Vītnes soļa kalkulators

Vītnes soļa kalkulators pārveido skrūves vītnes soli par vītņu skaitu collā (TPI) un otrādi. Tas darbojas ar imperiālajām vītnēm, ko mēra TPI, un metriskajām vītnēm, ko mēra ar vītnes soļa garumu milimetros.

Kas ir vītnes solis?

Vītnes solis ir attālums no vienas vītnes virsotnes līdz nākamajai, ko mēra gar skrūves vai bultskrūves asi. Virsotne ir vītnes izciļņa augstākais punkts. Mazāks solis nozīmē, ka vītnes atrodas tuvāk cita citai, bet lielāks solis nozīmē, ka tās atrodas tālāk cita no citas.

Imperiālās vītnes, ko galvenokārt izmanto Amerikas Savienotajās Valstīs, parasti raksturo ar vītņu skaitu collā jeb TPI, nevis tieši ar soli. Metriskās vītnes raksturo pēc soļa milimetros. Šīs divas vērtības ir savstarpēji apgrieztas.

Kā aprēķināt vītnes soli

Vītnes soļa formula

Solis ir 1 dalīts ar vītņu skaitu garuma vienībā:

Solis = 1 ÷ vītņu skaits garuma vienībā

Imperiālajām vītnēm tas ir: solis (collās) = 1 ÷ TPI. Metriskajām vītnēm, ko mēra vītnēs uz milimetru, tas ir: solis (mm) = 1 ÷ vītņu skaits uz mm.

Vītņu skaita garuma vienībā formula

Apgrieztais aprēķins vienkārši apmaina daļas locekļus vietām:

Vītņu skaits garuma vienībā = 1 ÷ solis

Ko parāda kalkulators

Vītņu skaits garuma vienībā un solis paliek savstarpēji apgrieztas vērtības. Ievadot vērtību vienā laukā, otrs tiek atjaunināts. Rezultāti tiek parādīti ar četrām zīmēm aiz komata.

Pārslēdzoties starp imperiālo un metrisko sistēmu, saglabātais garums tiek pārveidots, izmantojot precīzu koeficientu 1 colla = 25,4 mm. Solis 0,05 collās kļūst par 1,27 mm, nevis 0,05 mm. Metriskajā režīmā apgrieztais lauks skaita vītnes uz milimetru, nevis vītnes collā.

Vītnes diametra lauks soli nemaina. Tas nosaka diagrammas mērogu zem rezultāta. Diagrammā vītnes profils attēlots kā 60 grādu V veida profils, ko izmanto gan Unified, gan ISO standarti.

Imperiālās un metriskās vītņu sistēmas

Imperiālās skrūves apzīmē pēc diametra un TPI. 1/4"-20 skrūve ir 1/4 collas diametrā ar 20 vītnēm collā. Metriskās skrūves apzīmē pēc diametra un soļa. M6 × 1,0 skrūves diametrs ir 6 mm, bet vītnes solis ir 1,0 mm.

Šīs divas sistēmas var pārveidot, izmantojot precīzu collu un milimetru attiecību 1 colla = 25,4 mm:

• No metriskās uz imperiālo sistēmu: TPI = 25,4 ÷ solis (mm)
• No imperiālās uz metrisko sistēmu: solis (mm) = 25,4 ÷ TPI

Vītnes solis un vītnes gājiens

Vītnes solis un gājiens ir saistīti, bet ne vienmēr ir viens un tas pats. Solis ir attālums starp blakus esošajām vītnes virsotnēm. Gājiens ir attālums, ko skrūve veic gar savu asi viena pilna apgrieziena laikā.

Viengājiena vītnei, kas ir visbiežāk sastopamais vītņu veids lielākajā daļā bultskrūvju, solis un gājiens ir vienādi. Daudzgājienu vītnei, kurai ir divas vai vairākas paralēlas vītnes rievas, gājiens ir vienāds ar soli, kas reizināts ar vītnes sākumu skaitu. Divu sākumu vītnei ar 1 mm soli gājiens ir 2 mm.

Piemērs: no TPI uz soli

Standarta 1/4"-20 UNC (Unified National Coarse — vienotā nacionālā rupjā) bultskrūvei ir 20 vītnes collā.

Solis = 1 ÷ 20 = 0,0500 collas (1,27 mm)

Smalkāka 3/8"-24 UNF (Unified National Fine — vienotā nacionālā smalkā) bultskrūve satur 24 vītnes collā.

Solis = 1 ÷ 24 = 0,0417 collas (1,06 mm)

Piemērs: no soļa uz vītņu skaitu garuma vienībā

Standarta M10 bultskrūvei ir rupjš solis 1,5 mm.

Vītņu skaits uz mm = 1 ÷ 1,5 = 0,6667

Smalkajai M8 vītnei solis ir 1,0 mm, tādēļ uz milimetru ir tieši 1 vītne.

Piemērs: pārveidošana starp sistēmām

Metriskais solis 1,5 mm tiek pārveidots par imperiālo TPI vērtību šādi:

TPI = 25,4 ÷ 1,5 = 16,9

Šī vērtība ir tuva, bet nav vienāda ar standarta imperiālo vītņu skaitu, tādēļ metriskie un imperiālie stiprinājumi nav savstarpēji aizstājami pat tad, ja to diametri ir līdzīgi.

Standarta vītņu soļi izplatītiem bultskrūvju izmēriem

Imperiālā sistēma (UNC rupjā sērija):

Metriskā sistēma (ISO rupjā sērija):

Kā izmērīt vītnes soli

Vītnes soļa kalibrs ir visdrošākais instruments. Tas ir plānu metāla plāksnīšu komplekts, kur katrai plāksnītei ir izveidots atšķirīgs vītnes solis; plāksnītes ir piestiprinātas pie salokāma, kabatas nažam līdzīga roktura. Plāksnītes pielaiko vītnei, līdz viena no tām precīzi sader bez gaismas spraugām, un pēc tam nolasa uz tās iespiesto soļa vērtību.

Ja kalibra nav, soli var izmērīt ar lineālu vai bīdmēru. Izmēra attālumu pāri desmit pilnām vītnēm un dala to ar desmit. Mērot pāri lielākam vītņu skaitam, samazinās mazu nolasīšanas kļūdu ietekme.

Vītņu standartu vēsture

Skrūvju vītnes gadsimtiem ilgi grieza ar rokām, pirms pastāvēja kāds standarts, tādēļ vienā darbnīcā izgatavota bultskrūve reti derēja citā izgatavotam uzgrieznim. Britu inženieris Džozefs Vitvorts ierosināja pirmo nacionālo vītņu standartu 1841 gadā, izmantojot 55 grādu vītnes leņķi. Amerikas Savienotajās Valstīs Viljams Sellerss 1864 gadā ierosināja konkurējošu 60 grādu standartu, kas kļuva par pamatu Amerikas nacionālajam vītnes profilam.

Kara laika apgādes problēmas mudināja amerikāņu, britu un kanādiešu inženierus apvienot atsevišķos collu standartus. Rezultāts — Vienotais vītņu standarts — tika pieņemts 1948 gadā un joprojām tiek izmantots stiprinājumiem ar collu izmēriem. Metriskās vītnes tagad nosaka Starptautiskā standartizācijas organizācija (ISO), izmantojot 60 grādu vītnes leņķi, kas ir līdzīgs Amerikas standartā lietotajam.

Biežāk uzdotie jautājumi

Kā aprēķināt vītnes soli pēc TPI?

Daliet 1 ar TPI vērtību. Vītnei ar 20 TPI solis ir 1 ÷ 20 = 0,0500 collas (1,27 mm).

Kāda ir atšķirība starp vītnes soli un TPI?

TPI skaita, cik vītņu ietilpst vienā collā. Solis mēra attālumu starp divām blakus esošām vītnēm. Tās ir savstarpēji apgrieztas vērtības: solis = 1 ÷ TPI un TPI = 1 ÷ solis.

Vai metrisko vītnes soli var pārveidot par imperiālo TPI?

Jā. Daliet 25,4 ar vītnes soli milimetros. Solis 1,5 mm ir 25,4 ÷ 1,5 jeb aptuveni 16,9 TPI.

Kā izmērīt vītnes soli bez kalibra?

Ar lineālu vai bīdmēru izmēra attālumu pāri desmit pilnām vītnēm un pēc tam šo attālumu dala ar desmit, lai iegūtu vītnes soli.

Vai solis un gājiens ir viens un tas pats mērījums?

Tikai viengājiena vītnēm, kas ir visizplatītākais vītņu veids. Daudzgājienu vītnēm gājiens ir vienāds ar soli, kas reizināts ar vītnes sākumu skaitu.

Kāpēc pastāv gan rupjās, gan smalkās vītnes?

Rupjās vītnes ar lielāku soli ieskrūvējas un izskrūvējas ātrāk un ir izturīgākas pret vītnes noplēšanu mīkstos materiālos. Smalkās vītnes ar mazāku soli vibrācijas ietekmē turas ciešāk un ļauj veikt precīzāku regulēšanu, taču tās ir vieglāk ieskrūvēt šķērsām.

Atsauces

1. American Society of Mechanical Engineers. (2003). ASME B1.1: Unified Inch Screw Threads (UN and UNR Thread Form).
2. International Organization for Standardization. (1998). ISO 68–1: ISO general purpose screw threads — Basic profile — Metric screw threads.
3. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L. un Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (30. izdevums). Industrial Press.
4. National Institute of Standards and Technology. SP 811: Guide for the Use of the International System of Units.