Chiavi dinamometriche

Le chiavi dinamometriche sono dei veri e propri strumenti di misura, che misurano la coppia di serraggio, ovvero la forza, espressa in N·m (Newton x metro) o ft·lbf (piede x libbre forza), necessaria a stringere tra loro due elementi attraverso una giunzione filettata, in questo caso si parla di serraggio controllato.

Il serraggio controllato si contrappone al serraggio non controllato che si ha quando due elementi vengono stretti con una vite o un dado senza che sia possibile misurare la forza applicata per serrarli (ad es. con un serraggio manuale).

Tutti gli elementi filettati hanno delle caratteristiche definite tra queste ci sono anche le "Classi di resistenza", ovvero la resistenza a rottura e la resistenza di snervamento.

Se stringiamo una vite con una certa forza questa subisce una deformazione elastica, tale deformazione rientra se la vite viene allentata, se continuiamo a stringere la vite con una forza crescente, tale da superare la deformazione elastica, si avrà una deformazione plastica, tale deformazione non rientra se la vite viene allentata, ovvero si ha una deformazione permanente, stringendo ulteriormente la vite con una forza ancora crescente questa si spezzerà.

Per evitare di superare questi limiti è fondamentale stringere le viti con il giusto precarico (alla giusta coppia).

I dati relativi ai precarichi e alle coppie di serraggio si trovano su apposite tabelle che indicano per ogni vite: il diametro, il passo della filettatura, il coefficiente di attrito, la classe di resistenza, il precarico (N) e la coppia di serraggio (N·m)

Per chi opera su autoveicoli, motoveicoli, biciclette, ecc. questi dati sono reperibili sui manuali di assistenza tecnica che sono generalmente molto più precisi in merito alle coppie da applicare rispetto ai valori rilevabili sulle tabelle generiche.

Tipologie di chiavi dinamometriche

Esistono divesri tipi di chiavi dinamometriche: a quadrante (a lancetta), a slittamento a scatto ed elettroniche tra tutte queste le più diffuse sono quelle a scatto.

Semplificando le chiavi a scatto sono composte:

Dal corpo dello strumento, generalmente in metallo robusto, che alloggia al suo interno una "molla".

Dal manico, che tramite una parte rotante (una ghiera o il manico stesso) ci permette di caricare la molla ed attraverso una finestra di lettura o una scala graduata ci indica la coppia impostata.

Dalla testa che può essere un cricchetto reversibile accoppiato con la chiave stessa

o un quadro femmina nel quale si possono inserire alternativamente un crichetto reversibile, delle chiavi a forchetta o delle chiavi poligonali.

Le chiavi dinamometriche si differenziano tra loro anche per la possibilità di effettuare serraggi solo destrorsi o destrorsi e sinistrorsi.

Funzionamento

Prima di spiegarne il funzionamento è opportuno fare alcune premesse, "la chiave dinamometrica è uno strumento di misura", lo abbiamo detto al inizio di questa pagina e come altri strumenti di misura, per poter garantire la massima affidabilità, necessita di tarature periodiche è quindi importante rivolgersi a produttori che possano fornire anche questo servizio.

Le chiavi dinamometriche hanno una capacità dichiarata dal produttore ma non si utilizzano mai al minimo o al massimo di questa capacità.

Ad esempio se abbiamo una chiave dinamometrica con un capacità da 10 a 50 N·m possiamo utilizzarla (vedi tabella in fondo alla pagina) per serrare la "Candela di accensione" che ha una coppia di 37 N·m ma non per serrare il "Dado autobloccante con nylon per fissaggio testa a snodo al montante" che ha una coppia di 49 N·m in questo caso dovremmo passare ad una chiave con una capacità superiore ad esempio da 20 a 100 N·m

Detto questo vediamo come funziona una chiave dinamometrica

Impostiamo la coppia desiderata ruotando la ghiera graduata alla base del manico o il manico godronato (a seconda del tipo di chiave), possiamo verificare questo valore nella finestra di lettura della coppia impostata o dall'allineamento della ghiera regolabile graduata con la scala fissa presente sullo strumento (a seconda del tipo di chiave) che ci indica il valore di coppia impostato, ruotiamo il blocco di sicurezza, nel manico della chiave fino al suo arresto (vedi immagini sopra), questo meccanismo impedisce un eventuale rotazione accidentale della ghiera graduata o del manico (a seconda del tipo di chiave) durante l'uso.

Applichiamo la bussola e se necessario anche una prolunga sul quadro maschio della chiave dinamometrica e posizioniamo la chiave a bussola sulla testa della vite o sul dado.

Iniziamo l'avvitamento (la rotazione) tenedo la chiave saldamente per l'impugnatura, al raggiungimento della coppia selezionata percepiremo un cedimento della chiave ed un suono simile ad un clack, che ci avvisa di cessare la rotazione per evitare di superare la coppia di serraggio impostata.

Se accidentalmente superiamo la coppia stabilita, allentiamo la vite o il dado (utilizzando una chiave adatta) e ripetiamo l'operazione.

Le indicazioni quì riportate sono di carattere generale, altri tipi di chiavi potrebbero avere sistemi di lettura della coppia e del blocco del manico differenti.

Nota

Prima di iniziare le operazioni di serraggio far fare alla chiave qualche scatto ad una coppia più bassa rispetto a quella necessaria al serraggio.

Una volta completate le operazioni la chiave deve essere scaricata e riposta nella sua custodia.

Viti, dadi, candele di accensione ed ogni altro componemte filettato devono essere sempre ben puliti e oliati e portati in battuta manualmente assicurandosi che scorrano liberamente, la presenza di sporco può influire sul valore di coppia impostata.

Nota

La risoluzione indica la distanza tra due tacche della ghiera graduata a seconda della capacità della chiave può variare da 0,1 a 7,5 N·m o maggiore a seconda del produttore.

Cosa non si deve fare con una chiave dinamometrica

Non usare la chiave dinamometrica come se fosse un normale cricchetto per svitare o avvitare vite e dadi.

Non usare in cascata prolunghe, snodi o altri accessori che possono generare attrito e falsare la coppia di serraggio.

Tipologie e dimensioni

Chiavi dinamometriche a scatto

Dual-direction torque wrenches

Serraggi destrorsi e sinistrosi - cricchetto reversibile

Riarmo automatico

Scala in N·m e ft·lb

quadro M da 1/4"

Capacità da 4 a 20 N·m - Risoluzione 0,1 N·m

quadro M da 3/8"

Capacità da 10 a 50 N·m - Risoluzione 0,5 N·m

Capacità da 20 a 100 N·m - Risoluzione 0,5 N·m

quadro M da 1/2"

Capacità da 30 a 150 N·m - Risoluzione 1 N·m

Capacità da 40 a 200 N·m - Risoluzione 1 N·m

Capacità da 60 a 300 N·m - Risoluzione 1 N·m

Chiavi dinamometriche a scatto

Torque wrenches

Serraggi destrorsi

Riarmo automatico

Scala in kg·m e N·m

quadro M da 1/4"

Capacità da 2 a 24 N·m - Risoluzione 0,1 N·m

quadro M da 3/8"

Capacità da 10 a 70 N·m - Risoluzione 1 N·m

quadro M da 1/2"

Capacità da 20 a 130 N·m - Risoluzione 1 N·m

Capacità da 30 a 210 N·m - Risoluzione 1 N·m

Capacità da 40 a 350 N·m - Risoluzione 1 N·m

quadro M da 3/4"

Capacità da 70 a 560 N·m - Risoluzione 1 N·m

Capacità da 40 a 700 N·m - Risoluzione 1 N·m

quadro M da 1"

Capacità da 210 a 980 N·m - Risoluzione 7,5 N·m

Goniometro per serraggi angolari

Torque angle gauge

quadro M da 1/2" - 3/4"

Si usa in abbinamento alle chiavi dinamometriche per effettuare serraggi con controllo angolare

Chiave dinamometriche a scatto per impianti di condizionamento

Serraggi destrorsi

Scala in N·m

Riarmo automatico

quadro femmina da 3/8"

Capacità da 10 a 75 N·m

Moltiplicatore di coppia

Leggi approfondimento "Moltiplicatori di coppia"

Torque multiplier

rapporto di moltiplicazione 4:1

quadro femmina da 3/4" maschio da 1"

capacità 2000 ft-lb (2712 N·m - 280 kP·m)

Nota

L'uso dei moltiplicatori di coppia deve avvenire esclusivamente con chiavi dinamometriche.

Coppie di serraggio

La tabella sottostante riporta come esempio alcune coppie di serraggio relative alla sezione motore, freni e sospensione anteriore di una autovettura di produzione italiana rilevate dal maunuale di assistenza tecnica.

Nota

La coppia di serraggio è indicata in daN·m (decanewton metri) per riportare il valore in N·m va moltiplicato per 10 ad esempio "Colonetta di fissaggio ruote" 8,6 daN·m x 10 = 86 N·m

Per alcune filettature di viti ad esempio "Vite per fissaggio testa cilindri al basamento" e dadi ad esempio "Dado da acciaccare per fissaggio mozzo ruote anteriori" viene indicato anche il passo vuol dire che si tratta di passi metrici fini.

Particolare	Filettatura	Coppia di serraggio
Motore
Vite per fissaggio testa cilindri al basamento	M10x1,25	4 + 90° + 90°
Dado fissaggio condotto di scarico alla testa cilindri	M8	2,5
Dado per vite di biella	M9x1	5,1
Dado fissaggio puleggia comando pompa acqua e alternatore	M20 x1,5	13,7
Candela di accensione	M14x1,5	3,7
Freni
Vite di regolazione correttore di frenata	M8	2,4
Dado per fissaggio pompa freni al servofreno	M8	2
Fissaggio flessibili su pinza freno anteriore	M10x1	1,8
Vite per fissaggio supporto pinza freno posteriore	M10x1,25	5,3
Vite spurgo per pinza freno ruote posteriori	M8	0,64
Sospensione anteriore
Colonetta fissaggio ruote	M12x1,25	8,6
Dado da acciaccare per fissaggio mozzo ruote anteriori	M20x1,5	29,4
Dado autobloccante con nylon per fissaggio testa a snodo al montante	M10x1,25	4,9
Dado autobloccante per fissaggio superiore ammortizzatore al tassello	M12 x 1,25	5,9
Vite per fissaggio anteriore traversa alla carrozzeria	M10x1,25	6

Nota

Le dimensioni dei quadri sono sempre espresse in pollici (")

F = quadro femmina M = quadro maschio

1/4" (un quarto di pollice) = 6,35 mm
3/8" (tre ottavi di pollice) = 9,525 mm
1/2" (mezzo pollice) = 12,7 mm
3/4" (tre quarti di pollice) = 19,05 mm
1" (un pollice) = 25,4 mm

I marchi registrati appartengono ai leggittimi propietari

Le dimensioni e le caratteristiche possono essere differenti a seconda del produttore

Ove non espressamente indicato tutte le dimensioni sono in millimetri.

Gli argomenti trattati in questa pagina hanno carattere indicativo.