Динамометрический ключ

Автомобильная безопасность складывается из незначительных на первый взгляд мелочей, среди которых особое место отведено хорошо затянутым креплениям узловых деталей. Зафиксировать болты, винты и гайки максимально плотно, точно и надёжно поможет специальный динамометрический ключ. Сегодня мы разберём, что он из себя представляет, какие особенности имеет, познакомимся с классификацией подобных устройств, выясним, как настроить ключ для эффективной работы, а также дадим несколько советов по выбору наиболее подходящего для обслуживания машины инструмента.

Что это такое?

Динамометрический ключ – инструмент для затягивания резьбовых соединений с оптимальным усилием. Прикладываемое усилие принято называть моментом силы или же крутящим моментом. Если его будет недостаточно, крепление деталей очень быстро расшатается. Если крутящий момент окажется чересчур сильным, велика вероятность повредить как резьбу, так и соединяемые элементы в целом.

От привычного гаечного ключа данный инструмент отличает наличие встроенного динамометра. Этот прибор измеряет усилие, прикладываемое для затяжки конкретного крепления. Величина эта может определяться в нескольких единицах:

• фунт-футах (lb.ft);
• фунт-дюймах (lbf/in2);
• ньютон-метрах (Nm/Hм).

Чаще всего на шкале устройств указано значение именно в «ньютонометрах». Момент силы в 10 Нм соответствуют прикладываемому усилию в 1 кг/м.

Оптимальный крутящий момент для разных креплений изначально продуман автопроизводителем. Его значения для любого резьбового соединения прописаны в руководстве по эксплуатации машины. Соблюдать эти рекомендации крайне важно. В противном случае появляется риск перетяжки крепления, следствием которой может стать поломка шайб, срыв резьбы, обрыв шляпки гаек и болтов или срезание их граней, а также появление трещин на соединяемых элементах.

Устройство

В конструкции динамометрического ключа присутствуют следующие элементы:

• цилиндрический корпус из прочного стального сплава с вращающейся рукояткой, внутри которой установлена регулируемая пружина;
• шкала, позволяющая выставить конкретное значение крутящего момента. Шкала может быть высечена непосредственно на поверхности изделия, может иметь форму манометра со стрелкой или же располагаться на цифровом дисплее;
• стопорная гайка, служащая для фиксации рекомендованного усилия затяжки;
• торцевая головка.

Вращательные движения даже в труднодоступных локациях инструмент выполняет благодаря имеющейся муфте с шарниром и храповиком. Муфта может быть как частью самого ключа, так и дополняющим его элементом.

Функция

Динамометрический ключ используется для обслуживания самых разных узлов автомобиля – для затягивания гаек ступицы, колёсных болтов, болтов головки блока цилиндров, установки свечей зажигания и пр. Везде, где важно, чтобы резьбовое соединение деталей было с первой попытки максимально надёжным и герметичным, стандартную трещотку или гаечный ключ стоит заменить ключом динамометрическим.

Классификация

Стрелочные. Динамометрические ключи данного типа самые доступные по цене, но и погрешность их достигает 6-10%. Подходят для личного пользования автомобилистами в тех случаях, когда при затяжке креплений не требуется высокой точности.

Внешне ключ напоминают трещотку с той лишь разницей, что он оснащён стрелочным динамометром. Устройство состоит из закреплённой на теле инструмента шкалы со значениями усилия и стрелки. В процессе работы стрелка остаётся на месте, а сама шкала в зависимости от прилагаемого момента силы постепенно смещается на тот или иной угол. Главный недостаток стрелочного инструмента – отсутствие сигнального устройства, оповещающего о достижении рекомендованного крутящего момента. Чтобы не допустить превышения этого параметра, во время работы приходится отслеживать расположение указателя на шкале самостоятельно.

Со временем стрелочные модели утрачивают свою точность, а регулировка их не представляется возможной.

Щелчкового типа. Особенностью этих ключей является наличие в их конструкции подпружинного рычага, который регулируется поворотом рукоятки. Именно подпружинный рычаг при достижении заданного значения крутящего момента издаёт характерный щелчок (звук разъединения шарниров) – отсюда и название инструмента.

Щелчковые ключи находятся в среднем ценовом сегменте и являются универсальными: их используют как специалисты на станциях обслуживания, так и автолюбители в своих гаражах. Если инструмент периодически проверяется на специальном стенде, погрешность его работы составляет не более 4%.

Модели щелчкового типа отлично подходят для оперативного затягивания множества разных резьбовых соединений при условии точно заданного крутящего момента.

Цифровые. Такие ключи стоят заметно дороже, но при этом отличаются самой низкой погрешностью – не более 1%. Особенностью их является наличие встроенного электронного датчика, измеряющего приложенную силу и отображающего её значение на дисплее. На корпусе инструмента размещено несколько кнопок, отвечающих за непосредственное включение/выключение устройства, выбор определённых единиц измерения крутящего момента, установку рекомендованного усилия. Как только заданный параметр будет достигнут, раздастся звуковой сигнал, дополняемый срабатыванием светодиода. Некоторые модели высокочувствительных цифровых ключей можно подключить к компьютеру. Запитывается подобный инструмент от литиевой батарейки.

Из-за высокой стоимости модели данного типа редко находятся в личном пользовании автомобилистов. Чаще всего их применяют на производствах и станциях технического обслуживания для контроля затягивания особо «ответственных» соединений. В качестве примера можно привести затяжку крепления легкосплавных литых дисков, где даже незначительное превышение прилагаемого усилия может стать причиной появления на узле трещин.

Как выбрать?

При выборе динамометрического ключа необходимо понимать, для чего конкретно инструмент будет использоваться, какая точность затяжки резьбового крепления допустима в запланированной работе. Отталкиваться в некоторых случаях приходится и от имеющегося бюджета.

Однако, основное внимание всегда должно уделяться анализу технических характеристик, которыми наделён приобретаемый инструмент.

Максимальное усилие (момент силы)

Если ключ нужен для обслуживания собственного автомобиля, если смысл перед покупкой заглянуть в руководство по эксплуатации и определиться с диапазоном усилий, требуемых для затяжки большинства крепежей в машине. Предпочтение стоит отдать тем моделям, в которых оптимальное значение крутящего момента располагается примерно в середине диапазона регулировки ключа, т.е. составляет 40-80% от его нагрузочной способности. Использовать инструмент на крайних значениях рабочих диапазонов нежелательно.

Согласно ГОСТ 33530-2015, в зависимости от конструкции и типа ключа предельно допустимые значения момента силы могут колебаться в пределах от 5-25 до 140-2 000 Ньютон/метр.

В мастерскую или автосервис есть смысл купить сразу несколько разных ключей, чтобы разброс допустимого в работе усилия был максимальным.

Квадрат

Заранее подумайте и над тем, с гайками какого размера вам чаще всего придётся работать. От этого будет зависеть выбор посадочного квадрата, т.е. размера квадратного отверстия на тыльной стороне торцевой головки ключа. Показатель этот в характеристиках инструмента указывается в дюймах.

Для легковушек и внедорожников наиболее востребованными оказываются ключи с размером квадрата в ½ дюйма, для коммерческого транспорта – в 3/4 дюйма, для грузовиков – в 1 дюйм и более. Разные посадочные квадраты под головку болта соотносятся с разными показателями оптимального крутящего момента.

Вес и длина

Удобство работы с инструментом напрямую зависит от его непосредственных размеров и веса. Именно поэтому перед покупкой ключа специалисты настоятельно рекомендуют проверить, как он «лежит в руке».

Как настроить?

Перед началом работы нужно выяснить, какой именно момент силы используется для затягивания конкретного резьбового соединения. После чего можно приступать непосредственно к настройке инструмента.

Подготовить цифровой ключ к работе не составляет труда: рекомендуемые производителем параметры заносятся в память устройства посредством специальной кнопки.

Настройка ключа щелчкового типа занимает несколько больше времени. Для успешного её выполнения нужно придерживаться следующего алгоритма:

• Ослабьте стопорную гайку, позволив рукоятке свободно вращаться в разных направлениях.
• Напомним, что на само тело ключа и на рукоятку, нанесено по шкале. Вращайте рукоятку ключа до тех пор, пока деление «0» на ней не достигнет рекомендованного значения на шкале самого ключа. В некоторых случаях максимальное усилие выставляется с использованием вспомогательной шкалы рукоятки (от 0 до 14 Нм). Например, чтобы зафиксировать крутящий момент в 100 Нм, на основной шкале ключа выставляется значение 98, а на вспомогательной шкале добавляется значение 2.

• Для увеличения допустимого крутящего момента необходимо вращать рукоятку ключа по часовой стрелке, для его уменьшения – против часовой стрелки.

• После того, как требуемое значение крутящего момента будет выставлено, нужно крепко затянуть стопорную гайку ключа.
• Переходим к подбору подходящего разъёма торцевой головки. Использование сменных головок делает возможным затяжку болтов в самых труднодоступных местах механизма. Если разъём недостаточно глубокий, дополнительно можно использовать переходник.
• Торцевую головку помещают сверху гайки, которую нужно затянуть. После чего ключ поворачивают.
• За этим действием должен последовать щелчок. Он означает, что необходимый крутящий момент достигнут, а крепление надёжно затянуто.

Очень важно не продолжать работу после щелчка, ведь иногда даже слабого усилия достаточно, чтобы деформировать или сломать соединяемые элементы узла.

Особенности работы

В большинстве случаев динамометрические ключи используются для затяжки резьбовых соединений с правой резьбой, но никак не для их ослабления. Однако, некоторые модели оснащены реверсом, переключателем, позволяющим прикладывать усилия в направлении по часовой стрелке и против неё. Приводные квадраты, которыми иногда дополняются ключи щелчкового типа, также позволяют использовать инструмент как для затягивания, так и для ослабления соединения.

Важно помнить, что между осью крепления и самим ключом всегда нужно выдерживать прямой угол. Если угол не будет сохранён, инструмент может показать завышенные значения усилия.

Иногда для качественной затяжки соединения требуется крутящий момент, превышающий допустимое значение самого мощного из доступных мастеру динамометрического ключа. В этом случае незаменимым окажется так называемый мультипликатор, редуктор-усилитель, который с помощью системы шестерёнок может увеличивать прилагаемое к гайке усилие в три раза.

Особое внимание нужно уделить затягиванию сразу нескольких резьбовых соединений, расположенных в пределах одного узла. Недопустимо производить полную затяжку какого-либо из указанных креплений с первого раза. Этапов разделения процесса может быть от трёх до пяти. Вспомните, как прикручивается колесо: сначала болты подтягиваются на 50% от рекомендуемого значения, прикладываемое усилие постепенно увеличивается до 75%, а затем и до 100%.

Хранение и уход

Очень важно правильно хранить динамометрический ключ между использованиями. Специальный футляр, идущий в комплектации, надёжно защищает инструмент от внешних повреждений, способных в будущем нарушить точность его показаний и калибровку.

Перед тем, как отправить ключ на хранение, на нём выставляются минимальные значения крутящего момента. Делается это для того, чтобы пружина, находящаяся внутри конструкции и сжимающаяся при затягивании крепления, дольше сохраняла свои свойства. В противном случае инструмент со временем начнёт работать с огромными отклонениями, а значит, необходимую точность затяжки соединений добиться будет крайне сложно.

Категорически запрещается использовать динамометрический ключ для откручивания заржавевших и окислившихся креплений. Это, как и применение ключа в качестве молотка, приводит к быстрому выходу инструмента из строя. В процессе затяжки бОльшую часть работы рекомендуется выполнять обычной трещоткой, а ключ использовать только на ответственном завершающем этапе.

Если на корпусе ключа имеется отверстие для закладывания смазки, нужно следить за тем, чтобы заглушка на нём всегда была плотно закрыта. В противном случае внутрь конструкции попадёт грязь, а это неизбежно приведёт к поломке инструмента. Периодичность смазки динамометрического ключа можно узнать из прилагаемой к нему инструкции.

Чтобы выставление рекомендованного крутящего момента проходило без каких-либо проблем и сбоев, необходимо минимум раз в год или каждые 800-1 000 затяжек/щелчков проводить калибровку ключа. Эта процедура выполняется либо в специализированных лабораториях, либо независимыми специалистами на фирменных испытательных стендах с применением контроллеров момента.

Краткие выводы

Динамометрический ключ является незаменимым инструментом в быту и на производстве, в ситуациях, когда необходимо обеспечить оптимальную (крепкую, но вместе с тем аккуратную) затяжку резьбовых соединений.

Выделяют три вида подобных ключей – стрелочные, щелчковые и цифровые. Каждый из них имеет свою степень допустимой погрешности. Максимально точными признаются цифровые модели.

Вне зависимости от вида используемого инструмента принцип его действия будет неизменным. На шкале выставляется требуемое усилие (вручную или посредством электронного ввода), затем с помощью ключа крепёж завинчивается, а при достижении установленного значения крутящего момента срабатывает звуковое или световое оповещение.

Динамометрические ключи дают возможность контролировать степень затягивания того или иного резьбового соединения, снижают риск механического повреждения деталей, заклинивания элементов крепления или возникновения между ними люфта.