【专业积累】一文全懂——钢丝螺套分类、应用、工艺和使用方法

2017-04-07 by:CAE仿真在线来源:互联网

一、钢丝螺套相关概念

1、什么是钢丝螺套?

钢丝螺套是一种新型内螺纹紧固件,它是由高强度、高精度、高表面质量的耐蚀菱形截面的钢丝绕制而成,形如弹簧。钢丝螺套装入螺孔中,钢丝螺套的外表面靠弹力贴合在螺孔上, 其内表面形成新的螺纹,用于拧入螺钉或螺栓,使螺钉或螺栓不直接与基体接触,保护了基体及螺钉,起到延长螺纹使用寿命、增加螺纹连接强度、增大螺纹受力面、增加螺纹连接的承载力和抗疲劳强度、抗震防松脱等作用。

2、钢丝螺套的作用

(1)、钢丝螺套应用在金属或非金属材料(如铝、镁等轻合金工程材料)的机械零部件上,能形成高强度、耐磨损、高精度的标准内螺纹。在改善低强度机体螺纹强度方面,钢丝螺套作用非常的明显。

(2)、钢丝螺套应用在对已损坏的内螺孔螺纹修复上,作为一种螺纹修复手段,被损螺纹可得到快速有效的修复;

(3)、利用钢丝螺套进行公制、英制螺纹孔转换,非常方便、快速。

3、钢丝螺套的分类

(1)、按照功能分类

A、普通型螺纹丝套(Helicoil Free-Running Inserts) 标记“FR”

B、锁紧型螺纹丝套(Helicoil Screw Lock Inserts) 标记“SL”

(2)、按照钢丝螺套材料分类

A、Cr-Ni不锈钢材料:通过强度和材料的组合,在通常情况下使用,在轻微型结构、铝合金结构、海水、含氯液体、增加抗腐蚀性下使用。

B、铜合金材料:在要求用铜的情况下或经常调节转动的螺纹连接时使用;在要求用于导电或自润滑等情况时使用。

C、高温合金材料:温度在500——750℃时耐热使用;对宇航装配技术、飞机发动机、内燃机涡轮压气机在750℃内作业时使用。

(3)、按照螺纹材质分类

A、Cr-Ni不锈钢材料:通过强度和材料的组合,在通常情况下使用,在轻微型结构、铝合金结构、海水、含氯液体、增加抗腐蚀性下使用。

B、铜合金材料:在要求用铜的情况下或经常调节转动的螺纹连接时使用;在要求用于导电或自润滑等情况时使用。

C、高温合金材料:温度在500——750℃时耐热使用;对宇航装配技术、飞机发动机、内燃机涡轮压气机在750℃内作业时使用。

(4)、按照旋转方向分类

A、右旋钢丝螺套

B、左旋钢丝螺套

(5)、按照安装柄分类

A、有安装柄钢丝螺套

B、无安装柄钢丝螺套

(6)、表面有无镀层分类

A、表面无镀层钢丝螺套

B、表面有镀层钢丝螺套如:镀银、镀镉等

二、钢丝螺套加工流程

相信很多人都会对钢丝螺套、自攻螺套等一些紧固件的生产过程很好奇,其实螺套的加工有两种形式,一种是手动加工,另一种是全自动加工。

手工制作:1.原丝拉拔; 2.清洗原丝 3.绕制螺纹 4.冲断5.开槽 6.清洗 7.烘干定型 8.检测 9.入库 10.包装

二、二、全自动加工:1 原丝拉拔p; 2.清洗原丝 3.全自动加工; 4.清洗 5.烘干定型 6.检测 7.入库 8.包装。

三、钢丝螺套安装工具

狭义的钢丝螺套安装工具是专指钢丝螺套安装扳手,主要用于钢丝螺套在螺纹底孔内的安装,其基本原理是使钢丝螺套通过一段引导螺纹,迫使外径收缩,以便顺利装入底孔,分为手动及自动安装扳手。广义的钢丝螺套安装工具包括了以下几种:

1、专用丝锥:专用丝锥:用于加工钢丝螺套安装孔的内螺纹;

2、安装扳手:用于将钢丝螺套装入内螺纹孔中;

3、冲断器:用于折断钢丝螺套安装柄;

4、卸套器:用于取出装入螺纹孔中的钢丝螺套;

5、螺纹塞规:用于检验安装钢丝螺套的内螺纹孔。

四、钢丝螺套的安装步骤

钢丝螺套手动安装过程

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1、钻孔

使用表中所列的标准钻头钻孔 , 钻孔深度大于或等于钢丝螺套安装深度;注意不要将孔钻成锥形 , 切屑不要掉入。钻孔后锪孔不应超过 0.4 螺距深度 , 因为锪孔过大不利于钢丝螺套的旋入。

2、攻丝

使用标有规定螺纹规格的钢丝螺套专用丝锥攻丝 , 攻丝的长度必须超过钢丝螺套长度 , 对于通孔 , 要全部攻丝 ; 攻丝的精度决定最终标准内螺孔的公差带 , 使用者要适当地选择攻丝方法和润滑 , 盲孔攻丝要适当用力 , 以防折断丝锥。攻丝后 , 螺纹孔应清理 , 一般用压缩空气喷枪吹 , 盲孔时还应使用带径向孔的长喷枪自下而上清理 , 也可以用清洗的方法清理螺纹孔。螺纹孔精度高时 , 应用专用钢丝螺套底孔塞规进行检查。

3、安装

在一般情况下应用手工安装器进行钢丝螺套安装。钢丝螺套放入安装工具内 , 使安装柄嵌入导杆槽内转动安装工具手柄使钢丝螺套旋入螺孔 , 并使其距表面留有 0.25-0.75 圈空螺纹。少量安装钢丝螺套时和 M14×2 以上粗牙钢丝螺套安装时可采用 “T ”型开槽或螺纹头简易工具安装 , 并注意不要在钢丝螺套安装柄上施加较大的轴向力以防 “ 乱扣 ” 。钢丝螺套安装后 , 为检查所形成的标准内螺纹孔精度等级 , 可用相应的级别塞规检验。

4、去柄

对有折断槽的钢丝螺套,旋入螺孔后应将安装柄去除,需用去柄工具。通孔时 , 要将钢丝螺套安装柄折断 , 一般用冲断器对准安装柄 , 用 200g 左右的榔头猛打一下即可去除 , 对于 M18×2.5 以上的粗牙钢丝螺套和 M14×1.25 以上的细牙钢丝螺套 , 用尖嘴钳上下弯曲安装柄就能折断。然后将断下来的安装柄从螺孔中取出即可。

五、钢丝螺套去柄操作方法

1、钢丝螺套专用冲断器插入装配好的钢丝螺套螺纹孔中,用冲断器的冲杆顶住钢丝螺套的安装柄。

2、用200g左右的榔头敲击冲杆去除安装柄,敲击力的大小和方向均应准确,使安装柄能够完整地脱落。

3、用钳子或镊子取出被冲断的安装柄,避免后患。

当发现安装钢丝螺套错误或是安装钢丝螺套的螺孔不合格等,安装后将影响与螺栓的正常配合使用,或者以前所安钢丝螺套,由于使用时间太久而造成磨损和弹性下降等原因,将影响钢丝螺套形成的内螺纹的正常使用,需要取出钢丝螺套。取出的方法如下:

用带刃口的卸套器垂直放入钢丝螺套所形成的螺纹孔中,用榔头轻轻敲打后,施以轴向力使卸套器刃口部分牢牢卡住钢丝螺套,然后反螺纹方向旋出钢丝螺套。取出后的钢丝螺套不能再使用了。

钢丝螺套取出后再重新装入一新的钢丝螺,螺纹孔又换然一新了。

六、钢丝螺套的优点

(1)丝套是高精度的内、外螺纹的同心体,其自由状态下外径比安装螺孔直径稍大,从而使丝套装好后,可以牢固地固定在螺纹孔内,不需采取其他固定措施,其各项性能均优于攻丝形成的螺纹。

(2)由于丝套是有高强度及高表面质量的不锈钢丝制成,表面粗糙度0.4,从而减少了螺钉与其的摩擦及磨损,可使螺钉上由于摩擦而产生的扭力减少90%,所以用最小的锁紧力矩即可得到最大的预紧力矩和螺钉拉力防止螺钉松动。

(3)丝套使螺钉与安装螺孔之间形成弹性联接,从而消除了内、外螺纹之间的螺距和牙型误差,使每圈螺纹上的符合均匀分布,并能减振,从而加强了内螺纹,增强了螺纹连接的承载能力和抗疲劳强度。光弹试验表明,不用丝套时,大部分应力集中在上面少数几扣螺纹上,大约只有三分之一的丝扣承担了大部分载荷。采用了丝套后,由于丝套有一定的柔性,在加载过程中能补偿螺栓导程和角度误差,大大减少靠近断面处螺纹第1-2扣应力,避免螺钉在此断裂及螺孔螺牙剪切磨损掉,从而使载荷向下延伸,均匀地分布到螺纹全长,提高了螺纹强度。

(4)在与普通内螺纹同样的强度条件下,使用丝套后,可选用尺寸较小,强度较高的螺钉和基体材料,因为丝套使螺孔的强度大大提高,这样就可以节约此案聊,减少重量及体积。

(5)丝套能提高接合面的密封性。

(6)木制品、塑料制品都可以装入丝套,解决这些材料强度不足的弱点,从而节约大量的金属材料。

(7)在出现螺纹加工错误或损坏的内落空时,一般的做法是加大螺孔及螺钉,而使用丝套作为修复手段,不但能快速经济地修复到原始状态,且不增加重量和体积,从而可拯救设备中的主要部件,另外,一些设备上英制的螺孔有时因英制螺钉的短缺而不便维修,这时利用钢丝螺套进行公英制转换,非常方便、快速。

(8)高温部位使用丝套还可以减小零件热应力,防止螺纹连接卡死或擦伤。

(9)锁紧型丝套能把螺钉(螺栓)锁紧在螺纹孔中,在受到振动和冲击时,可使螺钉不致松脱,比其他一些常用的锁紧装置(如锁紧垫圈、弹簧垫圈等)的锁紧性能优越,还可反复拆卸使用。

(10)与衬套相比,使用丝套后,简化了工艺,解决了衬套精密螺纹加工和装配的难题,结构更加轻巧,而且内外螺纹之间无位移度、垂直度等位置偏差,提高螺孔位置精度。

(11)在原有设计的规格上,使用丝套后,粗细牙可转换。例如:原粗牙M10*1.5可以改为细牙M10*1.25或M10*1,不需改变其他任何结构,看不出修理痕迹。

(12)螺距为1.5mm细牙规格是,直接装入丝套可缩小规格。例如:M14*1.5可变为M12*1.5,再装丝套可变为M10.

(13)由于丝套的材料为耐热、耐腐蚀的优质不锈钢,从而可以防止螺纹连接的绣死、卡死、擦伤等不良现象的发生。

五、钢丝螺套的标记方法

◆规格法:① FR( 普通型 ) MD (直径)× P (螺距) -nD ( 直径 )

② SL( 锁紧型 ) MD (直径)× P (螺距) -nD ( 直径 )

标准法: D( 直径 ) × P( 螺距 ) × N( 自由状态下钢丝螺套圈数 )

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