تعمیر آچار تورکمتر Analog Torque Wrench

تعمیر آچار تورکمتر Analog Torque Wrench

– مفهوم آچار گشتاور و ضرورت آن

وقتی می‌خواهیم پیچ یا مهره‌ای را با نیرویی معین محکم کنیم (نه خیلی شل و نه خیلی سفت)، باید مقدار «گشتاور» یا «تورک» (Torque) را کنترل کنیم. گشتاور نیرویی است که به بازو (طول اهرم) وارد می‌شود تا یک چرخش ایجاد کند. در بسیاری از تجهیزات مکانیکی، فنی، خودروسازی و صنعتی، تولیدکننده در دفترچه‌ها مقدار گشتاور توصیه شده برای پیچ یا مهره‌ها را اعلام می‌کند.

اگر پیچ یا مهره خیلی شل بسته شود، ممکن است اتصال از هم باز شود یا حرکت دهد. اگر خیلی سفت بسته شود، ممکن است رزوه خراب شود یا قطعات تحت تنش زیاد قرار گیرند. آچار گشتاور ابزاری است برای این که دقیقاً همان مقدار گشتاوری که لازم است اعمال کنیم—نه بیشتر و نه کمتر.

آچار گشتاور با تنظیم کردن آن روی مقدار مشخصی قبل از عملیات، کاربر را هنگام رسیدن به آن مقدار با یک علامت (صدای کلیک، نمایشگر دیجیتال، عقربه یا دیگر روش‌ها) مطلع می‌کند. بنابراین آچار گشتاور به یک واسطه بین دانش مقدار گشتاور مورد نیاز و اعمال آن نیرو تبدیل می‌شود.

از نگاه فنی، آچار گشتاور شامل اجزایی است که تغییرات نیرو را به شکلی تبدیل می‌کند که خواندن یا کنترل شود: فنرها، المان‌های کشسان، مبدّل الکترونیکی یا حسگر، مکانیزم قطع یا تغییر حالت. طراحی دقیق آن برای حفظ دقت در طول عمر بسیار مهم است.

– اصول کاری و قسمت‌های سازنده

آچار گشتاور از چند جزء کلیدی تشکیل شده است:

– دسته یا بدنه: قسمتی که کاربر آن را در دست می‌گیرد و نیرو وارد می‌کند
– هد (سر) و رابط (drive): قسمتی که به سوکت یا آچار رابط پیچ وصل می‌شود (معمولاً ¼، ⅜، ½ اینچ یا انواع بزرگتر صنعتی)
– مکانیزم حسگر یا انتقال نیرو: ممکن است فنر یا المان الاستیک، سنسور الکترونیکی، یا سیستم هیدرولیک / پنوماتیک باشد
– سیستم توقف یا علامت‌دهی: وقتی گشتاور تنظیم شده رسید، آچار باید کاربر را مطلع کند یا نیرو ادامه ندهد
– مقیاس یا نمایشگر: برای تنظیم مقدار گشتاور (نرون‌متر، فوت‌پوند، اینچ‌پوند و غیره)
– مکانیسم تنظیم: کاربر باید بتواند مقدار مورد نظر را تنظیم کند (با چرخاندن دسته، محور داخلی، نمایشگر دیجیتال و غیره)

در آچارهای مکانیکی کلاسیک (اعم از نوع کلیک)، یک فنر با بزرگ شدن نیرو به تدریج فشرده می‌شود و وقتی نیروی اعمالی به مقداری برسد که فنر دیگر به تغییر بیشتر مقاومت کند، مکانیزمی عمل می‌کند که بخشی کمی لغزش می‌کند یا کلیک تولید می‌کند.

در آچارهای الکترونیکی یا دیجیتال، حسگر داخلی (معمولاً شِرن یا strain gauge) نیرو را اندازه می‌گیرد و ولتاژ یا تغییر مقاومت را به سیگنال الکترونیکی تبدیل می‌کند، نمایشگر مقدار گشتاور را نشان می‌دهد و ممکن است هشدار صوتی یا نوری بدهد.

آچارهای هیدرولیک یا پنوماتیک برای کاربردهای صنعتی با گشتاور بسیار بالا مناسبند. فشار سیال (یا هوا) نیروی چرخشی بزرگ ایجاد می‌کند که از طریق گیربکس داخلی به پیچ منتقل می‌شود. این ابزارها معمولاً سنگین‌تر، گران‌تر و نیازمند تجهیزات جانبی (پمپ، شیلنگ، منبع هوای فشرده) هستند.

– انواع آچار گشتاور

آچار گشتاور را می‌توان از منظر روش نشان‌دهی، مکانیزم داخلی، کاربرد و دامنه گشتاور تقسیم‌بندی کرد. در ادامه به انواع رایج می‌پردازم:

– از نظر روش نشان‌دهی و علامت‌دهی

– کلیک (Click type)

این نوع بسیار رایج است. وقتی مقدار گشتاور تنظیم‌شده به دست آید، مکانیزم داخلی یک «کلیک» صوتی یا حس فیزیکی می‌دهد (یک لغزش کوچک در دسته). پس کاربر می‌فهمد که باید متوقف شود. این نوع ساده، قابل استفاده و اقتصادی است. اما کلیک به معنی این نیست که پس از کلیک امکان چرخاندن بیشتر نیست—اگر کاربر تمایل داشته باشد، ممکن است کمی ادامه دهد. در نتیجه دقت در توقف فوری مهم است.

– شعاعی یا بیمتری (Beam / Deflecting bar)

این نوع از یک بازوی منعطف استفاده می‌کند. دسته آچار هنگام وارد آمدن نیرو کمی خم می‌شود و شاخص یا عقربه‌ای روی مقیاس نشان می‌دهد مقدار گشتاور فعلی چقدر است. مزیت آن سادگی و عدم وجود مکانیزم پیچیده است و معمولاً کالیبراسیون ثابت‌تری دارد. اما خواندن دقیق آن هنگام کار ممکن است دشوار باشد (باید دید دقیق باشد).

– عقربه‌ای (Dial torque)

در این نوع، داخل آچار یک نشانگر قرار دارد که مقدار گشتاور را به صورت عقربه‌ای روی صفحه دایره‌ای نشان می‌دهد. کاربر می‌بیند که عقربه به مقدار تعیین‌شده می‌رسد. این نوع اغلب برای کارهای دقیق و آزمایشگاهی استفاده می‌شود و امکان مشاهده مقدار واقعی لحظه‌ای وجود دارد.

– دیجیتال / الکترونیکی (Electronic / Digital)

این نوع با حسگرهای الکترونیکی مقدار گشتاور را اندازه می‌گیرد و عدد را روی صفحه نمایش می‌دهد. اغلب دارای امکاناتی مثل هشدار صوتی یا نوری، حافظه، امکان ذخیره نتایج، خروجی داده به کامپیوتر یا بلوتوث هستند. دقت بالا، توانایی کار با چند واحد اندازه‌گیری (Nm، ft-lb، in-lb و غیره) و امکانات جانبی از مزایای آن‌هاست. در عین حال قیمت آن‌ها بیشتر است و نیاز به باتری یا منبع تغذیه دارند.

– نوع پیش تنظیم شده (Preset torque wrench)

در این نوع، آچار به یک گشتاور مشخص تنظیم شده و قابل تغییر نیست یا تغییر بسیار محدود است. وقتی به آن گشتاور برسد، مکانیزم اجازه چرخش بیشتر نمی‌دهد یا قطع می‌شود. این نوع برای کارهایی که گشتاور همیشه ثابت است مفید است (مثلاً مونتاژ صنعتی).

– از نظر مکانیزم نیرو و کاربرد سنگین

– هیدرولیک (Hydraulic torque wrench)

برای گشتاورهای بسیار بالا استفاده می‌شود. یک سیال هیدرولیک تحت فشار نیروی چرخشی تولید می‌کند و آن را به هد آچار منتقل می‌کند. مناسب برای اتصالات بزرگ صنعتی، خطوط لوله، صنایع نفت و گاز.

– پنوماتیک (Pneumatic torque wrench)

از هوای فشرده برای تولید نیروی چرخشی استفاده می‌کند. سرعت بالا دارد اما دقت آن ممکن است کمتر از هیدرولیک باشد. کاربرد در کارخانه‌ها، خطوط مونتاژ، محفظه‌هایی که فضای زیادی برای ابزار الکترونیکی نیست.

– برقی / موتور دار (Electric / Motorized torque wrench)

در برخی موارد، آچار با موتور الکتریکی برای چرخش استفاده می‌شود و سیستم کنترل الکترونیکی میزان گشتاور را محدود می‌کند. مناسب برای تولید صنعتی، خطوط مونتاژ و مواقعی که اپراتور نمی‌تواند نیروی کافی اعمال کند.

– انواع ترکیبی یا ویژه

آچار میکروتورک (Micro torque / low range torque wrench)
برای مقادیر کوچک گشتاور (مثلاً ۰٫۱ تا چند نیوتن‌متر) استفاده می‌شود؛ مناسب برای قطعات ظریف الکترونیکی، پیچ‌های کوچک و کاری که دقت بسیار بالا لازم است.

-آچار ترکیبی (Split-beam, flex-head, crowfoot attachment, interchangeable head
در برخی مدل‌ها امکان تغییر سر آچار (مثلاً با مفصل، بازو، سری کروفووت) وجود دارد تا بتوان در فضاهای محدود کار کرد.

-آچار چرخش زاویه‌ای (Angle torque wrench / torque + angle combination)
در برخی کاربردها، علاوه بر مقدار گشتاور، نیاز است که پیچ به زاویه خاصی پس از گشتاور چرخانده شود (مثلاً در موتورهای مدرن). این نوع آچار علاوه بر مقدار، زاویه چرخش را نیز می‌سنجد و کاربر را راهنمایی می‌کند.

-آچار کنترلی از راه دور (Remote torque wrench)
در محیط‌های محدود یا کنترل‌شده، ممکن است کاربر نتواند نزدیک محل پیچ شود. در این حالت از آچار با حسگر یا کنترل از راه دور استفاده می‌شود.

– مزایا و معایب انواع آچار گشتاور

– مزایا کلی آچار گشتاور

– امکان بستن پیچ‌ها با مقدار دقیق گشتاور توصیه‌شده
– جلوگیری از خراب شدن رزوه‌ها یا اجزای مجاور
– افزایش ایمنی اتصال‌ها
– امکان مستندسازی و کنترل کیفیت در تولید صنعتی
– کاهش خطا و دوام بالاتر قطعات مونتاژ شده

– معایب و محدودیت‌ها

– قیمت نسبتاً بالاتر نسبت به آچار معمولی
– نیاز به کالیبراسیون منظم
– حساسیت به شرایط کاری (دمای زیاد، گرد و غبار، ضربه)
– در آچارهای مکانیکی احتمال خطا بسته به قدرت کاربر
– در نوع کلیک، ممکن است کاربر پس از کلیک به صورت ناخواسته ادامه دهد
– آچار دیجیتال نیاز به منبع تغذیه و نگهداری الکترونیکی

– مزایا و معایب انواع خاص

-کلیک: ساده، کاربرد عمومی، اقتصادی — اما گاهی خطا در تشخیص کلیک و امکان ادامه فشار
-بیم (beam): ساده، کالیبراسیون پایدار — اما خواندن دقیق در حین کار دشوار
-عقربه‌ای: دقیق، نمایش مرحله‌ای — اما ساخت پیچیده‌تر و ممکن است گران باشد
-دیجیتال: امکانات زیاد، دقت بالا — اما نیاز به منبع تغذیه و مستعد آسیب الکترونیکی
-هیدرولیک: توان بالا برای تورک زیاد — اما سنگین، گران و نیازمند تجهیزات جانبی
-پنوماتیک: سرعت بالا، کمتر وابسته به منبع برق — اما احتمال کاهش دقت و وابسته به تأمین هوا

– انتخاب آچار گشتاور مناسب

انتخاب یک آچار گشتاور مناسب نیازمند توجه به فاکتورهای متعددی است:

-دامنه گشتاوری
باید آچاری انتخاب کنید که مقدار گشتاور مورد نیاز شما در میان بازه قابل اندازه‌گیری آن باشد. اگر همیشه با مقادیر کم کار می‌کنید، آچار بزرگ و سنگین با بازه بالا ممکن است دقت پایین‌تری در آن محدوده داشته باشد.

-دقت و تلرانس
بررسی تلرانس خطا (مثلاً ±۲ درصد، ±۳ درصد) مهم است. هرچه دقت بیشتر، قیمت بیشتر.

-درایو (Drive size)
اندازه سر مربعی آچار (¼، ⅜، ½، ¾ و غیره) باید متناسب با سوکت‌ها و بار شما باشد.

-نوع نشان‌دهی و علامت‌دهی
اگر کار شما ایجاب می‌کند که مقدار دقیق خوانده شود یا نتایج ذخیره شود، آچار دیجیتال یا عقربه‌ای ممکن است مناسب‌تر باشد.

-نوع کاربری
آیا کار سبک است یا به گشتاور بالا نیاز دارید؟ در محیط صنعتی هستید یا کارگاه کوچک؟ آیا فضا محدود است؟

-امکانات اضافی
حافظه، اتصال به کامپیوتر، بلوتوث، هشدار صوتی/نوری، امکان تغییر سری/مفصل، قابلیت کالیبراسیون آسان و غیره.

-قیمت و بودجه
باید تناسب بین دقت، امکانات و هزینه را در نظر بگیرید.

-نگهداری و پشتیبانی برند
امکان کالیبراسیون در منطقه، خدمات پس از فروش، قطعات یدکی و سابقه برند نیز اهمیت دارد.

– برندهای مطرح آچار گشتاور

در بازار جهانی، چند برند مشهور وجود دارند که در زمینه آچار گشتاور شهرت و اعتبار زیادی دارند. در ادامه تعدادی از این برندها را معرفی می‌کنم:

-Norbar
یکی از برندهای معتبر انگلستان در زمینه ابزار گشتاور، تولید ابزار گشتاور، دستگاه‌های کالیبراسیون و خدمات مرتبط. 
Norbar دفتر و کارگاه‌هایی در کشورهای مختلف دارد و در زمینه دقت و کیفیت محصول شناخته شده است.

-Saltus
شرکت آلمانی / اروپایی که تولید آچارهای کلیک، ابزار گشتاور و قطعات جانبی انجام می‌دهد.
این شرکت سابقه تولید اولین آچار کلیک در دنیا را نیز دارد. 

-Proto
یکی از برندهای معتبر صنعتی در آمریکا که آچارهای صنعتی با کیفیت بالا عرضه می‌کند. 

-SR (Signature / SR Torque / SR Exacta)
این برند در زمینه آچار گشتاور دیجیتال، کلیک و سری قابل تغییر فعالیت می‌کند و در صنایع با حجم بالا کاربرد دارد.

-Gedore (بخش ابزار توان)
در زمینه ابزار صنعتی از جمله ابزار گشتاور شناخته شده است. 

-Atlas Copco / Copco (گروه مالک Saltus و دیگر برندها)
شرکت بزرگ صنعتی که در زمینه ابزار قدرت، کمپرسورها، تجهیزات صنعتی و ابزار گشتاور فعالیت دارد. 

-Precision Instruments
شرکتی که تاریخچه طولانی در تولید ابزار گشتاور دارد و طراحی و تولید ابزارها و استانداردهای تست را انجام داده است.

علاوه بر این‌ها، برندهای معتبر دیگری در بازار ابزار حرفه‌ای حضور دارند که در منطقه شما (خاورمیانه / آسیا) ممکن است نمایندگی داشته باشند. همیشه خوب است پیش از خرید بررسی نمایندگی، پشتیبانی و امکانات کالیبراسیون برند در منطقه انجام شود.

– نکات نگهداری و کالیبراسیون

برای اینکه آچار گشتاور دقت و عمر مناسبی داشته باشد، باید توجه ویژه‌ای به نگهداری و استفاده آن داشته باشید:

– پس از استفاده، مقدار تنظیم را به حد پایین‌ترین مقدار (اغلب صفر یا حداقل) برگردانید تا فنر داخلی تحت فشار طولانی نباشد.
– از ضربه، سقوط یا پیچش اضافی خودداری کنید؛ آچار حساس است.
– هرچند وقت یکبار آچار را کالیبره کنید (مثلاً هر سال یا پس از تعداد مشخصی استفاده).
– اگر آچار دیجیتال است، باتری را بررسی و در صورت لزوم تعویض کنید.
– محیط کاری تمیز و عاری از گرد و غبار، رطوبت یا دماهای شدید برای استفاده مناسب است.
– هنگام کار، آچار باید در راستای مناسب و منطبق با سوکت استفاده شود تا نیروی جانبی وارد نشود.
– سوکت‌ها و قطعات رابط تمیز و روان باشند تا خطا از اصطکاک اضافی وارد نشود.
– در استفاده، از گشتاوری که در وسط بازه آچار قرار دارد بیشتر سود می‌برید؛ در محدوده‌های خیلی پایین یا خیلی بالا ممکن است دقت کمتر شود.
– امکان ارسال آچار به آزمایشگاه کالیبراسیون معتبر در منطقه را بررسی کنید.

– نکات عملی هنگام استفاده

– همیشه مقادیر توصیه‌شده تولیدکننده را رعایت کنید.
– اگر آچار کلیک است، به محض شنیدن کلیک باید توقف کرد.
– اگر زمانی نیاز به ادامه چرخش دارید، باید از آچار دیگری با بازه بالاتر یا ابزار پیشرفته‌تر استفاده کنید.
– در پیچ‌های حساس، ممکن است نیاز به پیش‌گشت دادن پیش از بستن نهایی باشد.
– در کاربردهایی مانند موتور خودرو که ممکن است پیچ‌ها پس از گشتاور مشخصی به زاویه خاصی چرخانده شوند، از آچار زاویه‌ای یا ترکیبی استفاده شود.
– اگر کار در فضاهای تنگ است، از آچارهایی با سری منعطف یا مفصل‌دار استفاده کنید.
– هنگام باز کردن پیچ، از آچار گشتاور استفاده نکنید (چون کالیبراسیون را جابجا می‌کند). برای باز کردن از آچار معمولی یا آچار گشتاور دیگر جداگانه استفاده شود.
– برای کارهای تکراری صنعتی، امکان ثبت داده و کنترل کیفیت با آچار دیجیتال مفید است.

تعمیر آچار تورکمتر Analog Torque Wrench