Как рассчитать усилие затяжки без динамометрического ключа

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.

Что понадобится для работы:

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.

Колесные болты с эксцентриком

Отдельное внимание стоит уделить самим болтам. Диаметр болтов для легковых автомобилей – от 12 до 14 мм

Шляпку болтов изготавливают различными способами. Наиболее распространенными вариантами являются формовки под гаечный ключ или головку, шестигранник, а также с секретом. Каждый из вариантов характеризуется высоким уровнем надежности.

Болты с секретом могут комплектоваться специальными заглушками. Но основное отличие данных метизов в том, что их не выкрутить без уникального ключа. Специализированные болты продаются в наборе с ключом, геометрия которого идеально подходит только для одного типа крепежей. Такая технология эффективно защищает колесные диски от кражи. Однако есть и недостатки – при потере ключа придется обращаться за помощью к специалистам сервисных станций. Только опытные мастера смогут аккуратно высверлить метизы.

Читать также: Какая бывает полярность у аккумулятора

Среди крепежных материалов есть колесные болты, подходящие для литых дисков, а также кованых и штампованных изделий.

Болты эксцентрики имеют преимущества над простыми изделиями, так как характеристики многих дисков отличаются от показателей ступицы по сверловке. Их основное отличие от обычных болтов заключается в наличии подвижного конуса. Изделие имеет смещенный центр тяжести. При этом изготовители указывают оптимальное значение смещения около 1 мм во все стороны. Благодаря этому владельцы транспортных средств могут эффективно зафиксировать любой тип колесного диска, практически не учитывая размерности оригинального крепления. При этом значительно снижается вероятность деформации изделия и появления коррозии на отдельных участках в процессе эксплуатации.

КОНТРОЛЬ МИНИМАЛЬНОГО КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Некоторые производители автомобилей проверяют затянутые болты с помощью ломанного электронного ключа. Если ключ сбрасывается, но не крутит болт, это значит, что болт не отвинчивается после затяжки.

Этот метод имеет один недостаток: невозможность измерить и отследить фактическое значение остаточного момента в соединении. Кроме того, при использовании ключа ломанного типа, всегда существует риск перетягивания во время этой операции.

С помощью современного электронного динамометрического ключа, оснащенного гироскопом, можно провести быструю проверку зажима (без измерения остаточного крутящего момента), применяя крутящий момент и следя, чтобы крутящий момент достиг определенного значения (как правило, минимального момента затяжки) в пределах определенного угла вращения (как правило, очень маленький). Таким образом, проверка выполняется быстро и автоматически, и любое чрезмерное затягивание может быть обнаружено непосредственно динамометрическим ключом.

Правильная работа с динамометрическим ключом

Такой инструмент, как динамометрический ключ, позволяющий выполнять затяжку болтов с равным усилием, требует большой аккуратности в работе и наличия определенных навыков.

Примерная последовательность затяжки болтов таким ключом выглядит следующим образом:

• установить держатель в положение «ноль»;
• начать плавное вращение инструмента, одновременно следя за его показаниями;
• в случае, если вращение инструмента (особенно на начальном этапе затяжки) происходит без изменения момента на индикаторе, то это может говорить о небольшом внутреннем растяжении крепежных элементов. Это явление абсолютно нормальное, и вращение инструмента следует продолжить;
• при достижении момента затяжки, соответствующего требуемому, движение инструмента следует прекратить.

Применять вместо динамометрического ключа какой-то другой инструмент (в том числе механизированный, с возможностью нормирования усилия заворачивания) — не следует. Ведь только ключом можно добиться абсолютно точного и плавного закручивания болтов, благодаря которому прокладка окажется равномерно прижатой по всей поверхности блока. Это поможет сделать срок ее службы максимальным, избежать появления прогаров, протечек масла и вытекания охлаждающей жидкости.

Устройство и принцип работы динамометрического ключа

Для начала разберемся с единицами измерения. Крутящий момент измеряется в ньютонах на метр (Н.м. или Nm). Чтобы пользоваться этой величиной на практике, достаточно запомнить простое определение из школьного курса физики: 10 Н.м. означает усилие в 1 кг, приложенное к рычагу длиной 1 метр.

Любая шкала динамометрического ключа размечена именно по такому принципу.

Рассмотрим различные конструкции инструмента.

Это самый недорогой вариант исполнения, удобен и прост в использовании. На рукоятке расположена шкала с разметкой значения крутящего момента.

К наконечнику с квадратом (для установки торцевых головок) прикреплено две тяги: рычаг и стрелка. При затягивании крепежа, рукоятка изгибается на тарированный угол.

В результате происходит смещение шкалы относительно неподвижной стрелки. Механик фиксирует требуемое значение в ньютонах на метр, и в нужный момент прекращает затяжку.

Преимущество – низкая стоимость и возможность контроля результата «в реальном времени». Недостатки также имеются:

• достаточно высокая погрешность – до 8%;
• качество работы сильно зависит от твердости рук оператора. Высокая вероятность перетянуть гайку.

Таблица затяжки

Чтобы точно понимать, какие именно усилие нужно прикладывать для того или иного крепления, оптимально для начала заглянуть в технический паспорт и руководство по эксплуатации. Для особенно важных узлов производитель обязательно указывает момент затяжки.

Если этих значений в документах нет, тогда действовать примерно или ориентироваться по приблизительным оценкам не стоит. Для таких ситуаций предусмотрена специальная таблица затяжки для болтовых соединений. Она универсальная, что позволяет применять её в различных ситуациях.

Работать с таблицей несложно. Для этого нужно сопоставить резьбу и шаг, который измеряется в миллиметрах, с классом прочности болтов. Класс прочности варьируется в пределах от 4,6 до 12,9. Резьба с шагом бывает от 5/0,8 до 42/4,5.

Вы просто сопоставляете эти два значения в таблице и в месте их пересечения получаете ответ относительно момента усилия

При этом важно учесть, что есть рекомендуемый и предельный параметры затяжки. Превышать максимальные параметры не рекомендуется, как и затягивать меньше рекомендуемого значения

На практике пользоваться динамометрическими ключами не так сложно. Рекомендуется сначала изучить инструкцию по эксплуатации, почитать советы производителя, а также учесть соответствие возможностей инструмента тем работам, которые вы планируете проводить с использованием девайса.

Не забывайте о необходимости периодической калибровки. Особенно это касается тех инструментов, которые применяются для работы с максимально требовательными к точности затяжки соединениями.

Ремонт, обслуживание, эксплуатация техники требует соблюдения определённых правил. Чем сложнее устройство, тем больше требований к качеству сборки, точности подгонки деталей и элементов конструкции. Оптимальные условия для функционирования механизмов и узлов определены в инструкциях, руководствах пользователя. Обеспечить необходимые параметры «на глазок» невозможно, нужны специализированные инструменты, в частности, динамометрические ключи, позволяющие получить определённый, измеряемый результат. Но такими приспособлениями нужно правильно пользоваться, ведь от этого зависит работоспособность техники, долговечность и безопасность эксплуатации.

Как проверить динамометрический ключ в домашних условиях?

Приспособления этого типа изобретены для точных работ. Даже советский динамометрический ключ в старые времена проходил периодическую обязательную калибровку. Лучше производить данные работы в специализированных мастерских на проверенном сертифицированном оборудовании. Если же стоит задача сделать проверку в домашних условиях, то выполняем ее с помощью относительно точного бытового кантера.

Домашняя проверка динамометрического ключа:

1. Выставляем на ключе момент затяжки требуемой величины.
2. Производим закручивание болта или гайки до щелчка.
3. Выставляем рукоятку ключа вертикально.
4. Сверху на ключ цепляем крючок кантера, удерживая прибор под прямым углом.
5. Тянем рукой кантер в сторону затяжки до момента щелчка, контролируя визуально его показания.
6. Измеряем рулеткой длину рукоятки инструмента, чтобы определить плечо силы.
7. Вычисляем величину момента по формуле (М = F*r). Например, при показании кантера 8,5 кг и длине ключа 32 см получим следующие данные: (8,5х9,81)х0,32=26,7 Нм.

Как проводится протяжка болтов головки блока цилиндров

С изучения. Именно с изучения Руководства по ремонту вашего автомобиля, желательно оригинального. Именно там производитель укажывает всё, что необходимо для затяжки ГБЦ. А необходимо вам знать:

• порядок (схему) затяжки болтов головки блока цилиндров;
• какой требуется момент силы затяжки;
• какие болты применяются для затяжки ГБЦ.

Болты для затяжки головки блока цилиндров – разговор особый. Дело в том, что в современных двигателях для ГБЦ применяются болты с особыми характеристиками. Так называемые «пружинные» болты, которые благодаря своим свойствам после первоначальной протяжки на заводе, не нуждаются в дополнительной.

Более того, при попытках сделать протяжку болтов головки блока цилиндров, в силу «текучести» металла, они будут вытягиваться. В результате вы можете получить разрыв болта.

Во время ремонта ГБЦ нужно ставить прокладки, которые не дают усадки. Это исключает необходимость протяжки болтов головки блока цилиндров.

Но, если уж вы решили, что протяжка болтов головки блока цилиндров вам крайне необходима, то делать ее следует с «мануалом» от производителя и при помощи динамометрического ключа. Движение в движение, цифра в цифру. Самодеятельность из расчёта «про запас» здесь не нужна.

Ремонт и калибровка динамометрического ключа

В этой статье автор расскажет о том, как он отремонтировал и откалибровал свой динамометрический ключ, который перестал работать.

Однажды автор обнаружил, что его динамометрический ключ больше не «щелкает». Сломалась трещотка. Он срезал болт. Так как ключ стоил довольно дешево в магазине автозапчастей, не было смысла отправлять его на «гарантийное обслуживание». Поэтому мастер решил разобрать его, чтобы посмотреть внутреннее устройство и выяснить, как он работает, и попытаться отремонтировать. Ремонт оказался даже проще, чем он ожидал, и теперь его ключ снова полностью функционален.

Обзор устройства динамометрических ключей

1. Самый простой вариант. Принцип его работы устроен на изгибе рычага со и неподвижного указателя. Первый рычаг используется для передачи усилия на крепеж. Второй рычаг с одной стороны прикреплён к головке ключа, а с другой стороны свободен, служа указателем, который показывает значение крутящего момента в конкретный момент времени. На картинке показано устройство динамометрического ключа подобного вида.

Плюсы:

• Низкая стоимость;
• Начало контролируемого диапазона динамометрических ключей от 0 Нм;
• Шкала в обе стороны. Позволяет закручивать крепеж с правой и левой резьбой.

Недостатки:

• Низкая точность;
• Ключи данного вида не подлежат регулировке, поэтому со временем изнашиваются и теряют точность, что делает их использование бесполезным занятием;
• Невозможно работать в труднодоступных местах, так как необходимо всегда следить за затяжкой по ;
• Отсутствует храповый механизм, как у . Ключ необходимо всегда переставлять.

Данный вид ключей не способен обеспечить высокую точность работ, поэтому, чаще всего, используется для непрофессиональных слесарно-монтажных работ и для гаражного ремонта.

Устройство, конструкция и схема

2. Как устроен данный динамометрический ключ? Конструкция динамометрического ключа хорошо показана на картинке. В устройство таких ключей входит специальный пружинный механизм, который позволяет установить на инструменте необходимый крутящий момент и передать его на крепеж, не превысив выставленного значения. Еще одним обязательным условием таких ключей является наличие храпового механизма, как у обычной . С помощью шкал, которые расположены на корпусе ключа, необходимый момент затяжки выставляется заранее. Как только установленный момент затяжки будет достигнут, прозвучит щелчок и сработает фиксатор, который не позволит превысить выставленную силу момента.
удобен в работе, так как необходимо просто закручивать соединение до щелчка. Устроены таким образом, что имея ремкомплекты и запасные части могут быть отремонтированы. Как правило, схема конструкции определенной модели прилагается к инструменту.

Ключи имеют большую разновидность диапазонов крутящего момента от 5 до 3000 Нм. Размеры присоединительных приводов: 1/4, 3/8, 1/2, 3/4, и 1 1/2 дюйма.

Плюсы:

• Погрешность не выше 4%;
• Простота работы обеспечивается наличием храпового механизма;
• Крутящий момент устанавливается заранее и его не нужно контролировать. Как только он будет достигнут, ключ издаст характерный щелчок;
• Удобно использовать в труднодоступных местах;
• Ремонтопригоден;
• Некоторые модели могут работать с правой и левой резьбой.

Недостатки:

• Требуют проверки и калибровки;
• Храповый механизм может выйти из строя, но на некоторые модели имеются специальные ремкомплекты.

Для того, чтобы ключ не испытывал максимальные нагрузки и работал долго с минимальной погрешностью, его не нужно использовать в крайних значениях диапазона крутящего момента. Поэтому рекомендуется покупать ключи с перекрытием рабочих значений.

Можно сказать, что такой вид инструмента является самой популярной разновидностью динамометрических ключей для автомобиля и не только, так как они удобны в использовании и имеют невысокую стоимость.

Первые два вида относятся к
, которые измеряют крутящий момент за счет специальной конструкции или специального механизма. Обязательно они имеют шкалу для слежения или установки момента силы, поэтому относятся к шкальным динамометрическим ключам.

3. На первый взгляд, такой вид ключей выглядит как предыдущий, но он имеет больше возможностей. Специальный датчик ключа генерирует сигнал, который преобразуется в необходимую величину крутящего момента и выводится на экран электронного динамометрического ключа. Погрешность ключа минимальна за счет “начинки”. Необходимый момент силы выставляется на дисплее и при достижении установленного значения, ключ издает звуковой сигнал. Во время работы на экране выводится значение крутящего момента в реальном времени.

Плюсы:

• Вывод значений крутящего момента в разных значениях силы;
• Световая и звуковая индикация;
• Высокая точность;
• Возможность замерить крутящий момент у уже закрученного соединения;
• Двухстороннее действие: “по” и “против” часовой
• Не требует регулировки;
• Удобство работы за счет храпового механизма;
• Сохранение значений в память.

Недостатки:

• Высокая стоимость;
• Требует бережного использования;

Подобные ключи имеют большой функционал и высокую точность измерения, но из-за своей цены они используются в тех сферах, где установлены жесткие рамки по точности проводимых работ.

Последствия некачественного ремонта ГБЦ и как их избежать

Переоценить соблюдение правил установки головки блока цилиндров сложно. Какие ошибки может совершить начинающий автослесарь? Первый просчёт — недостаточная затяжка болтов. Это случается, если мастер боится, что болты сломаются.

Худший итог некачественного ремонта — это появление трещин в ГБЦ из-за пережима или неправильного порядка зажима болтов. Но всё же стоит заметить, что пережать головку блока цилиндров довольно сложно. Если у вас есть опыт ремонта других узлов автомобиля, то вы вполне сможете правильно провести эту процедуру.

Протяжка головки блока цилиндра опытным мастером вполне может быть выполнена и в гаражных условиях

Рекомендации по использованию

Понимая, как устроены инструменты и как они работают, можно приступать к непосредственному использованию функциональных возможностей динамометрического ключа.

Важно понимать, что такие инструменты для контролируемой затяжки соединений с прикладной точки зрения не отличается от обычного ключа. Разница лишь в том, что у динамометрического девайса имеется повышенная точность при создании усилий

Прежде чем приступать к работе, убедитесь, что инструмент исправен и правильно настроен. Каждый девайс проходит специальную проверку на предмет точности измерений. Только проверенные инструменты поступают в продажу. Но на этом контроль точности не заканчивается. По мере эксплуатации устройство нуждается в периодической проверке. Разбираться в том, как проверить свой динамометрический ключ самостоятельно, не имеет никакого смысла. Его проверяли специалисты с соответствующим высокоточным оборудованием. И профилактическую проверку также проводят в специализированных лабораториях.

Делать калибровку или нет, это выбор каждого владельца такого инструмента. Но без профилактической проверки постепенно увеличивается погрешность, девайс перестаёт работать максимально точно. А потому прикладываемое усилие на измерительной шкале просто не будет соответствовать реальным значениям. Если речь идёт о высокоточных соединениях, где требуется прикладывать строго дозированное усилие, в дальнейшем могут возникнуть проблемы, поскольку вы неправильно затянули гайку или болт.

Для каждого типа динамометрического ключа есть свои рекомендации относительно его использования. При этом существует несколько важнейших правил, применяемых одинаково для всех видов инструмента:

1. Хранение. Когда вы заканчиваете работу с динамометрическим ключом и убираете его в ящик для хранения инструментов, не забывайте переводить девайс в нулевое положение момента. Шкала должна стоять на нуле. Тем самым вы ослабите механизм, и это не позволит настройкам быстро сбиться.
2. Диапазон усилий. У каждого ключа есть свой определённый диапазон, в рамках которого инструмент способен работать. Никогда не пытайтесь установить значения, которые выходят за рамки имеющегося диапазона. И здесь ещё раз стоит напомнить о необходимости грамотного выбора ключа, который будет соответствовать запланированным работам.
3. Чистка. Динамометрические ключи не терпят грубой очистки. Обязательно очищайте любые новые загрязнения предельно аккуратно. В механизме присутствует заводская смазка, которая должна оставаться на своём месте. Не пытайтесь её удалить, иначе испортите работу всего устройства. Оптимально только периодически протирать девайс сухой ветошью после завершения работ.
4. Стопорная гайка. На динамометрических устройствах предусмотрена специальная стопорная гайка. Если она затянута, вращать ручку ключа нельзя. В противном случае вы просто сломаете довольно дорогостоящий инструмент.
5. Будьте предельно аккуратными и внимательными, когда работаете с затяжкой креплений, требующих малого усилия. Здесь легко допустить ошибку и перетянуть гайку или болт, что выльется в поломку целого узла.
6. Длительное хранение. Динамометрический ключ относится к очень полезным инструментам, но в действительности его применяют достаточно редко. После продолжительного хранения без работы ключ нельзя сразу же эксплуатировать при максимальных значениях усилия. Сначала попробуйте покрутить девайс на малых оборотах, а затем уже проводите сильную затяжку. Нужно разработать залежавшийся механизм, чтобы не спровоцировать поломку.
7. Усиление момента. Если требуется усилить воздействие на рукоятку, не пытайтесь делать это отрезком трубы. Ничего хорошего из подобной затеи точно не выйдет. Применяйте лишь штатные и предназначенные для таких операций инструменты.
8. Назначение. У динамометрического ключа есть своё специальное назначение. И использовать инструмент следует исключительно в рамках его функций. Потому заменять ключом молоток, рычаг или прочий девайс нельзя ни в коем случае. Иначе вы просто сломаете устройство стоимостью в несколько тысяч рублей. Куда проще поискать молоток.

Как определить момент затяжки

Этот инструмент должен быть подобран таким образом, чтобы момент затяжки крепежного элемента был на 20−30% меньше, чем максимальный момент на вашем ключе. При попытке превысить предел, ключ быстро выйдет из строя.

Усилие на затяжку и тип стали указывается на каждом болте, как расшифровывать маркировку описывалось выше. Для вторичной протяжки болтов нужно учитывать несколько правил:

1. Всегда знать точное необходимое усилие для затяжки.
2. При контрольной проверке затяжки стоит выставить усилие и проверить в круговом порядке все крепежные элементы.
3. Запрещено использовать динамометрический ключ как обычный, им нельзя производить закрутку деталей, гайку или закручивать болт до примерного усилия, контрольная протяжка производится динамометрическим ключом.
4. Динамометрический ключ должен быть с запасом.

Без динамометрического ключа.

Для этого потребуется:

• Ключ накидной или рожковый.
• Пружинный кантер или весы, с пределом в 30 кг.
• Таблица, в которой указывается усилие затяжки болтов и момент затяжки гаек.

Момент затяжки — это усилие, приложенное на рычаг размерами в 1 метр. Например, нам требуется затянуть гайку с усилием 2 кГс/м:

1. Измеряем длину нашего накидного ключа, она, к примеру, составила 0,20 метра.
2. Делим 1 на 0,20 получаем цифру 5.
3. Умножаем полученные результаты, 5 на 2кГс/м и получаем в итоге 10 кг.

Переходя к практике, берем наш ключ и весы, прикрепляем крючок к ключу и производим затяжку до нужного веса, согласно описанного выше расчета. Но даже такой способ в итоге окажется лучше, чем тянуть от «руки — на глаз», с погрешностью, чем выше усилие, тем она меньше. Это будет зависеть от качества весов, но лучше все-таки приобрести специальный ключ.

При проведении технического обслуживания автомобиля зачастую возникают вопросы, которые лишь вскользь оговариваются на форумах или в литературе. Одним из них является момент затяжки креплений основных узлов автомобиля. Для выяснения всех нюансов крепления болтов головки блока цилиндров сконцентрируемся на двигателе, «сердце» автомобиля. А при понимании принципов момента затяжки резьбовых соединений полученные знания несложно будет экстраполировать на любой узел автомобиля.