钢丝螺套修复螺孔的应用

肖挺 章璐玮

摘 要：矿用车后轮毂上沿圆周等分12个M22的螺孔，因长期受到运输过程中的振动、负荷冲击及频繁拆装螺栓，使内螺纹从牙扣表面逐步向牙扣内部磨损，牙扣实体越来越小，内径变大，螺纹配合间隙变大，久之安装螺栓时会出现乱牙、滑丝等彻底损坏。采用钢丝螺套新型修复机体螺纹方法，能有效减轻螺纹牙受力不均和抗冲击振动的作用，提高螺纹的疲劳强度，减少螺纹的磨损和抗腐蚀性能，从而提高了轮毂使用性能，并且不改变所有相关联的零件尺寸，方便、经济、可靠。

关键词：轮毂；钢丝螺套；螺纹

中图分类号：TH131.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）31-0154-02

Abstract： The rear-wheel hub of a mining truck is divided into 12 M22 screw holes along the circumference. Because of the vibration， load shock and frequent disassembly of bolts in the process of transportation， the internal thread is gradually worn from the surface of the tooth button to the inside of the tooth button， and the tooth button body is getting smaller and smaller. The bigger the inner diameter， the bigger the clearance of the thread fit， the longer the bolt will be damaged， such as disorderly teeth， slippage， and so on. Adopting a new type of thread repairing method of steel wire thread sleeve can effectively reduce the action of uneven stress of thread tooth and anti-shock vibration， improve the fatigue strength of thread， reduce the wear and corrosion resistance of thread， and thus improve the service performance of wheel hub and will not change the size of all associated parts. This method proves convenient， economic and reliable.

Keywords： wheel hub； steel wire nut； thread

設备在日常维护检修中，经常会遇到一些机体上螺孔内螺纹因长期受到运输过程中的振动、负荷冲击及频繁拆装螺栓而磨损，或因介质介入腐蚀螺纹牙扣，造成螺栓连接可靠性大大降低，螺栓安装过程中，在逐步旋紧至规定扭矩时出现乱牙、滑丝等永久损坏。也有是在螺纹丝扣间有锈蚀，螺栓拆卸困难，在拆卸过程中就出现乱扣或断螺栓。在这些情况下，都要采取一些方法修复损坏的螺纹以保证机体能继续正常使用，机体上螺纹修复质量的好坏对后期的使用就显得尤为重要。

1 螺孔损坏分析

马钢姑山露天采场从2000年引进北京首钢SGA3722型矿用车，经过2次设备更新，现尚有26台还担负着矿石运输任务。该车型整车载重42T，自重30T，搭载525马力的康明斯发动机和变速箱与变矩器合为一体具有变速增扭功能的5+2液力机械传动装置，采用后轮驱动，设有主减速器和轮边行星减速传动机构，马力大，动力足。

矿用车长期生产运行中，车体上一些连接螺栓受到过载、振动、冲击的作用，这些作用力都会对螺栓螺纹旋合副间造成损伤，加上螺纹的材质强度不足，使螺纹丝扣之间受到冲击、挤压、拉伸、磨损，这方面尤其突显在矿用车后轮毂端面圆周上均布的12个轮胎螺栓上。如图1所示，轮胎螺栓4是一根一端细牙，另一端是M22×2.5的双头螺栓，M22×2.5一端旋入轮毂3机体端面圆周分布的螺孔内，在轮毂3上通过螺栓安装7字形塞铁2塞于轮胎钢圈1与轮毂3之间，每个轮胎螺栓固定一块7字形塞铁，沿圆周均匀紧固12个轮胎螺栓，使轮胎处于正确的位置。

矿用车在运行中，轮胎所受一切作用力都会传给轮胎螺栓，导致对轮胎螺栓及螺孔螺纹的冲击，造成松动，加之各轮胎磨损不均需要更换、调位，以及检修轮边故障必须拆卸全部螺栓，轮胎螺栓的拆装比较频繁，螺孔螺纹磨损逐渐加大。久之轮胎螺栓螺纹与螺孔螺纹的旋合副间（如图1中A区域）产生损坏性的相互作用，以至于失效，一般都选择更换新螺栓，但轮毂上的内螺纹失效依然存在，更换新螺栓使用不了多长时间又要再次更换，这样造成成本无形增加，也使车辆在运行中始终存在一定的安全隐患。经检查统计出有80%后轮毂上的螺孔或部分都存在有比较严重的螺纹损坏。如图2所示，外部丝扣基本已经是没有了，内部往深处可能有几扣螺纹勉强能用，轮胎螺栓无法紧固到规定的扭矩，在旋紧过程中就会造成滑牙或乱丝，使轮胎的无法安全可靠固定装配。

2 现场解决方法

2.1 传统修复方法

针对上述情况，对后轮毂上损坏螺孔一般采取扩孔，攻扩大一级螺纹的方法，与之相配的螺栓也同样扩大一级。这样就造成所有与之装配的连接件尺寸规格都要做相应更改，如图1中的7字形塞铁、轮边行星齿轮架的孔都要相应扩大，使备件产生新的品种，通用性、互换性受到限制，此修复方法效果不好，存在一定的局限性。

2.2 钢丝螺套修复法

钢丝螺套是用菱形截面的钢丝绕制成一种弹簧状内外螺纹同心的螺旋体，如图3所示，是一种新型的内螺纹紧固件，具有高强度、高精度、表面光洁，具有增强和保护低强度材质内螺纹作用。其原理是在螺栓和基体内螺纹之间形成弹性连接，消除螺纹制造误差，提高连接强度。钢丝螺套又分为普通型和锁紧型两种，锁紧型是在普通型的基础上增加一圈或几圈锁紧圈，对装配螺栓起到紧固防松作用。

根据轮毂上M22螺孔，螺距2.5，盲孔深度约60mm，螺纹长度约45-50mm，确定选用右旋M22×2.5×2D不锈钢丝螺套对轮毂螺孔进行修复，配套工具有：STM22×2.5专用丝锥、安装手柄、冲断器、卸套器、螺纹塞规。

第一步：扩孔

先采取机械加工，根据M22×2.5×2D不锈钢丝螺套规格，在摇臂钻床上用φ22.6钻头对轮毂端面的12个损坏螺孔进行扩孔。扩孔深度要大于或等于螺套安装长度2D（44mm），最好是稍大于螺套的安装长度，保证螺套安装到位后低于或平齐机体表面。在选用钻头时，注意不宜选用磨损严重的钻头，以避免钻成锥形孔。扩孔后可以采取不超过1mm深度的孔口锪孔去毛刺，要避免过深的锪孔影响不锈钢丝螺套的旋入装配，扩孔完毕后清理孔内铁屑，用压缩空气喷枪吹出孔内铁屑。

第二步：攻丝

在摇臂钻床上用STM22×2.5螺套专用丝锥分别对12个扩大的孔进行攻丝，攻丝的长度超过钢丝螺套安装长度2D，攻丝过程中加机油润滑，在攻丝时要用力均勻，特别注意接近孔底时，控制速度不可过快，防止折断丝锥。螺纹成型后，用压缩空气喷枪吹出螺孔内铁屑，也可以清洗螺孔，保证孔内螺纹清洁。

第三步：安装

将M22×2.5×2D不锈钢丝螺套放入安装扳手内，使安装柄嵌入芯轴槽内，转动安装扳手手柄，使钢丝螺套通过安装扳手上的引导螺纹旋入螺孔，并使其距表面留有3/4圈空螺纹。在钢丝螺套装配过程中，如遇持续扭力过大，可保持扳手芯轴不动，将套筒逆时针转动即得以缓解。注意安装时不要在钢丝螺套安装柄上施加较大轴向力，以防乱扣。安装螺套必须熟练操作，事先要多练习几次，避免螺套装配不成功。钢丝螺套安装后，用相应级别螺纹塞规检查是否符合要求。整个修复过程完成，如图4所示修复后的螺孔，表面光洁精度高。

第四步：折断安装柄

钢丝螺套装配完后要将钢丝螺套安装柄折断，用冲断器对准安装柄，用手锤猛击一下即可去除， 用镊子取出被冲断的安装柄。

3 结束语

不锈钢丝螺套能有效减轻螺纹牙受力不均和抗冲击振动的作用，提高螺纹的疲劳强度，减少螺纹的磨损和抗腐蚀性能，提高了轮毂使用性能。经过使用追踪，此新型方法作为在原基体上螺纹脱扣或乱牙时的全牙扣修复手段，并且不锈钢丝螺套更换方便，修复简单，快速经济。目前根据本单位矿用车后轮毂的修复量，经济效益可达40万元之多，产生了可观的经济效益。钢丝螺套已标准系列化，选取相应螺套和安装工具更加快捷方便。

参考文献：

[1]石海明.钢丝螺套的应用及其安装[Z].沈阳市黎明机械构件制造厂，2011，10.

[2]白天伟.使用钢丝螺套修复设备机体螺纹[Z].山西三维集团股份有限公司，2013，8.