在使用套筒扳手時,套筒是不可或缺的。與螺栓和螺母接觸的套筒,不僅有6角(6點)和12角(12點)之分,還有「線接觸」和「面接觸」的區別。雖然面接觸是現代套筒的主流,但面接觸究竟有何優勢?在此,我們將聚焦於套筒與螺栓/螺母的接觸區域,並介紹由專業套筒製造商 ko-ken(コーケン)開發的獨家「Surface Drive」,以及其獨特的火星塞套筒。
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為應對飛機維修現場的要求而開發的面接觸套筒
開口扳手/梅花扳手與套筒扳手最大的區別在於,抓握部分(手柄)與接觸螺栓或螺母的部分是整合在一起還是分開的。開口扳手和梅花扳手每個尺寸都有一個抓握部分。即使兩端的尺寸不同,例如 8x10 毫米或 12x14 毫米,每個扳手都需要一個抓握部分。
另一方面,套筒扳手由於套筒可互換使用,因此可以使用單一一個手柄。雖然手柄和延長桿可能會重新配置以提高工作效率,但套筒扳手的特點是,一個手柄可以與多個套筒一起使用。
此外,與僅接觸螺栓六個頂點中兩個頂點的開口扳手相比,套筒套住螺栓並接觸所有六個頂點,可以分散旋轉扭矩(負載)。如果 2 點接觸變為 6 點接觸,接觸面積將增加兩倍,這意味著每個點的負載將減少到三分之一。
使用開口扳手對螺栓或螺母施加較大扭矩,會因過大的力而增加接觸點磨損和滑牙的風險。然而,使用套筒(類似於梅花扳手)時,負載減少到三分之一,從而減輕了損壞。
但是,當套筒接觸螺栓或螺母的頂點時,轉動套筒的力會集中在頂點上,使其容易磨損,並因重複安裝和拆卸而產生的間隙而增加滑牙的風險。
此時,螺栓和套筒雖然是點接觸,但由於存在高度差,點連接形成線,這被稱為「線接觸」。
為了改善隨著擰緊扭矩增加而損壞螺栓和螺母角的狀況,「面接觸」應運而生。這項技術,或者說套筒設計,是由美國的 Snap-on 公司響應飛機維修領域的需求而構思的。
面接觸的最大特點是套筒避免接觸螺栓或螺母的角落。通過避開角落並接觸六個側面,與使用線接觸的現有套筒相比,應力得以降低,並且面接觸套筒可以施加比以前更大的扭矩。
Snap-on 以「Flank Drive」的名稱為此申請了專利,在其專利期滿後,全球工具製造商都採用了面接觸,這已成為一種普遍的機制。
ko-ken 的 Surface Drive 大幅提升了面接觸的水平
面接觸機制現在已成為套筒的標準技術,而專業套筒扳手製造商 Koken 提供帶有「Flat Drive」的 6 角和 12 角套筒產品。
此外,「Surface Drive」是進一步追求面接觸概念的演進,這種概念不易損壞螺母的角落,並且可以傳遞強大的扭矩。
在面接觸中,開口處的六角形頂點與線接觸相比是圓潤的。可以說,連接頂點的面是拱形的,以接觸螺栓或螺母的六個側面。
採用 Surface Drive 的面接觸套筒的內部形狀更加極端,沒有六角頂點,只有六個拱形。幾乎讓人擔心它們是否真的能裝入六角螺栓或螺母。然而,這正是實現徹底面接觸的形狀。
由於一開始就沒有角落,因此自然不會接觸螺栓或螺母的角落。此外,獨特的拱形比 Flat Drive 接觸的面積更廣,可以分散強大的扭矩。此外,它們還可以轉動角落已磨損或變形的螺栓或螺母,而傳統的梅花扳手或套筒會打滑。
對於鍍鉻或鋁製螺栓和螺母等精密螺栓和螺母也很有利,因為它們對角落施加的負載較小,不易造成損壞。
唯一的潛在缺點是其形狀與傳統的 6 角套筒有很大不同。然而,僅僅因為接觸點遠離角落,並不意味著螺栓/螺母和套筒之間存在間隙。
順帶一提,Koken 的套筒在連接棘輪扳手或延長桿的方頭部分也採用了 Flat Drive 面接觸機制。這具有分散從驅動工具施加到套筒的應力,從而提高負載能力的優勢。
面接觸套筒比普通 Flat Drive 套筒貴約 20%,但在需要高扭矩的作業或處理停產或經典車輛上帶有圓角螺栓或螺母時,它們無疑是可靠的。
差込角3/8英寸的Surface Socket系列有5.5~24mm共20種尺寸。其中,將常用尺寸組合而成的就是RS3410M/12。此套裝包含12件:8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19mm。
採用金屬夾和黃銅導件的獨特火星塞套筒
這是 Koken 將其定位為下一代機械師標準,並比現有產品線更注重緊湊性而開發的 Z-EAL(ジール)系列火星塞套筒 3300CZ。驅動尺寸為 3/8 英寸,尺寸為 14、16、18 和 20.8 毫米。
另一款展示 Koken 作為專業套筒扳手製造商專業知識的產品是「火星塞套筒」。現代摩托車的火星塞維修變得越來越困難,拆卸和安裝過程比以前增加了,但火星塞是需要根據里程更換的零件。
用於拆卸和安裝火星塞的火星塞套筒,根據其固定火星塞的方式,大致分為三種類型:
① 橡膠環類型
這是一種標準類型,通過套筒內部的橡膠環或套管的摩擦力來固定火星塞的陶瓷部分。它們價格便宜,但隨著橡膠磨損或硬化,其固定力可能會隨著時間的推移而降低。
② 磁鐵類型
在開口附近嵌入磁鐵,通過吸引六角螺紋部分來拆卸鬆動的火星塞。這種類型比橡膠環類型更能抵抗老化,但如果磁鐵與火星塞強烈接觸,有導致破裂的風險,並且也可能吸附火星塞以外的金屬粉末。
③ 夾子類型
Koken 的夾子類型火星塞套筒屬於此類。金屬夾(彈簧片)固定火星塞六角螺紋部分的兩個側面。它沒有橡膠老化退化或像磁鐵那樣吸附金屬粉末等問題。此外,它還配備了黃銅導件,以防止火星塞在套筒內傾斜,即使在螺紋部分深埋於火星塞孔中的引擎中,也能實現直線插入螺紋孔。
對於僅憑套筒或直延長桿無法轉動的火星塞,Koken 還提供中間帶有萬向節的火星塞套筒。由於將金屬夾和黃銅導件整合到套筒和驅動部分,因此比使用插入式萬向節更纖薄。尺寸為 14、16、18 和 20.8 毫米。
加入黃銅導件和金屬夾增加了零件數量和加工工序,但火星塞的固定感極佳,能夠實現可靠的工作。Koken 標誌性的薄壁設計也減小了外徑,使其能夠用於最新摩托車的緊湊型引擎艙內,而不會卡在火星塞孔中。
對於已經擁有套筒和火星塞套筒的週末技師來說,可能沒有理由再次購買相同功能的產品。然而,這裡介紹的工具無疑在性能上超越了傳統套筒。
- 要點 1:套筒扳手有「線接觸」和「面接觸」兩種套筒。現代大多數套筒都採用面接觸機制。
- 要點 2:ko-ken 的 Surface Drive 是傳統面接觸的進化技術,可保護螺栓和螺母的角落,同時實現更高的擰緊扭矩。
- 要點 3:夾子類型的火星塞套筒使用金屬夾和黃銅導件來牢固固定火星塞,並將其導入口火星塞孔中,防止傾斜。
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