鋼絲螺套

1.鋼絲螺套的性能

鋼絲螺套是一種新型的連接緊固技術(shù)，在螺釘連接時可有效地改善連接條件，大大提高螺釘連接的可靠性，其優(yōu)點(diǎn)如下：

1、鋼絲螺套應(yīng)用在各種低強(qiáng)度材料中，能在很大程度上提高螺釘連接的耐磨損性能，避免連接螺紋的損壞。

2、因鋼絲螺套有一定彈性，可使螺紋各圈上的負(fù)載分布比較均勻，消除螺釘與螺孔之間的螺距和牙型偏差，并能吸收振動，因而提高了螺紋的連接強(qiáng)度和耐疲勞強(qiáng)度。

3、鎖緊型鋼絲螺套能把螺釘鎖緊在螺紋孔中，在經(jīng)受沖擊振動時使螺釘不至于松扣，比通常鎖緊裝置的工藝性能好。

4、與鑲嵌鋼質(zhì)或銅制襯套方法相比，在同樣強(qiáng)度條件下，可選用尺寸較小，強(qiáng)度較高的螺釘，這樣可縮小體積，減輕重量。

5、鋼絲螺套的硬度比螺釘高，因此在與螺釘連接裝拆過程中磨損小，可反復(fù)使用。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)研究，鋼絲螺套抗拉強(qiáng)度是螺釘?shù)?倍以上，因此在螺釘斷裂情況下鋼絲螺套也不會損壞。

2.鋼絲螺套的用途

1、增強(qiáng)連接強(qiáng)度、改善連接條件。鋼絲螺套選入鋁、鎂等低強(qiáng)度材料，可避免滑絲、錯牙現(xiàn)象，并獲得優(yōu)良的連接性能。

2、耐磨損。用于經(jīng)常拆卸的部位，可大大提高螺紋的使用壽命。

3、增大受力面。用于要求有強(qiáng)度連接力而不能增加螺孔直徑的部位。

4、防松脫。特別是用于航天器等產(chǎn)品要求高保險系數(shù)的場合。

5、便于維修。將損壞的螺孔裝入鋼絲螺套，修復(fù)后可以繼續(xù)使用，避免工件報損的可能。

1、按使用功能分類

A、普通型螺紋絲套（Helicoil Free-Running Inserts） 標(biāo)記“FR”

B、鎖緊型螺紋絲套(Helicoil Screw Lock Inserts) 標(biāo)記“SL”

2、按鋼絲螺套材料分類

A、Cr-Ni不銹鋼材料：通過強(qiáng)度和材料的組合，在通常情況下使用，在輕微型結(jié)構(gòu)、鋁合金結(jié)構(gòu)、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(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動的螺紋連接時使用；在要求用于導(dǎo)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(shù)、飛機(jī)發(fā)動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)渦輪壓氣機(jī)在750℃內(nèi)作業(yè)時使用。

3、按形成的內(nèi)螺紋類型分類

A、國際標(biāo)準(zhǔn)ISO“M，MJ”系列鋼絲螺套

螺紋系列標(biāo)記“M”，“MJ”；火花塞螺紋（Spark plug Thread）絲套在此系列

B、統(tǒng)一螺紋“UN”系列鋼絲螺套(UNIFIED Thread Series)

粗牙螺紋標(biāo)記“UNC”，細(xì)牙螺紋標(biāo)記“UNF”，超細(xì)牙螺紋標(biāo)記“UNEF”

C、非螺紋密封的管螺紋(British Standard Pipe Thread)螺紋標(biāo)記號為“G”

4、按鋼絲螺套旋轉(zhuǎn)方向分類

A、右旋鋼絲螺套

B、左旋鋼絲螺套

5、按鋼絲螺套有無安裝柄分類

A、有安裝柄鋼絲螺套

B、無安裝柄鋼絲螺套

6、按鋼絲螺套有無鍍層分類

A、無表面處理層鋼絲螺套

B、有表面處理層鋼絲螺套 如：鍍銀、鍍鎘、著色、氧化等。

1.鋼絲螺套的結(jié)構(gòu)

鋼絲螺套是用菱形截面的高硬度耐腐蝕鋼絲繞制而成，是一種彈簧狀內(nèi)外螺紋同心體，其外側(cè)螺紋旋入機(jī)件上專門安裝鋼絲螺套的螺紋槽中，內(nèi)側(cè)螺紋是連接件緊固所用的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋，其剖面形狀是內(nèi)外2個螺牙的組合。鋼絲螺套分為普通型和鎖緊型2種，每種又有無折斷槽和有折斷槽之分。

鎖緊型是在普通型螺套的基礎(chǔ)上增加一圈或多圈的多邊型鎖緊圈。鎖緊圈的彈性對螺釘有制動作用。鎖緊型鋼絲螺套具有普通型鋼絲螺套的所有優(yōu)點(diǎn)，不影響螺釘?shù)陌惭b，僅在安裝時增加適當(dāng)?shù)牧亍?

2.鋼絲螺套的特點(diǎn)

(1)自由狀態(tài)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(jìn)入已經(jīng)用專用絲錐攻好絲的螺孔中，裝好以后，鋼絲螺套產(chǎn)生類似彈簧膨脹的作用，使其牢固的固定在螺紋孔內(nèi)，而永遠(yuǎn)不會隨螺釘?shù)臄Q出而帶出來。

(2)增加螺紋連接的承載能力和疲勞強(qiáng)度：鋼絲螺套使螺釘與安裝鋼絲螺套的內(nèi)螺紋孔之間形成彈性連接，因而消除了內(nèi)外螺紋之間的螺矩和牙型半角誤差，可在規(guī)定的長度上使每圈螺紋上負(fù)荷均勻分布，從而加強(qiáng)了內(nèi)螺紋，并能減振，因此可以提高零件螺紋連接的疲勞強(qiáng)度。

(3)耐磨：鋼絲螺套由極硬的冷軋不銹鋼絲精確繞制而成的，螺旋面硬度可達(dá)HRC43～50，似鏡的表面(光潔度可達(dá)2～4μm)減少了磨擦和磨損，可使螺釘上由磨擦而產(chǎn)生的扭力減少90%，從而用最小的旋緊螺釘力矩得到最大予緊力矩和螺釘拉力，防止螺釘松脫，使各種材質(zhì)的螺釘處于最佳使用狀態(tài)。

(4)耐腐性：由于不銹鋼絲螺套優(yōu)良的抗腐蝕性能，使之能夠在多種材料和通常環(huán)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(jié)。

(5)耐熱：鋼線螺套在高溫下可以阻止螺紋連接卡死或擦傷。

(6)節(jié)省材料：與普通標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋相比，在同樣的強(qiáng)度條件下，使用鋼絲螺套后，為了盡可能好的利用屈服極限，可選用尺寸較小，強(qiáng)度較高的螺釘，這樣就可以大量的節(jié)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，在受振和沖擊時，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。

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(nèi)螺紋底孔塞規(guī)，其中，絲錐用于加工鋼絲螺套的安裝螺紋底孔，安裝扳手用于鋼絲螺套的安裝，沖斷器用于安裝尾柄的沖斷，卸套器用于螺套的拆卸，底孔塞規(guī)用于安裝底孔的檢驗(yàn)。

1、底孔絲錐：用于鋼絲螺套安裝內(nèi)螺紋的加工，由于鋼絲螺套的外螺紋是一種非標(biāo)的螺紋，所以這種絲錐和普通的M絲錐在尺寸上是有區(qū)別的。

2、安裝扳手：用于鋼絲螺套在螺紋底孔內(nèi)的安裝，其基本原理是使鋼絲螺套通過一段引導(dǎo)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。

3、沖斷器：沖斷器的目的主要是折斷鋼絲螺套的安裝柄，特別是對于通孔來說，安裝柄是必須要沖斷的。

4、卸套器：用于取出安裝在基體螺紋孔中的鋼絲螺套，對于長時間使用需要更換的螺套，以及由于安裝不到位或者在安裝過程中產(chǎn)生螺紋跳扣等現(xiàn)象而需要取出時使用。

5、螺紋塞規(guī)：用于鋼絲螺套安裝內(nèi)螺紋底孔的檢測，鋼絲螺套安裝后，所形成的內(nèi)螺紋精度取決于鋼絲螺套的型面制造公差和鋼絲螺套內(nèi)螺紋底孔的公差。

鋼絲螺套除航空航天軍用外,還廣泛用于路鐵輸運(yùn)、建筑機(jī)械、紡織機(jī)械、醫(yī)療器械、造紙、兵器、雷達(dá)、火箭、船舶、汽輪機(jī)、化工等民用產(chǎn)品。在國外,它不僅用于飛機(jī)、宇航工業(yè),而且還應(yīng)用于船舶、汽車、機(jī)床、電機(jī)、紡織機(jī)械和儀器儀表等工業(yè)。甚至在照相機(jī)、縫紉機(jī)、組合家具等輕工產(chǎn)品中,也廣泛采用了這種絲套。

鋼絲螺套作為一種螺套緊固件，其預(yù)裝后的內(nèi)螺紋與普通螺紋相比，具有明顯的優(yōu)勢：

一、延長使用壽命：由于鋼絲螺套是不銹鋼材料，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(qiáng)度，也避免了脫扣，亂扣現(xiàn)象的發(fā)生。

二、增強(qiáng)螺紋連接強(qiáng)度：應(yīng)用于鋁鎂等軟低強(qiáng)度合金材料，能有效增強(qiáng)螺紋的連接強(qiáng)度，鋁型材的普通內(nèi)螺紋，其最大的抗拉強(qiáng)度為1394N，而預(yù)裝鋼絲螺套的內(nèi)螺紋，其最小抗拉強(qiáng)度可達(dá)2100 N。

三、增大受力面：可用于要求有強(qiáng)連接而又不能增加螺孔直徑的薄體機(jī)件。

四、改善連接條件，增加螺紋連接的承載力和抗疲勞強(qiáng)度：由于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，從而提高了螺紋連接的承載能力和抗疲勞強(qiáng)度。

五、防銹死：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(huán)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?？捎糜诨ぁ⒑娇?、軍事設(shè)備等要求高保險系數(shù)的場合。

六、耐磨、耐熱、耐腐蝕：由于鋼絲螺套表面光潔度極高，能有效的減少內(nèi)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?？捎糜诮?jīng)常拆卸、安裝的機(jī)件和經(jīng)常旋動的螺孔內(nèi)，延長其使用壽命。

七、抗震、防松脫：鎖緊型螺套的特殊構(gòu)造在強(qiáng)烈的震動和沖擊環(huán)境中能將螺釘鎖緊于螺孔中，不會松脫，其鎖緊性能優(yōu)于其他鎖緊裝置?？捎糜趦x器儀表、精密貴重的動力設(shè)備、以及航天、航空、軍事設(shè)備等要求高保險系數(shù)的場合。

八、便于維修：在出現(xiàn)螺紋加工錯誤或?qū)簱p壞的內(nèi)螺紋修復(fù)時，使用鋼絲螺套可使基體起死回生，并可以使用原來的螺釘，既快速又經(jīng)濟(jì)。簡單舉例，如柴油機(jī)機(jī)體、紡織專件、各種鋁機(jī)件、車床刀臺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(zhuǎn)換：利用鋼絲螺套進(jìn)行公制←→英制←→國際標(biāo)準(zhǔn)螺紋孔的轉(zhuǎn)換，非常方便、快捷、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，適用于任何進(jìn)、出口產(chǎn)品。

◆規(guī)格標(biāo)記法：

1.按國內(nèi)生產(chǎn)鋼絲螺套標(biāo)記法：

（1）ST（普通型）STd（直徑）p（螺距）-nd

（2）ZST（鎖緊型）ZSTd（直徑）p（螺距）-nd

（3）ZGST（高溫鎖緊型）ZGSTd（直徑）p（螺距）-nd

2.按國外生產(chǎn)鋼絲螺套標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記法：

D(直徑)×P(螺距)×N或W(自由狀態(tài)下鋼絲螺套圈數(shù))

注：鋼絲螺套國內(nèi)各個標(biāo)準(zhǔn)對鋼絲螺套的標(biāo)記法都有具體的規(guī)定，詳見各個標(biāo)準(zhǔn)。

1.鉆孔

根據(jù)不同的規(guī)格選用相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)鉆頭鉆孔 , 鉆孔深度大于或等于鋼絲螺套安裝深度；注意不要將孔鉆成錐形 , 切屑不要掉入。鉆孔后锪孔不應(yīng)超過 0.4 螺距深度 , 因?yàn)轱量走^大不利于鋼絲螺套的旋入。

2.攻絲

使用標(biāo)有規(guī)定螺紋規(guī)格的鋼絲螺套專用絲錐攻絲 , 攻絲的長度必須超過鋼絲螺套長度 , 對于通孔 , 要全部攻絲 ; 攻絲的精度決定最終標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺孔的公差帶 , 使用者要適當(dāng)?shù)剡x擇攻絲方法和潤滑 , 盲孔攻絲要適當(dāng)用力 , 以防折斷絲錐。攻絲后 , 螺紋孔應(yīng)清理 , 一般用壓縮空氣噴槍吹 , 盲孔時還應(yīng)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 , 應(yīng)用專用鋼絲螺套底孔塞規(guī)進(jìn)行檢查。

3.安裝

在一般情況下應(yīng)用手工安裝器進(jìn)行鋼絲螺套安裝。鋼絲螺套放入安裝工具內(nèi) , 使安裝柄嵌入導(dǎo)桿槽內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝工具手柄使鋼絲螺套旋入螺孔 , 并使其距表面留有 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采用 “T ”型開槽或螺紋頭簡易工具安裝 , 并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 ” 。鋼絲螺套安裝后 , 為檢查所形成的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋孔精度等級 , 可用相應(yīng)的級別塞規(guī)檢驗(yàn)。

4.去柄

對有折斷槽的鋼絲螺套，旋入螺孔后應(yīng)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(zhǔn)安裝柄 , 用 200g 左右的榔頭猛打一下即可去除 , 對于 M18×2.5 以上的粗牙鋼絲螺套和 M14×1.25 以上的細(xì)牙鋼絲螺套 , 用尖嘴鉗上下彎曲安裝柄就能折斷。然后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(dāng)用力一按便可沖斷安裝柄。

5.拆卸

將拆卸器的尖端部分伸進(jìn)絲套孔里，用力按住手柄，反時針方向旋轉(zhuǎn)，即可將鋼絲螺套卸下來。

鋼絲螺套安裝后，螺紋孔公差帶取決于鋼絲螺套型面制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(chǎn)廠家控制，后者主要取決于鋼絲螺套安裝孔的攻絲精度，通常形成6H級，精度高時可達(dá)5H、4H級公差帶，統(tǒng)一螺紋標(biāo)準(zhǔn)為2B、3B?？墒褂孟鄳?yīng)級別塞規(guī)對底孔螺紋進(jìn)行檢測。

鋼絲螺套生產(chǎn)嚴(yán)格按照一定的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。常用的有國軍標(biāo)、航標(biāo)、德標(biāo)、美標(biāo)等。以下為一系列具體的鋼絲螺套標(biāo)準(zhǔn)羅列。

●GJB119.1A～119.3A-2001 國家軍用標(biāo)準(zhǔn)《普通型鋼絲螺套》

General-purpose wire thread insert

●GJB119.4A-2001 國家軍用標(biāo)準(zhǔn)《普通型鋼絲螺套通用規(guī)范》

Technical specification for general-purposewire thread inserts

●GJB5107-2002 國家軍用標(biāo)準(zhǔn)《鎖緊型鋼絲螺套通用規(guī)范》

General Specification for Self-lockingThread Inserts

●GJB5108-2002 國家軍用標(biāo)準(zhǔn)《鋼絲螺套安裝要求》

Installing Requirement of Thead Inserts

●GJB5109-2002 國家軍用標(biāo)準(zhǔn)《鎖緊型有折斷槽鋼絲螺套》

Self-locking Insert Through Threaded

●GJB5110-2002 國家軍用標(biāo)準(zhǔn)《鎖緊型無折斷槽鋼絲螺套》

Self-locking Insert Threaded

●HB6200-89 航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《有折斷槽鎖緊型鋼絲螺套》

●HB6201-89 航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《無折斷槽鎖緊型鋼絲螺套》

●HB6202-89 航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鎖緊型鋼絲螺套技術(shù)條件》

●JB/T7604.1~4-94 機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)《鎖緊型鋼絲螺套》

●Q/9D204.1~3-1999 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通型螺紋絲套》

●德國標(biāo)準(zhǔn) DIN8140 Part 1, Wire thread inserts for ISOmetric screw threads

●美國標(biāo)準(zhǔn) MS 33537 Revision E, Assembly dimensions for screw thread inserts

MS 21209 Series, Insert, serew thread. Screw locking