Динамометрический ключ своими руками в домашних…

Динамометрический ключ своими руками — экономим на покупке

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.

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.

Динамометрический ключ своими руками

Разбираю трещотку и убираю из нее механизм фиксации, он мне не понадобится.

Отрезаю ключ шестигранник как показано на фото

Теперь привариваю шестигранник к головке трещотки таким образом чтобы ручка ключа и шестигранник в собранном состоянии были параллельны.

Перехожу к изготовлению крепления для весов. Мне понадобится железная полоса 4*40 мм. длинной 11 см. Делаю прорезь для крючка весов. Оставшиеся «усы» загибаю под углом 90 градусов. Чтобы ровно и легко согнуть полосу, я сделал надрез примерно до половины затем согнул и заварил. Вот так у меня получилось:

Теперь привариваю крепление к ручке ключа.

К шестиграннику привариваю две гайки. Две потому что шестигранник оказался короткий, таким образом решил удлинить. За гайку будет цепляться крючок весов.
Мой ДМК практически готов, можно приступать к сборке.

Осталось дождаться пока краска высохнет и крепить весы.
Краска высохла. Закрепил весы и вот что получилось.

Весы решил закрепить кабельными стяжками. Данный крепеж позволяет быстро снять и использовать весы по прямому назначению.

Это еще не все, осталось произвести расчет. При каких показаниях весов будет тот или иной момент затяжки. Это и есть главный минус самодельного ДМК.

Из школьного курса физики нам известно:
1 Н (Ньютон) = 0,1019716212978 кг.
1 кг. = 9.806649999999 Н (Ньютонов).

Момент затяжки можно рассчитать по следующей формуле:
кгс•м = m / (1 / L)
где:
кгс•м – килограмм силы на метр (прилагаемое усилие в килограммах)
m – показания весов
L – длина плеча в метрах (расстояние от центра болта до крепления весов)

Чтобы перевести прилагаемое усилие в Ньютоны нужно:
Н•м = кгс•м * 9,81 где:
Н•м – Ньютон на метр
кгс•м – килограмм на метр силы

Чаще всего момент затяжки пишут в Ньютонах, а наш ДМК показывает усилие в килограммах. Например, мне нужно затянуть гайку с усилием в 20 Н. для того что бы узнать какие показания должны быть на весах воспользуемся формулой:
m = Н * 0,102 * (1 / L)
где:
m – показания весов
Н – момент затяжки с которым нужно затянуть резьбовое соединение
L – длина плеча в метрах (расстояние от центра болта до крепления весов).

m = 20 * 0.102 * (1 / 0.114) = 17.89 кг.

Отсюда следует, чтобы затянуть гайку с усилием 20 Н на весах должно быть 17,89 кг.

Сделал не большую таблицу в Excel с формулами, можно скачать здесь .
Для удобства можно составить таблицу с нужными значениями, тогда не нужно будет каждый раз высчитывать.

Заключение
Конечно данный ключ не подойдет для использования на СТО, а для дома вполне не плохо. Характеристики данного ключа не большие. Плечо 11,4 см, максимальный момент затяжки получился 4,5 кг или 44 Н. Данные характеристики можно улучшить изменив размеры ключа или установить более мощные весы. Собирал данный данный ключ из того что было. Надеюсь вам понравилась данная самоделка.

Самодельный динамометрический ключ: как сделать своими руками

При закручивании гаек и болтов (особенно в процессе ремонта шарниров подвески, впускного коллектора и других узлов автомобиля) необходимо соблюдать строго обозначенный момент затяжки. Подробную информацию о допустимых значениях можно без проблем найти в интернете.

Благодаря соблюдению точного момента затяжки гаек и болтов сопрягаемые поверхности более плотно и равномерно прилегают друг к другу. Именно для затяжки с определенным усилием и используется динамометрический ключ, который бывает механическим и полуавтоматическим.

Стоит такой инструмент недешево, поэтому покупать его, чтобы попользоваться им пару раз — не имеет смысла. Конечно, если есть лишние деньги, то можно и купить динамометрический ключ. Однако если ваша основная цель — сэкономить и обойтись подручными средствами, то в данном случае разумнее сделать почти динамометрический ключ своими руками.

Динамометрический ключ своими руками

Динамометрический ключ — это инструмент для мастеров станций техобслуживания, предназначенный преимущественно для обеспечения равномерного приложения нагрузки на тот или иной крепёжный элемент, он обеспечивает равномерную затяжку каждого болта или гайки.

Электронная или стрелочная шкала на данном изделии позволяет обеспечивать затяжку деталей с точностью до десятых и даже сотых долей мм.

Это дорогостоящий прибор, и, если человек не использует ключ ежедневно, его приобретение нецелесообразно. Однако, досконально зная принцип его работы, можно сделать его своими руками в домашних условиях.

При ближайшем рассмотрении изделие представляет собой обычный рычаг с трещоткой на конце, которая не позволяет мастеру переборщить с усилием и просто прокручивается вхолостую, в соответствии с заранее выставленными параметрами на динамометре.

Динамометр — это простой пружинный механизм, который, натягиваясь, вызывает отклонение стрелки на циферблате от нулевой отметки до предельного значения, заданного пользователем.

В самой головке инструмента спрятано зубчатое колесо, которое приводится в движение, когда на него попадает выступ ключа, однако при достижении необходимого крутящего момента в Н*м этот выступ просто начинает соскакивать, и механическое воздействие на шестерню прекращается. Данный измерительный инструмент фиксирует значение как произведение усилия, которое оказывает рука пользователя на плечо относительно точки закрепления ключа в месте сопряжения рабочей насадки с гайкой и точки приложения нагрузки.

В основании рычага находится вращающийся ограничитель, с помощью которого мастер выставляет точное значение требуемого предельного усилия перед началом работы.

Детали для ключа своими руками

Таким образом, имея под рукой некоторые бытовые приборы, а также немного смекалки и знаний элементарной физики, любой мужчина сможет изготовить подобие ключа, не выходя из дома или гаража, причём результат мало чем будет отличаться от показаний прибора, приобретённого в магазине.

Вам это будет интересно Домкрат гидравлический двухштоковый: бутылочные виды, критерии выбора

Основные резьбовые соединения в двигателе

Перечень основных резьбовых соединений двигателя и особенности их затягивания:

• Головка блока цилиндров (ГБЦ). Очень важный узел, поэтому при её креплении к блоку важно соблюдать не только момент затяжки, но и порядок затягивания болтов. Как правило, ГБЦ затягивается довольно большим моментом, начиная от центра блока к краям в несколько заходов. Обязательно уточняйте эту информацию в руководстве по эксплуатации автомобиля (для каждой модели двигателя цифры и порядок могут быть различны)!
• Клапанная крышка. Из-за того, что шпильки креплений клапанной крышки имеют маленький диаметр, при их затягивании следует соблюдать особую осторожность и не превышать необходимый момент. Порядок затягивания и момент также уточняйте в руководстве.
• Свечи зажигания и свечи накаливания. Они затягиваются в произвольном порядке, но очень внимательно, так как в случае повреждения резьбы в двигателе потребуется дорогостоящий ремонт.
• При затягивании форсунок также соблюдайте осторожность: из-за их небольшого диаметра легко повредить резьбу.
• Затягивать подушки двигателя следует после полной установки двигателя, когда уже он своим весом держится на них. Если затянуть подушки до того, как двигатель полностью ляжет на них и будет убран домкрат, подушки быстро порвутся при эксплуатации.

Такой порядок затяжки ГБЦ чаще всего используется для рядных четырехцилиндровых двигателей
Итак, теперь вам известны основные правила при работе с резьбовыми соединениями. Если нет динамометрического ключа, но необходимо затянуть что-либо в двигателе, лучше приобретите или одолжите такой ключ у кого-нибудь. В крайнем случае, воспользуйтесь самодельным, но не затягивайте гайки «на глазок», этим вы скорее навредите и двигателю и своему кошельку, ремонт ДВС у автомобилей с пробегом — недешёвое удовольствие.

Это интересно: Катализаторы

Динамометрический ключ без шкалы: чем заменить

Чтобы ключ получился простым в использовании и мог нормально эксплуатироваться, пользователю нужно знать простую формулу из школьного курса физики, а именно, что момент в 10 Н*м — это произведение веса в 1 кг, приложенного на расстоянии один метр от точки. Таким образом, нетрудно догадаться, что рычаг в 0,5 м достигает данного значения при усилии в 2 кг, 0,2 м — 5 кг и т. д.

Отталкиваясь от этих расчётов, мастер должен приобрести или найти следующие детали для изготовления инструмента:

• Рукоять, которая имеет торцованные в форме квадрата наконечники, причём длина изделия должна соответствовать приведённым выше расчётам для достижения более точного результата.
• Если обрезать рычаг не удаётся, то всегда можно нанести на нём метку маркером или просто надеть тугой хомут, что и будет являться отправной точкой приложения нагрузки на крепёж.
• Вместо динамометра можно взять обычный высокоточный безмен — весы, которые показывают нагрузку в граммах в зависимости от силы натяжения. Специалисты советуют приобрести данный прибор с ценой деления хотя бы в 100 граммов и пределом взвешивания до 50 килограммов.

Для изготовления динамометрического ключа достаточно лишь зафиксировать безмен на рукояти в месте замаркированной отметки, надеть насадку на противоположный торец рычага и аккуратно тянуть за весы до тех пор, пока на шкале не отобразится необходимый результат, что будет соответствовать достигнутому крутящему моменту при затяжке. Чтобы не путаться в показаниях прибора, достаточно потратить 15 минут и составить подробную таблицу зависимости показаний прибора, длины рычага и конечного усилия в Н*м.

Электронный безмен до 50 кг

Звезды и бонки

Советы профессионалов при изготовлении ключа

С первого раза инструмент может не получиться, и измерение будет некорректным. Однако любой опытный мастер может дать несколько подробных советов, следуя которым каждый новичок добьётся желаемого результата.

Для более точного измерения лучше приобрести безмен именно с электронной шкалой и устанавливаемым пределом взвешивания, так как подобное изделие издаст резкий звуковой сигнал при достижении нужной нагрузки и предотвратит перетяжку крепежа. Подобный безмен даёт тот же эффект, что и хороший индикаторный ключ с манометром.

При отсутствии рычага или материалов для него можно пользоваться обычным гаечным ключом с рожковым захватом с одной стороны и накидным — с противоположной. Однако здесь следует более тщательно вычислить соотношение длины и крутящего момента, так как наверняка размер плеча будет представлять собой дробное число.

Для лучшей фиксации безмена к рычагу следует особенно тщательно отнестись к месту его установки. Лучший вариант — аккуратно просверленное сквозное отверстие, точно в месте приложения нагрузки, и прибор никогда не соскользнёт с рукояти.

Вам это будет интересно О выборе динамометрических ключей: какой лучше

Работа с самодельным динамометрическим ключом

В зависимости от требуемого натяжения у мастера может быть сразу несколько безменов с различными пределами взвешивания, каждый из которых должен иметь собственную таблицу зависимости нагрузки от плеча и крутящего момента.

Так как все усилия при определении степени затяжки прикладываются только к весам, необходимо обеспечить удобный захват ручки, так как 20-30 кг с плохим захватом не позволят комфортно работать с прибором.

Активные пользователи смартфонов вышеприведённые примеры расчётов могут занести в предварительно скачанное приложение с сохранением всех результатов, и мастер всегда будет иметь под рукой требуемые значения усилий.

Ведущие производители

Можно выделить несколько производителей, которые выпускают в настоящее время наиболее востребованные и высококачественные модели динамометрических ключей.
Многие эксперты и простые автомобилисты советуют сначала смотреть на изготовителя, и уже среди его ассортимента выбирать конкретную подходящую вариацию исполнения динамометрического ключа.

К числу наиболее высококачественных производителей стоит отнести следующие компании:

Разные динамометрические ключи

Отдавайте предпочтение продукции проверенных производителей. Это защитит вас от целого ряда возможных неприятностей.

Но также важно проверить, не является ли приобретаемый динамометрический ключ умело выполненной подделкой. Такое на рынке встречается не так редко

Как осуществляется измерение затяжки

Чтобы корректно измерить затяжку при помощи самодельного прибора, необходимо выполнить несколько простых правил:

• Собрать прибор и привести его в рабочее состояние — прикрепить безмен к рукояти, выставить его на нулевое значение, при возможности — задать предел взвешивания с сигнализацией, а в конце — одеть необходимую насадку на рабочий орган устройства либо изначально выбрать рожковый ключ подходящей размерности.
• Накинуть ключ на гайку или болт. Прибор покажет точное значение только в том случае, если сопряжение с крепежом происходит напрямую через рычаг, а при участии одного или нескольких переходников и удлинителей при выдаче результата возможна погрешность до 5-8 %.
• Аккуратно потянуть безмен таким образом, чтобы его положение было строго перпендикулярно оси рычага, и показатель нагрузки не был искажён, раскладываясь на векторы.
• Если было достигнуто нормальное усилие, прибор подтвердит это результатом измерений, а гайка не шелохнётся. Если же затяжка не была достаточной, то крепёж провернётся вокруг своей оси до достижения требуемого крутящего момента.

Для предотвращения срыва болтового соединения не следует давать запредельную нагрузку на самодельный динамометр, а затяжку вести лишь на номинальных значениях, прописанных в техническом руководстве по обслуживанию той или иной детали в автомобиле. В противном случае есть риск деформации заводской продукции.

Перетяжка болта на колесе автомобиля