扭力扳手的工作原理是什么

简介扭矩扳手-也叫扭力扳手或力矩扳手，力矩就是力和距离的乘积，在紧固螺丝螺栓螺母等螺纹紧固件时需要控制施加的力矩大小，以保证螺纹紧固且不至于因力矩过大破坏螺纹，所以用扭矩扳手来操作。首先设定好一个需要的扭矩值上限，当施加的扭矩达到设定值时，扳手会发出“卡塔”声响或者扳手连接处折弯一点角度，这就代表已经紧固不要再加力了。

扭矩扳手（扭力扳手）发出卡塔声音的原理很简单，可以分为以下几个步骤去理解：

1、扭矩扳手在发出“卡塔”声后是提示已达到你要求的扭矩值了；

2、扭矩扳手所发出的“卡塔”是由本身内部的扭矩释放结构产生的，其结构分为压力弹簧、扭矩释放关节、扭矩顶杆三结构所组成.

3、首先在扭矩扳手上设定所需扭矩值（由弹簧套在顶杆上向扭矩释放关节施压），锁定扭矩扳手，开始拧紧螺栓。当螺栓达到扭矩值（当使用扭力大于弹簧的压力）后，会产生瞬间脱节的效应。在产生脱节效应的瞬间发出关节敲击，扳手金属外壳所发出的“卡塔”声。由此来确认达到扭矩值的提醒作用(其实就象我们手臂关节成15度弯曲放在铁管里瞬间申直后会碰到钢管的原理一样）。

以上所说是最常用的手动扭力扳手，除此之外还有电动扭力扳手、风动扭力扳手等。

扭力扳手又称扭力计、扭力螺钉

旋具。它是依据梁的弯曲原理、扭杆的

扭力扳手弯曲原理和螺旋弹簧的压缩原理而设计

的，能测量出作用在螺母上的力矩大小。

如图所示：扭力扳手又有平板型和刻度

盘型两种。

扭力扳手有一根长的弹性杆，其

一端装着手柄，另一端装有方头或六角头，

在方头或六角头上套装一个可换的套筒，用钢珠卡住。在顶端上还装有一个长指

针。刻度板固定在柄座上，每格刻度值为1N（或kg/m）。使用前，先将安装在扳

手上的指示器调整到所需的力矩，然后扳动扳手，当达到该预定力矩时，指示器

上的指针就会向销轴一方转动，最后指针与销轴碰撞，通过音箱信号或传感信号

告知操作者。

精度：扭力扳手精度很重要，要测力需要达到一定的技术要求；如果你买的扭力扳手在测力的时候精度达不到，那么一定不是好扭力扳手。灵敏度：灵敏度为什么也很重要呢？一款灵敏度高的扭矩扳手不仅仅开机速度快，开机时间短，而且在我们测力时候反映数值也快；这样大大地节省了我们测力的时间，尤其是企业进行测力，这个必须要考虑，因为它是好的扭力扳手的重要标准之一。稳定性：扭力扳手无论是精度再高还是灵敏度很高，只要是稳定性不好，那都是白搭，特别是扭力扳手，这类扭力扳手因为要搬运测力，而若固定不动的时候显示读数非常准确，一旦搬运移动测力了，这读数变化非常大，使得读数并不稳定，也就是说，不动就有精度，一动精度就容易失灵，这样就不是好数显扭力扳手。

棘轮扳手原理结构图如下：

棘轮扳手属于扳手工具技术领域。所述的棘轮扳手，包括一扳手主体，该扳手主体头部的容置空间内配合设置卡簧、棘爪、弹簧和棘轮，其中，所述的棘轮由棘轮主体和隔套构成，该隔套为一外围设有凹环槽的圆环，该隔套配合套设于棘轮主体的一侧。

棘轮扳手通过将原有一体结构的棘轮部件分解为由棘轮主体和隔套组合构成，避免了原有的棘轮部件上的凹环槽的一边高一边低所造成的加工难度，又由于棘轮主体和隔套部件加工相对容易，使得该棘轮扳手加工生产效率大大提高、也降低生产成本。

扩展资料

最常用的手动扭力扳手，除此之外还有电动扭力扳手、风动扭力扳手等。

结构扭力扳手又称扭力计、扭力螺钉旋具。它是依据梁的弯曲原理、扭杆的弯曲原理和螺旋弹簧 的压缩原理而设计的，能测量出作用在螺母上的力矩大小 。

扭力扳手又有平板型和刻度盘型两种。 扭力扳手有一根长的弹性杆，其一端装着手 柄，另一端装有方头或六角头，在方头或六角头上套装一个可换的套筒，用钢珠卡住。

在顶端上 还装有一个长指针。刻度板固定在柄座上，每格刻度值为1N（或kg/m）。使用前，先将安装在扳 手上的指示器调整到所需的力矩，然后扳动扳手，当达到该预定力矩时，指示器上的指针就会向 销轴一方转动，最后指针与销轴碰撞，通过音箱信号或传感信号告知操作者。

没有行业经验的人很难选择出一款合适的的扭力扳手，以下为扭力扳手的简介。

扭力测试仪

扭力测试仪，主要用于检测样品的紧固程度以及其样品某些部件的抗扭性能，以确定样品是否符合扭力要求。主要检测瓶装包装产品瓶盖锁紧、开启的扭矩值大小，是生产单位离线或在线重点控制的工艺参数之一。

扭力测试仪一般有大量程扭力测试仪、小量程扭力测试仪、双通道扭矩测试仪、三通道扭矩测试仪。一般的扭力测试仪为单通道的，如果测两种范围的量扭力，可选择双通道的扭距测试仪。一次性配备双通道扭力测试仪比在单通道基础上额外增加一个通道要划算得多，客户选择时要可以纳入考虑范围。另外还有动态、冲击、气动扭力测试仪。

传感器的扭矩测试仪内置传感器(测和校正各种电动风动螺丝批、扭力起子、扭力扳手的扭矩，各种产品涉及拧紧力的测试，零件扭转破坏性试验)也有外置传感器扭矩测试仪(置传感器，检测和校正各种电动风动螺丝批、扭力起子、扭力扳手的扭矩，各种产品涉及拧紧力的测试，零件扭转破坏性试验等)客户可以根据自已的情况选择。

不同的厂家都有其相对优势的产品，不能一概而论，我们建议客户在选择最合适的产品的基础上，依据不同品牌产品的性价比进行选择。

推拉力计

推拉力计，是一种用于推力及拉力测试的力学测量仪器。推拉力计适用于电子电器、轻工纺织、建筑五金、打火机及点火装置、消防器材、制笔、制锁、渔具、动力机械、科研机构等行业的推拉负荷测试。如：在化妆品行业中用于头发断裂力的测试在包装行业中用于测量胶带、薄膜等包装材料的强度等。推拉力计适用于各种不同用途的测试，如：拉力、压力、插拔力、裂开力、弯曲力、剥离力、延伸力、硬度、拉开力、拉力强度、破断力、开关接点。

推拉力计有指针式和数显拉力计之分，也有外置传感器与内置传感器之分。

1.预置式扭力扳手不能用于拆卸螺丝

从严格意义上说，扭力扳手是一种计量器具。特别是业内普遍使用的机械预置式扭力扳手，只能用于在拧紧螺丝时确定扭矩，绝不能作为拆卸工具去拧松已经紧固的螺丝。

预置式的扭力扳手通常为单向使用，在顺时针紧固螺丝并达到预设力矩时，推动连杆，产生瞬间脱节效应和提示声响。虽然可以通过棘轮的拨片切换为逆时针操作，但仅能用于拧出已经松脱的螺丝。

其原理是，螺丝紧固状态下的静摩擦力远大于松脱状态下的动摩擦力，特别是螺丝安装一段时间后，松开螺丝所需要的扭矩远大于拧紧时的扭矩（可达到1.5倍），反向使用容易使扳手内部杠杆卡死，导致正向使用时无法提示，造成不可逆转的损伤。

有的预置式扭力扳手，如ParktoolTW-5、TW-6则可以双向测量扭矩，但同样，逆时针操作并不是用来拧松螺丝的，而是用来拧紧反向螺纹的。

因此，在拆卸螺丝时，建议大家先使用普通扳手拧松，再用扭力扳手或棘轮扳手提高拆卸速度。

▲ParktoolTW-5（下）和TW-6（上），属于机械预置式扭力扳手

2.选择正确的量程

预置式扭力扳手通常有一个可以调节的扭矩范围，称为“量程”。一支扳手的量程越小，精度越高。而自行车上各种紧固件的标准扭矩跨度很大，所以整车安装至少需要两支不同量程的扭力扳手，比如ParktoolTW-5（3-15N•m）和TW-6（10-60N•m）。

为了防止对扳手和零件的损害，在使用扭力扳手前，务必正确了解扳手的大扭矩，使用中必须确保所施加的扭矩值在扳手的量程内。一般来说，选择扳手时，是工作值在该扳手量程的20%～80%之间。例如，后拨固定螺丝的标准扭矩约为15N•m，我们应该选用ParktoolTW-6（10-60N•m）而不是TW-5（3-15N•m），这样可以确保扳手内部结构不会经常触及临界点，增加扳手的使用寿命，保证长期使用的准确度。

▲ParktoolTW-2属于表盘式扭力扳手，表盘上显示实时扭矩，可以双向测量，价格相对便宜，但用起来没有预置式方便

3.保持正确的施力过程

在对扳手施力前，请确保扳手头和螺丝已接触紧密，扳手没有明显倾斜，手持的部位应在扳手手柄后端，同时锁上调节旋钮，这些对测量精度至关重要。除有配套长柄或套管的工业扭力扳手外，使用时万万不能为了增大力臂而在尾部套加加长杆。

拧紧螺丝的过程中，越是接近预置扭矩越是应当平稳缓慢用力，不可以使用冲力，以免超出标准扭矩。一些的数显预置式扳手带有提示功能，接近预置扭矩时会通过LED灯提示用户平稳用力。达到预置扭矩后，应立即停止用力，因为此后扳手会成为一个呆扳手，如再用力，将会超过预置扭矩。近几年市场上已出现了带有过载保护的打滑式扭力扳手，当达到预置力矩时会自动打滑。

▲带有扭矩指示灯的数显预置式扳手

4.保护弹簧

决定预置式扭力扳手精度的关键组件是内部的扭矩弹簧。使用前后，务必将扳手存放盒内，尤其要注意将示值调节到小处，也就是弹簧松的状态，以保证其准确度及使用寿命。如果弹簧长时间于压缩状态，就会发生形变，许多预置式扭力扳手的非正常性损坏就是由这个原因引起的，而且在这种情况下，扳手是不可能被校准修复的，除非更换弹簧。

为了保护弹簧和确保精度，调整扭矩值时，也有一些虽然繁琐但是确有必要的注意事项。一是要平稳地旋转调节旋钮；二是每次闲置后取用时，要从小示值到大示值满量程调整2-3次，进行润滑，这称为“预热”；三是由低示值向上调整到所需扭矩，比如当前扭矩为14N•m，接下来要设定10N•m，应该先调整到9N•m，然后再调整到10N•m。

▲机械预置式扭力扳手结构图

5.及时检定误差

尤其要注意的是，扭力扳手作为计量器具，误差会随着使用或存放时间的增加而逐渐增大，从质量和负责的角度出发，需要定期检定校准。

对于正常使用的，检定校准周期为累计使用5000次；对于半年内使用不满5000次的，每半年检定校准一次；对于全新从未使用过的，首轮可以1年校准一次；对于高处跌落或受到重大撞击的，应及时校准一次。如果使用频率很小，周期可以适当放宽。根据ISO6789的要求，小于等于10N•m容许的偏差为6%，大于10N•m容许的偏差为4%。

一般来说，扭力扳手厂商并不提供检定校准的售后服务，需要找配有扭矩扳手检定仪的计量技术机构进行，各地省级计量检定技术的单支单次检定费用通常在200-300元之间。此外，如汽车制造、飞机维护等一些需要进行精密机械安装维护的企业日常工作需要大量使用扭力扳手，通常有专门部门从事检定校准，大家如有门路，也是一个不错的渠道。

同时，出于对态度、成本和便利性的考量，很少有车友和车店会及时将扭力扳手送检，在此也希望引起大家重视。

▲Nobar扭矩扳手检定仪

6.购买适用的扭力扳手

对于爱好自己动手的专业车友，一支扭力扳手的实用性和重要性无需多说。即使对普通车友而言，我也建议至少使用扭力扳手一段时间，感受一下各个范围的扭矩值，并逐步尝试通过手腕、手臂和体重参与发力来控制大概的扭矩。

在购买选择上，有自行车品牌和工业品牌两个方向。目前Parktool、Topeak、SuperB、IceToolz等自行车工具品牌都推出了扭力扳手，不需要再花费太多精力挑选量程、接头和附件。但专门制造扭矩设备的工业品牌在质量上更为可靠，如精度和耐用性上佳的国外品牌Norbar（英国诺霸）、Snap-On（美国实耐宝）、TOHNICHI（日本东日），性价比高的国产品牌准达等等，在企业应用中评价都较好。

▲我目前使用的扭力扳手是东日QL12N4

▲TopeakTPS-SP07和IceToolzE219（右），属于简化的表盘式扭力扳手

不想花费太多的话，那么简化的表盘式扭力扳手也是不错的选择，当然，精度和操作手感会逊色不少。如果一分钱都不想投入，那也有更阳春的方法，如用手提秤勾住内六角扳手尾部垂直用力，钩子同扳手头之间的距离（单位换算成米）乘以手提秤示值，即为当前扭矩的大约值，不理解的同学请复习力矩相关概念。

扭矩扳子按其状态乂可分为静态扭矩和动态扭矩两大类：静 态扭矩是指不长的时间内扭矩值不随时间变化或随时间变化很小 和很缓慢的扭矩，包括静止扭矩、恒定扭矩、缓变扭矩和脉动扭 矩；动态扭矩是指扭矩值随时间变化很大和很快、甚至换向的扭 矩，包括振动扭矩、随机扭矩和过度扭矩。报响式扳手乂称预置 式扳子，届于定值式类，这类扳子可分为机械定值式和电子定值…

如果是自行校准，可以做一个杠杆，通过四方孔（也许是六方孔或者法兰，根据扭力计具体结构、形状而定）连接，杠杆调平衡后，一端加砝码，产生预知的扭力，与扭力计读数比较，得出校准结果。需要做若干个砝码，取若干个扭力值，进行比对。