扭力扳手,你用对了吗?
2016-11-28
扭力扳手,你用对了吗?
在安装碳纤维零件和轻量化零件时,螺丝的紧固程度和均匀性尤为重要,而衡量这2项要素的指标则是安装时的扭矩。在正确的扭矩范围内,既能夹紧零件,又能防止滑牙或损坏。因此,扭力扳手(又称扭矩扳手、力矩扳手,国家标准称为扭矩扳子)已成为车店和专业车友的必备工具。下面这几项要点,在使用中还需多加留意。
预置式扭力扳手不能用于拆卸螺丝
从严格意义上说,扭力扳手是一种计量器具。特别是业内普遍使用的机械预置式扭力扳手,只能用于在拧紧螺丝时确定扭矩,而绝不能作为拆卸工具去拧松已经紧固的螺丝。
预置式的扭力扳手通常为单向使用,在顺时针紧固螺丝并达到预设力矩时,推动连杆,产生瞬间脱节效应和提示声响。虽然可以通过棘轮的拨片切换为逆时针操作,但仅限于拧出已经松脱的螺丝。
其原理是,螺丝紧固状态下的静摩擦力远大于松脱状态下的动摩擦力,特别是螺丝安装一段时间后,松开螺丝所需要的扭矩远大于拧紧时的扭矩(可达到1.5倍),反向使用容易使扳手内部杠杆卡死,导致正向使用时无法提示,会造成不可逆转的损伤。
有的预置式扭力扳手,如Parktool TW-5、TW-6则可以双向测量扭矩。但同样,逆时针操作并不是用来拧松螺丝的,而是用来拧紧反向螺纹的。
因此,在拆卸螺丝时,建议大家先使用普通扳手拧松,再用扭力扳手或棘轮扳手提高拆卸速度。
选择正确的量程
预置式扭力扳手通常有1个可以调节的扭矩范围,称为“量程”。1支扳手的量程越小,精度越高。而自行车上各种紧固件的标准扭矩跨度很大,所以整车安装至少需要2支不同量程的扭力扳手,比如Parktool TW-5(3-15 N·m)和TW-6(10-60 N·m)。
为了防止对扳手和零件的损害,在使用扭力扳手前,务必正确了解扳手的最大扭矩,使用中必须确保所施加的扭矩值在扳手的量程内。一般来说,选择扳手时,最好是工作值在该扳手量程的20%-80%之间。例如,后拨固定螺丝的标准扭矩约为15 N m,我们应该选用Parktool TW- 6(10-60 N·m)而不是TW-5(3-15 N·m),这样可以确保扳手内部结构不会经常触及临界点,以增加扳手的使用寿命,保证长期使用的精确度。
保持正确的施力过程
在对扳手施力前,请确保扳手头和螺丝已接触紧密,扳手没有明显倾斜,手持的部位应在扳手手柄的后端,同时锁上调节旋钮,这些动作对测量精度至关重要。除有专用的配套长柄或套管的工业扭力扳手外,使用时万万不能为了增大力臂而在尾部套加加长杆。
在拧紧螺丝的过程中,越是接近预置扭矩越是应当平稳缓慢用力,不可以使用冲力,以免超出标准扭矩。一些高端的数显预置式扳手带有提示功能,接近预置扭矩时会通过LED灯提示用户平稳用力。达到预置扭矩后,应立即停止用力,因为此后扳手会成为一个呆扳手,如再用力,将会超过预置扭矩。近几年市场上已出现了带有过载保护的打滑式扭力扳手,当达到预置力矩时就会自动打滑。
保护弹簧
决定预置式扭力扳手精度的关键组件是内部的扭矩弹簧。使用前后,务必将扳手存放盒内,尤其要注意将示值调节到最小处,也就是弹簧最松的状态,以保证其准确度及使用寿命。如果弹簧长时间处于压缩状态,就会发生永久形变,许多预置式扭力扳手的非正常性损坏就是这个原因,而且在这种情况下,扳手是不可能被校准修复的,除非更换弹簧。
为了保护弹簧和确保精度,调整扭矩值时,也有一些虽然繁琐但是确有必要的注意事项。一是要平稳地旋转调节旋钮;二是每次闲置后取用时,要从最小示值到最大示值满量程调整2—3次,进行润滑,称为“预热”;三是由低示值向上调整到所需扭矩,比如当前扭矩为14 N·m,接下来要设定10 N·m,应该先调整到9 N·m,然后再调整到10 N·m。
及时检定误差
尤其要注意的是,扭力扳手作为计量器具,误差会随着使用或存放时间的增加而逐渐增大,从质量和负责的角度出发,需要定期检定校准。
正常使用的扭力扳手,检定校准周期为累计使用5 000次。对于半年内使用不满5 000次的,每半年检定校准1次;而全新的从未使用过的,首轮可以1年校准1次;对于从高处跌落或受到重大撞击的扭力扳手,应及时校准1次。如果使用频率很小,周期可以适当放宽。根据ISO6789的要求,小于等于10 N·m容许的偏差为 6%,大于10 N·m容许的偏差为4%。
一般来说,扭力扳手厂商并不提供检定校准的售后服务,需要找配有扭矩扳手检定仪的计量技术机构进行,各地省级计量检定技术的单支单次检定费用通常为人民币200~300元。此外,如汽车制造、飞机维护等一些需要进行精密机械安装维护的企业,由于日常工作需要大量使用扭力扳手,所以通常有专门部门从事检定校准。如有此门路,也是1个不错的渠道。
同时,出于对态度、成本和便利性的考量,很少有车友和车店会及时将扭力扳手送检,在此希望引起大家重视。
购买适用的扭力扳手
对于爱好自己动手的专业车友,一支扭力扳手的实用性和重要性无需多说。即使对普通车友而言,我也建议至少使用扭力扳手一段时间,感受一下各个范围的扭矩值,并逐步尝试通过手腕、手臂和体重参与发力来控制大概的扭矩。
在购买选择上,有自行车专用品牌和工业品牌2个方向。目前Parktool、Topeak、SuperB、IceToolz等自行车工具品牌都推出了扭力扳手,因此不需要再花费太多精力去挑选量程、接头和附件。但专门制造扭矩设备的工业品牌在质量上更为可靠,如精度和耐用性上佳的国外品牌Norbar(英国诺霸)、Snap-On(美国实耐宝)、TOHNICHI(日本东日),性价比较高的国产品牌准达等等,在企业应用中评价都较好。
不想花费太多的话,那么选用简化的表盘式扭力扳手也是不错的选择,当然,精度和操作手感会逊色不少。如果一分钱都不想投入,那也有更阳春的方法,如用手提秤勾住内六角扳手的尾部垂直用力,钩子同扳手头之间的距离(单位换算成米)乘以手提秤示值,即为当前扭矩的大约值。
勿不信和迷信扭力扳手
很多车友和车店工作人员对扭力扳手的认识存在“经验主义”的误区,往往过于信任修车无数的“老师傅”的徒手功力。
不可否认,有经验的师傅确实能感知扭矩,但精度不可能胜过计量器具。如果先用普通扳手拧到大概的扭矩范围,再用扭力扳手测量或拧紧,也是正确的应用,并无不妥。但如果直接徒手拧紧而不测量,只能说明“图方便”和“大概就好”。或许不至于影响安全,但对客户的高价车是“不负责”和“不认真”的。举精密制造业为例,老师傅会更严谨地使用和管理扭力扳手,这是质量管理要求和个人品格。
同时,使用扭力扳手带来了车店经营成本的上升,也需要客户的理解体谅。当一位师傅认真地使用专业工具为您服务时,不吝惜支付合理的手工费,是对他们最实际的支持和尊重。
另一方面,过于相信标称数值亦不可取,安装的经验和判断同样重要。有的零件标注的承受最大扭矩可能并不准确,同时扭力扳手本身也可能存在误差。因此在确保稳固的前提下,在标称的最大扭矩范围内适当留有余地,是对零件的保护。此外,最大扭矩计算的一个要素是螺丝强度等级,一颗8.8级螺丝和12.9级的螺丝可以承受的最大扭矩相差很大。如果使用强度较低的钢螺丝、钛螺丝或铝螺丝,按照标称最大扭矩拧紧,有可能使螺丝超过屈服强度而导致损坏,需要多加留意。