Британский стандарт Уитворта - British Standard Whitworth
 | Эта статья ведущий раздел не адекватно подвести итог ключевые моменты его содержания. Пожалуйста, подумайте о расширении интереса до предоставить доступный обзор обо всех важных аспектах статьи. (Октябрь 2020) |
Британский стандарт Уитворта (BSW) является имперская единица -на основании резьба стандарт, основанный на нити Витворта, разработанной и указанной Джозеф Уитворт в 1841 году, это был первый в мире национальный стандарт винтовой резьбы,
История
Резьба Витворта была первым в мире национальным стандартом винтовой резьбы,[1] разработан и определен Джозеф Уитворт в 1841 году. До этого единственной стандартизацией было то немногое, что было сделано отдельными людьми и компаниями, с некоторыми компаниями. в доме стандарты немного распространяются в их отраслях. Новый стандарт Витворта определяет угол резьбы 55 ° и глубину резьбы 0,640327п и радиус 0,137329п, где п это поле. Шаг резьбы увеличивается с увеличением диаметра ступенями, указанными на диаграмме.
Система резьбы Уитворта позже была принята в качестве британского стандарта, чтобы стать британским стандартом Уитворта (BSW). Примером использования нити Витворта являются Королевский флот с Крымская война канонерские лодки. Это первый случай массовое производство методы, применяемые к морская техника, как следующая цитата из некролог от Времена от 24 января 1887 года для сэра Джозефа Уитворта (1803–1887) показывает:
Началась Крымская война, и Сэр Чарльз Напье потребовали от Адмиралтейства 120 канонерских лодок, каждая с двигателями по 60 Лошадиные силы, для кампания 1855 г. на Прибалтике. На выполнение этого требования оставалось всего девяносто дней, и, несмотря на то, что времени было мало, постройка канонерских лодок не представляла затруднений. А вот с двигателями дело обстояло иначе, и Адмиралтейство было в отчаянии. Внезапно, благодаря присущей ему вспышке механического гения, покойный мистер Джон Пенн решил проблему, и решил ее довольно легко. У него под рукой была пара двигателей точного размера. Он разобрал их и распределил среди лучших механические цеха в стране, говоря каждому сделать девяносто наборов, точно во всех отношениях с образцом. Заказы выполнялись с неизменной регулярностью, и он фактически выполнил девяносто комплектов двигателей мощностью 60 лошадиных сил за девяносто дней - подвиг, который заставил великие континентальные державы смотреть с удивлением, и который стал возможен только благодаря стандартам Уитворта в измерениях, точности и точности. отделка была к тому времени полностью признана и зарекомендовала себя во всей стране.
Оригинальный образец двигателя канонерской лодки был поднят с места крушения корабля. СС Ксанто посредством Музей Западной Австралии. При разборке оказалось, что все его резьбы относятся к типу Витворта.[2]
С принятием BSW на вооружение британской железная дорога Компании, многие из которых ранее использовали свои собственные стандарты как для резьбы, так и для профилей головок болтов и гаек, и растущая потребность в стандартизации производственных спецификаций в целом, стали доминировать в британском производстве.
В США BSW заменили, когда стальные болты заменили железные.[нужна цитата ], но все еще использовался для некоторых алюминиевых деталей еще в 1960-х и 1970-х годах, когда метрика стандарты заменили имперские.
Американский унифицированный грубый изначально был основан на почти тех же имперских дробях. Унифицированная резьба под углом 60 ° имеет уплощенные гребни (гребни Уитворта закруглены). От1⁄4 до1 1⁄2 дюйм, шаг резьбы одинаков в обеих системах, за исключением того, что шаг резьбы для1⁄2 в болте составляет 12 ниток на дюйм (tpi) в BSW по сравнению с 13 tpi в UNC.[требуется разъяснение ]
Форма резьбы
Форма нити Витворта основана на фундаментальном треугольнике с углом 55 ° на каждой вершине и впадине. Борта расположены под углом борта Θ = 27,5 ° перпендикулярно оси. Таким образом, если шаг резьбы п, высота основного треугольника равна ЧАС = п/ (2танΘ) = 0.96049106п. Однако верх и низ1⁄6 каждого из этих треугольников обрезается, поэтому фактическая глубина резьбы (разница между большим и меньшим диаметрами) равна2⁄3 этой стоимости, или час = п/ (3tanΘ) = 0.64032738п. Пики дополнительно уменьшаются путем их округления в 2 раза (90 ° - Θ) = 180 ° - 55 ° = дуга окружности 125 °. Эта дуга имеет высоту е = ЧАСгрехΘ/6 = 0.073917569п (оставляя прямой фланг глубиной час − 2е = 0.49249224п) и радиусом р = е/ (1 - грехΘ) = 0.13732908п.
| Главный диаметр | Нить плотность | Нить подача | Незначительный диаметр | 75% кран размер сверла | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (в) | (мм) | (в−1) | (мм) | (в) | (мм) | (в) | (мм) |
| 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 |
Размер гаечного ключа (гаечного ключа)
Для упрощения в этом разделе термин "шестигранник" используется для обозначения головки болта или гайки.
Витворт и BSF гаечный ключ Маркировка относится к диаметру болта, а не к расстоянию между плоскостями шестигранника (A / F), как в других стандартах. Путаница может возникнуть из-за того, что каждый шестиугольник Уитворта изначально был на один размер больше, чем соответствующий крепежный элемент BSF. Это приводит к случаям, когда, например, гаечный ключ с отметкой 7⁄16 BSF того же размера, что и отмеченный 3⁄8 W. В обоих случаях ширина губки гаечного ключа 0,710 дюйма, ширина по плоскости шестигранника одинакова.
В некоторых отраслях промышленности использовались крепежные элементы Whitworth с меньшим шестигранником (идентичные BSF с таким же диаметром болта) под обозначением «AutoWhit» или Auto-Whit.[нужна цитата ] [6] и эта серия была официально оформлена Британской ассоциацией инженерных стандартов в 1929 году как стандарт № 193, причем «исходной» серией был № 190, а серией BSF - № 191.[7]
Во время Второй мировой войны шестигранник меньшего размера получил широкое распространение для экономии металла.[8] и это использование сохранилось и после этого. Таким образом, сегодня часто можно встретить шестигранник Уитворта, который не подходит к номинально правильному гаечному ключу, и, следуя предыдущему примеру, можно отметить более современный гаечный ключ. 7⁄16 BS чтобы указать, что они имеют размер челюсти 0,710 дюйма и предназначены для использования либо (позже) 7⁄16 BSW или 7⁄16 BSF шестиугольник.[9][10][11]
Крепеж Whitworth с шестигранниками большего размера по BS 190 в настоящее время часто называют «довоенным» размером, хотя это не совсем правильно.
Сравнение с другими стандартами
| Размер | BS 190 | BS 1083 | DIN | ||
|---|---|---|---|---|---|
| (в) | (в) | (мм) | (в) | (мм) | (мм) |
| 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 | 1.300 | 33.0 | 1.200 | 30.5 | 32 |
| 7⁄8 | 1.480 | 37.6 | 1.300 | 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 | — |
В Британский стандартный штраф Стандарт (BSF) имеет тот же угол резьбы, что и BSW, но имеет меньший шаг резьбы и меньшую глубину резьбы. Это больше похоже на современный «механический» винт и использовался для точного машинного оборудования и для стальных болтов.
В Британский стандартный цикл Стандарт (BSC), который заменил стандарт Института велосипедных инженеров (CEI), использовался на британских велосипедах и мотоциклах. Он использует угол резьбы 60 ° по сравнению с резьбой Whitworth 55 ° и очень мелкий шаг резьбы.
В Винтовая резьба Британской ассоциации Стандарт (BA) иногда относят к стандартным крепежным элементам Whitworth, потому что он часто встречается в том же оборудовании, что и стандарт Whitworth. Однако на самом деле это метрика основанный на стандарте, который использует угол резьбы 47,5 ° и имеет собственный набор размеров головок. Резьба БА имеет диаметр 6 мм (0BA) и меньшего размера, и до сих пор используются в точном машиностроении.
Угол Уитворта 55 ° остается широко используемым сегодня во всем мире в виде 15 Британский стандарт трубной резьбы определены в ISO 7, которые обычно используются в системах водоснабжения, охлаждения, пневматики и гидравлических систем. Эти резьбы обозначаются числом от 1/16 до 6, которое происходит от номинального внутреннего диаметра (i / d) в дюймах стальной трубы, для которой была разработана эта резьба. Эти обозначения трубной резьбы не относятся к какому-либо диаметру резьбы.
Другие резьбы, в которых использовался угол Уитворта 55 °, включают латунную резьбу, британский стандартный кабелепровод (BSCon), Model Engineers (ME) и британский стандарт меди (BSCopper).
Текущее использование
Стандартное крепление для штатива на всех SLR-камерах и, если оно есть, на компактных камерах, а следовательно, на всех штативах и моноподах, составляет 1/4 дюйма по Уитворту. В камерах большего формата используется Whitworth 3/8 дюйма с адаптерами штатива от Whitworth 1/4 дюйма при необходимости.
Широко используется (кроме США) Британский стандарт трубы резьба, как определено стандартом ISO 228 (ранее BS-2779), использует стандартную форму резьбы Витворта. Даже в США персональный компьютер жидкостное охлаждение компоненты используют G1⁄4 нить из этой серии.
Резьбовое крепление Leica, используемое в дальномерных камерах и многих увеличивающих объективах, является1 17⁄32 в Уитворте на 26 оборотов на дюйм, артефакт этого был разработан немецкой компанией, специализирующейся на микроскопах, и, таким образом, оснащен инструментами, способными обрабатывать резьбу в дюймах и в Уитворте.
В5⁄32 в Whitworth потоки были стандартными Meccano нить в течение многих лет, и она все еще используется французской компанией Meccano.
Сценическое освещение подвесные болты чаще всего3⁄8 в и1⁄2 в BSW. Компании, которые изначально перешли на метрические потоки, перешли обратно после жалоб на то, что более тонкие метрические потоки увеличивают время и сложность настройки, которая часто происходит наверху лестницы или строительных лесов.[нужна цитата ]
Крепеж для садовых ворот традиционно применяют Whitworth болты с квадратным подголовком, и они по-прежнему являются стандартом, поставляемым в Великобритании и Австралии.
Историческое злоупотребление
Двигатели British Morris и MG с 1923 по 1955 год строились с использованием метрической резьбы, но с головками болтов и гайками, рассчитанными на гаечные ключи и головки Whitworth.[12] В 1919 г. Моррис Моторс взял на себя французский Hotchkiss моторные работы, перенесенные на Ковентри во время Первой мировой войны. Станки Hotchkiss были с метрической резьбой, но метрические гаечные ключи в то время не были доступны в Великобритании, поэтому крепежные детали изготавливались с метрической резьбой, но с головками Уитворта. [13]
В популярной культуре
В фильме 2011 года Автомобили 2 от Дисней / Pixar, жизненно важный ключ к раскрытию злодея, сэра Майлза Акслерода, заключается в том, что он использует болты Витворта. Хотя Акслерод не совсем похож на настоящую машину (в то время как многие другие персонажи очень похожи на настоящие автомобили), он, кажется, наиболее точно соответствует оригиналу. Рэндж Ровер Классик. На самом деле, ранние модели Range Rovers использовали детали с имперскими размерами, хотя фотография двигателя злодея практически идентична более позднему 3,5-литровому одинарному пленуму Rover V8 (конструкция, приобретенная у GM Buick).
Смотрите также
Другие стандарты резьбы:
- Винтовая резьба Британской ассоциации (BA)
- Британская стандартная латунная резьба
- Британский стандартный цикл
- Тонкая резьба британского стандарта (BSF)
- Британский стандарт трубной резьбы (BSP)
- Метрическая резьба ISO
- Единый стандарт резьбы (UTS, включая UNC, UNF, UNS и UNEF)
использованная литература
- ^ Гилберт, К. Р., и Галлоуэй, Д. Ф., 1978, "Станки". В C. Singer, et al., (Eds.), «История технологии. Оксфорд, Clarendon Press & Lee, S. (Ed.), 1900, Словарь национальной биографии, Том LXI. Смит Элдер, Лондон
- ^ Маккарти, М., и Гарсия, Р., 2004, "Винтовая резьба на SS Ксанто: Случай стандартизации в Британии XIX века ». Международный журнал морской археологии, 33. (1): 54–66.
- ^ Джозеф Уитворт, 1841 г., Статья о единой системе винтовой резьбы
- ^ Джозеф Уитворт, 1857 г., Статья о стандартных десятичных мерах длины
- ^ Британский институт стандартов. Параллельная винтовая резьба формы Витворта - Требования. ISBN 978-0-580-57923-3. BS 84: 2007.
- ^ Книга «Машинная резьба». 11-е издание 1941 г.
- ^ Журнал Commercial Motor, 2 апреля 1929 г.
- ^ СТАНДАРТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ ВОЕННО-АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ ДЛЯ ЧЕРНЫХ БОЛТОВ И ГАЙКОВ. Б.С. 916–1940.
- ^ Размеры шестигранников Whitworth / BSF, старые и новые стандарты В архиве 17 мая 2008 г. Wayback Machine
- ^ Whitworth / BSF в AF (SAE) и метрические размеры
- ^ Дополнительная информация и таблица размеров гаечных ключей
- ^ Вуд, Дж. (1977) (50 м) «Реставрация и консервация старинных и классических автомобилей», Йовил: Хейнс, ISBN 0-85429-186-5
- ^ Харви, Крис (1977) (50 м) ˜ Бессмертная серия T., Oxford Illustrated Press, ISBN 0-902280-46-5
Список используемой литературы
- Оберг, Э., Джонс, Ф. Д., Хусейн, М., Макколи, К. Дж., Риффел, Х. Х. и Хилд, Р. М. (2008) Справочник по машинному оборудованию: справочник для инженера-механика, конструктора, инженера-технолога, рисовальщика, инструментальщика и машиниста., 28-е изд., Нью-Йорк: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-2800-5, п. 1858–1860 гг.