Unified Thread Standard - Unified Thread Standard

Unified filet standard ( UTS ) definește o formă de fir și de serie , împreună cu cote, toleranțe și a denumirilor pentru standardul filete utilizate în mod obișnuit în Statele Unite și Canada . Este principalul standard pentru șuruburi, piulițe și o mare varietate de alte elemente de fixare filetate utilizate în aceste țări. Are același profil de 60 ° ca filetul metric ISO , dar dimensiunile caracteristice fiecărui filet UTS (diametrul exterior și pasul) au fost alese ca o fracțiune de inch, mai degrabă decât ca o valoare milimetrică . UTS este în prezent controlat de ASME / ANSI in Statele Unite.

Origini

Consultați secțiunea „Istoricul standardizării” din articolul filetului cu șurub .

Profil de bază

Profilul de bază al tuturor filetelor UTS este același cu cel al tuturor filetelor ISO cu șurub metric . Doar valorile frecvent utilizate pentru D _maj și P diferă între cele două standarde.

Fiecare fir din serie este caracterizată prin diametrul său major D _maj și pitch, P . Firele UTS constau dintr-un fir în formă de V simetric. În planul axei filetului, flancurile V au un unghi de 60 ° unul față de celălalt. Cel mai exterior 1 ⁄ 8 și cel mai interior 1 ⁄ 4 din înălțimea H a formei în V sunt tăiate din profil.

Pasul P este distanța dintre vârfurile firului. Pentru UTS fire, care sunt fire cu un singur start, este egal cu plumb , distanța axială pe care avansează cu șurub în timpul unei rotații de 360 °. Firele UTS nu folosesc de obicei parametrul pitch; în schimb se folosește un parametru cunoscut sub numele de fire per inch (TPI), care este reciprocul pitch-ului.

Relația dintre înălțimea H și pasul P se găsește folosind următoarea ecuație unde este jumătate din unghiul inclus al firului, în acest caz 30 de grade: ${\ displaystyle \ theta}$

${\ displaystyle H = {\ frac {1} {2 \ tan \ theta}} \ cdot P = {\ frac {\ sqrt {3}} {2}} \ cdot P \ approx 0.866025 \ cdot P}$

sau

${\ displaystyle P = 2 \ tan \ theta \ cdot H = {\ frac {2} {\ sqrt {3}}} \ cdot H \ approx 1.154701 \ cdot H}$

Într-un filet extern (tată) (de exemplu, pe un șurub), diametrul major D _maj și diametrul minor D _min definesc dimensiunile maxime ale filetului. Aceasta înseamnă că firul exterior trebuie să se termine plat la D _maj , dar poate fi rotunjit sub diametrul minor D _min . În schimb, într-un filet intern (feminin) (de exemplu, într-o piuliță), diametrele majore și minore sunt dimensiuni minime , prin urmare profilul filetului trebuie să se termine plat la D _min, dar poate fi rotunjit dincolo de D _maj .

Diametrul minor D _min și diametrul efectiv al pasului D _p derivă din diametrul major și pasul ca:

${\ displaystyle {\ begin {align} D _ {\ text {min}} & = D _ {\ text {maj}} - 2 \ cdot {\ frac {5} {8}} \ cdot H = D _ {\ text { maj}} - {\ frac {5 {\ sqrt {3}}} {8}} \ cdot P \ approx D _ {\ text {maj}} - 1.082532 \ cdot P \\ D _ {\ text {p}} & = D _ {\ text {maj}} - 2 \ cdot {\ frac {3} {8}} \ cdot H = D _ {\ text {maj}} - {\ frac {3 {\ sqrt {3}}} { 8}} \ cdot P \ approx D _ {\ text {maj}} - 0.649519 \ cdot P \ end {align}}}$

Desemnare

Denumirea standard pentru un fir UTS este un număr care indică diametrul nominal (major) al firului, urmat de pasul măsurat în fire pe inch . Pentru diametre mai mici de 1 ⁄ 4 inch, diametrul este indicat printr-un număr întreg definit în standard; pentru toate celelalte diametre, se indică cifra în inch.

Această pereche numerică este opțional urmată de literele UNC, UNF sau UNEF (Unificat) dacă combinația diametru-pas este din seria grosieră , fină sau extra fină și poate fi, de asemenea, urmată de o clasă de toleranță.

Exemplu: # 6-32 UNC 2B (diametru major: 0.1380 inch, pas: 32 tpi)

Următoarea formulă este utilizată pentru a calcula diametrul major al unui șurub numerotat mai mare sau egal cu 0: Diametrul major = Șurub # × 0,013 in + 0,060 in. De exemplu, diametrul major al unui șurub # 10 este 10 × 0,013 in + 0,060 in = 0,190 in. Pentru a calcula diametrul major al șuruburilor de dimensiune "mare", numărați numărul de zerouri suplimentare și înmulțiți acest număr cu 0,013 in și scădeți din 0,060 in. De exemplu, diametrul major al unui șurub # 0000 este de 0,060 in - (3 × 0,013 in) = 0,060 in - 0,039 in = 0,021 in.

Numărul de șuruburi pentru mașini a fost extins în jos pentru a include șuruburi # 00-90 (0,047 in = 0,060 in - 0,013 in) și # 000-120 (0,034 in = 0,060 in - 2 × 0,013 in) șuruburi; cu toate acestea, standardul principal pentru șuruburile mai mici decât # 0 este standardul ANSI / ASME B1.10 Filetele cu șurub miniatură unificate. Aceasta definește o serie de șuruburi metrice numite după diametrele lor majore în milimetri, de la 0,30 UNM la 1,40 UNM. Dimensiunile preferate sunt 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,8, 1,0 și 1,2 mm, cu dimensiuni suplimentare definite la jumătatea distanței. Pasul filetului standard este de aproximativ1/4de diametrul major. Forma filetului este ușor modificată pentru a crește diametrul minor și, astfel, rezistența șuruburilor și a robinetelor. Diametrul major se extinde încă în interior1/8H de V ascuțit teoretic , dar adâncimea totală a firului este redusă cu 4% de la5/8H =5/8 cos (30 °)  P ≈ 0,541 P la 0,52 P . Aceasta crește cantitatea de V ascuțit teoretic, care este tăiat la diametrul minor cu 10% de la 0,25 H la7/8 - 0,52/pentru 30 °≈ 0.27456 H .

Seria numerică de șuruburi pentru mașini a inclus odată mai multe numere impare și a ajuns la # 16 sau mai mult. Eforturile de standardizare de la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea au redus considerabil gama de dimensiuni. Acum, este mai puțin obișnuit să vedeți șuruburi de mașini mai mari decât # 14 sau dimensiuni cu număr impar, altele decât # 1, # 3 și # 5. Chiar dacă șuruburile # 14 și # 16 sunt încă disponibile, acestea nu sunt la fel de obișnuite ca dimensiunile # 0 până la # 12.

Uneori se utilizează combinații de diametre și pas "speciale" (UNS), de exemplu un diametru major de 0,619 in (15,7 mm) cu 20 de fire pe inch. Filetele UNS sunt rareori utilizate pentru șuruburi, ci mai degrabă pe piulițe, găuri filetate și OD filetate. Din această cauză, robinetele UNS sunt ușor disponibile. Majoritatea firelor UNS au mai multe fire pe inch decât standardul UNF sau UNEF corelat; prin urmare, acestea sunt adesea cel mai puternic fir disponibil. Din această cauză, acestea sunt adesea folosite în aplicații în care se întâlnesc solicitări ridicate , cum ar fi axele pentru mașini-unelte sau axele auto .

Măsurarea

Un sistem de calibrare a firului cu șurub cuprinde o listă a caracteristicilor firului cu șurub care trebuie inspectate pentru a stabili acceptabilitatea dimensională a firelor cu șurub pe un produs filetat și gabaritul (ele) care trebuie utilizate la inspectarea acelor caracteristici.

În prezent, această măsurare pentru UTS este controlată de:

Calibre ASME / ANSI B1.2-1983 și calibre pentru filete de șurub unificate de inch

Acest standard furnizează specificații și dimensiuni esențiale pentru indicatoarele utilizate pe filetele cu șurub unificat în inch UN [unificat] și UNR [numai filete externe] sub formă de filet și acoperă specificațiile și dimensiunile pentru indicatoarele de filet și echipamentele de măsurare enumerate în tabelele 1 și 2. Scopul de bază și utilizarea fiecărui ecartament sunt, de asemenea, descrise.

ASME / ANSI B1.3-2007 Sisteme de măsurare a filetului cu șurub pentru acceptabilitate: Fileturi cu șurub de inci și metrice (UN, UNR, UNJ, M și MJ)

1. Prezentul standard prezintă sisteme de calibrare a firului cu șuruburi adecvate pentru determinarea acceptabilității filetelor cu șurub Unified [UN], UNR [numai filete externe], UNJ [filete interne și externe], M și MJ pe produse filetate extern și intern. Acesta stabilește criteriile de acceptare a filetului atunci când este utilizat un sistem de măsurare.
2. Un sistem de etalonare a firului cu șurub cuprinde o listă a caracteristicilor firului cu șurub care trebuie inspectate pentru a stabili acceptabilitatea dimensională a firelor cu șurub pe un produs filetat și gabaritul (ele) care trebuie utilizate la inspectarea acelor caracteristici.
3. Utilizarea guvernului federal. Atunci când acest standard este aprobat de Departamentul Apărării și de agențiile federale și este încorporat în Standardul Federal-H28 / 20 [FED-STD-H28 / 20], Standardele filetului filetat pentru serviciile federale, secțiunea 20, utilizarea acestui standard de către guvernul federal este supus tuturor cerințelor și limitărilor Standardului Federal-H28 / 20 [FED-STD-H28 / 20].

Aceste standarde oferă specificații și dimensiuni esențiale pentru indicatoarele utilizate pe filetele cu șurub unificat de inch (UN, UNR, UNJ, sub formă de filet) pentru produsele cu filet extern și intern. De asemenea, acoperă specificațiile și dimensiunile pentru aparatele de măsurare a firelor și a dispozitivelor de măsurare. Scopul de bază și utilizarea fiecărui ecartament sunt, de asemenea, descrise. De asemenea, stabilește criteriile de acceptare a șuruburilor atunci când este utilizat un sistem de măsurare.

Clase de toleranță

Există un sistem de clasificare pentru ușurința fabricării și interschimbabilitatea articolelor filetate fabricate. Majoritatea articolelor filetate (dar cu siguranță nu toate) sunt realizate conform unui standard de clasificare numit Unified Screw Thread Standard Series. Acest sistem este similar cu accesoriile utilizate cu piesele asamblate.

• Filetele de clasa 1 sunt potrivite, destinate ușurinței de asamblare sau utilizare într-un mediu murdar.
• Firele de clasa 2 se potrivesc liber și sunt cele mai frecvente. Acestea sunt concepute pentru a maximiza rezistența, luând în considerare capacitatea tipică a magazinului de mașini și practica mașinii.
• Firele de clasa 3 se potrivesc mediu, încă destul de frecvente și sunt utilizate pentru toleranțe mai strânse la lucrări de înaltă calitate.
• Firele de clasa 4 anterior desemnau o potrivire apropiată pentru toleranțe și mai strânse, dar această clasificare este acum învechită.
• Clasa 5 fit este un fir de interferență , care necesită utilizarea unei chei pentru strunjire. Acestea pot fi văzute în aplicații precum cătușele cu arc pentru un automobil.

Sufixul de literă „A” sau „B” denotă dacă firele sunt externe sau, respectiv, interne. Clasele 1A, 2A, 3A se aplică firelor externe; Clasele 1B, 2B, 3B se aplică firelor interne.

Clasa filetului se referă la intervalul acceptabil de diametru al pasului pentru orice filet dat. Diametrul pasului este indicat ca Dp în figura prezentată mai sus. Există mai multe metode care sunt utilizate pentru a măsura diametrul pasului. Cea mai obișnuită metodă utilizată în producție este prin intermediul unui ecartament go / no-go .

Standarde conexe

• ASME / ANSI B1.1 - Filete cu șurub unificat in inch 2019, Formular filet UN, UNR și UNJ
• ASME / ANSI B1.10M - Filete filetate miniaturale unificate 2004

Vezi si

Note

Bibliografie

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

linkuri externe

• Filete de șurub unificate cu toleranțe
• Diametre unificate grosiere / fine și dimensiuni de burghiu (unități SUA)
• Mărimi de burghiu unificat grosier / fin (unități SUA)
• Diagramele de conversie a dimensiunilor de fixare Imperial Metric
• Standarde Internaționale de Filet
• Diagrama de conversie Whitworth / BSF / AF și metrică
• Dimensiuni maxilarului cheie Informații suplimentare și tabel cu dimensiunile maxilarului cheii.
• Seria filetelor unificate
• ASME B1.1-2003 Filete cu șurub unificat de inch, (Formular filet UN și UNR)