Резьба Селлерса

Резьба Селлерса — это система дюймовой резьбы с треугольным профилем и плоской вершиной витка, разработанная американским инженером Уильямом Селлерсом в 1864 году. Является историческим стандартом, широко применявшимся в США и Канаде до середины XX века, после чего была вытеснена унифицированной резьбой (UN). Отличается от резьбы Витворта (британского стандарта) углом профиля 60° и плоской формой вершины и впадины.

История

В середине XIX века в США не существовало единого стандарта на резьбовые соединения. Каждый производитель использовал собственную систему, что приводило к несовместимости деталей и затрудняло ремонт. В 1864 году Уильям Селлерс (William Sellers), президент компании William Sellers & Co. в Филадельфии, предложил унифицированную систему резьбы. Его доклад был представлен Институту Франклина и получил широкую поддержку.

Система Селлерса основывалась на дюймовых измерениях. Угол профиля был установлен в 60°, что упрощало изготовление резьбы на токарных станках с использованием стандартного резца. В отличие от британской резьбы Витворта, имевшей закруглённые вершины и впадины, резьба Селлерса имела плоские вершины и впадины. Это делало её более простой в производстве, но менее прочной на срез.

К концу XIX века резьба Селлерса стала доминирующим стандартом в США, особенно в машиностроении и железнодорожной отрасли. Однако в 1948 году США, Великобритания и Канада подписали соглашение о внедрении унифицированной резьбы (UN), которая объединила элементы систем Селлерса и Витворта. В результате резьба Селлерса была постепенно вытеснена, но остаётся распространённой в старом оборудовании и некоторых специализированных областях.

Классификация

Резьба Селлерса подразделяется на несколько типов в зависимости от шага и назначения.

Основные типы

• NC (National Coarse) — крупная резьба с большим шагом. Использовалась для общих целей, где требовалась быстрая сборка и высокая прочность на разрыв.
• NF (National Fine) — мелкая резьба с меньшим шагом. Применялась в точных механизмах, где важна была устойчивость к вибрации и возможность тонкой регулировки.
• NS (National Special) — специальные резьбы с нестандартными шагами, используемые для уникальных задач.

Дополнительные категории

• NEF (National Extra Fine) — особо мелкая резьба, применяемая в оптике и приборостроении.
• NPT (National Pipe Taper) — коническая резьба для труб, основанная на профиле Селлерса, но с конусностью 1:16. Используется для герметичных соединений в водопроводах и газопроводах.

Характеристики

Профиль резьбы

Профиль резьбы Селлерса представляет собой равносторонний треугольник с углом при вершине 60°. Вершина и впадина витка имеют плоские участки шириной 1/8 от шага резьбы. Это отличает её от резьбы Витворта, где вершины и впадины закруглены.

Шаг и диаметр

Шаг резьбы (P) измеряется в количестве ниток на дюйм (TPI). Для крупной резьбы NC шаг составляет от 20 TPI для малых диаметров до 4 TPI для больших. Для мелкой резьбы NF шаг мельче — от 28 TPI до 8 TPI.

Номинальный диаметр резьбы указывается в дюймах, например, 1/4-20 NC означает резьбу диаметром 1/4 дюйма с шагом 20 ниток на дюйм крупной серии.

Обозначение

Обозначение резьбы Селлерса включает номинальный диаметр, шаг (в нитках на дюйм) и тип серии. Пример: 3/8-16 NC — резьба диаметром 3/8 дюйма, 16 ниток на дюйм, крупная серия.

Применение

Резьба Селлерса широко применялась в американском машиностроении XIX — первой половины XX века. Она использовалась в станках, автомобилях, сельскохозяйственной технике и железнодорожном транспорте. В России и СССР резьба Селлерса не получила массового распространения, так как с 1920-х годов была принята метрическая система резьб, основанная на ГОСТ. Однако в некоторых отраслях, связанных с импортным оборудованием из США, резьба Селлерса встречалась вплоть до середины XX века.

В настоящее время резьба Селлерса в основном встречается в старом оборудовании, коллекционных автомобилях, исторических паровозах и судах. Для ремонта таких изделий используются специальные метчики и плашки, выпускаемые ограниченными партиями. В некоторых странах (например, в Канаде) резьба Селлерса до сих пор применяется в водопроводных соединениях, хотя постепенно вытесняется унифицированной резьбой.

Сравнение с другими системами

Резьба Витворта

• Угол профиля: 55° (у Селлерса — 60°).
• Форма вершины: закруглённая (у Селлерса — плоская).
• Стандарт: британский (BSW), принят в 1841 году.
• Совместимость: несовместима с резьбой Селлерса из-за разного угла и формы профиля.

Унифицированная резьба (UN)

• Угол профиля: 60° (как у Селлерса).
• Форма вершины: плоская (как у Селлерса), но с допусками на закругление.
• Стандарт: международный, принят в 1948 году.
• Совместимость: частично совместима с резьбой Селлерса, так как имеет одинаковый угол профиля, но отличается шагами и допусками. В некоторых случаях резьба Селлерса может быть заменена на унифицированную с близким шагом, но это не рекомендуется из-за риска ослабления соединения.

Метрическая резьба

• Угол профиля: 60° (как у Селлерса).
• Форма вершины: плоская (как у Селлерса), но с более строгими допусками.
• Стандарт: международный (ISO), принят в большинстве стран мира, включая Россию.
• Совместимость: несовместима с резьбой Селлерса из-за разных единиц измерения (дюймы против миллиметров) и шагов.

Интересные факты

• Уильям Селлерс был одним из основателей Американского общества инженеров-механиков (ASME) и его президентом в 1880-х годах.
• Система Селлерса была принята Военно-морским флотом США в 1868 году, что способствовало её распространению.
• В 1870-х годах резьба Селлерса использовалась при строительстве Бруклинского моста в Нью-Йорке.
• В СССР резьба Селлерса иногда называлась «американской резьбой» и применялась в импортном оборудовании, но не была стандартизирована.

Источники

• William Sellers. "A System of Screw Threads and Nuts". Journal of the Franklin Institute, 1864.
• Erik Oberg, Franklin D. Jones. "Machinery's Handbook". Industrial Press, 29th edition, 2012.
• ASME B1.1-2003. "Unified Inch Screw Threads (UN and UNR Thread Form)". American Society of Mechanical Engineers.
• ГОСТ 9150-2002. "Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Профиль". (сравнение с метрической системой).