钢丝螺套:新型的内螺纹紧固件-中文百科频道

介绍

钢丝螺套,简称丝套（螺纹丝套），英文Wire thread insert，是一种新型的内螺纹紧固件。是由高强度、高精度、表面光洁的冷轧菱形不锈钢丝精确加工形成的螺旋线圈,外形如图一个弹簧，内外均具有螺纹，为高精度内、外螺纹同心体。分普通型和锁紧型两种，锁紧型丝套有一圈或几圈的多边形锁紧圈。

在基体螺纹中装入钢丝螺套可使螺纹圈上负荷均匀分布,而不象普通螺纹连接件那样只是头几圈负荷集中,同时由于基体螺孔剪切面积增大,使连接强度提高，连接平稳紧固。将钢丝螺套旋入特定的螺纹孔中，则钢丝螺套的外表面形成外螺纹，与螺纹孔紧密贴合；丝套的内表面形成新的具有国际标准的螺纹孔，用以拧入螺钉，钢丝螺套的菱形钢丝嵌入壳体螺孔的螺纹槽和螺钉的螺纹槽之间，以传递螺纹连接的轴向力。

钢丝螺套具有连接强度高，抗震、抗冲击和耐磨损的功能，具有较高的硬度和表面粗糙度，螺套装于螺孔或螺母中，有减轻螺牙受力不均和抗冲击振动的作用，可以提高螺纹的疲劳强度，减少螺纹的磨损和抗腐蚀性能。延长螺孔寿命。安装钢丝螺套需要使用专用的丝锥及安装工具攻丝和安装。

结构

钢丝螺套是用菱形截面的高硬度耐腐蚀钢丝绕制而成，是一种弹簧状内外螺纹同心体，其外侧螺纹旋入机件上专门安装钢丝螺套的螺纹槽中，内侧螺纹是连接件紧固所用的标准内螺纹，其剖面形状是内外2个螺牙的组合。钢丝螺套分为普通型和锁紧型2种，每种又有无折断槽和有折断槽之分。

锁紧型是在普通型螺套的基础上增加一圈或多圈的多边型锁紧圈。锁紧圈的弹性对螺钉有制动作用。锁紧型钢丝螺套具有普通型钢丝螺套的所有优点，不影响螺钉的安装，仅在安装时增加适当的力矩。

性能

钢丝螺套是一种新型的连接紧固技术，在螺钉连接时可有效地改善连接条件，大大提高螺钉连接的可靠性，其优点如下：

1、钢丝螺套应用在各种低强度材料中，能在很大程度上提高螺钉连接的耐磨损性能，避免连接螺纹的损坏。

2、因钢丝螺套有一定弹性，可使螺纹各圈上的负载分布比较均匀，消除螺钉与螺孔之间的螺距和牙型偏差，并能吸收振动，因而提高了螺纹的连接强度和耐疲劳强度。

3、锁紧型钢丝螺套能把螺钉锁紧在螺纹孔中，在经受冲击振动时使螺钉不至于松扣，比通常锁紧装置的工艺性能好。

4、与镶嵌钢质或铜制衬套方法相比，在同样强度条件下，可选用尺寸较小，强度较高的螺钉，这样可缩小体积，减轻重量。

5、钢丝螺套的硬度比螺钉高，因此在与螺钉连接装拆过程中磨损小，可反复使用。据有关试验研究，钢丝螺套抗拉强度时螺钉的7倍以上，因此在螺钉断裂情况下钢丝螺套也不会损坏。

用途

1、增强连接强度、改善连接条件。钢丝螺套选入铝、鎂等低强度材料，可避免滑丝、错牙现象，并获得优良的连接性能。

2、耐磨损。用于经常拆卸的部位，可大大提高螺纹的使用寿命。

3、增大受力面。用于要求有强度连接力而不能增加螺孔直径的部位。

4、防松脱。特别是用于航天器等产品要求高保险系数的场合。

5、便于维修。将损坏的螺孔装入钢丝螺套，修复后可以继续使用，避免工件报损的可能。

6、公英制螺牙转换：利用钢丝螺套进行公制←→英制←→国际标准螺纹孔的转换，非常方便、快捷、经济、实用，适用于任何进、出口产品。

安装工具

安装钢丝螺套需使用钢丝螺套专用工具，主要包括钢丝螺套专用丝锥、钢丝螺套安装扳手、冲断器、卸套器和钢丝螺套内螺纹底孔塞规，其中，丝锥用于加工钢丝螺套的安装螺纹底孔，安装扳手用于钢丝螺套的安装，冲断器用于安装尾柄的冲断，卸套器用于螺套的拆卸，底孔塞规用于安装底孔的检验。

1、底孔丝锥：用于钢丝螺套安装内螺纹的加工，由于钢丝螺套的外螺纹是一种非标的螺纹，所以这种丝锥和普通的M丝锥在尺寸上是有区别的。

2、安装扳手：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，迫使钢丝螺套外径收缩，以便顺利装入底孔，分为手动型和自动型两种。

3、冲断器：冲断器的目的主要是折断钢丝螺套的安装柄，特别是对于通孔来说，安装柄是必须要冲断的。

4、卸套器：用于取出安装在基体螺纹孔中的钢丝螺套，对于长时间使用需要更换的螺套，以及由于安装不到位或者在安装过程中产生螺纹跳扣等现象而需要取出时使用。

5、螺纹塞规：用于钢丝螺套安装内螺纹底孔的检测，钢丝螺套安装后，所形成的内螺纹精度取决于钢丝螺套的型面制造公差和钢丝螺套内螺纹底孔的公差。

应用范围

钢丝螺套除航空航天军用外,还广泛用于路铁输运、建筑机械、纺织机械、医疗器械、造纸、兵器、雷达、火箭、船舶、汽轮机、化工等民用产品。在国外,它不仅用于飞机、宇航工业,而且还应用于船舶、汽车、机床、电机、纺织机械和仪器仪表等工业。目前,甚至在照相机、缝纫机、组合家具等轻工产品中,也广泛采用了这种丝套。

分类

1、按使用功能分类

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、按形成的内螺纹类型分类

A、国际标准ISO“M，MJ”系列钢丝螺套

螺纹系列标记“M”，“MJ”；火花塞螺纹（Spark plug Thread）丝套在此系列

B、统一螺纹“UN”系列钢丝螺套(UNIFIED Thread Series)

粗牙螺纹标记“UNC”，细牙螺纹标记“UNF”，超细牙螺纹标记“UNEF”

C、非螺纹密封的管螺纹(British Standard Pipe Thread)螺纹标记号为“G”

4、按钢丝螺套的旋转方向分类

A、右旋钢丝螺套

B、左旋钢丝螺套

5、按钢丝螺套有无安装柄分类

A、有安装柄钢丝螺套

B、无安装柄钢丝螺套

6、按钢丝螺套表面有无镀层分类

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。

特点

(1)自由状态下的钢丝螺套直径比其装入的螺孔直径稍大，装配时使钢丝螺套受专用扳手扭力从而使其直径变小，进入已经用专用丝锥攻好丝的螺孔中，装好以后，钢丝螺套产生类似弹簧膨胀的作用，使其牢固的固定在螺纹孔内，而永远不会随螺钉的拧出而带出来。

(2)增加螺纹连接的承载能力和疲劳强度：钢丝螺套使螺钉与安装钢丝螺套的内螺纹孔之间形成弹性连接，因而消除了内外螺纹之间的螺矩和牙型半角误差，可在规定的长度上使每圈螺纹上负荷均匀分布，从而加强了内螺纹，并能减振，因此可以提高零件螺纹连接的疲劳强度。

(3)耐磨：钢丝螺套由极硬的冷轧不锈钢丝精确绕制而成的，螺旋面硬度可达HRC43～50，似镜的表面(光洁度可达2～4μm)减少了磨擦和磨损，可使螺钉上由磨擦而产生的扭力减少90%，从而用最小的旋紧螺钉力矩得到最大予紧力矩和螺钉拉力，防止螺钉松脱，使各种材质的螺钉处于最佳使用状态。

(4)耐腐性：由于不锈钢丝螺套优良的抗腐蚀性能，使之能够在多种材料和通常环境条件下确保其性能，使用钢丝螺套的组合件不会滞住和锈结。

(5)耐热：钢线螺套在高温下可以阻止螺纹连接卡死或擦伤。

(6)节省材料：与普通标准内螺纹相比，在同样的强度条件下，使用钢丝螺套后，为了尽可能好的利用屈服极限，可选用尺寸较小，强度较高的螺钉，这样就可以大量的节约材料，减轻重量和缩小体积。

(7)锁紧型钢丝螺套能把螺钉锁紧在螺纹孔中，在受振和冲击时，可使螺钉不致松扣脱落，比通常锁紧装置工艺性能好。锁紧钢丝螺套具有多次拆装而不降低螺纹的扭矩，而且还具有较高的再使用性。

标记方法

◆规格标记法：

1.按国内生产钢丝螺套标记法：

（1）ST（普通型）STd（直径）p（螺距）-nd

（2）ZST（锁紧型）ZSTd（直径）p（螺距）-nd

（3）ZGST（高温锁紧型）ZGSTd（直径）p（螺距）-nd

2.按国外生产钢丝螺套标记法：

（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)

◆标准标记法：

D(直径)×P(螺距)×N或W(自由状态下钢丝螺套圈数)

注：钢丝螺套国内各个标准对钢丝螺套的标记法都有具体的规定，详见各个标准。

安装步骤

1、钻孔

根据规格使用对应的标准钻头钻孔,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。

注意：若用自动冲断器只需用自动冲断器的冲头对安入底孔的钢丝螺套适当用力一按便可冲断安装柄。

5、拆卸

如果在安装过程中出现错误，可以使用专用的卸套器卸出钢丝螺套，将卸套器的尖端部分伸进丝套孔中，用力按住手柄，反时针方向旋转，即可拆除。