Рекомендации Рекомендации по надзору и технической эксплуатации монтажных соединений на высокопрочных болтах стальных строительных конструкций зданий и сооружений Министерства металлургии СССР

Рекомендации Рекомендации по надзору и технической эксплуатации монтажных соединений на высокопрочных болтах стальных строительных конструкций зданий и сооружений Министерства металлургии СССР

Приложение 4 пРЕЧЕНЬ техническоЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ЭКСПлУАТАЦИОнНОГО ПЕРИОДА.

Приложение 5 ПЕРЕЧЕНЬ материалов, ИНСТРУМЕНТОВ И ПРИСПОСОБЛЕНИЙ, НЕОБХОДИМЫХ ПРИ ПРОВЕРКЕ СОСТОЯНИЙ МОНТАЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТАХ

Приложение 6 Рабочие чертежи ключа КТР-3

Приложение 7 ОБРАЗЕЦ УДОСТОВЕРЕНИЯ

Приложение № 8 ПРИМЕРНАЯ 40-часовая ПРОГРАММА ОБУЧЕНИЯ

Приложение 9 Применение высокопрочных болтов в типовых конструкциях производственных зданий

Приложения 10 Инструмент для очистки поверхностей фрикционных соединений. Инструмент для натяжения высокопрочных болтов. Контрольный инструмент для тарировки гайковертов и определения коэффициента закручивания высокопрочных болтов.

Приложение 11 ЗАВОды-ИЗГОТОВИТЕЛИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТОВ

В последние годы в проектировании и монтаже металлоконструкций произошли значительные изменения. Помимо применения новых профилей проката, сталей повышенной прочности и совершенствования расчета наметилась тенденция на увеличение объёма металлоконструкций с монтажными соединениями на болтах различных классов прочности, в том числе и высокопрочных.

Большое количество сварных швов малой длины стало серьёзным препятствием на пути механизации и автоматизации, сварочных процессов на монтаже. Монтажные соединения на болтах позволяют, в условиях монтажной площадки, применять в конструкциях трудносвариваемые стали высокой прочности. Соединения на болтах позволяют вести работы одновременно на большом количестве узлов силами рабочих невысокой квалификации. Эффективность применения болтовых соединений формируется на стадии проектирования и изготовления монтажных узлов. По оценке Госстроя СССР ориентировочный объем возможного применения металлоконструкций на болтах составляет 60-65 % от общего объёма выпускаемых промышленностью стальных строительных конструкций. Однако из-за низкой технической оснащенности ряда заводов металлоконструкций, низкого качества проектирования, и ряда других причин в Советском Союзе лишь 15-20 % конструкций выпускается с болтовыми монтажными соединениями.

Конструкции объектов черной металлургии последних лет (кроме листовых), в основном, запроектированы с соединениями на высокопрочных болтах.

При надзоре за монтажными соединениями на высокопрочных болтах следует особое внимание обратить на сверхвысокопрочные болты, поставленные промышленностью в 1970-80 гг. с временным сопротивлением 120, 135 и 155 кг/мм 2 . Такие болты установлены в ряде конструкций Череповецкого, Липецкого металлургических комбинатов, Магнитки и других. Эти болты из-за отсутствия ограничений по верхнему пределу твердости имеют повышенную способность к ЗХР (замедленному хрупкому разрушению).

Наиболее опасный период — первые 1-3 года после начала эксплуатации. Болты "стреляют" без видимого приложения внешней нагрузки. Во всех конструкциях последних лет обращено внимание на ЗХР.

Исследования, проведенные на ряде объектов после многолетней их эксплуатации, показали, что падение натяжения болтов незначительно. Но так как в процессе выполнения монтажных работ возможна недотяжка болтов, то в процессе эксплуатации конструкций требуется выборочная проверка натяжения установленных болтов. Контроль монтажных соединений на болтах значительно проще, чем сварных соединений, так как в сварных соединениях большая вероятность скрытых дефектов шва, чем в болтовых соединениях. Основным способом контроля соединений на болтах принимается визуальный.

Настоящие Рекомендации позволят службе эксплуатации заводов Министерства металлургии СССР обеспечить безаварийную эксплуатацию поднадзорных зданий и сооружений.

Корректировку Рекомендаций производить через каждые пять лет.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации разработаны в соответствии с приказом III 759 от 9.Х II.1988 г, по Минчермету СССР и договором № П47-6882, заключенным между ЦНИИпроектстальконструкцией им. Мельникова Госстроя СССР и Череповецким меткомбинатом Минчермета СССР 19 апреля 1989 г. и являются развитием раздела 7 отраслевого руководящего документа ОРД 00 00089 "Техническая эксплуатация стальных конструкций производственных зданий".

1.2. Рекомендации распространяются на выполнение надзора и технической эксплуатации металлоконструкций зданий и сооружений предприятий чёрной металлургии с соединениями на высокопрочных болтах, запроектированных по нормам СССР, эксплуатируемых в районах с расчётной температурой до -65°С.

1.3. При приёмке конструкций с соединениями на высокопрочных болтах в приёмочной комиссии обязательно участие представителя службы технического надзора по эксплуатации зданий и сооружений предприятия.

1.4. Ответственность за техническое состояние монтажных соединений на высокопрочных болтах приказом по цеху возлагается на инженерно-технических работников цеха, которые должны пройти соответствующее теоретическое и практическое обучение, ознакомлены с правилами выполнения соединений на высокопрочных болтах и иметь удостоверение ( Приложения №№ 7; 8).

1.5. Непосредственный осмотр монтажных соединений и восстановление (ремонт) должны производиться специально подготовленными специалистами, имеющими соответствующие навыки и удостоверение. В труднодоступных местах на высоте осмотры производятся с участием специалистов-верхолазов.

1.6. Специалисты по эксплуатации зданий и сооружений, участвующие непосредственно в освидетельствовании, должны пройти соответствующее обучение, иметь удостоверение и допуск для пребывания на высоте.

Количество специалистов определяется из расчёта 1 ИТР на 100 тыс. высокопрочных болтов.

1.7. Особенностью фрикционных соединений на высокопрочных болтах является то, что усилия воспринимаются не срезом болтов и смятием стенки, а силами трения, возникающими между соприкасающимися поверхностями, стянутыми высокопрочным болтом. В связи с этим величина натяжения высокопрочных болтов и качество подготовки фрикционных поверхностей соединяемых элементов является решающим и контролируется во время проверки. Недостаточное натяжение высокопрочных болтов во фрикционных соединениях может привести к "проскальзыванию" элементов, при этом болты будут работать на срез, элементы — на смятие. Кроме того, возможно нарушение геометрической формы за счет взаимного смещения элементов — болты будут вступать в работу неравномерно, так как разница диаметров отверстий и болтов может достигать 6 мм в соответствии со СНиП III-18-75 табл. 4 и возможны случаи поочередного разрушения болтов.

1.8. Проведенными исследованиями установлено, что определяющее влияние на надежность болтов оказывают уровни их механических характеристик (временное сопротивление разрыву, относительное удлинение и сужение, ударная вязкость), определяемые режимами термической обработки.

Основной из указанных характеристик является временное сопротивление разрыву, контролируемое по его верхнему пределу. Чрезмерно прочные болты (с маркировкой 135 и 155), обладающие повышенной твердостью, склонны к замедленному хрупкому разрушению и требуют более тщательного контроля и более частого обследования соединения.

2. МАТЕРИАЛЫ, ИЗДЕЛИЯ И УСЛОВИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

2.1. Для соединений элементов стальных строительных конструкций применяют высокопрочные болты, гайки и шайбы, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 22353-77 ÷ 22356-77 или ТУ 14-4-1345-85 и болты нормальной прочности по ГОСТ 1759-70 (рис. 1).

2.2. Согласно ГОСТ 22356-77, болты должны иметь клеймо завода-изготовителя, а также маркировку, доказывающую временное сопротивление в кгс/мм², и условное обозначение номера плавки. Болты климатического исполнения ХЛ дополнительно маркируются.

2.3. Для контроля механических свойств болтов, гаек и шайб на заводе-изготовителе от каждой партии отбирают по 5 образцов для каждого вида испытаний.

Болты испытывают на разрыв, на растяжение образцов, определение ударной вязкости (ХЛ), разрыв на косой шайбе, на определение коэффициента закручивания и на твердость.

2.4. Высокопрочные болты, гайки и шайбы поставляются партиями, состоящими из деталей одного условного обозначения, изготовленных из стали одной плавки, обработанных по одному режиму. Масса партии болтов не должна превышать 1000 кг, гаек и шайб — 500 кг,

2.5. Каждая партия метизов должна быть снабжена сертификатом, в котором указывается:

— номер сертификата; наименование предприятия-изготовителя; наименование, тип и размеры изделий; марка стали; номер партии; номер плавки; результаты проведенных испытаний; масса нетто.

2.6. Для конструкций с расчетной температурой ниже минус 40°С и до минус 65°С следует применять высокопрочные болты исполнения ХЛ На головке, этих болтов имеется знак "ХЛ".

Рис. 1 Маркировка болтов различных классов прочности, в том числе — высокопрочных.

а. Высокопрочный болт Дружковского завода

б. Высокопрочный болт Магнитогорского завода

в.г. Высокопрочный болт Щёлковского завода

д. Высокопрочный болт Воронежского завода

г. Болт класса прочности 10,9 Магнитогорского завода

ж. Болт класса прочности 8,8 Автозавода им. Лихачева

з. Болт класса прочности 5,8 Магнитогорского завода

2.7. Класс прочности болтов нормальной прочности обозначен двумя числами. Первое число, умноженное на 10, определяет величину минимального временного сопротивления в кгс/мм 2 , второе число, умноженное на 10, определяет отношение предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Произведение чисел определяет величину предала текучести. К этому типу относятся болты с маркировкой 10,9; 8,8; 5.8 (рис. 1).

Например, класс прочности болта 5.8 указывает, что минимальное временное сопротивление металла σ_в, из которого изготовлен болт, равно 5×10 = 50 кгс/мм 2 , а отношение предела текучести σ_т к временному сопротивлению σ_в в процентах равно 8×10 = 80 %. Первое число маркировки, умноженное на второе, определяет предел текучести

2.8. Высокопрочные болты имеют маркировку 110, что указывает минимальное временное сопротивление в кгс/мм 2 материала болта.

2.9. В случае отсутствия болтов, указанных в проекте, разрешается замена болтов класса прочности 5.8 на болты 8.8; 10.9 и высокопрочные. Болты 8.8 могут быть заменены на 10.9 и высокопрочные. Болты 10.9 — на высокопрочные. Обратная замена без соответствующего пересчёта конструкций запрещается.

3. НАДЗОР ЗА СОСТОЯНИЕМ СОЕДИНЕНИЙ

3.1. Надзор за состоянием соединений осуществляется цеховой службой технической эксплуатации металлоконструкций промзданий посредством проведения текущих осмотров.

3.2. Текущие осмотры соединений проводятся выборочно один раз в шесть месяцев в пролётах конверторных, мартеновских и других цехов, конструкции которых подвержены динамическим воздействиям. В остальных цехах, отделениях и пролетах не реже одного раза в год.

Обследование узлов на высокопрочных болтах, как правило, проводится совместно с обследованием стальных строительных конструкций, в предусмотренные ОРД 00 000-89 сроки.

3.3. Контроль за состоянием высокопрочных болтов и соединяемых элементов производится визуально и заключается в проверке наличия болтов в узлах, а также в выборочной проверке их натяжения и сохранности (отсутствии трещин, порывов) соединяемых элементов. Проверяются болты в соответствии с табл. 3 в каждом десятом узле (10 % узлов). При последующих проверках проверяются не проверенные ранее узлы.

Особое внимание следует обратить на выявление дефектов в соответствии с табл. 1.

3.4. В случае обнаружения дефектов аварийного характера, когда в соединении ослаблено более 10 % болтов, обнаружены дефекты или отсутствуют более 10 % болтов, обнаружены трещины или порывы в соединяемых конструкциях, немедленно должны быть приняты меры по их устранению.

3.5. В первые два-три года эксплуатации зданий или сооружений проводится выборочная инструментальная проверка в соответствии с разделом 4, с целью выявления возможных дефектов, допущенных при производстве монтажных работ.

В каком порядке затягивать болты ГБЦ: инструкция

В процессе сборки двигателя не избежать этапа затяжки болтов головки блока цилиндров. Прокладка, которая располагается между блоком и головкой, должна быть притянута равномерно и с заданным усилием, иначе возможно нарушение герметичности, смешивание технических жидкостей, повреждение элементов, возникновение других проблем. Следствием этого может быть поломка мотора. Именно поэтому так важен порядок затяжки болтов ГБЦ и контроль момента затяжки.

Затяжка головки блока цилиндров на дизеле и бензиновом моторе

Устройство ГБЦ независимо от типа двигателя — схоже. Внутри находится газораспределительный механизм, а сам корпус является составляющей камеры сгорания и имеет специальные каналы, предназначенные для циркуляции масла и антифриза. Благодаря должному прилеганию ГБЦ, соблюдается герметичность всех систем, и мотор работает с максимальным КПД. Головка блока состоит из сплава алюминия с другими металами, а болты, которые используются для затяжки, – из стали. Повышенная температура заставляет металлы расширяться, но с разной степенью интенсивности, поэтому в случае ошибок при установке возникающее напряжение корпуса способствует появлению трещин.

Особенности затяжки болтов ГБЦ на популярных двигателях

Советы по затяжке болтов ГБЦ на некоторых популярных двигателях следующие:

Дизельный движок ЯМЗ-236 устанавливается на Урал, МАЗ, трактор Т-150. Крепление головки к блоку цилиндров на ЯМЗ-236 осуществляется с помощью 16-ти шпилек, снабженных шайбами и гайками. Отворачивать и заворачивать их нужно в три этапа. Момент затяжки: 1 этап – 39-49 Нм, 2 этап – 118-147 Нм, 3 этап – 240-260 Нм. Рекомендована перекрестная затяжка, начиная с середины.

Инструкция по затяжке болтов ГБЦ

Мануал по ремонту конкретного двигателя, в той части, где говорится об установке ГБЦ, должен соблюдаться неукоснительно. В частности необходимо пользоваться динамо-ключом. Допустимое от требуемого по инструкции отклонение усилия не должно превышать 0,5 кгс·м. Накидные или рожковые ключи не подходят, поскольку усилие в этом случае невозможно контролировать. Порядок также важен: сначала нужно притянуть головку в центре, а затем постепенно переходить к краям. Чтобы затянуть болты правильно, необходимо очистить крепежные отверстия от скопившейся грязи. Если эти попытки безуспешны, можно смазать резьбу болтов маслом, но нельзя лить масло прямо в колодец. Это действие приводит к разрушению отверстия болтом впоследствии.

Таким образом, наиболее распространенные ошибки, допускающиеся в процессе затягивания болтов ГБЦ следующие:

• перетяжка крепежных элементов;
• использование старых или новых крепежей, не подходящих по размеру;
• нарушение схемы затяжки;
• подтяжка болтов неподходящим инструментом;
• попадание технического масла в крепежные отверстия.

Правила проведения затяжки крепления

Соблюдайте правила затяжки креплений:

1. Момент затяжки ГБЦ указывается в руководстве к транспортному средству. Следует изучить его, прежде чем выполнять ремонт. Этот показатель отличается не только на разных марках автомобилей, но и на разных моделях машин одного и того же производителя. А все потому, что в одних моторах блок цилиндров изготавливают из чугуна, в других – из алюминиевых сплавов, устанавливают асбестовые и безасбестовые прокладки ГБЦ, которые обладают разным коэффициентом расширения.
2. Обтяжка производится последовательно и равномерно. Порядок затягивания болтов головки блока цилиндров также нужно уточнять в рководстве.
3. После вкручивания болтов с должным усилием, необходимо осуществить контрольную затяжку через 30-40 минут. Необходимость в этом появляется из-за «усаживания» прокладки после установки. Следует также проверить момент затяжки примерно после 1000 км пробега, потому что из-за высоких нагрузок и повышенных температур увеличивается давление на прокладку, что приводит к ослаблению затяжки болтов со временем, а вероятность прогорания прокладки и ее продавливания увеличивается. Порядок затягивания болтов при дотяжке сохраняется. Если для крепления головки ГБЦ использовался пружинный тип креплений, то выполнять протяжку болтов потом не нужно.
4. Затяжку производят в три-четыре этапа, соблюдая порядок: сначала крепежи затягивают слегка, потом сильнее, и, наконец, до конца.
5. Если используется динамометрический ключ щелчкового типа, то после появления характерных щелчков затягивать болты больше нельзя.
6. Рекомендуется менять болты на новые при каждой разборке двигателя, но на 16-ти клапанных движках можно повторно вкрутить старые крепежи, если их длина составляет менее 95 мм (длину нужно измерить вместе с шайбой). В противном случае крепежные элементы упрутся в дно колодца, а при температурном расширении разобьют отверстие, расколют блок цилиндров либо сломаются сами.

Необходимые инструменты

Для вкручивания болтов потребуется динамометрический ключ, подходящие головки для него и моторное масло. Подробнее следует остановиться на выборе инструмента. Он бывает трех типов:

• Щелчковый или трещетка. Наиболее популярная разновидность среди автолюбителей. В зависимости от варианта – любительский или профессиональный – варьируется погрешность: от 3 до 5%. Болты с его помощью можно зафиксировать с усилием от 40 до 360 Нм.
• Стрелочный. Самый доступный из всех вариант. Он прост в эксплуатации, но погрешность измерения составляет минимум 10%, поэтому его не рекомендуется использовать для креплений ГБЦ. Максимальное усилие затяжки составляет 280 Нм.
• Электронный. Погрешность измерений минимальна, надежность высокая, сила затяжки определяется в пределах от 20 до 350 Нм. Контролировать момент просто благодаря звуковому и световому сигналам. Единственный его недостаток – высокая цена.

Схема и порядок затяжки головки блока цилиндров

Схема затяжки болтов ГБЦ практически ничем не отличается для разных типов двигателей, будет отличаться только максимальный момент затяжки.

1. Перед тем как вставить болт в колодец, необходимо смазать резьбу крепежного элемента машинным маслом. Используют минимальное количество смазки.
2. Следующий шаг – вкручивание болтов. Сначала крепежный элемент вставляется в отверстие головки и блока цилиндров и затягивается вручную.
3. Параллельно камерам сгорания располагаются два ряда крепежных элементов. Затягивать их начинают от середины, сначала прикладывая усилие не более 1 кгс·м. Центральные болты располагаются в моторах L4 между 2 и 3 цилиндрами, в L6 – напротив 3 цилиндра, в V6 – рядом со средней камерой сгорания.
4. Затем с тем же усилием затягивают по два винта слева и справа от центра, и потом по два крайних винта слева и справа.

Можно немного изменить порядок притяжки, затягивая после центральных болтов сначала левые и правые винты, располагающиеся по бокам от центральных, по одному ряду, а затем по другому. Это не будет причиной негативных последствий, если соблюдается рекомендуемое усилие.

После вкручивания болтов от руки берут динамо-ключ и прикладывают сначала усилие равное 3-4 кгс·м, затем 7-8 кгс·м, а в конце подтягивают болты с рекомендуемым моментом, согласно мануалу. Например, производитель ВАЗ 2109 рекомендует для этой модели после затяжки с моментом 7,5-8,5 кгс·м, дополнительно повернуть все болты в той же последовательности на 90, и затем снова на 90.

Работа с динамометрическим ключом

Динамо-ключ имеет измерительную шкалу, позволяющую точно определить усилие затяжки. Перед использованием новый ключ следует разработать, сделав несколько затяжек на минимуме, благодаря этому детали механизма смажутся. После использования инструмент нужно убрать на хранение, смазав тонким слоем машинного масла. После каждой процедуры следует выставлять ноль (если использовался щелчковый ключ), чтобы впоследствии пружина сохранила свою упругость и точность сохранилась. При активном использовании ключа пружина все равно растягивается, поэтому рекомендуется каждый год производить калибровку. При затяжке нельзя стучать по инструменту или использовать всевозможные удлинители.

Если у автомобилиста имеется ключ щелчкового типа, то перед затяжкой нужно выбрать необходимый момент. Для этого раскручивают гайку, располагающуюся внизу рукояти, и выставляют нужное значение. После этого гайку закручивают. При закручивании болтов головки блока цилиндров ключ издаст щелчок и начнет проскальзывать. Это означает, что требуемый момент силы достигнут.

Стрелочный инструмент не позволяет выставить момент затяжки заранее, поэтому усилие придется контролировать непосредственно в процессе. Затягивать крепеж необходимо осторожно, чтобы случайно не приложить больше усилий, чем необходимо. Нужное показание на шкале лучше обозначить заранее. Указатель при закручивании остается неподвижным, а рукоятка со шкалой смещается.

Электронный динамо-ключ напоминает щелчковый, только измерение осуществляется с помощью электронного устройства. Момент также выставляется заранее. Когда он достигнут, издается звуковой сигнал.

Динамометрический ключ своими руками

Динамометрические ключи, особенно те разновидности, которыми удобно пользоваться, стоят весьма дорого, поэтому многих автомобилистов интересует, как сделать такое устройство из подручных средств с минимальными затратами. Понимая принцип работы динамоключа, можно сделать его из обычного рожкового или накидного ключа, безмена на 20 кг и трубы длиной 0,5 м. Труба должна быть металлической и такого диаметра, чтобы в ней легко помещалась рукоятка ключа. Проделав отверстия в трубе, закрепляют весы под углом 90 градусов к трубе. Изготовленный из указанных деталей динамо-ключ позволяет затягивать болты, гайки с моментом не более 100 Нм. Однако точность этого прибора оставляет желать лучшего.

Затягивание соединений без динамометрического ключа

Когда динамоключа нет и для затяжки используется самодельное приспособление или безмен, нужно высчитывать усилие. Рекомендуемый момент в мануале указан в Ньютонах на метр, а весы выдают значение в килограммах. Важно знать параметр кгс·м, который рассчитывается по формуле:

кгс·м=m/L, где кгс·м – кг силы на метр, m – значение на весах, L – расстояние от центра болта до крепления весов.

1 кгс·м = 9,81 Ньютонов.

Отсюда формула для определения нужного усилия затяжки в кг, если известно это значение в Н:

m = Н · 0,102 · (1 / L),

• m – значение на весах,
• Н – требуемый момент затяжки,
• L – расстояние от центра болта до крепления весов.

Как выкрутить болт с сорванными гранями из головки блока цилиндров

Грани болтов ГБЦ иногда срываются, что существенно осложняет процесс снятия головки блока цилиндров. Решить проблему выкручивания болта с сорванными гранями можно разными способами:

1. Усадка (подходит для классической линейки ВАЗ). По болту ударяют тяжелым инструментом, в результате чего он усаживается. Предварительно рекомендуется попробовать выкрутить его с помощью головки на 11, которая набивается на него. Если способ не привел к положительному результату, то нужно действовать с помощью двух молотков, один из которых плоским основанием устанавливается на болт, а другим ударяют по первому. Расплющив шляпку, набивают на нее головку, а затем, используя в качестве рычага длинную трубу, выкручивают. Чтобы исключить повреждение ГБЦ, остальные крепления должны быть затянуты.
2. Высверливание и применение зубила. Сверлом на 10 высверливают по центру крепежного элемента углубление ниже граней шляпки болта. Затем, установив зубило перпендикулярно шляпке, ударяют по нему молотком, чтобы сделать шлиц глубиной в пару-тройку миллиметров. Разместив зубило под углом 45, ударяют по нему по направлению против часовой стрелки.
3. Наваривание гайки/головки. На крепежный элемент со слизанными гранями нужно наварить подходящую гайку или, что лучше, головку. Дождавшись остывания металла, ключом выкручивают болт. Рычаг можно и нужно удлинить.
4. Экстрактор. Этот инструмент специально предназначен для выкручивания болтов с сорванными гранями. Нужно подобрать экстрактор подходящего размера, насадить его посредством молотка на шляпку болта и выкрутить ключом с квадратом 3/8 дюйма. При необходимости используют рычаг.
5. Высверливание отверстия под ключ. Суть метода состоит в подготовке отверстия в крепеже перфоратором, в который вставлено сверло по бетону. Высверлив в отверстие, необходимо вставить в него торекс на 25, а затем, воспользовавшись рычагом, выкрутить.

Таковы основные особенности затяжки болтов ГБЦ. Самое важное, что требования изменчивы и зависят от марки и модели автомобиля, а в схему можно вносить небольшие изменения. Однако в любом случае крепежи закручиваются от середины к краям.

Момент затяжки болтов головки блока цилиндров

Головка блока цилиндра и её затяжка

Головка блока цилиндров – важнейшая часть в двигателе автомобиля. Она расположена на верхней части блока цилиндров и выполняет большую роль в двигателе машины. Её изготавливают методом литья из алюминиевого сплава, крепление к блоку цилиндров получается крепким за счёт специальных крепежных болтов. При самостоятельном ремонте головка блока цилиндров (ГБЦ) должна быть правильно затянута.

Эта операция должна проводиться основательно, с соблюдением всех правил затяжки, чтобы не нарушить герметичность соединения головки цилиндров и блока цилиндров. Автомобилисты знают, что это, можно сказать, самая важная часть в автомобильном двигателе и выполняет большую роль в двигателе автомобиля. Изготавливается она из специального алюминиевого сплава и крепится за счет специальных болтов.

Если при самостоятельном выполнении ремонта ГБЦ сделать это не по правилам, за счет потери герметичности протечет масло, начнёт пробиваться прокладка, затем получим снижение компрессии в движке.

Стоит так же помнить, что чрезмерное усилие при затяжке болтов в некоторых случаях вызывает деформацию корпуса самой ГБЦ. При затяжке болтов головки блока цилиндров соблюдайте момент затяжки колесных болтов, соблюдайте схему и технологию затяжки. Об этом мы постараемся рассказать более подробно.

Когда необходимо производить затяжку

Это больше касается отечественных автомобилей, причем старых моделей, новые уже не требуют этой операции. Что бы узнать, нужна ли затяжка болтов ГБЦ, просто откройте капот авто. Если в местах болтов есть влага – нужно срочно делать затяжку, в анамнезе утеря смазки.

Почему происходит ослабление болтов – чаще из-за перегрева двигателя. Бывает из – за неправильной затяжки болтов. В принципе, проверяют момент затяжки после пробега определённого количества километров. По техническим нормам раннее затяжку производили сразу на первом техническом осмотре, но сейчас новые машины не всегда нуждаются в этой процедуре, в основном, после ремонтных работ, связанных с двигателем.

Нарушенная структура блоков приводит расслаблению болтов. Чаще всего нарушение структуры происходит из-за перегрева двигателя, с чем тоже нужно разбираться и проводить диагностику.

Момент затяжки болтов головки блока цилиндров

Он зависит от версии вашего автомобиля, на старых отечественных машинах их только два, на более современных версиях уже 4.

Приступая к самостоятельной затяжке, учтите несколько нюансов. Во первых, если делаете это зимой – производите его в тёплом помещении, если в тёплую пору – выбираете день с температурой не ниже +20°

Все болты, детали очистите от грязи, от масла. Особенно, если прокладка уже протекла. После каждой манипуляции затяжки желательно ждать 20 минут, пока металл придёт в изначальную форму, чтобы избежать перегрева и деформации металлического корпуса.

Не поленитесь и посмотрите момент затяжке в справочнике от именно вашего автомобиля. Если такового нет, хорошо расспросите специалиста, кто хорошо разбирается в таком вопросе. При этом спрашивайте не в общем для вашей модели, а именно вашего года выпуска. Работы производите в правильном порядке, иначе все старания будут напрасными.

Как правильно проводить затяжку

Повторюсь ещё раз – нужно оригинальное руководство по эксплуатации вашего автомобиля. Если автомобиль в процессе эксплуатации поменял нескольких владельцев и руководства нет – скачайте его из интернета, а лучше даже – распечатайте его. Там при внимательном изучении вы узнаете всё, что нужно для перетяжке ГБЦ, а точнее:

• какие вам понадобятся болты для затяжки гбц;

• какое усилие затяжки требует отдельный момент(для каждого нужна разная сила);
• порядок затяжки гбц.

В современных автомобилях используются специальные пружинные болты, не требующие дополнительной затяжки, обратите на это внимание. Такие детали при усилии и попытке их затяжки могут не только деформироваться, но и повредить детали, расположенные рядом. Будьте осторожны, обязательно узнайте, какие болты стоят на вашем автомобиле. Что бы исключить протяжку болтов, поставьте специальную прокладку, не дающую усадку болта.

Одна из схем по затяжке головки блока цилиндров

Для самостоятельной затяжки моментов обязательно понадобится специальный ключ, движения которым придётся делать с точностью до миллиметров, которые производитель указывает в инструкции к автомобилю. Забудьте про мысли, что чем туже вы затянете болт, тем лучше он будет держаться и так далее, в этом деле придётся чётко следовать инструкции, иначе рискуете повредить двигатель автомобиля, что приведет к более дорогостоящему ремонту.

Работа с динамометрическим ключом

В начале монтажа установите динамометрический ключ в положение, называемое у механиков нулевым. Такое положение – момент, когда показания ключа равны изначальному положению болта. Внимательно посмотрите на цифры в момент начала крепежа, запомните, а лучше запишите.

Медленными и аккуратными движениями начинайте крутить ключ и внимательно следите за показателями, если момент остаётся на том же месте, значит крепеж поддался растяжению. Если момент резко изменяется, значит нужно добиваться движения болта. Резкое увеличение момента говорит о том, что держатель не до конца растянут. Тогда монтаж придётся совершать после стабилизации.

Если же при затяжке момент резко начинает уменьшаться – крепеж деформирован, замена неизбежна.

Езда по проселочным дорогам сразу же после трассы губительно влияет на двигатели отечественных автомобилей. При езде двигатель машины постоянно то нагревается, то остывает, что плохо сказывается на качественном креплении. Болты разбалтываются, что приводит к поломкам, протечкам масла. Резкие перепады температур негативно влияют на правильное крепеление болтов. Ответственно относитесь к замене этой маленькой, но важной детали автомобиля.

Вот таблица моментов, которые нельзя превышать при затяжке.

Как контролировать момент затяжки

Есть специальные методы контроля правильной затяжки болтов, чтобы не переусердствовать в этом деле и не затянуть их недостаточно. Прикладывайте к болту момент, который равен моменту страгивания болта, а именно при начале поворота контролируйте момент страгивания болтов. Когда момент не увеличивается, вы выполняете все правильно, болт начал растяжку.

Когда вы прикладываете неправильный момент, растяжка болтов может не получаться, поэтому и стоит четко следовать инстукции, где сказано, какие моменты на какие болты нужно прикладывать. Эти требования объясняются работой блока цилиндров, каждый из цилиндров работает в постоянном режиме нагрева и охлаждения.

Это лишь общие рекомендации к затяжке моментов блока циллиндров, повторюсь, всё остальное обязательно прочтите в руководстве по ремонту вашей марки и модели автомобиля.

В заключении хочется пожелать решившим самостоятельно проводить ремонт ГБЦ, терпения и удачи в этом сложном деле. Помните обо всех нюансах процедуры, не пренебрегайте важными правилами по ремонту собственного автомобиля.

Как рассчитать усилие затяжки без динамометрического ключа

Способ затяжки без использования динамометрического ключа (почерпнуто с просторов инета, с небольшой моей редакторской правкой)
Задалась вопросом: «Как затянуть без динамометрического ключа болтовое соединения необходимым моментом, если нет в хозяйстве ключа»?
Это можно сделать, вчера опробовано лично.
Понадобится:
1) ключ рожково-накидной или накидной двусторонний, в моем случае это была сгибающаяся отвёртка для бит с полостью в ручке, куда вставлялся метровый отрезок трубы;

2) пружинный кантер(весы) с пределом до 20 кг. Я взяла электронные, купленные на Али.
Теперь вспоминаем школьные знания.
Момент затяжки это определенное усилие, приложенное к рычагу длиною в 1 метр. К примеру нам нужно затянуть гайку с моментом 2 кгс*м. Для этого нам нужно измерить длину накидного ключа в метрах. К примеру, длина ключа составила 0,25 метра. Делим 1 на 0,25. Получаем цифру 4. Четыре умножаем на требуемое усилие затяжки(2 кгс*м) и получаем цифру 8 кг.
Так как я филолог, а не математик, свои расчеты и прилагаемые усилия я упростила метровым отрезком трубы: девочке и считать легче, и крутить)
Далее устанавливаем отвёртку/ключ на болт или гайку, на другой конец ключа цепляемся крючком пружинных весов и тянем за кольцо весов до достижения требуемых кг.
Тем самым, простым способом без наличия динамометрического ключа затягивается болтовое соединение необходимым моментом. Да, выглядит непрофессионально, когда ты в отвертку вставила трубу, к концу трубы подцепила весы и тянешь, посматривая на циферблат (я бы даже сказала дурковато), но ценник минимум в 2500 р за динамометрический ключ оправдывает минуту позора В=).

На многих запчастях для велосипеда и не только часто указывается момент затяжки винтов/ болтов/ гаек и прочего, чтобы не навредить резьбе и не испортить запчасть.
Статья будет полезна тем, кто хочет закручивать гайки по мануалу без траты средств на динамометрические ключи, ибо ст о́ ят они не бюджетно.

В принципе, при наличии большого опыта кручения гаек и умении перевести в уме Ньютоно-метры в "усилие на руку", можно обходится без ключа, хотя понятно что погрешность будет в пару ньютоно-метров, но сейчас поговорим о том, как все-таки закручивать с наименьшей погрешностью.
Итак речь идет о установке заднего переключателя.
Гайка переключателя прикручивается к петуху велосипеда с усилием 10Нм. Делим на 10 и получаем 1 кг*м (килограмм силы на метр).
Это означает, что максимальное рекомендуемое усилие при затягивании гайки должно быть равно силе, с которой действует груз весом в 1 кг, подвешенный к ключу длиной 1 метр, причем сила груза должна действовать перпендикулярно к ключу!
Понятно, что искать метровый ключ, крайне неблагодарное занятие, но есть выход!

где
L-длина плеча (в см),
M-момент силы,
F- сила воздействия (вес в кг)

Т.е. нам нужен ключ на 10 (удобнее всего рожковый-накидной), весы (электронные или механические, не важно).

Итак:
1. Отмеряем линейкой длину ключа, согласно рисунка.
2. По формуле посчитали F (в нашем случае=вес в кг.) F=M/(0.1*L).
Пример: у меня был ключ рожковый-накидной и длина его согласно рисунка получилась 12см.
Подставив в формулу я получил: F=10/(0.1*12)=8,33 H , т.е. 8.3 кг.
3. Вешаем весы на сторону, где ключ у нас накидной (крючок весов не будет соскальзывать, вот почему такой ключ немного удобней чем рожковый с обеих сторон ) .Тянем за шнурок/ухо весов и смотрим на шкалу, чтобы не превысить наши xx кг, посчитанные ранее по формуле.

P.S. Не забываем перед всеми этими манипуляциями, взвесить на весах 1 литровую пластиковую бутылку воды и убедиться, что весы показывают ровно 1 кг (с погрешностью +-30 грамм).

Возможные погрешности:
1) тянуть идеально под углом 90 градусов,
2) точность измерения длины L
3) погрешность весов.

И да, лучше чуть недокрутить, то есть чтобы погрешность была в меньшую сторону, ибо срыв резьбы на резьбовом соединении – неприятная штука (уже срывал в вилке, с тех пор закручиваю с весами )

В инструкциях по техническому обслуживанию автомобилей, часто можно встретить таблицы с указанием крутящего момента для затяжки крепежа.

Особенно важно соблюдать значение на таких деталях, как впускной коллектор, головки блока цилиндров, шарниры подвески. Мастера станций техобслуживания используют специальные приспособления: динамометрические ключи.

Это дорогостоящий элемент: если он используется от случая к случаю, приобретение нецелесообразно. Поэтому многие автолюбители, обслуживающие автомобили самостоятельно, делают динамометрический ключ своими руками.

Совершенно бесплатно изготовить инструмент не получится: как минимум нужен фабричный ключ, а также прибор, фиксирующий крутящий момент.

Для чего нужен динамометрический ключ?

Определенный момент затяжки на сопрягаемых деталях нужен для равномерного прилегания плоскостей. Кроме того, если по контуру установлена прокладка, неравномерное усилие болтовых соединений может ее разрушить.

Динамометрический ключ позволяет затягивать болты с точностью до сотых долей миллиметра. Кроме того, часто требуется с высокой точностью выполнить динамометрическую затяжку посадочного места подшипника.

Производитель рассчитывает значения крутящего момента, исходя из типа материала и конструктивных особенностей узла. При создании автомобиля на заводе, весь крепеж затягивается согласно техническим условиям: как правило, эту работу выполняют сборочные роботы.

А при обслуживании, ремонте, замене деталей – нужное усилие обеспечивается ручным инструментом: динамометрическим ключом.

Главное его достоинство – возможность работать в широком диапазоне настройки. Вы просто устанавливаете предел срабатывания своими руками, или визуально контролируете стрелку динамометра.

То есть, универсальный динамометрический ключ не позволяет одинаково точно затягивать гайки с усилием 2 Н.м. и 100 Н.м.

Производители инструмента выпускают динамометрические ключи в нескольких диапазонах:

• самый популярный «размерчик»: 40 – 210 Н.м. Он позволяет выполнять большинство ремонтных работ на ходовой части автомобиля;
• точный динамометрический ключ (от 2 Н.м. до 50 Н.м.) предназначен для ремонта и обслуживания двигателя. Настройка карбюратора, затяжка свечей, сборка коленвала и шатунов. Работы по замене впускной или выпускной систем, также выполняются динамометрическим ключом малого диапазона;
• предел затяжки от 200 Н.м. и выше предназначен для силовых элементов мощных конструкций. Применительно к автомобилям – пожалуй, лишь ступичные гайки.

Как устроен динамометрический ключ для автомобиля?

Существуют два конструктивных решения: ограничение крутящего момента, и визуальный контроль процесса. Рассмотрим каждое из них детально.

Так называемая трещотка

Внешне мало чем отличается от обычного рычага с трещоткой под торцовые головки. Собственно, это она и есть.

Просто храповой механизм с регулируемой силой срабатывания, превратил обычную рукоятку в динамометрический ключ. Секрет именно в конструкции храповика. Он позволяет шестерне прокручиваться в любую сторону.

По направлению возврата, когда вы отводите рукоять для следующего оборота головки, усилие минимально. А вот в рабочем направлении, где применяется усилие, зуб храповика соскакивает с шестерни при достижении заданного значения.

В рукоятке хвостовика, расположена вращающаяся насадка. Она регулирует натяжение пружины храпового механизма.

Как работает система?

При достижении выставленного значения момента, шестерня трещотки начинает проскакивать. Рукоять проворачивается с характерным звуком, а гайка не закручивается.

Динамометрический ключ с трещоткой является полуавтоматическим. Он дает возможность затягивать гайки, не опасаясь их перетянуть.

Измерительная шкала

Динамометрический ключ не имеет механизма ограничения крутящего момента, но к поворотному механизму подсоединен стрелочный либо цифровой динамометр. Когда к рукоятке прилагается усилие, стрелка отклоняется, и можно фиксировать значение приложенной силы.

Принцип работы достаточно прост: стрелка сохраняет неизменное положение относительно головки ключа, а рукоятка изгибается, как пружинный торсион. В результате шкала смещается по отношению к кончику стрелки пропорционально приложенному усилию.

Недостаток данной модели – нет автоматического ограничителя. Вы просто контролируете усилие, которое прилагается к рукоятке. Это позволяет произвести более точное измерение (в отличие от трещотки, которая работает дискретно), но есть вероятность механической ошибки при дозировании усилия.

Самодельный динамометрический ключ на базе трещотки сделать сложно, технология требует наличия металлообрабатывающих станков и прецизионной калибровки. А вот инструмент с динамометром вполне по силам домашнему мастеру.

Варианты самодельных динамометрических ключей

Для начала вспомним школьный курс физики. Измерение крутящего момента производится в ньютонах на метр. Не вдаваясь в формулы, практически это означает: 10 Н.м. – равно усилию в 1 кг, приложенному к рычагу длиной 1 метр.

То есть, если отмерить от центра головки накидного ключа 1 метр, и закрепить в этой точке динамометр, можно с высокой степенью точности измерить крутящий момент затягивания гайки.

Этот метод далеко не нов: владельцы автомобилей ВАЗ и УАЗ, при ремонте редуктора заднего моста, пользовались методичкой, разработанной еще при СССР.

Гайка хвостовика, которая сжимала обоймы конических подшипников, затягивалась со строго дозированным усилием. Момент контролировался с помощью домашнего динамометра, а при его отсутствии – «точный» измерительный прибор делался из безмена.

По сути, это и есть прообраз самодельного динамометрического ключа. Только в качестве рычага используется фланец полуоси.

Как сделать динамометрический ключ своими руками, чтобы им было удобно пользоваться?

Метровая рукоятка ключа – не самый практичный вариант. Воспользуемся правилом расчета силы в зависимости от длины рычага. Формулы изучать нет смысла, величины рассчитываются в пропорциях.

Чем короче рычаг, тем большее усилие необходимо приложить (при сохранении величины крутящего момента):

• рычаг 1 м, крутящий момент 10 Н.м., усилие 1 кг;
• рычаг 0,5 м, крутящий момент 10 Н.м., усилие 2 кг;
• рычаг 33 см (уже удобно работать), крутящий момент 10 Н.м., усилие 3 кг.

Для изготовления понадобятся:

• рукоятка для работы с торцевыми головками под квадрат (для большей универсальности – с удлинителем).
• хомут для фиксации точки измерения силы.
• измерительное устройство: можно использовать обычные весы типа «безмен» или «кантор». Оптимальный диапазон измерений от 100 грамм до 50 кг.

Отмерив от центра вращения необходимую длину, закрепляем хомут на рычаге.

Устройство готово за 15 минут. Можно наметить несколько точек установки хомута, в зависимости от измеряемого момента.

Если не хочется делать своими руками отдельный инструмент – воспользуйтесь стандартным набором ключей (с одной стороны рожковый, с другой – накидной). Принцип действия такой же точно.

Для каждого ключа (поскольку они разной длины), заранее составляем таблицу расчета. Можно воспользоваться готовым приложением для смартфона:

Вводим полученные данные (длина рычага, показания кантора), и видим готовый результат в ньютонах на метр.

Затягиваем болт самодельным динамометрическим ключом — видео

Вывод:
Имея на руках безмен стоимостью 300 – 500 руб. (он есть практически в каждом доме), можно сэкономить на покупке фабричного динамометрического ключа: цена порядка 2000 – 3000 рублей.