Руководство по заданию типов резьбы на конце штока

Полная спецификация резьбы на конце штока пневмоцилиндра определяет систему резьбы, номинальный размер, шаг или число ниток на дюйм, наружное или внутреннее исполнение, класс допуска, полезную длину, направление, геометрию буртика, состояние материала и ответную принадлежность. Обозначение вроде «M16» или «3/8 UNF» оставляет несколько этих параметров неопределёнными.

Начните с точной модели цилиндра и конфигурационного чертежа. Затем по тому же обозначению проверьте ответную вилку, проушину штока, муфту или деталь машины. Не определяйте конец штока по резьбе пневмопорта, диаметру цилиндра, стране установки или маркировке соответствия ISO.

Ключевые выводы

Для унифицированной резьбы ASME применяются шесть обычных обозначений классов: 1A, 2A, 3A, 1B, 2B и 3B.

ISO 15552 охватывает цилиндры диаметром 32-320 mm, однако сконфигурированный конец штока всё равно необходимо проверять по чертежу.

Надёжный запрос котировки фиксирует десять параметров интерфейса, а не только диаметр и шаг.

Профильный цилиндр ISO 15552 с защищённой наружной резьбой на конце штока

Защитный колпачок показывает расположение конца штока, но саму резьбу следует подтверждать по конфигурационному чертежу, а не по фотографии изделия.

В этом руководстве рассматривается механическая резьба на конце штока. Резьба пневматических портов относится к другому интерфейсу. Если через рассматриваемую деталь проходит сжатый воздух, используйте отдельное руководство по типам резьбы портов цилиндра.

Содержание руководства

Что должно содержать полное обозначение резьбы конца штока?
Чем различаются обозначения метрической и унифицированной резьбы?
Какой шаг выбрать: крупный или мелкий?
Стандарты цилиндра и принадлежностей регулируют разные уровни
Как проверить нагрузку, зацепление и фиксацию?
Как составить спецификацию, готовую к закупке?
Зафиксируйте утверждённый интерфейс до повторных заказов
Частые вопросы о резьбе конца штока цилиндра

Что должно содержать полное обозначение резьбы конца штока?

В каталоге пневмоприводов Parker используются отдельные обозначения диаметра и шага резьбы, длины резьбы, длины наружного конца штока и глубины внутренней резьбы, а также предлагаются пять стандартных исполнений конца штока. Такая структура каталога показывает, почему одного номинального названия резьбы недостаточно для определения физического интерфейса (каталог Parker 0900P, по состоянию на 2026 г.).

До выпуска чертежа или запроса котировки зафиксируйте следующие десять параметров:

Обозначение резьбы конца штока — это контролируемый набор размеров и требований, определяющий соединение штока с ответной принадлежностью. Он шире номинального обозначения резьбы, поскольку правильность сборки и передачи нагрузки также зависят от посадки, полезной длины, фиксации и геометрии принадлежности.

Параметр	Пример	Почему это важно
Система резьбы	Метрическая ISO или дюймовая унифицированная	Определяет применимый профиль и правила обозначения
Номинальный размер	M16 или 5/8 in	Определяет семейство номинального диаметра
Шаг или TPI	1.5 mm или 18 TPI	Предотвращает несовместимость одинакового диаметра с неверным шагом
Исполнение	Наружная или внутренняя	Определяет наличие на штоке резьбовой шпильки или резьбового отверстия
Класс допуска	6g, 6H, 2A, or 2B	Определяет систему размерных допусков и припусков
Направление резьбы	Правая, если не указано иное	Исключает ошибочную логику от самоотвинчивания или отказ при сборке
Полезное зацепление	Указанная на чертеже длина или глубина	Исключает неполный сбег и зазор до дна
Буртик и сбег	Диаметр, проточка и зазор в углу	Позволяет ответной детали сесть без заклинивания на первой неполной нитке
Средства фиксации	Контргайка, самостопорящийся элемент или одобренный клей	Определяет сохранение регулировки
Материал и поверхность	Марка штока, покрытие, ответный материал, смазка	Влияет на износ, коррозию, задиры, трение и допустимые напряжения резьбы

Ответный компонент проверяют одновременно. Вилка может иметь правильную номинальную резьбу, но упереться в буртик, исчерпать глубину внутренней резьбы или потерять затяжку из-за невозможности посадить контргайку.

Рассматривайте конец штока как интерфейс из трёх поверхностей: винтовая резьба передаёт осевую нагрузку, буртик или контргайка задаёт посадку, а геометрия принадлежности направляет нагрузку в машину. Проверка только первой поверхности упускает две распространённые причины несовместимости на месте установки.

Наружные и внутренние концы штока

Наружную резьбу легко проверить кольцевым калибром; она подходит для распространённых вилок, проушин и муфт. При этом резьба остаётся открытой при обращении. Внутренний конец защищает резьбу внутри штока, но для заданной нагрузки требуются достаточные диаметр штока, глубина резьбы, зазор до дна и толщина стенки.

Ни одно исполнение не является универсально более прочным. Сравнивайте полные номинальные данные и чертёж поставщика. В каталогах Parker есть конфигурации штока как с внутренней, так и с наружной резьбой, что подтверждает: исполнение конца штока является опцией цилиндра, а не региональным допущением (каталог Parker P1P, по состоянию на 2026 г.).

Резьба конца штока — не резьба порта

Конические трубные резьбы BSPT, NPT и цилиндрическая G относятся к соединениям для рабочих сред и системам уплотнения. Их не следует включать в стандартную таблицу крепления конца штока, если только контролируемый специальный чертёж намеренно не использует такую резьбу как механический интерфейс. Руководство по стандарту NPT объясняет, почему для конической трубной резьбы действуют отдельные правила уплотнения и зацепления.

Acme и метрическая трапецеидальная резьба относятся к силовым винтовым профилям. Они встречаются в специально спроектированных механизмах, но не являются обычным выбором для конца штока пневмоцилиндра ради «точного позиционирования». Резьба конца штока крепит оснастку, а не превращает пневмопривод в ходовой винт.

Чем различаются обозначения метрической и унифицированной резьбы?

ISO 965-6:2025 перечисляет десять рекомендуемых классов допусков метрической резьбы, тогда как для обычной унифицированной резьбы в ASME B1.1 применяются шесть известных обозначений классов A/B. Строчные буквы в метрической системе обычно обозначают поля допуска наружной резьбы, прописные — внутреннюю резьбу, а A/B в унифицированной системе выполняют такое же разделение наружной и внутренней резьбы (ISO 965-6; ASME B1.1).

Чтение обозначения метрической резьбы ISO

Рассмотрим пример наружной резьбы:

M16 x 1.5 - 6g, наружная правая, полезная резьба 24 mm

M обозначает метрическую систему резьбы ISO.
16 — номинальный диаметр в миллиметрах.
1.5 — шаг в миллиметрах.
6g — класс допуска наружной резьбы.
RH подтверждает правую резьбу.
24 mm полезной резьбы — контролируемая длина, а не допущение по номинальному размеру.

ISO 261 устанавливает общий ряд метрической резьбы M по ISO и направляет выбор допусков к ISO 965-1 (ISO 261:1998, подтверждено в 2024 г.; ISO 965-1:2026). Если шаг на чертеже не указан, может подразумеваться стандартный крупный шаг, однако явное указание шага устраняет неоднозначность при международных закупках.

Для распространённой ответной внутренней резьбы может применяться 6H, но не следует автоматически добавлять это значение в каждую спецификацию цилиндра. Владелец чертежа должен выбрать и проверить фактическую посадку, припуск на покрытие, метод контроля и ответную деталь.

Чтение обозначения унифицированной дюймовой резьбы

Рассмотрим пример наружной резьбы:

3/8-24 UNF-2A, наружная правая, полезная резьба 0.75 in

3/8 — номинальный диаметр в дюймах.
24 — число ниток на дюйм.
UNF обозначает унифицированную мелкую серию.
2A обозначает наружную резьбу класса 2.
Ответная внутренняя резьба имеет обозначение B, обычно 2B для заданной посадки.

Классы 1, 2 и 3 задают последовательно более узкие допуски. Это не марки материала, не допустимые нагрузки и не автоматические показатели вибростойкости. Действующий ASME B1.1 не предусматривает обычных классов 4A/4B; такие обозначения не должны появляться в стандартной закупочной таблице.

Класс допуска резьбы — стандартизованное сочетание степени и положения допуска либо припуска, применяемое к размерам резьбы. Оно регулирует допустимое отклонение размеров и посадку сопряжения, но само по себе не определяет прочность на растяжение и срез ниток, усталостную долговечность, вибростойкость или пригодность способа фиксации.

Система резьбы	Пример наружной	Пример ответной внутренней	Единица шага
Метрическая ISO	M16 x 1.5 - 6g	M16 x 1.5 - 6H	Миллиметры на нитку
Унифицированная крупная	3/8-16 UNC-2A	3/8-16 UNC-2B	Ниток на дюйм
Унифицированная мелкая	3/8-24 UNF-2A	3/8-24 UNF-2B	Ниток на дюйм

Какой шаг выбрать: крупный или мелкий?

В данных Festo по DSBC стандарта ISO 15552 для цилиндров диаметром 32, 40, 50 и 63 mm указаны наружные резьбы штока M10x1.25, M12x1.25 и M16x1.5. Эти значения показывают, что в реальных сериях шаг задаёт производитель, а универсального правила «крупный для тяжёлых условий, мелкий для точности» не существует (Festo DSBC).

Используйте стандартное исполнение конца штока производителя цилиндра, если оно соответствует принадлежности и нагрузке. Отступайте от него только при наличии инженерного обоснования и контролируемого специального чертежа.

Фактор выбора	Тенденция крупного шага	Тенденция мелкого шага	Что всё равно проверить
Скорость сборки	Меньше оборотов на то же перемещение	Больше оборотов на то же перемещение	Требуемая процедура регулировки
Устойчивость к повреждениям	Более глубокий профиль может быть устойчивее к грязи и обращению	Мелкий профиль может быть чувствительнее к повреждениям	Материал, покрытие, чистота
Расчётная площадь растяжения	Обычно меньше при том же номинальном диаметре	Обычно больше при том же номинальном диаметре	Фактическая прочность наружной резьбы на растяжение
Срез внутренней резьбы	Может быть выгоднее в мягких ответных материалах в зависимости от геометрии	Больше зацепленных ниток на единицу длины	Материал внутренней резьбы и полезная глубина
Разрешение регулировки	Больше осевое перемещение за оборот	Меньше осевое перемещение за оборот	Контргайка и окончательный способ фиксации

Таблица описывает тенденции, а не допустимые характеристики. Мелкий шаг не обеспечивает точность пневматического позиционирования, а крупный не гарантирует вибростойкость. Поведение соединения определяется предварительной затяжкой, посадкой, поперечной нагрузкой, циклическим усилием, способом фиксации, повреждениями и качеством монтажа.

Цилиндр на стяжках ISO 15552 с открытой наружной резьбой штока

Открытая наружная резьба позволяет непосредственно проверить диаметр, шаг, полезную длину, сбег, буртик и зазор под контргайку.

Стандарты цилиндра и принадлежностей регулируют разные уровни

ISO 15552:2018 охватывает пневмоцилиндры со съёмными креплениями диаметром от 32 до 320 mm и максимальным номинальным давлением 1,000 kPa, или 10 bar. Стандарт устанавливает основные, монтажные и присоединительные размеры для взаимозаменяемости, но не гарантирует одинаковое обозначение конца штока для всех опций поставщиков (ISO 15552, подтверждено в 2025 г.).

Используйте три уровня подтверждения:

Стандарт цилиндра: устанавливает применимое семейство размеров и область действия.
Конфигурация поставщика: определяет точный конец штока, порт, материал штока, амортизацию, датчики и опции кода заказа.
Чертёж интерфейса машины: задаёт ответную принадлежность, монтажную длину, выверку, зазоры и критерии приёмки.

Используйте стандарт для области действия, чертёж поставщика для конфигурации цилиндра, а чертёж машины — для установленного соединения.

Последовательность проверки взаимозаменяемости цилиндров ISO 15552 применяет эти уровни к полной замене. При проверке только конца штока сохраняйте ту же дисциплину, но ограничьте сравнение путём передачи нагрузки и габаритами принадлежности.

ISO 8140:2018 отдельно устанавливает взаимозаменяемые монтажные размеры резьбовых вилок конца штока для серий пневмоцилиндров на 10 bar. В основу проектирования положены максимальные усилия, определяемые диаметром и давлением цилиндра по ISO 6432, ISO 15552 и ISO 21287 (ISO 8140, подтверждено в 2024 г.).

Такое разделение ответственности важно. Стандарт цилиндра, стандарт принадлежности, чертёж поставщика и чертёж машины могут быть корректны, одновременно регулируя разные размеры. Закупочная спецификация должна указывать, какой документ отвечает за каждый интерфейс, а не требовать от одного стандарта подтверждения всей сборки.

Стандарты, не определяющие обозначение конца штока

ISO 9001 относится к системе менеджмента качества. Требования CE и UL зависят от изделия, оборудования, рынка и применимой процедуры оценки соответствия. Ни одна из этих маркировок не заменяет диаметр, шаг, исполнение, класс допуска, длину и буртик резьбы штока или ответную принадлежность.

Региональные предпочтения также являются слабым доказательством. Метрическая резьба распространена во всём мире, однако североамериканское оборудование может использовать метрические цилиндры, а европейские машины — специальные унифицированные интерфейсы. Читайте установленный чертёж и номер детали.

Как проверить нагрузку, зацепление и фиксацию?

NASA RP-1228 показывает изменение расчётного коэффициента момента от 0.074 до 0.250 при изменении принятого коэффициента трения от 0.05 до 0.20. Такая чувствительность объясняет, почему класс резьбы или общий момент затяжки не определяют прочность соединения без данных о материале, смазке, геометрии и нагрузке (руководство NASA по проектированию крепежа).

Начните с максимального осевого усилия, которое может передать цилиндр, с учётом изменения давления и фактического рабочего состояния. Идеальное соотношение пневматического усилия:

F_{\mathrm{ideal}} = P \cdot A

Здесь $F_{\mathrm{ideal}}$ — теоретическое осевое усилие в ньютонах, $P$ — эффективное давление в паскалях, а $A$ — площадь поршня под давлением в квадратных метрах. Уравнение предполагает равномерное давление и не учитывает трение, противодавление, ускорение, удар, боковую нагрузку и требования безопасности. Оно задаёт исходную нагрузку, а не допустимую нагрузку резьбы.

Для расчёта усилия и преобразования единиц используйте руководство по площади штока пневмоцилиндра до проверки механического соединения.

Проверяйте не только напряжение растяжения

Инженерная проверка должна охватывать:

прочность наружного резьбового участка на растяжение
прочность наружной и внутренней резьбы на срез ниток
эффективное зацепление без учёта фаски, сбега и зазора до дна
усталость от повторной осевой нагрузки и ударов
изгиб из-за перекоса или неподдерживаемой принадлежности
опорную поверхность буртика и посадку контргайки
коррозию, наращивание покрытия, смазку, износ и риск задиров нержавеющей стали
защиту от ослабления и утверждённую процедуру сборки

Универсального правила 1.0d or 1.5d зацепления, гарантирующего полную прочность для любой пары материалов, не существует. Стальная наружная резьба в алюминиевой вилке имеет иной предел среза ниток, чем соединение сталь–сталь. Используйте применимый метод расчёта площади среза резьбы, фактические допустимые характеристики материалов, ограничения поставщика и проверенную полезную глубину.

Эффективное резьбовое зацепление — осевая длина, на которой полные профили наружной и внутренней резьбы совместно несут нагрузку. Она не включает заходные фаски, неполный сбег, повреждённые нитки и неиспользуемое пространство на дне глухого отверстия. Поэтому номинальная глубина нарезания и эффективное зацепление не взаимозаменяемы.

Аналогично, не назначайте 3:1, 5:1 или 10:1 только по общему отраслевому ярлыку. Требуемый запас определяется оценкой рисков машины, применимым стандартом безопасности, неопределённостью нагрузки, последствиями отказа и утверждёнными правилами проектирования компании.

Контролируйте боковую нагрузку и посадку

Parker предупреждает, что штоки обычно не рассчитаны на изгибающие моменты или нагрузки, перпендикулярные движению штока, а внешний упор может создавать изгиб и удар по штоку (каталог Parker 0900P). Правильная резьба не компенсирует перекос механизма.

Если механизму требуется шарнирное движение, используйте вилку или сферическую проушину штока, затем подтвердите угловой диапазон и монтажную геометрию. Затягивайте контргайку на предназначенной плоской опорной поверхности, а не на неполном сбеге резьбы. Если принадлежность должна оставаться регулируемой, определите контроль окончательной ориентации и фиксации.

Резьбовой калибр отвечает на вопрос: «Изготовлена ли резьба в заданных пределах?» Он не отвечает на вопрос: «Сядет ли эта принадлежность, выровняется, зафиксируется и выдержит нагрузку машины?» План контроля должен включать и проверку соответствия, и сборочную проверку на уровне интерфейса.

Как составить спецификацию, готовую к закупке?

Каталог Parker просит покупателей указать диаметр и шаг резьбы, длину резьбы, размеры наружного или внутреннего конца штока и размерный эскиз для специальных исполнений. Объединение этих требований в одну строку запроса котировки сокращает несколько раундов уточнений и позволяет проверить полученную деталь по выпущенному требованию (каталог Parker 0900P).

Следуйте этой последовательности:

Запишите производителя установленного цилиндра, полный номер детали, ревизию, диаметр, ход и опцию конца штока.
Получите актуальный конфигурационный чертёж. Не копируйте общую таблицу серии, если суффиксы опций меняют конец штока.
Определите номер ответной детали и её контролируемый чертёж.
Проверьте систему резьбы, номинальный размер, шаг/TPI, исполнение, класс допуска и направление.
Сравните полезную длину или глубину резьбы, диаметр буртика, проточку, сбег, фаску и зазор до дна.
Подтвердите размеры контргайки, вилки, проушины штока, муфты, проставки или сферического подшипника.
Проверьте осевое усилие, боковую нагрузку, усталость, среду, способ фиксации и инструкции по сборке.
Определите подтверждающие документы: резьбовые калибры, размерный отчёт, сертификат материала, протокол покрытия и сборку первого образца.
Зафиксируйте утверждённый чертёж поставщика и ревизию интерфейса машины.
Испытайте первый образец на машине до разрешения неограниченных повторных заказов.

Пример обозначения в запросе котировки

Конец штока:
M16 x 1.5 - 6g, наружная правая
Минимум 24 mm полезной резьбы полного профиля
Диаметр буртика и сбег по приложенному чертежу DR-1042 Rev C
Поставка с соответствующей контргайкой M16 x 1.5
Материал штока и обработка поверхности по спецификации поставщика цилиндра
Ответная вилка: деталь CL-216 Rev B
Первый образец: отчёт по резьбовому калибру и подтверждённые посадка и выверка вилки
Замена шага, исполнения резьбы или геометрии конца штока без письменного разрешения не допускается

При работе с разными поставщиками приложите исходный и предлагаемый конфигурационные чертежи. Формулировки «такой же цилиндр ISO» недостаточно. Проверка должна подтвердить совместимость конца штока, принадлежности, монтажного габарита, портов, датчиков, амортизации и рабочих ограничений.

Зафиксируйте утверждённый интерфейс до повторных заказов

ISO 15552 охватывает диаметры цилиндров от 32 до 320 mm, а Parker документирует пять стандартных исполнений конца штока и специальные конфигурации. Такой диапазон стандартизованных габаритов и опций поставщиков делает управление ревизиями обязательным: после утверждения должны оставаться связанными принятый номер детали, конфигурационный чертёж, принадлежность, протокол контроля и испытание на машине (ISO 15552; каталог Parker 0900P).

Сохраните принятые чертежи поставщика и интерфейса машины с идентификаторами ревизий. Запишите все утверждённые отклонения, измерения первого образца, результат резьбового калибра и проверку ответной принадлежности. Закупки должны повторно заказывать точную выпущенную конфигурацию, а не название серии, восстановленное по описанию в письме.

Если поставщик меняет материал штока, покрытие, класс допуска, длину резьбы, буртик, контргайку или суффикс опции, повторите проверку интерфейса. Резьба того же размера всё равно может изменить посадку, трение, коррозионное поведение или эффективное зацепление. Именно управление конфигурацией превращает успешный первый образец в воспроизводимую замену.

Частые вопросы о резьбе конца штока цилиндра

ASME B1.1 использует шесть обычных обозначений классов A/B, а ISO 965-6:2025 перечисляет десять рекомендуемых классов допусков метрической резьбы. На большинство вопросов о конце штока проще ответить, если до предположений о прочности или фиксации определить систему резьбы, наружное/внутреннее исполнение, конфигурационный чертёж и ответную принадлежность (ASME B1.1; ISO 965-6).

Можно ли использовать метрический конец штока в дюймовой машине?

Да, если ответный интерфейс намеренно переработан или одобрен рассчитанный адаптер. Не навинчивайте почти подходящую дюймовую принадлежность на метрическую резьбу с усилием. Зафиксируйте обе стороны перехода, проверьте монтажную длину и шарнирность и убедитесь, что адаптер не создаёт неподдерживаемый изгиб, уменьшенное зацепление или неутверждённую точку отказа.

Является ли 6g обозначением того же типа, что и 2A?

Оба обозначают классы допуска наружной резьбы, но относятся к разным стандартам и не являются прямыми эквивалентами. 6g — метрическое обозначение ISO; 2A — обозначение унифицированной дюймовой резьбы. Укажите полную систему резьбы и ответную внутреннюю резьбу, затем проверяйте каждую деталь калибрами и пределами, применимыми к этой системе.

Делает ли более узкий класс допуска конец штока прочнее?

Не автоматически. Более узкий класс меняет допуск и посадку, но не материал штока, эффективную площадь растяжения, площадь среза внутренней резьбы, зацепление или усталостную нагрузку. Прочность проверяют по всему соединению. Выбор класса 3 только ради вибрации или «максимальной прочности» может усложнить изготовление и сборку, не решив реальную проблему нагрузки.

Какая длина резьбового зацепления достаточна?

Универсального кратного номинальному диаметру значения, гарантирующего полную прочность, не существует. Требуемое зацепление зависит от материалов наружной и внутренней резьбы, геометрии, допуска, эффективной глубины полного профиля, нагрузки и проектного запаса. Используйте признанный метод расчёта прочности резьбы и ограничения поставщика, затем убедитесь, что фаски, сбег и зазор до дна не включены в полезное зацепление.

Какие данные нужны для нестандартного конца штока?

Укажите полную модель цилиндра, диаметр, ход, диаметр штока, чертёж резьбы, исполнение, направление, шаг, класс допуска, полезную длину, геометрию буртика и проточки, материал и покрытие, ответную принадлежность, осевые и поперечные нагрузки, среду, способ фиксации и критерии контроля. Для любой нестандартной геометрии размерный чертёж надёжнее текстового запроса.

Руководство по заданию типов резьбы на конце штока пневмоцилиндра

Jason Tan