Эта общая вводная статья открывает ряд публикаций на сайте компании Work Truck, в которых мы будем подробно рассматривать моменты затяжек для каждого отдельного узла грузовых автомобилей SCANIA. Сегодня поговорим о резьбовых соединениях в целом, о моментах затяжки, разновидностях динамометрических ключей, допускаемых ошибках при затяжке, единицах измерения момента затяжки, влиянии на результат используемых смазочных материалов и о том, как правильно затягивать резьбовые соединения.

Резьбовые соединения являются одной из разновидностей крепежа, предназначенных для надежной фиксации отдельных элементов друг к другу. Первые находки резьбовых соединений археологи относят к периоду III-I веку до нашей эры, однако за тем на долгие столетия резьба была утеряна и забыта. К счастью, в период эпохи Ренессанса резьба, а именно нанесение на металлическую поверхность выступов для лучшей фиксации соединения, была изобретена заново.

Резьбовые соединения встречаются даже на рисунках знаменитого изобретателя эпохи возрождения — Леонардо да Винчи. Согласно сохранившимся документами в XV столетии миру были представлены первые резьбовые детали – болты.

Элементы, оснащенные внутренней резьбой, возникли только через два столетия. Изначально резьба была дюймовой. Лишь в начале XIX века во Франции возникла метрическая резьба. Первые гайки изготовлялись ручным способом и характеризовались плохой обработкой, а также низким качеством. Постепенно детали стали применяться в разных областях техники, их форма и размер совершенствовались. Менялся и сам материал, предназначенный для изготовления данных деталей — появлялись гайки в форме квадрата, шести- и восьмиугольника, и даже элементы, напоминающие колпачок и коронку.

Начало промышленной революции в XVIII веке дало толчок старту широкого производства гаек и болтов. Изготовители первых машин были осведомлены о том, что подобное соединение помогает усовершенствовать сложную конструкцию механизмов, облегчает их сборку, а также существенно повышает прочность устройств. Множество известных изобретений тех времен было сконструировано с применением резьбовых крепежных элементов.

В XXI веке трудно найти технологическую сферу, в которой бы не применялись резьбовые детали и соединения. Они не теряют свою популярность из-за легкости, универсальности и надежности в эксплуатации. О том, как выглядит и работает на практике резьбовое соединение поговорим далее.

Эта процедура проводится с целью повышения прочности соединения, увеличения срока службы и повышения сопротивляемости соединения различным негативным факторам. Для каждого крепежного элемента выработана оптимальная степень затяжки резьбовых элементов на посадочном месте, которая рассчитывается на основе приложенных нагрузок, температурных режимов и свойств материалов.

Для каждого отдельного размера и класса прочности крепежного элемента заранее определены наилучшие моменты затяжки. Эти значения внесены в специальную «таблицу усилий затяжки метрических болтов динамометрическим ключом», которую можно найти в технической документации на грузовой автомобиль СКАНИЯ. Обозначение класса прочности болта можно посмотреть на головке болта.

Резьбовые смазки должны сохранять свои свойства на всем сроке эксплуатации и при хранении, не влиять на резиновые и силиконовые уплотнения и отвечать требуемому уровню пожаро- и взрывобезопасности. И отвечая на главный вопрос, становится предельно ясна необходимость смазок, а именно для продления срока службы и улучшения герметичности.

В смазках для резьб имеются ряд присадок, которые улучшают их свойства: порошки меди, алюминия, титана и дисульфида   молибдена, а также графит   и полимеры. Благодаря этим добавкам увеличивается кратность свинчивания, повышается сопротивление вытеснению и предупреждается появление воздушных пор под воздействием вибраций.

Природа наполнителя определяет трибологические характеристики смазочных материалов и напрямую обуславливает степень снижения износа резьбы и исключение схватывания сопряженных поверхностей.

Для герметизации резьбовых соединений используются смазочные материалы:

Смазка для резьбовых соединений обладает высокими адгезионными свойствами и создает плотный барьер для воздуха и влаги. Герметизирующая способность смазок важна при эксплуатации резьбовых соединений под давлениями выше нормативного атмосферного уровня.

Для надежной эксплуатации транспортного средства необходимо соблюдать определенный момент затяжки коренных и шатунных вкладышей. При возникновении ошибок агрегат начинает работать неправильно, что в результате приводит к всевозможным поломкам. К примеру, если крепежи закручиваются с меньшим усилием, то постоянная вибрация будет ослаблять резьбовое соединение. Из-за этого уровень герметичности между деталями не будет соблюдаться.

Если к болтам и гайкам будет приложено слишком большое усилие, то с большой вероятностью резьбовое соединение будет нарушено, либо срыв резьбы произойдет уже в процессе эксплуатации транспорта. Чтобы избежать критических поломок, необходимо следить за усилиями затяжки относительно класса прочности и размеров метиза. Для этого требуется постоянно следить за состоянием рабочего инструмента.

Одна из самых частых ошибок при работе с механическим динамометрическим ключом связана с выставлением значения усилия затяжки, когда механик забывает возвращать механизм в базовое положение после выполнения работ, из-за чего пружина постоянно находиться под напряжением, растягивается и инструмент приходит в негодность. При дальнейшей эксплуатации такого ключа усилие при закручивании приходится выполнять сильнее.

Если инструмент не обслуживают, вовремя не возят на тарировку и ремонт, ключ быстро приходит в негодность. Поэтому грамотная эксплуатация инструмента и своевременное обслуживание является залогом его долгосрочной службы. Сама же тарировка обозначает вид калибровки, которая обеспечивает точность срабатывания и показаний инструмента.

  Повреждение резьбы или недостаточная ее длина повышают сопротивление при вращении болта, в результате предустановленный момент затяжки будет достигнут раньше, чем нужное усилие сжатия. Эту проблему можно обнаружить дополнительно контролируя угол затяжки. Важно не допускать указанные выше ошибки, чтобы инструменты и механизмы оставались в исправном состоянии.

В каких единицах измеряется момент затяжки

Момент силы затяжки резьбовых соединений измеряется в Ньютон-метрах. 1 Н•м — это момент силы, который производит сила 1 Н на рычаг длиной 1 м. Сила приложена к концу рычага и направлена перпендикулярно ему. Производная единица системы СИ, имеет специальное название: Ньютон (Н, N) — Newton. В честь английского физика и математика, создавшего теоретические основы механики и астрономии и открывшего закон всемирного тяготения — Исаака Ньютона (1643-1727). 1 Ньютон равен силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2 в направлении ее действия. В физике момент затяжки (силы) можно понимать, как «вращающая сила». В системе СИ единицами измерения для момента затяжки является Ньютон-метр, Символ момента силы M. Момент затяжки также называют моментом пары сил, такое понятие возникло в трудах Архимеда о рычагах. Сила, приложенная к рычагу, умноженная на расстояние до оси вращения рычага, считается моментом силы. Например, сила в 4 Ньютона, приложенная к рычагу на расстоянии 3 метров от его оси вращения, равняется силе в 2 Ньютона, которая приложена к рычагу на расстоянии 12 метров до оси вращения. Более точно момент силы частицы определяется по формуле: где F — сила, действующая на частицу, а r — радиус-вектор частицы. Чтобы рассчитать, какой момент затяжки произошел, силу приложенную к рычагу нужно умножить на расстояние от оси вращения.

По сути это гаечный ключ со встроенным динамометром. Это прецизионный инструмент для затяжки резьбовых соединений с точно заданным моментом. При проектировании любых строительных конструкций, любого промышленного или строительного оборудования, любой техники, предполагается сборка с определенным значением крутящего момента для каждого конкретного соединения. Все динамометрические ключи можно разделить на два вида: это ключи предельного типа и ключи индикаторного типа. Ключи индикаторного типа подразделяются на стрелочные, шкальные и электронные. Ключи предельного типа подразделяются на ломающиеся и щелчковые.

Динамометрические отвертки могут создавать крутящий момент от 0,04 Н / м до не менее 27 Н/м. Динамометрические отвертки, как и динамометрические ключи, имеют схожее назначение и устройство.

Динамометрические ключи с регуляторами выставления момента затяжки позволяют добиваться заранее выставленного усилия при затяжке и не требуют дополнительной квалификации от механика, выполняющего работы. Это один из самых популярных инструментов, которые обязаны своей распространенностью специальному регулировочному механизму, благодаря которому осуществляется точное выставление соответствующего усилия сжатия пружины.

Обычно такие инструменты оснащаются различными удлинителями, трещоточными головками и комплектом рожковых насадок. За счет наличия регулятора инструменты применяются в различных сферах. Недостаток этого инструмента в том, что с его помощью нельзя выяснить величину момента затяжки соответствующего резьбового соединения, что обусловлено отсутствием стрелочной индикации.

Наиболее современный вариант инструмента для четкого соблюдения момента затяжки резьбовых соединений. Необходимый момент затяжки выставляется на дисплее и при достижении установленного значения, ключ издает звуковой сигнал. Во время работы на экране выводится значение крутящего момента в реальном времени.

Эти ключи представляют собой разновидность инструментов, которые оснащены не только стрелочной, но и цифровой индикацией. По стрелочной индикации производится постоянный контроль величины прикладываемого усилия, а по электронному дисплею определяются точные значения момента

Механические ключи, которые оснащены устройством со шкалой, на которой указывается величина усилия затяжки болтовых и резьбовых соединений. За счет такой индикации удобно не только контролировать момент затяжки болтов и гаек, но еще и осуществлять их затягивание без предварительной установки соответствующего усилия.

Контроль затяжки осуществляется непосредственно по стрелочному указателю. Недостаток инструмент в том, что не всегда имеется доступ к стрелочному индикатору при работе инструментом. Однако их неоспоримым преимуществом является возможность установки момента затяжки с максимальной точностью до десятых и даже сотых долей Нм