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Jul 19, 2023

¿Qué precisión tiene una llave dinamométrica bien utilizada? Fuimos a un laboratorio para descubrirlo.

Tomamos tres llaves dinamométricas muy usadas para calibrarlas y ver si realmente seguían siendo precisas. A lo largo de este año, pasé algún tiempo explorando el tema del torque y el torque.

Tomamos tres llaves dinamométricas muy usadas para calibrarlas y ver si realmente seguían siendo precisas.

A lo largo de este año, dediqué algún tiempo a explorar el tema del torque y las llaves dinamométricas. Trabajé y revisé nuestra guía para compradores de las mejores llaves dinamométricas a principios de año. Mi investigación sobre esto y mi interés en el tema generalmente llevaron a la creación de algunos trabajos sobre el tema.

Investigué un poco y hablé con mecánicos de aviones, bicicletas y automóviles de otras industrias, comparando su experiencia y uso del torque con la industria de las bicicletas. La comparación de conocimientos de mecánicos de diferentes industrias proporcionó algunas ideas y comparaciones útiles, así como algunos consejos para aprender y posiblemente implementar al trabajar con bicicletas. También hablé con varios grandes fabricantes de herramientas para obtener algunos consejos y recomendaciones de mejores prácticas directamente desde arriba sobre el uso del torque con sujetadores para bicicletas y cómo cuidar mejor sus propias herramientas y llaves dinamométricas.

Esta pieza de torsión final sigue un punto que se ha mencionado varias veces en estas piezas y que fue repetido tanto por los fabricantes como por los mecánicos. Esto fue para garantizar que las llaves dinamométricas se calibren periódicamente para garantizar la precisión a largo plazo. La mayoría de los fabricantes recomiendan y pueden proporcionar calibraciones anuales aproximadamente cada 50 000 clics (usos) o cada 12 meses, lo que ocurra primero. Es posible que una llave dinamométrica que ha estado en uso durante años, utilizada como barra rompedora de emergencia, caída o colocada a la izquierda, etc., ya no funcione con precisión, lo que significa pernos potencialmente demasiado apretados o insuficientemente apretados y un trabajo inexacto o incluso inseguro.

En lugar de especular, encontramos algunas llaves dinamométricas cansadas de la batalla y las reservamos para realizar pruebas de calibración. La visita fue realmente interesante, aprendí muchísimo y me aportó algunos puntos realmente útiles si tienes o trabajas con bicicletas y llaves dinamométricas.

Varios de los representantes de fabricantes de herramientas con los que hablamos mencionaron la posible necesidad de una mayor conciencia en la industria de las bicicletas cuando se trata de recalibrar las herramientas dinamométricas para garantizar la precisión. Tampoco envié personalmente una llave dinamométrica para su calibración ni escuché que un taller lo hiciera en mis años trabajando como mecánico, y la mayoría de los mecánicos con los que hablé dijeron que normalmente no se habían molestado. Algunos mecánicos a los que pregunté durante mi investigación incluso dijeron que traían llaves dinamométricas nuevas cada pocos años.

Las llaves dinamométricas de nuestra guía del comprador eran todas unidades nuevas y de buena calidad. Aunque había trabajado en una variedad de trabajos de servicio en todos ellos durante las pruebas, eran unidades completamente nuevas y esperaba que solo nos dijeran lo que ya sabíamos si las llevábamos a prueba.

Para obtener un conjunto de resultados y piezas más interesantes en general, necesitaba algunas llaves usadas y más antiguas. Tenía mi propia llave dinamométrica Proxxon para usar, que había realizado algunos años de trabajo pesado e incluso había sufrido un par de caídas. Las otras dos llaves vinieron de los mecánicos de mi antiguo lugar de trabajo, Gorilla Coffee Workshop. Los mecánicos Paul y Josh se interesaron y se sumaron al proyecto de inmediato y proporcionaron un par de sus propias llaves dinamométricas para la calibración.

Todas las llaves dinamométricas que enviamos para calibración eran de estilo clic y, como mencioné en el pasado, creo que este estilo tiende a ser el más común en el mundo de las bicicletas.

Para resumir y ayudarlo a imaginar lo que sucede dentro de su llave dinamométrica en el contexto de las pruebas, utilizaré la clara explicación del fundador de Effetto Mariposa, Alberto De Gioannini, sobre cómo funciona una llave dinamométrica de tipo clic:

"Es un mecanismo simple pero preciso, basado en un resorte calibrado que se somete a una determinada carga al ajustar el dial de "torque". El resorte está comprimiendo un cojinete colocado debajo de la cabeza de la llave. Cuando el torque aplicado al perno alcanza el torque Valor establecido en la herramienta, el rodamiento permite que el cabezal se mueva y haga "clic". él explicó.

Me dirigí al laboratorio de Metrología de Selección de Calibración en Smethwick, Birmingham. La división de Servicios de Metrología es una rama de la empresa de larga data Avery Weigh-Tronix que ha brindado servicio y mantenimiento a equipos de pesaje durante más de 200 años.

Avery Weigh-Tronix ofrece una gama de servicios de metrología; la metrología es la ciencia de la medición. El servicio y laboratorio de Calibration Select están configurados para brindar servicios de calibración y prueba de equipos eléctricos, dimensionales, de torsión y de torsión, entre otros. El laboratorio también está acreditado por UKAS según la norma ISO 17025:2017 más actualizada (ISO es la Organización Internacional de Normalización). UKAS es un organismo designado por el gobierno del Reino Unido que acredita a organizaciones que brindan servicios en una variedad de sectores, incluidas las pruebas de calibración. Como referencia, nuestras calibraciones cuestan alrededor de £40 por llave dinamométrica, aunque los precios varían según el trabajo.

Yousuf Ahmed, el líder del equipo del laboratorio, llevó a cabo las pruebas de calibración de nuestras llaves dinamométricas y me dio un recorrido por el laboratorio y las distintas bahías de pruebas de metrología, desde dimensionales hasta dinamométricas. Habría sido demasiado fácil escudriñarle el cerebro todo el día, pero teníamos algunas llaves dinamométricas para probar. El laboratorio estaba impecablemente limpio y la temperatura estaba controlada (algo imprescindible para la acreditación UKAS) con sensores de temperatura repartidos para garantizar condiciones de prueba controladas.

Yousuf explicó la necesidad de "un rastro interminable de responsabilidad y trazabilidad" en lo que respecta a la metrología y el tipo de pruebas que realiza el laboratorio. Se registran años de resultados de pruebas y un punto que no había considerado era qué calibra las máquinas de calibración y hasta dónde puede llegar ese proceso en la búsqueda de la máxima precisión. Aquí comienzas a bajar por la madriguera del conejo y los procesos implementados podrían ser casi interminables. Pero se realizan verificaciones trimestrales de los equipos de calibración, así como una calibración anual para garantizar que nada se deseche o sea inexacto, garantizando así que el equipo que realiza las calibraciones también esté calibrado con precisión. No sabía qué esperar de una calibración, no sabía qué equipo usaría Yousuf para verificar las llaves si las abriera para trabajar en ellas o si usara algún tipo de equipo para verificarlas. Aprendí en el laboratorio a calibrar llaves dinamométricas según dos estándares ISO. Uno es ISO 6789:2003 y el otro es el estándar ISO 6789:2017 más nuevo, ambos hasta 2500 Nm.

Nuestras llaves se calibrarían según la norma ISO 2003, que implica una prueba más sencilla y puede ofrecer un tiempo de entrega de herramientas más rápido para las empresas. Aunque está clasificada como "retirada", la prueba estándar de 2003 todavía se utiliza mucho y está ampliamente disponible. Yousuf explicó que las llaves dinamométricas fabricadas antes de 2017 probablemente no pasarían la nueva prueba ya que el estándar no existía en el momento de su fabricación. Las llaves fabricadas según la norma de 2017 también pasarían las pruebas de la norma de 2003. El equipo de Selección de Calibración me dijo que la prueba de 2017 también dura al menos 90 minutos y es muy exhaustiva e incluye una serie de pruebas adicionales (aproximadamente 120 puntos de prueba). Este estándar realmente pone a prueba las herramientas al límite y es más caro.

El laboratorio utilizó equipos de prueba de Norbar para llevar a cabo las calibraciones, un fabricante de herramientas dinamométricas. Las llaves dinamométricas se calibraron en un equipo de calibración de torsión bastante grande que podía acomodar una variedad de llaves de diferentes tamaños. Se realiza una verificación rápida de torque de antemano en una pequeña máquina Norbar TruCheck para garantizar que una llave particularmente "mala" o fuera de especificación no altere ni dañe las celdas de carga utilizadas en los transductores electrónicos en el banco de pruebas de torque. Es un pequeño paso de seguridad adicional que evita daños innecesarios.

Las comprobaciones preliminares también prueban al máximo la llave para calentar el resorte interior. Aquí se planteó un punto interesante sobre cómo las temperaturas pueden afectar la precisión de las llaves dinamométricas. Entonces, por ejemplo, si ingresa a un taller frío por la mañana, es bueno hacer primero algunos clics de prueba para calentar el metal del que está hecho el resorte de la llave. Yousuf explicó que el primero del día puede dar una lectura diferente a la de más tarde, una vez que la primavera se haya calentado. Por lo tanto, recomendó hacer algunos clics primero con el par máximo y luego apretar el perno o el sujetador para obtener la máxima precisión. ¿Es esto excesivo para apretar un perno de biela? Posiblemente, pero si quieres ser lo más preciso posible con un juego de manillares de fibra de carbono de $400, entonces es un consejo útil.

Una vez completada la verificación inicial, para calibrar una llave dinamométrica ajustable, el instrumento se coloca en el equipo de calibración de torsión Norbar. Se monta una llave en un transductor electrónico relevante para el rango de torsión de la llave que se está probando. Un transductor, por definición, convierte energía de una forma a otra. También se utilizan pesas para contrarrestar cada llave y para garantizar que cada una esté plana en dos planos, vertical y horizontal (para esto se utiliza un pequeño nivel de burbuja). Se trata de garantizar que se logren mediciones repetibles. Dependiendo de si se utiliza el estándar 2003 o 2017, el laboratorio realiza tres puntos de prueba en diferentes rangos en la escala de torsión de la herramienta. Ya sea al mínimo o al 20%, 60% o máximo del rango de las llaves dinamométricas. Yousuf explicó que la prueba más dura para las llaves era a menudo en el extremo más bajo del rango de torsión. (Puede ver este rango de prueba a continuación en las fotos del certificado). El laboratorio estableció cada punto y luego registró el error en un indicador calibrado por UKAS. Las lecturas registradas son lo que lee la llave cuando el transductor le aplica un par determinado. Luego, cada llave dinamométrica se prueba cinco veces en cada punto de prueba para determinar su repetibilidad. En cada punto de prueba, el técnico se asegura de que estén dentro de los límites establecidos en BS6789, a menos que el cliente tenga sus propios requisitos.

La rueda que ves en las fotos al frente del equipo es enrollada manualmente por el técnico, moviendo el transductor y a su vez la cabeza de la llave dinamométrica hasta alcanzar la lectura requerida, esto se repite cinco veces para que la llave dinamométrica no No se mueve (una idea preconcebida que tengo), y el transductor y el técnico hacen el trabajo. Las lecturas se muestran en una pantalla digital al lado de la plataforma que también utiliza el software Norbar. Las pruebas tomaron un tiempo y pude apreciar el tiempo que podría requerir la calibración para el estándar 2017.

Las pruebas no fueron tan blancas y negras como pensaba. Se puede probar y adaptar un rango de precisión dependiendo de qué tan precisos necesite el cliente que sean las cosas. Por ejemplo, un cliente aeroespacial puede tener un conjunto de requisitos diferentes a los míos para asegurarse de que mi llave dinamométrica para bicicletas siga siendo precisa. La prueba de laboratorio es estándar, pero puede representar un rango de tolerancia aceptable para un cliente, aunque el criterio de tolerancia predeterminado estándar británico es del 4%.

Una vez finalizadas las calibraciones, nos quedaron nuestros resultados. Dos de cada tres llaves oficialmente fallaron en sus calibraciones. La llave Proxxon pasó la calibración y las dos llaves Park Tool y Cyclus más antiguas fallaron, pero solo en ciertas áreas del rango de torsión general. Nuevamente, esto fue nuevo para mí y mostró que el área no es solo blanco y negro. Las llaves eran bastante precisas en ciertos puntos de su alcance y aún estaban bien para su uso, pero en general se clasificaron como fallidas. Yousuf explicó que, en caso de falla, el laboratorio podría proporcionar una cotización para una llave dinamométrica de reemplazo o calibrar una llave en un rango específico para lograr una aprobación.

La llave Proxxon tenía un rango de 12 a 60 Nm y era la unidad más nueva y, a pesar del uso repetido, todavía cumplía con las especificaciones. Fue probado a 12,36 y 60 Nm. El resultado medio de la prueba de 12 Nm fue de 11,76. El resultado medio de la prueba de 36 Nm fue de 34,72 y el resultado medio de la prueba máxima de 60 Nm fue de 61,08. El resultado más pobre estuvo en el medio del rango, pero en general cumplió con el estándar aceptable del 4%.

La llave Park Tool era una unidad bastante antigua y se había utilizado mucho. Tenía un alcance de 12-60N. Falló en el extremo superior de su rango de torque y fue probado en el mismo rango que la unidad Proxxon. La medida media para la prueba de 12 Nm fue de 11,55. La media de la prueba de 36 Nm fue de 37,41 y la media de la prueba de 60 Nm fue de 62,79.

La llave Cyclus nuevamente tenía algunos años y había tenido algún uso. Tenía un rango de 2-24 Nm y fallaba en el extremo inferior de su rango de par, lo opuesto a la unidad Park. Se comprobó en 2,14,4 y 24 Nm. La lectura media para la prueba de 2 Nm fue 2,26. La lectura media para la prueba de 14,4 Nm fue 13,93 y la lectura media para la prueba de 24 Nm fue 23,74.

Realmente no sé qué esperaba de los resultados de la calibración. Creo que esperaba diferencias quizás mucho mayores en comparación con las cifras producidas durante la calibración y resaltó los niveles de precisión con los que funcionan los estándares y las llaves mismas. ¿La falta de una llave dinamométrica afectaría la tuerca de una rueda de una bicicleta de pista que se haya apretado correctamente? Probablemente no. ¿Afectaría a una potencia de carbono liviana con un par de torsión de 3 Nm? Posiblemente. La decisión recae en última instancia en el mecánico o el usuario.

Fue revelador visitar un laboratorio de metrología y aprender más sobre la calibración de llaves dinamométricas y el proceso involucrado. Se sintió como una especie de punto final para los temas que hemos analizado durante los últimos meses. Sí, podría comprar una llave dinamométrica nueva y usarla durante años, pero puede llegar un punto en el que, si no la calibra, es posible que no dé los mismos resultados que antes, lo que podría correr el riesgo de dañarla. componentes.

Creo que también es un buen momento para abordar el tema que a menudo se plantea en algunos sectores y que suele ser del tipo "Trabajo en bicicletas, no en transbordadores espaciales, ¿por qué tengo que comprar una llave dinamométrica, y mucho menos pagarle a ve y calibra uno". Si nunca ha usado una llave dinamométrica y nunca ha tenido un solo problema, entonces, sinceramente, es una gran noticia, pero creo que si trabaja en bicicletas para otras personas, un empleador o en grandes cantidades, entonces poseer una llave dinamométrica, usarla y calibrarla. es la diferencia entre esperar que algo esté bien y saber que lo está.

El trabajo de mantenimiento de la industria de las bicicletas no requiere el mismo tipo de trazabilidad y registro documental que, según dice, requiere la industria de la aviación cuando se trata de comprobaciones de par y creo que este puede ser el quid de la cuestión. Quizás esta sea una razón por la que no vemos, o al menos oímos, que se realicen tantas calibraciones de llaves dinamométricas para bicicletas. Los componentes y materiales de las bicicletas también se encuentran en el extremo superior, volviéndose más livianos y exóticos, lo que requiere un alto nivel de precisión de torque para evitar daños o fallas en los componentes en comparación con, por ejemplo, una robusta bicicleta de carreras de acero de hace cincuenta años.

Estoy seguro de que hay empleadores o mecánicos profesionales y domésticos que solo quieren intentar lograr el mejor y más preciso trabajo posible y tener la tranquilidad de que su equipo está cuidado y en funcionamiento. En este caso, creo que la calibración de la llave dinamométrica probablemente será una opción obvia y algo por lo que optarán felizmente.

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Tom se unió al equipo de Cyclingnews a finales de 2022 como redactor técnico. Tom tiene más de 10 años de experiencia como mecánico calificado, de los cuales 5 aproximadamente los dedica a dirigir un taller independiente. Tom ha montado y competido en bicicleta desde una edad temprana hasta a nivel nacional en carretera y pista y ha montado y competido en la mayoría de las disciplinas, incluso en alguna que otra parte de polo en bicicleta. Tom es tan feliz jugando en el garaje como paseando en bicicleta por las calles de Worcestershire.

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