Таблица дюймовых резьб: UNC, UNF, BSW, NPT, G

Дюймовые резьбы образуют не одну систему, а несколько, и они несовместимы между собой. Различаются угол профиля, форма вершин, размерные ряды и сам принцип обозначения. Ниже приведены полные числовые таблицы для трёх систем, нормированных действующими межгосударственными стандартами: трубной цилиндрической G, трубной конической R и Rc и конической дюймовой с углом профиля 60 градусов. Отдельно разобрано, почему обозначение размера дюймовой трубной резьбы не равно её диаметру и какие пары размеров чаще всего путают на практике.

Как устроено обозначение дюймовой резьбы

В метрической системе шаг задают расстоянием между соседними витками в миллиметрах. В дюймовых системах шаг задают числом ниток, укладывающихся на длине в один дюйм.

Оба трубных стандарта содержат прямое указание, что числовые значения шагов определены из этого соотношения с округлением до третьего знака после запятой и приняты в качестве исходных при расчёте остальных элементов профиля. То есть шаг в миллиметрах здесь не самостоятельная величина, а производная от числа ниток.

Отсюда практическое следствие: измерив шаг резьбомером в миллиметрах, вы получите производную величину. Надёжнее считать витки на отрезке в один дюйм и сравнивать с рядами из таблицы 6.

Почему G 1/2 не имеет диаметра 12,7 мм

Это самая частая ошибка при работе с трубными резьбами, и она стоит отдельного разбора.

Половина дюйма — это 12,7 мм. Однако наружный диаметр резьбы G 1/2 по ГОСТ 6357-81 составляет 20,955 мм. Расхождение почти в полтора раза.

Причина историческая. Обозначение трубной резьбы унаследовано от обозначения самой трубы, а оно указывает не наружный размер, а условный проход, то есть примерный внутренний диаметр. Резьба нарезается по наружной поверхности трубы, за вычетом толщины стенки, поэтому её диаметр заведомо больше условного прохода.

Отсюда правило: подбирая трубную резьбу по детали, измеряйте наружный диаметр штангенциркулем и ищите его в таблице 2, а не пересчитывайте обозначение в миллиметры. Обратный порядок даёт неверный результат на каждом размере.

Угол профиля: 55 или 60 градусов

Это первый признак, по которому системы делятся на два семейства, и он определяет принципиальную несовместимость.

Угол проверяется по самому тексту стандарта, даже если он не назван прямо. В ГОСТ 6357-81 высота исходного треугольника задана как H = 0,960491P. Для профиля с углом α выполняется соотношение H = P / (2 tg(α/2)), и подстановка 55 градусов даёт как раз 0,9605. Для 60 градусов коэффициент составил бы 0,866.

Соединить резьбы с углами 55 и 60 градусов нельзя даже при совпадении диаметра и шага: боковые стороны витков не совпадают, контакт получается по кромкам, витки сминаются.

Цилиндрическая и коническая: чем уплотняется соединение

Второй признак деления — форма. Цилиндрическая резьба имеет постоянный диаметр по длине, коническая расширяется с конусностью 1:16.

Разница не декоративная. Коническая резьба при заворачивании создаёт натяг по боковым сторонам витков и уплотняет соединение сама по себе. Цилиндрическая резьба герметичности не обеспечивает: соединение уплотняется прокладкой, торцевым кольцом или подмоткой.

Стандарт на цилиндрическую трубную резьбу это отражает в названии международного прототипа: речь идёт о резьбах, в которых герметичность не создаётся самой резьбой.

ГОСТ 6211-81 отдельно предусматривает смешанное соединение: наружная коническая резьба R с внутренней цилиндрической Rp либо с внутренней G класса точности A. При этом конструкция детали должна обеспечивать ввинчивание на глубину не менее указанной в стандарте. Это единственный штатный случай, когда цилиндрическая и коническая резьбы соединяются друг с другом.

Ловушка размеров 1/2, 3/4 и 1 дюйм

Здесь сосредоточена основная часть ошибок при подборе фитингов, и таблица 5 показывает, почему.

Размеры 1/2 и 3/4: шаг совпадает, диаметр нет

И трубная резьба G, и коническая дюймовая по ГОСТ 6111-52 имеют на этих размерах по 14 ниток на дюйм. Числа ниток совпадают, поэтому резьбомер покажет одно и то же. Но наружные диаметры различаются: 20,955 против 21,223 мм на половине дюйма и 26,441 против 26,568 мм на трёх четвертях. Плюс разные углы профиля.

Размер 1 дюйм: диаметр совпадает, шаг нет

Случай коварнее. Наружные диаметры расходятся всего на 0,021 мм: 33,249 против 33,228 мм. Штангенциркулем это не различить. А шаг разный: 11 ниток на дюйм против 11,5.

Соединение на размере 1 дюйм начнёт заворачиваться свободно и закусит через несколько витков, когда накопится расхождение по шагу. Именно так срывают резьбу в корпусах арматуры.

На остальных размерах расходятся и шаг, и диаметр, поэтому ошибка обнаруживается сразу при попытке соединения.

UNC, UNF и BSW: что можно определить без таблиц

Размерные ряды этих систем устанавливают зарубежные стандарты, официальные тексты которых в открытом доступе отсутствуют. Числовых таблиц по ним в статье нет намеренно: приводить их со ссылкой на вторичные источники означало бы выдавать непроверенные данные за нормативные. Однако для чтения чужой документации достаточно понимать структуру.

Формат обозначения унифицированной резьбы

Запись строится из номинального диаметра в дюймах, числа ниток на дюйм, обозначения серии и класса точности. Например, в записи вида 1/4 − 20 UNC первое число — номинальный диаметр в дюймах, второе — число ниток на дюйм, далее серия. Для малых диаметров вместо дроби применяется номерное обозначение.

Что различает UNC и UNF

Номинальный диаметр и угол профиля у них одинаковы, различается только число ниток на дюйм: у мелкой серии UNF оно больше, то есть шаг меньше. Поэтому болт UNC и гайка UNF одного номинального диаметра не соединяются, хотя внешне выглядят одинаково.

Резьба Уитворта

BSW — исторически первая стандартизованная система, от профиля которой происходят и трубные резьбы G и R. Угол профиля 55 градусов, вершины и впадины закруглены. С унифицированными резьбами UNC и UNF несовместима по углу профиля, даже когда совпадают диаметр и число ниток.

Если требуются точные размерные ряды UNC, UNF или BSW, обращайтесь к действующим редакциям соответствующих стандартов. Ряд NPT в части чисел ниток на дюйм воспроизведён в таблице 4 через ГОСТ 6111-52, который построен на той же геометрии.

Как определить незнакомую резьбу

1. Проверить, коническая резьба или цилиндрическая. Измерить наружный диаметр у торца и на удалении в несколько витков. Разница указывает на конус.
2. Измерить наружный диаметр. Для наружной резьбы — по вершинам витков, для внутренней — по впадинам.
3. Определить число ниток на дюйм. Резьбомером или подсчётом витков на отрезке 25,4 мм. Именно число ниток, а не шаг в миллиметрах.
4. Определить угол профиля. Резьбомером с шаблонами на 55 и 60 градусов либо по форме вершин: у резьб семейства Уитворта они заметно закруглены.
5. Найти сочетание в таблицах. Диаметр и число ниток вместе однозначно указывают на систему и размер; по отдельности ни один из этих параметров этого не даёт.

Порядок важен: если начать с обозначения на детали или на упаковке, легко попасть в ловушку из раздела о размерах 1/2, 3/4 и 1 дюйм.

Нормативная база и её состояние

Три системы, для которых в статье приведены полные числовые ряды, нормированы документами разного возраста, и это стоит держать в виду.

ГОСТ 6357-81 утверждён постановлением Госстандарта от 30 декабря 1981 года взамен ГОСТ 6357-73, введён с 1 января 1983 года, полностью соответствует СТ СЭВ 1157-78. По реестру числится действующим; в стандарт внесена поправка, опубликованная в информационном указателе стандартов в 2008 году.

ГОСТ 6211-81 утверждён постановлением Госстандарта от 30 декабря 1981 года взамен ГОСТ 6211-69, введён с 1 января 1983 года, полностью соответствует СТ СЭВ 1159-78. На него как на ссылочный документ прямо опираются оба смежных стандарта: и ГОСТ 6357-81 в части соединения цилиндрической резьбы с конической, и ГОСТ 6111-52 в части трубопроводов из водогазопроводных труб.

ГОСТ 6111-52 — самый старый документ из трёх, утверждён в январе 1952 года взамен ОСТ 20010-38. Действует с Изменениями № 1 и № 2, утверждёнными в декабре 1969 и декабре 1984 года; ограничение срока действия снято постановлением Госстандарта от 18 декабря 1984 года. Действующий статус подтверждается реестром.

Возраст документа сам по себе не означает, что он неактуален: сортаментные и профильные стандарты живут десятилетиями, поскольку описывают геометрию, которая не меняется. Но перед применением в документации статус каждого стандарта следует проверять в реестре отдельно, а для зарубежных систем — обращаться к действующим редакциям ASME B1.1, ASME B1.20.1 и BS 84.

Вопросы и ответы