常用公英制螺纹现场测绘

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摘 要：在设备抢维修工作中，经常会有零件损坏需要重新测绘加工，而螺纹的测绘是零件测绘工作的重要组成部分。螺纹测量的准确与否，直接影响到修复件的加工正确性，从而影响维修的质量与进度。归纳了施工现场测绘螺纹的方法和思路，总结了一些经验和注意事项。

关键词：螺纹 测绘 普通螺纹 管螺纹 传动螺纹

在设备抢维修工作中，经常会有零件损坏需要重新测绘加工，而螺纹的测绘是零件测绘工作的重要组成部分。螺纹的现场测绘受测绘现场的环境温度、光线、位置、测量工具限制等因素给螺纹测绘工作带来一定的困难。由于受机械拉伸、磨损、腐蚀等因素影响，螺纹是设备零件经常损坏的部位，所以螺纹测绘是测绘工作中较为复杂的部分。

1 螺纹测绘的步骤

螺纹测绘的步骤大致如下：

1.1 了解待测绘件是否进口设备上的零件，观测螺纹附近有无螺纹规格标记，螺母外圆有无V型左旋螺纹记号槽等，使下面的测量有大致的方向，并为最终测绘结果进行印证。

1.2 观察螺纹所处的位置和作用，判断出螺纹的类别。

螺纹的作用主要有连接作用、密封作用、传动作用。不同作用的螺纹有不同的螺纹形式：

连接作用的螺纹一般采用普通螺纹，管道上的连接螺纹有时用不带锥度的管螺纹。普通螺纹有米制和英寸制两种。

传动作用的螺纹常用的是梯形螺纹，有时也会采用矩形螺纹和锯齿形螺纹。测绘时要注意传动螺纹的牙形。传动螺纹也有米制和英寸制两种。

1.3 观察螺纹的旋向和头数。

大部分螺纹是右旋螺纹，左旋螺纹也经常使用。多头螺纹一般用在传动作用的螺纹上，连接作用的螺纹和密封作用的螺纹基本不用。

观察螺纹的旋向和头数是螺纹测绘中经常被忽略的步骤，也是出现测绘差错的原因之一。

1.4 螺纹参数的测量

构成螺纹的参数主要有螺纹大径、螺距或导程、头数、牙形、旋向等几个因素。螺纹的头数和旋向可以通过观察得到。在现场测绘中，一般没有精密仪器测量螺纹牙形，所以螺纹的牙形通常靠观察和综合其它因素来判断。螺纹参数的现场测量主要是测量螺纹的大径和螺距或导程。

1.5 综合汇总

将现场观察和测量的数据进行汇总和分析，对照相应的螺纹标准，判断出螺纹的规格并绘制施工图纸。

2 螺纹现场测绘工具

螺纹现场测绘常用的工具有游标卡尺、螺纹规（也叫牙板规）、钢直尺等。

游标卡尺主要用来测量外螺纹的大径或内螺纹的小径。

大螺距螺纹和传动作用的螺纹用螺纹规测量不了，可用钢直尺或游标卡尺进行测量。

有些不方便用螺纹规观察的地方，如内螺纹小径太小，螺纹规放不进去，或者在测量现场光线、位置不方便观察等，可以用薄纸片和铅笔将螺距拓印出来，或者将磨细的粉笔放入内螺纹里轻压螺纹，将螺纹形状印在粉笔上，再用螺纹规或钢直尺测量螺距。

3 普通螺纹的测量

普通螺纹有米制和英寸制两大类，通常国产设备上用的普通螺纹是米制螺纹，英寸制普通螺纹一般在进口设备上出现。当然，进口设备也有采用米制的螺纹标准，国产仿进口设备也有采用国外标准的螺纹。

普通螺纹的测量主要是测量出螺纹的大径和螺距，再根据大径和螺距推断出螺纹的规格。推断螺纹规格时首先要区分出螺纹是属于米制螺纹还是英寸制螺纹，这主要根据螺距来判断。如果是米制螺距就往米制螺纹标准上考虑，如果螺距是英寸制螺距就往英寸制螺纹标准上考虑。

例：一螺纹外径为7.9mm，测得螺距为1.25，可判定该螺纹规格为米制的M8螺纹。另一螺纹外径为7.9mm，测得螺距为20牙/英寸，可判定该螺纹为英寸制的统一螺纹0.3125-20UN。

有些时候由于螺纹有拉伸变形（如螺纹处拉断）或可测量的螺纹太短而无法准确判断螺距时，要参考与之相配合的螺纹来判断或以大径来判断是米制螺纹或英寸制螺纹。

例：一断螺杆螺纹测得外径为12.5mm，螺距接近2mm，由于米制螺纹系列里没有接近12.5mm的系列，可判断为0.5英寸的英寸制螺纹，螺距应为13牙/英寸，螺纹规格为0.5-13UNC。

测量螺纹大径时要注意观察，如果样板螺纹在使用时产生磨损和腐蚀，或者原零件螺纹加工质量比较差等，这些因素对测量结果均会产生影响。

例：一外螺纹外径测得为9.4mm，螺距为1.5mm，经观察螺纹表面磨损比较严重，仍然可以判定该螺纹规格为M10。

只有内螺纹可以测量的时候，可以用内螺纹的小径加螺距来粗略估算螺纹的大径。

例：一内螺纹测得小径为17.6mm，螺距为2.5mm，估算大径=17.6+2.5=20.1mm。可以判定该螺纹为M20。

例：一内螺纹测得小径为16.7mm，螺距为10牙/英寸，根据螺距判定其为英寸制螺纹，估算大径=16.7+25.4/10=19.24mm，折算为0.757英寸，可以判定该螺纹为统一螺纹，规格为0.75-10UNC。

通常由外螺纹测得的大径比标称直径偏小，由内螺纹的小径加螺距来估算的螺纹大径比标称的直径偏大，这是由于外螺纹的大径公差一般是取负偏差，而内螺纹小径的公差一般是取正偏差。

如果是英寸制螺纹，还要区分出其螺纹是惠氏螺纹还是统一螺纹。统一螺纹直径和螺距的系列比较齐全，有粗牙、细牙、特细牙和不变螺距系列，早已被西方国家广泛使用，而惠氏螺纹直径和螺距的系列比较少，除非在一些很老的设备上使用，现在已经很少使用惠氏螺纹了。所以遇到英寸制螺纹优先考虑统一螺纹标准。

惠氏螺纹的直径和螺距系列与统一螺纹的直径和螺距系列中个别螺距有些不同，也可以作为区分惠氏螺纹与统一螺纹的依据。例如1/2”的惠氏螺纹粗牙螺距为12牙/英寸，而0.5”的统一螺纹粗牙螺距为13牙/英寸。

4 管螺纹的测绘

管螺纹有固定的直径和螺距系列。管螺纹的尺寸代号并不是指螺纹的大径，而是有专门对应的外径尺寸，管螺纹的螺距系列也和普通的英寸制螺纹不同，可以很容易将管螺纹与其它英寸制普通螺纹区别开来。

公制和美制管螺纹最大的区别在于螺距不同，见表1：

表1 公制管螺纹与美制管螺纹螺距对照表

从表1可以看出，除了1/2和3/4两种规格公制和美制管螺纹螺距相同外，其余的螺距均有差别，所以螺距的差别成为区分两种管螺纹的主要依据。另外，美制管螺纹有1/16英寸至24英寸的系列，而公制管螺纹只有1/16英寸至6英寸的系列。

管螺纹分为圆柱管螺纹和圆锥管螺纹，其组合形式有三种：

1）圆锥内螺纹与圆锥外螺纹；

2）圆柱内螺纹与圆锥外螺纹；

3）圆柱内螺纹与圆柱外螺纹；

其中第一种组合形式可用于压力较高，密封性要求较高的螺纹密封连接场合；第二种组合形式用于压力在5bar以下的通过螺纹进行密封连接场合；第三种组合形式螺纹只起连接作用，不起密封作用。60°的圆锥管螺纹组合形式只有第一种，表1中的5/8和7/8两种规格只在第三种组合形式的公制管螺纹中使用。

测绘管螺纹时，首先按普通螺纹的方法测量出螺纹的大径和螺距，根据大径对照管螺纹标准确定螺纹的尺寸代号，再根据螺距区分出该螺纹是公制的管螺纹还是美制的管螺纹。如果是公制管螺纹，还要测量螺纹是否存在锥度，确定内外螺纹的组合形式。1/2和3/4两种规格公制和美制管螺纹螺距相同，可根据零件使用场合、内外螺纹组合形式、零件是否从北美地区进口等综合因素来区分。

一般螺纹规都没有11.5牙/英和27牙/英这两种规格，测量时如果遇到螺距不是米制螺距，螺距介于11牙/英和12牙/英之间，可以判定螺距为11.5牙/英；螺距介于26牙/英和28牙/英之间，可以判定螺距为27牙/英。

另外，管螺纹有时会采用左旋螺纹形式，测绘管螺纹时也要留意螺纹的旋向。

5 传动螺纹的测量

常用的传动螺纹一般采用梯形螺纹，但偶尔也会采用锯齿形螺纹和矩形螺纹。传动螺纹作为传递动力的螺纹，其牙形一般较大，螺距较大，与普通螺纹有较大的区别，在现场测量时可以通过观察与其他螺纹区别开来。

传动螺纹与普通螺纹一样，也有米制和英寸制的系列，现场测绘时主要依靠螺距来区分。传动螺纹的测量方法与普通螺纹基本一致，可以参照上述普通螺纹的测量计算方法。传动螺纹螺距较大，加上牙形与普通螺纹不同，用普通的螺纹规测量螺距并不方便，所以测量传动螺纹的螺距一般采用钢直尺或游标卡尺。

用钢直尺和游标卡尺测量螺距存在测量精度和测量误差的问题，尤其是遇到米制螺距与英寸制螺距比较接近的时候，如米制的5mm螺距和英寸制的5牙/英寸（螺距折算为5.08mm）就比较容器搞混淆。所以在测量传动螺纹螺距时可以测量几圈螺纹的距离，然后将数据除以圈数而得到螺距。这种方法在现场测绘中尤其有效。

例：有一款螺纹10圈螺纹的距离为50mm，则螺距为50/10=5mm。另有一款螺纹10圈螺纹的距离为50.8mm，则螺距为50.8/10=5.08mm，即为5牙/英寸。单个螺距5mm和5.08mm相差很小，在现场无论用钢直尺或游标卡尺都比较难测量区分，而10圈螺距50mm和50.8mm将单圈螺距的差别放大10倍，无论用钢直尺或游标卡尺都比较容易区分。

梯形螺纹是传动螺纹中最常用的形式，分米制梯形螺纹和英寸制（美制）梯形螺纹两种尺寸系列。米制梯形螺纹牙形角是30°，英寸制梯形螺纹牙形角是29°，牙形相差不大，在现场测绘时主要靠测量螺距来区分这两种螺纹。

锯齿形螺纹在国际上没有一个广泛使用的标准，牙形角的形式多种多样。我国的国家标准采用米制、牙形角为3°、30°的系列，而在国外用得比较多的有米制、牙形角为3°、45°的系列和英寸制、牙形角为7°、45°的系列，所以在现场测绘时除了区分出米制和英寸制螺纹外，还要仔细观测其牙形角的类别。

矩形齿螺纹作为最早期使用的传动螺纹，现在已基本被梯形螺纹取代，但在测绘工作中偶尔会遇到。因为少见，在测绘时容易误将矩形螺纹当做梯形螺纹，所以在测绘时要注意将方形齿螺纹与梯形螺纹区分开来。

传动螺纹是使用左旋螺纹和多头螺纹最多的一种类型螺纹，在测绘时要特别留意观察。

6 左旋螺纹、细牙螺纹和多头螺纹

大多数的螺纹采用右旋螺纹，左旋螺纹一般用于一些特殊场合。如旋转轴上起轴向锁紧作用的普通螺纹，有时为了与轴的旋转方向相反，会采用左旋螺纹；一些自动控制的阀门上的传动螺纹，根据输入力矩的方向，有时会采用左旋螺纹；液化气瓶上的个别密封性螺纹为了不与其它接头混淆，也会采用左旋螺纹；有些连接需要左右旋螺纹同时存在方能紧固或收紧的地方等。

螺纹旋向的判断：将螺纹轴线与观测者的双眼连线垂直，外螺纹的螺旋线自左向右上升的为右旋螺纹，自右向左上升的为左旋螺纹；内螺纹则相反。（见图一）：

右旋螺纹 左旋螺纹

图一

普通螺纹和传动螺纹的螺距系列里均分为粗牙和细牙。

细牙普通螺纹一般用在需要自锁的地方（如锁紧螺母和螺杆），或者是用在薄壁零件上，另外，由于细牙螺纹导程较小，也适合用在需要微量调节的地方（如一些精密的仪器和仪表），还有在个别不重要的密封连接处也会采用细牙普通螺纹。

细牙普通螺纹使用比较范围比较广，在测绘时必须将测量螺纹大径与螺距相结合。

传动螺纹一般没有自锁要求，采用细牙螺纹往往是为了增加螺杆的强度或减少螺母的厚度。

多头螺纹在相同螺距的情况下，加大螺旋升角，提高螺纹的传动效率，减小螺杆与螺母的旋合摩擦力，所以一般用于传动性螺纹。

观察螺纹的头数有两种方法，一种是观察螺纹端头，螺纹端头有几个螺旋线起始点就是几头螺纹；另一种是看螺纹的螺旋线，螺旋线旋转一周跨越了几个螺距就是几头螺纹。

7 非标螺纹的测量

在现场测绘中，有时会遇到个别普通螺纹和传动螺纹超出标准里系列中直径螺距系列的螺纹，这些螺纹一般出现在一些塑料件、薄壁件或现场空间局限性比较大的场合。遇到这种情况，首先应把螺距测量准确，然后把螺纹的牙形和使用场合搞清楚，最后把能测量的尺寸如外螺纹的大径和内螺纹的小径测量准确，出图纸时以文字或详图的方式标注出来，作为加工的指导。

8 后语

以上只是测绘常用公英制螺纹的一些经验，而实际上螺纹的形式还有很多，只要掌握了螺纹测绘的基本方法，遇到一些少见的螺纹时结合相关螺纹标准，就能把螺纹测绘出来。

总之，只有熟悉螺纹标准，了解螺纹标准的历史及变化趋势，在实际工作中灵活变通，才能把螺纹的测绘工作做好。

参考文献

【1】 于源 王文义 螺纹标注大全 机械工业标准技术服务部 1993

【2】 姜繁等 公英制连接螺纹标准手册 中国标准出版社 1992