Динамометрические отвертки: виды и особенности конструкции

Ограничитель крутящего момента отвертки.

Динамометрические отвертки имеют несколько типов механизмов ограничения, в том числе:

• cam-over "кулачковый механизм"
  Этот ограничительный механизм чаще всего применяется в ручных динамометрических отвертках: срабатывание защелки сигнализирует о том, что максимальный крутящий момент был достигнут.
• cushion clutch "фрикционная муфта"
  Этот механизм широко применяется в электрических и пневматических отвертках.
  Работа ограничителя аналогична кулачковому механизму, в котором после достижения окончательного крутящего момента и срабатывания ограничителя, вращение со скольжением продолжается до тех пор, пока оператор не остановит вращение.
• auto shutoff "автоматически отключаемый механизм отсечки".
  Механизм автоматической отсечки полностью отключает инструмент при достижении максимального крутящего момента. 
  Автоматический ограничитель предназначен для критически важных приложений усилия.
  Они обеспечивают управление передачи крутящиего момента с высокой точностью и позволяют уменьшить потребление энергии за счет устранения холостого хода.

Большинство из этих типов ограничителей используются в электрических, пневматических и импульсных отвертках, ручных и беспроводных аккумуляторных отвертках.

Каждый тип механизмов имеет возможность предварительной установки заданного значения вращающего момента. Для профессионального применения инструмент должен быть сертифицирован в официальной калибровочной лаборатории, чтобы проверить его крутящий момент на выходе.

Присоединение рабочего инструмента к отвертке имеет различные варианты:

• Присоединительный квадрат (как правило на 1/4") для крепления головок
• Адаптер с быстросменным соединением под крепление бит
• Сменные жала-биты отвертки

Подробнее о типах и классификации динамометрических отверток:

Ручные динамометрические отвертки

Классификацию динамометрического инструмента и нормированные погрешности измерений крутящего момента можно найти в европейских стандартах EN ISO 6789, BS EN 26789 и ГОСТ Р 51254-99. 

В США работает стандарт ASME B107.14M, который имеет некоторые отличия от европейских. 

Согласно ISO 6789 (и ГОСТ) можно выделить следующие типы динамометрических отверток:

Type 1: Indicating - ключи моментные шкальные, в том числе номер 258 по ГОСТ 29308, (приложение А): 

• Class D: динамометрическая отвертка, информацию о воспроизводимом моменте в которой получают по измерительной шкале, размещенной на корпусе непосредственно по деформации упругого элемента; 
• Class Е: отвертка, деформация упругого элемента которой преобразуется в электрический сигнал; 

• Class D: отвертка с регулировкой воспроизводимого крутящего момента, содержащая шкалу (циферблат) для его установки; 
• Class Е: отвертка, жестко отрегулированная на воспроизведение одного значения крутящего момента; 
• Class F: отвертка с регулировкой в определенном диапазоне воспроизводимого крутящего момента без шкалы. 

Точность установки момента, согласно стандартов ISO 6789 и ГОСТ Р 51254-99 по всем классам отверток должна находится в пределах ±6%.

Отметим, что американский стандарт ASME предъявляет более жесткие требования:

• погрешность ±4% при моментах 20-100% от максимального значения и
• погрешность ±0.8% (±1.2%) при моментах меньших 20% от максимального значения

Шкальные динамометрические отвертки

Отвертки с измерительной шкалой были изобретены одними из первых, как и стрелочные динамометрические ключи.
Но они до сих пор популярны благодаря простоте использования и прямому видению прикладываемого момента.

Современные отвертки шкального типа выпускают многие производители.
Они просты, понятны и обеспечивают прямую индикацию крутящего момента.

Отвертка имеет двойную шкалу со стрелочным указателем прикладываемого момента и фиксацией максимального значения. 

Применяются шкальные отвертки для небольших резьбовых соединений с моментом 0,2 сНм - 16 Нм.

Отвертки достаточно точные - от 6% до 3% погрешности.

Области применения - электроника, точная механика, космонавтика.

 Динамометрические отвертки предельного типа

Это самые распостраненные отвертки с неограниченной областью применения.

Они охватывают широкий диапазон моментов - от 0,2 сНм до 20 Нм и могут работать как с крупным так и микроскопическим крепежом.

Различают:

• предельные отвертки с фиксированным усилием, в которых значение калиброванного момента устанавливается на заводе-изготовителе
• и динамометрические отвертки с регулируемым моментом, позволяющие использовать их в более гибко - в широком диапазоне усилий, определяемом типоразмером инструмента.

Отвертки имеют встроенный механизм ограничения усилия, который не позволяет превысить установленный момент и при его достижении передает ощутимый сигнал на руку.

Предельные отвертки с предварительно установленным калиброванным моментом чаще всего применяются на сборочном производстве.
Они точны, надежны и не имеют шкалы.
Перекалибровку отверток выполняют на заводе-изготовителе или в специализированной сертифицированной организации.

Регулируемые отвертки универсальны, удобны и привычны. 

Предельное значение момента устанавливается просто и быстро - с помощью шестигранника или установочного инструмента (сеттера).

Показания момента при его установке считывают на микрометрической шкале (как и у большинства моментных ключей щелчкового типа) или ползунковой шкале (возможны и другие разновидности).

Дизайн отверток чрезвычайно разнообразен:

Кроме прямых моделей выпускаются отвертки с пистолетной рукояткой, Т-образные, а также микроотвертки-бабочки под пальцы. Эргономика современных динамометрических отверток также на высшем уровне.

Диэлектрические и антистатические моментные отвертки

Для работы с высоковольтными конструкциями выпускаются специальные защищенные диэлектрические моментные отвертки VDE, работающие с напряжением до 1000 В. Их конструкция исполнена по всем правилам и требованиям. предъявляемых к диэлектрическому инструменту VDE, включая все аксессуары и насадки.

Для специальных условий с требованиями работы с резьбовыми соединениями, которые подвержены электростатическому заряду производятся модели антистатических моментных отверток с компонентными рукоятками, которые отводят статический заряд.

Есть также и немагнитные моментные отвертки, выполненные из специальных сплавов - они особенно важны в медицине.

Электронные динамометрические отвертки

Электронные динамометрические отвертки - инструмент высшего качества и превосходной точности.
Они также хороши и функциональны как и электронные динамометрические ключи: их точность контроля момента значительно превышает стандарты для механических отверток: погрешность измерений момента от 2% до рекордных 0,5%.

Анализируя конструкции электронных отверток различных производителей мы условно разделили их на 3 группы:

• Цифровые механико-электронные моментные отвертки, имеющие цифровой дисплей, на котором выводятся показания момента. Они компактны, удобны и прецизионны: их точность на уровне 1-2%
• Программируемые электронные динамометрические отвертки высшей точности: 1% - 0,5%
• Программируемые моментные отвертки с выносным контроллером

Преимущества электронных отверток:

• Превосходная точность ± 2% и выше
• Большой удобный дисплей
• Сигнализации: акустический сигнал и световая индикация
• Выбор единиц измерений: lb-in, oz-in, kg-cm, N-cm и N-m
• Функции: Единичное измерение, максимальное, минимальное и среднее значение
• Встроенная память на 400-1000 значений моментов затяжки
• Передача данных на ПК по USB интерфейсу либо беспроводная связь Bluetooth
• Аккумуляторы отверток - с хорошим ресурсом (до 30 часов непрерывной работы), с автоматическим выключением (через 3 мин.) и индикацией зарядки. 

Электронные программируемые динамометрические отвертки с выносным контроллером обладают еще большим потенциалом и возможностями. 

С помощью программного обеспечения с ПК можно программировать до 99 вариантов моментов предустановки, все - с отдельными минимальными и максимальными пределами или процентами допусков.

Электрические динамометрические отвертки

Приводные моментные отвертки: электроотвертки, пневмоотвертки, а также импульсные и аккумуляторные винтоверты с контролем момента составляют огромный класс современного прецизионного монтажного инструмента для массового сборочного производства.

Моментные электроотвертки для сборочного производства выпускаются в широком диапазоне усилий и имеют конструктивные особенности - в зависимости от специфики требований резьбовых соединений и области применения: 

Электроотвертки 220В и 36В: 

• Модели: прямые, пистолетные, угловые
• Диапазон моментов 0,6 - 6,4 Нм. 
• Скорость 500 - 2500 об/мин
• Отключение - по току. 
• Пуск нажатием и рычагом
• Контроллер момента и циклов затяжки

Низкомоментные винтоверты 12В и 24В

• Прямые модели,
• Есть антистатические модели ESD
• Диапазон моментов 0,005 - 2,5 Нм
• Скорость 500 - 1350 об/мин
• Пуск рычагом, модели с плавной остановкой
• Контроллер момента и циклов затяжки

Прецизионные винтоверты

• Бесщеточный электродвигатель с муфтой отключения
• Прямые модели
• Есть антистатические модели ESD
• Диапазон моментов - 0,05 - 8 Нм (40 Нм).
• Скорость 650 - 3000 об/мин
• Пуск кнопкой, нажатием и рычагом
• Модели с плавной остановкой
• Модели со встроенным чипом памяти
• Контроллер момента и циклов затяжки

В перечне представлены типовые серии электрических винтовертов - при изучении программы каждого конкретного производителя можно гамму инструментов значительно расширить или уточнить.

Контроллеры и программно-управляемые винтоверты, автоматизация процесса сборки

Для массового производства важен не инструмент сам по себе а комплексная система, работающая на получение максимального результата - со 100% контролем качества технологического процесса.
С применением программных контроллеров обеспечение качества и контроль процесса сборки выполняется с помощью расширенных функций управления инструментом:

Поясним на наглядном графике - изменение момента в процессе затяжки соединения.
На 3 основных этапа процесса контролируются и регулируются разные параметры:

• 1 - установка винта: 
  Фиксируется момент и угол вращения. Если отвертстие или крепеж некачественный - подается сигнал и отмечается ошибка.
• 2 - Закручивание винта:
  Контролируется и регулируется угол (скорость и число оборотов) и мониторится момент. 
  В зависимости от материала можно подбирать скорость вращения, если есть брак резьбы - меняется момент и это сразу фиксируется.
• 3 - Затягивание крепежа:
  От точки посадки начинается затяжка крепежа, - момент растет.
  Контролируется и регулируется момент и мониторится угол (скорость) - до момента затяжки.

Все параметры процесса программируются и управляются. Оператор получает сигналы - световые и звуковые.

В массовом производстве так контролируется каждое соединение, и все сборки в партии со счетчиком циклов. 
По окончанию всего процесса сборки фиксируются все отклонения и нарушения в партии: данные обрабатываются, выводятся в подробные отчеты и архивируются.

Контроллеры компактны, удобны - выпускается широкая гамма этого оборудования для работы с электрическим, пневматическим и ручным инструментом. 
Контроллер может работать с группой инструментов, управляя последовательностью и стратегией сборочных операций.
Дальнейшее развитие темы автоматизации процессов сборки - применение различных манипуляторов для увеличения скорости выполнения операций - вплоть до роботизированных комплексов, но это уже другая тема.

Аккумуляторные моментные винтоверты

Благодаря революционному прогрессу в аккумуляторном инструменте появилась широкая гамма винтовертов для индустрии и сборочного производства.
Инновационные аккумуляторные шуруповерты легки, эргономичны и автономны, оборудованы встроенными датчики момента и угла и с успехом применяются на самых ответственных сборочных операциях.

Современные моментные аккумуляторные винтоверты обладают рядом преимуществ:

• Аккумуляторные шуруповерты имеют встроенные датчики и используют передовые стратегии затяжки контроля крутящего момента и/или угла.
• Беспроводная связь для дистанционного управления, передачи и архивации данных в реальном времени
• Настройка инструментов производится с помощью встроенной клавиатуры, через USB-порт или по беспроводной связи с ПК с помощью ПО.
• Винтоверты программируются оператором и имеют ряд различных конфигураций параметров: крутящий момент / угол / скорость.
• Встроенный многофункциональный ЖК-дисплей и клавиатура для быстрой настройки
• Есть модели со встроенной платой управления - нет необходимости использовать контроллер
• Гибкость настроек и возможности программирования отверток позволяет использовать их индивидуально и в составе системы сборки - с передачей данных по беспроводному каналу связи.

Пневматические отвертки с контролем момента

Современные пневматические шуруповерты высокотехнологичны и надежны.
Пневмоотвертки с контролем крутящего момента составляют отдельный класс прецизионного инструмента и широко применяются во многих областях, в том числе при сборке в массовом производстве.

Ассортимент шуруповертов огромен:

• Выпускаются прямые модели, с пистолетной рукояткой и угловые винтоверты
• Диапазон моментов широк - от 0,4 до 20 Нм (и выше).
• Скорость - от 250 до 2000 оборотов в мин.
• Пневмоинструмент выполнен в лучших традициях эргономики, легкий и удобный.
• Пневмоотвертки имеют похожие серии - как и электрошуруповерты: начиная от низкомоментных для мелкого крепежа - и до нагруженных винтовертов.
• Контроль момента - с использованием регулируемой муфты отключения или фрикционной муфты. Есть модели с прямым приводом - с регулировкой воздухом.
• На сборочных операциях для более точного управления технологическим процессо применяют контроллеры.
• Контроллеры используются для контроля ошибок, подсчета числа циклов и партий, а также для контроля за операциями затяжки резьбовых соединений. Контроллер выполняет функции контроля ошибок и не предназначен для измерения или настройки момента затяжки. 

Где купить динамометрические отвертки в Украине?

Компания Автомеханика специализируется в первую очередь на инструменте для автосервиса, а поэтому всей гаммы отверток, представленных в данной статье мы не сможем, но все-таки ориентируемся в предмете и в производителях.

Сегодня в нашем ассортименте:

Профессиональные ручные динамометрические отвертки от лучших мировых производителей - Snap-on США и Hazet Германия.
Обращайтесь - всегда будем рады помочь.

Смотрите также другие наши статьи, Вас это может заинтересовать:

Гидравлические динамометрические ключи

Гидравлические шпильконатяжители

Пневматические, импульсные и электрические моментные гайковерты и ручные мультипликаторы

Электронные динамометрические ключи

Все о динамометрических ключах: виды, классификация, особенности

А Вы умеете работать с моментным ключом?