扭力扳手,你用對了嗎?
在安裝碳纖維零件和輕量化零件時,螺絲的緊固程度和均勻性尤為重要,而衡量這2項要素的指標(biāo)則是安裝時的扭矩。在正確的扭矩范圍內(nèi),既能夾緊零件,又能防止滑牙或損壞。因此,扭力扳手(又稱扭矩扳手、力矩扳手,國家標(biāo)準(zhǔn)稱為扭矩扳子)已成為車店和專業(yè)車友的必備工具。下面這幾項要點,在使用中還需多加留意。
從嚴(yán)格意義上說,扭力扳手是一種計量器具。特別是業(yè)內(nèi)普遍使用的機(jī)械預(yù)置式扭力扳手,只能用于在擰緊螺絲時確定扭矩,而絕不能作為拆卸工具去擰松已經(jīng)緊固的螺絲。
預(yù)置式的扭力扳手通常為單向使用,在順時針緊固螺絲并達(dá)到預(yù)設(shè)力矩時,推動連桿,產(chǎn)生瞬間脫節(jié)效應(yīng)和提示聲響。雖然可以通過棘輪的撥片切換為逆時針操作,但僅限于擰出已經(jīng)松脫的螺絲。
其原理是,螺絲緊固狀態(tài)下的靜摩擦力遠(yuǎn)大于松脫狀態(tài)下的動摩擦力,特別是螺絲安裝一段時間后,松開螺絲所需要的扭矩遠(yuǎn)大于擰緊時的扭矩(可達(dá)到1.5倍),反向使用容易使扳手內(nèi)部杠桿卡死,導(dǎo)致正向使用時無法提示,會造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷。
有的預(yù)置式扭力扳手,如Parktool TW-5、TW-6則可以雙向測量扭矩。但同樣,逆時針操作并不是用來擰松螺絲的,而是用來擰緊反向螺紋的。
因此,在拆卸螺絲時,建議大家先使用普通扳手?jǐn)Q松,再用扭力扳手或棘輪扳手提高拆卸速度。
預(yù)置式扭力扳手通常有1個可以調(diào)節(jié)的扭矩范圍,稱為“量程”。1支扳手的量程越小,精度越高。而自行車上各種緊固件的標(biāo)準(zhǔn)扭矩跨度很大,所以整車安裝至少需要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)。
為了防止對扳手和零件的損害,在使用扭力扳手前,務(wù)必正確了解扳手的最大扭矩,使用中必須確保所施加的扭矩值在扳手的量程內(nèi)。一般來說,選擇扳手時,最好是工作值在該扳手量程的20%-80%之間。例如,后撥固定螺絲的標(biāo)準(zhǔn)扭矩約為15 N m,我們應(yīng)該選用Parktool TW- 6(10-60 N·m)而不是TW-5(3-15 N·m),這樣可以確保扳手內(nèi)部結(jié)構(gòu)不會經(jīng)常觸及臨界點,以增加扳手的使用壽命,保證長期使用的精確度。
在對扳手施力前,請確保扳手頭和螺絲已接觸緊密,扳手沒有明顯傾斜,手持的部位應(yīng)在扳手手柄的后端,同時鎖上調(diào)節(jié)旋鈕,這些動作對測量精度至關(guān)重要。除有專用的配套長柄或套管的工業(yè)扭力扳手外,使用時萬萬不能為了增大力臂而在尾部套加加長桿。
在擰緊螺絲的過程中,越是接近預(yù)置扭矩越是應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)緩慢用力,不可以使用沖力,以免超出標(biāo)準(zhǔn)扭矩。一些高端的數(shù)顯預(yù)置式扳手帶有提示功能,接近預(yù)置扭矩時會通過LED燈提示用戶平穩(wěn)用力。達(dá)到預(yù)置扭矩后,應(yīng)立即停止用力,因為此后扳手會成為一個呆扳手,如再用力,將會超過預(yù)置扭矩。近幾年市場上已出現(xiàn)了帶有過載保護(hù)的打滑式扭力扳手,當(dāng)達(dá)到預(yù)置力矩時就會自動打滑。
決定預(yù)置式扭力扳手精度的關(guān)鍵組件是內(nèi)部的扭矩彈簧。使用前后,務(wù)必將扳手存放盒內(nèi),尤其要注意將示值調(diào)節(jié)到最小處,也就是彈簧最松的狀態(tài),以保證其準(zhǔn)確度及使用壽命。如果彈簧長時間處于壓縮狀態(tài),就會發(fā)生永久形變,許多預(yù)置式扭力扳手的非正常性損壞就是這個原因,而且在這種情況下,扳手是不可能被校準(zhǔn)修復(fù)的,除非更換彈簧。
為了保護(hù)彈簧和確保精度,調(diào)整扭矩值時,也有一些雖然繁瑣但是確有必要的注意事項。一是要平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕;二是每次閑置后取用時,要從最小示值到最大示值滿量程調(diào)整2—3次,進(jìn)行潤滑,稱為“預(yù)熱”;三是由低示值向上調(diào)整到所需扭矩,比如當(dāng)前扭矩為14 N·m,接下來要設(shè)定10 N·m,應(yīng)該先調(diào)整到9 N·m,然后再調(diào)整到10 N·m。
尤其要注意的是,扭力扳手作為計量器具,誤差會隨著使用或存放時間的增加而逐漸增大,從質(zhì)量和負(fù)責(zé)的角度出發(fā),需要定期檢定校準(zhǔn)。
正常使用的扭力扳手,檢定校準(zhǔn)周期為累計使用5 000次。對于半年內(nèi)使用不滿5 000次的,每半年檢定校準(zhǔn)1次;而全新的從未使用過的,首輪可以1年校準(zhǔn)1次;對于從高處跌落或受到重大撞擊的扭力扳手,應(yīng)及時校準(zhǔn)1次。如果使用頻率很小,周期可以適當(dāng)放寬。根據(jù)ISO6789的要求,小于等于10 N·m容許的偏差為 6%,大于10 N·m容許的偏差為4%。
一般來說,扭力扳手廠商并不提供檢定校準(zhǔn)的售后服務(wù),需要找配有扭矩扳手檢定儀的計量技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行,各地省級計量檢定技術(shù)的單支單次檢定費用通常為人民幣200~300元。此外,如汽車制造、飛機(jī)維護(hù)等一些需要進(jìn)行精密機(jī)械安裝維護(hù)的企業(yè),由于日常工作需要大量使用扭力扳手,所以通常有專門部門從事檢定校準(zhǔn)。如有此門路,也是1個不錯的渠道。
同時,出于對態(tài)度、成本和便利性的考量,很少有車友和車店會及時將扭力扳手送檢,在此希望引起大家重視。
對于愛好自己動手的專業(yè)車友,一支扭力扳手的實用性和重要性無需多說。即使對普通車友而言,我也建議至少使用扭力扳手一段時間,感受一下各個范圍的扭矩值,并逐步嘗試通過手腕、手臂和體重參與發(fā)力來控制大概的扭矩。
在購買選擇上,有自行車專用品牌和工業(yè)品牌2個方向。目前Parktool、Topeak、SuperB、IceToolz等自行車工具品牌都推出了扭力扳手,因此不需要再花費太多精力去挑選量程、接頭和附件。但專門制造扭矩設(shè)備的工業(yè)品牌在質(zhì)量上更為可靠,如精度和耐用性上佳的國外品牌Norbar(英國諾霸)、Snap-On(美國實耐寶)、TOHNICHI(日本東日),性價比較高的國產(chǎn)品牌準(zhǔn)達(dá)等等,在企業(yè)應(yīng)用中評價都較好。
不想花費太多的話,那么選用簡化的表盤式扭力扳手也是不錯的選擇,當(dāng)然,精度和操作手感會遜色不少。如果一分錢都不想投入,那也有更陽春的方法,如用手提秤勾住內(nèi)六角扳手的尾部垂直用力,鉤子同扳手頭之間的距離(單位換算成米)乘以手提秤示值,即為當(dāng)前扭矩的大約值。
很多車友和車店工作人員對扭力扳手的認(rèn)識存在“經(jīng)驗主義”的誤區(qū),往往過于信任修車無數(shù)的“老師傅”的徒手功力。
不可否認(rèn),有經(jīng)驗的師傅確實能感知扭矩,但精度不可能勝過計量器具。如果先用普通扳手?jǐn)Q到大概的扭矩范圍,再用扭力扳手測量或擰緊,也是正確的應(yīng)用,并無不妥。但如果直接徒手?jǐn)Q緊而不測量,只能說明“圖方便”和“大概就好”。或許不至于影響安全,但對客戶的高價車是“不負(fù)責(zé)”和“不認(rèn)真”的。舉精密制造業(yè)為例,老師傅會更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)厥褂煤凸芾砼ちΠ馐?,這是質(zhì)量管理要求和個人品格。
同時,使用扭力扳手帶來了車店經(jīng)營成本的上升,也需要客戶的理解體諒。當(dāng)一位師傅認(rèn)真地使用專業(yè)工具為您服務(wù)時,不吝惜支付合理的手工費,是對他們最實際的支持和尊重。
另一方面,過于相信標(biāo)稱數(shù)值亦不可取,安裝的經(jīng)驗和判斷同樣重要。有的零件標(biāo)注的承受最大扭矩可能并不準(zhǔn)確,同時扭力扳手本身也可能存在誤差。因此在確保穩(wěn)固的前提下,在標(biāo)稱的最大扭矩范圍內(nèi)適當(dāng)留有余地,是對零件的保護(hù)。此外,最大扭矩計算的一個要素是螺絲強(qiáng)度等級,一顆8.8級螺絲和12.9級的螺絲可以承受的最大扭矩相差很大。如果使用強(qiáng)度較低的鋼螺絲、鈦螺絲或鋁螺絲,按照標(biāo)稱最大扭矩擰緊,有可能使螺絲超過屈服強(qiáng)度而導(dǎo)致?lián)p壞,需要多加留意。