chiave dinamometrica

Sintetizzando il suo funzionamento possiamo dire che lo scopo
per cui è stato creato questo attrezzo è tanto
importante quanto delicato.

Ci permette infatti di ottenere un "serraggio controllato" evitando
così di avere viti e bulloni eccessivamente stretti (con
elevato stress per i componenti ed i materiali) o pericolosamente lenti
(con il conseguente rischio di perderli).

La modalità di utilizzo è semplice: si sceglie
una coppia di serraggio calibrando la chiave (i modi fisici per farlo
cambiano in base al modello) e si stringe il dado/bullone fino al Click
che ci segnala il raggiungimento della coppia di serraggio desiderata.


La meccanica interna è relativamente semplice:

• una molla abbastanza robusta
  
• una sferetta metallica
  
• un dentello che blocca in posizione di tiro il quadro di
  attacco della bussola
  

Immagine di una chiave dinamometrica



Quando regoliamo la coppia di serraggio non facciamo altro che regolare
il precarico della molla (maggiore sarà la coppia stessa,
più verrà precaricata la molla).

La molla insiste sulla sferetta che tiene in posizione "di tiro" il
dentello.

Quando in fase di serraggio di un dado raggiungiamo la coppia impostata
la molla cede (si accorcia per intenderci) la sferetta si abbassa e
libera il dentello.

Il dentello, una volta liberato, libera di conseguenza il quadro di
attacco che scatta in posizione di riposo emettendo il "click".

Avvertendo il "click" sappiamo di aver serrato alla coppia impostata.

Per ricontrollare il serraggio, o per serrare un altro dado,
è sufficiente ruotare di qualche millimetro la chiave in
senso opposto (come se dovessimo allentare) e la nostra dinamometrica
è di nuovo pronta per essere utilizzata.


Essendo il meccanismo di funzionamento abbastanza semplice, bene si
presta per essere copiato e riprodotto con materiali di scarsa
qualità.

Scarsa qualità è sinonimo di scarsa precisione ed
è per questo che sconsiglio vivamente l'utilizzo di
dinamometriche di marche poco conisciute, e vi spiego subito il
perchè.

Se acquisto una chiave dinamometrica in genere sono spinto da motivi
decisamente seri (visto quanto costa) ed in genere queste motivazioni
coincidono con interventi a parti critiche e delicate della nostra
tanto amata moto che richiedono meticolosità e pazienza
certosina.

Una chiave scadente ci illude di aver fatto un lavoro "di precisione".

L'eccessiva tolleranza creata dai materiali "economici" crea invece
coppie eccessivamente dissimili tra loro.

Coppie di serraggio non adeguate creano danni ben più
costosi dell'acquisto di un attrezzo serio.

Le chiavi dinamometriche esistono in vari modelli e varianti, le differenze principali sono:
(1) La portata. Non esiste una chiave che possa coprire tutta la gamma di regolazioni per tutte le viti
dalle più piccole alle più grosse. Bisogna scegliere una chiave della portata adatta, per esempio 2-20
Nm, oppure 20-100 Nm, oppure 40-200 Nm.
(2) La dimensione dell'innesto quadro sulla testa, per inserti a bussola esagonale / a brugola / a torx
/ ecc…
L'innesto da ¼" si usa per viti piccole (da M4 a M8), quello da 3/8" per viti medie (da M6 a M10),
quello da ½" per le viti grosse (da M8 a M20).
(3) Il sistema di regolazione.
La coppia di serraggio è regolabile tramite la manopola o l'impugnatura in fondo alla chiave.
Basta ruotare la manopola la quale si sposterà assialmente o farà spostare assialmente un indice
graduato, e leggere la posizione raggiunta sulla scala graduata.
Attenzione che le scale graduate sono due: una scala grossolana lungo lo stelo della chiave, e un'altra
scala decimale (di precisione) attorno alla manopola.
Spesso le scale graduate sono a loro volta
doppie: una metrica in Nm o kg(Newton/metri o chilogrammetri) e un
anglosassone in lbf/ft o lbs.inc (pounds/inch).Solitamente noi cristiani
si usa la scala in Nm.
E' facile sbagliarsi usando una scala invece dell'altra.Meglio cancellare la scala anglosassone
con una pennellatina di vernice.







In definitiva la chiave dinamometrica si usa così:
(1) Sbloccare la manopola della chiave.
(2) Regolare la taratura della chiave sul valore in Nm desiderato.
(3) Bloccare la manopola della chiave.
(4) Inserire sulla testa della chiave l'innesto adatto alla testa della vite.
(5) Applicare la chiave sulla testa della vite, e serrare la vite fino a sentire lo scatto della chiave.
IMPORTANTE: Finito il lavoro, riporre la chiave dinamometrica nella sua scatola dopo averla regolata
sul valore di coppia minimo. Questo per evitare che la molla del meccanismo interno di misura
rimanga sempre compressa e perda le caratteristiche.
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TABELLA COPPIE DI SERRAGGIO DELLE VITI
Ezio51 Inviato - 27 Lug 2004
Il manuale di regolazione della macchina specifica il valore della coppia di serraggio di ciascuna vite,
che deve essere assolutamente rispettato.
In mancanza di precise indicazioni del manuale di regolazione, il serraggio delle viti può essere effettuato
rispettando le normative DIN 267 delle filettature in relazione alla loro classe di resistenza.
La classe di resistenza delle viti è evidenziata sulla testa delle viti stesse.
Qualora sulla vite non sia riportata nessuna indicazione, la classe di resistenza va intesa 6.8 o meno.
Se l’esterno della testa cilindrica della vite è zigrinato, la classe di resistenza va intesa 12.9.
Si riportano nella tabella le coppie di serraggio secondo le normative DIN 267.
Utilizzare preferibilmente i valori relativi ad un coefficiente d'attrito medio (1,25).



N.B. 1 Nm (newtonmetro) = 0,101972 kgm (chilogrammetri, vecchia unità di misura in disuso)

CONTROLLO TARATURA DELLE CHIAVI DINAMOMETRICHE
(Riassunto comprensivo dei contributi di LucaS, azzo, Ezio51, fanfo, Panzerdivision GS, rasù)
Alessandro S Inviato: 28 Ott 2004
Procedura maccheronica ma non troppo, per verificare la taratura delle chiavi dinamometriche.
Le chiavi dinamometriche vanno sottoposte a verifiche di taratura periodiche, come ogni strumento
di misura, e vi suggerisco un metodo casereccio per verificare la validità della taratura.
La scimmia sulle verifiche è nata assieme ad un amico motociclista (l’ing. Stefano Calistri
dell’Istituto Tecnico Industriale di Sassari che ringrazio).
L’antefatto riguarda la verifica sulla precisione di
alcune chiavi dinamometriche di produzione cinese in
vendita a bassissimo costo in alcuni Brico (questa
acquistata da Brico Auchan, 37 €).
Compriamo una di queste chiavi e la sottoponiamo,
un po’ scettici, alla prova che segue.
Naturalmente verifico anche la mia storica
"Utensilgeat" che acquistai 19 anni fa.
ORRORE!!, c’è una differenza di circa 10 Nm tra un attrezzo e l’altro. Ma qual'è quello giusto?
Dai risultati la chiave cinese ne è uscita a testa alta, con una tolleranza media (abbiamo provato vari
punti della scala) circa del 5% rispetto ai valori indicati, praticamente in linea con quanto dichiarato
nel foglietto accompagnatorio (4%).
Perché la mia infida chiave Utensilgeat è sballata? Perché, in 19 anni di vita, le molle di contrasto
interne si sono lievemente accorciate per via della compressione residua!
Io ovviamente dopo l’uso scarico sempre la chiave mettendo le molle nella posizione di riposo, ma
in questa e in chissà quante altre chiavi, anche svitando il registro completamente le molle restano
sempre in una seppur lieve compressione. Gli anni anno fatto il resto schiacciandole e alterando la
taratura. In pratica io credevo di serrare a 20 Nm e lei scattava a 10 Nm!

(3) Se ne misura la lunghezza del braccio (al millimetro) come indicato in foto.
Attenzione, la lunghezza del braccio può cambiare a seconda del valore impostato.
MetriLunghezzaChiave = distanza in metri tra il centro del quadro di innesto della chiave e il punto
scelto per attaccare il bidoncino.
(4) Si mette il bidoncino sulla bilancia e lo si riempie d’acqua.
(4a) Se avete le chiave tarata in kgm, si riempie il bidoncino d’acqua sulla bilancia in modo che
il peso complessivo (in kg) risulti uguale a:
KgPesoProva = KgmRegolazioneChiave / MetriLunghezzaChiave - KgPesoChiave * 0,4
Esempio di calcolo per la chiave regolata a 12 kgm, lunga 0,464 m, che pesa 0,980 kg:
(12 / 0,464) - (0,980 * 0,4) = 25,862 - 0,392 = 25,470 kg
(4b) Se avete le chiave tarata in Nm, si riempie il bidoncino d’acqua sulla bilancia in modo che
il peso complessivo (in kg) risulti uguale a:
KgPesoProva = NmRegolazioneChiave * 0,102 / MetriLunghezzaChiave - KgPesoChiave * 0,4
Esempio di calcolo per la chiave regolata a 120 Nm, lunga 0,464 m, che pesa 0,980 kg:
(120 * 0,102 / 0,464) - (0,980 * 0,4) = 26,379 - 0,392 = 25,987 kg
NB: 1 Nm = 0,102 kgm, ovvero 1 N = 0,102 kg.

(7) A questo punto bisogna annotare il valore dinamometrico attuale segnato dalla chiave.
E' bene verificare le misure su almeno 3 posizioni, alla misura minima, alla misura centrale, alla
misura massima. Solo dopo le 3 misure si decide se è il caso di correggere la taratura della chiave.

Verifica finale:
Ripetere le misure dal punto (1) al (7).
Alla fine, se la taratura della chiave è esatta, lo scatto deve avvenire in corrispondenza del valore
prestabilito in origine al punto (2).
Ecco come passare un sabato pomeriggio alternativo, facendovi mandare mille maledizioni da vostra
moglie o madre che diverrà subito isterica quando gli restituirete le bilance piene di grasso
nero e untuoso.
Poi quando vedrà che anche la camicia "buona" è macchiata di grasso sarà l'apoteosi!!
Era un sistema quasi maccheronico, ma non escludo che tra qualche giorno una delegazione di
QDE parta per Sèvres a verificare la lunghezza del metro e del kilogrammo campione.
Oh, naturalmente vengo anch'io.
E per risolvere definitivamente il problema compriamo uno di quei dinamometri per pesare i pesci,
verifichiamo la precisione e ci colleghiamo la chiave con un filo e vediamo cosa segna quando
scatta la chiave. Questo sistema dovrebbe tener conto del fattore peso chiave.
Ma se avete bisogno di tarature precise (con incertezza precisa) rivolgetevi a un centro SIT accreditato
per le tarature di misuratori di coppie, altrimenti vi serve una bilancia torsiometrica tarata.
Ragazzi sta procedura è più che ottima per verificare l'esattezza della vostra chiave.

Per il serraggio alla coppia prescritta di bulloni e dadi, esiste un metodo alternativo all'impiego
delle costose chiavi dinamometriche.
Questo sistema, se correttamente impiegato, consente precisioni addirittura maggiori per
l'assenza degli attriti presenti nei dispositivi di scatto delle dinamometriche vere e proprie.
Tale metodo si avvale di un dinamometro a molla abbastanza diffuso e reperibile per poche
migliaia di lire presso tutti i ferramenta ben forniti.



L'operazione preliminare é il controllo e la taratura del dinamometro, che va fatto per paragone
con una bilancia da commercio impiegando secchio ed acqua in almeno 5 punti
equamente distribuiti nell'intera scala del dinamometro (per uno da 20 Kg fondo-scala, effettuare
la taratura almeno ai 4, 8, 12, 16 e 20 Kg), formando una tabellina delle eventuali
differenze.
Per il serraggio del bullone/dado impiegare una corrispondente chiave fissa combinata
(quelle che da un lato hanno un "occhio" poligonale e dall'altra la medesima misura in
versione "spaccata") della quale si sarà misurata la lunghezza del tratto intercorrente tra
il centro dell'occhio ed il punto più basso della "spaccatura" (dove andrà ad impegnarsi
l'anello del dinamometro a molla). Nell'esempio della foto corrisponde a 19 cm.



La trazione da applicare (da leggere sulla scala del dinamometro) per ottenere la coppia
richiesta corrisponderà al valore del peso indicato dalla coppia richiesta moltiplicato per il
rapporto tra il braccio della coppia richiesta diviso la lunghezza del braccio della chiave.
Per esempio: posto che la coppia di serraggio prescritta sia di 2 kgm (cioè a dire di 2 chili
su un braccio di 1 metro), il rapporto tra 1 metro ed i 19 cm di braccio della chiave sarebbe
di 1 / 0,19 = 5,3 per cui la trazione da applicare con il dinamometro dovrà essere di 2
kg x 5.3 = 10,5 kg.
Nell'applicare la trazione con il dinamometro è molto importante tenere il dinamometro
sempre ben perpendicolare (a 90°) rispetto all'asse della chiave e ben complanare al piano
di rotazione della stessa, perché in caso contrario la coppia applicata potrebbe essere
inferiore a quella corrispondente desiderata ed indicata.



Eventualmente riposizionare spesso secondo necessità la chiave, in modo da poter lavorare
comodamente con tali requisiti di mano in mano che ci si avvicina al valore richiesto.
Nell'effettuare le eventuali conversioni tra i vari sistemi di indicazione di coppia, procedere
sempre metodicamente e soprattutto non dimenticare mai di vagliare i risultati col buon
senso!!! (Se i vostri conti vi dicono che dovete serrare un dadino con testa da 1/4" a 2
kgm, é ovvio che vi siete sbagliati di qualche zero o che avete diviso invece che moltiplicato,
perché si romperebbe o spanerebbe!!!!!)

Bravo, bel post!