Wkrętak dynamometryczny – czym jest i jak go używać?

Czym jest wkrętak dynamometryczny?

Wkrętak dynamometryczny to narzędzie pozwalające na precyzyjne stosowanie odpowiedniej wartości momentu na połączeniu śrubowym. Zapewnia trwałe i bezpieczne wykonanie połączenia, zapobiegając jego uszkodzeniom  z powodu  zastosowania  zbyt małej siły momentu, a z drugiej strony chroniąc połączenie przed uszkodzeniem w efekcie zastosowania zbyt dużej siły podczas dokręcania. Wkrętaki dynamometryczne stosowane są do aplikacji małych wartości momentu, do prac precyzyjnych, wrażliwych na uszkodzenia w wyniku wadliwej aplikacji siły momentu. Wkrętaki dynamometryczne ręczne, zarówno w wersji mechanicznej jak i elektronicznej, pozwalają na precyzyjne dokręcanie połączeń w zakresie od 0,02 Nm do 15 Nm, a w wersji pneumatycznej nawet do 150 Nm.

Zastosowanie wkrętaków dynamometrycznych w praktyce

Wkrętaki dynamometryczne znajdują bardzo szerokie zastosowanie w każdej gałęzi przemysłu a ich  najczęstsze zastosowania to:

Proces montażu – świetnie sprawdzają się na liniach produkcyjnych i montażowych bardzo wielu produktów, pozwalają na szybką, łatwą i bezpieczną aplikację często bardzo małych wartości momentu, która byłaby nie możliwa do wykonania przy użyciu innych narzędzi. Ręczne wkrętaki dynamometryczne – np. z serii TORSIOMAX, dzięki zastosowaniu precyzyjnych sprzęgieł ślizgowych eliminują możliwość uszkodzenia połączenia, co bardzo przyspiesza proces montażu i minimalizuje ryzyko błędu operatora, zapewniając równocześnie bardzo wysoką precyzję - +/-6%. dla wykonywanych połączeń.

 Z kolei zastosowanie wkrętaków dynamometrycznych pneumatycznych pozwala na masową produkcję, niemożliwą przy zastosowaniu narzędzi ręcznych. Wkrętaki dynamometryczne pneumatyczne wyposażone są w precyzyjne sprzęgła odcinające dzięki czemu moment jest aplikowany z wysoką dokładnością +/-10% a operator nie ma wątpliwości co do poprawnego wykonania połączenia. Wkrętaki dynamometryczne pneumatyczne pozwalają też na aplikację dużych wartości momentu – nawet do 150 Nm, jest to możliwe dzięki możliwości zastosowaniu specjalnych ramion reakcyjnych, które chronią operatora, zapewniając komfort i ergonomie pracy. Dobrym przykładem w tym zakresie są wkrętaki dynamometryczne pneumatyczne marki DOGA z serii DESI / DSEL.

Ich dodatkową zaletą jest jest też to, że moment obrotowy regulowany jest przy pomocy testeru narzędzi dynamometrycznych – co chroni przed przypadkową lub nieautoryzowaną zmianą wartości momentu, eliminując w ten sposób jedno z największych ryzyk z procesu montażu.

Proces kontroli jakości – do weryfikacji już wykonanych połączeń – do tego typu zadań mogą być stosowane zarówno modele mechaniczne ze sprzęgłem ślizgowym, które np. pozwalają na szybkie sprawdzenie czy na danym połączeniu został zastosowany minimalny wymagany moment, ale jeszcze lepszym wyborem mogą być wkrętaki elektroniczne – gwarantujące 1% dokładność pomiarów, oraz możliwość zapisu wyników pomiarowych w pamięci wewnętrznej i ich dalszą archiwizację.

Prace badawcze i prototypowe – świetnie do tego nadają się wkrętaki elektroniczne marki BMS np. z serii MS lub MST. Są to wysokiej klasy wkrętaki dynamometryczne cechujące się 1% dokładnością pomiarów zarówno w prawą jak i lewą stronę (CW/CCW). Dzięki funkcjom TRACK, PEAK, PRESET operator może dokonywać pomiarów momentu obrotowego w czasie rzeczywistym, określać maksymalny moment dopuszczalny dla danego połączenia, a także dokładnie określać moment zerwania połączenia. Wszystkie uzyskane wyniki pomiarowe można zapisać w pamięci wewnętrznej wkrętaka i następnie zgrać do PC za pomocą oprogramowania dostarczanego nieodpłatnie przez producenta. Wszystkie informacje na temat tej serii dostępne są na Elektroniczne Wkrętaki Dynamometryczne.

Na co zwrócić uwagę przy wyborze wkrętaka dynamometrycznego?

Jest kilka ważnych kryteriów które użytkownik musi uwzględnić przy wyborze odpowiedniego dla swoich potrzeb wkrętaka dynamometrycznego:

• Zakres momentu w jakim wkrętak pracuje – czy obejmuje on moment który użytkownik potrzebuje aplikować i czy maksymalny moment jakim dany wkrętak dynamometryczny może uzyskać jest przynajmniej o 20% większy od maksymalnego momentu który użytkownik planuje stosować – zapewni to bezproblemowe użytkowanie i wydłuży żywotność wkrętaka.
• Typ procesu do którego wkrętak dynamometryczny będzie stosowany – czy będzie on stosowany sporadycznie – np. tylko kilka razy dziennie do wykonania określonych prac montażowych lub podczas kontroli jakości – wtedy z powodzeniem można zastosować wkrętaki dynamometryczne ręczne - mechaniczne lub elektroniczne, czy też będzie on eksploatowany bardzo intensywnie, np. w procesie seryjnego montażu – wtedy niezbędne jest zastosowanie wkrętaków dynamometrycznych z napędem pneumatycznym lub wkrętaków dynamometrycznych elektrycznych.
• Istniejące infrastruktura - Przy wyborze wkrętaków dynamometrycznych z napędem elektrycznym lub pneumatycznym istotne jest uwzględnienie istniejącej infrastruktury i kosztów eksploatacji – z reguły wkrętaki dynamometryczne pneumatyczne są tańsze w zakupie, ale wymagają dostępu do zasilania sprężonym powietrzem i utrzymywania instalacji zasilającej w odpowiednio dobry stanie, w celu zapewnienia wymaganego ciśnienia powietrza niezbędnego do ich poprawnej pracy, co generować może dodatkowe koszty podczas ich eksploatacji. Podczas gdy wkrętaki dynamometryczne elektryczne choć zazwyczaj droższe w zakupie, mają  tylko jedno wymaganie – dostęp do zasilania 230V.
• Potrzeba zbierania danych z procesu – czy wymagane jest tylko uzyskanie odpowiedniej wartości momentu na wykonanych połączeniach, bez konieczności dokumentacji – wtedy wystarczy zastosowanie standardowych wkrętaków dynamometrycznych jak np. TORSIOMAX - ślizgowe Czy też konieczna jest dokumentacja i archiwizacja aplikowanej wartości momentu – wtedy konieczne jest zastosowanie bardziej zaawansowanych rozwiązań, jak np. wkrętaki elektromechaniczne lub wkrętaki elektroniczne.

Kalibracja i konserwacja wkrętaka dynamometrycznego

Wszystkie wkrętaki dynamometryczne mechaniczne oraz elektroniczne, podobnie jak inne ręczne narzędzia dynamometryczne, zgodnie z wytycznymi normy ISO 6789;2017 podlegają obowiązkowi okresowej kalibracji co 5000 cykli lub co 12 miesięcy. Wkrętaki dynamometryczne mechaniczne nie są skomplikowanymi narzędziami i nie mają szczególnych wymagań w zakresie konserwacji, natomiast w odniesieniu do wkrętaków dynamometrycznych elektronicznych istotne jest dbanie o dobry stan przewodu między wkrętakiem a jednostką odczytu, oraz zwracanie uwagi na wyświetlacz urządzenia w celu uniknięcia jego przypadkowego uszkodzenia.

Inaczej sprawa przedstawia się w odniesieniu do wkrętaków z napędem pneumatycznym lub elektrycznym – w tym wypadku norma ISO6789:2017 nie ma zastosowania i każdy producent sam określa wymagania co do częstotliwości wykonywania kalibracji wkrętarek. Również wymagania dotyczące konserwacji są większe niż w odniesieniu do wkrętaków mechanicznych lub elektronicznych. W przypadku wkrętaków dynamometrycznych pneumatycznych konieczne jest dbanie o dobry stan instalacji zasilania powietrzem, utrzymywanie stabilnego ciśnienia powietrza zasilającego, oraz zapewnienie właściwego smarowania mechanizmu przez zastosowanie naolejaczy narzędzi. 

Wkrętaki dynamometryczne elektryczne wymagają okresowego przeglądu i smarowania przekładni narzędzia, ostrożnego obchodzenia się z przewodami zasilającymi, doboru narzędzia z odpowiednim zapasem maksymalnego momentu w stosunku do wykonywanego połączenia, oraz właściwie zaplanowanego procesu i częstotliwości eksploatacji w celu uniknięcia przegrzania i uszkodzenia silnika.

Najczęstsze błędy w wyborze i użytkowaniu wkrętaków pneumatycznych

Wybór odpowiedniego wkrętaka dynamometrycznego pneumatycznego wcale nie jest łatwą sprawą, podobnie jak przy wyborze innych narzędzi dynamometrycznych można z łatwością popełnić kilka błędów:

• Źle dobrany zakres pracy wkrętaka dynamometrycznego – wkrętak pracuje permanentnie z momentami powyżej 80% swojego maksymalnego zakresu – co wpływa na zwiększone zużycie mechanizmu i podnosi ryzyko rozkalibrowania narzędzia.
• Niestabilne zasilanie – instalacja sprężonego powietrza pracuje w sposób niestabilny, pojawiają się skoki ciśnienia powietrza zasilającego co wpływa na osiąganie ustawionego na wkrętaku momentu.
• Brak smarowania – należy pamiętać że wkrętak dynamometryczny pneumatyczny wymaga podania nie dużej dawki smaru na wejściu powietrza zasilającego, co chroni mechanizm przed nadmiernym i przyspieszonym zużyciem, należy w tym celu stosować profesjonalne smarownice/naolejacze dedykowanego do pracy z wkrętakami dynamometrycznymi.
• Złe ułożenie wkrętaka podczas procesu dokręcania – należy pamiętać o tym by wkrętak dynamometryczny był w pozycji prostopadłej względem osi dokręcanej śruby, im większe odchylenie od osi śruby, tym większe ryzyko wystąpienia błędu pomiarowego. Wadliwe ułożenie wkrętaka wpływa też na przyspieszone zużycie mechanizmu i skraca żywotność wkrętaka dynamometrycznego
• Niestosowanie odpowiedniego ramienia reakcyjnego – wkrętaki dynamometryczne pneumatyczne w wersji prostej, przy pracy z momentami powyżej 5 Nm, powinny być montowane do specjalnie dedykowanych do tego celu ramionach reakcyjnych, które zapewniają osiowe ułożenie  wkrętaka względem wykonywanego połączenia, a co najważniej chronią zdrowie operatora. Brak zastosowania odpowiedniego ramienia skutkuje przełożeniem siły odśrodkowej bezpośrednio na nadgarstek operatora i może spowodować jego uszkodzenie.  

Kiedy warto używać wkrętaka dynamometrycznego?

Wkrętaki dynamometryczne warto stosować wszędzie gdzie:

• musimy zastosować precyzyjnie określoną wartość momentu obrotowego, zwłaszcza tam gdzie wartość ta nie przekracza 5 Nm. W takich warunkach stosowanie klucza dynamometrycznego będzie niekomfortowe i będzie znacznie zwiększało ryzyko wadliwej aplikacji momentu.
• Wkrętak dynamometryczny doskonale sprawdza się również na wszystkich połączeniach w ciasnych miejscach z utrudnionym dostępem – np. tylko bezpośrednio z góry lub z dołu śruby.
• Wkrętaki dynamometryczne  pneumatyczne warto stosować też w celu przyspieszenia produkcji, napęd pneumatyczny znacznie przyspiesza proces montażu, a precyzyjne sprzęgło odcinające zapewnia precyzyjną aplikację wymaganej wartości momentu.
• Wkrętaki dynamometryczne elektroniczne warto zastosować w pracach badawczych i prototypowych – gdzie konieczne jest doświadczalne określenie wymaganej wartości momentu na połączeniu, lub weryfikacja założeń konstrukcyjnych, a także podczas kontroli jakości wykonanych połączeń.