Rodzaje gwintów i ich oznaczenia — przewodnik

Oznaczenie gwintu zaczyna się od litery albo od wymiaru w calach. Litera mówi o zarysie: M — metryczny, G i R — rurowy, Tr — trapezowy, S — oporowy, Rd — okrągły. Amerykańskie gwinty calowe zapisuje się średnicą w calach i liczbą zwojów na cal, a potem nazwą szeregu (UNC, UNF, NPT). Za oznaczeniem może stać jeszcze tolerancja, kierunek zwojów (LH), a przy gwincie wielozwojnym — podziałka.

Z tabeli wynikają dwie rzeczy, o które najczęściej potykają się kupujący. Kąt 60° mają zarówno gwinty metryczne, jak i amerykańskie calowe — różnią się średnicą i skokiem, nie zarysem. Kąt 55° mają gwinty brytyjskie: Whitworth i oba rurowe, G i R. Dlatego rurowy R 1/2 i amerykański 1/2-14 NPT mają ten sam stożek i tyle samo zwojów na cal, a mimo to do siebie nie pasują — różni je kąt zarysu.

Do rozpoznania nieznanego gwintu wystarczy suwmiarka i dobre światło. Wzornik do gwintów przyspiesza krok drugi i trzeci, ale nie jest konieczny.

• 1. Średnica. Zmierz średnicę zewnętrzną śruby na wierzchołkach zwojów. Wynik będzie odrobinę mniejszy od wymiaru nominalnego, bo tolerancja śrub (6g) leży poniżej nominału: śruba M10 nie zmierzy równo 10,0 mm. Wynik bliski pełnym milimetrom wskazuje gwint metryczny; bliski 6,35, 9,53 czy 12,7 mm — calowy; nietypowy, np. ok. 20,9 lub 26,4 mm — rurowy.
• 2. Skok. Przy gwincie metrycznym zmierz odcinek obejmujący 10 skoków (11 wierzchołków) i podziel przez 10. Przy calowym i rurowym policz wierzchołki na długości 25,4 mm, czyli jednego cala. Śruba 1/4-20 UNC ma ich 20; M6 ze skokiem 1 mm — ok. 25.
• 3. Zarys. Przyłóż wzornik albo znaną śrubę, zwój do zwoju. Ostry trójkąt to gwint metryczny lub calowy (60°) albo brytyjski (55°); płaskie wierzchołki i dna — trapezowy; zaokrąglone, „faliste” zwoje — okrągły. Jeżeli suwmiarka pokazuje przy końcu śruby mniejszą średnicę niż kilka zwojów dalej, gwint jest stożkowy (R lub NPT): stożek 1:16 to ok. 0,6 mm różnicy średnicy na każde 10 mm długości.

Litera M oznacza metryczny gwint ISO o kącie zarysu 60° (zarys podstawowy opisuje ISO 68-1), liczba po niej — średnicę nominalną w milimetrach. Skok gwintu zwykłego jest dla każdej średnicy jeden i nie pisze się go: M6 ma skok 1 mm, M8 — 1,25 mm, M10 — 1,5 mm, M12 — 1,75 mm. Gwint drobnozwojny ma skok mniejszy i trzeba go podać po znaku ×: M10 × 1,25 albo M10 × 1.

Za wymiarem może stać tolerancja: 6g dla gwintu zewnętrznego i 6H dla wewnętrznego. To standard elementów złącznych, więc w katalogach zwykle się jej nie pisze. Sam gwint nie mówi nic o wytrzymałości śruby — tę opisuje klasa na łbie, o której piszemy w artykule klasy wytrzymałości śrub.

Drobnozwojny spotkasz tam, gdzie liczy się szczelność, regulacja albo cienka ścianka: w korkach gwintowanych, smarowniczkach i elementach nastawczych. Kiedy drobny skok naprawdę pomaga, a kiedy szkodzi, ile zyskuje przekrój czynny i jak zmierzyć skok bez wzornika — to wszystko jest w osobnym artykule: gwint metryczny zwykły i drobnozwojny.

Pręty gwintowane w obu wykonaniach: z gwintem metrycznym zwykłym i z gwintem drobnozwojnym.

Gwint prawy jest domyślny i się go nie oznacza. Gwint lewy, wkręcany przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, dostaje skrót LH (left hand) za oznaczeniem: M12-LH, M10 × 1,25-LH, Tr 16 × 4 LH. W katalogach spotkasz też zapis „lewozwojny”.

Gwint wielozwojny ma kilka bruzd nawiniętych obok siebie. Trzeba wtedy rozróżnić dwie wielkości: skok Ph — o ile przesunie się nakrętka po jednym obrocie — i podziałkę P — odległość między sąsiednimi zwojami. Przy gwincie jednozwojnym są równe, więc podaje się jedną liczbę. Przy wielozwojnym podaje się obie, a ich iloraz to liczba zwojów.

Gwint lewy stosuje się tam, gdzie obrót prawy luzowałby połączenie, i tam, gdzie jeden obrót ma jednocześnie skracać lub wydłużać element — jak w napinaczach i cięgnach z gwintem prawym na jednym końcu i lewym na drugim. W katalogu: pręt gwintowany lewy 8.8, nakrętka lewa DIN 934 i przeguby kulowe z gwintem lewym.

Gwint trapezowy ma zarys o kącie 30° oraz płaskie wierzchołki i dna. Nie służy do mocowania, tylko do przenoszenia ruchu i dużej siły osiowej: to gwint śrub pociągowych, imadeł, ścisków, podnośników i wrzecion zaworów. Wymiary zasadnicze podaje ISO 2904, tolerancje — ISO 2903; w katalogach wyroby opisuje się zwykle starszą normą DIN 103.

Oznaczenie to Tr, średnica nominalna i skok w milimetrach: Tr 16 × 4, Tr 20 × 4, Tr 24 × 5. Skok jest tu znacznie większy niż w gwincie metrycznym tej samej średnicy (M16 ma 2 mm), więc trapezowego pręta nie da się pomylić z metrycznym przy liczeniu zwojów. Nakrętki trapezowe wykonuje się zwykle w tolerancji 7H — tak podają karty norm AN 122 (nakrętka sześciokątna) i AN 117 (nakrętka okrągła).

W katalogu: pręty z gwintem trapezowym, np. pręt trapezowy DIN 103 ze stali C15 i jego wersja lewa, oraz nakrętki z gwintem trapezowym.

Amerykański gwint ujednolicony (Unified) opisuje ASME B1.1. Ma ten sam zarys 60° co metryczny, ale średnice w calach i skok podawany jako liczba zwojów na cal (TPI). UNC to szereg zwykły, UNF — drobny. Oznaczenie 1/4-20 UNC-2A czyta się: średnica 1/4 cala, 20 zwojów na cal, szereg zwykły, klasa tolerancji 2A. Litera A oznacza gwint zewnętrzny, B — wewnętrzny; klasa 2 jest najczęściej stosowana w elementach złącznych, 1 — luźniejsza, 3 — dokładniejsza.

Śruba 1/4" „prawie” pasuje do M6: ma 6,35 mm zamiast 6 mm średnicy i skok 1,27 mm zamiast 1 mm. Na pierwszym zwoju może jeszcze chwycić, ale już po obrocie lub dwóch różnica skoków ją zablokuje, a dokręcona na siłę zniszczy gwint. Nakrętka M6 na śrubę 1/4" w ogóle nie wejdzie.

Starszy brytyjski Whitworth (BSW, szereg drobny BSF, norma BS 84) ma zarys 55° i zaokrąglone wierzchołki. Łatwo go pomylić z UNC: rozmiar 1/4" ma w obu systemach 20 zwojów na cal, 3/8" — 16. Przy 1/2" różnią się już skokiem (BSW 12, UNC 13 zwojów na cal). Whitworth spotkasz dziś głównie w starszych maszynach; nowe wyroby calowe to UNC i UNF.

W katalogu: wyroby calowe — śruby calowe, nakrętki calowe i pręty gwintowane calowe.

Liczba w oznaczeniu gwintu rurowego to nie średnica gwintu. Pochodzi od wewnętrznej średnicy dawnych rur stalowych, dla których gwint powstał, i dziś jest już tylko nazwą rozmiaru. Dlatego G 1/2 ma na zewnątrz prawie 21 mm, a nie 12,7 mm, jak sugerowałoby pół cala. Zarys jest brytyjski: 55°, z zaokrąglonymi wierzchołkami.

Amerykański odpowiednik gwintu stożkowego to NPT (ASME B1.20.1): ten sam stożek 1:16, ale zarys 60° i częściowo inne liczby zwojów — 1/8-27 NPT wobec 28 zwojów w R 1/8, 1/4-18 wobec 19. Przy 1/2" oba mają 14 zwojów na cal i łatwo je pomylić, ale nie są zamienne: połączenie NPT z R może się częściowo wkręcić, ale nie da szczelnego połączenia.

Gdzie to spotkasz w katalogu: korki gwintowane — stożkowe DIN 906 z gwintem metrycznym stożkowym lub R oraz walcowe z kołnierzem DIN 908 i DIN 910 z gwintem metrycznym drobnozwojnym lub G. Smarowniczki DIN 71412 występują, wg karty normy, z gwintem metrycznym (np. M8 × 1, M10 × 1), rurowym R 1/8 i calowym (1/8-27 NPT, 1/4-28 UNF) — zobacz technikę smarowniczą. Do nacinania gwintów na rurach stalowych służą gwintownice i głowice gwintujące.

Gwint oporowy (S, DIN 513) ma niesymetryczny zarys: bok nośny nachylony tylko o 3°, drugi — o 30°. Przenosi bardzo dużą siłę osiową, ale tylko w jedną stronę. Stąd prasy śrubowe, urządzenia podnoszące i uchwyty zaciskowe obrabiarek. Oznaczenie: S 48 × 8 — średnica 48 mm, skok 8 mm.

Gwint okrągły (Rd, DIN 405) ma zarys 30° z całkowicie zaokrąglonymi wierzchołkami i dnami. Zaokrąglone zwoje nie zatrzymują zanieczyszczeń, dlatego stosuje się go w złączach armatury spożywczej wg DIN 11851, w dużych zaworach i w sprzęgach wagonów kolejowych. Skok podaje się w ułamku cala: Rd 40 × 1/6" to średnica 40 mm i 6 zwojów na cal.

Oba to gwinty części maszyn i armatury, nie elementów złącznych. Wystarczy je rozpoznać, żeby nie szukać do nich śruby ani nakrętki metrycznej.

Gwint wewnętrzny zaczyna się od otworu o właściwej średnicy: za mały — gwintownik się złamie, za duży — zwoje będą płytkie i słabe. Średnice wierteł pod gwinty metryczne zwykłe i drobnozwojne zebraliśmy w tabeli otworów pod gwint.

Gwint wewnętrzny nacina się gwintownikiem, zewnętrzny — narzynką; oba narzędzia, oprawki i zestawy są w dziale gwintowanie i w kompletach gwintowników i narzynek. Gwinty rurowe na rurach stalowych wykonuje się gwintownicą do rur.

Zniszczony gwint w otworze nie oznacza wymiany całej części. Wkładka gwintowa drutowa (DIN 8140) przywraca gwint o tym samym wymiarze nominalnym: otwór powiększa się wiertłem, nacina specjalnym gwintownikiem do wkładek i wkręca w niego sprężynę z drutu. Wkładki i zestawy naprawcze są w dziale wkładki gwintowe; zestawy do naprawy gwintów w gniazdach świec zapłonowych i sond lambda — w dziale naprawa gwintów.

• M10 × 1,25 zamiast M10. Nakrętka zwykła nie wejdzie na śrubę drobnozwojną tej samej średnicy. Jeżeli oznaczenie nie podaje skoku, chodzi o gwint zwykły; drobnozwojny trzeba nazwać wprost.
• 1/4" zamiast M6. Średnice różnią się o 0,35 mm, skoki o 0,27 mm. Śruba chwyta na pierwszym zwoju, a potem się blokuje. Policz zwoje na 25,4 mm: 20 to gwint calowy, ok. 25 — M6.
• G 1/2 zmierzony jako 12,7 mm. Pół cala w gwincie rurowym to nazwa rozmiaru. G 1/2 ma ok. 21 mm średnicy zewnętrznej, G 3/4 — ok. 26,4 mm.
• Nakrętka lewa kręcona w prawo. Jeśli nakrętka nie chce wejść, a gwint wygląda na właściwy, sprawdź oznaczenie LH albo kierunek pochylenia zwojów. Kręcona na siłę zniszczy zwoje.
• Pręt trapezowy wzięty za metryczny. Tr 16 × 4 ma skok dwa razy większy niż M16 i płaskie wierzchołki. Nakrętka metryczna na nim nie zadziała, i odwrotnie.