Whitworth estándar británico

El British Standard Whitworth (BSW) es un estándar de rosca de tornillo basado en unidades imperiales, ideado y especificado por Joseph Whitworth en 1841 y posteriormente adoptado como estándar británico. Fue el primer estándar nacional de roscas de tornillo del mundo y es la base de muchos otros estándares, como BSF, BSP, BSCon y BSCopper.

Historia

La rosca Whitworth fue el primer estándar nacional de roscas de tornillo del mundo, ideado y especificado por Joseph Whitworth en 1841. Hasta entonces, la única estandarización era lo poco que habían hecho personas y empresas individuales, y algunas empresas 39; los estándares internos se están extendiendo un poco dentro de sus industrias. El nuevo estándar de Whitworth especificaba un ángulo de rosca de 55° y una profundidad de rosca de 0,640327p y un radio de 0,137329p, donde p es el tono. El paso de la rosca aumenta con el diámetro en pasos especificados en una tabla.

El sistema de roscas Whitworth se adoptaría más tarde como estándar británico y se convertiría en el estándar británico Whitworth (BSW). Un ejemplo del uso del hilo Whitworth son las cañoneras de la Royal Navy durante la Guerra de Crimea. Éste es el primer ejemplo de técnicas de producción en masa aplicadas a la ingeniería marina, como muestra la siguiente cita del obituario de The Times del 24 de enero de 1887 para Sir Joseph Whitworth (1803-1887):

La Guerra de Crimea comenzó, y Sir Charles Napier exigió del Almirantazgo 120 lanchas, cada una con motores de 60 caballos de fuerza, para la campaña de 1855 en el Báltico. Sólo había noventa días en los que cumplir esta solicitud, y, como era el momento, el edificio de las lanchas no presentaba dificultad. Sin embargo, era de otra manera con los motores, y la Almirantazgo estaba desesperada. De repente, por un flash del genio mecánico que era inherente a él, el difunto Sr. John Penn resolvió la dificultad, y lo resolvió bastante fácilmente. Tenía un par de motores a mano del tamaño exacto. Los llevó a pedazos y distribuyó las piezas entre las mejores maquinas del país, diciéndole a cada uno que hiciera 90 sets exactamente en todos los aspectos de la muestra. Las órdenes fueron ejecutadas con una regularidad infalible, y en realidad completó noventa juegos de motores de 60 caballos de fuerza en noventa días – una hazaña que hizo que las grandes Potencias Continentales miraran con asombro, y que era posible sólo porque los estándares de medición y de precisión Whitworth y acabado eran para ese tiempo completamente reconocidos y establecidos en todo el país.

El Museo de Australia Occidental levantó un ejemplo original del motor tipo cañonera de los restos del SS Xantho. Al desmontarlo, se demostró que todas sus roscas eran del tipo Whitworth.

Con la adopción de BSW por parte de las empresas ferroviarias británicas, muchas de las cuales habían utilizado anteriormente sus propios estándares tanto para roscas como para perfiles de cabezas de pernos y tuercas, y la creciente necesidad general de estandarización en las especificaciones de fabricación, llegó a dominar la fabricación británica. .

En los EE. UU., el BSW fue reemplazado cuando los pernos de acero reemplazaron al hierro, pero todavía se usaba para algunas piezas de aluminio hasta las décadas de 1960 y 1970, cuando los estándares métricos International Inch reemplazaron a las pulgadas estadounidenses y británicas en 1951-1964. .

American Unified Coarse (UNC) se basó originalmente en casi las mismas fracciones imperiales. El ángulo de rosca unificado es de 60° y tiene crestas aplanadas (las crestas de Whitworth son redondeadas). Desde 1⁄4 hasta 1+1⁄2 pulgadas, El paso de rosca es el mismo en ambos sistemas, excepto que el paso de rosca para 1⁄2 en perno es de 12 hilos por pulgada (tpi) en BSW frente a 13 tpi en UNC.

Forma del hilo

La forma de un hilo Whitworth se basa en un triángulo fundamental con un ángulo de 55° en cada pico y valle. Los lados forman un ángulo de flanco de Θ = 27,5° perpendicular al eje. Así, si el paso del hilo es p, la altura del triángulo fundamental es H = p/(2tanΘ) = 0,96049106p. Sin embargo, los 1⁄6 superiores e inferiores de cada uno de estos triángulos está cortado, por lo que la profundidad real de la rosca (la diferencia entre los diámetros mayor y menor) es 2⁄ 3 de ese valor, o h = p/(3tanΘ) = 0,64032738p. Los picos se reducen aún más redondeándolos con un arco circular de 2×(90° − Θ) = 180° − 55° = 125°. Este arco tiene una altura de e = Hsin Θ/6 = 0,073917569p (dejando un flanco recto con profundidad de h − 2e = 0,49249224p) y un radio de r = e/(1 − sen Θ) = 0,13732908p.

Lista de tamaños de hilo

A continuación se muestra la tabla histórica de tamaños de roscas, que no debe confundirse con las roscas G, que en realidad se utilizan como tuberías estándar británicas. Por ejemplo, un G½ (media pulgada) tiene 20,955 mm de diámetro.

Tamaño de Spanner (francés)

Para simplificar las cosas, el término hexágono se utiliza en esta sección para denotar la cabeza del perno o la tuerca.

Las marcas de llave Whitworth y BSF se refieren al diámetro del perno, en lugar de a la distancia entre las caras del hexágono (A/F) como en otras normas. Puede surgir confusión porque cada hexágono de Whitworth era originalmente un tamaño más grande que el del sujetador BSF correspondiente. Esto lleva a casos en los que, por ejemplo, una llave inglesa marcada 7⁄16 BSF tiene el mismo tamaño que uno marcado como 3⁄8 W. En ambos casos, el ancho de la mordaza de 0,710 pulgadas, es decir, el ancho a lo largo de la superficie plana del hexágono, es el mismo.

Ciertas ramas de la industria utilizaban sujetadores Whitworth con un hexágono más pequeño (idéntico al BSF del mismo diámetro de perno) bajo la designación "AutoWhit" o Auto-Whit y esta serie fue formalizada por la Asociación Británica de Normas de Ingeniería en 1929 como estándar No. 193, con el modelo 'original' siendo la serie No. 190 y la serie BSF el No. 191.

Durante la Segunda Guerra Mundial, el hexágono de menor tamaño se adoptó más ampliamente para ahorrar metal y este uso persistió a partir de entonces. Por lo tanto, hoy en día es común encontrar un hexágono de Whitworth que no se ajusta a la llave nominalmente correcta y, siguiendo el ejemplo anterior, se puede marcar una llave más moderna como 7⁄16 BS para indicar que tienen un tamaño de mandíbula de 0,710 pulgadas y están diseñados para soportar el (posterior) 7⁄16 BSW o 7⁄16 BSF hexágono.

Los sujetadores Whitworth con hexágonos más grandes según BS 190 ahora se denominan coloquialmente "de antes de la guerra". tamaño, aunque eso no es estrictamente correcto.

Lista de tamaños de cabeza hexagonal

Comparación con otras normas

El estándar británico Standard Fine (BSF) tiene el mismo ángulo de hilo que el BSW, pero tiene un campo de hilo más fino y menor profundidad de hilo. Esto es más como el tornillo "mecánico" moderno y fue utilizado para maquinaria fina y para pernos de acero.

El estándar British Standard Cycle (BSC) que reemplazó el estándar Cycle Engineers' El estándar del Institute (CEI) se utilizó en bicicletas y motocicletas británicas. Utiliza un ángulo de rosca de 60° en comparación con el Whitworth de 55° y pasos de rosca muy finos.

El estándar de rosca de tornillo (BA) de la Asociación Británica a veces se clasifica con los sujetadores estándar de Whitworth porque a menudo se encuentra en la misma maquinaria que el estándar de Whitworth. Sin embargo, en realidad es un estándar métrico que utiliza un ángulo de rosca de 47,5° y tiene su propio conjunto de tamaños de cabeza. Las roscas BA tienen diámetros de 6 mm (0BA) y menores, y se utilizaban y se siguen utilizando especialmente en maquinaria de precisión.

El ángulo Whitworth de 55° sigue siendo comúnmente utilizado en la actualidad en todo el mundo en forma de las 15 roscas de tubería estándar británicas definidas en ISO 7, que se utilizan comúnmente en sistemas de suministro de agua, refrigeración, neumáticos e hidráulicos. Estas roscas se designan con un número entre 1/16 y 6 que se origina a partir del diámetro interno nominal (i/d) en pulgadas de una tubería de acero para la cual se diseñaron estas roscas. Estas designaciones de roscas de tuberías no se refieren a ningún diámetro de rosca.

Otros hilos que utilizaron el ángulo de Whitworth 55° incluyen los hilos Brass, British Standard Conduit (BSCon), Model Engineers' (ME), y British Standard Copper (BSCopper).

Uso actual

La rosca de tubería estándar británica ampliamente utilizada (excepto en los EE. UU.), según lo define la norma ISO 228 (anteriormente BS-2779), utiliza la forma de rosca estándar de Whitworth. Incluso en Estados Unidos, los componentes de refrigeración líquida de las computadoras personales utilizan el G1⁄4 hilo de esta serie.

La montura de rosca Leica utilizada en cámaras de telémetro y en muchas lentes de ampliación es 1+ Whitworth de 17⁄32 por 26 vueltas por pulgada; un artefacto de esto fue desarrollado por una empresa alemana especializada en microscopios y, por lo tanto, equipado con herramental capaz de manejar roscas en pulgadas y en Whitworth.

Los 5⁄32 en hilos Whitworth han sido el estándar Hilo Meccano desde hace muchos años y sigue siendo el hilo que utiliza la empresa francesa Meccano.

Los pernos de suspensión de iluminación escénica suelen tener 3⁄8 de y 1⁄2 en BSW. Las empresas que inicialmente se convirtieron a hilos métricos han vuelto a hacerlo, después de quejarse de que los hilos métricos más finos aumentaban el tiempo y la dificultad de instalación, que a menudo tiene lugar en la parte superior de una escalera o andamio.

Las fijaciones para puertas de jardín utilizaban tradicionalmente pernos de carro Whitworth, y estos siguen siendo el estándar suministrado en el Reino Unido y Australia.

Mal uso histórico

Los motores británicos Morris y MG de 1923 a 1955 se construyeron utilizando roscas métricas con cabezas de pernos y tuercas dimensionadas para llaves y vasos Whitworth. En 1919, Morris Motors se hizo cargo de la fábrica francesa de motores Hotchkiss, que se había trasladado a Coventry durante la Primera Guerra Mundial. Las máquinas herramienta Hotchkiss eran de rosca métrica, pero las llaves métricas no estaban disponibles en Gran Bretaña en ese momento, por lo que los sujetadores se fabricaban con rosca métrica pero con cabezas Whitworth.

En la cultura popular

En la película de 2011 Cars 2 de Disney/Pixar, la pista vital para el descubrimiento del villano, Sir Miles Axlerod, es que utiliza pernos Whitworth. Aunque Axlerod no se parece exactamente a ningún coche real (mientras que muchos otros personajes están inspirados en coches reales), parece que se parece más al Range Rover Classic original. En realidad, los primeros modelos de Range Rover usaban piezas con dimensiones imperiales, aunque la fotografía del motor del villano es prácticamente idéntica al posterior Rover V8 de 3,5 litros (un diseño comprado a Buick de GM).