Как проверить динамометрический ключ в домашних условиях

Как проверить динамометрический ключ в домашних условиях

Зная за собой очень не хорошую привычку затягивать болты и гайки с бОльшим моментом нежели этого требуется, а именно практически "до упора", решил обезопасить от себя же резьбовые соединения, коих в автомобиле насчитывается несметное количество. Иными словами решил приобрести комплект динамометрических ключей .

Поскольку Астра, несмотря на космическое название не "Протон" и не "Союз", и в космос на ней не лететь, решил подойти к вопросу выбора инструмента с "бюджетной" стороны. Для начала определился с необходимым и достаточным диапазоном требуемого момента затяжки. На мой взгляд диапазона от 2 до 100 Нм в подавляющем большинстве случаев вполне должно хватить. Не хватит — подыщем что-нибудь еще.

И так, для малых моментов затяжки мною был присмотрен ключ от фирмы JTC Auto Tools JTC-1201.
Технические характеристики
Посадочный квадрат: 1/4".
Длина: 275 мм.
Тип: щелчковый.
Диапазон усилий затяжки: 2-24 Н·м.
Цена на момент покупки порядка 1700 руб.
Возможно JTC Auto Tools производит не самый лучший инструмент в мире, но JTC-1201 очень даже не плохо выполнен, в комплекте пластиковая коробка, инструкция на русском, ну и сам ключ. Никаких дополнительных поверочных сертификатов с ключом не прилагалось.

Для моментов затяжки до 100 Нм выбор пал на "Дело техники" (арт. 690111) опять же по причине бюджетности. Если не открывать сервис и не пользоваться инструментом профессионально (а именно как средством для зарабатывания денег) "Дело техники" вполне себе неплохой вариант. На моем веку был сломан всего лишь один ключ на 6, и то по глупости . По причине отсутствия съемника, ключ на 6 упираясь в кузов, фиксировал шток амортизатора, во время закручивания гайки амортизатора ключом на 17 или 19 с очень приличным усилием.
Но все же ближе к теме…

Технические характеристики:
Посадочный квадрат: 3/8".
Тип: щелчковый.
Диапазон усилий затяжки: 19-110 Н·м.
Цена на момент покупки порядка 1780 руб.
Хорошее исполнение, в комплекте пластиковая коробка, инструкция на русском, ну и сам ключ. Никаких дополнительных поверочных сертификатов с ключом не прилагалось.

Следуя принципу "Доверяй но проверяй" в планах провести поверку приобретенных ключей. Каким образом? Все предельно просто. Для этого понадобятся тиски, рулетка, электронный безмен килограмм до 40 (до 110 Нм должно хватить).

Пересчитать значение момента затяжки можно по формуле: М = m*g*l
где M — момент затяжки ( Нм ), m — показания безмена( Кг), l — плечо (м), g — ускорение свободного падения.

На данный момент поверку ключей не проводил по причине банальной нехватки времени. Если сделаю поверку — обязательно добавлю в отчет.

В инструкциях по техническому обслуживанию автомобилей, часто можно встретить таблицы с указанием крутящего момента для затяжки крепежа.

Особенно важно соблюдать значение на таких деталях, как впускной коллектор, головки блока цилиндров, шарниры подвески. Мастера станций техобслуживания используют специальные приспособления: динамометрические ключи.

Это дорогостоящий элемент: если он используется от случая к случаю, приобретение нецелесообразно. Поэтому многие автолюбители, обслуживающие автомобили самостоятельно, делают динамометрический ключ своими руками.

Совершенно бесплатно изготовить инструмент не получится: как минимум нужен фабричный ключ, а также прибор, фиксирующий крутящий момент.

Для чего нужен динамометрический ключ?

Определенный момент затяжки на сопрягаемых деталях нужен для равномерного прилегания плоскостей. Кроме того, если по контуру установлена прокладка, неравномерное усилие болтовых соединений может ее разрушить.

Динамометрический ключ позволяет затягивать болты с точностью до сотых долей миллиметра. Кроме того, часто требуется с высокой точностью выполнить динамометрическую затяжку посадочного места подшипника.

Производитель рассчитывает значения крутящего момента, исходя из типа материала и конструктивных особенностей узла. При создании автомобиля на заводе, весь крепеж затягивается согласно техническим условиям: как правило, эту работу выполняют сборочные роботы.

А при обслуживании, ремонте, замене деталей – нужное усилие обеспечивается ручным инструментом: динамометрическим ключом.

Главное его достоинство – возможность работать в широком диапазоне настройки. Вы просто устанавливаете предел срабатывания своими руками, или визуально контролируете стрелку динамометра.

То есть, универсальный динамометрический ключ не позволяет одинаково точно затягивать гайки с усилием 2 Н.м. и 100 Н.м.

Производители инструмента выпускают динамометрические ключи в нескольких диапазонах:

  • самый популярный «размерчик»: 40 – 210 Н.м. Он позволяет выполнять большинство ремонтных работ на ходовой части автомобиля;
  • точный динамометрический ключ (от 2 Н.м. до 50 Н.м.) предназначен для ремонта и обслуживания двигателя. Настройка карбюратора, затяжка свечей, сборка коленвала и шатунов. Работы по замене впускной или выпускной систем, также выполняются динамометрическим ключом малого диапазона;
  • предел затяжки от 200 Н.м. и выше предназначен для силовых элементов мощных конструкций. Применительно к автомобилям – пожалуй, лишь ступичные гайки.

Как устроен динамометрический ключ для автомобиля?

Существуют два конструктивных решения: ограничение крутящего момента, и визуальный контроль процесса. Рассмотрим каждое из них детально.

Читайте также:  Для чего служит сцепление

Так называемая трещотка

Внешне мало чем отличается от обычного рычага с трещоткой под торцовые головки. Собственно, это она и есть.

Просто храповой механизм с регулируемой силой срабатывания, превратил обычную рукоятку в динамометрический ключ. Секрет именно в конструкции храповика. Он позволяет шестерне прокручиваться в любую сторону.

По направлению возврата, когда вы отводите рукоять для следующего оборота головки, усилие минимально. А вот в рабочем направлении, где применяется усилие, зуб храповика соскакивает с шестерни при достижении заданного значения.

В рукоятке хвостовика, расположена вращающаяся насадка. Она регулирует натяжение пружины храпового механизма.

Как работает система?

При достижении выставленного значения момента, шестерня трещотки начинает проскакивать. Рукоять проворачивается с характерным звуком, а гайка не закручивается.

Динамометрический ключ с трещоткой является полуавтоматическим. Он дает возможность затягивать гайки, не опасаясь их перетянуть.

Измерительная шкала

Динамометрический ключ не имеет механизма ограничения крутящего момента, но к поворотному механизму подсоединен стрелочный либо цифровой динамометр. Когда к рукоятке прилагается усилие, стрелка отклоняется, и можно фиксировать значение приложенной силы.

Принцип работы достаточно прост: стрелка сохраняет неизменное положение относительно головки ключа, а рукоятка изгибается, как пружинный торсион. В результате шкала смещается по отношению к кончику стрелки пропорционально приложенному усилию.

Недостаток данной модели – нет автоматического ограничителя. Вы просто контролируете усилие, которое прилагается к рукоятке. Это позволяет произвести более точное измерение (в отличие от трещотки, которая работает дискретно), но есть вероятность механической ошибки при дозировании усилия.

Самодельный динамометрический ключ на базе трещотки сделать сложно, технология требует наличия металлообрабатывающих станков и прецизионной калибровки. А вот инструмент с динамометром вполне по силам домашнему мастеру.

Варианты самодельных динамометрических ключей

Для начала вспомним школьный курс физики. Измерение крутящего момента производится в ньютонах на метр. Не вдаваясь в формулы, практически это означает: 10 Н.м. – равно усилию в 1 кг, приложенному к рычагу длиной 1 метр.

То есть, если отмерить от центра головки накидного ключа 1 метр, и закрепить в этой точке динамометр, можно с высокой степенью точности измерить крутящий момент затягивания гайки.

Этот метод далеко не нов: владельцы автомобилей ВАЗ и УАЗ, при ремонте редуктора заднего моста, пользовались методичкой, разработанной еще при СССР.

Гайка хвостовика, которая сжимала обоймы конических подшипников, затягивалась со строго дозированным усилием. Момент контролировался с помощью домашнего динамометра, а при его отсутствии – «точный» измерительный прибор делался из безмена.

По сути, это и есть прообраз самодельного динамометрического ключа. Только в качестве рычага используется фланец полуоси.

Как сделать динамометрический ключ своими руками, чтобы им было удобно пользоваться?

Метровая рукоятка ключа – не самый практичный вариант. Воспользуемся правилом расчета силы в зависимости от длины рычага. Формулы изучать нет смысла, величины рассчитываются в пропорциях.

Чем короче рычаг, тем большее усилие необходимо приложить (при сохранении величины крутящего момента):

  • рычаг 1 м, крутящий момент 10 Н.м., усилие 1 кг;
  • рычаг 0,5 м, крутящий момент 10 Н.м., усилие 2 кг;
  • рычаг 33 см (уже удобно работать), крутящий момент 10 Н.м., усилие 3 кг.

Для изготовления понадобятся:

  • рукоятка для работы с торцевыми головками под квадрат (для большей универсальности – с удлинителем).
  • хомут для фиксации точки измерения силы.
  • измерительное устройство: можно использовать обычные весы типа «безмен» или «кантор». Оптимальный диапазон измерений от 100 грамм до 50 кг.


Отмерив от центра вращения необходимую длину, закрепляем хомут на рычаге.

Устройство готово за 15 минут. Можно наметить несколько точек установки хомута, в зависимости от измеряемого момента.

Если не хочется делать своими руками отдельный инструмент – воспользуйтесь стандартным набором ключей (с одной стороны рожковый, с другой – накидной). Принцип действия такой же точно.

Для каждого ключа (поскольку они разной длины), заранее составляем таблицу расчета. Можно воспользоваться готовым приложением для смартфона:

Вводим полученные данные (длина рычага, показания кантора), и видим готовый результат в ньютонах на метр.

Затягиваем болт самодельным динамометрическим ключом – видео

Вывод:
Имея на руках безмен стоимостью 300 – 500 руб. (он есть практически в каждом доме), можно сэкономить на покупке фабричного динамометрического ключа: цена порядка 2000 – 3000 рублей.

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.

Читайте также:  Объем бака ока 11113

Шаг 1: гаечный ключ

Как можно видеть, это динамометрический ключ. Просто поверните ручку, чтобы установить необходимое усилие, которое выгравировано на рукоятке. Чтобы случайно не сбить регулировку, пока вы что-то затягиваете, на конце есть ручка, которая завинчивается, чтобы зафиксировать регулировку.

С помощью переключателя, храповик возвращается обратно, как обычный гаечный ключ с храповым механизмом, но щелчок действует только в направлении затягивания.

Этот ключ должен работать следующим образом: установите нужное усилие, поворачивая ручку до тех пор, пока гравировка на ручке не будет соответствовать вашим требованиям. Поверните ручку на конце, чтобы зафиксировать эту регулировку. Затем поместите головку на гайку и затяните болт / гайку, пока гаечный ключ не щелкнет.

Поскольку это «прецизионное» измерительное устройство, его следует использовать только для измерения усилия и затягивания до необходимого момента силы. То есть необходимо предварительно затянуть гайку / болт вручную, с помощью другого инструмента с храповым механизмом или гайковертом.

Принцип его работы довольно прост: головка с храповым механизмом соединяется с рычагом, удерживаемым на месте с помощью подшипника, опирающегося на выемку на этом рычаге под давлением пружины. Чем выше это давление, тем выше усилие, необходимое для преодоления сопротивления, исходящего от подшипника, выходящего из выемки. Как только это усилие достигнуто, рычаг «вырывается», «щелкая» по другой стороне основного корпуса гаечного ключа.

Шаг 2: Разборка


Для разборки необходимо ослабить фиксирующую ручку и выкрутить регулировочную часть рукоятки до тех пор, пока пружина не ослабнет.
Затем удалите калибровочную контргайку, которая находится на конце ручки. Это большая гайка, которая ввинчивается в калибровочную втулку, которая, в свою очередь, ввинчивается в рукоятку.

Шаг 3: Разборка Часть 2

Снимите калибровочную втулку с ручки. Втулка представляет собой металлический цилиндр с тонкой резьбой, с одним закрытым концом, который соединяется с поршнем, который оказывает давление на пружину.

Ввинчивая больше / меньше его в ручку, ключ можно откалибровать. Это работает путем регулировки натяжения пружины без регулировки самой ручки. В этой части также имеются отверстия для штифтов, которые работают с узлом ручки блокировки.

Чтобы снять калибровочную втулку с рукоятки, открутите ее, медленно поворачивая рукоятку до более высокого значения усилия ключа.

Поворот ручки должен позволить открутить гильзу, блокирующий узел может помешать этому, поэтому мы поворачиваем ручку. Не снимайте эту часть, если на пружине НЕТ давления; иначе вывалится пружина и всё, на что она давит.

Шаг 4: Разборка Часть 3




Теперь снимите ручку блокировки и весь узел регулировки с корпуса гаечного ключа. Как видно на рисунке, ручка блокировки, калибровочная втулка и поршень, предназначены для перемещения вверх и вниз вдоль прорези в корпусе гаечного ключа. Есть штифт, который удерживает поршень на месте, удерживая его от перекручивания и вытягивания. Сама ручка удерживает штифт на месте при нормальной работе.

Чтобы это разобрать, необходимо снять ручку. В поршне есть винт, который удерживает ручку блокировки от полного отвинчивания. Это также предотвращает выпадение штифтов, находящихся в калибровочной втулке.

Как только этот фиксирующий винт будет удален, ручка блокировки может быть полностью отвинчена от поршня. Тогда ручка, калибровочная втулка и поршень могут быть отделены друг от друга.

После снятия калибровочной втулки, рукоятку можно открутить полностью. После того, как ручка снята, штифт, удерживающий поршень на месте, легко удаляется. Остальные внутренние части затем легко вынимаются из корпуса гаечного ключа.

Шаг 5: Ручка блокировки и храповый механизм




Поскольку ручка блокировки затянута, это увеличивает давление на шайбу. Эта шайба проталкивает 4 штифта через отверстия в калибровочной втулке, чтобы взаимодействовать с прорезями, вставленными в поршень. После затягивания, штифты утопляются в канавки, фиксируя калибровочную втулку на месте, и, если калибровочная контргайка находится на месте, также фиксируют ручку на месте.

Это удобно при калибровке гаечного ключа, так как вам нужно заблокировать ручку блокировки, чтобы вернуть контргайку обратно на место, не поворачивая гайку калибровочной втулки (и, таким образом, теряя только что установленную калибровку).

Глядя на другие детали, которые освободились, видно, как регулировочная рукоятка просто все больше и больше натягивает большую пружину. Эта пружина толкает деталь роликового подшипника вниз, а также зазубренный конец рычага, который проходит от головки храповика.

Этот рычаг прикреплен к основному корпусу с помощью единого штифта, снизу возле головки, создавая рычаг. Сила, которую вы прикладываете к рукоятке, передается через пружину и подшипник на рычаг. Чем больше натяжение пружины достигается за счет регулировки рукоятки, тем выше усилие на подшипниковом узле, тем большее усилие необходимо для того, чтобы подшипник вырвался из выемки и чтобы рычаг «щелкнул» на другой стороне корпуса.

Читайте также:  Отзывы о ниссан икстрейл

Когда усилие сбрасывается, давление пружины возвращает подшипник на место, вызывая еще один «щелчок».


Всё собирается в обратном порядке. Однако, главное, это убедиться, что подшипник установлен в правильной ориентации.
Проблема, из-за которой автор разобрал свой гаечный ключ, заключалась в том, что натяжение пружины было ослаблено до такой степени, что подшипник мог свободно скользить внутри гаечного ключа, и фактически поворачивался, поэтому он больше не сидел в канавке, а вместо этого просто лежал.

Поэтому гаечный ключ перестал щелкать. Перед тем, как собрать подшипник, убедитесь, что вы его почистили и снова смазали. Вставьте его так, чтобы основной роликовый подшипник был совмещен с канавкой, а сторона с шарикоподшипниками находилась напротив наклонной поверхности основного рычага. Наклон подшипникового узла должен совпадать с уклоном рычага.

Затем добавьте пружину, поршень, калибровочную втулку, стопорные штифты, шайбы, ручку и стопорный винт, стопорный штифт поршня и ручку. Основную контргайку не трогайте, пока не откалибруем ключ.

Шаг 7: Калибровка


Динамометрический ключ измеряет, какое усилие прикладывается перпендикулярно рычагу на известном расстоянии от точки поворота рычага. В случае затягивания болт / гайка, данное усилие, является точкой поворота. Измерения обычно в N*M или Ft-Lbs (иногда Kg-M) или в Lb для меньших сил. Чтобы откалибровать динамометрический ключ, вы должны установить известный «момент силы» и отрегулировать ключ. Он должен щелкать, когда момент силы превышает известную точку калибровки. Поскольку момент силы равен Ньютон * метр, мы просто немного посчитаем и настроим рычаг и вес.

Автор использовал гаечный ключ и пассатижи с фиксатором, а также гантели 40 фунтов (18 кг.), чтобы откалибровать его. Пассатижи с фиксатором фиксируются на головке торцевого ключа и имеют достаточно длинную рукоятку, чтобы создать известный момент силы с помощью гантели. Гантель опирается на рукоятку пассатижей с фиксатором на известном расстоянии от центра головки храповика (21 см). Это создает момент силы 18 *0,21 = 3,78 кг/м=37,07 Н*м.

Вся сборка опирается на закругленную головку с храповым механизмом, и вы можете попытаться поднять вес, используя гаечный ключ. Когда калибровка будет правильной, ключ будет щелкать прямо около 37,07 Н*м, когда вес едва поднимается. Обратите внимание, что это будет не совсем точно, и если требуется конкретный и точный момент силы, следует использовать реальную калибровочную установку. А этот метод самый быстрый и простой способ получить точный ключ в «полевых условиях».

Для этого затяните калибровочную гильзу до середины рукоятки. Установите ручку на 37,07 Н*м и проверьте момент силы. Если ключ щелкнет до того, как груз переместится, отведите ручку от пружины и снова затяните калибровочную втулку. Если вес можно поднять без щелчка, ослабьте калибровочную втулку. Повторите этот процесс подъема и регулировки, пока вы не будете едва поднимать вес. Как только этот параметр будет найден, затяните ручку блокировки, затем снова установите основную контргайку и затяните ее, чтобы зафиксировать калибровочную втулку на месте. Теперь ваш ключ должен вернуться в нормальное состояние.

Другие калибровочные установки используют длинный стержень, прикрепленный к гнезду, которое соответствует гаечному ключу. Планка расположена горизонтально и может поворачиваться на головке храповика. Затем вес подвешивается к концу стержня с веревкой, и для настройки калибровки выполняется процесс, аналогичный описанному выше. Более профессиональные и точные динамометрические ключи просто вывешиваются под собственным весом, а циферблат отображает момент силы при оказании на ключ небольшого давления.

Шаг 8: Голова трещотки

Эта часть имеет мало общего с моментом силы динамометрического ключа. Гаечный ключ можно перенастроить от измерения момента силы при затягивании, к измерению при ослаблении (или измерять усилие для болтов и гаек с левой резьбой).

Головка храповика удерживается вместе двумя винтами, крепящими пластину к основному корпусу. После того, как винты будут удалены, пластина легко отрывается, обнажая внутреннюю часть головки храповика. Храповик работает с двумя поворотными подпружиненными металлическими прутьями, взаимодействующими со шлицами на самой головке.

Кулачок, прикрепленный к направляющему рычагу, отодвигает одну планку, чтобы контролировать направление вращения храповика. Поскольку динамометрический ключ защелкивается только в одну сторону, только одно направление может измерять момент силы.
Другое направление, это использование динамометрического гаечного ключа в качестве обычного гаечного ключа (не рекомендуется, так как это может вывести его из калибровки).

Чтобы изменить направление динамометрического рычага, просто снимите головку и переверните ее так, чтобы головка указывала на другую сторону гаечного ключа. Это возможно сделать, так как отверстия в пластине и головке идентичны.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector