Ręczne klucze dynamometryczne

Zdjęcie: Facom

 

Klucze dynamometryczne zapewniają precyzyjne ustawienie odpowiedniego momentu siły przy dokręcaniu śrub i nakrętek. Przydatne są zarówno na produkcji, jak i w warsztacie Utrzymania Ruchu.

 

Zwykle ręczne klucze dynamometryczne stosowane są w przypadku doraźnej potrzeby dokręcenia śruby lub nakrętki z odpowiednią siłą. W procesie produkcji stosuje się je rzadziej (co nie oznacza, że wcale), gdyż dla ułatwienia pracy personelowi przy powtarzających się operacjach właściwsze będzie użycie klucza pneumatycznego lub elektrycznego w możliwością ustawienia odpowiedniej siły dokręcającej.Aby zapewnić odpowiednią trwałość i wytrzymałość połączenia śrubowego producenci urządzeń określają, z jaką siłą należy skręcać takie połączenia. Zbyt słabe dokręcenie może powodować poluzowanie się elementów, wibracje i tym samym zerwanie gwintu lub powstanie uszkodzenia, z kolei zbyt mocne może także prowadzić do zerwania gwintu i awarii. Stąd potrzeba stosowania odpowiednich narzędzi z możliwością odpowiedniego ustalenia momentu siły dokręcającej, który jest odpowiedni dla konkretnego połączenia (zależny od materiału wykonania połączenia i rozmiarów śruby). Wartości te mogą być podane przez producenta urządzeń lub można skorzystać z odpowiednich tabel, które bazują na standardowych wartościach tarcia między nakrętką i śrubą (0,1), a naprężenie w czasie pracy nie przekracza 70% minimalnej granicy plastyczności.

Budowa takiego klucza jest stosunkowo prosta – jest to dźwignia wyposażona w głowicę pracującą z użyciem sprężyny jako elementu pośredniczącego. Mechaniczna zapadka blokuje klucz w momencie osiągnięcia odpowiedniej siły napinającej. Niemiecka firma STAHLWILLE produkuje takie klucze z nieco odmiennym mechanizmem – krzywkowym. Dzięki temu nie ma potrzeby zerowania naciągu sprężyny po użyciu klucza (jeśli sprężyna pozostanie w stanie napiętym, wtedy się odkształca, co będzie powodowało coraz mniej dokładną pracę klucza).

 

Rodzaje kluczy dynamometrycznych

Istnieje kilka różnych podziałów kluczy dynamometrycznych. Należy sobie zdawać sprawę, że wszystkie klucze są urządzeniami mechanicznymi, więc spotykane określenie typu klucze mechaniczne i pozostałe, w tym wskazówkowe czy elektroniczne, to pewnego rodzaju uproszczenie związane jedynie z metodą obrazowania momentu siły – czy to rzeczywistego, czy ustawionego.

Klasyczny klucz dynamometryczny nazywa się czasami kluczem typu „klik”. Jest on wyposażony w zapadkę, która zadziała po osiągnięciu ustawionej siły przy dokręcaniu. Wtedy właśnie słychać charakterystyczny „klik”, stąd nazwa: klucz klikowy. Zwykle pracuje w zakresie od 20 do 200 Nm.

Klucz dynamometryczny wskazówkowy wyposażony jest we wskazówkę i podziałkę, za pomocą których można obserwować, z jaką siłą połączenie jest dokręcane. Niektóre modele wyposażone są w zapadkę blokującą klucz po osiągnięciu zadanego momentu siły.

Klucz dynamometryczny łamany wyposażony jest w łamaną rączkę, która po osiągnięciu zadanego momentu „złamie się” o ok. 20 stopni. Po zdjęciu klucza wraca on do pozycji wyjściowej.

Klucz dynamometryczny elektroniczny wyposażony jest w ekran LCD, na którym wskazywane są odpowiednie ustawienia. Mogą także współpracować z komputerem lub przynajmniej zapamiętywać niektóre dane. Możliwy jest nawet transfer danych za pomocą fal radiowych. Pomiar momentu wykonywany jest za pomocą wbudowanego tensometru – miernika do pomiaru naprężenia, który jest proporcjonalny do odkształcenia. Osiągnięcie zadanego momentu sygnalizowane jest sygnałem dźwiękowym, a czasami także diodą LED.

Klucz dynamometryczny ze sprzęgłem poślizgowym zapobiega przypadkowemu „przekręceniu”. Po osiągnięciu nastawionego momentu obrotowego klucz wyzwala się, dając wyraźnie wyczuwalny sygnał i natychmiast jest gotowy do ponownego użycia.

 

Normy i kalibracja

W zastosowaniach precyzyjnych istotną sprawą jest odpowiednia dokładność, kalibracja klucza i zgodność z normami. Szczegółowe wymagania dotyczące kluczy dynamometrycznych zawarte są w  normie ISO 6789. Zgodnie z tą normą dokładność kluczy dynamometrycznych w zakresie ≤10 Nm powinna wynosić minimum 6%, w zakresie >10 Nm – przynajmniej 4%. Potwierdzeniem dokładności klucza dynamometrycznego jest certyfikat kalibracji lub świadectwo zgodności z normą ISO 6789, wystawiane przez producenta lub importera. Przy wyborze odpowiedniego klucza dynamometrycznego warto zwrócić uwagę, czy narzędzie ma indywidualny, unikalny numer seryjny oraz odpowiadający mu certyfikat kalibracji wystawiony w języku polskim. – W celu zapewnienia najwyższej jakości oferowanych narzędzi, firma P.W. TECHSAM Woch, wyłączny importer profesjonalnych narzędzi JONNESWAY, posiada własne laboratorium umożliwiające kalibrację kluczy i wkrętaków dynamometrycznych w zakresie od 0,2 Nm do 3000 Nm – mówi Marcin Puderecki, specjalista z tej firmy. – Wszystkie klucze i wkrętaki dynamometryczne JONNESWAY przed wprowadzeniem do obrotu są kalibrowane na certyfikowanych przyrządach pomiarowych, czego potwierdzeniem jest certyfikat kalibracji wystawiany indywidualnie dla każdego klucza dynamometrycznego.

Każdy klucz dynamometryczny, niezależnie od konstrukcji wymaga okresowego sprawdzenia. Zgodnie z zaleceniami normy ISO 6789 kalibracja klucza powinna być przeprowadzona co 12 miesięcy lub co 5000 operacji. Regularna kalibracja zapewnia utrzymanie odpowiedniej dokładności  i powtarzalności narzędzi dynamometrycznych.

– Dokładność dokręcania kluczem dynamometrycznym potwierdza fabryczny certyfikat kalibracji, który znajduje się w każdym opakowaniu – mówi Marcin Wojciechowski, product manager YATO. – Dokument jest indywidualny dla każdego klucza, oznaczony jego numerem seryjnym. Dodatkowo w YATO bezpieczeństwo kluczy potwierdza znany na całym świecie certyfikat GS.

Dokładność kluczy określa się w procentach. Precyzyjne klucze mają dokładność ±3% (a spotyka się klucze pracujące z dokładnością ±2%), a według wspomnianej normy maksymalny błąd to 4%. Na rynku można spotkać zarówno klucze certyfikaty jak i bez certyfikatu potwierdzającego dokładność. Należy pamiętać, że klucz po pewnym czasie wymaga ponownej kalibracji, gdyż sprężyna może ulegać trwałym zniekształceniom wpływającym na dokładność.

Wszędzie tam, gdzie potrzebna jest jak największa precyzja, możemy stosować elektroniczne klucze dynamometryczne – mówi Marcin Puderecki. – W tego typu kluczach dokładność odczytu zapewniają precyzyjne tensometry, a aktualna wartość osiąganego momentu jest widoczna na czytelnym elektronicznym wyświetlaczu. Klucze elektroniczne JONNESWAY z serii T24 zapewniają dokładność wskazań do ±2%, osiągnięcie momentu sygnalizowane jest kolorowymi diodami oraz sygnałem dźwiękowym. Klucze te umożliwiają dokręcanie śrub z lewym lub prawym gwintem.

Zwykle klucze dynamometryczne mają różne zakresy pracy – trudno sobie wyobrazić mechanizm, który byłby równie skuteczny w małych jak i dużych zakresach pracy. Klucze zatem mają zwykle zakresy 5–20, 20–60, 40–200, 200–2000, itp.

 

Jak wybrać klucz?

Przed wyborem klucza dynamometrycznego musimy zastanowić się nad naszymi warsztatowymi potrzebami, czyli głównie do wygenerowania jakich momentów będziemy go potrzebować – mówi Marcin Wojciechowski.

Jeśli decydujemy się na urządzenie profesjonalne, warto wybrać takie, które ma odpowiednie certyfikaty oraz gwarancję. Nie bez znaczenia jest także dokładność klucza.

Zwykle klucze od uznanych producentów są wykonane z odpowiednich materiałów. Zapewniają dokładność, wygodę, trwałość i długoletnie użytkowanie. Klucze tanie mogą mieć bardzo małą dokładność, sięgającą nawet kilkunastu procent. Nie gwarantują one poprawnego użytkowania.

Przy zakupie należy także zwrócić uwagę na ergonomię i wielkość głowicy. W niektórych zastosowaniach może to mieć znaczenie.

Na niektórych stronach producentów można znaleźć specjalne formularze doboru klucza, gdzie podając odpowiednie parametry zawężamy pole poszukiwań do konkretnych modeli (oczywiście danego producenta).

 

Jak dbać o klucz dynamometryczny?

Klucz to urządzenie pomiarowe, więc trzeba się z nim odpowiednio obchodzić – mówi Marcin Wojciechowski. – Aby nie narażać go na wstrząsy, najlepiej przechowywać narzędzie w odpowiedniej walizce. Jeśli klucz nie jest używany przez dłuższy czas, należy nastawić go na minimalny zakres. Przy czyszczeniu narzędzia nie wolno używać żadnych rozpuszczalników ani innych cieczy – wystarczy przetrzeć je suchą, miękką ściereczką.

Najczęściej spotykane na rynku klucze dynamometryczne to klucze nastawne, mechaniczne, sygnalizujące uzyskanie odpowiedniego momentu dokręcania poprzez charakterystyczne kliknięcie. Z reguły w tego typu kluczach elementem wyzwalającym jest sprężyna z regulowanym naciskiem, a odpowiednia wartość momentu jest uzyskiwana przez dokręcenie śruby mikrometrycznej zintegrowanej z rękojeścią.

W tego typu kluczach należy zwrócić uwagę, aby nastawienie momentu odbywało się zawsze przez dokręcanie rękojeści, a nigdy przez odkręcanie – mówi Marcin Puderecki. – Moment ustawiamy zwiększając jego wartość. Jeżeli w jakiś sposób przekroczymy żądaną wartość lub chcemy zmniejszyć nastawiony moment pamiętajmy, żeby cofnąć rękojeść o kilka obrotów i pewnie nastawić odpowiedni moment dokręcając rękojeść (zwiększając moment). W ten sposób zawsze zapewnimy poprawne nastawienie elementów klucza i wyzwolenie mechanizmu w odpowiednim momencie.

Podczas pracy z kluczem dynamometrycznym pamiętajmy o tym, że miejsce przyłożenia siły wpływa na wartość uzyskanego momentu dokręcania. W warunkach laboratoryjnych punkt przyłożenia siły wypada dokładnie w połowie rękojeści klucza. Klucz chwytamy na środku rękojeści i jednostajnie zwiększamy siłę nacisku w jednej płaszczyźnie, aż do momentu wyzwolenia mechanizmu (w przypadku kluczy nastawnych) lub uzyskania odpowiedniej wartości momentu (klucze wskazujące). Po osiągnięciu odpowiedniego momentu przerywamy pracę. Dalsze dokręcanie może spowodować uszkodzenie mechanizmu klucza lub uszkodzenie dokręcanego połączenia.

Pamiętajmy, że klucze dynamometryczne służą przede wszystkim do dokręcania połączeń gwintowych, dlatego nie należy ich stosować do odkręcania.

Po zakończonej pracy należy ustawić klucz dynamometryczny na najmniejszą możliwą wartość.  Odciążymy w ten sposób elementy sprężyste klucza. Sprężyna poddana trwałemu naciskowi  zmienia swoje właściwości, dlatego klucze dynamometryczne przechowujemy z maksymalnie poluzowanym mechanizmem.

 

Rynek

Klucze dynamometryczne nie są skomplikowanymi narzędziami, nie zajmują dużo miejsca, są więc oferowane przez wielu dostawców, producentów i hurtowni narzędziowych. Mogą kosztować od kilkudziesięciu złotych (ale trudno w takim przypadku mówić o narzędziu profesjonalnym) do ponad 10 tys. zł. Zdarza się, że producenci wprowadzają na rynek narzędzia różnych klas i o różnych cenach dla zaspokojenia rynku profesjonalnego jak i amatorskiego (dla majsterkowiczów), tak więc pod jedną marką można znaleźć klucze zarówno drogie, jak i te znacznie tańsze.

Wśród dostawców narzędzi, które można zaklasyfikować do profesjonalnych i półprofesjonalnych, udało nam się znaleźć firmy i marki takie jak: Atlas Copco, Bahco, Beta, cooltools.pl, Facom,  Farnell, Gedore, Inter Cars, iParts, KING TONY, Kipp, Lange Łukaszuk, Milwaukee, Narzędzia Czyżycki, STAHLWILLE, Techmiks, TECHSAM, TOYA,  Würth. Nieprzypadkowo na liście znajdują się firmy dostarczające sprzęt do warsztatów samochodowych – tego typu klucze są tam bardzo często spotykane. Stosuje się je do kół (zwłaszcza felg aluminiowych, gdzie niewłaściwe dokręcenie grozi ich zniszczeniem), śrub w silniku (np. przy dokręcaniu głowicy) i osprzęcie.

– Precyzja niezbędna jest zwłaszcza tam, gdzie śruby łączą części aluminiowe lub aluminiowe i stalowe. Jednym z elementów auta, które jej wymagają, jest głowica silnika. Jeżeli nieprawidłowo dokręcimy głowicę, możemy liczyć się z uszkodzeniem uszczelki, samej głowicy, a nawet całego bloku silnika – mówi Marcin Wojciechowski. – Klucz dynamometryczny jest przydatny także w przypadku przykręcania śrub i nakrętek z tworzyw sztucznych, używanych do łączenia delikatnych elementów plastikowych wnętrza, osłon silnika itp. Plastikowe śruby oraz nakrętki przykręca się z niewielkim momentem, więc przyda się do tego np. klucz dynamometryczny o zakresie 2–10 Nm.

 

Jacek Wójcik, Product Manager Würth Polska

Wybór klucza dynamometrycznego

Przy wyborze klucza dynamometrycznego najważniejsze jest określenie jego zastosowania. Czynnikiem decydującym o zakupie powinna być jakość i trwałość narzędzia. Do profesjonalnych i odpowiedzialnych zastosowań warsztatowych najlepiej wybrać narzędzie renomowanej firmy, np. Würth. Niezwykle ważnymi parametrami, na które należy zwrócić uwagę przy zakupie kluczy dynamometrycznch, są także dokument kalibracji, który potwierdza dokładność pomiarową, okres gwarancyjny, a także zapewnienie serwisu przez producenta i dostępu do części zamiennych.

 

 

Autor: Tomasz Kurzacz

Tekst w wersji PDF poniżej lub proszę kliknąć link do pobrania pliku PDF

 

 

GM_2020_3_36_42_Klucze_dynamometryczne

 

Authors
Góra
English