Как определить момент затяжки

Усилие затяжки болтов: расчет момента

Правильно затянутый болт — это тот, который затянут так, что он действует как очень ребристая пружина, стягивающая сопрягаемые поверхности вместе. Вращение болта (крутящий момент) в какой-то момент вызывает его растяжение (натяжение). На величину натяжения, возникающего при приложении заданного момента затяжки, влияет несколько факторов:

1. Первый — диаметр болта. Для затяжки болта маленького диаметра требуется прикладывать существенно больше усилий, чем для затяжки крупного болта.
2. Второй — класс болта. Для затягивания болта меньшего класса требуется больше усилий, чем для растягивания более высококлассного болта, из-за большей прочности материала.
3. Третий — коэффициент трения, иногда называемый «фактором гайки». Значение этого коэффициента указывает на то, что более твердые, гладкие или скользкие болтовые поверхности, такие как резьба и опорные поверхности, требуют меньшего вращательного усилия (крутящего момента) для натяжения болта, чем более мягкие, грубые и липкие поверхности.

Если болт затянут достаточно, то соединение будет более надежным и прослужит дольше. При этом не будет деформированных деталей.

Требуемое осевое усилие болта

Соотношение между приложенным крутящим моментом и осевой силой или нагрузкой в болте может быть рассчитано по формуле T = K х F х d, где:

• T — крутящий момент гаечного ключа (Нм, в кг);
• K — константа, зависящая от материала и размера болта;
• d — номинальный диаметр болта (в метрах);
• F — осевое усилие болта (в кг).

Следует иметь в виду, что табличные показатели обычно являются грубым расчетом. Кроме того, точность динамометрического ключа обычно не превышает +-25%.

Приведенный ниже расчет можно использовать для вычисления крутящего момента, необходимого для достижения заданного осевого усилия болта или нагрузки. Способ является универсальным и может использоваться для неметрических и метрических единиц измерения до тех пор, пока использование единиц измерения является последовательным.

Обратите внимание, что стандартные сухие крутящие моменты обычно рассчитываются для создания растягивающего напряжения или осевой силы, а также нагрузки зажима в болте, которая равна 70% минимальной прочности на растяжение или 75% запаса прочности.

Пример расчета: пробная нагрузка для метрического болта М30 является 373000 N. Крутящий момент, необходимый для достижения этого натяжения с помощью сухого болта, можно рассчитать следующим образом: Тсухой = (0,2) х (373000 Н) х (30 мм) х (10-3 м / мм) = 2238 (Н/м).

Смазка болта маслом SAE 30 уменьшает крутящий момент, необходимый для достижения того же напряжения, примерно на 40%. Уменьшенный крутящий момент можно рассчитать по формуле ТSAE30 = (2238 Н/м) х (1 – (40%) / (100%)) = 1343 Н/м.

Прочность болта

В следующей таблице приведены характеристики прочности для различных классов свойств метрических стальных болтов, винтов и шпилек:

Класс

Диапазон номинальных размеров (мм)

Прочность (МПа)

Предел растяжимости, мин (МПа)

Предел прочности при растяжении, мин (МПа)

Материал

Низкоуглеродистая или среднеуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая или среднеуглеродистая сталь; полностью или частично отожженная

Низко- или среднеуглеродистая сталь; холодная обработка

Среднеуглеродистая сталь; закаленная

Среднеуглеродистая сталь; закаленная

Среднеуглеродистая сталь; закаленная

Легированная сталь; закаленная

Легированная сталь; закаленная

Предел прочности или предельная прочность на растяжение может быть определена как максимальная величина растягивающего напряжения, которое компонент может выдержать до того, как он сломается. Запас прочности может быть определен как наибольшая величина растягивающего напряжения, которое компонент способен выдержать до начала проявления пластической или постоянной деформации при снятии приложенного напряжения.

Предел растяжимости — это единица растягивающего напряжения, которое компонент может выдержать, когда он проявляет 0,2% пластической или постоянной деформации. Класс обычно штампуется на головке болта. Эти две цифры указывают на прочность болта или винта при предельном растяжении.

В случае болта класса 8.8 первая цифра означает, что предел прочности при растяжении составляет не менее 800 МПа. Вторая цифра означает, что крепеж начнет давать выход на 80% от предела прочности при растяжении, то есть не менее 640 МПа.

Контроль над затяжкой крепежа

Если гайки и болты, закрепляющие сменную деталь или механическую систему, имеют требуемое давление затяжки, то динамометрический ключ необходим по нескольким причинам. В большинстве случаев при попытках затянуть крепежные детали с помощью накидного ключа или ручного ключа-храповика произойдет две вещи:

1. Затяжка будет слишком свободная. Если крепежная деталь слишком свободна, она может создать зазор между гайкой или болтом и частью, которую она закрепляет. Когда это происходит, накапливается избыточное тепло, которое ослабляет крепежную деталь до такой степени, что болт защелкивается или деталь отваливается. С колесами и компонентами рулевого управления/торможения это может привести к несчастным случаям и даже смертельному исходу.
2. Затяжка будет слишком тугая. Большинство механиков не понимают, насколько они сильны. На самом деле, чрезмерное затягивание является более распространенным явлением, чем оставление крепежных деталей слишком свободными. Когда они слишком тугие, опасность возникает в виде слишком большой силы, которая обычно деформирует, сгибает или повреждает болты и саму деталь.

Всегда при техническом обслуживании транспортного средства или другой конструкции лучше пользоваться заводским руководством. Инструкция позволит правильно выполнить необходимые действия, получив желаемый результат.

Вот несколько общих советов по использованию динамометрического ключа:

1. Нужно очистить болты и крепежные детали перед установкой. Всегда лучше удалить ржавчину, грязь и мусор с любого крепежа перед монтажом. Если есть чрезмерное накопление ржавчины, используйте проникающую жидкость, такую как WD-40, чтобы удалить ржавчину. Перед установкой гаек или болтов следует убедиться, что излишки WD-40 удалены.
2. Установить динамометрический ключ на рекомендуемое давление. В руководстве по техническому обслуживанию указывается рекомендуемое давление затяжки. В нижней части динамометрического ключа имеется ряд цифр, указывающих на установку давления. Нужно следовать инструкциям по настройке динамометрического ключа, так как каждый динамометрический ключ уникален и имеет разные шаги.
3. Затягивать компоненты лучше в два этапа. Направить гайку или болт на деталь с помощью ручного ключа, пока он не станет плотным, но не тугим. В этот момент используется динамометрический ключ, установленный на рекомендуемое давление крутящего момента. Тянуть динамометрический ключ в направлении затяжки нужно, пока не прозвучит щелчок в ручке ключа. Далее необходимо остановиться и затянуть еще раз, пока снова не станет слышен тот же звук. Второй щелчок подтверждает правильную настройку затяжки.

Чтобы затянуть болты повышенной прочности, зачастую требуется дополнительное оборудование, позволяющее усилить крутящий момент. Обычно в подобной ситуации применяется ключ-мультипликатор.

Таблица момента затяжки болтов

В таблице ниже указаны значения предварительной нагрузки и моменты затяжки для стальных крепежных деталей с тонкой метрической резьбой:

Класс свойств предварительной нагрузки (N) по стандарту ГОСТ Р ИСО 898-1-2011

Как определить момент затяжки

Самый распространенный и, вероятно, самый простой метод затяжки резьбовых соединений. Он заключается в создании на гайке крутящего момента, обеспечивающего необходимое усилие предварительной затяжки. А главное его преимущество в том, что он очень прост, занимает минимум времени и используемый инструмент сравнительно не дорог.

Крутящий момент (Мкр, в Нм) – это момент силы, приложенной к гайке на определенном расстоянии от её центра (произведение силы на плечо), действие которого вызывает поворот гайки вокруг оси.

Болт в резьбовом соединении находится под постоянным механическим напряжением и устойчив к усталости. Однако, если первоначальное усилие слишком мало, под действием изменяющихся нагрузок болт быстро будет повреждаться. Если первоначальное усилие слишком велико, процесс затяжки может привести к разрушению болта. Следовательно, надежность зависит от правильности выбора первоначального усилия и, соответственно, необходим контроль крутящего момента на гайке.

Метод заключается в создании на гайке крутящего момента, в результате чего гайка закручивается по резьбе, создавая усилие затяжки

Критичным фактором при затяжке резьбового соединения является усилие предварительной затяжки соединяемых деталей. Крутящий момент косвенно характеризует величину усилия предварительной затяжки.

Усилие предварительной затяжки (Q, в H), на которое производится затяжка резьбового соединения, обычно принимается в пределах 75-80%, в отдельных случаях 90%, от пробной нагрузки.

Пробная нагрузка (N, в H) является контрольной величиной, которую стержневая крепежная деталь должна выдержать при испытаниях. Пробная нагрузка приблизительно, на 5%-10% меньше, произведения предела текучести стержневой крепежной детали на номинальную площадь сечения.

Пробная нагрузка, в соответствии с ГОСТ 1759.4, для крепежных деталей с классом прочности 6.8 и выше составляет 74-79% от минимальной разрушающей нагрузки (P, в H).

Минимальная разрушающая нагрузка соответствует произведению предела прочности (временному сопротивлению разрыву) стержневой крепежной детали на номинальную площадь сечения.

Соответственно, усилие предварительной затяжки не должно приводить к переходу стержневой крепежной детали из области упругой в область пластической деформации материала.

Нередко возникает вопрос почему «предварительной». Дело в том, что затяжка соединений подразумевает создание во всех деталях — и крепежных, и соединяемых, некоторых напряжений. При этом в упруго напряженных телах проявляются некоторые механизмы пластических деформаций, ведущие к убыванию напряжений во времени (явление релаксации напряжений). Поэтому по истечении некоторого времени усилие затяжки соединения несколько снижается без каких либо дополнительных силовых воздействий на него.

Требуемый крутящий момент затяжки конкретного соединения зависит от нескольких переменных:

1. Коэффициент трения между гайкой и стержневой крепежной деталью;
2. Коэффициент трения между поверхностью гайки и поверхностью соединяемой детали;
3. Качество и геометрия резьбы.

Наибольшее значение имеет трение в резьбе между гайкой и стержневой крепежной деталью, а также гайкой и поверхностью соединяемой детали, которые зависят от таких факторов как, состояние контактных поверхностей, вид покрытия, наличие смазочного материала, погрешности шага и угла профиля резьбы, отклонение от перпендикулярности опорного торца и оси резьбы, скорость завинчивания и др.

Потери на трение могут быть достаточно большими. При практически сухом трении, грубой поверхности и усадке материала, потери могут быть такими большими, что при затяжке на непосредственно напряжение соединения останется не более 10% момента (см. рисунок выше). Остальные 90% уходят на преодоление сопротивления трения и усадку.

Для иллюстрации покажем следующий пример: когда оборудование установлено, соединения новые и чистые. Через несколько лет работы они становятся загрязненными, перекодированными и т.п. Таким образом, при откручивании и затяжке, «паразитное» трение больше. И хотя гайковерт будет показывать требуемый момент, требуемое сжатие соединения не будет достигнуто. И когда при эксплуатации, на резьбовое соединение будет воздействовать нагрузки или вибрация, велик риск самоослабления соединения и как результат — аварии.

Коэффициент трения можно снизить, используя масло, но не чрезмерно, поскольку при этом велика опасность чрезмерного падения сопротивления, и превышения силы напряжения соединения, что может привести к разрушению стержневой крепежной детали.

Значения коэффициента трения в реальных условиях сборки можно лишь прогнозировать. Как показывают многочисленные эксперименты, они не стабильны. В табл. приведены их справочные значения.

Момент затяжки болтов: расчет и проверка

В большинстве случаев для ответственных резьбовых соединений предусмотрен такой параметр как момент затяжки болтов. Это означает, что каждый конкретный болт или гайка, должны быть затянуты в определённом узле с точно измеренным усилием, для того чтобы можно было гарантировать надёжность его дальнейшей эксплуатации. Определение момента затяжки болтов возможно расчётным путём (что делается при разработке и проектировании оборудования и техники).

Для того, чтобы рядовые пользователи имели возможность без расчета момента затяжки болтов, избежать проблемы «свёрнутой» резьбы (особенно когда дело касается автомобилей, где принято затягивать каждый винт с предельно возможной силой) и, с другой стороны, не допускать самопроизвольного откручивания крепежа применяются динамометрические ключи. С использованием динамометрического ключа момент затяжки болтов головки измеряется с высокой точностью и даёт возможность самостоятельного качественного выполнения работ.

Этот инструмент по своей конструкции может быть измерительным или контрольно-измерительным.

Таблица 1. Практические моменты затяжек болтов из углеродистой стали

Резьба/шаг мм	Класс прочности болтов
	4,6	5,8	8,8	10,9	12,9
	момент затяжки Н*м
5/0.8	2,1	3,5	5,5	7,8	9,3
6/1.0	3,6	5,9	9,4	13,4	16,3
8/1.25	8,5	14,4	23,0	31,7	38,4
10/1.5	16,3	27,8	45,1	62,4	75,8
12/1.75	28,8	49,0	77,8	109,4	130,6
14/2.0	46,1	76,8	122,9	173,8	208,3
16/2.0	71,0	118,1	189,1	265,9	319,7
18/2.5	98,9	165,1	264,0	370,6	444,5
20/2.5	138,2	230,4	369,6	519,4	623,0
22/2.5	186,2	311,0	497,3	698,9	839,0
24/3.0	239,0	399,4	638,4	897,6	1075,2
27/3.0	345,6	576,0	922,6	1296,0	1555,2
30/3.5	472,3	786,2	1257,6	1766,4	2121,6
33/3.5	636,5	1056,0	1699,2	2380,8	2860,8
36/4.0	820,8	1363,2	2188,8	3081,6	3696,0
39/4.0	1056,0	1756,8	2820,2	3955,2	4742,4

• О нас
  • Услуги
  • Отзывы
  • Вопрос-ответ
  • Сертификаты дистрибьютора
  • Сертификаты продукции
  • ГОСТы
  • Вакансии
  • Реквизиты
  • Новости
  • Карта сайта

• Каталог
  • Абразивный и алмазный инструмент
  • Анкеры и дюбели
  • Инструмент
  • Крепёжные изделия
  • Монтажные системы
  • Перфорированный крепёж
  • Режущий инструмент
  • Средства защиты
  • Такелаж
  • Техническая химия
  • Хоз. инвентарь
  • Хомуты
  • Электроды сварочные

• Информация
  • Политика конфиденциальности
  • Пользовательское соглашение
  • Возврат товара и оплаты
  • Гарантийные обязательства
  • Блог
  • Доставка и Оплата
  • Запрос документов
  • Отправить заявку
  • Заказать звонок

• Справочники
  • Блог
  • Калькуляторы
  • Таблица DIN/ГОСТ/ISO

• Магазины
  • Гагарина
  • Ветеранов
  • Измайловский
  • Коллонтай
  • Колпино
  • Московское шоссе
  • Рыбацкое
  • Науки
  • Просвещения
  • Савушкина
  • Удельная
  • Уральская
  • Кировский завод
  • Планерная
  • Воронеж
  • Выборг
  • Великие Луки
  • Великий Новгород
  • Кириши
  • Петрозаводск
  • Псков
  • Тихвин
  • Череповец
  • Тула

• Контакты
  • Центральный офис (юг)
  • Доп. офис (север)
  • Менеджеры интернет-магазина
  • Oптовый склад
  • Магазины в СПб
  • Магазины в регионах
  • Обратная связь
  • Подписка на рассылки

• Мы в соц. сетях
  • ВКонтакте
  • Facebook
  • Viber
  • Telegram
  • WhatsApp
  • Instagram
  • YouTube
  • HeadHunter

Вся информация на сайте – собственность группы компаний «СВМ24». Публикация информации с сайта svm24.ru без разрешения запрещена. Все права защищены.

Вы принимаете условия Политики конфиденциальности и Пользовательского соглашения каждый раз, когда оставляете свои данные в любой форме обратной связи на сайте svm24.ru

Если вы нашли ошибку или неточность на сайте, просьба сообщить на почту site@svm24.ru или выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Усилие затяжки болтов: определение момента

От качества крепежа зависит долговечность и надежность соединений. Чтобы крепеж не был излишне затянутым или разболтанным, нужно знать, с каким усилием закручивать болты. Момент усилия затяжки болтов — это модульная величина силы, приложенной к гайке во время накручивания на стержень винта. Неправильный расчет усилия закручивания болтов приводит к тому, что гайка не выдерживает нагрузок и самопроизвольно отвинчивается в самый неподходящий момент. Например, если гайка разболталась на фланцевом соединении трубопровода, это приведет к утечке воды. Другой вариант последствий ошибки в расчетах — сорванная резьба и растяжение шпильки винта. Удлинение шпильки приводит к тому, что винт теряет свои крепежные качества. Из-за деформации метиза конструкция может развалиться даже при небольшой нагрузке.

Необязательно выполнять расчеты вручную. Гораздо удобнее и надежнее узнать момент затяжки болтов по таблице, где значения крутящего момента указаны в Нм. Согласно системе СИ, 1 Нм — это крутящий момент, полученный в результате перпендикулярного воздействия силы в 1 Н на рычаг длиной в 1 м. В стандартных таблицах, как правило, есть следующие параметры метиза для определения нужного значения силы затяжки болтов: диаметр и шаг резьбы, площадь сечения стержня метиза, усилие предварительной затяжки. В таблицах с практическими значениями (без усилия предварительной затяжки) можно узнать нормативные значения крутящего момента по параметрам резьбы и классу прочности определенного вида болтов.

Методика затяжки болтов бывает неконтролируемой и контролируемой. В первом случае для закручивания используется обычный гаечный ключ и молоток. При таком способе закручивания невозможно узнать, правильно ли затянута резьба — качество резьбового соединения зависит от мастерства того, кто выполнял работу. Во втором случае для затягивания крепежа используются специальные калибровочные инструменты, которые обеспечивают соблюдение табличных или расчетных значений оптимального крутящего момента.

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.

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: Размеры картофелесажалки для мотоблока чертеж размеры

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.

Практическое применение: как правильно пользоваться инструментом

Индикаторные приборы не вызывают сложностей. Вы просто читаете показания, и видите крутящий момент. А вот щелчковый механизм требует привыкания и правильного понимания разметки шкалы. Грубые показания нанесены на неподвижный стержень рукоятки. Точные деления на поворотной части.

На иллюстрации изображены метки в 98 Nm и 2 Nm (на поворотной ручке). Значения складываются: итоговый показатель – 100 Nm. Чтобы протянуть таким динамометрическим ключом болты колес автомобиля (например, значение 120 Nm), необходимо выставить 112 Nm на неподвижной рукоятке и 8 Nm на поворотной части.

Универсальная таблица затяжки болтов

Зависимость указана не только от диаметра и шага резьбы. Одна из важных характеристик – класс прочности. Это ограничение связано с так называемой текучестью металла, когда деформация может привести к срыву как минимум резьбы, а как максимум – головки болта (стержня шпильки).

Использовать этот справочник при монтаже узлов и деталей автомобиля, и тем более колесных дисков – недопустимо! Установленные заводом изготовителем моменты затяжки крепежа, связаны не только с прочностью болтов.

Пострадать может геометрия детали, герметичность прокладки. Изменятся условия работы подшипников, сальников.

Инструменты для затяжки колесных болтов

В базовом руководстве, прилагаемом к каждому транспортному средству, четко указывают значения затяжки колесных болтов. Поэтому, перед тем как приступать к демонтажу, следует внимательно изучить порядок обратной установки метизов.

Затяжка колесных болтов является ключевым показателем надежной эксплуатации диска. Следовательно, специалисты настоятельно рекомендуют обращаться за информацией только к инструкции по определенной модели авто. Любую информацию, взятую из интернета, можно использовать только в качестве ориентировочных данных.

Обращайте внимание на указанный момент затяжки относительно характерной модификации авто. При этом учитываются все детали, вплоть до модели двигателя.

Основное условие качественного монтажа – это наличие надежных приспособлений. Одним из таких инструментов является динамометрический ключ. Характерной особенностью данного ключа является широкий спектр возможностей применения.

Если выбрать подходящий динамометрический ключ, даже неподготовленный человек сможет в гаражных условиях правильно устанавливать болты и гайки колесного типа. Существует три основных вида ключей:

• стрелочный;
• щелчковый;
• электронный.

Предназначение всех трех типов – установка оптимального момента затяжки. При помощи нехитрых манипуляций со шкалой выставляют необходимый уровень усилия. Самым простым считается стрелочный ключ. При затяжке шкала указывает на момент, и автомобилист сам регулирует усилие. Преимуществом данных ключей является низкая стоимость и долговечность. Благодаря простой конструкции ключи служат долгие годы.

Более продвинутыми считаются щелчковые и электронные ключи. С их помощью можно установить нужное значение, которое будет контролироваться автоматически. Все, что потребуется сделать владельцу – это с определенной силой дотянуть устройство до отсечки механизма.

Пневматические варианты гайковертов также широко распространены. Специализированные приспособления используются преимущественно на СТО. В единичных случаях водители приобретают пневмоустройства для себя. Пневматический инструмент оборудован функцией установки оптимального момента затяжки. Таким устройствами можно монтировать любые метизы, к примеру, колесные болты Febi.

Многие автолюбители прибегают к простому способу затягивания болтов – простыми ключами. Однако такой метод нельзя назвать достаточно надежным. Причина – вероятность недостаточного уровня затяжки. Результатом непрофессионального подхода будет вибрация рулевого колеса. Особенно такой эффект ощутим на большой скорости, что представляет опасность для водителя и пассажиров.

Слабая затяжка метизов задней оси приведет к преждевременному износу не только покрышек, но и большинства деталей ходовой части. Вследствие несоблюдения рекомендуемых значений неисправными становятся подшипники и сам колесный диск.

Как пользоваться динамометрическим ключом, видео инструкция

Выводы: • Чтобы пользоваться динамометрическим ключом, не обязательно высшее образование. Достаточно понимать величины, в которых измеряется крутящий момент. • Даже самой недорогой модели достаточно для выполнения большинства работ в условиях собственного гаража.

Всем привет! В последнее время совсем нет времени писать в блог, активно занимаюсь диагностикой бензиновых двигателей. После просмотра видеокурсов Пахомова и углубленного изучения материальной части автомобилей многие доселе неясности при ремонте систем впрыска автомобилей рассеялись и появилось желание применить знания на практике.

Не хочу показаться хвастливым, но результаты уже есть и для начала я думаю неплохие. Извините за это небольшое отступление от темы. Сегодня поговорим на тему динамометрического ключа. Что это такое и с чем его «едят».

Применение динамометрического ключа

Не для кого не секрет, что все болтовые соединения должны затягиваться с определенным моментом. В литературе его часто обозначают как ньютон умноженный на метр. Н*м. К примеру 10 Н*м означает, что болт или гайка затянуты с моментом 10 ньютон, приложенным к плечу длиною 1 метр.

Для чего нужно затягивать болтовые соединения с определенным моментом. Ну во первых для того, чтобы соединение было прочным и не произошло самопроизвольное отворачивание. Во вторых при чрезмерной затяжке происходит срыв витков резьбы.

Мне на почту недавно прислал письмо читатель и задал вопросы: «Как выбрать динамометрический ключ для автомобиля?» и «Как пользоваться динамометрическим ключом?». Отвечу на данные вопросы. Но для начала давайте познакомимся с типами динамометрических ключей.

На сегодняшний день известны три типа динамометрических ключей. Первый тип.

Ключ динамометрический стрелочный

Данный ключ имеет рукоятку со шкалой, квадрат 1/2 дюйма с трещоточным механизмом, стрелку. Шкала динамометрического ключа имеет разметку в Н*м или кгс*м в обе стороны. По центру шкалы стоит ноль и на него первоначально указывает стрелка динамометрического ключа. Ручка ключа имеет для удобства его удержания мелкую накатку. Работает данный ключ по очень простому принципу. При затягивании болтового соединения происходит изгиб металлической ручки(пружинящая сталь) и стрелка фиксирует этот изгиб относительно ноля шкалы. Все очень просто.

Что нужно, чтобы правильно затянуть колесные болты

Многие часто задаются вопросом, с каким усилием затягивать колесные гайки можно в домашних условиях. Вроде этот процесс с первого взгляда кажется достаточно простым. Прежде чем приступить к поэтапному действию, человек должен подготовить определенные инструменты. Очень часто автовладельцы самостоятельно выполняют эти действия в домашних условиях и, не рассчитывая своих сил, срывают резьбу. Это происходит из-за того, что новичок достаточно сильно надавливает на болты.

Читать также: Самодельные лебедки и самовытаскиватели

Процесс затягивания болтов

Момент затяжки колесных болтов осуществляется с подготовкой необходимых инструментов. Чтобы выполнить процесс грамотно, необходимо приобрести специальный динамометрический ключ. Без этого инструмента сложно представить процесс затяжки болтов.

Как правило, пневмогайковерт регулирует момент затяжки элементов на конструкции. Если не затянутый болт выступает в передней части, тогда во время перемещения на транспортном средстве будет ощущаться дискомфорт. То есть машину будет немного «трясти». Ведь основная нагрузка приходится на рулевое колесо.

Расчет момента затяжки гайки

Определенная степень закрутки резьбовых элементов выполняется с целью увеличения срока службы, прочности и повышению сопротивления различным влияющим факторам. Для каждого крепежного элемента есть определенная степень затяжки на каждом посадочном месте, рассчитывается она на основе нагрузок, температурных режимов и свойств материалов.

Например, при воздействии температуры металлу свойственно расширяться, при условии влияния вибрации — крепеж получает дополнительную нагрузку, и чтобы минимизировать ее, закручивать нужно с правильным усилием. Рассмотрим силу затяжки болтов, таблицы, методы и инструменты для проведения работ

Маркировка деталей

Этот параметр указывается на головке болта. Для деталей, выполненных на основе углеродистой стали с классом прочности — 2, указываются цифры через точку, например: 3.5, 4.8 и т. д.

Первая цифра указывает 1/100 номинального размера прочностного предела на разрыв, измеряется в МПа. Например, если на головке болта, указано — 10.1, то первое число означает 10*100 = 1000 МПа.

Вторая цифра — отношение пределов текучести к прочности, умножается на 10, по вышеуказанному примеру — 1*10*10= 100 МПа.

Предел текучести — это максимальная нагрузка на болт. Для элементов, выполненных из нержавеющей стали, наносится тип стали А2 или А4, и далее предел прочности. Например: А4—40. Число в данной маркировке характеризует 1/10 предела прочности углеродистой стали.

Единицы измерения

Основной величиной является Паскаль, единица измерения давления, механического напряжения, согласно международной системе «СИ». Паскаль равняется давлению, вызванному силой в один ньютон, равномерно распределяющейся по плоской к ней поверхности с площадью в один квадратный метр.

Рассмотрим, как конвертируются единицы измерения:

• 1 Па = 1Н/м2.
• 1 МПа = 1 н/мм2.
• 1 н/мм2 = 10кгс/см2.

Моменты затяжки резьбовых соединений

Ниже приведена таблица затяжки болтов динамометрическим ключом.

Прочность болта, в Нм
Размер резьбы	8.8	10.9	12.9
М6	10	13	16
М8	25	33	40
М10	50	66	80
М12	85	110	140
М14	130	180	210
М16	200	280	330
М18	280	380	460
М20	400	540	650

Таблица усилия затяжки болтов для дюймовой резьбы стандарта США для крепежных деталей SAE класса 5 и выше.

Дюймы	Нм	фунт
¼	12±3	9±2
5/16	25±6	18±4,5
3/8	47±9	35±7
7/16	70±15	50±11
½	105±20	75±15
9/16	160±30	120±20
5/8	215±40	160±30
¾	370±50	275±37
7/8	620±80	460±60

1 ньютон метр (Нм) равняется 0,1кГм.

ISO -Международный стандарт.

Моменты затяжки ленточных хомутов с червячным зажимом

В нижеуказанной таблицеприведены данные для первоначальной установки на новом шланге, а также для повторной затяжки уже обжатого шланга.

Размер хомута	Нм	фунт / дюйм
16мм — 0,625 дюйма	7,5±0,5	65±5
13,5мм — 0,531 дюйма	4,5±0,5	40±5
8мм — 0,312 дюйма	0,9±0,2	8±2
Момент затяжки для повторной стяжки
16мм	4,5±0,5	40±5
13,5мм	3,0±0,5	25±5
8мм	0,7±0,2	6±2

Как определить момент затяжки

• С помощью динамометрического ключа.

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 проектировании, сборке и монтаже узлов, очень важно учитывать момент затяжки болтов. Момент затяжки болта контролируется динамометрическим ключом, а назначается исходя из определённых условий.

Требуемое осевое усилие болта

По сути, момент затяжки болта создает силу прижатия поверхностей. Усилие очень важно, так как соединения бывают разные, в некоторых случаях важно прижать поверхности, например при контакте метал-метал, а в некоторых излишнее усилие может навредить соединению, например установка крышки через резиновую прокладку, или установка пластиковой детали на металлический каркас.

Сначала конструктор определяет необходимое усилие прижатия поверхностей, затем определяет диаметр болтов или их количество. О том, как определить диаметр и количество, я рассказывал в уроке «Расчет болтов». Затем назначается момент затяжки. Тут есть маленькая хитрость: Когда требуется небольшое усилие (прокладка или пластик), лучше назначить чуть больше болтов меньшего диаметра, что позволит их расположить с меньшим шагом и более равномерно прижать поверхности. И, чем ближе момент затяжки болта к рекомендуемому значению, тем меньше шансов, что произойдет самопроизвольное откручивание.

Прочность болта

Рекомендуемые значения затяжки болтов назначаются из условия прочности болтов. В уроке «Прочность болтов» я рассказывал про прочность, какие бывают болты и как маркируются. Обычно рекомендуемый момент затяжки обеспечивает осевое усилие болта в 2/3 от предела текучести, то есть затянутый болт будет иметь запас прочности.

Ниже представлена таблица для затяжки болтов и гаек со стандартным шагом метрической резьбы.

Как видим из таблицы, момент затяжки любого болта прочностью 12.9 в разы выше момента затяжки болта класса прочности 4.6. Обращаю Ваше внимание, что данные моменты затяжек действуют только для болтов и гаек из углеродистых сталей со стандартным шагом. Ни в коем случае нельзя затягивать с такими значениями в алюминиевый или чугунный корпус. Данная таблица также не распространяется на самоконтрящиеся гайки и на элементы с мелким шагом резьбы.

Контроль момента затяжки болтов

Как я писал выше, требуемый момент затяжки обеспечивается динамометрическим ключом или иным настраиваемым инструментом (пневматический или электрический гайковерт). При затяжке обращаем внимание на качество резьбы, следим, чтобы гайка или болт закручивались от усилия пальцев и без закусывания.

Иногда, при осуществлении контролируемой затяжки, смазывают резьбу и поверхность под головкой болта или гайки. Раскрутить соединение обычно сложнее, может понадобиться значительно больший момент. Связано это с деформациями, окислением между болтом и поверхностью, коррозией в резьбе. Если требуется проверить, с нужным моментом затянут болт или нет, достаточно просто настроить ключ и попробовать подтянуть болт.

В соединениях с несколькими болтами, контролируемая затяжка осуществляется в несколько приёмов, о том, как это сделать, я расскажу в уроке «Порядок затяжки болтов».

Прочитав данный урок, Вы знаете, с каким усилием можно тянуть болты в обычных соединениях. Помимо простых соединений, меня часто спрашивают какой момент затяжки болтов ГБЦ (головки блока цилиндров) и некоторых других ответственных узлов. Этому вопросу будет посвящен отдельный урок.

В одной из следующих статей мы более подробно обсудим момент затяжки гаек на конкретных примерах, а на сегодня все, спасибо за внимание.

РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНО-ДОПУСТИМОГОГО МОМЕНТА ЗАТЯЖКИ МЕТРИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ

Номинальный диаметр (D, d), диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин наружной (d) или впадин внутренней резьбы (D).

Шаг (P) — расстояние между одноимёнными боковыми сторонами профиля, измеряется в долях метра. Выражается числом от 0.25 до 6.

Размер (S) рабочего профиля ключа, который охватывает крепежную деталь.

Длина свинчивания (Lсв) – длина (высота) соприкосновения поверхностей болта и гайки (детали), измеренная вдоль оси.

Механические свойства болтов, крепёжных винтов и шпилек из углеродистых нелегированных и легированных сталей по ГОСТ 1759.4-87 (ISO 898/1-78) при нормальных условиях характеризуют 11 классов прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9. Первое число умноженное на 100, определяет номинальное временное сопротивление в Н/мм?, второе число (отделённое точкой от первого) умноженное на 10, — отношение предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Произведение чисел, умноженное на 10, определяет номинальный предел текучести в Н/мм?.

Коэффициент запаса прочности (коэффициент безопасности) вводится для того, чтобы обеспечить безопасную, надежную работу соединений, несмотря на возможные неблагоприятные отклонения действительных условий их работы от расчетных.

Основной характеристикой трения является коэффициент трения, который определяется материалами, из которых изготовлены поверхности взаимодействующих тел.

Разрушение резьбового соединения при перезатяжке может произойти либо вследствие разрыва стержня болта, либо из-за срыва резьбы гайки и (или) болта. Разрушение стержня болта происходит внезапно и легко может быть обнаружено. Срыв резьбы гайки происходит постепенно, его труднее обнаружить, поэтому имеется опасность наличия в соединениях частично разрушенных крепежных изделий, Представляется целесообразным конструировать резьбовые соединения таким образом, чтобы возможное разрушение всегда имело место по стержню болта. Однако, чтобы гарантировать такой вид разрушения во всех случаях, потребуется непомерно большая высота гайки из-за наличия многих переменных факторов, влияющих на стойкость резьбы к срыву.