Как восстановить резьбу: способы ремонта

Как восстановить резьбу: способы ремонта

Популярность резьбовых соединений объясняется простотой выполнения и прочностью крепления элементов конструкции между собой. Когда при повреждении витков замена детали невозможна, проводят восстановление резьбы. Так как восстанавливать резьбу можно разными способами выбирают тот, который сохраняет прочность соединения на прежнем уровне.

Общие правила

Самый простой вариант – это восстановление слегка поврежденной или загрязненной резьбы. Для этого достаточно прогнать отверстие метчиком и восстановить её первоначальную конфигурацию. Если же повреждения не позволяют воспользоваться этим вариантом, то необходимы другие решения.

Достаточно просто и восстановление в том случае, если есть возможность перехода на больший диаметр. Необходимо рассверлить отверстие сверлом требуемого размера и нарезать в нём новую резьбу. В любом случае необходимо соблюдать следующие общие правила:

• Движения сверла и метчика должны производиться строго под прямым углом.
• Используйте полный комплект метчиков для черновой и чистовой нарезки. Как правило, это два (реже три) номера.
• Нарезку производите аккуратно с помощью воротка или разводного ключа, без перекосов, чрезмерных усилий и резких движений.
• Используйте смазку и регулярно удаляйте стружку.

Вставки проволочные резьбовые. Ремонт, создание и усиление резьбы

Сорвана резьба — что делать?

Повреждение резьбы в отверстиях различных деталей явление очень распространённое. Повреждение может произойти как при изготовлении детали, так и во время её эксплуатации. Никто не застрахован от этого.

В большинстве случаев ремонт или восстановление резьбы сводится к рассверливанию отверстия под больший диаметр с последующем нарезанием новой резьбы. Однако, это не всегда удобно и не всегда возможно.

Что же делать? На помощь приходит простой и эффективный метод ремонта повреждённой резьбы с помощью проволочных резьбовых вставок. Этот впервые был применён ещё в тридцатых годах прошлого столетия, и, в настоящее время, достаточно распространён по всему миру. К большому сожалению, у нас он применяется крайне редко и только набирает популярность. Редкость применения объясняется элементарной неосведомлённостью о том, что такой способ вообще существует, а быстрая популяризация — простотой и удобством метода ремонта.

Производством пружинных вставок и оборудования для их установки в мире занимается очень много фирм. Производимые ими вставки могут незначительно отличаться по форме, материалу, из которого сделаны. Существуют непринципиальные отличия технологий установки, демонтажа, соответствующих инструментов предлагаемых отдельными производителями, однако общие принципы данного метода остаются неизменными на протяжении многих лет.

Система восстановления резьбы

Комплексное предложение из резьбовых вставок, технологии их установки и инструмента обычно именуется “cистема” c добавлением отличительного фирменного названия. Например:

• система “V-coil”
• система “Recoil”
• система ”BaerCoil”
• система ”HeliCoil”
• и так далее.

Есть и производители, предлагающие только вставки – особенно много их в Китае, где очень быстро учатся на ошибках других, и с большим энтузиазмом берут на вооружение самое передовое, что есть в мире.

Как уже отмечалось, типовая система состоит из проволочных резьбовых вставок и инструмента для установки этих резьбовых вставок в отверстие, которое предварительно подготавливается с помощью входящих в комплект поставки свёрл (можно использовать и свои свёрла) и специальных метчиков, немного отличающихся от стандартных. Вот тут как раз настоятельно рекомендуется применять только эти, специальные метчики.

Проволочная резьбовая вставка

Проволочные резьбовые вставки представляют собой спираль с ромбическим профилем высокой точности, на внутренней поверхности вставки таким же, как у резьбы. Изготавливаются резьбовые вставки из разных материалов. Наиболее распространены вставки из высококачественной нержавеющей стали, что позволяет полностью забыть о коррозии.

Резьбовые вставки имеют определенное количество витков. Стандартно выпускаются вставки 1d, 1,5d, 2d, 2,5d, 3d. Это означает, что длина вставки равна одному диаметру, двум диаметрам и так далее. Но выпускаются и другие, специальные вставки с другими размерами.

Наибольшее распространение в мире получили вставки снабженные установочным язычком, хотя выпускаются и пружинные проволочные вставки другой конструкции. Установочный язычок служит только для установки вставки в предварительно подготовленное отверстие и легко обламывается после установки, благодаря специальному надрезу. При ремонте резьбы в глухих отверстиях обламывать язычок совсем не обязательно.

Установка резьбовой вставки

Рассматриваемый нами метод восстановление резьбы в отверстии общепризнан наиболее дешёвым из всех существующих. Он чрезвычайно прост — необходимо выполнить всего три действия:

Отверстие с повреждённой резьбой засверливается для удаления поврежденной резьбы. Рекомендуемый диаметр сверла зависит от вида резьбы и её параметров, и обычно приводится каждым производителем в специальных таблицах — рекомендациях. Производители вставок предлагают к поставке всю гамму рекомендованных свёрл, однако ничто не мешает использовать стандартные свёрла необходимого размера.

Нарезать резьбу метчиком соответствующего диаметра. Метчики предлагаемых систем имеют определённые отличия от стандартных, поэтому использовать метчик идущий в комплекте (рекомендуемые производителем) ОБЯЗАТЕЛЬНО!

3. Установка проволочной пружинной вставки

С помощью специального приспособления, также входящего в комплект каждой системы, произвести установку резьбовой вставки в подготовленное отверстие.

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

При необходимости, резьбовые вставки с помощью специальных приспособлений, опять же входящих в “систему”, можно извлекать.

Для обламывания и извлечения установочного язычка применяется специальный инструмент, а на вставках большого диаметра – обычные плоскогубцы и т.д.

Преимущества применения резьбовых вставок

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.

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.

Для ещё более прочной посадки и, соответственно, ещё более надёжного резьбового соединения, выпускаются специальные, блокирующиеся резьбовые вставки (такие вставки имеют другой цвет, отличный от стандартных – обычно красный).

От обычных вставок блокирующиеся отличаются тем, что один из витков выполнен в форме шестигранника. Именно это и предотвращает выкручивание резьбовой вставки вместе с болтом. А так же полностью предотвращает самопроизвольное выкручивание резьбовой вставки и болта при вибрациях, цикличных температурных изменениях.

Хоть мы и говорим о системах для ремонта резьбовых соединений, но наиболее интересное их применение — усиление несущей способности резьбы в корпусных деталях, деталях сложной формы, больших размеров или высокой стоимости, а также создание резьбовой поверхности в хрупких материалах.

Описываемые системы позволяют создать сверхпрочные резьбовые соединения, допускающее большую нагрузку в металлах низкой прочности (алюминий, сплавы на основе алюминия и магния), а также в пластике или дереве. Появляется возможность изготовления и восстановления резьбовых отверстий в тонкостенных деталях, уменьшается износ резьбы при частых завинчиваниях и отвинчиваниях.

Применение пружинных резьбовых вставок предоставляет конструктору свободу в выборе материала и его толщины. Из-за уменьшения напряжений в резьбовом соединении, конструктор волен подбирать крепёжные элементы меньших размеров, чем обычно, без применения вставок.

Вследствие уменьшения места соединения и сокращения размера, например болта, а также экономии материала, рабочего пространства и веса при одинаковых или более высоких требованиях, предъявляемых к резьбовому соединению, достигается значительное сокращение затрат.

Ещё одно применение резьбовых вставок — лёгкий переход с одной резьбы на другую, например с дюймовой на метрическую.

Спектр применения резьбовых вставок очень велик. Это и автомастерские, и авиационные мастерские, судоремонтные заводы, различные машиностроительные предприятия. Резьбовые вставки применяются также и в медицинском оборудовании, при производстве пластмассовых изделий и изделий из дерева — вставки применяются везде, где нужна качественная резьба для надежных резьбовых соединений.

В качестве примера можно сказать, что в каталоге, представляющем проволочные резьбовые вставки системы ”HeliCoil”, есть упоминание, что в конструкции самолёта Боинг 747 используются 250 000 (двести пятьдесят тысяч . ) различных резьбовых вставок этой системы,- и это один из факторов, способствующий высочайшей прочности и надёжности этого самолёта.

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 выпускаются специальные вставки и специальный инструмент. Широкое применение резьбовые вставки получили при ремонтах турбин на атомных электростанциях. В данном случае нужно отметить, что ремонтные вставки производятся также очень больших размеров.

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

ООО «ТАНТАЛ» выражает благодарность ООО «ШЛИФ», Республика Беларусь, за подготовку хорошей обзорной статьи.

Способ восстановления резьбы

Повреждённую резьбу можно полностью восстановить по следующей технологии:

1. Рассверлить резьбовое отверстие до диаметра, указанного в приведённой ниже таблице
2. Нарезать в нём резьбу особого профиля специальным метчиком
3. Ввернуть в полученную резьбу спиральную ремонтную вставку (футорку из прочной нержавеющей стали, с помощью специального инструмента.

Резьбовая вставка

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.

Посмотрите видео, как используется резьбовая вставка

Какие возможности есть у резьбовых вставок

Особенно актуален этот способ для восстановления резьбовых отверстий в корпусных деталях автомобильных двигателей, например, свечного отверстия. Резьба под свечу становится очень прочной и надёжной.

Резьбовая вставка вкручена Резьбовая вставка вкручена

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, представленных в нашем каталоге.

Видео – как работает резьбовая вставка, демонстрация

Какие инструменты применяются при восстановлении резьбы

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.

3. Шпиндель (инструмент для вворачивания вставки)

Рабочая часть шпинделя похожа на резьбовую часть болта, с зацепом на торце.

4. Вставка ремонтная

Вставка представляет собой спираль ромбовидного профиля.

На одном конце её имеется поводок, за который вставка вращается шпинделем.
Вставки имеют разные длины.

Описание технологии восстановления резьбы

Внимание: эта технология применяется для ремонта резьбовых отверстий в бытовых, гаражных условиях.

1. Рассверлить отверстие. Периодически вынимать сверло из отверстия и обмакивать его конец в ёмкость с моторным маслом. Желательна минимальная скорость вращения сверла.
2. Нарезать метчиком резьбу под вставку. В процессе работы 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. Ею нужно обмазать рабочую часть метчика, чтобы стружка не сыпалась в отверстие, а прилипла к метчику.
3. Промыть полученную резьбу керосином.
4. Надеть вставку на шпиндель, ввести в зацепление поводок и зацеп.

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. Вставку вворачивать до тех пор, пока её задний конец не углубится в отверстие на 1/4 шага резьбы. После этого вывернуть шпиндель и отломить поводок вставки, надавив на него подходящим стержнем. Для этого на витке за поводком имеется риска, по которой и отломится поводок. Примечание:При использовании ступенчатого метчика пункт 1 исключается.

Наша компания не занимается восстановлением резьбы. Данная статья служит исключительно для ознакомления с процессом восстановления резьбы. В наших магазинах вы можете купить футорки (резьбовые вставки) , сверла , метчики , наборы для восстановления 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.

Виды пружинных резьбовых вставок

Проволочные вставки для ремонта резьбовых отверстий имеют форму упругой спирали, витки которой формируют с внутренней стороны высокоточный ромбический профиль, который аналогичен профилю резьбы. Большинство продаваемых ввертышей имеют поводковый язычок, служащий для их ввинчивания в подготовленную приемную резьбу. После монтажа он легко отделяется по надрезу при помощи специального обламывателя.

Пружинные футорки имеют разное количество витков и соответственно разную длину, которая обозначается 1d, 1.5d, 2d и т.д., где d – диаметр спирали. Выпускаются также специальные виды вставок, например, для свечной резьбы или кислородных датчиков. На изготовление резьбовых вставок идет особо прочная высококачественная сталь, преимущественно нержавеющая, что позволяет получить надежную резьбу, устойчивую к износу, деформации и коррозии.

Технологический процесс восстановления изношенной или поврежденной резьбовой поверхности включает в себя:

— Рассверливание отверстия с применением накладного кондуктора и снятие фаски (1х45 градусов). Смещение осей отверстий должно быть не более 0,15 мм. Перекос осей отверстий должен быть не более 0,15 мм на длине 100 мм.
— Нарезание резьбы в рассверленном отверстии ремонтируемой детали. Скорость резания в пределах 4-5 м/мин. Частота вращения в пределах 60-80 об/мин.

— Непосредственная установка резьбовых спиральных вставок в ремонтируемую деталь включает в себя следующие операции:

1. Установить резьбовую вставку в монтажный инструмент.
2. Ввести стержень монтажного инструмента в резьбовую вставку так, чтобы ее технологический поводок вошел в паз нижнего конца стержня.
3. Завернуть резьбовую вставку сначала в отверстие наконечника монтажного инструмента, а затем с помощью инструмента в резьбовое отверстие ремонтируемой детали.

— Вынуть монтажный инструмент и удалить (например посредством удара бородка) технологический поводок резьбовой спиральной вставки.
— Контроль качества восстановления резьбы непосредственно в ремонтируемой детали производится с помощью проходного и непроходного калибра или контрольного болта соответствующего размера и шага резьбы. При контроле резьбовая спиральная вставка не должна вывертываться вместе с калибром или контрольным болтом.

Внешний вид резьбовых спиральных вставок для восстановления резьбовых поверхностей.

Технологические рекомендации по установке резьбовых спиральных вставок.

Установка резьбовых спиральных вставок при восстановлении резьбовых поверхностей.

Проходной калибр или контрольных болт, завернутый на всю длину резьбовой спиральной вставки, не должен отклоняться более чем на 0,5 мм в любую сторону. Не проходной резьбовой калибр соответствующего размера не должен ввертываться в резьбовую спиральную вставку, установленную в ремонтируемую деталь. Резьбовая спиральная вставка должна утопать в резьбовом отверстии ремонтируемой детали не менее чем на один виток резьбы. Выступание ее наружу не допускается.

По материалам книги «Ремонт военной автомобильной техники».
Тарасенко П.Н.

Восстановление резьбы свечного отверстия

Повреждение резьбы свечного отверстия не позволит уплотнительному кольцу или конусу свечи надежно герметизировать цилиндр. Существует несколько способов ремонта, и некоторые из них позволяют не снимать головку блока цилиндров с двигателя.

Большинство операций технического обслуживания автомобиля производится с отворачиванием и затягиванием различных резьбовых элементов крепления. Если при этом повреждается болт, гайка или шпилька, то их заменяют новыми. В случае нарушения резьбы в корпусной детали — головке и блоке цилиндров двигателя, картере коробки передач и т.д. — чаще всего целесообразней провести ремонт.

Свечи зажигания не относятся к элементам крепления, но имеют присоединительную резьбу, основными причинами повреждения которой являются:

• использование свечного ключа, конструкция которого не обеспечивает правильной фиксации свечи, что может привести к ее перекосу при заворачивании;
• попадание в резьбу загрязнений. Чтобы этого избежать на двигателях с незакрытым свечным углублением (колодцем), необходимо перед демонтажем свечи отвернуть ее на один-два оборота и удалить грязь продувкой сжатым воздухом или кистью;
• затяжка свечи с усилием, превышающим допустимое. Отраслевой стандарт 37.003.081.98 предусматривает затягивание свечи c усилием от 30 до 45 Н·м (примерно 3,0 — 4,5 кгс·м) при толщине уплотнительного кольца от 1,4 до 2,0 мм. Свечи с коническим уплотнением необходимо затягивать усилием 20-25 Н·м (примерно 2 — 2,5 кгс·м), а точная его величина указана в инструкции по эксплуатации конкретного автомобиля.

Восстановление резьбы в отверстии производится разными способами, которые имеют свои особенности. В каждом отдельном случае из них выбирают наиболее подходящий по конструкции детали, технологическим возможностям мастерской, трудоемкости и стоимости. При всех способах ремонта обязательными требованиями являются:

• обеспечение соосности старого и нового резьбовых отверстий;
• соблюдение допусков всех размеров.

Для ремонта головки используют заплавление свечного отверстия или установку резьбовой вставки — фланцевой, спиральной, самонарезной, а также с фиксирующим пояском. Вставки не должны выступать в камеру сгорания, а окончательной операцией их установки является калибровка свечной резьбы метчиком для устранения деформаций, появившихся в процессе монтажа.

Заплавление свечного отверстия

Головку блока цилиндров снимают с двигателя и сваркой заплавляют дефектное свечное отверстие. На координатно-расточном станке (как минимум, фрезерном) производят механическую обработку углубления под свечу и восстановление привалочных плоскостей. Затем под определенным углом сверлят новое отверстие и нарезают резьбу. Если резьба имеет наиболее распространенную размерность М14х1,25 (рис. 1), то диаметр отверстия составляет 12,7 мм.

Окончательной операцией является опрессовка головки блока — проверка ее герметичности избыточным давлением воздуха в водяной ванне с подогревом.

Интенсивный нагрев в зоне сварки может привести к образованию трещин в месте ремонта. Поэтому металл наплавляют только в крайнем случае, когда нельзя использовать другие способы или предполагается замена этой дорогостоящей детали. Например, невозможно установить резьбовую вставку из-за трещины или небольшой толщины стенки между свечным отверстием и каналом охлаждения у двигателей с четырьмя и пятью клапанами на один цилиндр.

Установка вставки с опорным фланцем

Головку блока цилиндров устанавливают на расточной или фрезерный станок. Рассверливанием свечного отверстия удаляют сорванную резьбу и нарезают новую для установки ремонтной резьбовой вставки.

Вставку изготавливают (как правило, из бронзы) на токарном станке. Внутри нарезают свечную резьбу, а если ее размерность М14х1,25, то наружную делают М18х1,25, но чаще используют наиболее распространенную М18х1,5. Технология изготовления фланцевых вставок из бронзы не может обеспечить их прочность при меньшем наружном диаметре.

Для отвода тепла от свечи вставка должна плотно «сидеть» в отверстии, поэтому ее наружная резьба имеет диаметр несколько больше номинального. На нее наносят бакелитовый лак и заворачивают в головку блока (рис. 2) с помощью свечи. Фиксируют деталь развальцовкой тонкого края вставки со стороны камеры сгорания.

При сверлении и нарезании резьбы вручную, без снятия головки блока с двигателя, невозможно обеспечить соосность нового и старого отверстий. В результате свечное отверстие может стать не пригодным к ремонту. К тому же трудно избежать попадания стружки в цилиндр и надежно зафиксировать вставку, исключив отворачивание ее вместе со свечой.

Из-за опорного фланца вставки свеча занимает нештатное положение, а использовать этот способ для ремонта головок с коническим уплотнением свечей не позволяют небольшие диаметры свечных колодцев.

Между бронзовой вставкой и алюминиевой головкой происходит процесс электрохимической коррозии, которая будет усиливаться за счет проникновения раскаленных газов из цилиндра. Это ограничивает срок службы головки, отремонтированной таким способом.

Установка резьбовой вставки с опорным фланцем возможна только на устаревших двигателях, у которых стенка между свечным отверстием и каналом охлаждения имеет достаточную толщину, а свечной колодец — подходящий диаметр.

Установка спиральной вставки

Чаще всего этот способ используют на снятой головке блока цилиндров, но, если позволяет диаметр, расположение и глубина свечного колодца, двигатель не разбирают.

Перед проведением операций необходимо проверить положения поршня и клапанов (в ремонтируемом цилиндре), чтобы обеспечить место для вворачивания инструмента.

Подготовку свечного отверстия производят комбинированным метчиком, который позволяет обойтись без металлорежущих станков. Если головка находится на двигателе, в углубления метчика закладывают пластичную смазку (например, «Литол») для удержания стружки.

Комбинированный метчик (фото 1) имеет две размерности — М14х1,25 под свечу и М16х1,25 под спиральную вставку. При заворачивании в поврежденное свечное отверстие метчик центрируется в нем и нарезает резьбу без перекоса.

Вставка (см. фото 1) представляет собой проволочную пружинную спираль ромбического сечения с загнутым технологическим поводком. Внутренний диаметр и шаг спирали соответствуют резьбе свечи, а наружный — больше ремонтной резьбы для надежной фиксации. Например: при восстановлении резьбы М14х1,25 наружный диаметр спирали в свободном состоянии будет 16,4 мм.

Спиральную вставку вворачивают за технологический поводок специальным ключом. При этом спираль сжимается, уменьшается ее наружный диаметр, позволяя вставке встать в ремонтную резьбу. Установку ее производят со стороны свечного колодца до того момента, пока ее наружный виток не опустится на 0,5 мм ниже плоскости (рис. 3) под уплотнительное кольцо свечи. Затем специальным бородком срубают технологический поводок, а если головка расположена на двигателе, то его обламывают и удерживают длинногубцами, чтобы избежать попадания этой части резьбовой вставки в цилиндр.

При наличии соответствующих вставок и метчиков можно восстановить резьбу не только свечных отверстий (см. таблицу).

В нашей стране пружинные спиральные вставки применяют для ремонта резьбовых отверстий с начала 40-х годов прошлого столетия. Этим способом в настоящее время пользуются и за рубежом.

Установка самонарезной вставки

Головку блока цилиндров снимают с двигателя и в свечном отверстии нарезают ремонтную резьбу комбинированным метчиком М14х1,25 и 5/8″, близкую по размерам к М16х1,25 (фото 2).

Метчик заворачивают в отверстие на глубину, достаточную для срезания его разворачивающей частью (см. фото 2) вершин ремонтной резьбы, что обеспечивает начальный момент заворачивания вставки.

Технология изготовления вставки предусматривает определенное взаимное положение витков внутренней и наружной резьбы (рис. 4). Это позволяет без снижения прочности использовать наружную резьбу меньше, чем у вставки с опорным фланцем.

Диаметр наружных витков вставки — 16,5 мм, что примерно на 0,6 мм больше предварительно нарезанной резьбы, а на ее боковой поверхности сделаны три углубления, облегчающие процесс самонарезания.

При установке специальным приспособлением (см. фото 2) вставка нарезает резьбу своего диаметра и профиля, что обеспечивает надежную ее фиксацию (см. рис. 4). Герметичность соединения с головкой блока достигается применением термостойкого клея, который перед установкой наносят на наружную поверхность вставки. Направляющую втулку установочного приспособления (см. фото 2) можно снять только со стороны камеры сгорания, что и вынуждает демонтировать головку с двигателя.

Данный способ позволяет ремонтировать только отверстия для свечей с уплотнительным кольцом.

Установка вставки с фиксирующим пояском

Все операции выполняют не снимая головки блока с двигателя. Перед их проведением необходимо проверить положения поршня и клапанов (в ремонтируемом цилиндре), чтобы обеспечить место для вворачивания инструмента.

Ремонтную резьбу в поврежденном свечном отверстии нарезают комбинированным метчиком М14х1,25 и М17х1,25 (фото 3).

Для улавливания стружки углубления в теле метчика заполняют пластичной смазкой, которую после нарезания резьбы удаляют.

При изготовлении вставки ее внутреннюю и наружную резьбу нарезают определенным способом, не допускающим совмещения выступов и впадин профиля (рис. 5), что обеспечивает необходимую прочность детали. Установочное приспособление (см. фото 3) позволяет заворачивать вставку в глубокие свечные колодцы и легко демонтируется с внешней стороны головки блока. Герметичность обеспечивается термостойким клеем. Два наружных витка вставки имеют накатку (см. фото 3), которая надежно ее фиксирует (см. рис. 5) после развальцовки оправкой со специальным профилем (см.фото 3).

Данный способ позволяет ремонтировать отверстия как для свечей с уплотнительным кольцом, так и с коническим уплотнением.

(«Полезные страницы» выпуск 11, 2002)

Недостатки и преимущества

Каждый метод имеет свои достоинства и недостатки. Примером назовем следующее:

1. Холодная сварка и полимеры могут использоваться в случае, когда нельзя изменить диаметр отверстия. Однако, получающиеся витки характеризуются низкой прочностью.
2. Метчик используется только в случае, когда можно немного увеличить отверстие. При этом получаются качественные и прочные витки.
3. Вкладыши позволяют расширить область применения режущего инструмента, но восстанавливаемая резьба также не рассчитана на большую нагрузку.

В целом можно сказать, что существует просто огромное количество способов восстановления крепежных элементов. Выбор проводится в зависимости от того, где оно используется и какая нагрузка оказывается.