那個空的等級後來有了數字,還附了一份抗咬合劑配方

本站有兩頁是帶著問號結束的。一頁說 1921 年的螺紋委員會定義了一個「扳手配合」等級,然後在完全沒有允差與公差數值的狀態下把它發行出去,並希望「早日」把它們決定下來。另一頁說 1864 年的委員會用一條公式定下了對邊寬度,而現代的答案換成了一張表。同一份文件同時回答了這兩個問題。那是委員會自己在 1928 年做的修訂版,免費就讀得到,而扳手配合那一級就在裡面。

「They are presented for the information of those who may have use for them but are in no way mandatory.」 (它們是提供給可能用得上的人參考的,但絕不具強制性。) 這是 1928 年修訂版在介紹 「附錄 5:class 5,螺樁的扳手配合(暫行規範)」時寫的。 距離那個等級在沒有任何數字的狀態下被發行 七年之後,它有數字了。它同時也有了新的編號、一個更窄的範圍、 一個在附錄而不是本文的位置,以及標題裡的「暫行」兩個字。

這份文件是 全國螺紋委員會報告,1928 年修訂版, 1928 年 6 月 22 日核可,1929 年以標準局雜項出版品第 89 號印行。 它自己的前言稱它是第三份報告,是 1924 年報告的修訂, 所以序列是:1921 年進度報告、1924 年報告、1928 年修訂。 它是美國政府出版品,完整掃描本在 Internet Archive 上。

那份前言裡有一個變動值得單獨記下來。委員會所頒布的螺紋標準,其名稱 已由「national」改為「American National」。 那個字首就是從這裡來的,而且有日期。

那些數字是從哪裡來的

附錄自己交代了來源,而讀過本站其他幾份文件的人會覺得眼熟。這些暫行規範是 一部分依據標準局所進行的一項調查中取得的實驗數據, 一部分依據從製造商取得的、關於現行做法的數據

一半實驗,一半對「工廠已經在做什麼」的調查。 Whitworth 在 1841 年取了英國工廠的平均,費城的委員會在 1864 年取了他們所謂 實際在用的比例的一個公允平均, 而 1920 年的委員會把公差訂成配得上市面上已有的絲攻。 工具沒有換過;這一次只是多配了一間實驗室。

而且它還沒做完。這些規範 只對設在硬材料(文中舉的是鑄鐵、鋼、青銅)裡的螺樁是完整的, 對設在鋁裡的螺樁並不完整;後者可以容許較大的金屬干涉量。

那個等級變成了什麼

19211928
叫什麼Class IV,扳手配合Class 5,螺樁的扳手配合
在哪裡在本文,與其他等級並列在附錄 5,標著暫行
涵蓋四分之一英寸以上、要以扳手永久裝定的螺紋件要以動力永久裝定的螺樁與攻牙孔
尺寸四分之一英寸以上四分之一英寸到一英寸半,含兩端
分支A 給輕斷面、B 給重斷面沒有;硬材料完整,鋁不完整
數值沒有有了,而且絕不具強制性

定義從「一隻手握著扳手」變成了機器:要以 動力永久裝定的螺樁與攻牙孔。 而牙型本身也為這個等級做了修改:用的是 American National 牙型, 但攻牙孔的牙頂被比標準多截掉一些, 使得最小的螺紋嚙合深度是 基本牙深的一半

兩個值得知道的數字

第一個是關於接合有多長。公差與允差是以下列嚙合長度為基礎的: 設在硬材料裡的螺樁是基本外徑的一倍半,設在軟材料裡的是兩倍。 而選比較長那個的理由被寫明了:兩倍直徑 對於設在軟材料裡、又要承受交變應力或振動的螺樁,特別可取

第二個才是要記住的那個,因為它是一個關於維修的設計決定。 最小干涉量被訂成能在所有情況下得到扳手緊配合;而且,只要牙面光滑、牙型保持完好, 它們容許同一支螺樁與同一個孔拆裝多達四次,並且仍然得到令人滿意的扳手緊配合

四次。一個帶著「你可以拆幾次」規定次數的干涉配合。 那不是一句警語,也不是經驗法則;那是那條干涉量帶當初就是繞著它畫的數字。

最大干涉量則是從另一邊訂的。它被選成:只要螺紋有良好潤滑,就不會發生咬死或燒結; 而且即使是較小尺寸的低碳鋼螺樁,只要裝配速率不過快,也不會斷。 攻牙孔的公差與 class 4 緊配合相同,而附錄註明這 使得必須使用磨牙絲攻

那份潤滑膏

附錄用來稱呼那個潤滑劑的字是 lute,而它給了兩份。 這是一份 1928 年的國家標準,用比例與篩目印出了一份抗咬合劑的配方。

一種白鉛與油的混合物;重要的是它要有 濃稠的流體稠度,才能防止咬死或燒結, 尤其是在硬材料上的細牙;而且應該大量塗佈

或者是一種由通過 200 目篩的鋅粉 40 %,與凡士林 60 % 組成的潤滑膏;用它可以讓螺紋在最大干涉量下咬死或燒結的傾向 顯著降低

這兩份都是作為歷史文字引述的,兩者都不是建議。 白鉛是鉛化合物,本站不建議使用。 值得帶過來的是那個推理的結構,不是那個化學: 那條干涉量帶當初就是在「會有潤滑劑在那裡」的假設下畫出來的,而標準指名了是哪一種。 現代的接合處在同一個位置上,這也是為什麼 上抗咬合劑會改變扭力數值, 而不只是讓組裝變得比較順。

另一條沒收的線:對邊寬度

1928 年的報告裡另有一節講 扳手頭螺栓與螺帽,以及扳手開口, 而它的第一句就把第二個迴圈關掉了。委員會很早就投注心力的一個項目, 是螺栓與螺帽比例的標準化, 特別是對邊寬度,因為減少必要的棒材、螺絲模與扳手尺寸種類是可取的

這是本站第三次在一手文件裡讀到這個理由。Whitworth 在 1841 年想要一套共同的螺紋, 好讓一組攻牙器具就夠用。 1864 年費城的委員會指出,兩個直徑共用同一個節距促進了攻牙器具的節省。 而現在,1928 年,同一個論點走到了扳手上。

這些尺寸的用意是 取代所有既有的、為商用標準螺栓頭與螺帽長出來的標準; 而扳手開口的種類之所以能減少,是靠 取消三十二分之一英寸的尺寸並刪掉少用的尺寸。 這份標準以大致相同的形式,發表為 美國標準協會的 B18b-1926 號報告

機制才是要留下來的部分,因為它解釋了扳手為什麼套得上去:

「在所有情況下,螺栓頭與螺帽的基本對邊寬度都取為最大尺寸, 而螺栓頭與螺帽的公差只往負向。 最小的扳手開口被訂成能在最大螺帽與最小扳手之間提供正的間隙, 而扳手開口的公差只往正向。 這確保了扳手對螺栓頭與螺帽是配得上的;而所容許的公差已經放到最大, 大到不會讓扳手把螺栓頭或螺帽的角壓壞為止。」

螺帽只能比標稱小,扳手只能比標稱大。所以扳手一定套得上去, 而那個間隙被壓到「角撐得住」的極限。 兩條各自單邊、方向相反的公差帶,比多數人以為的、一支扳手背後該有的東西整齊得多。

其中一個後果就印在工具上。 扳手上應該打的是基本對邊寬度,也就是螺帽的最大寬度。 扳手上那個數字,講的是那顆扣件,不是扳手自己的開口。 而委員會表格裡的最大與最小值,被描述成 用來檢驗扳手的通過與不通過量規塊尺寸,不是產品尺寸。 至於那個數字一開始是誰決定的,仍然是 一張表而不是一條公式

讀完可以帶走什麼

  • 標準裡的一個缺口可以花七年,而且填完了還是暫行。那個等級 1921 年被定義,1928 年被填上,而即使如此仍然是放在附錄裡當資訊、絕不具強制性、而且對鋁不完整
  • 干涉配合可以有一個設計好的重複使用次數。這裡是四次,條件是牙面保持光滑、牙型保持完好
  • 潤滑劑是被算進公差裡的,不是可有可無的附加品;而標準指名了配方
  • 扳手套得上去,是因為兩條公差朝相反方向。螺帽只往負、扳手開口只往正,而工具上打的那個數字是螺帽的最大寬度
  • 標準化的理由將近一個世紀沒有變過。減少棒材、螺絲模與扳手的尺寸種類;1841、1864、1928 都寫著同一句

這三個委員會共有、卻從來不宣傳的那個習慣,才是值得借走的: 當他們不知道的時候,他們把「不知道」寫下來、把缺口公開,然後回來補。 1928 年這一冊是一份會說出「前一冊哪些地方錯了」的修訂版; 那比一份看起來完整無缺的標準,更罕見。

這一篇屬於第 2 步,牙。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件;至於為什麼順序做反了是重工而不是微調,見指定一顆螺絲

常見問題

扳手配合那個等級後來有拿到公差值嗎?

有,在 1928 年的修訂版裡,以「附錄 5:class 5,螺樁的扳手配合,暫行規範」印出來。1921 年的進度報告曾寫著委員會沒有足夠的資訊或數據可以列入扳手配合的公差與允差數值。1928 年的附錄說它的數值一部分依據標準局所進行的一項調查,一部分依據從製造商取得的關於現行做法的數據。

class 5 是強制的嗎?

不是。附錄寫著:這些規範是提供給可能用得上的人參考的,但絕不具強制性。它並註明這些規範只對設在硬材料(例如鑄鐵、鋼、青銅)裡的螺樁是完整的,對設在鋁裡的螺樁並不完整,因為後者可以容許較大的金屬干涉量。

扳手配合的螺樁可以拆裝幾次?

1928 年的附錄說四次。所規定的最小干涉量能在所有情況下得到扳手緊配合;而且只要牙面光滑、牙型保持完好,它們容許同一支螺樁與同一個孔拆裝多達四次,並且仍然得到令人滿意的扳手緊配合。

1928 年的標準替扳手配合螺樁指定了什麼潤滑劑?

它給了兩份,並稱之為 lute。一種是白鉛與油的混合物,應有濃稠的流體稠度並大量塗佈,尤其是在硬材料上的細牙。另一種是通過 200 目篩的鋅粉 40 % 與凡士林 60 % 組成的潤滑膏,可顯著降低最大干涉量下咬死或燒結的傾向。這些是歷史文字;白鉛是鉛化合物,本頁不建議使用其中任何一種配方。

扳手為什麼一定套得上螺帽?

因為那兩條公差朝相反方向。1928 年的報告寫著:螺栓頭與螺帽的基本對邊寬度取為最大尺寸,其公差只往負向;而最小的扳手開口被訂成能在最大螺帽與最小扳手之間提供正的間隙,扳手開口的公差只往正向。所容許的公差已放到最大,大到不會讓扳手把角壓壞為止。

扳手上打的那個數字是什麼意思?

那是螺帽的尺寸,不是扳手的開口。報告寫著:扳手上應該打的是基本對邊寬度,也就是螺帽的最大寬度。它並補充,扳手開口表裡的最大與最小值,是用來檢驗扳手的通過與不通過量規塊尺寸,不是產品尺寸。

「American National」這個名字是哪來的?

出自這一次修訂。1928 年報告的前言寫著:委員會所頒布的螺紋標準,其名稱已由 national 改為 American National。同一份前言把這份文件描述為第三份報告,是 1924 年報告的修訂。

參考資料

這份報告是美國政府出版品,屬於公有領域,讀自 Internet Archive 上識別碼 reportofnational89unse 的掃描全文,該項目沒有取用限制。文字辨識會弄壞數字,所以上面引到的數值都跟印刷頁的影像核對過,具體是第 232 與 233 頁;「四分之一英寸到一英寸半」這個範圍是從全解析度的頁面影像讀的。本頁不引用任何一張表的數值,包括 class 5 的允差與公差表以及扳手開口表。那兩份潤滑膏配方是作為歷史文字報告的,兩者都不是建議;白鉛是鉛化合物。1924 年的報告本輪沒有讀,本頁不把任何內容歸給它。1925 年那一冊(雜項出版品第 61 號)有下載並搜尋過,其中沒有出現 wrench fit 或 class 5,因此本頁不引用它。本頁不主張 class 5 或這套對邊尺寸在任何後來或現代的標準裡下落如何,那些本輪都沒有讀。1928 年的附錄寫著 class 5 的節徑公差包含角度變異但不包含導程變異,而本站 1921 年那一頁引的通則寫的是節徑公差包含導程與角度變異;那是一條通則與一條等級專屬條文,本頁不主張其中一條修訂了另一條,因為 1928 年的通則條文本輪沒有逐條核對。粗牙系列新插入的三英寸尺寸的每英寸牙數沒有引用,那個數字在文字層裡壞掉且未經影像核對。

詢價

這一篇不會改變任何一筆訂單。它在站上,是因為本站有兩頁是帶著問號結束的, 而提出第一個問題的那個委員會,七年後在一份附錄裡回答了它,而且仍然叫它暫行。

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