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螺纹三针测量方法及计算

发表时间：2020/8/6 来源：《基层建设》2020年第10期作者：李红梅

[导读] 摘要：详细介绍了螺纹的分类和螺纹三针测量的方法，详解了螺纹三针测量的过程及三针测量的计算公式。

        哈电集团哈尔滨电站阀门有限公司黑龙江哈尔滨 150046
        摘要：详细介绍了螺纹的分类和螺纹三针测量的方法，详解了螺纹三针测量的过程及三针测量的计算公式。
        关键词：螺纹三针测量；螺矩；公制螺纹；粗牙、细牙
        1 概述
        在生产制造加工过程中，常常涉及到螺纹的加工，如阀杆、活塞杆、螺栓、螺母等零部件都需要加工螺纹。螺纹从标准上可分为：国标螺纹、美制螺纹、英制螺纹等；从牙型结构上又可分为：公制螺纹、梯形式螺纹、锯齿形螺纹、方牙螺纹等；从螺距上可分为：粗牙螺纹和细牙螺纹。螺纹种类可谓千变万化，复杂繁多。而对螺纹的检测离不开环规、塞规。但是，由于制造、检测成本因素的影响以及生产、采购周期因素的影响等等，生产制造厂不可能配齐所有的适用于各种形式的螺纹环规、塞规。因此，在无环规、塞规的情况下，最有效的螺纹测量的解决方案便是螺纹三针测量方法。
        2 螺纹三针测量方法
        螺纹三针测量是一种简易测量并根据测量结果计算出螺纹中径的方法。所需的测量工具有：三根量针、一把杠杆千分尺、以及用于夹持螺纹的支架。其测量方法和步骤是：第一步：首先根据螺纹螺距和螺纹牙型角计算出量针直径；第二步：根据计算出的量针直径选择三个直径相同的标准量针；第三步：擦净被测螺纹，并夹持在支架上；将三根量针以图1方式放置在被测螺纹的沟槽里，如图1，两根放置在同侧的螺纹沟槽中，另一根放置在其对面的螺纹沟槽中；第四步：擦净杠杆千分尺，并调整零位；第五步：用杠杆千分尺测量出螺纹两侧量针外廓最大距离M；第六步：根据测量出的M值，计算出螺纹的中径；第七步：根据计算出的螺纹中径与标准螺纹中径进行对比，判断被测螺纹中径的合格性。

        图1
        3 螺纹三针测量计算
        下面分别以国标螺纹中常用的梯形螺纹和公制螺纹为例，介绍螺纹三针测量的计算方法。Tr48×8
        3.1 螺纹测量用三针直径计算
        如图2，直角三角形⊿CEO与直角三角形⊿DCO为相似直角三角形，所以∠OCE=∠CDO=α。
        由图2中的直角三角形⊿CEO可得出
        cos(α/2)=(P/4)/(d0j/2)                        （1）
        因此，由（1）式可得出螺纹测量用量针计算直径d0j为
        d0j=P/(2×cos(α/2))                          （2）
        式中 d0j——螺纹测量用量针计算直径，mm
        P——螺纹螺距，mm
        α——螺纹牙型角度，0
        例1：被测梯形螺纹为Tr48×8，则其螺距P=8mm，梯形螺纹的牙型角α=300，所以，由式（2）可求得，d0j=4.141mm；
        例2：被测公制螺纹M36，其是粗牙螺纹，所以螺距P=4，公制螺纹牙型角α=600，所以，由式（2）可求得，d0j=2.309mm。
        3.2 螺纹测量用三针标准直径选择
        例1：依据公式（2）的例1计算结果d0j=4.141mm，查GB/T22522《螺纹测量用三针》标准，取标准量针d0=4.12mm；
        例2：依据公式（2）的例2计算结果d0j=2.309mm，查GB/T22522《螺纹测量用三针》标准，取标准量针d0=2.311mm。

        图2
        3.3 图1中A的计算
        如图1所示A值为
        A=d0/(2×sin(α/2))                          （3）
        式中 A——单位mm
        例1：由上面例1计算已知d0=4.12mm，α=300，所以，由（3）式可求得A=7.96mm；
        例2：由上面例2计算已知d0=2.311mm，α=600，所以，由（3）式可求得A=2.311mm。
        3.4 图1中B的计算
        如图1所示B值为
        B=(P/4)×(1/tg(α/2))                         （4）
        式中 B——单位mm
        例1：由上面例1计算已知，P=8mm，α=300，所以，由（4）式可求得B=7.46mm；
        例2：由上面例2计算已知，P=4mm，α=600，所以，由（4）式可求得B=1.732mm。
        3.5 螺纹中径计算
        由图1所示，螺纹计算中径d2为
        d2=M-2×(A-B)-d0                          （5）
        式中 d2——螺纹计算中径，mm
        M——图1中螺纹三针测量值，mm
        例1：由上面例1计算已知，A=7.96mm，B=7.46mm，d0=4.12mm，经过三针测量M=49mm，所以，由（5）式可求得d2=43.88mm；
        例2：由上面例2计算已知，A=2.311mm，B=1.732mm，d0=2.311mm，经过三针测量M=37mm，所以，由（5）式可求得d2=33.531mm。
        3.6 螺纹中径标准值计算
        例1：梯形螺纹中径标准值d为
        d=dt-0.5×P                                （6）
        式中 d——梯形螺纹中径标准值，mm
        dt——梯形螺纹公称直径，mm
        P——梯形螺纹螺距，mm
        梯形螺纹Tr48×8，其公称直径dt=48mm，螺距P=8mm，所以，由（6）式可求得d=44mm。
        例2：公制螺纹中径标准值dg为
        dg=dg1-2×3/8×H                          （7）
        式中 dg——公制螺纹中径标准值，mm
        dg1——公制螺纹公称直径，mm
        H——螺纹原始三角形高度，mm，

        公制螺纹M36，其公称直径dg1=36mm，螺距P1=4mm，由式（8）可求得H=3.464mm，由（7）式可求得dg=33.402mm。
        3.7 螺纹计算中径与螺纹标准中径对比
        例1：梯形螺纹计算中径d2=43.88mm，螺纹标准中径d=44mm，两者差值为0.12mm，所以，该机加螺纹合格。
        例2：公制螺纹计算中径d2=33.531mm，螺纹标准中径dg=33.402mm，两者差值为0.129mm，所以，该机加螺纹合格。
        4 结语
        综上所述，螺纹三针测量方法简单易学，计算方法易懂，是在无环规、塞规条件下，最为有效的螺纹测量方法，其解决了制造测量过程中的难题，值得生产制造厂检测人员进行学习和使用。
        参考文献
        [1] 汤钟等，螺纹测量用三针，中国国家标准化管理委员会，2008
        作者简介：李红梅（1970-），女，湖南省南县人，高级工程师，主要从事电站阀门设计和研究工作。