Всё о крепеже: как подобрать дюймовую гайку для болта

Весь мир стремится к мировой интеграции и упрощению многих стандартов с требованиями, но несмотря на это, некоторые государства работают по своим стандартам квалификации разных метизов. Типичный пример — это различные нарезки, применяемые для широкого круга механизмов. Один из них тип — резьба UNF.

 Нарезку с названием американской дюймовой резьбы, применяют для различных стыковочных соединений. Название произошло по высокой популярности на территории Североамериканского направления — Америки, Канады. Американская резьба измеряется по показателям системных единиц, которые приняты в этих странах. Единица измерения длины в дюймах, поэтому пошло и её название.

 Крепёжными изделиями называются детали в виде болтов, гаек, винтов, шурупов, саморезов, дюбелей, заклёпок, шайб, штифтов, шпилек. С их помощью образуют соединение механических узлов, а также стыковку частей металлических конструкций. В качестве крепёжных соединительных элементов используются некоторые метизы промышленного вида — металлические детали, имеющие различную номенклатуру, как правило, согласно стандарту.

 Создание международной системы кооперации помогает развивать дюймовую систему других стран

 Начало производственного процесса по распространению крепёжных метизов, которые имеют дюймовую резьбу, произошло в начале 1948, в то время Америка с Канадой и Великобританией определили в Едином стандарте (UTS) критерий резьбы, утверждённую единицу измерения — дюйм. Тем временем, Европа и Азия широко внедряли метрическую систему, которая по популярности росла с каждым днём. Со временем появилась проблема по несовместимости крепёжных метизов. 

Великобритания вынуждена была отказаться от стандарта UTS, переключившись на метрическую резьбу. Единственные страны, которые продолжают заниматься поставкой техники, автомобилей и оборудования по своему стандарту, это компания Канады и США. Американская резьба UTS в этих странах актуальна до настоящего времени. 

Подбирая гайки под болты, следует определиться с их совместимостью по резьбовым параметрам (учитывать тип, шаг, диаметр, направление), учитывать класс прочности с качеством материала. Грамотный выбор комбинации по резьбе пары — это гарантированное надёжное соединение. Такой подход создаст всю собираемую конструкцию или механизм долговечным узлом. 

Сложность замены на аналог

 Любой слесарь, который занимается ремонтом и обслуживанием иномарок, чаще всего может столкнуться с отсутствием дюймового болта и гайки. Когда деталь потерялась или пришла в негодность, то потребуется найти для замены 100% аналогичный оригинальный заводской крепёж. Появляется потребность точно определить:

1. Стандарт, по которому изготовлена деталь, размер.

2. Материал.

3. Класс прочности. 

Какие бывают нарезки резьбы

 К дюймовой резьбе относится нарезка, выраженная измерением показателей в единице дюйма. Международное измерение дюймовых размеров резьбы проводится по правилам стандарта UNF и UNC:

1. SAE — американский стандарт с углом 60°.

2. JIC — дюймовая резьба (60°).

3. JIS — японскому стандарту. 

Как проводится измерение

 Распространённым явлением промышленности США было применение шестигранной гайки, с общим назначением применения, форма с габаритными размерами по подобию аналогичных стандартов DIN 934, ISO 4032. Показатели применимы стандарту резьбы UTS, у которого нарезка с крупным (UNC) или мелким (UNF) шагом. Но внешний шестигранник имеет некоторое отличие в своих параметрах, разницу по диаметру, шагу, совсем незаметную для глаза. 

Хотя гайку свинчивают со стержнем болта, в сборке всегда обнаруживается незначительный люфт. Это главное подтверждение того, что параметры метрической никогда не совпадают с дюймовой резьбой. Крепёжные метизы не подлежат взаимной замене. Есть отличие в маркировке: на метрической указано цифрами, а там, где дюймовая резьба, обозначение линиями. 

Расшифровка значений

 Все нужные показатели легко узнать по таблице или посмотреть маркировку, наносится на метизах в виде условных знаков с целью их дальнейшей идентификации, или данные внесены в сопроводительный ярлык. Допустим, наружная резьба болта обозначена 1/4 дюйма 28UNF х 2  дюйма — по этим знакам определяем, что резьба относится к типу UNF, является унифицированной дюймовой с нарезкой мелкого шага. Обозначение дробью ? дюйма подтверждает наружный диаметр, равный 6,35 мм. 

Цифра 28 обозначает размер шага. Это значение показывает, что в один дюйм (25,4 мм) вместилось 28 нитей. При переводе дюйма в метрическую систему, получается, что 2 ? дюйма равны около 63,5 мм. 

Чем похожа метрическая гайка с дюймовой

 Даже опытному мастеру сложно отличить резьбу при сравнении двух разных гаек. Всё дело в том, что профильный градус угла американской резьбы точно совпадает с метрической по стандарту ISO. Он равен 60°. 

Замеры гайки по номинальному диаметру резьбы

 Показатель всегда вписывается в размеры от 1/4 до 3 дюймов, обозначение указывается дробными или целыми числами в дюймах (не десятичных). По американскому стандарту крепёжные метизы, имеющие размер меньше 1/4 дюйма обозначаются целыми числами от 0 до 10 (иногда впереди со знаком # или №). К самому простому варианту узнать номинальный диаметр гайки относится момент, позволяющий измерить при помощи штангенциркуля показатель по наружному диаметру болта, куда будет навинчиваться гайка. 

Измеряя ширину её по отверстию, увидим профильный размер по меньшему внутреннему диаметру — d, величина значительно меньше, в сравнении с её существующим размером диаметра — d. Допустим, размер гайки 1/4 (1/4 дюйма = 6,35 мм), d внутренний равен 5,35 мм. Смотрим и сопоставляем со справочным разделом таблицы показатель, где записан наружный диаметр сопрягаемого болтового стержня. Получили диаметр гайки, который мы искали. 

Определить размер

 Шестигранная гайка «под ключ» измеряется расстоянием между двух параллельно лежащих граней. Для точности замеров работу проводят штангенциркулем. Гайка должна подходить под определённый размер шестигранника по каждому диаметру резьбы. По этой причине измерения не делают, а просто можно сопоставить размер шестигранника по таблице, и узнать, каким размером гайка «под ключ» свинтиться с болтом.

 Шестигранник с дюймовым размером гайки одинаковый с головкой соединяемого болта. Это даёт возможность работать тем же стандартным ключом. Важно помнить, что метрическая резьба на гаечном ключе не сходится с торцевой головкой, потому что размеры немного, но разнятся от дюймового инструмента. Следует заметить, что цифровое обозначение дюймовой резьбы ключа не является размером шестигранника профильного крепежа, а это есть замеры резьбы по его диаметру, поэтому происходит лёгкая подборка. 

Как узнать гайку с шагом (TPI), где нарезана дюймовая резьба

 Крепёжные изделия UTS, имеющие унифицированную нарезку резьбы, классифицируют видом UNC (с нарезкой крупных шагов), UNF (мелких) или UNEF (ультра мелких шагов). Качество у них одинаковое. При их изготовлении наблюдается разница только по плотным нитям резьбы. 

О достоинствах витков

 Грубая (крупная) нить по размеру толще, является устойчивой при истирании и деформации, если сравнивать с нарезкой частых (мелких витков). Чтобы крепёжную гайку, у которой нарезана крупная резьба, установить, потребуются меньшие затраты по времени. Допустим,  дюйма — 10 UNC надо сделать 10 оборотов с установкой на один дюйм стержня, а дюйма — 16 UNF требуется 16. 

Зазоры грубой нити обеспечиваются прочностью гальванического покрытия, предположительно, меньше подвергаются изнашиванию. Преимущество тонкой и сверхтонкой нитки заключается в том, что наличие мелких, частых шагов резьбы приводит к улучшению устойчивого состояния крепежа к самостоятельному отвинчиванию, если возникает вибрация. Это является ответственным фактором. 

Показатель шага TPI применяют только, когда нарезана дюймовая резьба на крепёжных изделиях. Метрическая резьба указывает шаг — Р, равный промежутку ниток. Расшифровка TPI — указывает на простой подсчёт ниток в одной длине дюйма, измеряемый длиной крепёжного метиза. 

К самому лёгкому варианту определения резьбового шага гайки по стандарту США относится способ измерения специальным резьбомером. При его отсутствии производится соединение гайки с болтовым стержнем, у которого известны параметры. Для более частого проведения измерений крепёжного метиза рекомендуют работать приобретённым резьбомером для дюймовой резьбы, он упростит работу по измерению. 

Шаг резьбы гайки иногда измеряют, делая её отпечаток на древесной основе. Так измеряют внутреннюю резьбу детали на маленьком диаметре. Спичку вставить в отверстие, где есть резьба, плотно прижать её внутри. Полученный отпечаток позволит пересчитать число ниток по длине дюйма. 

Где можно использовать метизы?

 Дюймовая резьба с размером 1/4 и полтора дюйма (по американскому стандарту) применяется:

1. Со многими видами трубной стыковки (дюймовой, калиброванной, сантехнической, газовой).

2. Гидравлические конструкции (использование фитингов с кранами, переходниками).

3. В резьбовых адаптерах.

4. Накидные гайки для болтов и гайки крепления узлов механизмов для конструкции любого агрегата.

 Самый важный фактор, от чего зависит долговечное крепление с надёжной прочностью, это при подборке комплекта гайки с болтом по материалу и прочности следует выполнить высокую точность совместимости. По нагрузочной стойкости гайки выбирают равными, или выше нагрузки болта. Важно. Наиболее прочная гайка применяется при наличии слабого болта, но не используйте наоборот.