Ключ динамометрический для затяжки колесных болтов

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

Если лень заниматься математическими вычислениями, то можно поступить очень просто – купить динамометрический ключ. Стоп-фактором может послужить разве что его цена (хотя цена в немалой степени зависит от диапазона момента затяжки. Например, динамометрический ключ с моментом затяжки от 42 до 210 Н*м стоит всего 2 тысячи 915 рублей). Концерн VAG рекомендует затягивать колёсные болты с усилием 120 Н*м .

Кстати, конструкторы позаботились о ленивых водителях, поэтому штатный балонный ключ имеет именно такое плечо, которое и обеспечивает примерно требуемое усилие 120 Н*м, если при его использовании затяжку производить лишь усилием руки, не удлиняя плечо ключа и не помогая себе ногами.

Однако есть и математическая формула, которая определяет оптимальное число витков закрутки колёсного болта для надежной фиксации резьбового соединения в зависимости от параметров болта. Рассматривать этот вопрос будем на примере штатного колёсного болта автомобиля Volkswagen Polo Sedan для крепления стального штампованного диска. Внешний вид этого болта показан на фотографии:

Внешний вид штатного колёсного болта для стального штампованного диска автомобиля Volkswagen Polo Sedan. Автор фотографии kua1102

Это болт со сферической головкой и характеризуется следующими геометрическими параметрами: M14x1,5x27 . Расшифровываются характеристики следующим образом: M14 – болт с метрической резьбой и диаметром резьбы 14 мм, 1,5 – это шаг резьбы (в мм) и 27 – это длина резьбовой части (в мм).

Оптимальное число витков для фиксации резьбового соединения задается следующей формулой:

Nопт. – оптимальное число витков для фиксации резьбового соединения;

D – диаметр болта, мм;

h – шаг резьбы, мм

Для рассматриваемого болта D=14 мм, h=1,5 мм

Тогда Nопт. = (14*0,7)/1,5 = 6,5(3)*

*цифра в скобочках означает 3 в периоде (математики поймут), для тех кто не понял, Nопт.=6,533333333 (одни тройки после пятёрки)

Округляя в большую сторону, получаем, что для штатного колёсного болта со сферической головкой оптимальное количество витков составляет 7 для обеспечения фиксации резьбового соединения. Т.е. вставив болт в резьбу, далее мы должны ровно 7 раз провернуть его по часовой стрелке, это и будет оптимальным количеством витков, которое обеспечивает надежную фиксацию болта в резьбе колёсного диска. Важно - после закручивания колёсного болта всегда еще раз проверьте полноту затяжки (балонный ключ не должен поворачиваться). Если это не так - продолжайте закручивать колёсный болт до момента, пока он не перестанет вращаться.

Длина плеча штатного балонного ключа подобрана таким образом, что при закручивании рукой, не прилагая дополнительных усилий, обеспечивается нужный момент затяжки. Автор фотографии kua1102

Экспериментальным путём я пробовал и штатный балонный ключ, считал и витки – везде получается в районе 7 проворотов болта, после достижения которых крепление болта уже не претерпевает люфта. Я не уверен, что эта формула идеально работает на большегрузных автомобилях, но на легковых, с определенной долей вероятности, можно считать, что это рабочий вариант и её можно использовать в расчётах.

А как Вы определяете нужный момент затяжки колёсных болтов? На глазок или используете спец. инструмент?

Безопасность – вот что мы больше всего ценим в жизни. Ездить на автомобиле и не боятся, что слетит гайка в механизме, работать со станком и быть уверенным, что все узлы функционируют как часы. Понятно, что надежность любой конструкции зависит от крепления каждой детали – все резьбовые соединения должны быть затянуты с определенным и, главное – одинаковым усилием.

Содержание:

Что будет, если недостаточно сильно затянуть, например, крепежные гайки у колес автомобиля или, наоборот, перетянуть их? В первом случае они быстро разболтаются, во втором – резьбу просто сорвет. Результат одинаковый – колесо слетит с оси.

Как же достичь высокой точности закрепления каждого болта, винта и гайки? Трудно ориентироваться на усилие, с которым рабочий фиксирует гайки. Во-первых, это будет примерное усилие, а во-вторых, как быть, если требуется их закручивать несколько десятков за смену? Выход есть – использовать прочный и точный динамометрический ключ, четко контролирующий усилие, с которым затягивается любое резьбовое соединение.

О принципах работы и видах этих ключей, а также о наиболее популярных моделях читайте далее.

Классификация динамометрических ключей и принцип работы

Прежде чем приступить к выбору динамометрического ключа, нужно узнать, какие они бывают. Это очень важно: каждый вид имеет свои особенности конструкции и работы, следовательно, свою сферу применения, в которой его использование даст максимальные результаты.

Ключи предельного (пружинного) типа. На тело ключа и вращающейся части нанесено по шкале. Сначала нужно отпустить стопорную гайку, потом, вращая рукоятку, сделать так, чтобы нулевая отметка на ней совпала с необходимой отметкой на шкале ключа. Таким образом, будет установлен нужный момент затяжки. Далее, чтобы прибавить значения на шкале рукояти к первому установленному значению, следует вращать рукоять по часовой стрелке до тех пор, пока оно не совпадет со следующим значением нулевой отметки. После этого можно зафиксировать стопорную гайку и затягивать крепеж. Нет необходимости следить за установленным значением усилия: при его достижении вы услышите щелчок, который скажет о том, что крепеж затянут с заданным значением.

Кому пригодятся такие гаечные ключи? Например, слесарям станций СТО, когда нужно затягивать большое количество гаек в смену, при этом высокая точность значения не играет большой роли. Погрешность составляет ± 4%.

Стрелочные ключи. Наиболее просты в устройстве и использовании. Состоят из корпуса, к которому крепится шкала, ручки, квадрата для торцевых головок и стрелки. Работать таким ключом несложно: во время затягивания корпус вместе со шкалой отклоняется, а стрелка остается на месте, показывая значение момента. Погрешность устройств довольно большая и составляет 6 – 8%, а не очень удобный корпус не дает возможности работать инструментом в труднодоступных местах. Однако несмотря на недостатки такие ключи очень удобны, когда процесс затягивания ответственных узлов нужно контролировать — вы видите, с какой силой закручивается гайка.

Цифровые ключи. Самый точный вид инструмента — погрешность составляет около 1%. Работа этим видом ключа строится следующим образом. На корпусе находится несколько кнопок: для включения устройства, выбора единицы измерения момента, установки нужного значения момента и его регулировки, зуммер для подачи сигнала. После установки всех параметров можно приступить к работе — во время закручивания на дисплее отображается текущее значение усилия. При достижении необходимого значения ключ издает звуковой сигнал.

Где использовать такие ключи? На станциях технического обслуживания для закручивания особо ответственных соединений, например, для закрепления литого легкосплавного диска, который даже при небольшом превышении усилия может треснуть. Цифровым ключом удобно пользоваться и на промышленных предприятиях по ремонту и обслуживанию станков, железнодорожного транспорта и т.д.

Особенности использования динамометрических ключей

Приобретая инструмент, хочется, чтобы он работал не только точно, но еще и долго. Для этого важно соблюдать следующие действия:

после выполнения работы всегда выставлять значение усилия на 0, иначе пружина растянется и ключ испортится;
не работать ключом как обычным инструментом для затягивания, иначе ему грозит очень быстрый износ — использовать его только на финальных стадиях затяжки крепежа;
нельзя использовать ключ, если нужное вам усилие затяжки превышает максимальное для данного инструмента;
запрещается подвергать ключ сильным ударам — это грозит скорым выходом из строя.

После использования обязательно нужно очищать инструмент чистой ветошью и периодически его смазывать. Чтобы ключ не терял точность работы, примерно раз в 1000 применений нужно его проверять.

Как выбрать динамометрический ключ?

От выбора инструмента по техническим характеристикам напрямую зависит качество выполняемой работы и его долговечность. Каковы главные параметры динамометрических ключей? Рассмотрим подробнее.

Максимальное усилие (момент силы) – измеряется в ньютон-метрах (Нм) и напрямую влияет на работу, которую можно контролировать с его помощью. В автосервис или мастерскую лучше приобрести несколько ключей с разным диапазоном усилия для выполнения любых операций, например, FIT IT 62452 с диапазоном от 28 до 200 Нм и 3/4"DR Jonnesway T04500 (Т04М500) с диапазоном усилия от 100 до 700 Нм.
Квадрат – указывается в дюймах. Перед покупкой динамометрического ключа определитесь с тем, гайки какого размера вы будете чаще всего закручивать, и приобретайте инструмент с соответствующим размером квадрата. Чтобы вы могли сориентироваться, приведем таблицу соответствия усилия и размера квадрата, где 10 Нм – это примерно 1 кг/м.

Совет. При выборе усилия, с которым будете затягивать ключ, ориентируйтесь таким образом: нужное вам значение должно находиться примерно в середине диапазона значений усилий самого ключа.

Вес и длина – влияют на степень удобства работы с ключом.

Итак, динамометрический ключ пригодится не только профессиональным работникам автомастерских и СТО для проверки усилия затягивания, но и автомобилистам-любителям. Приобретая инструмент, вы получаете:

возможность затягивать гайки с усилием от 15 до 980 Нм;
возможность работать с разными посадочными квадратами под головку – от 1/2 до 3/8 дюйма;
уверенность в прочности полученной конструкции.

Момент силы - это векторная величина. Усилие, которое прикладывается к верхней шляпке болта, чтобы его открутить или закрутить и есть момент силы. Некоторые типы крепежных элементов автомобиля требуют затяжки на выверенную величину, чтобы компонент работал как закладывал производитель. Уровень затяжки производитель прописывает в служебной документации, но на глаз его не выставишь. Вот тут-то на сцену выходит динамометрический ключ - must have в наборе необходимого автомобильного инструмента . Чтобы понять, выбрать динамометрический ключ под себя, нужно понимать, как он работает.

Как работает динамометрический ключ

Разница между гаечным и динамометрическим ключом в том, что последний используя индикатор, маленький дисплей, щелкающий звук, иглу или стрелку точно указывает, какое усилие прикладывается к его ручке. Не всем известно, что для многих крепежных деталей требуется очень выверенная затяжка. Когда речь заходит о силе затяжки гаек и болтов в автомобиле, гадать "хорошо ли я затянул эту гайку или нужно посильнее" неправильно.

Зачем нужен

Почему нужно знать с каким усилием затянуто крепление? Затянул слабо и болт открутится, колесо отвалится, глушитель отпадет. Слишком туго и сорвете резьбу или загнете деталь. Например, чрезмерно затянутые гайки на колесе приведут к деформации ротора тормоза, увеличению тормозного пути, преждевременному износу тормозов и неудобствам из-за заклинивающих рулевых наконечников. Из-за чрезмерно затянутой гайки может даже отпасть шпилька с резьбой, на которую закручивается гайка. Недостаточное затягивание колесных гаек приведет к их ослаблению, отвинчиванию. Ощущая внезапное биение руля при движении на автомобиле, которое усиливается с каждым десятком километров проверьте, затянуты ли гайки, иначе можно увидеть отпавшее колесо, обгоняющее вас по дороге. Поэтому в большинстве руководств по эксплуатации автомобилей есть рекомендации по уровню момента затяжки гаек, болтов и соединений.

Если проводится работа с двигателем или трансмиссией, динамометрический ключ необходим как воздух. Например, чрезмерное затягивание болтов головки блока цилиндров может легко привести к дорогим повреждениям и катастрофическим потерям охлаждающей жидкости. Слишком плотно затянутые болты выпускного коллектора приведут к растрескиванию коллектора. Уровень момента затяжки настолько важен для правильного ремонта автомобиля, что большинство руководств по эксплуатации техники дает их вместе с рекомендациями по ремонту, включая в таблицы на задней странице с указанием расположения крепежа, обозначения и отдельных рекомендаций момента затяжки. Сила крутящего момента может быть измерена в единицах:

метр-килограммы (мкг);
ньютон-метр (Нм);
pound-feet (lb-ft).

Приобретая новый гаечный ключ, убедитесь, что он откалиброван в тех же единицах измерения, которые рекомендуются в документации по ремонту автомобиля или имейте под рукой таблицу пересчета. Большинство автомобилей, продаваемых в Соединенных Штатах, имеют характеристики крутящего момента, выраженные в pound-feet (lb-ft). В России в Ньютон-метрах.

Как работает динамометрический ключ

Приличные динамометрические ключи начинаются в цене от 2600 до 9000 рублей с размерами присоединительного квадрата, на которую крепится торцевая головка или удлинитель, ⅜, ½, ¾ и 1 дюйма. Ключи с малым размером квадрата подходят для работ с хрупким материалом, где нужна хирургическая точность затяжки. Крупные используются для придания высокого усилия момента затяжки гайкам шкива коленчатого вала или трансмиссии. Как и в случае с торцевыми ключами, ½ дюймовый справится с большинством основных задач по ремонту автомобиля.

Типы динамометрических ключей

Есть четыре основных типа динамометрических ключей, отличающихся принципом работы: шкальный или с циферблатным индикатором, щелковой (трещеточный) и цифровой. Шкальный и циферблатный используют простую механическую систему, которая соединяется с указателем, который зависает над шкалой крутящего момента, прикрепленной к ручке или к циферблатному индикатору. Когда к рукоятке гаечного ключа прикладывается сила, шкала или циферблат показывают величину крутящего момента, эквивалентную прогибу рукоятки. При использовании шкальных потребуется источник света для работы в темных местах под капотом.

"Щелкунчики" отличаются удобством, так как индикатором служат щелчки, воспринимаемые на слух. Они имеют регулируемое кольцо вокруг основания ручки, устанавливающее точный уровень усилия с которым нужно затянуть гайку или болт. Когда вы затянете крепеж с заданным крутящим моментом, храповой механизм громко щелкает, чтобы предупредить вас, что заданный крутящий момент достигнут и следует прекратить затягивание. Плюс "щелкунчика" в том, что не нужно всматриваться в трудно читаемый циферблат со стрелкой, нужно опираться только на слух. Проворачивание ручки внутрь или наружу перемещает индикатор вверх и вниз по шкале, изменяя точку, где происходит щелчок, указывающий силу момента затяжки.

Цифровые динамометрические помощники самые дорогие и точные. Они используют электронный тензодатчик внутри рукоятки для отправки сигнала на светодиодный дисплей. Недостатки в том, что ключ хрупкий и требуются батарейки.

Для правильного измерения момента затяжки важно, чтобы ключ был откалиброван до минимального значения и знать, проводятся ли измерения на сухих или смазанных крепежных деталях.

Какой самый лучший динамометрический ключ?

Важный фактор при выборе — характер выполняемых операций, их интенсивность и окружающие условия. Для начала определитесь, каким диапазоном моментов предстоит работать.

Общее правило — диапазон ваших рабочих моментов затяжки должен находиться приблизительно в средней части диапазона регулировки ключа. Лучшее восприятие щелчка и увеличенный срок службы достигаются в интервале 40-80% заявленного диапазона ключа.

ТИП УСТРОЙСТВА. МЕХАНИЧЕСКИЙ ИЛИ ЭЛЕКТРОННЫЙ?

Оба надежны и в целом взаимозаменяемы. Разница — в комфорте использования и цене (цифровые дороже за счет электронной начинки).

Механический. Он же щелчковый, аналоговый или предельного типа

Когда достигается установленный на ключе момент затяжки, динамометрический механизм размыкается с характерным щелчком, ясно различимым на слух и ощутимым рукой.
Погрешность при затяжке в среднем +/- 3-4% по часовой стрелке и до +/- 6% против часовой стрелки.
В России и странах СНГ большинство таких ключей измеряют момент в ньютонах на метр (Нм).

Электронный

По достижении установленного на ключе момента загорается световой индикатор и/или звучит зуммер.

ИСПОЛНЕНИЕ. ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ИЛИ ПРОМЫШЛЕННОЕ?

Оцените масштаб и сложность предстоящих работ. Если нужен динамометрический ключ для легкового автомобиля, даже в автосервисе с высокой загрузкой в разгар сезона, подойдет инструмент в профессиональном исполнении.

GARWIN 501511-20-200-12 с приводным квадратом 1/2" и диапазоном 20-200 Нм. Отличный вариант для автосервиса!

GARWIN INDUSTRIAL 501521-40-200-12. Привод 1/2", 40-200 Нм. “Рабочая лошадь” для промышленного применения

Если есть необходимость интенсивной работы в агрессивных условиях, приобретайте ключи в промышленном исполнении.

Примеры таких работ:

Конвейерная сборка машин и механизмов;
Сборка строительных конструкций;
Сборка и обслуживание промышленного оборудования;
Окончательная обтяжка фланцев, барабанов и других болтовых соединений на производстве.

В зависимости от ответственности соединений, предъявляются различные требования к точности момента их затяжки.

Щелчковые ключи имеют высокую точность в 3-4%. Если требуется затягивать соединения с точностью до 1%, выбирайте инструмент с цифровым измерительным устройством. Такие ключи востребованы в приборостроении, тяжелом машиностроении, авиации или космической технике.

Если работа с динамометрическим инструментом производится в местах, где повышена влажность или уровень пыли, решением будет использование ключей с цельнометаллическим корпусом: они защищены от проникновения загрязнений внутрь.

ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЙ

Если в процессе производства выполняется операция только с одним значением момента, рекомендуем использовать ключ с предустановленным усилием. Это повысит точность измерений, и продлит срок службы инструмента. Пример — модели с предустановленным (нерегулируемым) моментом в 120 Нм для затяжки колесных болтов большинства современных автомобилей.

Если моменты затяжки существенно разнятся, следует рассмотреть покупку нескольких ключей, каждый из которых будет охватывать свою часть рабочего диапазона.

Помимо ключей с цельным корпусом, существуют модели с удлинителями для больших моментов (до 3 000 Нм). Возможность их приобретения стоит рассмотреть при работах с крупным крепежом в неограниченном пространстве. Пример — затяжка колесных болтов крупной грузовой или карьерной техники.

Размер привода напрямую зависит от диапазона измерений. Чем выше момент затяжки, тем больше приводной квадрат. Чаще всего он измеряется в дюймах.

НАПРАВЛЕНИЕ РАБОТЫ (ПРАВО-ЛЕВО)

Особенно актуально для промышленных моделей. Большинство динамометрических ключей позволяют производить затяжку как по часовой стрелке, так и против. Для этого на головке ключа установлен флажковый переключатель, как у обычной трещотки.

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Рукоятка

Эргономика рукоятки существенно влияет на удобство работы и степень усталости оператора. Рукоятки бывают двух видов:

Содержание:

О принципах работы и видах этих ключей, а также о наиболее популярных моделях читайте далее.

Классификация динамометрических ключей и принцип работы

Особенности использования динамометрических ключей

после выполнения работы всегда выставлять значение усилия на 0, иначе пружина растянется и ключ испортится;
не работать ключом как обычным инструментом для затягивания, иначе ему грозит очень быстрый износ — использовать его только на финальных стадиях затяжки крепежа;
нельзя использовать ключ, если нужное вам усилие затяжки превышает максимальное для данного инструмента;
запрещается подвергать ключ сильным ударам — это грозит скорым выходом из строя.

Как выбрать динамометрический ключ?

Максимальное усилие (момент силы) – измеряется в ньютон-метрах (Нм) и напрямую влияет на работу, которую можно контролировать с его помощью. В автосервис или мастерскую лучше приобрести несколько ключей с разным диапазоном усилия для выполнения любых операций, например, FIT IT 62452 с диапазоном от 28 до 200 Нм и 3/4"DR Jonnesway T04500 (Т04М500) с диапазоном усилия от 100 до 700 Нм.
Квадрат – указывается в дюймах. Перед покупкой динамометрического ключа определитесь с тем, гайки какого размера вы будете чаще всего закручивать, и приобретайте инструмент с соответствующим размером квадрата. Чтобы вы могли сориентироваться, приведем таблицу соответствия усилия и размера квадрата, где 10 Нм – это примерно 1 кг/м.

Вес и длина – влияют на степень удобства работы с ключом.

возможность затягивать гайки с усилием от 15 до 980 Нм;
возможность работать с разными посадочными квадратами под головку – от 1/2 до 3/8 дюйма;
уверенность в прочности полученной конструкции.

Читайте также: