пятница, 18 ноября 2016 г.

Старая реклама резьбовых вставок.

Старая реклама резьбовых вставок.

Прямым подтверждением давности начала применения проволочных резьбовых вставок может послужить и реклама, найденная мною на просторах интернета.
Не совсем понятно, то ли это год размещения рекламы, то ли год основания фирмы, разместившей рекламу. Но по стилю видно, что реклама весьма старая.


 

Когда и кто придумал вставки?

Вопрос. Когда и кто придумал пружинные резьбовые вставки?

Точно ответить на этот вопрос не могу. В иностранной литературе  неоднократно встречал упоминание, что вставки в таком виде как сейчас, стали применяться  до начала второй мировой войны. Кто-то говорит о том, что в это время развивалось применении алюминия в авиастроении – а этот материал плохо держит резьбу, что автоматически привело к изобретению и применению вставок, кто-то о развитии танкостроения…  Кому и  что больше нравится.
С другой стороны,  первый расчет распределения нагрузки между витками резьбы выполнен проф. Н. Е. Жуковским в далёком 1902. Возникла ТЕОРИЯ! Вполне возможно, что это тоже послужило толчком к изобретению резьбовых вставок. А может и наоборот – в начале вставки, а потом теория.

Самый верный способ определиться со временем возникновения резьбовых вставок – посмотреть патенты, провести маленький патентный поиск. Сейчас это сделать очень просто – поможет вездесущий Гугл.  
А вот и результат проведенного мною  маленького поиска.
Обратите внимание на даты этих патентов. Конечно, это не вставки привычного для нас вида, но суть та же.
Делаем вывод, что в конце 19 века проволочные вставки уже применялись.  А дальше они только совершенствовались.
 
 
 
 
 

Обламывание технологического хвостовика вставки.

Обламывание технологического хвостовика (наконечника, поводка, и так далее).

Сразу ещё раз отмечу. Если отверстие, в которое монтируется вставка , глухое, и резьбовой канал имеет достаточную длину, чтобы не мешать  вкручиваемому болту или шпильке, а длина резьбовой вставки подобрана так, что она тоже не мешает вкручиваемому болту, то хвостовик на вставке можно не обламывать – он просто не будет мешать вкручиваемому болту или шпильке. Но нужно учесть, что экономя на операции (не обламывать хвостовик, а оставить как есть) мы можем потерять на стоимости самих вставок, ведь длинные вставки дороже.
 В сквозных отверстиях приходится хвостовик обламывать. Обламывать, как правило,  нужно и тогда, когда вставка имеет малую длину.

Для обламывания производители предлагают специальный инструмент, представляющий из себя стерженёк с тупым кончиком. Такой инструмент удобно применять при обламывании хвостовика вставок малого диаметра.  Например,  производитель системы V-Coil комплектует свои наборы инструментом для обламывания хвостовика до М12 включительно.  На крупных резьбах можно использовать любой подручный инструмент.   
 

Установка вставок.

Установка вставки в подготовленное для неё отверстие с входной резьбой.

Установка вставок в предварительно подготовленное для них резьбовое отверстие  может производиться как ручным инструментом, так и с помощью различных электрических или пневматических шуруповёртов, электроотвёрток, другого механизированного инструмента. Ручным инструментом чаще пользуются при ремонте резьбовых отверстий, а при массовых работах при монтаже вставок на стадии изготовления деталей – различный механизированный инструмент.
 
Но,  так или иначе,  процесс установки -  это самое обычное вкручивание.
Существующие тонкости монтажа (вкручивания) , в том числе и виды инструмента для монтажа, буду рассматривать в отдельных постах.
 

 

Нарезание резьбы под вставку.

Нарезание резьбы для установки проволочной резьбовой вставки.

В стандарте DIN 8140 резьба для установки резьбовой вставки именуется внутренней (входной) резьбой.
Акцентирую Ваше внимание, что метчик для нарезания резьбы для установки резьбовой вставки СПЕЦИАЛЬНЫЙ. Эти специальные метчики обозначаются буквами STI, маркируются по конечному результату, полученному уже после установки резьбовых вставок,  по своим размерам отличаются от стандартных метчиков .

Например метчик с обозначением STI M8x1,25 имеет наружный размер 9,624 мм  (согласно DIN8140) .
А стандартный метчик с обозначением М8х1,25 – имеет наружный диаметр 8,0 мм (допуски в этом посте мною не рассматриваются).
Как и стандартные, метчики STI выпускаются разных типов, могут быть одиночными и комплектными, бесстружечными и так далее.
Практически все серьёзные мировые производители резьбонарезного инструмента выпускают метчики STI, включают их в свои каталоги, что показывает на широчайшее распространение этого метода усиления и восстановления резьбы в мире.
Отмечу, что это обзорный пост (обзорная статья). Более подробно STI метчики будут рассмотрены в последующих статьях (постах).

Сверление отверстия (высверливание повреждённой резьбы).

Сверление отверстия (высверливание повреждённой резьбы) .

Первый шаг рассмотренной ранее последовательности действий – сверление отверстия. При ремонтных работах – высверливание старой, повреждённой резьбы.
Вот в этой таблице указаны диаметры свёрл для подготовки отверстия перед нарезанием резьбы для монтажа вставки. Значения этой таблицы – это рекомендации стандарта DIN 8140 и, соответственно, производителей описываемых систем. Все производители в своих каталогах приводят эти значения.
Ещё раз хочу обратить Ваше внимание на то, что производители систем для усиления и восстановления резьбовых отверстий рекомендуют вполне определённые диаметры отверстий , выполняемых перед нарезанием резьбы для монтажа вставки.   Не ленитесь лишний раз обратиться к приведенной таблице перед сверлением. Большее отверстие приведёт к ослаблению будущей резьбы, а меньшее – может привести к поломке метчика.
Примечание.
Специально для ремонта резьбы свечных отверстий, там , где требуется очень точная центровка отверстия, предлагаем ступенчатые метчики, которые сами срезают старую резьбу и нарезают новую под вставки. Об этих метчиках будет  отдельный пост.

Общее описание процесса установки вставок.

Общее описание процесса установки резьбовых вставок

Чтобы подготовить внутреннюю резьбу, усиленную с помощью резьбовой вставки , нужно просверлить в детали отверстие  (диаметр этого отверстия регламентируется уже упомянутым стандартом DIN 8140), нарезать с помощью специального метчика  с вполне определёнными размерами (смотрите DIN 8140) резьбу для монтажа резьбовой вставки, установить (вкрутить) в подготовленное отверстие с резьбой вставку. Вот, собственно, и всё.  Дополнительное действие – обломить и удалить технологический хвостовик. Но это действие нужно делать не всегда. Если отверстие глухое, то вполне может получиться при правильно  подобранной длине вставки, что этот хвостовик никому мешать не будет.
В случаях установки резьбовых вставок для ремонта резьбовых отверстий, сверлом просто убирается старая, повреждённая резьба.
И для наглядности – рисунок из одного из каталогов.

Вот и вся последовательность действий. Каждое из этих действий и инструмент для его проведения рассмотрим отдельно в последующих постах.

Длина (высота) вставок.


Длина выпускаемых вставок.
Длину вставок (часто в машиностроительной литературе для деталей в виде цилиндра этот параметр называют высотой) в каталогах производителей ( и в стандарте DIN 8140) принято обозначать через их диаметр. Причём эта длина уже в смонтированном (установленном) состоянии.  Например, обозначение вставки М8 2D означает, что в установленном состоянии и с обломленным хвостовиком , вставка будет длиной равной двум диаметрам. Получается длина  -  16 миллиметров. Соответственно  М8 3D – длиной 24 миллиметра. М10 1D – длиной 10 мм. И так далее.
Кстати, обратите внимание, что в свободном состоянии, визуально,  вставки значительно короче , чем если посчитать, например, в миллиметрах, или сравнить длину (высоту) с диаметром.
Специально для тех, кто уже забыл (или ещё не выучил) таблицу умножения, в упомянутом мною стандарте есть большущая, на несколько листов, таблица размеров вставок  и отверстий с резьбой под вставку. Там приведены размеры вставок в миллиметрах и в значениях через диаметр – 1D, 1,5D, 2D и так далее.. 
Этот же размер можно посчитать через количество витков при определённом шаге резьбы. Тоже всё приведено в упомянутой таблице.
Для хорошей фиксации в подготовленном под вставку резьбовом отверстии, вставки выпускаются немного большего диаметра. И при их установке сжимаются. А, как мы знаем из школьной физики, ничего никуда просто так не девается. Соответственно: сжалась – растянулась.  Кроме того, могут дополнительно растягиваться и за счёт шага.
За счёт разницы диаметров в свободном состоянии и в установленном, пружинных свойств самих вставок,  и обеспечивается необходимый натяг в месте посадки резьбовой вставки, который и не даёт ей самостоятельно выкручиваться. Поэтому и не требуется при установке вставок никаких мастик, клеев. Всё держится очень надёжно. А для большей надёжности фиксации там, где это необходимо, есть вставки  типа В.


Номинальная длина резьбовой вставки зависит от материала заготовки (детали) и от класса прочности винта.  Но об этом сделаем специальный пост, или даже несколько, а сейчас просто обзорная информация

Из какой проволоки изготовлены вставки?


Из какой проволоки изготовлены резьбовые вставки?

Стандарт DIN 8140-1 в разделе технических условий гласит, что материалы, из которых изготавливаются пружинные резьбовые вставки, это :
- Коррозионностойкая сталь аустенитного класса марки А2 и А4 по  ISO 3506-2 ( ГОСТ Р ИСО 3506-2 – 2009 ) , закалённая, твёрдостью 425 – 550 HV (твёрдость по Виккерсу) . 
- Медно-оловянный сплав (бронза) , холоднодеформированная , твёрдостью не менее 260 HV.
Примечание 1. Сталям А2 и А4  будет посвящён отдельный пост.
Примечание 2. Естественно, описываемый стандарт говорит о вставках общепромышленного применения, наиболее распространённых.
Но ряд производителей выпускает резьбовые вставки для специальных целей, специального применения. Например,  для резьбовых соединений в открытом космосе, для резьбовых соединений, используемых в чрезвычайно агрессивных средах и так далее. И материалы, из которых вставки изготавливаются, могут быть совершенно уникальными.
Вставки изготавливаются  из проволоки ромбовидного сечения. Причём, в зависимости от характеристик резьбы, под которую изготавливаются вставки, ромбик в сечении проволоки вставки имеет соответствующий угол при вершине этого ромбика.



 
Сечение вставки под метрическую резьбу.