簡介
螺套是鋼絲螺套的簡稱,是一種新型的內螺紋緊固件,是由高強度、高精度、表面光潔的具有菱形截面的不鏽鋼絲精確加工而成的一種彈簧狀內外螺紋同心體。是為保護有色金屬螺紋孔而發展的嵌入物,將其鏇入並緊固在被連線件之一的螺紋孔中,形成符合國際標準內螺紋,形狀類似於螺鏇彈簧,具有較高的硬度及較好的表面粗糙度。分為普通型和鎖緊型兩種,鎖緊型是在普通型的基礎上增加一圈或幾圈鎖緊圈。鋼絲螺套嵌入鋁、鎂合金、鑄鐵、玻璃鋼、塑膠等低強度的工程材料的螺紋孔中,具有連線強度高,抗震、抗衝擊和耐磨損的功能,能分散應力保護基體螺紋,大大延長基體的使用壽命。另外,鋼絲螺套還可以在原基體上的螺紋脫扣或亂牙時,作為修復手段,而不致造成整個基體報廢,並且維修方便,快速經濟。
性能優點
鋼絲螺套作為一種螺套緊固件,其預裝後的內螺紋與普通螺紋相比,具有明顯的優勢:一、延長使用壽命:由於鋼絲螺套是不鏽鋼材料,具有較高硬度,使較軟的基件螺紋壽命增加幾十到幾百倍;增加了其強度,也避免了脫扣,亂扣現象的發生。
二、增強螺紋連線強度:套用於鋁鎂等軟低強度合金材料,能有效增強螺紋的連線強度,鋁型材的普通內螺紋,其最大的抗拉強度為1394N,而預裝鋼絲螺套的內螺紋,其最小抗拉強度可達2100 N[1]。
三、增大受力面:可用於要求有強連線而又不能增加螺孔直徑的薄體機件。
四、改善連線條件,增加螺紋連線的承載力和抗疲勞強度:由於鋼絲螺套是彈性緊固件,使用鋼絲螺套可以消除螺釘與螺孔之間的螺距和牙型偏差,使載荷均勻分布,從而提高了螺紋連線的承載能力和抗疲勞強度。
五、防鏽死:鋼絲螺套材料本身的特性和其表面極光滑,在潮濕、腐蝕等惡劣環境中使用,不會使配合的基體銹死,避免了因螺紋孔銹死無法拆卸而更換昂貴基體的損失。可用於化工、航空、軍事設備等要求高保險係數的場合。
六、耐磨、耐熱、耐腐蝕:由於鋼絲螺套表面光潔度極高,能有效的減少內外螺紋間的摩擦力,其材料本身更是具備了耐高溫,耐腐蝕的特性。可用於經常拆卸、安裝的機件和經常鏇動的螺孔內,延長其使用壽命。
七、抗震、防鬆脫:鎖緊型螺套的特殊構造在強烈的震動和衝擊環境中能將螺釘鎖緊於螺孔中,不會鬆脫,其鎖緊性能優於其他鎖緊裝置。可用於儀器儀表、精密貴重的動力設備、以及航天、航空、軍事設備等要求高保險係數的場合。
八、便於維修:在出現螺紋加工錯誤或對己損壞的內螺紋修復時,使用鋼絲螺套可使基體起死回生,並可以使用原來的螺釘,既快速又經濟。簡單舉例,如柴油機機體、紡織專件、各種鋁機件、車床刀台等會因一個螺孔損壞而報廢,只要將其重新攻絲,安裝螺套,廢件即起死回生。
九、轉換:利用鋼絲螺套進行公制←→英制←→國際標準螺紋孔的轉換,非常方便、快捷、經濟、實用,適用於任何進、出口產品。
用途:
1、提高基體螺紋強度
將螺套安裝在金屬或非金屬的軟材料中形成高強度、耐磨損、具有互換性的標準內螺紋提高基體強度和耐磨性。2、提高螺紋承載能力
有效消除了內外螺紋之間的螺距和牙型半角誤差使每圈螺紋上的負荷均勻。
3、延長基體使用壽命
防止由於螺紋磨損、腐蝕、震動引起的螺紋破損,即使頻繁的安裝拆卸也不會影響基本使用壽命。
4、減小體積和重量
為了儘可能好的利用屈服極限,可選用尺寸較小的,強度較高的螺栓,這樣就最大限度地節約材料,減輕重量和縮小體積。
5、降低成本
使用螺紋護套修復加工錯誤或以損壞的內螺紋孔,以較少的投入對基體進行維修,拯救重要部件。
安裝工具:
安裝鋼絲螺套需使用鋼絲螺套專用工具,主要包括鋼絲螺套專用絲錐、鋼絲螺套安裝扳手、沖斷器、卸套器和鋼絲螺套內螺紋底孔塞規,其中,絲錐用於加工鋼絲螺套的安裝螺紋底孔,安裝扳手用於鋼絲螺套的安裝,沖斷器用於安裝尾柄的沖斷,卸套器用於螺套的拆卸,底孔塞規用於安裝底孔的檢驗。底孔絲錐:
又稱螺套絲錐,用於鋼絲螺套安裝內螺紋的加工,由於鋼絲螺套的外螺紋是一種非標的螺紋,所以這種絲錐和普通的M絲錐在尺寸上是有區別的。
安裝扳手:
鋼絲螺套安裝扳手用於鋼絲螺套在螺紋底孔內的安裝,其基本原理是使鋼絲螺套通過一段引導螺紋,迫使鋼絲螺套外徑收縮,以便順利裝入底孔,分為手動型和自動型兩種。
沖斷器:
沖斷器的目的主要是折斷鋼絲螺套的安裝柄,特別是對於通孔來說,安裝柄是必須要衝斷的。
卸套器:
卸套器用於取出安裝在基體螺紋孔中的鋼絲螺套,對於長時間使用需要更換的螺套,以及由於安裝不到位或者在安裝過程中產生螺紋跳扣等現象而需要取出時使用。
底孔塞規:
底孔塞規主要用於鋼絲螺套安裝內螺紋底孔的檢測,鋼絲螺套安裝後,所形成的內螺紋精度取決於鋼絲螺套的型面製造公差和鋼絲螺套內螺紋底孔的公差。
分類:
(1)按螺套使用功能分類A、普通型螺紋絲套(Helicoil Free-Running Inserts) 標記“FR”
B、鎖緊型螺紋絲套(Helicoil Screw Lock Inserts) 標記“SL”
(2)按螺套材料分類
A、Cr-Ni不鏽鋼材料:通過強度和材料的組合,在通常情況下使用,在輕微型結構、鋁合金結構、海水、含氯液體、增加抗腐蝕性下使用。
B、銅合金材料:在要求用銅的情況下或經常調節轉動的螺紋連線時使用;在要求用於導電或自潤滑等情況時使用。
C、高溫合金材料:溫度在500——750℃時耐熱使用;對宇航裝配技術、飛機發動機、內燃機渦輪壓氣機在750℃內作業時使用。 (3)按鋼絲螺套的螺紋體制分類
A、國際標準ISO“M,MJ”系列鋼絲螺套
螺紋系列標記“M”,“MJ”;火花塞螺紋(Spark plug Thread)絲套在此系列
B、統一螺紋“UN”系列鋼絲螺套(UNIFIED Thread Series)
粗牙螺紋標記“UNC”,細牙螺紋標記“UNF”,超細牙螺紋標記“UNEF”
C、非螺紋密封的管螺紋(British Standard Pipe Thread)螺紋標記號為“G”
(4)按鋼絲螺套的鏇轉方向分類
A、右鏇鋼絲螺套
B、左鏇鋼絲螺套
(5)按鋼絲螺套安裝柄有無分類:
A、有安裝柄鋼絲螺套
B、無安裝柄鋼絲螺套
(6)按鋼絲螺套表面有無鍍層分類
A、表面無鍍層鋼絲螺套
B、表面有鍍層鋼絲螺套 如:鍍銀、鍍鎘等。
套用特點:
(1)自由狀態下的鋼絲螺套直徑比其裝入的螺孔直徑稍大,裝配時使鋼絲螺套受專用扳手扭力從而使其直徑變小,進入已經用專用絲錐攻好絲的螺孔中,裝好以後,鋼絲螺套產生類似彈簧膨脹的作用,使其牢固的固定在螺紋孔內,而永遠不會隨螺釘的擰出而帶出來。(2)增加螺紋連線的承載能力和疲勞強度:鋼絲螺套使螺釘與安裝鋼絲螺套的內螺紋孔之間形成彈性連線,因而消除了內外螺紋之間的螺矩和牙型半角誤差,可在規定的長度上使每圈螺紋上負荷均勻分布,從而加強了內螺紋,並能減振,因此可以提高零件螺紋連線的疲勞強度。
(3)耐磨:鋼絲螺套由極硬的冷軋不鏽鋼絲精確繞制而成的,螺鏇面硬度可達HRC43~50,似鏡的表面(光潔度可達2~4μm)減少了磨擦和磨損,可使螺釘上由磨擦而產生的扭力減少90%,從而用最小的鏇緊螺釘力矩得到最大予緊力矩和螺釘拉力,防止螺釘鬆脫,使各種材質的螺釘處於最佳使用狀態。 (4)耐腐性:由於不鏽鋼絲螺套優良的抗腐蝕性能,使之能夠在多種材料和通常環境條件下確保其性能,使用鋼絲螺套的組合件不會滯住和銹結。
(5)耐熱:鋼線螺套在高溫下可以阻止螺紋連線卡死或擦傷。
(6)節省材料:與普通標準內螺紋相比,在同樣的強度條件下,使用鋼絲螺套後,為了儘可能好的利用屈服極限,可選用尺寸較小,強度較高的螺釘,這樣就可以大量的節約材料,減輕重量和縮小體積。
(7)鎖緊型鋼絲螺套能把螺釘鎖緊在螺紋孔中,在受振和衝擊時,可使螺釘不致松扣脫落,比通常鎖緊裝置工藝性能好。鎖緊鋼絲螺套具有多次拆裝而不降低螺紋的扭矩,而且還具有較高的再使用性。
標記方法:
◆規格標記法:1. 按國內生產鋼絲螺套標記法:
(1)ST(普通型) ST d(直徑) p(螺距)-nd
(2)ZST(鎖緊型) ZST d(直徑) p(螺距)-nd
(3)ZGST(高溫鎖緊型)ZGST d(直徑) p(螺距)-nd
2. 按國外生產鋼絲螺套標記法:
(1) FR( 普通型 ) MD (直徑)× P (螺距) -nD ( 直徑 )
(2)SL( 鎖緊型 ) MD (直徑)× P (螺距) -nD ( 直徑 )
◆ 標準標記法:
D( 直徑 ) × P( 螺距 ) × N或W( 自由狀態下鋼絲螺套圈數 )
註:鋼絲螺套國內各個標準對鋼絲螺套的標記法都有具體的規定,詳見各個標準。
套用範圍:
鋼絲螺套經過在產品上的長期工作考驗,結構可靠,性能優良,使用方便。可套用於各行業的產品零件上,對於需要提高內螺紋連線強度和預先防止內螺紋損壞的產品,鋼絲螺套都是理想的用品,目前在航空航天、船舶工業、汽車工業、五金電子、各種機械等領域都得到了廣泛的使用。裝配過程:
1、鑽孔根據不同的規格選用相應的標準鑽頭鑽孔 , 鑽孔深度大於或等於鋼絲螺套安裝深度;注意不要將孔鑽成錐形 , 切屑不要掉入。鑽孔後鍃孔不應超過 0.4 螺距深度 , 因為鍃孔過大不利於鋼絲螺套的鏇入。
2、攻絲
使用標有規定螺紋規格的鋼絲螺套絲錐攻絲 , 攻絲的長度必須超過鋼絲螺套長度 , 對於通孔 , 要全部攻絲 ; 攻絲的精度決定最終標準內螺孔的公差帶 , 使用者要適當地選擇攻絲方法和潤滑 , 盲孔攻絲要適當用力 , 以防折斷絲錐。攻絲後 , 螺紋孔應清理 , 一般用壓縮空氣噴槍吹 , 盲孔時還應使用帶徑向孔的長噴槍自下而上清理 , 也可以用清洗的方法清理螺紋孔。螺紋孔精度高時 , 套用專用鋼絲螺套底孔塞規進行檢查。
3、安裝
在一般情況下套用手工安裝扳手進行鋼絲螺套安裝。鋼絲螺套放入安裝工具內 , 使安裝柄嵌入導桿槽內轉動安裝工具手柄使鋼絲螺套鏇入螺孔 , 並使其距表面留有 0.25-0.75 圈空螺紋。 少量安裝鋼絲螺套時和 M14×2 以上粗牙鋼絲螺套安裝時可採用 “T ”型開槽或螺紋頭簡易工具安裝 , 並注意不要在鋼絲螺套安裝柄上施加較大的軸向力以防 “ 亂扣 ” 。鋼絲螺套安裝後 , 為檢查所形成的標準內螺紋孔精度等級 , 可用相應的級別塞規檢驗。
4、去柄
對有折斷槽的鋼絲螺套,鏇入螺孔後應將安裝柄去除,需用去柄工具。通孔時 , 要將鋼絲螺套安裝柄折斷 , 一般用沖斷器對準安裝柄 , 用 200g 左右的榔頭猛打一下即可去除 , 對於 M18×2.5 以上的粗牙鋼絲螺套和 M14×1.25 以上的細牙鋼絲螺套 , 用尖嘴鉗上下彎曲安裝柄就能折斷。然後將斷下來的安裝柄從螺孔中取出即可。 注意:若用自動沖斷器只需用自動沖斷器的沖頭對安入底孔的鋼絲螺套適當用力一按便可沖斷安裝柄。 5、拆卸
如果在安裝過程中出現錯誤,可以使用專用的卸套器卸出鋼絲螺套。
安裝檢測:
鋼絲螺套安裝後,螺紋孔公差帶取決於鋼絲螺套型面製造公差和鋼絲螺套安裝孔螺紋公差帶,前者由鋼絲螺套生產廠家控制,後者主要取決於鋼絲螺套安裝孔的攻絲精度,通常形成6H級,精度高時可達5H、4H級公差帶,統一螺紋標準為2B、3B。可使用相應級別塞規對底孔螺紋進行檢測。技術標準:
鋼絲螺套的生產嚴格按照一定的技術標準執行,常用的有國軍標、航標、美標、德標等。以下為國內外一些具體的標準羅列。GJB119.1A~119.3A-2001 國家軍用標準《普通型鋼絲螺套》
GJB119.1-119.4-86 國家軍用標準《普通型鋼絲螺套》(老標)
GJB119.4A-2001 國家軍用標準《普通型鋼絲螺套通用規格》
GJB5107-2002 國家軍用標準《鎖緊型鋼絲螺套通用規格》
GJB5108-2002 國家軍用標準《鋼絲螺套安裝要求》
GJB5109-2002 國家軍用標準《鎖緊型有折斷槽鋼絲螺套》
GJB5110-2002 國家軍用標準《鎖緊型無折斷槽鋼絲螺套》
HB6200-1989 航空工業標準《有折斷槽鎖緊型鋼絲螺套》
HB6201-1989 航空工業標準《無折斷槽鎖緊型鋼絲螺套》
HB6202-1989 航空工業標準《鎖緊型鋼絲螺套技術條件》
HB5513-1996 航空工業標準《普通型有折斷槽鋼絲螺套》
HB5514-1996 航空工業標準《普通型無折斷槽鋼絲螺套》
HB5515-1996 航空工業標準《安裝鋼絲螺套用內螺紋》
HB5516-1996 航空工業標準《普通型鋼絲螺套技術條件》
JB/T7604.1~4-94 機械工業部標準《鎖緊型鋼絲螺套》
GB/T24425.1-2009 國家標準《普通型鋼絲螺套》
GB/T24425.3-2009 國家標準《鎖緊型鋼絲螺套》
Q/9D204.1~3-1999 企業標準《普通型螺紋絲套》
德國鋼絲螺套標準 DIN8140 Part1, Wire thread inserts for Iso metric screw threeds.
美國鋼絲螺套標準 MS 122076 Series, Inert, corrosion resistant, Helical coil coarse thread.