无论是战斗机蒙皮螺栓的振动松裂，还是石油天然气设备在-196°C低温环境下的应用，螺纹插入件都能显著提升螺纹连接强度和耐久性。这种可靠性也得到了NASA的青睐和推荐（如NASA-STD-5020规范）。
今天，螺丝君带大家一起深入了解螺纹插入件的原理、校核以及实例安装。希望今天的分享能帮你在螺纹插入件选择中做出更有效的决策。
01螺纹插入件的应用
螺纹件虽然具有广泛通用性，非常方便直接替换。但替换并非所有场景的最佳选择。
在高振动与重载荷环境下，重型机械、航空航天设备的螺纹连接易松动失效。相比优化原螺纹，螺纹插入件能显著提升螺纹的抗振性与稳定性，且更快速、经济、有效。
在需定期维护的工业设备中，螺纹孔易磨损，螺纹插入件允许重复拆卸而不损伤基材，延长使用寿命。
在塑料、木材等软材料中，螺纹易磨损拔出，插入件通过增加接触面积、增强材料强度，提高抗拔出力与耐久性。
在铝、镁等软金属的螺纹孔损坏时，螺纹插入件可修复并实现不同螺纹标准转换。
在海洋设备等腐蚀环境下，不锈钢或镀锌插入件的耐腐蚀性能可有效保护螺纹。
螺纹插入件不仅可以准确修复螺纹，保证紧固安全，还能及时修复，显著缩短停机时间，提高设备运行效率。
02螺纹插入件分类
螺纹插入件作为负载敏感件，不同分类应运而生。常见的分类方式包括按材质分为黄铜、钢和不锈钢插入件等，以及按被紧固件材质分为金属、木材、塑料、橡胶螺纹嵌件等。然而，螺纹插入件的设计特性同样决定了其应用场景的多样性。
接下来，螺丝君根据设计特性对几种常见的螺纹插入件进行分别介绍，并深入解析其技术特性。
2.1螺旋插入件
螺旋线插入件是精密成型的连续线圈，提供永久、耐磨的螺纹，强度超过母材。修复原本需要报废的零件中的损坏螺纹；增强螺纹以防止因剥落、咬合或腐蚀而失效；在英制和公制螺纹之间转换。钻孔、攻丝和安装。
2.2双螺旋插入件
顾名思义，由两个螺旋插入件组成：一个外插入件（始终为自由运行）和一个内插入件（可以是自由运行或螺锁）。用于纠正剥落、偏心、损坏的螺纹。
2.3超大插入件
加大螺套是一种用于修正攻丝错误的螺纹插入工具，可以修正攻丝孔中的轻微锥度和喇叭口状况。
2.4键锁式螺纹插入件
2.5薄壁衬套插入件
一种薄壁实心衬套插入件，具有同步的内外螺纹设计。这种设计确保了易于安装，并允许充分利用攻丝孔的载荷，防止应力和振动。适用于修复损坏的螺纹，特别是在空间有限和材料间隙较小的区域。这类插入件提供了可靠的螺纹修复解决方案，确保螺纹的强度和稳定性。
2.6厚壁衬套插入件
一种厚壁实心衬套插入件，设计用于修复先前已修复但失败的螺纹孔。这类插入件提供了更高的载荷保护，适用于关键用途。特别适用于那些已经使用过螺旋插入件、统一线圈或其他类似线圈式插入件修复但再次失败的孔。这类插入件通过增加壁厚，提供了更高的强度和耐久性。
03螺纹插入件校核
3.1应力校核
螺纹连接在工作过程中会受到各种载荷的作用，包括拉伸、压缩、剪切等。应力校核的目的是确保修复后的螺纹在这些载荷下不会发生过度变形或断裂。
3.1.1剪切应力
螺纹剪切是螺栓连接的关键失效模式，螺纹剪切应评估外螺纹（螺栓）和内螺纹。
内外螺纹剪切承载面的差异导致其计算公式也有差异：
其中，内外承载面积计算公式如下：
其中，
Ase：外螺纹的剪切面积；
Asi：内螺纹的剪切面积；
F：连接总载荷；
σse：外螺纹的剪切应力；
σsi：内螺纹的剪切应力；
n：每英寸的螺纹数。
3.1.2承载应力
承载应力由作用在孔和螺栓上的力引起，用于确定孔是否变形。
外螺纹和内螺纹的承载面积和载荷相同，因此承载应力相同，计算公式为：
其中，
F´：垂直于承载表面作用的总载荷；
Ab´：外螺纹和内螺纹的承载面积。
3.1.3啮合长度校核
螺纹啮合长度影响剪切失效。通常，对于螺纹强度计算，使用以下公式计算螺纹啮合长度：
名义螺纹啮合长度（Ln）=1.5D
损坏长度覆盖的螺纹数（N）=(Ld*n)
由于螺纹损坏而损坏的净有效螺纹总数（Ne）=(Wd/n*Dm)*N
由于损坏导致的螺纹脱开长度（Ldamage）=Ne/n
其中，
D：螺纹公称直径；
Ld：螺纹轴向损坏长度；
Wd：螺纹周向损伤长度；
n：每英寸螺纹数；
Dm：螺纹最小小径。
3.2材料匹配性
螺纹插入件性能与基材性能密切相关。需确保插入件强度与基材匹配，避免因强度差异过大导致连接破坏。在温度变化大的环境中，选择热膨胀系数相近的材料，防止螺纹连接松动或过紧。在腐蚀性环境中，插入件与基材的耐腐蚀性能应匹配，防止连接失效。
3.3尺寸精度与配合公差
螺纹尺寸精度和配合公差影响连接紧密性和承载力。螺纹插入件应符合精度标准，与基材配合公差适当，避免过松或过紧。多螺纹连接时，同轴度和垂直度影响受力均匀性，需通过精密加工和安装保证。
3.4安装质量评估
安装质量控制对螺纹修复至关重要。正确安装扭矩确保预紧力达标，特殊形状螺纹连接的安装角度影响密封和承载，螺纹表面粗糙度和清洁度影响摩擦系数和耐腐蚀性。
04螺纹插入件安装实例
螺纹插入件的安装过程简单，主要包括钻孔、攻丝和安装等步骤。以发动机舱内某螺牙损伤为例，通用的安装步骤如下：
损伤内螺纹孔检查：
钻孔：
使用适当尺寸的钻头钻孔，确保孔径和深度符合插入件的要求。
攻丝：
使用丝锥在钻好的孔中攻丝，确保螺纹的精度和一致性。
安装：
将螺旋插入件安装到攻好的螺纹孔中，确保插入件正确就位。
紧固：
插入件安装完成后，使用配套螺栓进行紧固，确保螺纹连接完整性。
螺丝君经验与总结
一段失效的螺纹可能毁掉一台精美的机器，而一个恰当的插入件能让它重获新生。希望今天的分享能为您的螺纹插入件选择提供有价值的参考，帮助你在螺纹应用上取得更好成效。