25.12.2015

Динамометрический торцевой ключ: как рассчитать правильное усилие при использовании


Если вы оставите гайки на колесах своего автомобиля незатянутыми, есть большая вероятность того, что они могут просто-напросто сползти. А если вы закручиваете их слишком туго, как это обычно бывает при использовании пневматического гайковерта, возникает опасность того, что металл может повредиться, и в следующий раз вы просто уже не сможете эти гайки закрутить. Чтобы закрутить зажимные элементы , приложив правильное количество давления, лучше всего использовать правильный гаечный ключ. Ну, давайте попробуем детальнее рассмотреть варианты использования динамометрического ключа, или, как его обычно называют – торцевого ключа.
Динамометрический торцевой ключ: как рассчитать правильное усилие при использовании

Слишком много – это всегда слишком много.

Именно благодаря торцевому ключу, вы можете регулировать усилие зажима гаек, которое обычно указывается в руководстве пользователя автомобиля. Производители автомобилей обычно задают необходимый уровень натяжения, значение крутящего момента обозначается в фут-фунтах (ft-lb) для каждой гайки в колесах вашего автомобиля. Крутящий момент – это вращающая сила, прикладываемая на определенный объект, в данном случае – к гайке. Приложите ключ, длиной 1-фут, к гайке, и на противоположный конец инструмента примените силу, в диапазоне 10 фунтов. Таким образом, вы прокручиваете ключ на гайке с усилием в 10 ft-lb. Используйте ключ длинной 2-фута и применением силы в 50 фунтов, и вы получаете усилие в 100 ft-lb - именно те данные, которые обозначают усилие работы ключа для фиксации гаек, которые крепят колесо, и столько силы, сколько способна применить человеческая рука.

В то время, как большинство механиков полагаются на хорошо откалиброванный локоть, при затяжке крепежей, действительно жизненно важным является то, чтобы степень плотности посадки крепежного элемента находилась в довольно узком диапазоне. Если гайки слишком свободные или чересчур затянутые, возникает огромная вероятность того, что они спонтанно отвинтятся во время движения авто по трассе, болт может быть сжат, согнут или иным образом поврежден. Или же, вы можете слишком плотно прижать прокладку или уплотнительное кольцо, и, таким образом, возникает течь. Поэтому, лучшее решение в данном вопросе – использование гаечного ключа.

Основы основ.

В принципе, может возникнуть вопрос: почему нельзя просто закрутить крепеж любого размера с таким же значением крутящего момента? Почему необходимо ориентироваться на информацию в руководстве пользователя, чтобы выяснить, что для 5/16-дюймового болта, удерживающего крышку клапана, необходимо усилие в 11 ft-lb, в то время, как 5/16-дюймового штифта на амортизаторе требуется 20 ft-lb?

Попробуем разобраться, что же происходит, когда вы поворачиваете головку болта или гайки. Резьба – это нанесение определенной формы, в наклонной плоскости или клином, по всей длине крепежного элемента. И при повороте болта, применяется сила по всей его длине, фактически, делая болт натяжной пружиной. И это напряжение в болте сжимает две части вместе. Если прижимная сила больше, чем нагрузка, оказываемая на площадь между головкой и корпусом болта, эти все составляющие никогда не смогут раскрутиться.

И чем больше силы закручивания применяется к головке болта или гайке, тем больше прижимной силы в месте соединения. Потому нам кажется, что гайку и нужно закручивать до тех пора, пока она крутится.

Но это не так. Различия в общей длине болта, материале зажимных частей, наличии между ними прокладки, и даже сплав, из которого изготовлен зажимной элемент – все это влияет на правильность крутящего момента. Кроме того, соответствующее значение крутящего момента учитывает трение между витками резьбы, что является наибольшей переменной, которая влияет на соотношение между крутящим моментом, приложенным к головке винта, и зажимным усилием. Трение возникает из резьбы, а также по той причине, что вкручиваемый болт плавно проходит по неподвижной поверхности элемента. Момент преодоления трения может составлять всего несколько % или же все 50% от общего усилия, которое необходимо для закручивания гайки или болта. Это значит, что усилие зажима может варьироваться в определенном диапазоне, когда вы устанавливаете головку цилиндра или впускной клапан.

Инструменты для измерения крутящего момента.

Динамометрический торцевой ключ: как рассчитать правильное усилие при использовании

Измерительная балка.

Измерительная балка, используется в редких случаях, тогда, когда не нужно отслеживать крутящий момент регулярно. Большие инструменты с указателем по центру работают только в момент применения крутящего момента, в то время как облегченная балка с указателем позволяет вам напрямую считывать крутящий момент. Если он выходит из зоны калибровки, просто подогните указатель обратно к отметке «0» с помощью плоскогубцев. Единственный существенный недостаток в том, что ваш глаз должен сфокусироваться прямо на указатель, в момент считывания данных, а в труднодоступных местах это сделать не совсем удобно.

Микрометр типа «кликер».

Этот инструмент с механическим счетчиком имеет предустановленное значение крутящего момента, и при достижении правильных показателей, вы слышите щелчок. Это очень точный инструмент, но каждый раз после использования стрелку нужно возвращать к отметке «0». Кроме того, после применения в труднодоступных местах или на внутренних крепежных системах, микрометр нужно калибровать на регулярной основе. Но не стоит использовать торцевой ключ в качестве храповика для разборки – сохраните его в целости для финальной сборки.

Нужна или не нужна смазка.

В большинстве случаев, заданное значение крутящего момента предполагает чистые и сухие комплектующие. Чистота – это отсутствие грязи, ржавчины, высохшая прокладка-уплотнитель и все, что еще может иметь место, кроме самого блестящего металла. Очистка крепежей с помощью проволочных щеток поможет удалить ржавчину или герметик. В технической документации часто указывается, что крепежи двигателя, головки болтов или болты коренного подшипника, должны закручиваться с использованием машинного масла. Но если вы устанавливаете крепление, которое имеет сухой крутящий момент, но резьба и головка должны быть смазаны, необходимо уменьшить крутящий момент, порядком 15-25%, так как скользкая поверхность будет уменьшать трение.

Смазочные материалы для тефлоновых крепежей и двигателя в сборке с использованием молибденовых и сульфидных компонентов могут уменьшить трение, таким образом, крутящий момент снижается на 50%. Даже случайное использование цинковых болтов или крепежей с цинковым покрытием, требует снижения крутящего момента, так как металлическое покрытие действует в качестве смазочного материала. Если пренебречь данным фактом, в момент закручивания и корректировки болты можно серьезно перетянуть. Можно либо просто сломать борт или повредить прокладку, тем самым, спровоцировав течь.

С другой стороны, ржавчина или заусеницы на резьбе могут увеличить трение, и даже при закручивании гайки до указанного значения не сможет обеспечить достаточное усилие прижима. В оригинальном руководстве по эксплуатации должно быть указано, нужно ли смазывать крепежи или нет. В любом случае, подготовьте свои болты. Не забываете, что даже незначительное количество оставшегося чистящего средства, которое использовалось для чистки элементов, имеет в составе машинное масло. И даже небольшая порция сжатого воздуха для сушки болтов, позволит избавиться от остатков масляной пленки и улучшить крутящий момент. Если вы использовали смазку или анти-смазку на тормозных дисках против заедания ступиц, позаботьтесь о том, чтобы шпильки и гайки не были загрязнены.

Крутящий момент – угол превышения.

Все больше и больше стратегически важных крепежных элементов, как, например, болты с цилиндрическими головками, монтажные крепежи двигателя и винты воздухозаборной камеры требуют то, что называют натяжением угла превышения крутящего момента. Ввиду возникновения трения между резьбой и болтом, затягивание обычных болтов не всегда является последовательным. А по причине различия трения, из-за неровностей резьбы, заусениц, ржавчины, использования старого герметика - вариации натяжения могут быть разнообразными, что, в свою очередь, может привести к самопроизвольному демонтажу крепления.

Фиксация таких крепежей осуществляется в два этапа. Болт или гайка сначала затягиваются в стандартной последовательности, если их больше, чем 2 - до получения заданного значения крутящего момента. Затем, начиная с первого болта, переходя ко второму, значение увеличивается. Только тогда его можно поворачивать, простым гладким движением, постепенно повышая угол. Таким образом, мы повышаем угол крутящего момента.

Данный метод гарантирует, что все зажимы болтов затягиваются почти с идентичной силой, и таким образом, это обеспечивает защиту от возможного протекания прокладки. В данном случае, может возникнуть вопрос: почему производители просто не используют большие болты, к которым можно применять достаточно силы при затягивании и не боятся, что это приведет к необратимой деформации? Но проблема в том, что и такие большие болты можно недотянуть или перетянуть, а последствия этого будут даже хуже, чем с крепежными элементами маленького размера.

Варианты затяжки болтов

Всякий раз, если в схеме фиксации участвуют больше, чем два болта, важно соблюдать поочередность их затяжки. Правильный вариант: закрутите все болты и гайки на несколько оборотов, а затем ввинтите их до отказа вручную. Иногда, в руководстве пользователя вашего автомобиля может подаваться определенная схема с последовательностью затяжки. Закрутить винты рукой, а потом – до указанного крутящего момента.
Динамометрический торцевой ключ: как рассчитать правильное усилие при использовании

  1. Болты, расположенные кругом, как правило, это размещение гаек на автомобильных колесах, должны затягиваться не по кругу, а в перекрестном порядке или по шаблону «звезды».
  2. Большие, продолговатые элементы, как, например, головки цилиндров, часто имеют определенную последовательность затягивания, и обычно, их нужно закручивать, начиная ближе к середине, а затем двигаться по кругу.

Варианты болтов и гаек.

Маркировка на головках ботов обозначает класс прочности болта. Никогда не используйте болты низкого качества с пустыми головками на сложных и тяжелых объектах. Болты класса 5/DIN 8.8, согласно классификации прочности по SAE (SAE Grade), подходят для большинства применений, в то время, как модели класса 8/DIN 10.9 отличаются повышенной прочностью и мощностью, и обычно применяются в критически важных проектах, как, например, для фиксации деталей подвески и шатунов. Кроме того, на рынке сегодня предложено огромное количество крепежных элементов, которые также имеют свои уникальные маркировки.
Динамометрический торцевой ключ: как рассчитать правильное усилие при использовании


Уважаемые Клиенты, в связи с блокировкой некоторых почтовых сервисов в Украине, мы не можем получать корреспонденцию и отвечать вам на почтовые сервисы mail.ru и yandex.ru. В связи с этим, просим Вас писать с других адресов или обращаться по телефону.
СГУ и сигналы
Элементы защиты
Радар детекторы
Инструменты для авто
Тягово-подъемные механизмы
Расходные материалы
Измерительные инструменты
Режущие инструменты
Пневмоинструменты
Адаптеры подключения и управления
Колеса