Висока надійність і довговічність сучасних конструкцій визначається застосуванням прогресивних матеріалів і технологічністю складальних операцій, де величезну роль приділяється факторам точності і контролю.
За останні десятиліття динамометрический інструмент дуже динамічно розвивається, особливо у високотехнологічних областях: космонавтика, авіація, мікроелектроніка, високоточна механіка, складальне виробництво та ін.
Змінюються типи і видозмінюються конструкції динамометричних викруток - значно розширилися межі і області їх застосування.
Ми вирішили розібратися у всій різноманітності сучасного високоточного прецизійного інструменту. Цікавих статей по цій тему не знайшли, а тому інформацію про нові напрямки і подробиці конструкцій в основному шукали в описах і буклетах компаній-виробників інструментів.
Наша стаття оглядова і ми постаралися зібрати максимальну кількість різних видів і модифікацій сучасних динамометричних викруток. Думаємо, що буде цікаво.
Класифікація і конструктивні особливості динамометричних викруток.
Перша динамометрична викрутка була запатентована компанією Saltus-Werk Max Forst GmbH з Німеччини в 1939 році - на 20 років пізніше винаходу динамометричного ключа.
Функціонально динамометричні викрутки є логічним продовженням і відмінним доповненням моментним ключам і призначені для застосування контрольованого крутного моменту до різьбових кріпильних з'єднань.
Вони мають схожі конструктивні механізми та цілі, тільки моментні викрутки працюють з невеликим і наддрібних кріпленням і виконані набагато компактніше і мініатюрніше ключів.
- Діапазон крутного моменту динамометричних викруток знаходиться в межах 0,2 СНМ до 20 Нм
- Точність, як правило, ± 6%, хоча є надточні конструкції з похибкою до 1% (про що нижче).
Обмежувач крутного моменту викрутки.
Динамометричні викрутки мають кілька типів механізмів обмеження, в тому числі:
- cam-over "кулачковий механізм"
Цей обмежувальний механізм найчастіше застосовується в ручних динамометричних викрутках: спрацьовування засувки сигналізує про те, що максимальний крутний момент був досягнутий. - cushion clutch "фрикційна муфта"
Цей механізм широко застосовується в електричних і пневматичних викрутках.
Робота обмежувача аналогічна кулачкового механізму, в якому після досягнення остаточного крутного моменту і спрацьовування обмежувача, обертання з ковзанням триває до тих пір, поки оператор не зупинить обертання. - auto shutoff "автоматично відключаємий механізм відсічення".
Механізм автоматичного відсічення повністю відключає інструмент при досягненні максимального крутного моменту.
Автоматичний обмежувач призначений для критично важливих додатків зусилля.
Вони забезпечують управління передачі крутящіего моменту з високою точністю і дозволяють зменшити споживання енергії за рахунок усунення холостого ходу.
Більшість з цих типів обмежувачів використовуються в електричних, пневматичних і імпульсних викруток, ручних і бездротових акумуляторних викруток.
Кожен тип механізмів має можливість попередньої установки заданого значення крутного моменту. Для професійного застосування інструмент повинен бути сертифікований в офіційній калібрувальній лабораторії, щоб перевірити його крутний момент на виході.
Приєднання робочого інструмента до викрутки має різні варіанти:
- Приєднувальний квадрат (як правило на 1/4 ") для кріплення головок
- Адаптер із швидкозмінним з'єднанням під кріплення біт
- Змінні жала-біти викрутки
Детальніше про типи і класифікації динамометричних викруток:
Ручні динамометричні викрутки
Класифікацію динамометричного інструменту і нормовані похибки вимірювань крутного моменту можна знайти в європейських стандартах EN ISO 6789, BS EN 26789 і ГОСТ Р 51254-99.
У США працює стандарт ASME B107.14M, який має деякі відмінності від європейських.
Згідно ISO 6789 (і ГОСТ) можна виділити наступні типи динамометричних викруток:
Type 1: Indicating - ключі моментні шкальні, в тому числі номер 258 по ГОСТ 29308, (додаток А):
- Class D: динамометрична викрутка, інформацію можливостей відтвореного моменту в якій отримують по вимірювальній шкалі, розміщеної на корпусі безпосередньо по деформації пружного елемента;
- Class Е: викрутка, деформація пружного елемента якої перетворюється в електричний сигнал;
Type 2: Setting - ключі моментні граничні, в тому числі номер 259 по ГОСТ 29308 (додаток Б):
- Class D: викрутка з регулюванням відтвореного крутного моменту, що містить шкалу (циферблат) для його установки;
- Class Е: викрутка, жорстко відрегульована на відтворення одного значення крутного моменту;
- Class F: викрутка з регулюванням у певному діапазоні відтвореного крутного моменту без шкали.
Точність установки моменту, згідно стандартів ISO 6789 і ГОСТ Р 51254-99 по всіх класах викруток повинна знаходиться в межах ± 6%.
Відзначимо, що американський стандарт ASME пред'являє більш жорсткі вимоги:
- похибка ± 4% при моментах 20-100% від максимального значення і
- похибка ± 0.8% (± 1.2%) при моментах менших 20% від максимального значення
Шкальні динамометричні викрутки
Викрутки з вимірювальною шкалою були винайдені одними з перших, як і стрілочні динамометричні ключі.
Але вони до сих пір популярні завдяки простоті використання і прямому баченню прикладного моменту.
Сучасні викрутки шкального типу випускають багато виробників.
Вони прості, зрозумілі і забезпечують пряму індикацію крутного моменту.
Викрутка має подвійну шкалу зі стрілочним покажчиком прикладного моменту і фіксацією максимального значення.
Застосовуються шкальні викрутки для невеликих різьбових з'єднань з моментом 0,2 СНМ - 16 Нм.
Викрутки досить точні - від 6% до 3% похибки.
Області застосування - електроніка, точна механіка, космонавтика.
Динамометричні викрутки граничного типу
Це самі розповсюджені викрутки з необмеженою областю застосування.
Вони охоплюють широкий діапазон моментів - від 0,2 СНМ до 20 Нм і можуть працювати як з великим так і мікроскопічним кріпленням.
Розрізняють:
- граничні викрутки з фіксованим зусиллям, в яких значення каліброваного моменту встановлюється на заводі-виробнику
- динамометричні викрутки з регульованим моментом, що дозволяють використовувати їх в більш гнучко - в широкому діапазоні зусиль, визначеному типорозміром інструменту.
Викрутки мають вбудований механізм обмеження зусилля, який не дозволяє перевищити встановлений момент і при його досягненні передає відчутний сигнал на руку.
Граничні викрутки з попередньо встановленим каліброваним моментом найчастіше застосовуються на складальному виробництві.
Вони точні, надійні і не мають шкали.
Перекалібровка викруток виконують на заводі-виробнику або в спеціалізованій сертифікованої організації.
Регульовані викрутки універсальні, зручні і звичні.
Граничне значення моменту встановлюється просто і швидко - за допомогою шестигранника або установочного інструменту (сетера).
Показання моменту при його установці зчитують мікрометричною шкалою (як і у більшості моментних ключів клацанного типу) або повзункового шкалою (можливі і інші різновиди).
Дизайн викруток надзвичайно різноманітний:
Крім прямих моделей випускаються викрутки з пістолетною рукояткою, Т-образні, а також мікроотверткі-метелики під пальці. Ергономіка сучасних динамометричних викруток також на вищому рівні.
Діелектричні і антистатичні моментні викрутки
Для роботи з високовольтними конструкціями випускаються спеціальні захищені діелектричні моментні викрутки VDE, що працюють з напругою до 1000 В. Їх конструкція виконана за всіма правилами і вимогам. що пред'являються до діелектричних інструменту VDE, включаючи всі аксесуари та насадки.
Для спеціальних умов до вимог роботи з різьбовими з'єднаннями, які схильні до електростатичного заряду виробляються моделі антистатичних моментних викруток з компонентними рукоятками, які відводять статичний заряд.
Є також і немагнітні моментні викрутки, виконані зі спеціальних сплавів - вони особливо важливі в медицині.
Електронні динамометричні викрутки
Електронні динамометричні викрутки - інструмент вищої якості і з чудовою точністю.
Вони також гарні і функціональні як і електронні динамометричні ключі: їх точність контролю моменту значно перевищує стандарти для механічних викруток: похибка вимірювань моменту від 2% до рекордних 0,5%.
Аналізуючи конструкції електронних викруток різних виробників ми умовно розділили їх на 3 групи:
- Цифрові механіко-електронні моментні викрутки, що мають цифровий дисплей, на якому виводяться показники моменту. Вони компактні, зручні і прецизійні: їх точність на рівні 1-2%
- Програмовані електронні динамометричні викрутки вищої точності: 1% - 0,5%
- Програмовані моментні викрутки з виносним контроллером
Переваги електронних викруток:
- Чудова точність ± 2% і вище
- Великий зручний дисплей
- Сигналізації: акустичний сигнал і світлова індикація
- Вибір одиниць вимірювань: lb-in, oz-in, kg-cm, N-cm і N-m
- Функції: Одиничний вимір, максимальне, мінімальне та середнє значення
- Вбудована пам'ять на 400-1000 значень моментів затягування
- Передача даних на ПК через USB інтерфейсу або бездротовий зв'язок Bluetooth
- Акумулятори викруток - з хорошим ресурсом (до 30 годин безперервної роботи), з автоматичним вимиканням (через 3 хв.) І індикацією зарядки.
Електронні програмовані динамометричні викрутки з виносним контроллером мають ще більший потенціал і можливості.
За допомогою програмного забезпечення з ПК можна програмувати до 99 варіантів моментів предустановки, все - з окремими мінімальними і максимальними межами або відсотками допусків.
Електричні динамометричні викрутки
Приводні моментні викрутки: електровикрутки, пневмовикрутки, а також імпульсні і акумуляторні гвинтоверти з контролем моменту складають величезний клас сучасного прецизійного монтажного інструменту для масового складального виробництва.
Моментні електровивертки для складального виробництва випускаються в широкому діапазоні зусиль і мають конструктивні особливості - в залежності від специфіки вимог різьбових з'єднань і області застосування:
Електровивертки 220В і 36В:
- Моделі: прямі, пістолетні, кутові
- Діапазон моментів 0,6 - 6,4 Нм.
- Швидкість 500 - 2500 об / хв
- Відключення - по току.
- Пуск натисканням і важелем
- Контролер моменту і циклів затяжки
Нізкомоментние гвинтоверти 12В і 24В
- Прямі моделі,
- Є антистатичні моделі ESD
- Діапазон моментів 0,005 - 2,5 Нм
- Швидкість 500 - 1350 об / хв
- Пуск важелем, моделі з плавною зупинкою
- Контролер моменту і циклів затяжки
Прецизійні гвинтоверти
- Безщітковий електродвигун з муфтою відключення
прямі моделі - Є антистатичні моделі ESD
- Діапазон моментів - 0,05 - 8 Нм (40 Нм).
- Швидкість 650 - 3000 об / хв
- Пуск кнопкою, натисненням і важелем
- Моделі з плавною зупинкою
- Моделі з вбудованим чіпом пам'яті
- Контролер моменту і циклів затяжки
У переліку представлені типові серії електричних гвинтовертів - при вивченні програми кожного конкретного виробника можна гаму інструментів значно розширити або уточнити.
Контролери і програмно-керовані гвинтоверти, автоматизація процесу складання
Для масового виробництва важливий не інструмент сам по собі а комплексна система, що працює на отримання максимального результату - зі 100% контролем якості технологічного процесу.
Із застосуванням програмних контролерів забезпечення якості і контроль процесу складання виконується за допомогою розширених функцій управління інструментом.
Пояснимо на наочному графіку - зміна моменту в процесі затягування з'єднання.
На 3 основних етапи процесу контролюються і регулюються різні параметри:
1 - установка гвинта:
Фіксується момент і кут обертання. Якщо отвір або кріплення неякісне - подається сигнал і відзначається помилка.
2 - Закручування гвинта:
Контролюється і регулюється кут (швидкість і число оборотів) і моніториться момент.
Залежно від матеріалу можна підбирати швидкість обертання, якщо є брак різьблення - змінюється момент і це відразу фіксується.
3 - Затягування кріплення:
Від точки посадки починається затягування кріплення, - момент зростає.
Контролюється і регулюється момент і моніториться кут (швидкість) - до моменту затягування.
Всі параметри процесу програмуються і управляються. Оператор отримує сигнали - світлові та звукові.
У масовому виробництві так контролюється кожне з'єднання, і все збірки в партії з лічильником циклів.
По закінченню всього процесу складання фіксуються всі відхилення і порушення в партії: дані обробляються, виводяться в докладні звіти і архівуються.
Контролери компактні, зручні - випускається широка гама цього обладнання для роботи з електричним, пневматичним і ручним інструментом.
Контролер може працювати з групою інструментів, керуючи послідовністю і стратегією складальних операцій.
Подальший розвиток теми автоматизації процесів складання - застосування різних маніпуляторів для збільшення швидкості виконання операцій - аж до роботизованих комплексів, але це вже інша тема.
Акумуляторні моментні гвинтоверти
Завдяки революційного прогресу в акумуляторному інструменті з'явилася широка гама гвинтоверти для індустрії і складального виробництва.
Інноваційні акумуляторні шуруповерти легкі, ергономічні і автономні, обладнані вбудованими датчики моменту і кута і з успіхом застосовуються на найвідповідальніших складальних операціях.
Сучасні моментні акумуляторні гвинтоверти мають ряд переваг:
- Акумуляторні шуруповерти мають вбудовані датчики і використовують передові стратегії затягування контролю крутного моменту і / або кута.
- Бездротовий зв'язок для дистанційного керування, передачі і архівації даних в реальному часі
- Налаштування інструментів проводиться за допомогою вбудованої клавіатури, через USB-порт або по бездротовому зв'язку з ПК за допомогою програмного забезпечення.
- Гвинтоверти програмуються оператором і мають ряд різних конфігурацій параметрів: крутний момент / кут / швидкість.
- Вбудований багатофункціональний ЖК-дисплей і клавіатура для швидкого налаштування
- Є моделі з вбудованою платою управління - немає необхідності використовувати контролер
- Гнучкість налаштувань і можливості програмування викруток дозволяє використовувати їх індивідуально і в складі системи збирання - з передачею даних по бездротовому каналу зв'язку.
Пневматичні викрутки з контролем моменту
Сучасні пневматичні шурупокрути високотехнологічні та надійні.
Пневмоотверткі з контролем крутного моменту складають окремий клас прецизійного інструменту і широко застосовуються в багатьох галузях, в тому числі при складанні в масовому виробництві.
Асортимент шуруповертов величезний:
- Випускаються прямі моделі, з пістолетною рукояткою і кутові гвинтоверти
- Діапазон моментів широкий - від 0,4 до 20 Нм (і вище).
- Швидкість - від 250 до 2000 оборотів в хв.
- Пневмоінструмент виконаний в кращих традиціях ергономіки, легкий і зручний.
- Пневмовикрутки мають схожі серії - як і електрошуруповерти: починаючи від нізкомоментних для дрібного кріплення - і до навантажених гвинтоверти.
- Контроль моменту - з використанням регульованої муфти відключення або фрикційної муфти. Є моделі з прямим приводом - з регулюванням повітрям.
- На складальних операціях для більш точного управління технологічним процесо застосовують контролери.
- Контролери використовуються для контролю помилок, підрахунку числа циклів і партій, а також для контролю за операціями затягування різьбових з'єднань. Контролер виконує функції контролю помилок і не призначений для вимірювання або настройки моменту затягування.
Де купити динамометричні викрутки в Україні?
Компанія Автомеханика спеціалізується в першу чергу на інструменті для автосервісу, а тому усієї гами викруток, представлених в даній статті ми не зможемо, але все-таки орієнтуємося в предметі і в виробниках.
Сьогодні в нашому асортименті:
Професійні ручні динамометричні викрутки від кращих світових виробників - Snap-on США і Hazet Німеччина.
Звертайтеся - завжди будемо раді допомогти.
