Тест разводных ключе

​Должен ли профессиональный инструмент быть универсальным или для каждой операции специалисту требуется запастись специальным оборудованием? Спор на эту тему может вестись бесконечно.

Идея разводного ключа лежало на поверхности – чтобы для закручивания гаек и болтов разного размера использовать один инструмент, надо лишь предусмотреть возможность изменения его геометрических параметров. В виде «конечного продукта» подобные задумки реализовались в конце XIX века, с тех пор ключ не менялся принципиально, но «внешне» и «внутренне» эволюционировал. Новые материалы, высокие технологии, удобные решения – все это в качестве методов конкурентной борьбы сработало на потребителя.

Конструкция

Рукоятка ключа, составляющая конструктивное целое с неподвижной губкой, напоминает неподвижный гаечный ключ, у которого «откатили» одну губку. Эта «отнятая» деталь снабжена рейкой с прорезями (гребенкой), ее вставляют в паз в неподвижной губке, и оно приходит в зацепление с червяком-«бочонком» с крупной винтовой резьбой. За широкие витки резьбы червяка вращают, перемещая тем самым губку и изменяя зев. Чтобы разобрать механизм, нужно открутить винт с потайной головкой, удерживающий червяк. Ограничивает движение губки, с одной стороны, контакт с неподвижной отвесной частью (раствор равен нулю), а с другой – количество пазов на гребенке: раскрыв ключ до предела, червяк упирается резьбой в рейку.

Люфты в таком соединении никого не должны смущать. Им здесь быть положено, ведь при сантехнических работах, как правило, предусмотрено попадание грязи в механизм. Чтобы это ни привело к заклиниванию или снижению плавности хода, и оставляют зазоры. А вот величина их – второй вопрос, здесь все решает технология производства требования оговорены в нормативах). Вообще-то «болтающаяся» губка не помеха, так как при приложения усилия она все равно отходит в крайнее положение. Однако ее свободный ход должен быть в разумных пределах, чтобы в перевернутом состоянии съехавшая вниз деталь не мешала набросить выставленный ключ на гайку.

Особые параметры

Хотя такой инструмент и способен «общаться» с целым набором гаек, было бы странно применять один ключ и для относительно небольших деталей, и для гигантских болтов. Поэтому произошло логичное деление на «легкие» и «тяжелые» модели.

Классифицировать изделия принято по предельному размеру гайки, которую они способны «уговорить». Величина максимального зева определяет и другие размеры, поэтому иногда ключи различают по длине рукоятки. Самая востребованная ручка – 2502 мм. «Влияние» дюйма, «сильного» в сантехнической сфере, прослеживается и здесь. Длина 250 мм – «производная» от 10”, но возможны незначительные отклонения (есть модели с 255-миллиметровыми рукоятками).

То же и с величиной раскрытия: встречаются изделия с зевом до 30 мм (или даже до 33), но все это тот же 10-дюймовый ключ.

Особенности

Производителей хлебом не корми – дай сделать инструмент поудобнее, иначе ведь потребитель не «купится». Усовершенствования всегда приятны; удивительно, что в случае  такого простого инструмента их может быть так много.

Во-первых, ключ, предназначенный в основном для сантехнических работ, должен быть надежно защищен от главного врага – коррозии. Для этого металлические детали или фосфатируют (такое покрытие часто называют чернением или воронением), или хромируют. Второй вариант, делает ключ привлекательным – появляется матовый металлический отблеск – и более надежно уберегает от корродирования.

Другой враг инструмента – это, увы, пользователи. Желание закрутить деталь посильнее порой провоцирует запрещенные действия. Самое частое из них – накинуть патрубок, увеличив рычаг (плечо приложения силы). Чтобы не рисковать, конструкторы делают форму рукояток не подходящей для «нецелевого» использования. Зато очень удобной для надежного хвата рукой.

«Модные» современные ключи чаще всего «одеты» в резину – их рукоятки не проскальзывают в ладонях. Но есть фирмы, которые строго следуют традиции – «плюс» металлического ключа в его долговечности – металл не рассохнется и не порвется. Однако тенденции таковы, что ключей с эргономичной (обрезиненной) рукояткой большинство.

Рациональное дополнение – мерная линейка на неподвижной губке. Она поможет предварительно выставить раствор ключа, его потребуется лишь «подогнать» на месте.

Уход

Разводной ключ не требует ухода. Ни смазывать, ни разбирать его при разумной эксплуатации не нужно. Остается лишь следить за его чистотой: износ забитого грязью механизма будет больше.

Программа испытаний

Испытания проводились сотрудниками журнала «Потребитель. Экспертиза и тесты» и сотрудниками кафедры «Прикладной механики» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Большинство опытов опиралась на ГОСТ 7275-75 «Ключи гаечные разводные: технические условия».

Для ключей  «магическим» будет крутящий момент в 320 Н*м – именно его ГОСТ 7275-75 оговаривает как максимальный для разводных ключей с размером зева до 30 мм. При такой нагрузке должны происходить все испытания; подразумевается, что она не будет превышена и во время эксплуатации.

Что бы понять, сколько это - 320 Н*м, надо вспомнить длину ключа – 255 мм (на практике плечо еще короче за счет ширины ладони). Если представить, что за край изделия, установленного на гайке так, чтобы ручка его находилась горизонтально, ухватился и повис человек. ГОСТ позволяет висящему иметь массу до 128 кг. (128 х 9,8 х 0,255 = 319,9). Впечатляюща картина!

Опыт №1. Досмотр с пристрастием (первичный осмотр)
Результаты обмеров сухих цифр приведены в таблице 1.

Таблица 1.   Первичный осмотр

Опыт №2. Кто тверже. Оценка твердости

ГОСТ строго оговаривает твердость деталей разводного ключа. Увы, даже экспертам остается довольствоваться лишь знанием этих цифр, проверить их вряд ли представиться возможность. Губки ключа имеют такую форму, что поместить под щуп стандартного твердомера ни удается ни один из тестируемых образцов.

Что бы хоть как-то проконтролировать производителей, выровняли шлифовкой площадки на ручках ключей. Отклонение стрелки твердомера в цифрах приведены в таблице 2.

Таблица 2.    Твердость рукоятки ключей

Опыт №3. Держим форму. Оценка самоторможения механизма

Для ключей с изменяемым зевом одним из важных качеств является способность удерживать выставленные размеры. Свойство это называется самоторможением. Если инструмент раскрывается под нагрузкой, то увеличивается величина контактного давления, рабочие поверхности губок быстро изнашиваются, а грани затягиваемого крепежа стираются. Да и мастеру безопаснее трудиться, когда он уверен, что как бы сильно не давил на ключ, тот не провернется по гайке.

Коротко о методе испытаний. Образец устанавливали на шестигранную оправку (ее твердость 55 HRC, размер под ключ 30 мм), механизм перемещения губки затягивали в ручную. На рукоятку надевали удлинитель (трубу) с подвесом для гирь. Момент, передаваемый инструментом в этом случае, составлял 15 Н*м (то есть менее 5% от максимального, который равен 320 Н*м). Измеряли размер зева, после чего нагружали образец «по полной» (320 Н*м). Замеряли еще раз. Выдержав ключ под нагрузкой 2 минуты, снимали штангенциркулем третье показание, а четвертое получали после разгрузки изделия до начальных 15 Н*м.

Таблица 3.    Результат испытания на самоторможение

Опыт №4. По закону. Испытание нагрузкой на прочность по ГОСТу.
Установили ключ на шестигранной оправке (сталь – ХВГ, твердость – 55 HRC), связанной с моментоизмерителем, и нагружали его «заветными» 320 Н*м. После испытаний проводили визуальную оценку состояния рабочей поверхностей губок, контактных поверхностей червяка и рейки, направляющий поверхностей подвижной губки, проверяли работоспособность механизма и наличие деформаций рукоятки.
Результаты испытаний в таблице 4

Таблица 4.                           Результаты испытания на прочность

Опыт №5. Эх раз, еще раз… испытание циклической нагрузкой

Для проверки ресурса ключей ГОСТ предлагает провести циклическое нагружение максимальным моментом (в данном случае 320 Н*м) 10000  раз. Такое длительное испытание организовать было невозможно, поэтому от цифры было отброшено три нуля, на каждое изделие подавалась нагрузка по 10 раз. Результаты не сильно отличались от последствий разового опыта, увеличился лишь износ рабочих поверхностей губок (см. таблицу 4). Полнопрограмные испытания должны были бы оценить стойкость механизма, десятикратное же нагружение не дало ни намека на изменение плавности хода для всех ключей.

Опыт №5. На убой. Испытание нагрузкой до разрушения

А вот такого испытания нет ни в одном нормативе – по правилам ломать инструмент не положено. Но хотелось узнать «потолок» изделий. Логика подсказывает, что чем прочнее ключ, тем он долговечнее, но с точки зрения «официальной доктрины» это лишь гипотеза.

Итак, один ключ каждой марки был установлен на оправке и нагружен до разрушения, предельные цифры фиксировались  моментоизмерителем испытательной машины. Разрушением считалось, в том числе и раскрытие зева с приворотом инструмента, так что некоторые изделия после этого опыта сохранили работоспособность (разводной ключ Stanley 87-793). Подробно о результатах – в потребительском анализе моделей, сухие цифры в таблице 4.

Проворот ключа должен был происходить при размере зева 34,6 мм (против начальных 30 мм). На деле расстояние оказалось меньшим за счет незначительного смятия ребер оправки и среза металла на рабочих гранях губок. Раскрытие в основном определялось деформацией корпуса подвижной губки, зубьев рейки и резьбы червяка. Выделить каждую составляющую деформации не представлялось возможным. В реальных условиях твердость крепежных изделий меньше твердости губок, и «довести» любой ключ до разрушения намного сложнее, чем сорвать грани гайки или болта.

Опыт №7. Мокрое дело. Проверка антикоррозийной стойкости

Чтобы имитировать суровые условия, «забыли» ключи в воде на 20 дней. Конечно, более критичным был бы переменный контакт с водой и воздушной средой, но и трехнедельное «плавание» - дело нешуточное. Все ключи выдержали подобное обращение, оставаясь «трудоспособными», а большинство даже не изменилось внешне. Результаты испытания – в потребительском анализе моделей.      

Посмотри результат теста