Весна – сезон шиномонтажа. Самое время вспомнить о колесном креплении. Колесные болты, шпильки и гайки были и остаются традиционными соединительными элементами для колес. Хотя на эту тему много написано и крепление колес с помощью болтов и гаек понятно без объяснений, на практике постоянно возникают проблемы.
Риск, возникающий в результате закручивания превышенным моментом затяжки или, наоборот, недостаточным моментом затяжки, часто недооценивается. Как избежать этого? Читайте в статье!
Что такое усилие затяжки?
Во время нормального движения автомобиля крепление колеса воспринимает все динамические нагрузки (особенно вибрации). Узел (колесо – тормозной диск – ступица), закрепляемый с помощью болтов или гаек, работает как единый механизм. Для этого необходимо создать усилие затяжки, представляющее собой требуемую силу, действующую в осевом направлении крепежа, которая прикладывается при его затягивании. Момент затяжки, с которым затягивается колесный болт или гайка во время монтажа, создает силу растяжения в резьбе болта, что приводит к упругому удлинению болта или шпильки и сжатию колесного диска.
В этом случае представьте, что болт и шпилька – это работающая на растяжение пружина, а состыкованные компоненты (ступица колеса, тормозной диск и колесный диск) – это пружина, работающая на сжатие. Упругое растяжение и сжатие отдельных компонентов создают фрикционное взаимодействие между ними, постоянно поддерживаемое под всеми возникающими нагрузками.
Все параметры, такие как величина момента затяжки, коэффициент трения в резьбе, состояние материалов, размеры болта, а также класс прочности болта, влияют на усилие затяжки.
Пример
Усилие затяжки для колесного болта размером M12x1,5, класса прочности 10,9, затянутого моментом 120 Нм, составляет приблизительно 57 000 Н, или около 5,8 метрической тонны!
Профессиональным можно считать только такой монтаж колес, при котором учтены все эти параметры.
Если величина усилия затяжки слишком маленькая
Если колесный болт затянут моментом, который меньше, чем указанный производителем автомобиля, требуемое усилие затяжки не будет достигнуто. Это приведет к вибрации компонентов под нагрузкой. Что в свою очередь может привести к ослаблению резьбового соединения колесного болта, а в худшем случае – к потере колеса. Усилие затяжки также изменяется, если болт или гайку затянуть несколько раз. Поверхность резьбы подвергается механическому воздействию каждый раз, когда крепеж затягивается или отворачивается, что увеличивает трение не только в резьбе, но и в посадочной поверхности головки болта или гайки.
Динамометрический ключ с установленным ограничением по крутящему моменту останавливает вращение колесного болта раньше, чем требуется, из-за увеличенной величины трения в резьбе. Вследствие этого становится невозможным достичь предусмотренного производителем автомобиля усилия затяжки в месте соединения колеса и ступицы (см. диаграмму).
Если детали крепления ржавые, грязные или поврежденные, значительно увеличивается трение в резьбе. В результате этого резко уменьшается усилие затяжки (pис. 1 и 2).
Если величина усилия затяжки слишком большая
Наиболее вероятно, что если колесо крепится без использования динамометрического ключа с ограничением по крутящему моменту, то болт или гайка могут быть затянуты слишком сильно. Это приведет к тому, что колесное крепление будет находиться в состоянии постоянного удлинения, а соединенные компоненты в состоянии постоянного сжатия. Это явление называется пластической (неупругой) деформацией (pис. 3), особенно это актуально для колесных дисков, изготовленных из легкосплавных металлов.
Если на колесное крепление наносится смазка, трение в резьбе значительно уменьшается, в результате чего усилие затяжки колесного крепления может быть слишком большим даже при использовании динамометрического ключа с ограничением по крутящему моменту. В худшем случае болт может сломаться.
Каждый автопроизводитель указывает момент затяжки колесных болтов и гаек исходя из применения оригинальных колесных дисков и крепежных элементов. Если автопроизводитель предлагает разное исполнение оригинальных дисков, то зачастую имеет место использование разных крепежных элементов с применением разного момента затяжки. Абсолютно одинаковые по размерам колесные болты или гайки могут иметь серьезное отличие по материалу, классу прочности и антикоррозионному покрытию.
Советы по монтажу
- Соблюдайте рекомендации производителя автомобиля по моменту затяжки болтовых соединений.
- Используйте только динамометрические ключи при затяжке колесного крепежа, которые в точности обеспечивают рекомендуемую производителем автомобиля величину момента затяжки.
- Необходимо заменить крепеж, если на нем присутствует ржавчина, пластическая деформация или повреждение резьбы.
- Проверьте резьбу в колесной ступице на наличие загрязнений и коррозии; если ступица имеет механические повреждения, замените ее.
- Очистите от коррозии контактную часть ступицы и поверхность колесного диска.
- Проверьте, чтобы поверхность соприкосновения болта с колесным диском была чистой, неповрежденной и на ней не было следов смазки.
- Затягивайте колесное крепление равномерно и в правильном порядке.
- При затягивании колесных болтов никогда не используйте гайковерты ударного действия.
- При монтаже колеса не используйте масло или консистентную смазку.
Теперь вы знаете секреты, которые помогут вам избежать ошибок и неприятных последствий, возникающих вследствие некорректного крепления колес. Желаем вам правильных ремонтов!