Момент затяжки от руки

Содержание

• 1 Виды ключей для правильной затяжки резьбовых соединений
  • 1.1 Стрелочный ключ
  • 1.2 Цифровой
• 2 Принцип работы инструмента
  • 2.1 Купить или сделать?
• 3 Затяжка с помощью ручных весов
  • 3.1 Процесс затяжки

Виды ключей для правильной затяжки резьбовых соединений

Определение степени затяжки резьбовых элементов проводится с целью повышения прочности соединения, увеличения срока службы и повышения сопротивляемости соединения различным негативным факторам. Для каждого крепежного элемента есть оптимальная степень затяжки резьбовых элементов на посадочном месте, которая рассчитывается на основе приложенных нагрузок, температурных режимов и свойств материалов.

Момент затяжки – это усилие, прилагаемое к крепежному элементу при его закручивании в резьбовое соединение. Если мы будем закручивать крепеж с меньшим усилием, чем это необходимо, то, под воздействием внешних факторов (например, вибраций), резьбовое соединение может раскрутиться, не обеспечив необходимую герметичность между скрепляемыми деталями.

Для любого размера и класса прочности крепежного элемента определены наилучшие моменты затяжки. Данные значения занесены в специальную таблицу усилий затяжки метрических болтов динамометрическим ключом. Обозначение класса прочности болта обычно указывается на головке болта.

Рассмотрим порядок определения момента затяжки с помощью динамометрического ключа.

Динамометрический ключ можно разделить на несколько видов.

Стрелочный ключ

Самый простой в использовании вид ключа. Принцип его работы основан на отклонении рычага со шкалой относительно неподвижного указателя. Ручка торсион используется для передачи усилия на крепежное изделие. Стрелка указатель с одной стороны прикреплена к головке ключа, а с другой стороны свободна и служит указателем, который показывает значение крутящего момента в определённый момент времени.

Из плюсов можно выделить:

• низкую стоимость изделия;
• шкала работает в обе стороны. Она позволяет закручивать крепежные изделия как с правой, так и с левой резьбой.

Из недостатков можно выделить:

• низкую точность (погрешность измерений составлять от 4 до 10%);
• данные ключи нельзя отрегулировать и, в связи с этим они со временем изнашиваются и теряют точность измерений, что делает их непригодным к использованию;
• крайне сложно работать в труднодоступных местах, потому что необходимо всегда следить за затяжкой по стрелке указателю;
• отсутствует храповый механизм, как у ключа трещотки, в связи с этим ключ приходится всегда переставлять заново;

Конструкция данного динамометрического ключа показана на картинке. В данном ключе есть специальный механизм, который даёт установить на нём необходимый крутящий момент и передать его на закручиваемый элемент. Также у данного ключа есть храповый механизм, как у обычной ;трещотки. Необходимый момент затяжки можно выставить при помощи шкал, расположенных на корпусе изделия.

Как только при закручивании необходимый момент затяжки будет достигнут, прозвучит щелчок и сработает фиксатор, который не позволит превысить выставленную силу момента. Предельный ключ очень удобен в работе, так как при его использовании необходимо просто закручивать соединение до щелчка. Данные ключи имеют большой диапазон крутящего момента (от 5 до 3000 Нм). Размеры присоединительных приводов от 1/4 дюйма до 1 дюйма.

• погрешность данного ключа составляет не более 4%;
• достаточно прост в использовании, так как есть храповый механизм;
• можно заранее выставить необходимый крутящий момент, при достижении которого ключ издаст характерный щелчок;
• легко использовать в труднодоступных местах;
• может работать с крепежными изделиями как с правой, так и с левой резьбой.

• необходимость калибровки данного ключи;
• со временем храповый механизм может выйти из строя, но можно отдельно приобрести рем комплект для некоторых моделей ключа.

Цифровой

По сравнению с предыдущими моделями ключей, данный динамометрический ключ имеет множество возможностей. Специальный датчик ключа генерирует сигнал, который преобразуется в необходимую величину крутящего момента и выводится на экран электронного ключа. У данного ключа минимальная погрешность измерений, благодаря электронным компонентам.

• вывод значений крутящего момента в разных значениях силы;
• имеет световую и звуковую индикацию;
• высокая точность измерений (низкая погрешность);
• может работать с крепежными изделиями как с правой, так и с левой резьбой;
• не требует регулировки благодаря электронной начинке;
• удобство работы за счет храпового механизма;
• сохраняет измеряемые значения в память устройства.

• высокая стоимость по сравнению с ключами других видов.

Данный инструмент должен быть подобран таким образом, чтобы момент затяжки крепежного элемента был на 20−30% меньше, чем максимальный момент на используемом ключе. При попытке превысить предел, ключ быстро выйдет из строя. Усилие на затяжку и тип стали указывается на каждом болте.

*где N.m – крутящий момент. Равен произведению силы на плечо ее применения и измеряется в ньютон-метрах. Таким образом, если к гаечному ключу длиной 1 метр (плечо), приложить силу в 1 Ньютон (перпендикулярно на конце ключа), то мы получим крутящий момент равный 1 Нм.

Головка блока цилиндров (ГБЦ) — один из важнейших узлов автомобиля. Она закрывает блок цилиндров. В ней расположены распределительные валы, клапанные крышки и другие детали газораспределительного механизма. На ГБЦ постоянно воздействуют огромные переменные силы давления и температуры. Поэтому к её резьбовому креплению предъявляются особые требования.

Головка блока постоянно должна испытывать силу сжатия, которая задаётся определённым моментом затяжки резьбового крепления. Для того чтобы сила сжатия была равномерно распределена по поверхностям стыка головки с блоком цилиндров предусмотрено большое количество стяжных болтов или шпилек с гайками. Равномерность прижатия ГБЦ к блоку цилиндров обеспечивается определённой схемой порядка затяжки резьбовых соединений.

Принцип работы инструмента

Полуавтоматические динамометрические ключи напоминают по форме и конструкции обычный ключ с трещоткой, который используется под торцовые головки. Единственным существенным отличием от своих «собратьев» является наличие специального храпового механизма, который дает возможность встроенной шестерне крутиться в двух направлениях.

Например, чтобы вернуть рукоятку инструмента назад после полного оборота, нужно приложить относительно небольшое усилие. А вот, чтобы затянуть гайку следует приложить немного больше усилия.

Когда достигается необходимое значение, шестеренка трещотки попросту начинает проскакивать (при этом слышен характерный звук), в результате чего гайка или болт больше не затягивается. Таким образом, исключается вероятность того, что резьба сорвется.

Динамометрические ключи со шкалой измерения прилагаемого усилия по умолчанию не обладают возможностью ограничения крутящего момента при достижении заданного значения. В данном случае этот момент необходимо контролировать самостоятельно при помощи механической или электронной цифровой измерительной шкалы.

Самодельный почти динамометрический ключ, в зависимости от конструктивного исполнения, может работать по примеру первого и второго варианта, описанных выше.

Перед тем, как приступить к изготовлению простого самодельного динамометрического ключа для затягивания болтов и гаек, необходимо будет провести некоторые расчеты. К примеру, чтобы добиться крутящего момента затяжки величиной 10 Н*м, надо приложить усилие, равное одному килограмму силы, к рычагу или плечу длиной 1 метр.

Вот только в условиях домашней мастерской или гаража метровый рычаг — не самый практичный и удобный вариант. В идеале лучше использовать плечо в пределах 20–50 см. И для того, чтобы правильно рассчитать, какое усилие необходимо приложить на рычаг для достижения требуемого момента затяжки, надо посчитать Ньютоны и метры.

Впрочем, вдаваться в дебри математических уравнений вовсе не обязательно. Нужные величины можно без проблем рассчитать в пропорциональном соотношении. То есть, если брать за основу, что для получения крутящего момента 10 Н*м, нужно приложить усилие 1 кг на метровый рычаг, то аналогично легко подсчитать, какое усилие надо будет приложить на рычаг меньшей длины.

Чем короче используемый рычаг, тем большее усилие требуется приложить для затягиваний болта или гайки — это, так сказать, аксиома. К примеру, если вместо метрового, вы используете рычаг длиной 50 см, то для получения крутящего момента 10 Н*м нужно приложить усилие, равное 2 кг.

Если вы используете рычаг длиной, например, 22 см, то усилие будет составлять уже 4,5 кг. Иными словами, нужно крутящий момент (10 Н*м) поделить на длину рычага (в данном случае — 0, 22 м) и умножить на 0,1. Используя эту простую формулу, можно без проблем рассчитать, какое конкретно усилие требуется приложить для затяжки гайки.

Купить или сделать?

В процессе выполнения ремонтных работ по обслуживанию авто практически каждый владелец транспортного средства сталкивается с тем, что необходимо закрутить болт или гайку, приложив определенное усилие, а динамометрического ключа под рукой нет. Не бежать же в магазин, чтобы купить дорогой инструмент, попользоваться им 20–30 минут и забыть на год.

Поэтому самый оптимальный вариант — изготовить самодельный динамометрический ключ для затягивания гаек и болтов. Причем можно изготовить инструмент наподобие трещотки с храповым механизмом, а также сделанный по аналогии с более простой конструкцией — с использованием обычных ручных весов.

Затяжка с помощью ручных весов

Как вариант, в качестве замены заводского или самодельного динамометрического ключа в виде трещотки можно взять обычный гаечный или накидной ключ. Крепим к нему ручные весы типа «кантер» или «безмен» (или можно, например, взять с цифровым дисплеем), и затягиваем болт или гайку. Тоже вполне себе рабочий вариант в домашних условиях, если под рукой нет вообще ничего.

Для затяжки гаек или болтов с определенным усилием с помощью ручных весов чаще всего будет достаточно «безмена» на 20-30 кг и отрезка стальной трубы длиной 50 см (но можно и меньше) с подходящим внутренним диаметром — не менее 25–30 мм, чтобы можно было надеть на ключ. В том случае, если требуется затяжка больших моментов, нужно подбирать соответствующие весы.

1. ключ гаечный (рожковый или накидной) на который надевается кусок стальной трубы длиной около 40–50 см;
2. пружинный кантер (ручные весы) с «лимитом» примерно до 20–30 кг. Можно также использовать для изготовления динамометрического устройства электронные весы.

Процесс затяжки

Для начала надо установить накидной или рожковый ключ на болт или гайку, а за другой конец цепляем крючок ручных весов. Заранее рассчитав необходимое усилие, тянем за кольцо весов, выдерживая при этом 90 градусов, до достижения требуемого значения.

Таким образом, даже не имея в гараже или мастерской под рукой динамометрического ключа, можно затянуть гайку и болтовое соединение с необходимым усилием и точным моментом.