высота профиля, зависит от шага и угла.

Таблица стандартных размеров дюймовой резьбы (UNC)

Применение

Дюймовая резьба сохраняет актуальность в следующих областях:

• Сантехника и водоснабжение — трубная резьба BSP и NPT используется для соединения труб, кранов, фитингов. В России и странах СНГ трубная резьба BSP (G-резьба) является стандартом для водопроводных систем.
• Нефтегазовая промышленность — коническая резьба NPT и API (American Petroleum Institute) применяется для герметизации соединений в буровых установках, насосах и трубопроводах.
• Авиастроение — мелкая резьба UNF используется в двигателях, гидравлических системах и крепеже самолётов.
• Автомобильная промышленность — резьба UNC и UNF применяется в американских и японских автомобилях (например, для колёсных болтов, свечей зажигания).
• Военная техника — стандарты MIL (Military Standard) предусматривают дюймовую резьбу для многих видов вооружения и техники стран НАТО.
• Станкостроение — ходовая дюймовая резьба используется в винтовых механизмах старых станков (например, токарных).

Сравнение с метрической резьбой

Основные отличия дюймовой резьбы от метрической:

Дюймовая резьба несовместима с метрической из-за разницы в шаге, угле профиля и диаметрах. Для соединения деталей с разными типами резьбы используются переходники.

Интересные факты

• Дюймовая резьба BSW до сих пор используется в некоторых британских сантехнических системах, несмотря на переход Великобритании на метрическую систему в 1970-х годах.
• Коническая резьба NPT обеспечивает герметичность за счёт деформации витков при затяжке, что позволяет обходиться без уплотнительных материалов.
• В России дюймовая резьба часто обозначается как «трубная резьба» (например, G1/2"), хотя технически это разновидность дюймовой резьбы BSP.
• Стандарт UN (Unified Thread) был принят в 1948 году для унификации резьбовых соединений между Великобританией, США и Канадой, что упростило взаимозаменяемость деталей в военной технике.

Источники

• ГОСТ 6357-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная цилиндрическая».
• ISO 228-1:2000 «Pipe threads where pressure-tight joints are not made on the threads — Part 1: Dimensions, tolerances and designation».
• ANSI/ASME B1.1-2003 «Unified Inch Screw Threads (UN and UNR Thread Form)».
• Справочник «Резьбы и резьбовые соединения» под ред. В. И. Анурьева (Машиностроение, 2001).
• «History of Thread Standards» — American Society of Mechanical Engineers (ASME).