常用公英制螺紋現場測繪

摘 要：在設備搶維修工作中，經常會有零件損壞需要重新測繪加工，而螺紋的測繪是零件測繪工作的重要組成部分。螺紋測量的準確與否，直接影響到修復件的加工正確性，從而影響維修的質量與進度。歸納了施工現場測繪螺紋的方法和思路，總結了一些經驗和注意事項。

關鍵詞：螺紋 測繪 普通螺紋 管螺紋 傳動螺紋

在設備搶維修工作中，經常會有零件損壞需要重新測繪加工，而螺紋的測繪是零件測繪工作的重要組成部分。螺紋的現場測繪受測繪現場的環境溫度、光線、位置、測量工具限制等因素給螺紋測繪工作帶來一定的困難。由于受機械拉伸、磨損、腐蝕等因素影響，螺紋是設備零件經常損壞的部位，所以螺紋測繪是測繪工作中較為復雜的部分。

1 螺紋測繪的步驟

螺紋測繪的步驟大致如下：

1.1 了解待測繪件是否進口設備上的零件，觀測螺紋附近有無螺紋規格標記，螺母外圓有無V型左旋螺紋記號槽等，使下面的測量有大致的方向，并為最終測繪結果進行印證。

1.2 觀察螺紋所處的位置和作用，判斷出螺紋的類別。

螺紋的作用主要有連接作用、密封作用、傳動作用。不同作用的螺紋有不同的螺紋形式：

連接作用的螺紋一般采用普通螺紋，管道上的連接螺紋有時用不帶錐度的管螺紋。普通螺紋有米制和英寸制兩種。

傳動作用的螺紋常用的是梯形螺紋，有時也會采用矩形螺紋和鋸齒形螺紋。測繪時要注意傳動螺紋的牙形。傳動螺紋也有米制和英寸制兩種。

1.3 觀察螺紋的旋向和頭數。

大部分螺紋是右旋螺紋，左旋螺紋也經常使用。多頭螺紋一般用在傳動作用的螺紋上，連接作用的螺紋和密封作用的螺紋基本不用。

觀察螺紋的旋向和頭數是螺紋測繪中經常被忽略的步驟，也是出現測繪差錯的原因之一。

1.4 螺紋參數的測量

構成螺紋的參數主要有螺紋大徑、螺距或導程、頭數、牙形、旋向等幾個因素。螺紋的頭數和旋向可以通過觀察得到。在現場測繪中，一般沒有精密儀器測量螺紋牙形，所以螺紋的牙形通常靠觀察和綜合其它因素來判斷。螺紋參數的現場測量主要是測量螺紋的大徑和螺距或導程。

1.5 綜合匯總

將現場觀察和測量的數據進行匯總和分析，對照相應的螺紋標準，判斷出螺紋的規格并繪制施工圖紙。

2 螺紋現場測繪工具

螺紋現場測繪常用的工具有游標卡尺、螺紋規（也叫牙板規）、鋼直尺等。

游標卡尺主要用來測量外螺紋的大徑或內螺紋的小徑。

大螺距螺紋和傳動作用的螺紋用螺紋規測量不了，可用鋼直尺或游標卡尺進行測量。

有些不方便用螺紋規觀察的地方，如內螺紋小徑太小，螺紋規放不進去，或者在測量現場光線、位置不方便觀察等，可以用薄紙片和鉛筆將螺距拓印出來，或者將磨細的粉筆放入內螺紋里輕壓螺紋，將螺紋形狀印在粉筆上，再用螺紋規或鋼直尺測量螺距。

3 普通螺紋的測量

普通螺紋有米制和英寸制兩大類，通常國產設備上用的普通螺紋是米制螺紋，英寸制普通螺紋一般在進口設備上出現。當然，進口設備也有采用米制的螺紋標準，國產仿進口設備也有采用國外標準的螺紋。

普通螺紋的測量主要是測量出螺紋的大徑和螺距，再根據大徑和螺距推斷出螺紋的規格。推斷螺紋規格時首先要區分出螺紋是屬于米制螺紋還是英寸制螺紋，這主要根據螺距來判斷。如果是米制螺距就往米制螺紋標準上考慮，如果螺距是英寸制螺距就往英寸制螺紋標準上考慮。

例：一螺紋外徑為7.9mm，測得螺距為1.25，可判定該螺紋規格為米制的M8螺紋。另一螺紋外徑為7.9mm，測得螺距為20牙/英寸，可判定該螺紋為英寸制的統一螺紋0.3125-20UN。

有些時候由于螺紋有拉伸變形（如螺紋處拉斷）或可測量的螺紋太短而無法準確判斷螺距時，要參考與之相配合的螺紋來判斷或以大徑來判斷是米制螺紋或英寸制螺紋。

例：一斷螺桿螺紋測得外徑為12.5mm，螺距接近2mm，由于米制螺紋系列里沒有接近12.5mm的系列，可判斷為0.5英寸的英寸制螺紋，螺距應為13牙/英寸，螺紋規格為0.5-13UNC。

測量螺紋大徑時要注意觀察，如果樣板螺紋在使用時產生磨損和腐蝕，或者原零件螺紋加工質量比較差等，這些因素對測量結果均會產生影響。

例：一外螺紋外徑測得為9.4mm，螺距為1.5mm，經觀察螺紋表面磨損比較嚴重，仍然可以判定該螺紋規格為M10。

只有內螺紋可以測量的時候，可以用內螺紋的小徑加螺距來粗略估算螺紋的大徑。

例：一內螺紋測得小徑為17.6mm，螺距為2.5mm，估算大徑=17.6+2.5=20.1mm。可以判定該螺紋為M20。

例：一內螺紋測得小徑為16.7mm，螺距為10牙/英寸，根據螺距判定其為英寸制螺紋，估算大徑=16.7+25.4/10=19.24mm，折算為0.757英寸，可以判定該螺紋為統一螺紋，規格為0.75-10UNC。

通常由外螺紋測得的大徑比標稱直徑偏小，由內螺紋的小徑加螺距來估算的螺紋大徑比標稱的直徑偏大，這是由于外螺紋的大徑公差一般是取負偏差，而內螺紋小徑的公差一般是取正偏差。

如果是英寸制螺紋，還要區分出其螺紋是惠氏螺紋還是統一螺紋。統一螺紋直徑和螺距的系列比較齊全，有粗牙、細牙、特細牙和不變螺距系列，早已被西方國家廣泛使用，而惠氏螺紋直徑和螺距的系列比較少，除非在一些很老的設備上使用，現在已經很少使用惠氏螺紋了。所以遇到英寸制螺紋優先考慮統一螺紋標準。

惠氏螺紋的直徑和螺距系列與統一螺紋的直徑和螺距系列中個別螺距有些不同，也可以作為區分惠氏螺紋與統一螺紋的依據。例如1/2”的惠氏螺紋粗牙螺距為12牙/英寸，而0.5”的統一螺紋粗牙螺距為13牙/英寸。

4 管螺紋的測繪

管螺紋有固定的直徑和螺距系列。管螺紋的尺寸代號并不是指螺紋的大徑，而是有專門對應的外徑尺寸，管螺紋的螺距系列也和普通的英寸制螺紋不同，可以很容易將管螺紋與其它英寸制普通螺紋區別開來。

公制和美制管螺紋最大的區別在于螺距不同，見表1：

表1 公制管螺紋與美制管螺紋螺距對照表

從表1可以看出，除了1/2和3/4兩種規格公制和美制管螺紋螺距相同外，其余的螺距均有差別，所以螺距的差別成為區分兩種管螺紋的主要依據。另外，美制管螺紋有1/16英寸至24英寸的系列，而公制管螺紋只有1/16英寸至6英寸的系列。

管螺紋分為圓柱管螺紋和圓錐管螺紋，其組合形式有三種：

1）圓錐內螺紋與圓錐外螺紋；

2）圓柱內螺紋與圓錐外螺紋；

3）圓柱內螺紋與圓柱外螺紋；

其中第一種組合形式可用于壓力較高，密封性要求較高的螺紋密封連接場合；第二種組合形式用于壓力在5bar以下的通過螺紋進行密封連接場合；第三種組合形式螺紋只起連接作用，不起密封作用。60°的圓錐管螺紋組合形式只有第一種，表1中的5/8和7/8兩種規格只在第三種組合形式的公制管螺紋中使用。

測繪管螺紋時，首先按普通螺紋的方法測量出螺紋的大徑和螺距，根據大徑對照管螺紋標準確定螺紋的尺寸代號，再根據螺距區分出該螺紋是公制的管螺紋還是美制的管螺紋。如果是公制管螺紋，還要測量螺紋是否存在錐度，確定內外螺紋的組合形式。1/2和3/4兩種規格公制和美制管螺紋螺距相同，可根據零件使用場合、內外螺紋組合形式、零件是否從北美地區進口等綜合因素來區分。

一般螺紋規都沒有11.5牙/英吋和27牙/英吋這兩種規格，測量時如果遇到螺距不是米制螺距，螺距介于11牙/英吋和12牙/英吋之間，可以判定螺距為11.5牙/英吋；螺距介于26牙/英吋和28牙/英吋之間，可以判定螺距為27牙/英吋。

另外，管螺紋有時會采用左旋螺紋形式，測繪管螺紋時也要留意螺紋的旋向。

5 傳動螺紋的測量

常用的傳動螺紋一般采用梯形螺紋，但偶爾也會采用鋸齒形螺紋和矩形螺紋。傳動螺紋作為傳遞動力的螺紋，其牙形一般較大，螺距較大，與普通螺紋有較大的區別，在現場測量時可以通過觀察與其他螺紋區別開來。

傳動螺紋與普通螺紋一樣，也有米制和英寸制的系列，現場測繪時主要依靠螺距來區分。傳動螺紋的測量方法與普通螺紋基本一致，可以參照上述普通螺紋的測量計算方法。傳動螺紋螺距較大，加上牙形與普通螺紋不同，用普通的螺紋規測量螺距并不方便，所以測量傳動螺紋的螺距一般采用鋼直尺或游標卡尺。

用鋼直尺和游標卡尺測量螺距存在測量精度和測量誤差的問題，尤其是遇到米制螺距與英寸制螺距比較接近的時候，如米制的5mm螺距和英寸制的5牙/英寸（螺距折算為5.08mm）就比較容器搞混淆。所以在測量傳動螺紋螺距時可以測量幾圈螺紋的距離，然后將數據除以圈數而得到螺距。這種方法在現場測繪中尤其有效。

例：有一款螺紋10圈螺紋的距離為50mm，則螺距為50/10=5mm。另有一款螺紋10圈螺紋的距離為50.8mm，則螺距為50.8/10=5.08mm，即為5牙/英寸。單個螺距5mm和5.08mm相差很小，在現場無論用鋼直尺或游標卡尺都比較難測量區分，而10圈螺距50mm和50.8mm將單圈螺距的差別放大10倍，無論用鋼直尺或游標卡尺都比較容易區分。

梯形螺紋是傳動螺紋中最常用的形式，分米制梯形螺紋和英寸制（美制）梯形螺紋兩種尺寸系列。米制梯形螺紋牙形角是30°，英寸制梯形螺紋牙形角是29°，牙形相差不大，在現場測繪時主要靠測量螺距來區分這兩種螺紋。

鋸齒形螺紋在國際上沒有一個廣泛使用的標準，牙形角的形式多種多樣。我國的國家標準采用米制、牙形角為3°、30°的系列，而在國外用得比較多的有米制、牙形角為3°、45°的系列和英寸制、牙形角為7°、45°的系列，所以在現場測繪時除了區分出米制和英寸制螺紋外，還要仔細觀測其牙形角的類別。

矩形齒螺紋作為最早期使用的傳動螺紋，現在已基本被梯形螺紋取代，但在測繪工作中偶爾會遇到。因為少見，在測繪時容易誤將矩形螺紋當做梯形螺紋，所以在測繪時要注意將方形齒螺紋與梯形螺紋區分開來。

傳動螺紋是使用左旋螺紋和多頭螺紋最多的一種類型螺紋，在測繪時要特別留意觀察。

6 左旋螺紋、細牙螺紋和多頭螺紋

大多數的螺紋采用右旋螺紋，左旋螺紋一般用于一些特殊場合。如旋轉軸上起軸向鎖緊作用的普通螺紋，有時為了與軸的旋轉方向相反，會采用左旋螺紋；一些自動控制的閥門上的傳動螺紋，根據輸入力矩的方向，有時會采用左旋螺紋；液化氣瓶上的個別密封性螺紋為了不與其它接頭混淆，也會采用左旋螺紋；有些連接需要左右旋螺紋同時存在方能緊固或收緊的地方等。

螺紋旋向的判斷：將螺紋軸線與觀測者的雙眼連線垂直，外螺紋的螺旋線自左向右上升的為右旋螺紋，自右向左上升的為左旋螺紋；內螺紋則相反。（見圖一）：

右旋螺紋 左旋螺紋

圖一

普通螺紋和傳動螺紋的螺距系列里均分為粗牙和細牙。

細牙普通螺紋一般用在需要自鎖的地方（如鎖緊螺母和螺桿），或者是用在薄壁零件上，另外，由于細牙螺紋導程較小，也適合用在需要微量調節的地方（如一些精密的儀器和儀表），還有在個別不重要的密封連接處也會采用細牙普通螺紋。

細牙普通螺紋使用比較范圍比較廣，在測繪時必須將測量螺紋大徑與螺距相結合。

傳動螺紋一般沒有自鎖要求，采用細牙螺紋往往是為了增加螺桿的強度或減少螺母的厚度。

多頭螺紋在相同螺距的情況下，加大螺旋升角，提高螺紋的傳動效率，減小螺桿與螺母的旋合摩擦力，所以一般用于傳動性螺紋。

觀察螺紋的頭數有兩種方法，一種是觀察螺紋端頭，螺紋端頭有幾個螺旋線起始點就是幾頭螺紋；另一種是看螺紋的螺旋線，螺旋線旋轉一周跨越了幾個螺距就是幾頭螺紋。

7 非標螺紋的測量

在現場測繪中，有時會遇到個別普通螺紋和傳動螺紋超出標準里系列中直徑螺距系列的螺紋，這些螺紋一般出現在一些塑料件、薄壁件或現場空間局限性比較大的場合。遇到這種情況，首先應把螺距測量準確，然后把螺紋的牙形和使用場合搞清楚，最后把能測量的尺寸如外螺紋的大徑和內螺紋的小徑測量準確，出圖紙時以文字或詳圖的方式標注出來，作為加工的指導。

8 后語

以上只是測繪常用公英制螺紋的一些經驗，而實際上螺紋的形式還有很多，只要掌握了螺紋測繪的基本方法，遇到一些少見的螺紋時結合相關螺紋標準，就能把螺紋測繪出來。

總之，只有熟悉螺紋標準，了解螺紋標準的歷史及變化趨勢，在實際工作中靈活變通，才能把螺紋的測繪工作做好。

參考文獻

【1】于源 王文義 螺紋標注大全 機械工業標準技術服務部 1993

【2】姜繁等 公英制連接螺紋標準手冊 中國標準出版社 1992