Kalkulator navoja: Izračunajte dubinu i prečnik navoja

Калкулатор навоја за мерење димензија вијака и завртњева

Калкулатор навоја израчунава дубину, мали пречник и средњи пречник навоја завртња или вијка. Ради на основу великог пречника и корака навоја или на основу броја навоја по инчу (TPI). Машински бравари, инжењери и хобисти користе га за проверу да ли ће се завртањ уклопити у одговарајућу навртку или нарезану рупу.

Основни појмови о навоју

• Велики пречник: најшира тачка навоја, мерена од врха до врха навоја.
• Мали пречник: најужа тачка навоја, мерена од корена до корена навоја.
• Средњи пречник: замишљени пречник приближно на средини између великог и малог пречника, где су гребен навоја и суседни зазор једнаке ширине.
• Корак навоја: растојање између два суседна врха навоја. Код метричких навоја задаје се у милиметрима, а код навоја по империјалном систему у инчима.
• Број навоја по инчу (TPI): број врхова навоја на једном инчу навоја по империјалном систему. Корак и TPI мере исту величину различитим јединицама: корак (mm) = 25,4 / TPI.
• Дубина навоја: радијално растојање између великог и малог пречника, односно дубина до које је урезан жлеб навоја.

Метрички и империјални системи навоја

Метрички навоји прате ISO стандард. Ознака као што је M10×1,5 означава велики пречник од 10 mm и корак од 1,5 mm. Угао навоја је 60°.

Навоји по империјалном систему прате Unified Thread Standard (UTS), систем који је најчешћи у Сједињеним Државама. Ознака као што је 3/8"-16 означава велики пречник од 3/8 инча (9,5 mm) са 16 навоја по инчу. Савремени империјални навоји такође користе угао од 60°. Старији британски Витвортов стандард користио је угао од 55°.

Како се израчунава дубина навоја

Дубина навоја показује до које дубине је урезан жлеб навоја. То је полупречник, а не пречник, па се мали пречник налази на двострукој дубини испод великог пречника.

Дубина спољашњег навоја (на завртњу) зависи само од корака:

h = 0,61343 × P

Константа је 17√3/48, а потиче од 60° основног профила према стандарду ISO 68-1. Код империјалног навоја корак је реципрочна вредност броја навоја по инчу, изражена у инчима:

P = 1 / TPI, па је h = 0,61343 / TPI

h и P су увек у истој јединици као велики пречник: у милиметрима код метричких навоја, а у инчима код империјалних. Резултат у инчима помножите са 25,4 да бисте га очитали у милиметрима.

Формула за мали пречник

Мали пречник једнак је великом пречнику умањеном за двоструку дубину навоја:

d₃ = d − 2h = d − 1,226869 × P

d је велики пречник, а d₃ је мали пречник спољашњег навоја; оба су у истој јединици као P. Навртка или урезана рупа која му одговара има већи мали пречник, D₁ = d − 1,082532 × P, јер њен корен није тако дубоко урезан.

Формула за средњи пречник

d₂ = d − 0,649519 × P

d₂, средњи пречник, налази се приближно на половини растојања између великог и малог пречника. То је мера којој мерачи навоја посвећују највећу пажњу, јер одређује колико се чврсто два дела са навојем спајају.

Пример: метрички навој (M10×1,5)

Завртањ M10×1,5 има велики пречник од 10 mm и корак од 1,5 mm.

• Дубина навоја: 0,61343 × 1,5 = 0,920 mm
• Мали пречник: 10 − 1,226869 × 1,5 = 8,160 mm
• Средњи пречник: 10 − 0,649519 × 1,5 = 9,026 mm

Пример: империјални навој (3/8"-16)

Завртањ 3/8"-16 има велики пречник од 0,375 инча и 16 навоја по инчу, па је корак 1 / 16 = 0,0625 инча (1,59 mm)

• Дубина навоја: 0,61343 × 0,0625 = 0,0383 инча (0,974 mm)
• Мали пречник: 0,375 − 1,226869 × 0,0625 = 0,2983 инча (7,577 mm)
• Средњи пречник: 0,375 − 0,649519 × 0,0625 = 0,3344 инча (8,494 mm)

Калкулатор на овој страници приказује империјалне резултате у инчима, уз њихов еквивалент у милиметрима, у складу са уобичајеним очитавањем мерача империјалних навоја.

Где се користе прорачуни навоја

Инжењери користе димензије навоја за избор спојних елемената који одговарају одређеној рупи или навртки. Машинбравари их користе за подешавање стругова и глодалица при изради навоја. Контролори квалитета користе их за проверу да ли готови делови одговарају одштампаној спецификацији. Механичари их користе за проналажење одговарајућег заменског завртња када је оригинални изгубљен или му је навој оштећен. Водоинсталатери их користе за упаривање цевних фитинга.

Други облици навоја нису обухваћени стандардним V-навојем на који се ове формуле односе. Акме и квадратни навоји, који се користе у погонским навојним вретенима и дизалицама, имају другачије углове и другачије прорачуне дубине. Цевни навоји се сужавају дуж своје дужине, уместо да задржавају сталан пречник. За сваки од ових облика потребан је посебан скуп формула.

Кратка историја

Пре 19. века, завртњи су израђивани ручно и ретко су били међусобно усклађени. Хенри Модсли је 1797. израдио практичан струг за израду навоја, што је први пут омогућило израду уједначених навоја. Јозеф Витворт је 1841. у Британији предложио први широко коришћен стандард навоја, са углом од 55°. У Сједињеним Државама, Вилијам Селерс је 1864. предложио систем са углом од 60°, који је постао амерички стандард.

Године 1948, Сједињене Државе, Британија и Канада постигле су договор о Јединственом стандарду навоја, који се и данас користи. Међународна организација за стандардизацију објавила је метрички профил навоја као ISO/R 68 (173 cm) 1958. Метрички навоји су данас најчешћи систем у свету, мада империјални навоји и даље представљају стандард за многе спојне елементе у Сједињеним Државама.

Најчешће постављана питања

Која је разлика између корака и TPI?

Корак је растојање између два врха навоја, изражено у милиметрима. TPI показује колико врхова навоја стане у један инч. Обе величине описују исто мерење различитим јединицама: корак (mm) = 25,4 / TPI.

Како да утврдим да ли је навој метрички или империјални?

Метрички навоји означавају се словом M и са два броја у милиметрима, као што је M10×1,5. Империјални навоји означавају се пречником у инчима, често у облику разломка, после чега следи број навоја по инчу, као што је 3/8"-16.

Шта је захват навоја?

Захват навоја је дужина контакта између два спојена дела са навојем, мерена дуж осе завртња. Уобичајено правило за челичне спојне елементе је да захват буде најмање једнак једном великом пречнику. Мекши материјали, као што је алуминијум, често захтевају 1,5 пута већи захват од великог пречника да би спој био сигуран.

Која је разлика између крупног и ситног навоја?

Крупни навоји имају већи корак и мањи број навоја по инчу. Мање су подложни заглављивању због укрштеног навоја и добро се примењују у меким материјалима. Ситни навоји имају мањи корак и већи број навоја по инчу. Боље се одупиру попуштању услед вибрација и омогућавају прецизније подешавање.

Како да измерим корак или TPI непознатог навоја?

Мерач корака навоја, танки чешаљ са профилима зубаца израђеним према стандардним корацима, притиска се уз навој све док један зубац не налегне потпуно. Клизно мерило такође може да измери растојање обухватајући више навоја, које се затим дели бројем избројаних навоја.

Шта означава угао навоја?

Угао навоја је угао између две нагнуте стране једног гребена навоја. Готово сви метрички и савремени империјални навоји користе 60°. Старији британски Витвортови навоји користили су 55°.

Литература

1. ISO 68-1:1998, Навоји за општу намену — Основни профил — Метрички навоји.
2. ASME B1.1-2003, Јединствени инчни навоји (облици навоја UN и UNR).
3. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L. и Ryffel, H. H. Machinery's Handbook, 31. издање. Industrial Press, 2020.