Гайковёрты и кетчуп: почему важен момент затяжки
Гайки, как и бутылки с кетчупом, вечно оказываются либо слишком туго закручены, либо слишком свободно. В случае с колесными гайками,
слишком слабая затяжка — и вы рискуете устроить беспорядок или потерять колесо; слишком тугая — и вам может понадобиться монтировка, чтобы сорвать время, или вы можете что-то сломать. К сожалению, большинство домашних мастеров склонны ошибаться в сторону «чем туже, тем лучше», что приводит к разочарованию, сломанным болтам/резьбе и даже повреждениям.
Ради удобства, повторяемости, согласованности и безопасности инженеры указывают необходимое усилие затяжки для каждой крышки (да, существует спецификация крутящего момента и для крышки бутылки кетчупа), винта, болта, гайки, датчика и свечи зажигания. Каждый домашний мастер должен научиться пользоваться динамометрическим ключом и иметь хотя бы один или два в своем инструментальном ящике.
Что такое динамометрический ключ?
Когда дело доходит до открывания бутылок с кетчупом и затягивания гаек, крутящий момент — это важная величина, которую нужно понимать. Крутящий момент является косвенным измерением сжатия, которое крышка бутылки или колесная гайка оказывает на бутылку или ступицу, колесо и тормозной диск. Мы говорим «косвенное», потому что нет практического способа измерить сжатие или растяжение болта. Но что же такое «крутящий момент»?
Крутящий момент — это мера силы вращения, обычно выражаемая в фунт-футах (lb·ft), фунт-дюймах (lb·in) или ньютон-метрах (N·m), то есть сила, умноженная на расстояние. Чтобы visualize это, представьте, что вы откручиваете гайки колеса с помощью монтировки длиной 2 фута. Приложив усилие 50 фунтов (≈22.7 кг) к концу монтировки, вы создадите крутящий момент 100 фунт-футов (≈135.6 Н·м) на гайке — то есть, сила 50 фунтов, умноженная на рычаг в 2 фута. С монтировкой в 3 фута вам потребуется всего 33.3 фунта (≈15.1 кг) усилия, чтобы достичь того же момента, в то время как вороток длиной 1 фут потребовал бы 100 фунтов (≈45.4 кг) усилия.
Поскольку люди не рождаются с калиброванными динамометрами вместо рук, нет способа consistently измерить усилие, которое вы прикладываете к ключу, и крутящий момент, который вы передаете на гайку или болт. Калиброванный динамометрический ключ — это именно то, что вам нужно, чтобы гарантировать правильную затяжку всего: от датчиков кислорода и свечей зажигания до болтов крышки клапанов, колесных гаек и болтов головки блока цилиндров.
Типы динамометрических ключей
В зависимости от применения доступно несколько типов динамометрических ключей, но три из них наиболее распространены в автомобильной сфере: ключи с пружинной балкой, щелчковые и электронные. Каждый тип работает slightly по-разному, чтобы точно измерить усилие кручения, которое вы прикладываете к крепежу.
- С пружинной балкой: Изобретенные около века назад, эти ключи — самые простые и легкие в использовании. Основная балка снабжена рукояткой, которую вы используете для приложения усилия к головке. Указательная стрелка прикреплена к головке и не двигается при затяжке. Шкала на основной балке измеряет степень ее отклонения, показывая вам значение крутящего момента.
- Щелчковые (предельные): Эти ключи больше похожи на стандартные трещоточные ключи, хотя внутри у них special механизмы для измерения момента. Наиболее распространен микрометрический регулируемый тип, который сжимает пружину внутри. Пружина давит на шарик или кубик, который sits в углублении в головке. Когда заданный крутящий момент достигнут, шарик выскакивает из углубления, издавая щелчок. Чем сильнее затянута пружина, тем сложнее вытолкнуть шарик.
- Электронные: Используя пьезоэлектрический датчик, который меняет сопротивление в зависимости от деформации, электронные динамометрические ключи не имеют движущихся частей. Электронным образом они detect усилие кручения, приложенное к головке, и выводят показания на цифровой дисплей. Для установки specific момента дисплей обычно можно настроить на мигание, вибрацию или звуковой сигнал при его достижении. Электронные типы также могут включать функцию измерения угла затяжки.
Ключи с пружинной балкой не являются трещоточными и могут использоваться для затяжки и ослабления. Большинство щелчковых ключей — трещоточные и могут использоваться для затяжки и ослабления, хотя некоторые позволяют применять крутящий момент только при затяжке. Ключи с пружинной балкой и щелчковые можно использовать для откручивания, но превышение максимального указанного момента может повредить ключ. Ключи с разрезной балкой следует использовать только для затяжки, так как ослабление может их повредить.
Выбор размера динамометрического ключа
Чтобы правильно использовать динамометрический ключ, первое, что вам нужно, — это спецификация крутящего момента. Спецификации крутящего момента можно найти в руководстве по ремонту, но обычно не в руководстве пользователя. Выбор ключа зависит от этих спецификаций: вы не стали бы использовать маленький ключ с моментом в фунт-дюймах на колесной гайке, и не стали бы использовать большой ключ с моментом в фунт-футах на болтах крышки клапанов.
- Малые динамометрические ключи, диапазоном от 10 до 250 lb·in (≈1.1-28.2 Н·м), полезны для крышек клапанов, дроссельных заслонок, клапанов АКПП, некоторых впускных коллекторов и внутреннего крепежа.
- Средние динамометрические ключи, диапазоном от 5 до 100 lb·ft (≈6.8-135.6 Н·м), полезны для навесного оборудования двигателя, компонентов подвески, тормозных компонентов, внутренних компонентов и некоторых колесных гаек.
- Большие динамометрические ключи, диапазоном от 20 до 250 lb·ft (≈27.1-339 Н·м), полезны для болтов головки блока цилиндров, основных компонентов, колесных гаек и ступиц подшипников колес.
Правильное использование динамометрического ключа
Любой динамометрический ключ требует твердой и устойчивой руки. Если существует последовательность затяжки (например, для колесных гаек, болтов головки блока и некоторых внутренних деталей двигателя и трансмиссии), тщательно следуйте steps, чтобы избежать повреждений и обеспечить правильную работу. Некоторые крепежные элементы, такие как болты головки блока с углом затяжки, требуют дополнительного измерения помимо крутящего момента. После затяжки болта до указанного момента будет указан дополнительный угол, на который нужно повернуть болт дальше, независимо от прилагаемого усилия. Иногда можно использовать метки краской, но инклинометры и электронные датчики угла — более точные.
Чтобы использовать ключ с пружинной балкой, внимательно следите за шкалой, пока она не достигнет требуемого момента, затем прекратите прилагать усилие к рукоятке. Чтобы использовать щелчковый ключ (будь то пружинный или с разрезной балкой), установите шкалу и зафиксируйте ее на требуемом значении момента, затем постепенно затягивайте крепеж. Когда предел момента будет достигнут, вы почувствуете и услышите «щелчок» в рукоятке, после чего следует прекратить прилагать усилие. Электронные ключи используются так же, как и щелчковые, за исключением того, что настройка и уведомление производятся электронно. Когда момент достигнут (сигнал, вибрация или мигающий свет), прекратите прилагать усилие, чтобы не перетянуть крепеж.
Ключи с разрезной балкой и пружинной балкой не требуют особого ухода при хранении, а вот ключи с микрометрической регулировкой следует ослаблять до нуля. Это предотвратит «усталость» пружины и искажение будущих показаний момента. Динамометрические ключи следует хранить в защитном кейсе и не допускать их падения. Примерно раз в год ваш динамометрический ключ следует калибровать, чтобы поддерживать его в пределах допусков.
А что с бутылкой кетчупа?
Кстати, пластиковая бутылка кетчупа с пластиковой крышкой 28 мм лучше всего герметизируется при крутящем моменте около 14 lb·in (≈1.6 Н·м) — сильнее затягивать вовсе не обязательно!