Пружинными вставками для ремонта резьбы

Резьбовые вставки. История. Описание. Применение.

К сожалению, повреждение резьбы в отверстиях различных деталей – явление достаточно распространенное. Повреждение может произойти как при изготовлении детали, так и во время ее эксплуатации. Восстановление поврежденной резьбы обычно сводится к рассверливанию отверстия с сорванной резьбой и последующее нарезание новой резьбы большего диаметра. Но это не всегда возможно, и далеко не всегда оправданно. На помощь приходит простой и эффективный метод восстановления резьбы с помощью проволочных резьбовых вставок.

Этот метод совсем не новый. Сохранившиеся зарубежные рекламные буклеты датированы далеким 1938 годом.

Таким образом, из приведенных образцов рекламы видно, что уже 80 лет назад данный метод имел практическое и коммерческое применение.

По другим источникам, применению данного метода дало толчок активное использование алюминия в самолетостроении, что приблизительно указывает на указанный временной период.

Можно копнуть еще глубже. Что, если покопаться в очень старых патентах?

Только представьте! Конец XIX века! Конечно же это еще не совсем привычные нам резьбовые вставки. Однако важно понимать, что данная теория возникла более ста лет назад, а дальше только совершенствовалась.

Данный метод широко распространился по всему миру. Также он применялся и в СССР. Серийно выпускались резьбовые вставки, комплектовались наборы, распространялась технология его применения.

В связи с тем, что метод восстановления резьбы с помощью резьбовых вставок в мире очень популярен, возникло большое количество фирм-производителей данных вставок. Отметим, что в настоящее время вставки всеми производителями выпускаются по единому стандарту DIN 8140, первое издание которого было выпущено в 1988 году. А вот инструмент и технология монтажа у разных производителей могут отличаться, однако общие принципы данного метода остаются неизменными на протяжении многих лет. Комплексное предложение из вставок, инструмента и технологии применения обычно именуется как «система» с добавлением отличительного фирменного названия изготовителя. В поисках резьбовых вставок вы можете наткнуться на предложение «система BaerCoil», или же «система HeliCoil».

Типовая «система» состоит из проволочных резьбовых вставок, произведенных по DIN 8140, и инструмента для установки этих вставок в подготовленное отверстие. Что касается метчиков, то они специальные, их размеры не соответствуют размерам стандартной линейки метчиков для метрических, конических и других типов резьб. Отсюда и специальная маркировка метчиков – по конечному результату после монтажа соответствующей вставки в подготовленное с помощью этого метчика отверстие. То есть, если на метчике написано М10х1.5, то это означает, что именно такая внутренняя резьба будет получена после монтажа соответствующей вставки – то есть конечный результат.

Проволочные вставки представляют из себя спираль с ромбическим профилем, соответствующим профиль резьбы. В уже упомянутом стандарте DIN 8140 приведены все технические данные, в том числе требуемые размеры отверстия под установку вставки. Также можно встретить такие термины как «входная резьба» и «резьба под винт». Согласно DIN 8140, резьба, образованная специальным метчиком системы для дальнейшего монтажа вставки называется входной (внутренней) резьбой. А та резьба, которая образовывается после установки вставки – резьба под винт (внешняя). После установки резьбовой вставки значение допуская внешней резьбы под винт должно соответствовать значению 6H.

Стандарт оговаривает и материал, из которого изготавливаются вставки – коррозионностойкая, закаленная, термостойкая сталь или бронза. Некоторые производители выпускают вставки и из других материалов, но эти вставки относятся к вставкам специального назначения. Например, для аэрокосмической отрасли. Вставки, выпускаемые серийно, имеют определенное количество витков. Стандартно выпускаятся вставки длиной 1D, 1.5D, 2D, 2.5D, 3D. Это означает, что длина вставки равна одному диаметру, двум диаметрам и так далее. Также нужно учитывать, что длина вставки в свободном состоянии и в смонтированном состоянии отличается. Это происходит в связи с тем, что в процессе установки вставка удлиняется. Поэтому нужно помнить, что длина вставки обозначается в смонтированном виде.

Более длинную вставку всегда можно укоротить откусыванием лишних витков.

Рассматриваемый в данной статье метод восстановления резьбы в отверстии признан наиболее эффективным и дешевым из всех существующих. К тому же он чрезвычайно прост; нужно выполнить всего три действия:

Сверление

Отверстие с поврежденной резьбой засверливается для удаления остатков поврежденной резьбы. Рекомендуемый диаметр сверла обычно приводится каждым производителем в специальных таблицах-рекомендациях. Как правило, все производители предлагают к поставке все необходимые размеры сверл, однако ничто не мешает использовать для этой операции сверла нужного диаметра других производителей.

Нарезание резьбы специальным метчиком

В подготовленном отверстии необходимо нарезать резьбу соответствующим метчиком. Использовать метчик, идущий в комплекте (рекомендованный производителем) обязательно! Только при выполнении этого условия, будет получен правильный результат.

Установка резьбовой вставки

С помощью специального приспособления, также всходящего в комплект поставки каждой «системы», произвести установку резьбовой вставки в отверстие с нарезанной специальным метчиком резьбой. Для ремонта целесообразно использовать ручные приспособления. Механизированные приспособления применяются при серийном изготовлении деталей. И последнее дополнительное действие – обломить установочную цапфу (хвостик) по специальному технологическому надрезу. Если вставка устанавливается в глухое отверстие и ее длина соответствует длине болта, то цапфу можно и не обламывать – она не будет препятствовать правильной установке болта.

Кстати, в стандарте DIN 8140 установочная цапфа обозначается как «нажимной упорный наконечник».

В результате описанных действий мы получаем новую резьбу, не только не уступающую по своим прочностным характеристикам оригинальной резьбе, но и значительно ее превосходящую.

Наружный диаметр каждой резьбовой вставки в свободном состоянии больше принимающей резьбы на точно рассчитанную величину. Это разница обеспечивает необходимый натяг в месте посадки резьбовой вставки и не дает ей самостоятельно выкручиваться. Резьбовые вставки устойчиво и практически без зазора располагаются в принимающей резьбе. При такой очень прочной посадке отпадает необходимость использовать клей для фиксации, который рекомендуется в случае с классической переходной втулкой.

Упругие свойства резьбовых вставок позволяют равномерно распределить нагрузки и напряжения. Угловая и шаговая погрешность компенсируются по всей длине резьбовой вставки, в результате чего достигаются идеальные условия для передачи усилия между болтом и приемной резьбой и, как следствие, увеличение срока службы резьбового соединения при любых статических и динамических нагрузках.

Для еще более прочной посадки и, соответственно, еще более надежного резьбового соединения, выпускаются специальные блокирующие резьбовые вставки с шестигранными стопорящими витками в середине вставки. Такие вставки окрашивают в другой, обычно красный, цвет. По стандарту они обозначаются, как вставки типа B. Действие стопорного элемента основано на силе трения, которая противодействует ослаблению и самоотвинчиванию резьбового соединения.

Отметим, что, несмотря на то, что речь идет о ремонте и восстановлении поврежденной резьбы, наиболее интересное их применение – это усиление несущей способности резьбы в корпусных деталях, деталях сложной формы, больших размеров или высокой стоимости. Все производители акцентируют внимание потребителей на свойство усиления несущей способности резьбы при использовании резьбовых вставок. А ремонт резьбы – это уже вытекающее отсюда применение.

Описываемые системы позволяют создать сверхпрочные резьбовые соединения, допускающие большую нагрузку в металлах низкой прочности (алюминий и сплавы на основе алюминия и магния), а также в пластике и дереве. Появляется возможность изготовления и восстановления резьбовых отверстий в тонкостенных деталях, уменьшается износ резьбы при частых завинчиваниях и отвинчиваниях. Применение пружинных вставок предоставляет конструктору свободу в выборе материала и его толщины.

Еще одно применение резьбовых вставок – легкий переход с одной резьбы на другую, например с дюймовой на метрическую. Все просто: высверливается старая резьба, с помощью соответствующего метчика нарезается резьба под вставку и устанавливается резьбовая вставка под метрическую резьбу. В результате получаем новую необходимую нам резьбу повышенной прочности.

Возвращаясь к вопросу ремонта, нужно отметить, что резьбовые вставки хорошо зарекомендовали себя в самых разных отраслях, таких, как ремонт авто и мототехники, при ремонтах узлов, выполненных из сплавов алюминия – головки блока цилиндров, коробки передач и т.д. Резьбовые вставки очень надежны при ремонте резьбы свечных колодцев и форсунок.

Источник

Восстановление сорванной резьбы установкой вставки

Восстановление сорванной резьбы установкой футорки

Один из способов восстановления изношенной или поврежденной резьбы — это установка резьбовой спиральной вставки. Эти вставки увеличивают надежность резьбовых соединений деталей, особенно изготовленных из алюминия и чугуна. Спиральные вставки изготавливают из коррозионно-стойкой проволоки ромбического сечения в виде пружинящей спирали

Технологический процесс восстановление резьбовой поверхности включает:

• рассверливание отверстия с применением накладного кондуктора и снятие фаски (1×45°). Смещение осей отверстий не более 0,15 мм, перекос осей отверстий не более 0,15 мм на длине 100 мм;
• нарезание резьбы в рассверленном отверстии детали;
• установить резьбовую вставку в монтажный инструмент; ввести стержень инструмента в резьбовую вставку так, чтобы ее технологический поводок вошел в паз нижнего конца стержня; завернуть вставку в отверстие наконечника инструмента, а затем с помощью инструмента в резьбовое отверстие детали; вынуть инструмент и удалить (посредством удара бородка) технологический поводок резьбовой вставки;
• контроль качества восстановления резьбы с помощью «проходного» и «непроходного» калибра или контрольного болта. При контроле резьбовая вставка не должна вывертываться вместе с калибром (контрольным болтом). Проходной калибр, завернутый на всю длину вставки, не должен отклоняться более чем на 0,5 мм в любую сторону. Непроходной резьбовой калибр соответствующего размера не должен ввертываться в установленную в деталь вставку. Резьбовая вставка должна утопать в резьбовом отверстии не менее чем на 1/4 шага резьбы. Выступание ее не допускается.

После такой операции резьба становится более прочной, чем первоначальная в исправном состоянии. Этот эффект особенно заметен, когда резьба выполнена в мягком материале, например, алюминии. При срыве болта (шпильки) в резьбовой вставке эффект «закусывания» отсутствует. Сорванный болт (шпильку) можно легко вывернуть.

Возможности резьбовых вставок.

Особенно актуален способ ремонта резьбы футорками из прочной нержавеющей стали для восстановления резьбовых отверстий в корпусных деталях автомобильных двигателей, например, свечного отверстия. Резьба под свечу становится очень прочной и надёжной.

Если сорвана резьба под шпильку, иногда рассверливают её, и нарезают резьбу следующего размера. В таком случае приходится применять ступенчатую шпильку неизвестного происхождения, сомнительного качества. Да и не всякую ступенчатую шпильку найдёшь в нужный момент. Если же отремонтировать отверстие с применением резьбовой вставки, остаётся возможность применить штатную, фирменную шпильку.

Ещё одно применение ремонтных резьбовых вставок – в латунных гайках выхлопного коллектора. Получается гайка, совмещающая очень прочную резьбу и свойство не «пригорать» к шпилькам.

Владельцам некоторых иномарок стоит обратить внимание и на возможность замены резьбы М12 х 1,5 на резьбу М12 х 1,25. Нередко случается, что болт с такой резьбой повреждён, а найти его в розничной сети в Вашем городе практически невозможно (в нашем магазине есть такие болты). Токарь приличный болт не выточит, т.к. резьба на заводских болтах формируется давлением (накаткой), что обеспечивает необходимую прочность. А на токарном станке резьба получается резцом, при этом волокна стального прутка перерезаются и витки резьбы не могут нести необходимой нагрузки.

Если заменить резьбу в корпусной детали на более распространённую в России М12 х 1,25, появляется возможность подобрать болт необходимых размеров и прочности в ассортименте Российских и Европейских производителей автомобильного крепежа.

Особенности резьбовых вставок.

Изготовленные из высококачественной хром-никель нержавеющей стали, ремонтные футорки обеспечивают высокую прочность внутренней резьбе, что позволяет противостоять воздействию температуры и коррозии.

Их уникальная конструкция обеспечивает превосходные качества резьбовых соединений, надежность и технологичность которых не может быть воспроизведена любым другим способом крепления.

Пружинные резьбовые вставки гораздо легче и дешевле, чем любые другие эквивалентного типа резьбовые вставки и из-за своего небольшого размера они, как правило, могут быть включены в существующие проекты, где не были предусмотрены дополнительные затраты подобного рода.

Наиболее популярные резьбовые вставки производятся из прецизионно ромбически профилированной аустенитной нержавеющей стальной проволоки, намотанной в винтовые спирали и в свободном положении они выглядят как пружины. При установке, с помощью одного из разнообразных ручных или автоматических инструментов, такие футорки обеспечивают надежные постоянные внутренние резьбовые соединения, которые не подвержены коррозии и способны выдерживать высокие темперетуры.

Наружный диаметр каждой резьбовой вставки в свободном состоянии больше принимающей резьбы на точно рассчитанную величину. Эта разница обеспечивает необходимый натяг в месте посадки резьбовой вставки и не даёт ей самостоятельно выкручиваться. Резьбовые вставки устойчиво и практически без зазора располагаются в принимающей резьбе. При такой очень прочной посадке полностью отпадает необходимость использовать клей для фиксации, как в случае с классической втулкой. После установки резьбовых вставок, их положение поддерживается действием радиального давления между их витками и стенками резьбового отверстия.

Усиление резьбы с помощью пружинных резьбовых вставок.

Известно, что в жесткой резьбе «работают» только 2-3 первых витка. Упругие свойства резьбовых вставок позволяют равномерно распределить нагрузки и напряжения. Угловая и шаговая погрешность компенсируются по всей длине резьбовой вставки, в результате чего достигаются идеальные условия для передачи усилия между болтом и приёмной резьбой и, как следствие, – увеличение срока службы резьбового соединения при любых статических и динамических нагрузках.

Резьбовое соединение становится прочнее в 2-4 раза, что позволяют создать сверхпрочные резьбовые соединения, допускающее большую нагрузку в металлах низкой прочности (алюминий, сплавы на основе алюминия и магния), а также в пластике и дереве. Появляется возможность изготовления и восстановления резьбовых отверстий в тонкостенных деталях, значительно уменьшается износ резьбы при частых завинчиваниях и отвинчиваниях. Восстановленную резьбу почти невозможно смять криво завинтив, например, болт или свечу.

Резьбовые вставки имеют определенное количество витков. Стандартно выпускаются вставки 1D, 1,5D, 2D, 2,5D, 3D. Это означает, двум диаметрам и так далее.

Применение резьбовых вставок.

Резьбовые вставки применяются везде, где нужна качественная резьба для надежных резьбовых соединений. Возвращаясь к вопросу ремонта, нужно отметить, что резьбовые вставки хорошо зарекомендовали себя в самых разных отраслях, таких, как ремонт авто и мототехники при ремонтах узлов выполненных из сплавов алюминия — головки блока цилиндров, коробки передач и т.д. Резьбовые вставки очень надежно ведут себя при ремонтах резьбы свечей и форсунок. Для этих целей даже выпускаются специальные вставки и специальный инструмент.

Широкое применение резьбовые вставки получили при ремонтах турбин на атомных электростанциях.

Незаменимыми резьбовые вставки будут так же и в авиационных мастерских, в мастерских военной техники. Практически везде где требуется быстрое восстановление поврежденной резьбы без замены узлов и механизмов.

Дополнительное применение:

• Усиление прочности резьбы. Для материала с низкой прочностю на срыв, например: алюминиевые сплавы и магниевые сплавы, дерево. Используется в машиностроении, электротехнической, автомобильной медицинской и аэрокосмической промышленности.
• Ремонт резьбы поврежденных или изношенных резьб.
• Восстановление забракованных элементов.

Как выполняется установка:

СВЕРЛЕНИЕ Очистите поврежденную резьбу с помощью стандартного сверла. До размера резьбы М 12 (1/2 «) Наборы включают в себя необходимое сверло. Для восстановления резьбы свечей зажигания, при использовании специального метчика для свечной резьбы, предварительное рассверливание отверстия не требуется.

ПРОВЕРКА Убедитесь, что резьба и высота метчика совпадает с болтом.

НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ Используйте специальные метчики для нарезания внутренней резьбы в очищенном отверстии. Рекомендуется использовать специальное масло для резания.

УСТАНОВКА ВСТАВКИ Поместите вставку на установочный инструмент и поверните его регулировочным кольцом так, что-бы хвостовик вставки попал в центральный разъем хвостовика установочного инструмента. Завинтите вставку легким давлением на полоборота ниже поверхности. Резьбовая вставка правильно посажена в резьбе, если она установлена в посадочную резьбу с полным профилем, по крайней мере, на 1/4 (0,25 P) витка ниже поверхности. Не работайте против направления резьбы, так как установочный поводок вставки может сломаться.

КАК ВЫПОЛНЯЕТСЯ УСТАНОВКА Можно устанавливать и завинчивать резьбовую вставку как обычный болт. Ввинчивание выполняется с помощью установочного шпинделя, который по своим размерам сравним с метчиком. Для закрепления и приведения в действие шпинделя, как и при использовании метчика, служит вороток или иные традиционные инструменты.

Если же необходим ремонт резьбы, которая расположена очень глубоко, шпиндели или метчики также могут быть удлиненными. Резьбовая вставка навинчивается на шпиндель до тех пор, пока поводковый выступ не захватит установочный поводок. Таким образом, вставка также вертикально и надёжно подводится к месту ремонта и ввинчивается. Установочная глубина всегда должна выбираться так, чтобы последний виток проволоки находился под первой боковой стороной профиля посадочной резьбы.

УДАЛЕНИЕ ХВОСТОВИКА После завершения завинчивания, вынимайте установочный инструмент и обламывайте установочный поводок по месту насечки. Для этого используйте подходящий по размеру бородок, стержень или специальный инструмент для извлечения и отламывания установочных поводков вставок.

Для больших размеров резьбы > M 14, используйте для извлечения хвостовика вставки обычные плоскогубцы посредством движений вверх — вниз. Из-за узких и точных допусков новая резьба, обычно гораздо мощнее, чем оригинал. Таким образом, новая технология позволяет выполнять ремонт резьбы, который раньше можно было реализовать только с помощью специальных инструментов.

Некоторые особенности выполнения работ по восстановлению резьбы

Диаметр сверла выбирается из таблицы.

Таблица подбора диаметров свёрл для наиболее распространённых резьбовых отверстий

№ п/п	Размеры восстанавливаемой резьбы	Диаметр сверла
1	М5 х 0,8	5,2
2	М6 х 1	6,3
3	М8 х 1	8,3
4	М8 х 1,25	8,4
5	М10 х 1	10,25
6	М10 х 1,25	10,4
7	М10 х 1,5	10,5
8	М12 х 1,25	12,25
9	М12 х 1,5	12,5
10	М12 х 1,75	12,5
11	М14 х 2	14,5
12	М14 х 1,5	14,5
13	М14 х 1,25 (под свечу)	14,25

При рассверливании отверстия, периодически вынимайте сверло из отверстия и окунайте его конец в ёмкость с моторным маслом. Желательна минимальная скорость вращения сверла.

В процессе работы, при нарезке метчиком резьбы под вставку, необходимо постоянно подавать в зону резания моторное масло, например из медицинского шприца, особенно при работе с алюминием. Иначе резьба может получиться «рваной», шероховатой, а на метчик налипнет алюминий.

Если отверстие глухое — вместо моторного масла лучше применить смазку, например Литол, Жировую смазку или даже вазелин. Ею нужно обмазать рабочую часть метчика, чтобы стружка не сыпалась в отверстие, а прилипла к метчику.

Промойте полученную резьбу керосином.

Для ремонта свечного отверстия рекомендуется метчик ступенчатый. Он центрируется в старом отверстии своей заходной частью, и сразу нарезает новую резьбу, минуя операцию рассверливания. Ступенчатый метчик существенно уменьшает риск порчи свечного отверстия, но он заметно дороже обычного. Для удлинения метчика при ремонте глубоко утопленного свечного отверстия можно использовать обычную торцовую двенадцатигранную головку на 10 с соответствующим инструментом.

Промойте полученную резьбу керосином.

Если резьба расположена не заподлицо с поверхностью разъёма, а как в некоторых блоках цилиндров довольно глубоко, не рекомендуется использовать ручной инструмент для завинчивания резьбовых вставок (см. п.4 последовательности установки). Им обычно комплектуются стандартные наборы для восстановления резьбы (такой как Yato YT-1763). Такой инструмент из-за фиксирующего кольца не позволяет вкрутить вставку глубже места фиксации. А без фиксации кольцом высока вероятность привести резьбовую вставку в негодность.

Приходится использовать специальный шпиндель (см. п.4 последовательности установки). Рабочая часть шпинделя похожа на резьбовую часть болта, с зацепом на торце. Несложно сделать аналогичный инструмент самому из болта подходящего размера. Для этого в торце болта делается проточка под поводок как на рисунке.

Нужно иметь в виду, что вставка несколько больше шпинделя, она не сидит на нём плотно, а свободно болтается. При вкручивании в отверстие вставка сжимается и тем самым закрепляется в отверстии.

Таким образом, интернет-магазином «Металвис-юг» представленный способ однозначно рекомендуется взять на вооружение всем кому необходимо выполнять работы по восстановлению резьбы. Судите сами. Помимо указанных выше эксплуатационных преимуществ крепежного соединения на резьбовой пружинной вставки из высококачественной хром-никель нержавеющей стали, нельзя не отметить простоту и технологичность такого способа восстановления, а также экономическую целесообразность. Действительно, вытачивание ремонтного ввертыша токарем обойдется куда дороже стоимости одной спиральной вставки за 20 — 30 руб. И не стоит забывать о немаловажном преимуществе, которое дает экономия ремонтного размера при использовании таких футорок.

Источник