Чем заменить динамометрический ключ
Самодельный динамометрический ключ: как сделать своими руками
Время на чтение: 6 минут
Каждому опытному автолюбителю или профессиональному мастеру известно, что многие детали в автомобиле требуют особого усилия при затяжке. Так, если на гайку будет передан момент, недостаточный для её полного затягивания, она может разболтаться при движении, и, напротив, перетянув крепёж, можно обеспечить деформацию детали.
Именно поэтому динамометрический ключ — одна из важнейших составляющих набора инструментов каждого специалиста. Однако стоит он достаточно дорого, и некоторые умельцы изготавливают инструмент своими руками.
Динамометрический ключ
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.
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 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.
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:
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.
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.
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.
Как осуществляется измерение затяжки
Чтобы корректно измерить затяжку при помощи самодельного прибора, необходимо выполнить несколько простых правил:
Основные ошибки при изготовлении ключа
Любой высокоточный инструмент не может быть изготовлен совсем без ошибок, так как у мастера под рукой нет ни точных разработок, ни чертежей, и всё это может привести к некорректным измерениям и поломке деталей авто впоследствии. Однако многие профессионалы имеют ответы и на этот счёт, предлагая автолюбителям ряд рекомендаций для того, чтобы минимизировать ошибки и неточности, в частности:
Таким образом, при использовании самоделки на мастере лежит гораздо больше ответственности, потому что прибор не может обладать теми функциями по автоматическому ослаблению усилия, как покупной аналог.
Станция техобслуживания
Самодельное устройство лучше всего применять для контроля за натяжением болтов, если возникают сомнения. При необходимости контроля затяжки на какой-либо сложной составной детали автолюбителю всё-таки следует обратиться в СТО для проведения диагностики и ремонта, не производить замену важных компонентов у себя в гараже, потому что самовольное вмешательство может стоить гораздо дороже, чем сэкономленные на ключе средства.
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.
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.
Почти динамометрический ключ 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.
Принцип работы инструмента
Полуавтоматические динамометрические ключи напоминают по форме и конструкции обычный ключ с трещоткой, который используется под торцовые головки. Единственным существенным отличием от своих «собратьев» является наличие специального храпового механизма, который дает возможность встроенной шестерне крутиться в двух направлениях.
Например, чтобы вернуть рукоятку инструмента назад после полного оборота, нужно приложить относительно небольшое усилие. А вот, чтобы затянуть гайку следует приложить немного больше усилия.
Когда достигается необходимое значение, шестеренка трещотки попросту начинает проскакивать (при этом слышен характерный звук), в результате чего гайка или болт больше не затягивается. Таким образом, исключается вероятность того, что резьба сорвется.
Динамометрические ключи со шкалой измерения прилагаемого усилия по умолчанию не обладают возможностью ограничения крутящего момента при достижении заданного значения. В данном случае этот момент необходимо контролировать самостоятельно при помощи механической или электронной цифровой измерительной шкалы.
Самодельный почти динамометрический ключ, в зависимости от конструктивного исполнения, может работать по примеру первого и второго варианта, описанных выше.
Зачем считают Ньютоны и метры
Перед тем, как приступить к изготовлению простого самодельного динамометрического ключа для затягивания болтов и гаек, необходимо будет провести некоторые расчеты. К примеру, чтобы добиться крутящего момента затяжки величиной 10 Н*м, надо приложить усилие, равное одному килограмму силы, к рычагу или плечу длиной 1 метр.
Вот только в условиях домашней мастерской или гаража метровый рычаг — не самый практичный и удобный вариант. В идеале лучше использовать плечо в пределах 20–50 см. И для того, чтобы правильно рассчитать, какое усилие необходимо приложить на рычаг для достижения требуемого момента затяжки, надо посчитать Ньютоны и метры.
Впрочем, вдаваться в дебри математических уравнений вовсе не обязательно. Нужные величины можно без проблем рассчитать в пропорциональном соотношении. То есть, если брать за основу, что для получения крутящего момента 10 Н*м, нужно приложить усилие 1 кг на метровый рычаг, то аналогично легко подсчитать, какое усилие надо будет приложить на рычаг меньшей длины.
Чем короче используемый рычаг, тем большее усилие требуется приложить для затягиваний болта или гайки — это, так сказать, аксиома. К примеру, если вместо метрового, вы используете рычаг длиной 50 см, то для получения крутящего момента 10 Н*м нужно приложить усилие, равное 2 кг.
Если вы используете рычаг длиной, например, 22 см, то усилие будет составлять уже 4,5 кг. Иными словами, нужно крутящий момент (10 Н*м) поделить на длину рычага (в данном случае — 0, 22 м) и умножить на 0,1. Используя эту простую формулу, можно без проблем рассчитать, какое конкретно усилие требуется приложить для затяжки гайки.
Купить или сделать?
В процессе выполнения ремонтных работ по обслуживанию авто практически каждый владелец транспортного средства сталкивается с тем, что необходимо закрутить болт или гайку, приложив определенное усилие, а динамометрического ключа под рукой нет. Не бежать же в магазин, чтобы купить дорогой инструмент, попользоваться им 20–30 минут и забыть на год.
Поэтому самый оптимальный вариант — изготовить самодельный динамометрический ключ для затягивания гаек и болтов. Причем можно изготовить инструмент наподобие трещотки с храповым механизмом, а также сделанный по аналогии с более простой конструкцией — с использованием обычных ручных весов.
Самодельный динамометрический ключ без шкалы
Данный вариант самодельного ключа не имеет шкалы, как на заводском динамометрическом, но момент затяжки на нём все-таки можно отрегулировать. Этот простой ручной инструмент используется для приложения одинакового усилия при закручивании гаек и болтов. Благодаря системе, которая срабатывает при определённой нагрузке, становится понятно, что достигнут нужный предел. О том, как сделать динамометрический ключ своими руками, читайте ниже.
Этот инструмент очень прост в изготовлении, при этом он может быть гораздо надёжнее заводских ключей, и даёт большой момент при затяжке гаек или болтов, благодаря длине рукоятки. Чтобы сделать самодельный динамометрический ключ без шкалы самому, потребуются очень простые и доступные материалы:
К стальной полдюймовой трубке привариваем «уши», изготовленные из металлической пластины толщиной 5 мм. Между пластинами помещаем толстостенную шайбу и фиксируем ее при помощи стального «пальца».
Внутрь трубки устанавливаем толкатель с шариком от подшипника (в нем предварительно нужно сделать небольшое углубление, равное ½ диаметра шарика). Вслед за толкателем устанавливаем пружину и прижимаем болтом с гайкой, которая приваривается к торцу полдюймовой трубки. Еще одно углубление под шарик необходимо сделать в самой толстостенной шайбе.
На последнем этапе работ к шайбе останется только приварить рычаг — например, из небольшого отрезка трубы. Обратите внимание, чем длиннее будет рычаг, тем меньшее усилие придется прикладывать при закручивании гаек или болтов. К рычагу приваривается ключ под торцевые головки.
Прилагаемое усилие легко регулируется при помощи прижимного болта. Чем больше закручивать болт, тем большее усилие необходимо будет приложить при закручивании. Вот такой практичный самодельный динамометрический ключ без шкалы можно сделать своими руками из подручных и недорогих материалов.
Затяжка с помощью ручных весов
Как вариант, в качестве замены заводского или самодельного динамометрического ключа в виде трещотки можно взять обычный гаечный или накидной ключ. Крепим к нему ручные весы типа «кантер» или «безмен» (или можно, например, взять с цифровым дисплеем), и затягиваем болт или гайку. Тоже вполне себе рабочий вариант в домашних условиях, если под рукой нет вообще ничего.
Для затяжки гаек или болтов с определенным усилием с помощью ручных весов чаще всего будет достаточно «безмена» на 20-30 кг и отрезка стальной трубы длиной 50 см (но можно и меньше) с подходящим внутренним диаметром — не менее 25–30 мм, чтобы можно было надеть на ключ. В том случае, если требуется затяжка больших моментов, нужно подбирать соответствующие весы.
Что понадобится для работы:
Процесс затяжки
Для начала надо установить накидной или рожковый ключ на болт или гайку, а за другой конец цепляем крючок ручных весов. Заранее рассчитав необходимое усилие, тянем за кольцо весов, выдерживая при этом 90 градусов, до достижения требуемого значения.
Таким образом, даже не имея в гараже или мастерской под рукой динамометрического ключа, можно затянуть гайку и болтовое соединение с необходимым усилием и точным моментом.
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:
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):
Для изготовления понадобятся:
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.