Биторсионни битове и системи за завиване

Из архива на списание „Направи сам“ – бр. 11-12/1999 г.

Завиването на винтове е основна дейност при монтирането на всевъзможни детайли – били те от метал, пластмаси, дърво или друг материал. Ето защо доскоро единствено използваните за целта обикновени отвертки много бързо отстъпват на електрическите и най-вече на акумулаторните механизирани инструменти. От една страна, мощността, т.е. въртящият момент, на електрическите отвертки непрекъснато расте, а, от друга, цената им постоянно пада и покупката на такава отвертка не би затруднила кой да е домашен майстор, да не говорим за професионалистите.

Ефективността на новите машини обаче в най-голяма степен зависи от използваните накрайници, чрез които въртящият момент от отвертката се предава на винта. Накрайниците са добили гражданственост по цял свят с англоезичното им наименованието „бит“ и затова сме принудени, макар и с неудоволствие, да възприемем и ние това название.

Производството на битове е изключително тънка работа, защото те са подложени на големи натоварвания, които поставят към тях взаимно противоречиви изисквания – да са достатъчно твърди, да бъдат еластични, за да не се повреждат при прилагане на по-голям въртящ момент върху винта, и същевременно да са износоустойчиви. Освен че струват пари, прекомерно бързата им подмяна ще бави работата, а може и да предизвика неволни повреди – например повредена повърхност на скъпо струващ детайл вследствие изскачане на бита от шлица на винта.

Битовете се произвеждат в най-различна форма в зависимост от шлица в главата на винта. Най-разпространени са битовете с форма Phillips (по-стар стандарт) и по-новите Pozidriv. Тук ще разгледаме най-съвременната технология за производство на висококачествени битове на европейския лидер – немската фирма Wera, които се продават и на нашия пазар.

Битовете се закрепват директно в нарочен шестостенен отвор на машината или, по-често, с помощта на специален преходник.

От десет години насам Wera разработва и произвежда т.нар. торсионни битове, различаващи се отчетливо от продукцията на конкурентните производители. Както подсказва и наименованието им, тези битове имат повишена еластичност при усукване, т.е. позволяват предаване върху винта на значително по-голям въртящ момент, без при това битът да се деформира или разруши.

Тези качества на торсионните битове се постигат в резултат на подбор на материала, на специалната им форма и термична обработка.

При прилагане на голям въртящ момент върхът на конвенционалния бит се натоварва прекомерно, което може да доведе до разрушаване на материала. В допълнение на това при кръстообразните шлицове се появява и значителна сила, която се стреми да изхвърли бита извън шлица. В комбинация с големия въртящ момент резултатът най-често е деформация или счупване на върха на бита.

При торсионните битове торсионната област на бита поема част от въртящия момент и чрез известно еластично усукване, подобно на амортисьор, отнема (демпферира) част от натоварването на върха.

На фиг. 1 е показано поведението на обикновен и торсионен бит при нарастване на приложения въртящ момент. От диаграмата се вижда, че при обикновения бит бързо се достига границата на деформиране профила на върха, докато торсионният бит не променя формата си. Той проявява еластичност при високо натоварване, без при това да е намалена твърдостта на неговия връх. В резултат на това торсионните битове имат значително по-продължителна трайност.

Най-модерното за момента развитие на идеята, заложена в торсионните битове, е създаването на биторсионната система. Чрез нея допълнително се разширяват възможностите за поемане натоварването от пикови въртящи моменти в две фази – последователно от биторсионния преходник и биторсионния бит.

В преходника, в областта на шестостенния отвор, чрез който въртящият момент се предава върху бита, също има създадена торсионна зона.

При сравнително по-малък въртящ момент, демпфрериращото действие се поема от торсионната зона на преходника (А, Phase 1). При по-нататъшно пиково нарастване на въртящия момент демпферирането вече се поема от торсионната зона в самия бит (В, Phase 2).

За да има по-голяма еластичност в сравнение с останалата част от бита, разположената в средата му зона е специално обработена термично така, че да има по-малка твърдост.

На диаграмата (фиг. ) е показано поведението на биторсионната система – големината на приложения върху винта въртящ момент в зависимост от ъгъла на завъртане. Със зелено е обозначена еластичната крива на бита, а със синьо – кривата на преходника. Вижда се, че до точката „Х“ преходникът успява да демпферира натоварването, след което въртящият момент бързо нараства. Червената линия показва нарастването на въртящия момент на системата като цяло. Поведението є е по-оптимално в сравнение, когато се работи само с биторсионнен бит.

В резултат на това при натоварване в нормални граници дълготрайността на битовете при работа с биторсионна система е близо пет пъти по-голяма в сравнение с обикновените битове. При екстремни натоварвания тази разлика става още по-голяма.

Макар и с намалена ефективност, всеки от компонентите на системата може да се използва и поотделно – обикновени битове с биторсионен преходник, както и биторсионен бит с обикновен преходник.

По-горе стана дума за един опасен ефект при завиване на винтове с шлицове Phillips и Pozidriv – появата на сила, стремяща се да изхвърли върха на накрайника от шлица на винта. При винтовете Phillips този ефект е по-силно изразен. Това налага силно натискане върху машината, от една страна, и голяма вероятност от повреждане на детайла, от друга.

Специалистите от „Wera“ са намерили ефективно решение и на този проблем – контактната повърхност на върха на бита е грапава, покрита с микроскопични диамантени зрънца. Благодарение на това силата на триене между бита и шлица рязко се повишава, а силата на изхвърляне на бита намалява с около 70%.

Фирмата произвежда и обикновени (ако изобщо може така да се нарекат) плоски отвертки с диамантена посипка, което ще бъде тема за друга статия. С такава отвертка се работи не само значително по-лесно, но и вероятността шлицът на винта да бъде непоправимо повреден поради превъртане на отвертката рязко намалява.

* * *

Най-ве­че в ма­ши­нос­т­ро­е­не­то чес­то пъ­ти се из­пол­з­ват вин­то­ве с офор­мен в гла­ва­та им вът­ре­шен шес­тос­тен (INBUS). Вин­то­ве­те са под­ло­же­ни на сил­но на­то­вар­ва­не при за­ви­ва­не или от­ви­ва­не и то­ва во­ди до чес­та пов­ре­да на шес­тос­те­на и пре­вър­та­не на ин­с­т­ру­мен­та, по­ра­ди ко­е­то та­къв винт ве­че не мо­же да бъ­де от­вит по нор­мал­ния на­чин. При­чи­на­та за то­ва е точ­ко­ви­ят кон­такт и над­х­вър­ля­що­то елас­тич­ни­те въз­мож­нос­ти на ма­те­ри­а­ла на­то­вар­ва­не при пре­да­ва­не на вър­тя­щия мо­мент.

Ин­с­т­ру­мен­ти­те на Wera из­пол­з­ват съз­да­де­ния от фир­ма­та шес­тос­те­нен про­фил HEX PLUS. При не­го на­тис­кът се раз­п­ре­де­ля вър­ху по-го­ля­ма площ, ко­е­то поз­во­ля­ва при­ла­га­не на по-го­лям вър­тящ мо­мент без опас­ност от пов­реж­да­не на главата на вин­та.

Повече информация за инструментите на немската фирма Wera може да намерите в електронния магазин на фирма „Ташев-Галвинг“ ООД.