Согласитесь, как это здорово, когда всё вокруг стандартизировано! Можно отвинтить винтик от японской бензопилы и вкрутить его в немецкий мотоблок, взять гайку от американского трактора и использовать её при ремонте русской сенокосилки, и т.д. Я уже не говорю про разъёмы зарядных устройств, которые раньше были у каждого производителя свой, отдельный, а теперь более-менее унифицированы.
В былые времена всё было не так, всяк норовил предложить миру своё видение прекрасного. Оттого существовало огромное разнообразие калибров боеприпасов, для каждого вида вооружения производили только "родные" патроны. А чтобы отремонтировать ружьё или пистолет, нельзя было просто взять деталь от точно такого же ружья или пистолета - с огромной долей вероятности они бы не подошли (как раз на этом в своё время сыграл Сэмюэл Кольт, чьи изделия были, практически, идентичны, но об этом я расскажу позже).
И в технике царила та же хрень. Что ни болтик - так особый, что ни резьба, то уникальная.
Поэтому когда в 1841 году британский инженер Джозеф Уитворт предложил миру (в лице Великобритании, конечно) стандартизировать резьбу, эту идею встретили, как всегда, сначала настороженно, а затем - с восторгом. Потому что она открывала широчайшие границы для технического творчества.
В своей статье «Единая система резьбовых соединений» Уитворт выдвинул следующие требования:
- Каждый диаметр болта должен иметь определенное число витков на дюйм (TPI).
- Угол профиля (между соседними сторонами витков) должен составлять 55°.
- Вершины треугольного профиля и основания впадин должны быть закругленными на 1/6 высоты.
- Зависимость радиуса закругления от шага определяется формулой r = 0.137329 x p (шаг).
Был установлен БРИТАНСКИЙ СТАНДАРТ УИТВОРТА (British Standard Whitworth, или BSW), который стал первым в мире национальным стандартом резьбы и лёг в основу многих других стандартов резьбы. Правда, сам по себе BSW просуществовал сравнительно недолго, около полувека, потом его заменили на более другой - British Standard Fine, или BSF, с более мелким шагом.
Количество витков на дюйм в РЕЗЬБЕ УИТВОРТА определялось диаметром болта либо винта. А сама резьба имела крупный шаг - 12 витков на дюйм. Считается, что это обусловлено низким качеством тогдашней стали, из-за чего резьбы с мелким шагом при затягивании срывались.
Но когда качество повысилось, появилась возможность производить винты-болты с другим стандартом - BSF. В отличие от BSW она позволяла создать более прочное соединение с более плотным соприкасанием рабочих поверхностей, что, в свою очередь, помогало лучше противостоять вибрации и меньше разбалтываться.
Тем не менее, BSW рано списывать в утиль, ибо крепежные детали с крупной резьбой хорошо подходят для использования в резьбовых отверстиях, когда металл основания мягче, чем сам крепеж (например, шпильки в алюминиевых головках цилиндров). Требования к форме профиля, размерам, допускам и обозначению определены в английском стандарте BS 84-2007.
Поэтому если вы встретите где-нибудь обозначение "3/8"W, 3/8"BSW или 3/8"-16BSW", знайте, что речь идёт именно об этом стандарте, где 16 - количество витков на дюйм (TPI).
Для обозначения РЕЗЬБ УИТВОРТА с крупным шагом используются символы B.S.W., и символы B.S.F. для резьб с мелким шагом. Если резьба левая, за обозначением должны следовать символы «LH». Например: 1/4in. - 20 B.S.W.1/2in. - 16 B.S.F., LH.
Любопытно, но если посмотреть в наших источниках по запросу "трубная резьба", вам скажут, что это группа разновидностей резьбы, предназначенная для соединения труб, фитингов, элементов трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры. Но "не следует путать с дюймовыми крепёжными резьбами (UTS, BSW): размер трубной резьбы это не физический диаметр нарезки, а условное число, характеризующее проходной диаметр стандартной трубы".
Короче, Уитворт был пионером, но по его стопам пошли те, кто на созданном им фундаменте воздвигнул новые, ещё более внушительные сооружения. И всё это из-за глобальной тенденции производителей отдавать предпочтение метрическим болтам и гайкам или американскому дюймовому (UTS, UNF) крепежу. Сегодня потребность в болтах и гайках BSW и BSF продолжают испытывать те, кто работает на старом британском оборудовании или ездит на автомобилях, произведенных до принятия унифицированных, а затем и метрических стандартов.
Если брать трубную резьбу, то сегодня есть два самых распространённых стандарта:
- British Standard Pipe Thread (BSP) – угол профиля 55°, распространен в Европе, Азии и других регионах (кроме Северной Америки).
- American National Standard Pipe Thread (NPT) – угол профиля 60°, применяется в США и Канаде.
Джозеф Уитворт (21 декабря 1803 - 22 января 1887) - британский инженер-механик, изобретатель, предприниматель, филантроп.
Родился в Стокпорте, графство Манчестер, в семье учителя прихожан конгрегации.
С ранних лет интересовался машинами и механизмами, поэтому мальчика отдали на обучение к его дяде, который был прядильщиком хлопка Янтарного Закода и имел дело с техникой.
Через четыре года Уитворт переехал в Лондон и стал работать в мастерской Генри Модсли, изобретателя токарно-винторезного станка и общаться с видными механиками того времени. Благодаря советам молодого человека удалось усовершенствовать многие станки, сделав их более прочными и прецизионными.
В дальнейшем он менил ещё несколько мест работы, и даже участвовал в создании аналитической вычислительной машины Чарльза Бэббиджа. А в 1833 году открыл собственный бизнес по производству токарных станков и других станков, известных своим высоким качеством и мастерством изготовления.
Здесь он разработал и популяризировал метод производства точных плоских поверхностей при помощи высоко-пигментных паст, используемых для более плотного прилегания двух или более компонентов. (Похоже, это была его собственная версия ПЛИТОК ИОГАНСОНА). Ему удалось добиться потрясающих результатов, используя в качестве шлифовальной пасты ТУРНБУЛЕВУ СИНЬ (или берлинскую лазурь).
Но самое главное, он использовал не одну и даже не две, а три плитки, поскольку понял: если брать две поверхности, одна из них может быть вогнутой, а другая - выпуклой (это так называемый МЕТОД ТРЁХ ПЛИТ УИТВОРТА).
Это изобретение произвело фурор на рынке прецизионного оборудования и привело к буму производства высокоточной измерительной техники и прочих высокоточных механизмов.
Также Уитворт создал свою технологию измерения в технике и назвал её «окончательным измерением». Он использовал точную плоскую поверхность и винт измерения, которые позволяли достичь точность измерения до одной миллионной доли дюйма.
Безусловно, одним из шедевров этого почтенного британца стала ВИНТОВКА УИТВОРТА - оружие, призванное заменить ВИНТОВКУ ЭНФИЛДА, недостатки которой стали очевидны в ходе Крымской войны.
Оружие Уитворта имело несколько меньший калибр - 0,451 дюйма (11 мм) вместе 0,577 дюйма (14,66 мм) у ЭНФИЛДА, шестигранное сечение ствола и шестигранные же пули, скорость полёта которых была значительно выше. Во время стрельбы пуля делала один оборот на двадцать дюймов.
Винтовка получилась невероятно точной: в ходе испытательных стрельб она продемонстрировала возможность попадания в круглую мишень диаметром 30 см с расстояния 1880 ярдов, то есть 1719 метров.
Однако на вооружение её не приняли, отклонив по вполне прозаическим причинам - чистить ствол с шестигранным отверстием было гораздо сложнее, чем обычный, и загрязнялся он быстрее, а производство его влетало в пенни: в Англии она стоила 12 фунтов 6 пенсов, что было почти вчетверо дороже ВИНТОВКИ ЭНФИЛДА, стоившей 3 фунта 5 пенсов.
Несмотря на это несколько ВИНТОВОК УИТВОРТА всё-таки участвовали в Гражданской войне в США и заслужили высшие похвалы их пользователей, которых называли "снайперами Уитворта".
Всё-таки это было штучное изделие, которое могли себе позволить далеко не все. Её стоимость на американском рынке в мирное время составляла менее $50, что было всего вдвое дороже обыкновенных серийных винтовок. А когда началась морская блокада южных штатов, стоимость винтовки подскочила в 10 раз.
Но, как говорится, если люди за неё столько требовали, значит, были и те, кто соглашался платить, понимая, что она того стоит.
Рассказывают об одном очень показательном случае.
Во время битвы под Спотсильвейни генерал северян Джон Седжвик, находясь на солидном (около километра) расстоянии от противника, без боязни прохаживался вдоль залёгших солдат, упрекая их в трусости. Он заявлял, что враг находится слишком далеко и не попадёт даже в слона в полный рост. После чего получил пулю точно в голову и тут же умер.
К другим изобретениям Уитворта относится полевая нарезная пушка калибра 2,75 дюйма (70 мм) с затворной коробкой. Она также имела шестигранный ствол и позволяла посылать спирально рифлёные снаряды весом 12 фунтов 11 унций (5,75 кг) на расстояние около шести миль (10 км).
Британские военные его тоже отвергли, а вот американцы использовали - и тоже весьма удачно.
Любопытно, что когда Уитворт создавал это орудие, он разработал и запатентовал метод литья и прессовки стали под давлением, и построил новый металлургический завод в районе Манчестера. Это позволяло делать стволы, более устойчивые к высокому давлению пороховых газов.
Вы можете поддержать канал, перечислив любую доступную вам сумму на карту Сбербанка 2202 2050 9239 4847 (или на карту Райффайзенбанка 2200 3005 3005 2776). И поучаствовать в создании книги по материалам этих статей. Заранее всем спасибо!