Momentové klíče jsou základním nářadím zajišťujícím bezpečnost a správnost montáže šroubových spojů. Podívejme se blíže na princip jejich funkce a široký výběr tohoto nářadí na trhu.
Z tohoto článku se dozvíte:
Co je momentový klíč
Momentový klíč je nářadí určené k utahování a řidčeji k povolování šroubových spojů (šroubů a matic) přesně definovanou silou, přesněji řečeno – momentem síly. Utahování spojů s definovaným momentem síly je neobyčejně důležité v průběhu montáže zařízení, jak i při servisu. Jedná-li se o moment síly, jaký se volí pro utahování spoje, vždy je třeba se řídit doporučením konstruktéra.
Moment síly (angl. torque) je vektorový součin síly působící na páku a délky této páky. Tato hodnota se vyjadřuje v newtonmetrech (Nm). Označuje to, že pokud utahujeme šroub klíčem délky 0,5 metru, na který působíme silou 100 newtonů, je moment síly utahující závit 50 newtonmetrů. Ve Velké Británii a Spojených státech se pro vyjadřování momentu síly používají jiné jednotky – libra síly krát stopa (ft lb) – 1 Nm zhruba odpovídá 0,738 ft lb.
Moment, jakým se dotahují šroubové spoje, má vliv na sílu, kterou tyto prvky působí na celou konstrukci. Pro porozumění, proč je moment síly, používaný pro dotahování šroubů důležitý, je třeba rozumět, jak vůbec funguje mechanika závitu a jeho utahování. Šroub lze v podstatě srovnat s pružinou. Čím více je přitažená, tím více se roztahuje a větší silou stlačuje šroubované prvky. Při dotahování šroubu se šroub roztahuje proporcionálně k působícímu momentu síly, ale nemůže se roztahovat do nekonečna – tak tak obyčejná pružina. Dojde-li k překročení jisté meze (související s mezí pružnosti kovu), zůstane pružina roztažená natrvalo. Podobně je to se šroubem.
Šroub, který zůstane trvale roztažený v důsledku příliš velkého přitažení, nevyvine příslušnou sílu přítlaku a pravděpodobně povede k poškození zařízení – buď z důvodu uvolnění se (např. vlivem vibrací) nebo zlomení deformovaného šroubu. Takový šroub již nenabude původní tvar, tedy jeho uvolnění a opětovné utažení není bezpečné řešení.
Aby byl šroub správně utažen, je nutno na něj působit správným momentem síly. Pro měření tohoto momentu je právě potřebný momentový klíč. Volba optimálního utahovacího momentu zajišťuje:
- Šroubový spoj bude držet silou větší, než je největší ze sil, které se snaží jej oddělit.
- Šroub bude dotažen optimální silou a tak zůstane – nebude se v čase uvolňovat nebo dotahovat.
- Šroub lze mnohokrát uvolňovat a dotahovat bez zhoršení kvality spojení.
Je nutno znát velikost momentu, jakým má být daný spoj dotažen. Tento moment závisí mj. na materiálu, z jakého jsou díly vyrobeny, velikosti a stoupání závitu a konkrétní aplikaci.
Není-li závitový spoj dostatečně pevně dotažen, může se dále uvolnit např. vlivem vibrací nebo pohybu prvků. Dále pak, je-li spoj dotažen příliš velkou silou, materiál závitu se natahuje a může se oslabit a nakonec poškodit. Může to způsobit stálé změny tvaru závitových prvků a nakonec je způsobit nepoužitelnými. Šrouby, které byly dotaženy momentem větším, než je doporučeno, je nutno vyměnit za nové.
Jak příliš velké, tak i slabé dotažení šroubu může způsobit poruchu. Je důležité dotahovat každý šroub nebo matici hodnotou zadanou výrobcem. Nářadím, které umožňuje nastavit danou velikost točivého momentu, je momentový klíč. Správně zkalibrovaný momentový klíč zvyšuje bezpečnost a spolehlivost každého kritického závitového spoje.
Jaké jsou druhy momentových klíčů?
Momentový klíč funguje většinu doby své práce jako obyčejný klíč. Pouze v okamžiku, kdy dochází k dosažení nastaveného momentu, spouští se mechanismus klíče. Způsobí, že klíč nejde přetáhnout větším momentem, než je nastavený. Na trhu je nyní mnoho druhů momentových klíčů s různým mechanismem fungování. Jedním z nejběžnějších je tzv. cvakací klíč. Tento druh klíče je vybaven speciální cvakací západkou (táhlem), která znemožňuje další přetažení klíče po dosažení nastaveného momentu. Svou funkcí trochu připomíná klíč s ráčnou, který se točí pouze na jednu stranu. Momentový klíč bude podobně cvakat po překročení nastaveného momentu.
Na trhu jsou dostupné také momentové klíče jiného typu, např. zalamovací klíče. Mechanismus těchto klíčů funguje tak, že po dosažení nastaveného momentu se horní část nářadí „zalomí“ o asi 20 stupňů a tím signalizuje dosažení nastaveného momentu.
Samostatnou skupinou momentových klíčů jsou nářadí vybavená siloměrem, ale bez omezovače momentu. Takový výrobek udává, s jakou hodnotou momentu síly právě dotahujeme šroub nebo matici. V této kategorii nalezneme jednoduché výchylné klíče a klíče s ukazatelem, ale také složité elektronické klíče, které jsou často vybaveny počítačovým rozhraním a pamětí, což umožňuje alespoň logovat počty a moment dotahovaných spojů během dne.
Použití momentových klíčů
Momentové klíče se používají v mnoha odvětvích průmyslu – všude tam, kde je nutné dotahování prvků přesně definovaným momentem síly. Základním použitím momentového klíče je mechanika – používá se autoopravnách a dalších místech tohoto typu, ve kterých je nutné sešroubování mechanických díků přesným způsobem. Není to však jediná aplikace momentových klíčů. Toto nářadí se používá stejně často v různých odvětvích elektroniky a energetiky.
Častým použitím momentových klíčů je šroubování precizních koaxiálních konektorů ve vysokofrekvenčních systémech. Konektory typu N, SC, SMA, SMC, SSMA SSMC nebo TNC vyžadují dotažení příslušným momentem, aby bylo dosaženo katalogové impedance a nízkých ztrát. Navíc šroubování konektorů tohoto typu příslušným momentem zaručuje, že se konektor nepoškodí a bude možné jej mnohokrát spojovat a rozpojovat bez zhoršení elektrických parametrů. Jiným použitím momentových klíčů je sešroubovávání energetických přípojnic. Jejich použití zajišťuje optimální kontakt a nízký odpor spojů těchto prvků.
Klíče tohoto typu se však používají nejen v mechanice či elektronice. Existují momentové klíče pro tak netypické aplikace jako je... stomatologie – je nutný pro zašroubování zubních implantátů definovaným momentem, aby dokonale zapadl do lidského těla.
Přesnost funkce momentových klíčů, nezávisle na aplikaci, regulují přísné průmyslové normy. Nejdůležitější, které jsou uznávané v naší zemi, jsou normy:
Jak vybrat momentový klíč pro vlastní dílnu?
Na trhu je dostupných mnoho typů momentových klíčů. Nejčastěji se používají:
-
Výchylné klíče – vybavené dlouhým ukazatelem, probíhajícím od hlavice klíče podél jeho rukojeti. V okamžiku, kdy začínáme na klíč působit silou, se začne jeho rukojeť vlivem momentu síly trochu vychylovat. Ukazatel ale v témže okamžiku zůstane nehybný a začne se přemisťovat po stupnici umístěné na rukojeti a ukazovat na ní moment síly, kterým právě působíme na šroub. Tyto klíče vyžadují preciznost a zručnost obsluhy, jelikož další pohyb automaticky neblokují. Uživatel musí sledovat indikaci siloměru a přestat utahovat v okamžiku, kdy ukazatel ukáže příslušný moment síly.
-
Klíče s kulatou stupnicí – jsou zjednodušenou verzí výchylných klíčů. Mají na rukojeti kulatou stupnici s ukazatelem, který ukazuje aktuální moment síly. Obsluhují se jednodušeji než výchylné klíče, protože nemají vnější pohyblivé prvky – všechny mechanismy tohoto klíče jsou ukryty v krytu.
-
Cvakací klíče – jsou nejpopulárnějším typem momentových klíčů na trhu. Na rozdíl od dvou výše uvedených typů umožňují nastavení maximálního momentu síly, s jakým má být spoj dotahován. Za tím účelem stačí pootočit dolní část rukojeti klíče tak, aby byl na stupnici nad rukojetí nastaven potřebný moment síly. Následně se rukojeť zajistí šroubem, aby se při práci nepohnula.
Z těchto tří typů jsou výchylné klíče nejnáročnější k obsluze, ale současně nabízejí nejvyšší preciznost, kterou převyšují pouze velmi drahé elektronické klíče. Cvakací klíče jsou o něco méně přesné, ačkoliv stačí pro většinu aplikací, zvláště vezmeme-li v úvahu, jak snadné je nastavení cvakacího momentového klíče. Pro většinu aplikací je nejlepší vybrat tento druh nářadí.
Základním parametrem momentového klíče je moment nebo rozsah momentů, s jakým lze šrouby utahovat. Momentové klíče jsou dostupné s nastavením v rozsahu od 2,5 Nm do 25 Nm do rozsahu od 80 Nm do 400 Nm. Firma WERA nabízí klíče pokrývající celý tento rozsah, díky čemu lze snadno vybrat klíč pro každé použití.
Užitečná příslušenství momentových klíčů
Momentové klíče jsou vybaveny standardními koncovkami pro hlavice s dutinami 1/2”, 2/8” a 1/4” (v závislosti na velikosti a rozsahu momentu). K těmto klíčům se hodí standardní příslušenství s dutinami, jako jsou klouby nebo prodloužení.