Dobór śruby do maszyny, pompy albo złącza hydraulicznego zaczyna się od poprawnego rozpoznania gwintu. Przygotowałem praktyczną tabelę najczęściej spotykanych rozmiarów calowych UNC i UNF, a także wyjaśniam, jak odczytywać oznaczenia, przeliczać wymiary na milimetry i nie pomylić gwintu montażowego z rurowym.
Najważniejsze dane w jednym miejscu
- UNC oznacza gwint zgrubny, a UNF drobnozwojny.
- Oznaczenie 1/2-13 UNC mówi o średnicy nominalnej 1/2 cala i 13 zwojach na cal.
- Skok gwintu oblicza się jako 25,4 ÷ TPI, gdzie TPI oznacza liczbę zwojów na cal.
- Średnica podana w tabeli jest nominalna, dlatego pomiar suwmiarką może dać nieco inny wynik.
- Gwinty NPT, BSPP i BSPT stosowane w przewodach oraz złączach nie są zamienne z UNC i UNF.
Jak czytać oznaczenia śrub calowych
W systemie zunifikowanych gwintów calowych rozmiar zapisuje się najczęściej w formie średnica - TPI - seria. Przykład 3/8-16 UNC oznacza śrubę o średnicy nominalnej 3/8 cala, z 16 zwojami na cal i gwintem zgrubnym.
Standard ASME B1.1 opisuje między innymi zarys gwintu, serie UNC i UNF, klasy pasowania oraz tolerancje. Podstawowe zasady tego systemu można sprawdzić w opisie standardu Unified Inch Screw Threads.
Co oznaczają symbole UNC i UNF
- UNC, czyli Unified National Coarse, ma mniej zwojów na cal i większy skok. Dobrze sprawdza się w typowych połączeniach konstrukcyjnych, materiałach miękkich oraz miejscach narażonych na zabrudzenia.
- UNF, czyli Unified National Fine, ma więcej zwojów na cal. Ułatwia dokładne dociąganie i regulację, dlatego często spotyka się go w motoryzacji, hydraulice siłowej oraz precyzyjnych zespołach maszyn.
- UNEF oznacza gwint bardzo drobnozwojny. Stosuje się go w szczególnych przypadkach, gdy potrzebna jest dokładna regulacja albo większa długość zazębienia przy ograniczonej średnicy.
Symbol TPI nie oznacza skoku w milimetrach. Informuje, ile pełnych zwojów mieści się na odcinku jednego cala. Dla gwintu 1/2-20 UNF skok wynosi 25,4 ÷ 20, czyli około 1,27 mm.
Tabela popularnych rozmiarów UNC i UNF
Poniższe zestawienie obejmuje rozmiary, które najczęściej pojawiają się w importowanych maszynach, ciągnikach, pompach, sprężarkach i urządzeniach przemysłowych. Średnica w milimetrach służy do szybkiej identyfikacji, ale przy zamawianiu zawsze podaję pełne oznaczenie gwintu.
| Rozmiar nominalny | Średnica [cale] | Średnica [mm] | UNC [TPI] | Skok UNC [mm] | UNF [TPI] | Skok UNF [mm] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| #4 | 0,1120 | 2,85 | 40 | 0,635 | 48 | 0,529 |
| #6 | 0,1380 | 3,51 | 32 | 0,794 | 40 | 0,635 |
| #8 | 0,1640 | 4,17 | 32 | 0,794 | 36 | 0,706 |
| #10 | 0,1900 | 4,83 | 24 | 1,058 | 32 | 0,794 |
| 1/4″ | 0,2500 | 6,35 | 20 | 1,270 | 28 | 0,907 |
| 5/16″ | 0,3125 | 7,94 | 18 | 1,411 | 24 | 1,058 |
| 3/8″ | 0,3750 | 9,53 | 16 | 1,588 | 24 | 1,058 |
| 7/16″ | 0,4375 | 11,11 | 14 | 1,814 | 20 | 1,270 |
| 1/2″ | 0,5000 | 12,70 | 13 | 1,954 | 20 | 1,270 |
| 9/16″ | 0,5625 | 14,29 | 12 | 2,117 | 18 | 1,411 |
| 5/8″ | 0,6250 | 15,88 | 11 | 2,309 | 18 | 1,411 |
| 3/4″ | 0,7500 | 19,05 | 10 | 2,540 | 16 | 1,588 |
| 7/8″ | 0,8750 | 22,23 | 9 | 2,822 | 14 | 1,814 |
| 1″ | 1,0000 | 25,40 | 8 | 3,175 | 12 | 2,117 |
Przykładowo śruba 1/4-20 UNC i śruba 1/4-28 UNF mają tę samą średnicę nominalną, ale nie mogą pracować z tą samą nakrętką. Różnica ośmiu zwojów na cal wystarczy, aby połączenie było niezgodne i mogło uszkodzić gwint.
Warto też pamiętać, że tabela pokazuje wymiary gwintu, a nie rozmiar łba. Klucz 1/2 cala nie oznacza automatycznie śruby o gwincie 1/2 cala. Wymiar pod klucz zależy od typu łba i zastosowanego standardu wykonania.
Jak wybrać właściwą serię i długość
UNC czy UNF
Do ogólnego połączenia stalowych elementów najczęściej wystarcza UNC. Większy skok szybciej przechodzi przez zabrudzenia i jest mniej podatny na zatarcie podczas montażu w trudnych warunkach.
Po UNF sięgam wtedy, gdy liczy się precyzyjne napięcie połączenia, ograniczona grubość materiału albo odporność na samoczynne luzowanie wynikające z drgań. Nie traktuję jednak drobnego gwintu jako uniwersalnego rozwiązania. W zapylonym środowisku lub przy częstym demontażu może sprawiać więcej kłopotów niż UNC.
Przeczytaj również: Wymiary gwintów calowych bez pomyłek - BSP, NPT, UNC i UNF
Długość i materiał
Długość śruby mierzy się zwykle od powierzchni pod łbem do końca trzpienia. Wyjątkiem są między innymi śruby z łbem stożkowym, dla których wymiar obejmuje całą długość elementu.
- Do połączeń konstrukcyjnych często wybiera się stalowe śruby w klasie SAE Grade 5 lub Grade 8.
- W środowisku wilgotnym lepszym wyborem może być stal nierdzewna, ale jej parametry wytrzymałościowe trzeba sprawdzić osobno.
- W hydraulice siłowej o doborze nie decyduje sama średnica. Znaczenie mają także ciśnienie, drgania, temperatura i materiał korpusu.
- Gwint powinien mieć odpowiednią długość zazębienia. Przy typowych połączeniach stalowych często przyjmuje się orientacyjnie długość równą średnicy, ale projektowane połączenia i elementy obciążone wymagają obliczeń.
Momentu dokręcania nie należy kopiować wyłącznie z tabeli rozmiarów. Zależy on od klasy śruby, smaru, powłoki, podkładki i rodzaju połączenia. W praktyce ta sama śruba może wymagać innego momentu na sucho i po nasmarowaniu.
Gwinty rurowe w przewodach i złączach
Najwięcej pomyłek w serwisie hydrauliki wynika z utożsamiania każdej calowej końcówki ze śrubą UNC albo UNF. W przewodach i złączach spotyka się przede wszystkim gwinty rurowe, których rozmiar nominalny odnosi się do rury, a nie wprost do zmierzonej średnicy zewnętrznej.
| Oznaczenie | Zastosowanie | Zarys i geometria | Sposób uszczelnienia |
|---|---|---|---|
| NPT | Instalacje i złącza rurowe według standardu amerykańskiego | 60°, gwint stożkowy | Na gwincie, zwykle z uszczelniaczem |
| BSPP, G | Złącza rurowe z gwintem równoległym | 55°, gwint prosty | Podkładka, O-ring lub uszczelka czołowa |
| BSPT, R | Złącza rurowe z gwintem stożkowym | 55°, gwint stożkowy | Na gwincie lub dodatkowym uszczelnieniu |
| UNC i UNF | Śruby, nakrętki, szpilki i elementy maszyn | 60°, gwint walcowy | Docisk mechaniczny, nie uszczelnienie gwintu |
| BSW i BSF | Starsze maszyny oraz urządzenia brytyjskie | 55°, gwint walcowy | Docisk mechaniczny |
Gwint 1/2 NPT nie jest odpowiednikiem śruby 1/2-13 UNC. Mają inny profil, inne przeznaczenie i odmienny sposób uszczelniania. Nawet gdy elementy dają się częściowo skręcić, takie połączenie może przeciekać albo zniszczyć gwint.
W przypadku złączy hydraulicznych sprawdzam zawsze nie tylko średnicę, lecz także kąt zarysu, liczbę zwojów na cal i stożkowość. To trzy informacje, które najszybciej odróżniają NPT od BSP oraz gwint rurowy od maszynowego.
Jak rozpoznać nieznaną śrubę calową
- Zmierz średnicę zewnętrzną gwintu suwmiarką. Wynik w pobliżu 6,35 mm wskazuje na 1/4 cala, a około 12,70 mm na 1/2 cala.
- Sprawdź skok za pomocą grzebienia do gwintów. Jeśli go nie masz, policz zwoje na odcinku jednego cala albo zmierz odległość między kilkoma zwojami.
- Porównaj wynik z tabelą UNC i UNF. Dla 1/2 cala typowe wartości to 13 TPI dla UNC oraz 20 TPI dla UNF.
- Oceń profil. Gwint zunifikowany ma zarys 60°, natomiast BSW, BSF i BSP mają zarys 55°.
- Sprawdź nakrętkę lub dokumentację maszyny. Sam pomiar średnicy nie wystarcza, ponieważ kilka standardów może mieć podobny wymiar.
Najczęstszy błąd polega na zastępowaniu śruby calowej najbliższym rozmiarem metrycznym. M12 może wyglądać podobnie do 1/2 cala, ale ma inną średnicę i zwykle inny skok. Próba wkręcenia na siłę kończy się często zatarciem pierwszych zwojów, a później kosztowną naprawą otworu.
Przy skorodowanym elemencie nie mierzę wyłącznie końcówki gwintu. Korozja i zużycie zmieniają średnicę, dlatego lepszy wynik daje pomiar w kilku miejscach oraz porównanie ze sprawną nakrętką lub wzornikiem.
Co sprawdzić przed montażem
Przed zamówieniem zapisuję pełne oznaczenie, na przykład 3/8-16 UNC × 2″, klasę wytrzymałości, rodzaj łba i materiał. Sam zapis „śruba 3/8” jest zbyt ubogi, aby uniknąć pomyłki.
- Sprawdź serię gwintu, czyli UNC, UNF, UNEF albo inny standard.
- Dobierz nakrętkę z tym samym oznaczeniem i klasą pasowania.
- Nie mieszaj gwintów rurowych z maszynowymi.
- Dobierz podkładkę do średnicy i rodzaju obciążenia.
- Ustal moment dokręcania na podstawie dokumentacji konkretnego połączenia.
Dobra tabela śrub calowych pomaga szybko zawęzić wybór, ale nie zastępuje identyfikacji całego połączenia. W serwisie maszyn najbezpieczniej potwierdzić jednocześnie średnicę, TPI, profil gwintu, długość i przeznaczenie elementu, bo dopiero ten komplet daje pewność poprawnego montażu.
