Кіріспе
Бұранда жіп стандарты
British Standard Whitworth (BSW) – 1841 жылы Джозеф Уитворт жасап, нақтылаған, кейіннен Британдық стандарт ретінде қабылданған, империялық өлшемдерге негізделген бұранда жіп стандарты. Бұл әлемдегі алғашқы ұлттық бұранда жіп стандарты және BSF, BSP, BSCon және BSCopper сияқты көптеген басқа стандарттардың негізі болып табылады.
Тарих
Уитворт бұрандасы 1841 жылы Джозеф Уитворт жасаған және белгілеген әлемдегі алғашқы ұлттық бұрандалы жіп стандарты болды. Оған дейін стандарттау тек жеке адамдар мен компаниялар жасаған шектеулі көлемде ғана болды, ал кейбір компаниялардың ішкі стандарттары өз салаларында біршама тарады. Уитворттың жаңа стандарты 55° бұрышты жіп, 0,640327p тереңдігі және 0,137329p радиусын қамтиды, мұнда p – қадам. Жіп қадамы диаметрге байланысты кестеде көрсетілген қадамдармен өседі. Уитворт жіп жүйесі кейіннен Британдық стандарт ретінде қабылданып, Британдық стандарт Уитворт (BSW) аталды. Уитворт жіпінің қолданылуына мысал ретінде Корольдік теңіз күштерінің Қырым соғысындағы канонерлік кемелерін келтіруге болады. Бұл теңіз машиналарын жасауда жаппай өндіріс техникасын қолданудың алғашқы мысалы, өйткені 1887 жылғы 24 қаңтардағы The Times газетінде сэр Джозеф Уитворттың (1803–1887) қайтысы туралы хабарда былай делінген: Батыс Австралия мұражайы SS Xantho кемесінің құлау оқиғасынан канонерлік кеме типіндегі қозғалтқыштың түпнұсқа үлгісін шығарды. Оны бөлшектегенде, барлық бұрандалары Уитворт стандартында жасалғаны анықталды. Британдық теміржол компаниялары BSW стандартын қабылдады, олардың көпшілігі бұрын жіптерге және бұранда басы мен гайка пішіндеріне өз стандарттарын қолданған, сондай-ақ өндіріс спецификацияларын стандарттау қажеттілігінің артуымен ол британдық өндірісте басымдыққа ие болды. АҚШ-та BSW болат бұрандалары темір бұрандаларын ығыстырғанда тоқтатылды, бірақ 1960 және 1970 жылдарға дейін кейбір алюминий бөлшектерінде қолданыла берді, одан кейін метрикалық жүйедегі International Inch стандарты 1951 және 1964 жылдары АҚШ және Ұлыбритания дюймдерін алмастырды. Американдық Бірыңғай қалың жіп (UNC) бастапқыда шамамен бірдей Империялық бөлшектерге негізделген. Бірыңғай жіп бұрышы 60° және жалпақ жоны бар (Уитворт жіптері дөңгелек). 1/4 дюймнен 1 1/2 дюймға дейін жіп қадамы екі жүйеде де бірдей, бірақ 1/2 дюймдік бұранда үшін жіп қадамы BSW-де 12 қадам/дюйм (tpi) болса, UNC-де 13 tpi-ге тең.
An original example of the gunboat type engine was raised from the wreck of the SS Xantho by the Western Australian Museum. On disassembly, all its threads were shown to be of the Whitworth type. With the adoption of BSW by British railway companies, many of which had previously used their own standards both for threads and for bolt head and nut profiles, and the growing need generally for standardisation in manufacturing specifications, it came to dominate British manufacturing. In the US, BSW was replaced when steel bolts replaced iron, but was still being used for some aluminium parts as late as the 1960s and 1970s when metric based standards International Inch replaced the U. S. inch and U. K. inch in 1951 1964. American Unified Coarse (UNC) was originally based on almost the same Imperial fractions. The Unified thread angle is 60° and has flattened crests (Whitworth crests are rounded). From 1/4 in up to 1 1/2 in, thread pitch is the same in both systems except that the thread pitch for the 1/2 in bolt is 12 threads per inch (tpi) in BSW versus 13 tpi in the UNC.
Жіптің пішіні
Уитворт бұрандасының пішіні әрбір шыңы мен ойысында 55° бұрышпен негізгі үшбұрышқа негіделген. Қабырғалары оське перпендикуляр Θ = 27.5° бұрышпен орналасқан. Осылайша, егер бұранданың қадамы p болса, негізгі үшбұрыштың биіктігі H = p / (2tanΘ) = 0.96049106p тең болады. Дегенмен, осы үшбұрыштардың әрқайсысының жоғарғы және төменгі 1/6 бөлігі кесіліп алынады, сондықтан бұранданың нақты тереңдігі (негізгі және кіші диаметрлер арасындағы айырмашылық) осы мәннің 2/3-ін құрайды, яғни h = p / (3tanΘ) = 0.64032738p. Шыңдар 2×(90° − Θ) = 180° − 55° = 125° радиусы бар дөңгелек доғамен дөңгеленеді, осылайша олар одан әрі кішірейтіледі. Бұл доғаның биіктігі e = Hsin Θ / 6 = 0.073917569p (тік қабырға тереңдігі h - 2e = 0.49249224p қалдырады) және радиусы r = e / (1 − sin Θ) = 0.13732908p тең.
Кілттің өлшемі
Мәселені жеңілдету үшін осы бөлімде «алтыбұрыш» термині бұранда басы немесе гайканы білдіру үшін қолданылады. Whitworth және BSF кілттерінің белгілері басқа стандарттардағыдай алтыбұрыштың қабырғалары арасындағы қашықтыққа емес, бұранданың диаметріне сәйкес келеді. Сандардың шатасуы мүмкін, себебі әр Whitworth алтыбұрышы бастапқыда сәйкес BSF бекіткішінен бір өлшем үлкен болған. Мысалы, 7/16 BSF деп белгіленген кілт 3/8 W деп белгіленген кілтпен бірдей өлшемде болуы мүмкін. Екі жағдайда да кілт жақтарының ені 0,710 дюйм, алтыбұрыштың қабырғасының ені бірдей. Кейбір өнеркәсіп салалары «АвтоУит» немесе «Auto Whit» деген белгімен бірдей бұранда диаметрі бар BSF-пен ұқсас кіші алтыбұрышты Whitworth бекіткіштерін қолданды, ал бұл серия 1929 жылы Британдық инженерлік стандарттар қауымдастығымен No. 193 стандарт ретінде бекітілді, «түпнұсқа» сериясы No. 190, ал BSF сериясы No. 191 болды. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде металл үнемдеу үшін кіші алтыбұрыштар жиі қолданылды және осы қолданыс содан кейін де жалғасты. Сондықтан бүгінде номиналды түрде дұрыс кілтке келмейтін Whitworth алтыбұрышына кездесуі жиі кездеседі, ал алдыңғы мысалға сәйкес, көбірек заманауи кілт 7/16 BS деп белгіленуі мүмкін, бұл олардың жақтарының ені 0,710 дюйм екенін және (кейінірек) 7/16 BSW немесе 7/16 BSF алтыбұрышын қабылдауға арналғанын көрсетеді. BS 190 стандартына сәйкес үлкен алтыбұрыштармен Whitworth бекіткіштері қазір көбінесе «соғысқа дейінгі» өлшем деп аталады, бірақ бұл толығымен дұрыс емес.
Басқа стандарттармен салыстыру
Британдық стандартты ұсақ (BSF) стандартының бұрышы BSW стандартымен бірдей, бірақ оның жиегі нашар және жиек тереңдігі кішірек. Бұл қазіргі заманғы «механикалық» бұрандаға көбірек ұқсайды және ұсақ машиналар мен болат бұрандалар үшін қолданылған. Британдық велосипедтер мен мотоциклдерде цикл инженерлері институтының (CEI) стандартын алмастырған Британдық стандартты цикл (BSC) стандарты қолданылды. Ол Whitworth 55°-тан айырмашылығы 60°-қа тең бұрыш пен өте ұсақ жиек ұзындығын пайдаланады. Британдық Ассоциация бұрандалы жібі (BA) стандарты кейде Whitworth стандартымен бірге жіктеледі, себебі ол көбінесе Whitworth стандартымен бірдей машиналарда кездеседі. Дегенмен, ол шын мәнінде метрикалық негіздегі стандарт, 47,5° бұрышпен және өз бас өлшемдерімен. BA жіптерінің диаметрі 6 мм (0BA) және одан кіші, және олар дәлдік машиналарын жасауда қолданылды және қазір де қолданылады. Whitworth 55° бұрышы бүгінде ISO 7 стандартында анықталған 15 британдық стандартты құбыр жібі түрінде бүкіл әлемде кеңінен қолданылады, олар сумен жабдықтау, салқындату, пневматика және гидравликалық жүйелерде жиі қолданылады. Бұл жіптер 1/16 мен 6 арасындағы санмен белгіленеді, бұл осы жіптерге арналған болат құбырдың номиналды ішкі диаметрін (i/d) дюйммен көрсетеді. Бұл құбыр жібінің белгілері жіп диаметріне қатысты емес. Whitworth 55° бұрышын қолданған басқа жіптерге мыс жіптер, Британдық стандартты өткізгіш (BSCon), Модельдік инженерлер (ME) және Британдық стандартты мыс (BSCopper) кіреді.
Қазіргі қолданылуы
ISO 228 стандартында (бұрынғы BS 2779) анықталған, кеңінен қолданылатын (АҚШ-ты қоспағанда) британдық стандартты құбырлы бұрандалар Уитворт стандартты бұранда пішінін қолданады. Тіпті АҚШ-та жеке компьютерлердің сұйық салқындату компоненттері осы сериядағы G1/4 бұрандаларын пайдаланады. Диапазонды өлшегіш камералар мен көптеген ұлғайтқыш линзаларда қолданылатын Leica бұрандалы бекіткіші 1 17/32 дюймдік, 26 айналымға 1 дюймдік Whitworth бұрандасы болып табылады – бұл микроскоптарға маманданған неміс компаниясы жасаған және дюймдік және Whitworth бұрандаларын өңдей алатын құралдармен жабдықталғандықтан туындаған нәрсе. 5/32 дюймдік Whitworth бұрандалары көп жылдар бойы стандартты Meccano бұрандасы болды және осы уақытқа дейін француз Meccano компаниясы оны қолдануда. Сахналық жарықтандыру ілмектеріне арналған бұрандалар көбінесе 3/8 және 1/2 дюймдік BSW болып келеді. Бастапқыда метрикалық бұрандаларға ауысқан компаниялар, егер жинау меже немесе мұражайдағы биіктікте жасалса, метрикалық бұрандалардың орнату уақытын және қиындығын арттырғаны туралы шағымдардан кейін қайтадан бұрынғысына оралды. Бақ қақпаларының бекіткіштері дәстүрлі түрде Whitworth көліктік бұрандаларын пайдаланған, және олар әлі де Ұлыбритания мен Австралияда стандартты болып саналады.
Тарихи қате пайдалану
Британдық Morris және MG қозғалтқыштары 1923-1955 жылдары метрикалық бұрандалы жіптермен жасалды, бұрандалардың бастары мен гайкалары Витворт кілттері мен розеткаларына сәйкес өлшемделген. 1919 жылы Morris Motors Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде Ковентриге көшірілген француздық Hotchkiss қозғалтқыш зауытын иелігіне алды. Hotchkiss станоктары метрикалық жіппен жұмыс істесе де, сол кезде Ұлыбританияда метрикалық кілттер жеңіл қол жетімді болған жоқ, сондықтан бекіткіштер метрикалық жіппен, бірақ Витворт бастарымен жасалды.
Танымал мәдениетте
2011 жылы Disney / Pixar студиясының "Көліктер 2" фильмінде, Sir Miles Axlerod атты жауды анықтауға қажетті маңызды түйін – ол Whitworth бұрандаларын пайдаланады. Акслерод нақты машинаның ешқайсысына дәлме-дәл ұқсамаса да (ал басқа көптеген кейіпкерлер нақты машиналардың үлгісімен жасалған), ол түпнұсқа Range Rover Classic-ке ең жақын келеді. Шындығында, Range Rover-дің алғашқы модельдері британдық өлшемдердегі бөлшектерді қолданған, бірақ жаудың қозғалтқышының суреті кейінірек шыққан 3,5 литрлік Rover V8 қозғалтқышына (GM-нің Buick компаниясынан сатып алынған дизайн) өте ұқсас.