PALCOVÉ SPOJOVACÍ PRVKY
MĚŘICÍ SYSTÉMY
Existují dva hlavní systémy pro měření hmotnosti a vzdálenosti: metrický a imperiální systém. Imperiální systém vychází z britského zákona o vahách a mírách z roku 1824. Přestože jeho význam postupně klesal, stále se běžně používá v několika anglicky mluvících zemích a bývalých britských koloniích. Rozměry výrobků podle imperiálního systému se uvádějí v jednotkách thou (UK) nebo mil (USA), palcích, stopách, yardech, mílích atd. Oficiální označení měřicího systému USA je sice americký obvyklý systém, který se v některých ohledech liší od oficiálního imperiálního systému, avšak systémy používané pro spojovací prvky jsou stejné nebo alespoň vysoce kompatibilní. Nejběžnějšími rozměrovými jednotkami pro spojovací prvky jsou palce a stopy. Jednotkami napětí a tlaku v imperiálním systému jsou libra síly na čtvereční palec (lbf/in2nebo psi); 1 000 psi odpovídá 1 ksi, tedy tisíci liber síly na čtvereční palec. Jeden ksi se přibližně rovná 6,9 MPa (= N/mm2).
Základní jednotka „palec“ se rovná přesně 25,4 mm. Jedna stopa obsahuje 12 palců, takže odpovídá 304,8 mm. Jeden yard se rovná 3 stopám neboli 36 palcům, a měří tedy 914,4 mm. Palce se v rozměrových údajích zkracují symbolem dvojité uvozovky (”). Ve Spojeném království se rozměry v palcích nejčastěji uvádějí jako zlomky (např. 3/4", 1.17/64”), zatímco v USA se u nenominálních rozměrů často používá desetinný zápis (např. 1.2656”, ale také 3/4”).
Dalším významným rozdílem mezi imperiálním a metrickým systémem je způsob vyjádření stoupání závitu. U imperiálních závitů se uvádí počet závitů na palec (TPI), zatímco v metrickém systému je stoupání (P) definováno jako vzdálenost mezi dvěma vrcholy závitu. Převod je jednoduchý, jak ukazuje ilustrace níže. Závit s 10 TPI má stoupání P 25,4/10 = 2,54 mm.
BĚŽNÉ TYPY PALCOVÝCH ZÁVITŮ
Na menších obrazovkách posuňte tabulku vodorovně, abyste zobrazili všechny sloupce.
| Typ závitu | Úhel závitu | Systém stoupání | Běžné rozměry | Typické použití |
|---|---|---|---|---|
| UNC | 60° | Hrubý (TPI) | #1 až 6" | Univerzální americké spojovací prvky, konstrukční šrouby |
| UNF | 60° | Jemný (TPI) | #0 až 1½" | Přesné sestavy, automobilový a letecký průmysl |
| 8UN | 60° | Konstantních 8 TPI | >1" diameter | Svorníky pro petrochemii, těžké příruby |
| BSW | 55° | Hrubý (TPI) | ¼" až 4" | Starší britská zařízení a stroje |
| BSF | 55° | Jemný (TPI) | 3/16" až 4" | Přesné britské strojírenství, historická vozidla |
| BSPP | 55° | Válcový | ⅛" až 6" | Hydraulické armatury, netěsnicí potrubní spoje |
| BSPT | 55° | Kuželový | ⅛" až 6" | Tlakotěsné potrubní spoje, instalatérství |
SJEDNOCENÉ PALCOVÉ ZÁVITY – HRUBÝ ZÁVIT (UNC) A KONSTANTNÍ STOUPÁNÍ (8UN)
Nejběžnějším typem závitu v USA je sjednocený národní hrubý závit, označovaný zkratkou UNC (někdy také „NC“). Jde o standardní hrubý závit v USA. Sjednocené palcové závity mají úhel profilu 60° a používají různé kombinace průměru a stoupání. Tento závitový systém vytvořil William Sellers v roce 1864 a během několika let byl přijat jako americký standard. Podrobné informace o tomto typu závitu obsahují normy ASME B1.1 a ISO 5864.
Příklady označení závitu UNC jsou 3/8” UNC, přesněji 3/8”-16UNC, kde 16 udává počet závitů na palec (TPI) a symbol ” znamená palec. Úplné označení jmenovitého průměru spojovacího prvku s vnějším závitem může být například 3/8”-16UNC-2A. Součástí označení je také třída závitu 2A, tedy „standardní“ třída s přídavkem – základní odchylkou od jmenovitého průměru – a tolerančním polem. Spojovací prvky s vnitřním závitem se označují 3/8”-16UNC-2B, přičemž 2B je „standardní“ třída bez přídavku, pouze s tolerančním polem.
Nejmenší normalizované závity UNC o průměru od 0.0730” do 0.2160” se označují číselně: No.1-64UNC až No.12-24UNC. Větší průměry se označují zlomky, počínaje 1/4”-20UNC až po průměr 6”.
Závit 8UN je variantou závitu UNC s konstantním stoupáním. Číslice 8 v označení 8UN znamená, že nad určitým jmenovitým průměrem (mezní hodnoty jsou uvedeny ve výše zmíněných normách) má závit vždy 8 závitů na palec bez ohledu na průměr. U 8UN mají všechny průměry nad 1” konstantní hodnotu 8 TPI. Závit 8UN se běžně používá u petrochemických spojovacích prvků, například svorníků. Úplné označení je podobné jako u UNC, například 1.1/2”-8UN-2A/2B nebo 3.1/4”-8UN-2A/2B. Další, výrazně méně běžné řady s konstantním stoupáním jsou 4UN, 6UN, 12UN až 32UN.
Všechny kombinace průměru a stoupání, které nejsou zahrnuty ve standardních řadách uvedených norem, ale jejichž přídavky a tolerance jsou vypočteny podle vzorců v těchto normách, se označují UNS, kde „S“ znamená speciální závit.
SJEDNOCENÉ PALCOVÉ ZÁVITY – JEMNÝ (UNF) A EXTRA JEMNÝ (UNEF)
Sjednocený národní jemný závit, označovaný UNF (někdy „NF“), je jemná varianta sjednocených palcových závitů běžně používaných v USA. UNEF označuje extra jemný závit s ještě vyšším počtem závitů na palec než UNF. Sjednocené palcové závity mají úhel profilu 60° a používají různé kombinace průměru a stoupání. Tento závitový systém vytvořil William Sellers v roce 1864 a během několika let byl přijat jako americký standard. Podrobnosti obsahují normy ASME B1.1 a ISO 5864.
Příklady označení závitu UNF jsou 3/8” UNF, přesněji 3/8”-24UNF, kde 24 udává počet závitů na palec (TPI) a symbol ” označuje palce. Úplné označení jmenovitého průměru spojovacího prvku s vnějším závitem může být například 3/8”-24UNF-2A. Třída 2A je „standardní“ třída s přídavkem – základní odchylkou od jmenovitého průměru – a tolerančním polem. Spojovací prvky s vnitřním závitem se označují 3/8”-24UNF-2B; 2B je „standardní“ třída bez přídavku, pouze s tolerančním polem. Závity UNEF se obdobně označují například 3/8”-32UNEF-2A/2B.
Nejmenší normalizované závity UNF mají průměr 0.0600” a řada pokračuje až do 0.2160”. Tyto rozměry se označují číselně od No.0-80UNF do No.12-28UNF. Větší průměry se označují zlomky, od 1/4”-28UNF až po 1.1/2”-12UNF. Nejmenší rozměr UNEF je No.12-32UNEF a největší průměr této řady je 1.11/16”-18UNEF.
U závitu UNF se kolem jmenovitého průměru 1” objevují nejasnosti. Podle normy ASME B1.1 má závit 1” UNF 12 TPI. Již od roku 1935 se však místo standardního rozměru 1”-12UNF široce používají nestandardní spojovací prvky 1”-14UNS se 14 TPI. Tabulka 2 normy ASME B1.1 obsahuje k závitu 1”-14 TPI (označenému 1”-14UNS) poznámku: „Dříve NF. Nedoporučený standardní rozměr. Tolerance a přídavky vycházejí z délky záběru rovné jednomu průměru.“
Po několika desetiletích se spojovací prvky 1"-14UNS běžně označují jako standardní jemný závit neboli UNF. Ačkoli to není technicky správné, označení 1"-14UNF je všeobecně přijímáno jako standard pro jemný závit o průměru 1” a stalo se běžně používaným termínem. Při specifikaci spojovacího prvku s 1” závitem UNF je proto vždy vhodné ověřit požadovaný počet TPI.
ZÁVITY BRITISH STANDARD WHITWORTH (BSW NEBO WW)
Imperiálním typem závitu pocházejícím ze Spojeného království je British Standard Whitworth, zkráceně BSW nebo jednoduše WW. BSW byl nejběžnějším hrubým závitem ve Spojeném království, jeho obliba však rychle klesala s celosvětovým přechodem na metrické závity. Závity British Standard Whitworth mají úhel profilu 55°. Název je odvozen od Angličana sira Josepha Whitwortha, který v roce 1841 navrhl standardizaci šroubových závitů. Jeho návrhy se v Británii staly v 60. letech 19. století běžnou praxí a jsou považovány za první národní normu závitů na světě. Podrobnosti uvádí norma BS 84.
Příklady označení závitu jsou 3/8” WW, 3/8” BSW, přesněji 3/8”-16BSW, kde 16 je počet závitů na palec (TPI) a symbol ” znamená palec. V případě potřeby lze za označením v závorkách uvést třídu závitu. Norma BS 84 stanovuje třídy close a free pouze pro vnější závity, normal pouze pro vnitřní závity a medium pro šrouby i matice. Není-li třída uvedena, dodává se obvykle normal nebo medium.
Závity BSW jsou normalizovány v průměrech od 1/8”-40BSW do 6”-2.5BSW. U některých kombinací průměru a stoupání je možná záměna se závity UNC, nedoporučuje se však kvůli odlišnému úhlu závitu a dalším drobným rozdílům v geometrii profilu.
JEMNÉ ZÁVITY BRITISH STANDARD FINE (BSF)
British Standard Fine, zkráceně BSF, je jemná varianta profilu BSW (British Standard Whitworth). Tento systém byl kdysi ve Spojeném království velmi rozšířený, jeho význam však rychle klesal s celosvětovým upřednostňováním metrických závitů. Závity BSF mají stejně jako BSW úhel profilu 55°. Podrobné informace obsahuje norma BS 84.
Příklady označení závitu jsou 3/8” BSF, přesněji 3/8”-20BSF, kde 20 udává počet závitů na palec (TPI) a symbol ” znamená palec. V případě potřeby lze za označením v závorkách uvést třídu závitu. Norma BS 84 stanovuje třídy close a free pouze pro vnější závity, normal pouze pro vnitřní závity a medium pro šrouby i matice. Není-li třída specifikována, dodává se normal nebo medium.
Závity BSF jsou normalizovány v průměrech od 3/16”-32BSF do 4.1/4”-4BSF. Neexistují žádné kombinace průměru a stoupání BSF, které by byly shodné se závity UNF nebo UNEF.
TRUBKOVÉ ZÁVITY (BSP)
Trubkový závit BSP, často označovaný jako Whitworthův trubkový závit, je celosvětově nejpoužívanějším typem závitu pro potrubní aplikace. Používá se u mnoha výrobků, včetně trubek, potrubních tvarovek a mazacích hlavic. Závity BSP mají úhel profilu 55°. Podrobné požadavky uvádějí normy EN ISO 228-1 nebo EN 10226-1 a EN 10226-2, přičemž poslední dvě vycházejí z ISO 7-1.
Závit BSP existuje ve dvou provedeních: válcovém neboli paralelním (BSPP) a kuželovém (BSPT). Norma EN ISO 228-1 popisuje vnější a vnitřní závity BSPP, které nejsou určeny k vytvoření tlakově těsného spoje přímo na závitu. Je-li u sestavy se závity BSPP vyžadována těsnost, dosahuje se jí stlačením dvou těsnicích ploch mimo závit a použitím vhodného těsnění. Norma EN 10226-1 popisuje kombinaci vnějšího závitu BSPT s vnitřním BSPP a EN 10226-2 kombinaci vnějšího a vnitřního BSPT. Oba systémy umožňují vytvořit tlakově těsný spoj na bocích závitu. Pro zvýšení těsnosti a omezení spirálového úniku může být vhodné použít těsnicí prostředek, například PTFE pásku.
Jmenovitý průměr závitů BSP se označuje velikostí trubky. Válcové vnější a vnitřní závity, u nichž se tlakově těsný spoj nevytváří na závitu podle EN ISO 228-1, se označují písmenem G. U vnějších závitů se navíc používá písmeno A nebo B pro označení toleranční třídy. U závitů vytvářejících tlakově těsný spoj na závitu podle EN 10226 se používá R pro kuželový vnější závit, Rp pro válcový vnitřní závit a Rc pro kuželový vnitřní závit.
Příklady podle EN ISO 228-1 jsou G1.1/2” pro válcový vnitřní závit a G1.1/2”A pro válcový vnější závit. Podle EN 10226 se kuželový vnější závit označuje R1.1/2”, válcový vnitřní závit Rp1.1/2” a kuželový vnitřní závit Rc1.1/2”.
Je třeba zmínit také normu ASME B1.20.1 pro různé trubkové závity (NPT, NPSC, NPTR, NPSM a NPSL) a normu ASME B1.20.3 pro suché těsnicí trubkové závity (NPTF-1, NPTF-2, PTF-SAE SHORT, NPSF a NPSI). Tyto závity mohou vytvořit tlakově těsný spoj bez těsnicích prostředků, protože vzájemný přesah vrcholu a dna závitu vytváří kruhové těsnění. Všechny mají úhel profilu 60° a podobnou funkci jako BSPP a BSPT. Označují se kombinací velikosti trubky, stoupání a zkratky typu závitu. Používají se především v USA a nejsou zaměnitelné se závity BSP.
NORMY PRO PALCOVÉ SPOJOVACÍ PRVKY A JEJICH MATERIÁLY
Norma je dokument obsahující dohody, specifikace nebo kritéria týkající se výrobku, služby či metody. Normy mohou vznikat v rámci společnosti, organizace, konsorcia organizací nebo u uznávaných normalizačních orgánů. Uznávané národní a mezinárodní normalizační orgány pracují podle předem stanoveného postupu.
Normy mají v mezinárodním obchodu zásadní význam. Usnadňují přijímání výrobků a služeb v jiných zemích. Existuje-li příslušná norma, výrobek vyžaduje jen malý nebo žádný další popis. Většina jeho vlastností je uvedena v normě; u spojovacích prvků jde často o rozměry, tolerance, materiály a mechanické vlastnosti. Normy také usnadňují předávání informací a šíření nových technologií.
Hlavní normalizační organizace pro palcové spojovací 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 PRVKŮ
Požadavky na mechanické vlastnosti palcových spojovacích prvků stanovují normy SAE a ASTM. Níže uvedené tabulky shrnují mechanické vlastnosti několika běžných typů spojovacích prvků.
Na menších obrazovkách posuňte tabulku vodorovně, abyste zobrazili všechny sloupce. Identifikační značky pevnostních tříd z původních obrázků jsou uvedeny jako přístupný text.
| Specifikace | Materiál | Rozsah rozměrů (palce) |
Minimální zkušební napětí (psi) |
Minimální pevnost v tahu (psi) |
Tvrdost jádra podle Rockwella | Minimální mez kluzu (psi) |
Označení pevnostní třídy | Kompatibilní matice | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Min. | Max. | ||||||||
| SAE J429 Grade 2 | Nízkouhlíková nebo středněuhlíková ocel | ¼"–¾" | 55,000 | 74,000 | B80 | B100 | 57,000 | Bez radiálního označení třídy | ASTM A563 Grade A |
| ⅞"–1½" | 33,000 | 60,000 | B70 | B100 | 36,000 | ||||
| SAE J429 Grade 5 | Středněuhlíková ocel, kalená a popouštěná | ¼"–1" | 85,000 | 120,000 | C25 | C34 | 92,000 | Tři radiální čáry | SAE J995 Grade 5 |
| 1⅛"–1½" | 74,000 | 105,000 | C19 | C30 | 81,000 | ||||
| SAE J429 Grade 8 | Legovaná středněuhlíková ocel, kalená a popouštěná | ¼"–1½" | 120,000 | 150,000 | C33 | C39 | 130,000 | Šest radiálních čar | SAE J995 Grade 8 |
| ASTM A574 socket head cap screw | Legovaná středněuhlíková ocel, kalená a popouštěná | No. 0–½" | 140,000 | 180,000 | C39 | C45 | 153,000 | — | — |
| ⅝"–4" | 135,000 | 170,000 | C37 | C45 | |||||
| ASTM F835 – šroub s čočkovou nebo plochou zápustnou hlavou a vnitřním šestihranem | Legovaná středněuhlíková ocel, kalená a popouštěná | No. 0–½" | — | 140,000 | C39 | C44 | — | — | — |
| ⅝"–1½" | — | 135,000 | C37 | C44 | — | ||||
| Specifikace | Materiál | Rozsah rozměrů (palce) |
Napětí při zkušebním zatížení (psi) |
Tvrdost jádra podle Rockwella | Označení pevnostní třídy | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Min. | Max. | |||||
| SAE J995 Grade 2 | Uhlíková ocel | ¼"–1½" | 90,0001 80,0002 |
— | C32 | Bez označení třídy |
| SAE J995 Grade 5 | Uhlíková ocel | ¼"–1" | 120,0001 109,0002 |
— | C32 | Identifikační označení matice třídy 5 |
| 1⅛"–1½" | 105,0001 94,0002 |
— | C32 | |||
| SAE J995 Grade 8 | Legovaná středněuhlíková ocel, kalená a popouštěná | ¼"–⅝" | 150,000 | C24 | C32 | Identifikační označení matice třídy 8 |
| ¾"–1" | C26 | C34 | ||||
| 1⅛"–1½" | C26 | C36 | ||||
1Spojovací prvky se závitem UNC a 8UN.
2Spojovací prvky se závitem UNF, UNEF a dalšími jemnými závity.
| Specifikace a materiál | Stav | Rozsah rozměrů (palce) |
Pevnost v tahu (psi) |
Tvrdost jádra podle Rockwella | Minimální mez kluzu (psi) |
Označení pevnostní třídy | Kompatibilní 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 = kováno a válcováno z žíhaného polotovaru, čímž vzniká určitý stupeň tváření za studena; rozměry ¾" a větší mohou být zpracovány za tepla a rozpouštěcí žíhány.
| Specifikace a materiál | Stav | Rozsah rozměrů (palce) |
Zkušební napětí (psi) |
Tvrdost jádra podle Rockwella | Označení pevnostní třídy | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 = žíháno a tvářeno za studena; rozměry ¾" a větší mohou být zpracovány za tepla a rozpouštěcí žíhány.
OBLASTI POUŽITÍ PALCOVÝCH SPOJOVACÍCH PRVKŮ
Výrobky vyráběné v oblastech světa, kde se používá imperiální měřicí systém, často obsahují spojovací prvky s palcovým označením. Mohou být vyrobeny i jinde, ale pokud jsou určeny pro země používající imperiální nebo americký obvyklý systém, mohou obsahovat palcové spojovací prvky.
OBORY, VE KTERÝCH SE PALCOVÉ SPOJOVACÍ PRVKY BĚŽNĚ POUŽÍVAJÍ
- Automobilový průmysl
- Dopravní průmysl (např. letectví, železnice a námořní doprava)
- Petrochemický průmysl
- Strojírenství
- Stavebnictví
- Zdvihací technika
- Elektronika a elektrotechnika
- Výrobky pro trhy používající imperiální systém
Často kladené otázky o palcových spojovacích prvcích
Jaký je rozdíl mezi závity UNC a UNF?
UNC (Unified National Coarse) má méně závitů na palec, takže montáž je rychlejší a závit lépe snáší drobné poškození. UNF (Unified National Fine) má více závitů na palec a při stejném jmenovitém průměru poskytuje větší průřez namáhaný v tahu. Proto je vhodný pro přesné aplikace například v automobilovém a leteckém průmyslu. Odolnost proti povolení při vibracích závisí také na konstrukci spoje, předpětí a způsobu zajištění.
Mohu používat palcové spojovací prvky s metrickými závity?
Ne. Palcové a metrické závity nejsou zaměnitelné, i když se některé rozměry mohou zdát podobné. Použití nesprávného typu závitu může způsobit zkřížení závitů, poškození a selhání spoje. Před montáží vždy ověřte profil, průměr a stoupání vhodnou závitovou měrkou.
Co znamená označení UNC 3/8"-16?
Označení se čte následovně: 3/8" je jmenovitý průměr (9,525 mm), 16 je počet závitů na palec (TPI) a UNC označuje řadu Unified National Coarse. Přípona třídy, například 2A pro vnější závit nebo 2B pro vnitřní závit, určuje uložení a toleranci.
Ve kterých odvětvích se palcové spojovací prvky stále běžně používají?
Palcové spojovací prvky se stále běžně používají v americkém stavebnictví, petrochemii, ropném a plynárenském průmyslu a letectví. Často se využívají také při údržbě starších strojů britské výroby, historických vozidel a zařízení určených pro trhy používající americké obvyklé nebo imperiální rozměry.
Jak převést počet závitů na palec (TPI) na metrické stoupání?
Vydělte 25,4 hodnotou TPI. Například závit s 16 TPI má stoupání 25,4 ÷ 16 = 1,5875 mm. Tento převod pomáhá porovnat rozteč závitů, neznamená však, že jsou palcové a metrické spojovací prvky zaměnitelné.
Nakupujte palcové spojovací prvky u Fabory
Poslední aktualizace:červenec 2026