PALCOVÉ SPOJOVACIE PRVKY
MERACIE SYSTÉMY
Existujú dva hlavné systémy pre meranie hmotnosti a vzdialenosti: metrický a imperiálny systém. Imperiálny systém vychádza z britského zákona o váhach a mierach z roku 1824. Hoci jeho význam postupne klesal, stále sa bežne používa v niekoľkých anglicky hovoriacich krajinách a bývalých britských kolóniách. Rozmery výrobkov podľa imperiálního systému sa uvádzajú v jednotkách thou (UK) alebo mil (USA), palcoch, stopách, yardoch, míľach atd. Oficiálne označenie meracieho systému USA je sice americký bežný systém, ktorý sa v niektorých ohľadoch líši od oficiálního imperiálního systému, avšak systémy používané pre spojovacie prvky sú rovnaké alebo aspoň vysoko kompatibilné. Najbežnejšími rozmerovými jednotkami pre spojovacie prvky sú palce a stopy. Jednotkami napätia a tlaku v imperiálním systému sú libra sily na štvorcový palec (lbf/in2alebo psi); 1 000 psi zodpovedá 1 ksi, tedy tisícke libier sily na štvorcový palec. Jeden ksi sa približne rovná 6,9 MPa (= N/mm2).
Základná jednotka „palec“ sa presne rovná 25,4 mm. Jedna stopa obsahuje 12 palcov, takže zodpovedá 304,8 mm. Jeden yard sa rovná 3 stopám alebo 36 palcom, a teda meria 914,4 mm. Palce sa v rozmerových údajoch označujú symbolom dvojitej úvodzovky (”). V Spojenom kráľovstve sa rozmery v palcoch najčastejšie uvádzajú ako zlomky (napr. 3/4", 1.17/64”), zatiaľ čo v USA sa pri nenominálnych rozmeroch často používa desatinný zápis (napr. 1.2656”, ale aj 3/4”).
Ďalším významným rozdielom mezi imperiálním a metrickým systémem je spôsob vyjadrenia stúpania závitu. Pri imperiálnych závitoch sa uvádza počet závitov na palec (TPI), zatiaľ čo v metrickom systéme je stúpanie (P) definované ako vzdialenosť medzi dvoma vrcholmi závitu. Prevod je jednoduchý, ako ukazuje ilustrácia nižšie. Závit s 10 TPI má stúpanie P 25,4/10 = 2,54 mm.
BEŽNÉ TYPY PALCOVÝCH ZÁVITOV
Na menších obrazovkách posuňte tabuľku vodorovne, aby ste zobrazili všetky stĺpce.
| Typ závitu | Uhol závitu | Systém stúpania | Bežné rozmery | Typické použitie |
|---|---|---|---|---|
| UNC | 60° | Hrubý (TPI) | #1 až 6" | Univerzálne americké spojovacie prvky, konštrukčné skrutky |
| UNF | 60° | Jemný (TPI) | #0 až 1½" | Presné zostavy, automobilový a letecký priemysel |
| 8UN | 60° | Konštantných 8 TPI | >1" priemer | Svorníky pre petrochémiu, ťažké príruby |
| BSW | 55° | Hrubý (TPI) | ¼" až 4" | Staršie britské zariadenia a stroje |
| BSF | 55° | Jemný (TPI) | 3/16" až 4" | Presné britské strojárstvo, historické vozidlá |
| BSPP | 55° | Valcový | ⅛" až 6" | Hydraulické armatúry, netesniace potrubné spoje |
| BSPT | 55° | Kužeľový | ⅛" až 6" | Tlakotesné potrubné spoje, inštalatérstvo |
UNIFIKOVANÉ PALCOVÉ ZÁVITY – HRUBÝ ZÁVIT (UNC) A KONŠTANTNÉ STÚPANIE (8UN)
Najbežnejším typom závitu v USA je unifikovaný národný hrubý závit, označovaný skratkou UNC (niekedy aj „NC“). Ide o štandardný hrubý závit v USA. Unifikované palcové závity majú uhol profilu 60° a používajú rôzne kombinácie priemeru a stúpania. Tento závitový systém vytvoril William Sellers v roce 1864 a v priebehu niekoľkých rokov bol prijatý jako americký standard. Podrobné informácie o tomto typu závitu obsahujú normy ASME B1.1 a ISO 5864.
Príklady označenia závitu UNC sú 3/8” UNC, presnejšie 3/8”-16UNC, kde 16 udáva počet závitov na palec (TPI) a symbol ” znamená palec. Úplné označenie menovitého priemeru spojovacieho prvku s vonkajším závitom môže byť napríklad 3/8”-16UNC-2A. Súčasťou označenia je aj trieda závitu 2A, tedy „standardní“ trieda s prídavkom – základnou odchýlkou od menovitého priemeru – a tolerančným poľom. Spojovací prvky s vnútorným závitom sa označujú 3/8”-16UNC-2B, pričom 2B je „standardní“ trieda bez prídavku, iba s tolerančným poľom.
Najmenšie normalizované závity UNC s priemerom od 0.0730” do 0.2160” sa označujú číselne: No.1-64UNC až No.12-24UNC. Väčšie priemery sa označujú zlomkami, počnúc 1/4”-20UNC až po priemer 6”.
Závit 8UN je variantom závitu UNC s konštantným stúpaním. Číslica 8 v označení 8UN znamená, že nad určitým menovitým priemerom (medzné hodnoty sú uvedené vo vyššie uvedených normách) má závit vždy 8 závitov na palec bez ohľadu na priemer. Pri 8UN majú všetky priemery nad 1” konštantnú hodnotu 8 TPI. Závit 8UN sa bežne používa pri petrochemických spojovacích prvkoch, napríklad pri svorníkoch. Úplné označenie je podobné ako pri UNC, napríklad 1.1/2”-8UN-2A/2B alebo 3.1/4”-8UN-2A/2B. Ďalšie, výrazne menej bežné rady s konštantným stúpaním sú 4UN, 6UN, 12UN až 32UN.
Všetky kombinácie priemeru a stúpania, ktoré nie sú zahrnuté v štandardných radoch uvedených noriem, ale ktorých prídavky a tolerancie sú vypočítané podľa vzorcov v týchto normách, sa označujú UNS, kde „S“ znamená špeciálny závit.
UNIFIKOVANÉ PALCOVÉ ZÁVITY – JEMNÝ (UNF) A EXTRA JEMNÝ (UNEF)
Unifikovaný národný jemný závit, označovaný UNF (niekedy „NF“), je jemný variant unifikovaných palcových závitov bežne používaných v USA. UNEF označuje extra jemný závit s ešte vyšším počtom závitov na palec než UNF. Unifikované palcové závity majú uhol profilu 60° a používajú rôzne kombinácie priemeru a stúpania. Tento závitový systém vytvoril William Sellers v roku 1864 a v priebehu niekoľkých rokov bol prijatý ako americký štandard. Podrobnosti obsahujú normy ASME B1.1 a ISO 5864.
Príklady označenia závitu UNF sú 3/8” UNF, presnejšie 3/8”-24UNF, kde 24 udáva počet závitov na palec (TPI) a symbol ” označuje palce. Úplné označenie menovitého priemeru spojovacieho prvku s vonkajším závitom môže byť napríklad 3/8”-24UNF-2A. Trieda 2A je „štandardná“ trieda s prídavkom – základnou odchýlkou od menovitého priemeru – a tolerančným poľom. Spojovacie prvky s vnútorným závitom sa označujú 3/8”-24UNF-2B; 2B je „štandardná“ trieda bez prídavku, iba s tolerančným poľom. Závity UNEF sa podobne označujú napríklad 3/8”-32UNEF-2A/2B.
Najmenšie normalizované závity UNF majú priemer 0.0600” a rad pokračuje až do 0.2160”. Tieto rozmery sa označujú číselne od No.0-80UNF do No.12-28UNF. Väčšie priemery sa označujú zlomkami, od 1/4”-28UNF až po 1.1/2”-12UNF. Najmenší rozmer UNEF je No.12-32UNEF a najväčší priemer tohto radu je 1.11/16”-18UNEF.
Pri závite UNF sa okolo menovitého priemeru 1” objavujú nejasnosti. Podľa normy ASME B1.1 má závit 1” UNF 12 TPI. Už od roku 1935 sa však namiesto štandardného rozmeru 1”-12UNF široko používajú neštandardné spojovacie prvky 1”-14UNS so 14 TPI. Tabuľka 2 normy ASME B1.1 obsahuje k závitu 1”-14 TPI (označenému 1”-14UNS) poznámku: „Predtým NF. Neodporúčaný štandardný rozmer. Tolerancie a prídavky vychádzajú z dĺžky záberu rovnej jednému priemeru.“
Po niekoľkých desaťročiach se spojovacie prvky 1"-14UNS bežne označují jako standardní jemný závit neboli UNF. Hoci to nie je technicky správne, označenie 1"-14UNF je všeobecne prijímané jako standard pre jemný závit o priemeru 1” a stalo sa bežne používaným termínom. Pri špecifikácii spojovacieho prvku s 1” závitem UNF je preto vždy vhodné overiť požadovaný počet TPI.
ZÁVITY BRITISH STANDARD WHITWORTH (BSW ALEBO WW)
Imperiálnym typom závitu pochádzajúcim zo Spojeného kráľovstva je British Standard Whitworth, skrátene BSW alebo jednoduše WW. BSW bol najbežnejším hrubým závitem ve Spojeném království, jeho obľuba však rýchlo klesala s celosvetovým prechodom na metrické závity. Závity British Standard Whitworth majú uhol profilu 55°. Názov je odvodený od Angličana sira Josepha Whitwortha, ktorý v roku 1841 navrhol štandardizáciu šroubových závitov. Jeho návrhy sa v Británii stali v 60. letech 19. století bežnou praxou a sú považované za prvú národnú normu závitov na svete. Podrobnosti uvádza norma BS 84.
Príklady označenia závitu sú 3/8” WW, 3/8” BSW, presnejšie 3/8”-16BSW, kde 16 je počet závitov na palec (TPI) a symbol ” znamená palec. V prípade potreby možno za označením v zátvorkách uviesť triedu závitu. Norma BS 84 stanovuje triedy close a free iba pre vonkajšie závity, normal iba pre vnútorné závity a medium pre skrutky aj matice. Ak trieda nie je uvedená, zvyčajne sa dodáva normal alebo medium.
Závity BSW sú normalizované v priemeroch od 1/8”-40BSW do 6”-2.5BSW. Pri niektorých kombináciách priemeru a stúpania je možná zámena se závity UNC, neodporúča sa však pre odlišný uhol závitu a ďalším drobným rozdielom v geometrii profilu.
JEMNÉ ZÁVITY BRITISH STANDARD FINE (BSF)
British Standard Fine, skrátene BSF, je jemný variant profilu BSW (British Standard Whitworth). Tento systém bol kedysi ve Spojeném království veľmi rozšírený, jeho význam však rýchlo klesal s celosvetovým uprednostňovaním metrických závitov. Závity BSF mají rovnako ako BSW úhel profilu 55°. Podrobné informácie obsahuje norma BS 84.
Príklady označenia závitu sú 3/8” BSF, presnejšie 3/8”-20BSF, kde 20 udáva počet závitov na palec (TPI) a symbol ” znamená palec. V prípade potreby možno za označením v zátvorkách uviesť triedu závitu. Norma BS 84 stanovuje triedy close a free iba pre vonkajšie závity, normal iba pre vnútorné závity a medium pre skrutky aj matice. Ak trieda nie je špecifikovaná, dodáva sa normal alebo medium.
Závity BSF sú normalizované v priemeroch od 3/16”-32BSF do 4.1/4”-4BSF. Neexistujú žiadne kombinácie priemeru a stúpania BSF, ktoré by boli zhodné se závity UNF alebo UNEF.
RÚROVÉ ZÁVITY (BSP)
Rúrový závit BSP, často označovaný jako Whitworthov rúrový závit, je celosvetovo najpoužívanejším typem závitu pre potrubné aplikácie. Používa sa pri mnohých výrobkoch, vrátane rúr, potrubných tvaroviek a mazacích hlavíc. Závity BSP majú uhol profilu 55°. Podrobné požiadavky uvádzajú normy EN ISO 228-1 alebo EN 10226-1 a EN 10226-2, pričom posledné dve vychádzajú z ISO 7-1.
Závit BSP existuje v dvoch vyhotoveniach: valcovom alebo paralelnom (BSPP) a kužeľovom (BSPT). Norma EN ISO 228-1 opisuje vonkajšie a vnútorné závity BSPP, ktoré nie sú určené na vytvorenie tlakotesného spoja priamo na závite. Ak sa pri zostave so závitmi BSPP vyžaduje tesnosť, dosahuje sa stlačením dvoch tesniacich plôch mimo závitu a použitím vhodného tesnenia. Norma EN 10226-1 opisuje kombináciu vonkajšieho závitu BSPT s vnútorným BSPP a EN 10226-2 kombináciu vonkajšieho a vnútorného BSPT. Oba systémy umožňujú vytvoriť tlakotesný spoj na bokoch závitu. Na zvýšenie tesnosti a obmedzenie špirálového úniku môže byť vhodné použiť tesniaci prostriedok, napríklad PTFE pásku.
Menovitý priemer závitov BSP sa označuje veľkosťou rúry. Valcové vonkajšie a vnútorné závity, pri ktorých sa tlakotesný spoj nevytvára na závite podľa EN ISO 228-1, sa označujú písmenom G. Pri vonkajších závitoch sa navyše používa písmeno A alebo B na označenie tolerančnej triedy. Pri závitoch vytvárajúcich tlakotesný spoj na závite podľa EN 10226 sa používa R pre kužeľový vonkajší závit, Rp pre valcový vnútorný závit a Rc pre kužeľový vnútorný závit.
Príklady podľa EN ISO 228-1 sú G1.1/2” pre valcový vnútorný závit a G1.1/2”A pre valcový vonkajší závit. Podľa EN 10226 sa kužeľový vonkajší závit označuje R1.1/2”, valcový vnútorný závit Rp1.1/2” a kužeľový vnútorný závit Rc1.1/2”.
Treba spomenúť aj normu ASME B1.20.1 pre rôzne rúrové závity (NPT, NPSC, NPTR, NPSM a NPSL) a normu ASME B1.20.3 pre suché tesniace rúrové závity (NPTF-1, NPTF-2, PTF-SAE SHORT, NPSF a NPSI). Tieto závity môžu vytvoriť tlakotesný spoj bez tesniacich prostriedkov, pretože vzájomný presah vrcholu a dna závitu vytvára kruhové tesnenie. Všetky majú uhol profilu 60° a podobnú funkciu ako BSPP a BSPT. Označujú sa kombináciou veľkosti rúry, stúpania a skratky typu závitu. Používajú sa predovšetkým v USA a nie sú zameniteľné so závitmi BSP.
NORMY PRE PALCOVÉ SPOJOVACIE PRVKY A ICH MATERIÁLY
Norma je dokument obsahujúci dohody, špecifikácie alebo kritériá týkajúce sa výrobku, služby alebo metódy. Normy môžu vznikať v rámci spoločnosti, organizácie, konzorcia organizácií alebo u uznávaných normalizačných orgánov. Uznávané národné a medzinárodné normalizační orgány pracujú podľa vopred stanoveného postupu.
Normy majú v mezinárodním obchodu zásadný význam. Uľahčujú prijímanie výrobkov a služieb v iných krajinách. Ak existuje príslušná norma, výrobok vyžaduje len malý alebo žiadny ďalší opis. Väčšina jeho vlastností je uvedená v norme; u spojovacích prvkov ide často o rozmery, tolerancie, materiály a mechanické vlastnosti. Normy tiež uľahčujú odovzdávanie informácií a šírenie nových technológií.
Hlavné normalizačné organizácie pre palcové spojovacie prvky:
AISI – American Iron and Steel Institute
ANSI – American National Standards Institute
ASME – American Society of Mechanical Engineers
ASTM – American Society for Testing and Materials
BS – British Standard
IFI – Industrial Fasteners Institute
SAE – Society of Automotive Engineers
MECHANICKÉ VLASTNOSTI PALCOVÝCH SPOJOVACÍCH PRVKOV
Požiadavky na mechanické vlastnosti palcových spojovacích prvkov stanovujú normy SAE a ASTM. Nižšie uvedené tabuľky zhŕňajú mechanické vlastnosti niekoľkých bežných typov spojovacích prvkov.
Na menších obrazovkách posuňte tabuľku vodorovne, aby ste zobrazili všetky stĺpce. Identifikačné značky pevnostných tried z pôvodných obrázkov sú uvedené ako prístupný text.
| Špecifikácia | Materiál | Rozsah rozmerov (palce) |
Minimálne skúšobné napätie (psi) |
Minimálna pevnosť v ťahu (psi) |
Tvrdosť jadra podľa Rockwella | Minimálna medza klzu (psi) |
Označenie pevnostnej triedy | Kompatibilné matice | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Min. | Max. | ||||||||
| SAE J429 Grade 2 | Nízkouhlíková alebo stredne uhlíková oceľ | ¼"–¾" | 55,000 | 74,000 | B80 | B100 | 57,000 | Bez radiálneho označenia triedy | ASTM A563 Grade A |
| ⅞"–1½" | 33,000 | 60,000 | B70 | B100 | 36,000 | ||||
| SAE J429 Grade 5 | Stredne uhlíková oceľ, kalená a popustená | ¼"–1" | 85,000 | 120,000 | C25 | C34 | 92,000 | Tri radiálne čiary | SAE J995 Grade 5 |
| 1⅛"–1½" | 74,000 | 105,000 | C19 | C30 | 81,000 | ||||
| SAE J429 Grade 8 | Legovaná stredne uhlíková oceľ, kalená a popustená | ¼"–1½" | 120,000 | 150,000 | C33 | C39 | 130,000 | Šesť radiálnych čiar | SAE J995 Grade 8 |
| ASTM A574 socket head cap screw | Legovaná stredne uhlíková oceľ, kalená a popustená | No. 0–½" | 140,000 | 180,000 | C39 | C45 | 153,000 | — | — |
| ⅝"–4" | 135,000 | 170,000 | C37 | C45 | |||||
| ASTM F835 – skrutka so šošovkovou alebo plochou zápustnou hlavou a vnútorným šestihranem | Legovaná stredne uhlíková oceľ, kalená a popustená | No. 0–½" | — | 140,000 | C39 | C44 | — | — | — |
| ⅝"–1½" | — | 135,000 | C37 | C44 | — | ||||
| Špecifikácia | Materiál | Rozsah rozmerov (palce) |
Napätie pri skúšobnom zaťažení (psi) |
Tvrdosť jadra podľa Rockwella | Označenie pevnostnej triedy | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Min. | Max. | |||||
| SAE J995 Grade 2 | Uhlíková oceľ | ¼"–1½" | 90,0001 80,0002 |
— | C32 | Bez označenia triedy |
| SAE J995 Grade 5 | Uhlíková oceľ | ¼"–1" | 120,0001 109,0002 |
— | C32 | Identifikačné označenie matice triedy 5 |
| 1⅛"–1½" | 105,0001 94,0002 |
— | C32 | |||
| SAE J995 Grade 8 | Legovaná stredne uhlíková oceľ, kalená a popustená | ¼"–⅝" | 150,000 | C24 | C32 | Identifikačné označenie matice triedy 8 |
| ¾"–1" | C26 | C34 | ||||
| 1⅛"–1½" | C26 | C36 | ||||
1Spojovacie prvky so závitom UNC a 8UN.
2Spojovacie prvky so závitom UNF, UNEF a ďalšími jemnými závitmi.
| Špecifikácia a materiál | Stav | Rozsah rozmerov (palce) |
Pevnosť v ťahu (psi) |
Tvrdosť jadra podľa Rockwella | Minimálna medza klzu (psi) |
Označenie pevnostnej triedy | Kompatibilné matice | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Min. | Max. | |||||||
| ASTM F593 alloy group 1 (304, 304L) |
CW1 | ¼"–⅝" | 100,000–150,000 | B95 | C32 | 65,000 | F593C | ASTM F594 C |
| CW2 | ¾"–1½" | 85,000–140,000 | B80 | C32 | 45,000 | F593D | ASTM F594 D | |
| ASTM F593 alloy group 2 (316, 316L) |
CW1 | ¼"–⅝" | 100,000–150,000 | B95 | C32 | 65,000 | F593G | ASTM F594 G |
| CW2 | ¾"–1½" | 85,000–140,000 | B80 | C32 | 45,000 | F593H | ASTM F594 H | |
CW = kované a valcované zo žíhaného polotovaru, čím vzniká určitý stupeň tvárnenia za studena; rozmery ¾" a väčšie môžu byť spracované za tepla a rozpúšťaco žíhané.
| Špecifikácia a materiál | Stav | Rozsah rozmerov (palce) |
Skúšobné napätie (psi) |
Tvrdosť jadra podľa Rockwella | Označenie pevnostnej triedy | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Min. | Max. | |||||
| ASTM F594 alloy group 1 (304, 304L) |
CW1 | ¼"–⅝" | 100,000 | B95 | C35 | F594C |
| CW2 | ¾"–1½" | 85,000 | B80 | C35 | F594D | |
| ASTM F594 alloy group 2 (316, 316L) |
CW1 | ¼"–⅝" | 100,000 | B95 | C35 | F594G |
| CW2 | ¾"–1½" | 85,000 | B80 | C35 | F594H | |
CW = žíhané a tvárnené za studena; rozmery ¾" a väčšie môžu byť spracované za tepla a rozpúšťaco žíhané.
OBLASTI POUŽITIA PALCOVÝCH SPOJOVACÍCH PRVKOV
Výrobky vyrábané v oblastiach sveta, kde sa používa imperiálny merací systém, často obsahujú spojovacie prvky s palcovým označením. Môžu byť vyrobené aj inde, ale ak sú určené pre krajiny používajúce imperiálny alebo americký bežný systém, môžu obsahovať palcové spojovacie prvky.
ODVETVIA, V KTORÝCH SA PALCOVÉ SPOJOVACIE PRVKY BEŽNE POUŽÍVAJÚ
- Automobilový priemysel
- Dopravný priemysel (napr. letectvo, železnice a námorná doprava)
- Petrochemický priemysel
- Strojárstvo
- Stavebníctvo
- Zdvíhacia technika
- Elektronika a elektrotechnika
- Výrobky pre trhy používajúce imperiálny systém
Často kladené otázky o palcových spojovacích prvkoch
Aký je rozdiel medzi závitmi UNC a UNF?
UNC (Unified National Coarse) má menej závitov na palec, takže montáž je rýchlejšia a závit lepšie znáša drobné poškodenie. UNF (Unified National Fine) má viac závitov na palec a pri rovnakom menovitom priemere poskytuje väčší prierez namáhaný v ťahu. Preto je vhodný pre presné aplikácie napríklad v automobilovom a leteckom priemysle. Odolnosť proti uvoľneniu pri vibráciách závisí aj od konštrukcie spoja, predpätia a spôsobu zaistenia.
Môžem používať palcové spojovacie prvky s metrickými závitmi?
Nie. Palcové a metrické závity nie sú zameniteľné, hoci sa niektoré rozmery môžu zdať podobné. Použitie nesprávneho typu závitu môže spôsobiť prekríženie závitov, poškodenie a zlyhanie spoja. Pred montážou vždy overte profil, priemer a stúpanie vhodnou závitovou mierkou.
Čo znamená označenie UNC 3/8"-16?
Označenie sa číta nasledovne: 3/8" je menovitý priemer (9,525 mm), 16 je počet závitov na palec (TPI) a UNC označuje rad Unified National Coarse. Prípona triedy, napríklad 2A pre vonkajší závit alebo 2B pre vnútorný závit, určuje uloženie a toleranciu.
V ktorých odvetviach sa palcové spojovacie prvky stále bežne používajú?
Palcové spojovacie prvky sa stále bežne používajú v americkom stavebníctve, petrochémii, ropnom a plynárenskom priemysle a letectve. Často sa využívajú aj pri údržbe starších strojov britskej výroby, historických vozidiel a zariadení určených pre trhy používajúce americké bežné alebo imperiálne rozmery.
Ako previesť počet závitov na palec (TPI) na metrické stúpanie?
Vydeľte 25,4 hodnotou TPI. Napríklad závit s 16 TPI má stúpanie 25,4 ÷ 16 = 1,5875 mm. Tento prevod pomáha porovnať rozstup závitov, neznamená však, že palcové a metrické spojovacie prvky zameniteľné.
Nakupujte palcové spojovacie prvky vo Fabory
Posledná aktualizácia:júl 2026