Śruby, nakrętki i inne elementy złączne wymagają kontrolowanej siły docisku. Zwrócenie uwagi na wartości momentu obrotowego zapewni lepszy, spójny standard pracy i pomoże zachować bezpieczeństwo. W nowoczesnym warsztacie niejedno narzędzie dynamometryczne jest kluczowym elementem ustandaryzowanych czynności. Dlaczego nieocenionym, gdy zadbać o reputację naszych usług?

Połączenia gwintowe należą do grupy gwarantujących łatwy demontaż, wydajność oraz niski koszt – i to ich zasadniczy walor. To dzięki nim rozliczne części w pojeździe można wymontować celem naprawy czy wymiany na nowe. Skądinąd dowolnego rodzaju gwinty podlegają degradacji. Zazwyczaj dużo wcześniej przyjdzie nam wymienić nakrętkę czy śrubę na nową.

Tego typu połączenia kształtowe o pożądanych parametrach podlegają normalizacji i z uwagi na wielość zastosowań przemysłowych można je pogrupować. Długość uzwojenia i skok gwintu to tylko jeden z parametrów zbioru tworzącego kilkanaście rodzajów gwintów (np. ze względu na sposób skręcania – gwint prawy/lewy). Gwint to śrubowe nacięcie na wewnętrznej albo zewnętrznej powierzchni: walca, stożka. Pojazd to połączenie wielu rodzajów śrub, nakrętek, docisków, zacisków mimośrodowych, adapterów itd. Połączenia gwintowe są bardzo wygodne i powszechnie stosowane w motoryzacji od zarania dziejów. A co się zmieniło? 

Udział krytycznych dla bezpieczeństwa połączeń tego typu wzrósł, mając na uwadze osiągane przez pojazdy (wyższe) prędkości. Przemysł motoryzacyjny notuje ustawiczny wzrost rygorystycznych wymagań dotyczących tolerancji. Krytyczny punkt plastyczności dziś szczególnie zyskuje na znaczeniu, mając na uwadze hybrydowy rodzaj łączonych elementów, np. stal/kompozyt. Stały wzrost wymagań inżynieryjnej dokładności, powtarzalności i niezawodności jest wystarczającym powodem, by w warunkach warsztatowych stosować podobne procedury co na liniach montażowych. Klucze dynamometryczne to najistotniejsze narzędzia dla osiągania wymaganej precyzji. I tu dochodzimy do wyczekiwanego standardu prac w nowoczesnych warsztatach. 
Dlaczego w branży aftermarketowej narzędzia dynamometryczne są po prostu nieodzowne? Dlaczego znacznik kontroli jakości, stosowany powszechnie na liniach montażowych, pełni niebagatelną rolę w budowaniu reputacji naszych kompetencji na rynku wtórnym? Dlaczego po dokręceniu właściwym momentem obrotowym zawsze warto oznaczyć połączenie przysłowiowym markerem?

Klucze dynamometryczne służą do kontrolowanego dociągania śrub oraz do pomiarów kontrolnych. Nawet niewielkie odchylenie od zalecanej wartości momentu obrotowego może mieć poważne konsekwencje. Jest to szczególnie groźne w przypadku połączeń krytycznych, takich jak te występujące w konstrukcjach nośnych czy mocowaniu kół

Moment dokręcania zwieńczony pieczęcią rzemiosła
Zaznaczanie elementów złącznych jest pożądanym zwyczajem, gdy mieć na uwadze np. ewentualne spory typu: czy aby na pewno ta część samochodowa była wymieniana/naprawiana? Oznaczanie elementów mocujących markerem może zaoszczędzić czas, pozwala też uciąć dyskusję na czas reklamacji usług. A nam? Pozwala upewnić się, że praca została wykonywana zgodnie z najwyższymi standardami. 
Swoją drogą, nie bez powodu praktykanta winien sprawdzić mistrz, a w przypadku krytycznych elementów, takich jak np. korki spustowe w miskach olejowych czy elementy hydrauliczne w układzie hamulcowym, obowiązuje procedura, by minimalizować ryzyko błędu ludzkiego, więc wszystkie połączenia sprawdza przynajmniej dwoje ludzi. Dobrze też patrzeć na ręce, gdy zadanie polega na wkręceniu/łączeniu elementów, takich jak głowice silnika, gdzie równomierne rozłożenie sił na całej powierzchni elementu wg metody „krzyżowej” decyduje o pewności przylegania.
Poprawnie dokręcone śruby czy nakrętki znakuje się i uszczelnia na linii montażowej. Analogicznie, codziennie łączymy części ze ściśle kontrolowaną siłą, bo zgodnie z instrukcjami konserwacji producenta – bacząc, by gwint nie był przeciągnięty, ale też eliminując ryzyko poluzowania. Pojazd to przykład połączeń wielu rodzajów śrub, nakrętek, docisków, zacisków mimośrodowych, adapterów itd. Niedokręcone elementy złączne z pewnością poluzują się w normalnych warunkach pracy z powodu wibracji. Z kolei nadmierne dokręcanie elementu złącznego może rozciągnąć go poza elastyczność materiału.
Zrozumienie, jak działają elementy złączne i dlaczego prawidłowe dokręcanie polega w rzeczywistości na rozciąganiu go na tyle, aby uzyskać maksymalną siłę zacisku, jest połową sukcesu. „Dokręcanie zgodnie ze specyfikacją” odnosi się do dokręcania dowolnego elementu mocującego zgodnie z momentem obrotowym – lub „specyfikacją” – określonym przez producenta. Dopiero w połączeniu z „postawieniem pieczęci” można mówić o kompleksowym spełnieniu standardu prac inżynieryjnych.

Swoją drogą, do zakupu kluczy dynamometrycznych zachęca się np. miłośników jednośladów, a niektóre z lepszych rowerów szosowych są nawet w nie wyposażane. Trzeba wiedzieć, że mechanicy rowerowi rejestrują uzyskane momenty dokręcenia na arkuszach „kontroli przed dostawą” roweru i w fakturach serwisowych, a mechanicy wykonujący prace konserwacyjne floty rowerów rejestrują interwały serwisowe, a co za tym idzie – również kontrolują momenty docisku. A na pewno taki reżim obowiązuje w renomowanych markach producenckich i autoryzowanej sieci dystrybucji.
Branża rowerowa wydaje się wymagać ogólnie mniej rygorystycznych kontroli w porównaniu z branżą lotniczą. Gdzieś pośrodku (w skali odpowiedzialności) lokuje się warsztat samochodowy. A może faktycznie zabiegom konserwacyjno-zapobiegawczym na aftermarket automotive bliżej do inżynierii lotniczej? Wszak o katastrofę w ruchu drogowym nietrudno, gdy zawiedzie połączenie śrubowe. 

Nawet najlepszy klucz nie wystarczy. Dopiero komplet, składający się np. z sześciu narzędzi, oferuje zakres pomiarowy od 12 Nm do 400 Nm, co sprawia, że są idealne do różnych zastosowań przy naprawie maszyn i pojazdów. Tu zakres nieskalibrowany (wartość liczbowa jest czerwona) dla elektronicznego klucza dynamometrycznego z cyfrowym wskaźnikiem, którego maksymalny moment obrotowy jest wysoki – to 340 Nm

Niepewne zespolenie to niepowetowane straty
Jak już wiemy, dokumentowanie wartości momentu w historii procesu montażowego jest ważne dla zidentyfikowania i rozwiązywania potencjalnych problemów. Kilka słów więcej o narzędziach kluczowych dla spełniania norm określonych w instrukcjach naprawczych. Od razu wspomnijmy, że intensywnie użytkowany klucz dynamometryczny może nie być już dokładny, stąd potrzeba ponownej kalibracji – zwyczajowo wymaganej rokrocznie.
Mówimy zwykle: klucz dynamometryczny. A przecież dynamometryczne są także inne narzędzia „do dokręcania”.Wkrętaki zyskały od całkiem niedawna status takiego precyzyjnego narzędzia. Są niebywale poręczne, tj. mieszczą się w dłoni. Pozwalają operować w miejscach trudno dostępnych dla kluczy. Przykładowo, we wkrętakach dynamometrycznych Wera Kraftform Safe-Torque Speed 7510 i 7515 zastosowano 5-stopniowe mechanizmy zapadkowe, które umożliwiają ustawienie 5 różnych momentów obrotowych w zakresach 1-3 Nm (Kraftform Safe-Torque Speed 7510) i 2-6 Nm (Kraftform Safe-Torque Speed 7515). Oba narzędzia mają blokadę mechanizmu (Torque Lock), co pozwala na ich wykorzystanie jako tzw. standardowych wkrętaków. Takie o bardziej kompaktowej budowie to nierzadko modele z wymiennymi nasadkami śrub sześciokątnych, śrub imbusowych, śrub kołnierzowych itd. Są niebywale ergonomiczne i minimalizują wysiłek potrzebny do wykonywania pokręceń, co jest szczególnie ważne w przypadku precyzyjnych prac. Docenimy wtedy pewny chwyt korpusu ustawiony w linii ze śrubą. Klucz liniowy jest szczególnie przydatny do dokręcania śrub w głębokich wnękach. A niektóre modele kluczy dynamometrycznych umożliwiają przesuwanie głowicy pod różnymi kątami, co zapewnia jeszcze większą elastyczność zastosowań.

Klucze dynamometryczne występują w różnych typach i zakresach momentu obrotowego. W warsztatach mechaniki pojazdowej przyda się niejeden, bo też trudno o jeden do wszystkich zastosowań, który jednocześnie ogarniałby szeroki moment, np. w zakresie 40-300 i więcej nanometrów. Do precyzyjnych prac przyda się przynajmniej jeden pracujący w najniższych zakresach, tj. 0-20 Nm. A im cięższe, im większe pojazdy, tym większa potrzeba zakupu nowych. 
I tu warto wspomnieć o deklarowanej tolerancji błędu narzędzi – co innego błąd rzędu ± 2%, a co innego ± 10% i więcej. Niektóre produkty okazują się dość dokładne, szczególnie przy niższych ustawieniach. Inne dla kierunku ruchu wskazówek zegara osiągają wyższą dokładność (np. ± 2%), podczas gdy w kierunku przeciwnym przedział błędu rośnie (np. ± 3%). To istotne, skoro idzie o to, by za każdym razem mieścić się w wyznaczonym przedziale siły. Renomowane klucze są produkowane, testowane i certyfikowane zgodnie z normami ISO 6789-1:2017 oraz ISO 6789-2:2017, a ponadto zapewniają dokładność pomiaru na poziomie ± 3%, co przewyższa standardowe wymogi ± 4%.
Klucze różnią się także ze względu na sygnalizację osiąganego momentu. Jedne robią to przez wyraźnie słyszalne kliknięcie. Klucz łamany wyposażony jest w zawias, który po osiągnięciu zadanej wartości siły łamie się o 20° – to sygnał, że zadanie zostało wykonane. Tego typu narzędzia są popularne ze względu na prostotę obsługi i niewygórowaną cenę. Powiadomienia o osiągnięciu żądanej wartości momentu obrotowego mogą być realizowane na jeden lub więcej sposobów: sygnałem dźwiękowym, wibracją w uchwycie, migającym światłem na ekranie lub kombinacją tych metod.
Cyfrowy klucz dynamometryczny jest najdokładniejszy i najłatwiejszy w użyciu, ale zwykle też najdroższy. Klucze elektroniczne to bardziej zaawansowane narzędzia, które umożliwiają dokładniejszy odczyt momentu obrotowego na wyświetlaczu cyfrowym. Dodatkowo niektóre modele oferują możliwość zapamiętywania ustawień czy właśnie rejestrowania pomiarów – ów walor docenimy, gdy prowadzimy historię napraw dokonywanych w pojeździe.

We wkrętakach dynamometrycznych Wera do ustawiania jednego z 5 momentów obrotowych i blokowania mechanizmu zapadkowego służy wygodna w obsłudze regulacja suwakowa w uchwycie. O wybranym momencie obrotowym informuje przypisana mu liczba całkowita od 2 do 6, która pojawia się we wskaźniku regulacji. Z kolei o załączeniu blokady (Torque Lock) powiadamia jej ikona. Zastosowanie w prezentowanych wkrętakach dynamometrycznych Wera Kraftform Safe-Torque Speed 7510 i 7515 mechanizmu zapadkowego wyeliminowało konieczność ich zerowania po wykonanej pracy, co jest konieczne w przypadku tego typu narzędzi wykorzystujących mechanizm sprężynowy

Niejeden klucz dynamometryczny
Praca z narzędziami dynamometrycznymi wymaga staranności – także dlatego, że potrafią kosztować nie kilkaset złotych, ale nawet 10 razy więcej. Wymagają odpowiedniego przechowywania – te najdroższe w futerałach. Skądinąd lubią czystość miejsca pracy. I nie może być inaczej, skoro nawet drobne zanieczyszczenia, takie jak rdza, smary czy inne resztki, mogą wpłynąć na dokładność pomiaru.
W warsztacie najczęściej przyjdzie nam pracować z kluczami 1/2”, 3/8” i 3/4”. Wskazany rozmiar odnosi się do kwadratowego otworu, w którym mocuje się nasadki. Klucz dynamometryczny o mocowaniu 1/2” jest najpopularniejszy, idealny do prac motoryzacyjnych i ogólnej konserwacji. Taki 3/8” jest nieco mniejszy, idealny do precyzyjniejszych zadań lub pracy w ciasnych przestrzeniach, podczas gdy 3/4” przeznaczony jest do zadań ciężkich.
Do intensywnego użytku? Warto zainwestować w narzędzia renomowanych marek, by wspomnieć: Draper, Stahlwille, Snap-on, Bahco, Knipex, Wera, Würth, ale też np. King Tony, która zdobyła uznanie wśród profesjonalistów ze względu na wyjątkową jakość i precyzję produktów. Dużo bardziej budżetowe propozycje to np. Yato czy Neo.

Rafał Dobrowolski
Fot. materiały: Hoffmann Supply Chain GmbH & Co. KG, Wera, Würth