小小工具迷-扭力大分享:上篇

创作立场声明：所有工具自购，个人感悟，或许浅薄，但求博君一笑。

小小工具迷啰里啰唆的时间又来了。今天想给大家探讨一下扭力工具，本来想起个题目叫扭力大学堂，掂量了一下自己的分量，太轻了，哈哈哈。所以今天就是小小工具迷的扭力大分享时间，都是入门级别的信息，估计篇幅有点长，会分为上下两篇进行灌水。特别是下一篇会有比较多的硬核内容，敬请期待。这里要补充一点，重要部分（居家最常遇到的就是单车，摩托车和汽车的关键部位）才需要对扭力值讲究，实际生活中并不是所有的螺丝都要用精确的扭力来紧固。先来看一个螺栓规格和扭力值对应的表格：

公英制的扭力换算表：

谈到扭力，就是要用非常认真地态度对待螺纹。当你真诚对人的时候，别人也会视你为知心朋友，在机械领域尤其如此。认真才能设计出一款优秀的工具，材料选型，应力分析，冷锻还是热锻，表面处理工艺如何，人机工学如何融入设计，还有经济成本等等的考虑都不是我能说得详尽透彻的。有时候通过使用工具猜测到设计师的一丝原意就很高兴了。扯得有点远了，回到扭力工具的范畴。

看到朋友转来的一篇文章：“德国工人拧螺栓拧三圈回半圈，为啥呢？”，说得真好。以下摘抄部分：

1.为什么不拧紧，而是退半圈？2.如果有必要退半圈，可不可以拧到退后的位置，而不是拧紧后松开？（提示一下，国内某些产品组装工艺就是直接拧两圈半，随着时间推移，国内组装的东西和国外组装的产品差异就凸显出来。这也是为什么很多朋友会亲睐国外原产产品，而嫌弃国内组装的品质。得老实说，我现在最多也就是在两圈半的水平，甚至都没有角度仪，惭愧惭愧）

其实，螺丝在拧紧后，为了防止松动，应额外施加一个预紧力，因此松半圈后预紧力将消除，螺丝在拧紧后处于弹性形变中，尤其是在高温和震动载荷的情况下，长期这样持续压力会产生蠕变，螺丝变成塑性变形后，其强度会大幅下降甚至失效。退回半圈是让弹性形变恢复一些，同时消除预紧应力，以后螺丝在持续压力的变形还是在弹性形变之中，产生塑性应变和失效的几率大幅降低，使螺丝能保持持续高强度的压力，而直接拧两圈半是达不到这样的效果。

参见上图：通常情况下，在螺栓的拧紧过程中，实际转化为螺栓夹紧力的扭矩仅占10%，其余50%用于克服螺栓头下的摩擦力，40%用于克服螺纹副中的摩擦力，这就是“541”规则，主要反映夹紧力与摩擦力之间的关系。但若施加一定的改善措施（如涂抹润滑油）或螺纹副中存有缺陷（如杂质、磕碰等），该比例关系会受到不同影响而改变。

螺栓拧紧的控制方法
1. 扭矩控制法
定义：当拧紧扭矩达到某一设定的控制扭矩时，立即停止拧紧的控制方法。
优点：控制系统简单、直接，易于用扭矩传感器或高精度扭矩扳手来检查拧紧的质量。
缺点：控制精度不高（预紧力误差±25%左右），也不能充分利用材料的潜力。
2. 扭矩-转角控制法
定义：先把螺栓拧到一个不大的扭矩后，再从此点开始，拧一个规定的转角的控制方法。
优点：螺栓轴向预紧力精度较高（±15%），可以获得较大的轴向预紧力，且数值可集中分布在平均值附近。
缺点：控制系统较复杂，要测量扭矩和转角两个参数；且质检部门也不易找出适当的方法对拧紧结果进行检查。
3. 屈服点控制法
定义：把螺栓拧紧到屈服点后，停止拧紧的一种方法。
优点：拧紧精度非常高，预紧力误差可以控制在±8%以内；但其精度主要取决于螺栓本身的屈服强度。
缺点：拧紧过程需要对扭矩和转角曲线的斜率进行动态的、连续的计算和判断，控制系统的实时性、运算速度等都有较高的要求。

以上摘抄内容是告诉大家螺栓紧固有大学问（牵涉到螺栓和被紧固件材料以及工况的实际分析，更复杂的分析都有，太烧脑了，普通应用请忽视），不可等闲视之。

下面展示一下曾经使用过的工具，再分享我的感受。

从零开始必须支持国产之光：东方准达NB-50G 5-50牛米，维修火花塞刚刚好。准达听说原厂的棘轮头的固定螺丝是用内六角扳手的，遇到十字螺丝的要留个心眼。

后来因缘巧合遇到旧款的FACOM，型号：S.305DA 20-100牛米，法国原产。这个型号偏旧，现在高端型号都是306系列，305的相应数据都找不到了。FACOM的工具自带贵族气息，身价自然不便宜。

再后来又换了一把英国的NORBAR，8-60牛。这个范围比较宽，穿芯棘轮头也非常结实。NORBAR的外形和结构设计很经典，采用类似设计的品牌有BETA，WERA。

以上的三个都已经换成下面的现任扭力扳手：

从上至下分别是：

TOHNICHI DB280N-S 50-280牛米,

STAHLWILLE Nr.720/30 60-300牛米，

GEDORE No.4201-01 20-200牛米，

PROTO J6006C 10-80磅英尺，

ATORN 4-20牛米，

HAZET 6280-1CT 2-10牛米。

这些扭力扳手除了扭力范围以外还各有特色：

日本东日指针式扭力扳手是唯一的一把非响声式的扭力扳手，由于不是预设扭力限值，所以它可以施加表盘测量范围内的任意扭力，当停止加力后，所施加的最大扭力一目了然。虽然扭力方头是固定式，但有可以顺时针和逆时针使用这一优点。

德国达威力扭力扳手，德国三大扭力扳手之一，因其快速设定扭力的特殊设计闻名于世，不用考虑弹簧的衰减，不用在使用后恢复最小值来保护扭力弹簧，这款还配有穿芯棘轮，意味着它可以顺时针和逆时针紧固螺栓。

德国吉多瑞扭力扳手，德国三大扭力扳手之一，质量和准确性无容置疑，双表盘的设计可以调节出更精准的所需预设扭力值。可更换棘轮头的设计，让扭力扳手的寿命可以延长而无视棘轮头的磨损和故障。通过反转棘轮头的安装方向，可以顺时针和逆时针紧固螺栓。

美国PROTO扭力扳手，全金属设计耐油污，质量过硬，特殊的设计可以让它顺时针和逆时针使用。

德国ATORN扭力扳手应该是某扭力大厂的代工，同样是穿芯棘轮的设计，可以顺时针和逆时针紧固螺栓。

德国HAZET扭力扳手，德国三大扭力扳手之一，高级豪华车辆维修车间的最受欢迎的选择，质量和准确性无容置疑，可更换棘轮头的设计，让扭力扳手的寿命可以延长而无视棘轮头的磨损和故障。通过反转棘轮头的安装方向，可以顺时针和逆时针紧固螺栓。

上面提到了可更换式的扭力棘轮头，下面再请大家看看各式各样的扭力插件：

这里要说明一下世界各国的扭力插件接口不尽相同（在非大型扭力应用领域）：

圆孔类的（其中又有日本和欧洲区别，欧洲尺寸也有16和22毫米的区别），如上图第三排左侧两个。

长方柱类的，通常分为9x12和14x18两种型号。

方孔类的，方孔的尺寸多为3/8和1/2，如上图第三排左侧第三个。

槽形接口，多见于美国，因为没有相应的扭力扳手，故没有实物展示。

除了接口类型以外还有各种用途分类，例如开口，梅花，油管，棘轮油管，棘轮头，固定方头，活头扳手头等等。

上图上下两根是扭力插件的加力杆，可以适配9x12和14x18两种型号的扭力插件。如果有足够的扭力插件，想要开口扳手，梅花扳手，棘轮扳手等等都不在话下，变身成为F杆都可以，简直就是百变星君。缺点是由于接口处不是紧配合，会有一定的旷量。

收集了一些棘轮头的参数，列成了竖状的表格，为了排版美观，转了90度，大家将就看看，闹出颈椎病莫怪。由于这篇是扭力为主，棘轮方面的信息就淡化处理。有需要探讨的可以评论区留言。

最后分享就是一类特殊的扭力扳手

这些是德国SALTUS的定扭力扳手，上图右上角的是定扭力扳手的扭力调节钥匙。说到SALTUS，它是多种扭力扳手的发明者，也是双活头套筒扳手的发明者。可惜如此显赫的出身，在被气动工具王者瑞典ATLAS（ATLAS在气动工具中是可执牛耳的地位）收购后，如今默默无闻。定扭力扳手种类也有许多，如折头式，打滑式，目前更多见的就是上图的可换棘轮头的响声式扭力扳手。定扭力和可调扭力的区别在于，它没有直观的调节扭力机构，这样的设计让它可以得到最大化的精简。又因为定扭力扳手不存在扭力弹簧和可视扭力值得匹配问题，所以它可以说是永远精准的，通过扭力测量仪器，想要多大的预设扭力就可以达到多大的预设扭力。打个比喻来说明可调扭力扳手和定扭力扳手：可调扭力扳手就是比赛场上的射击选手，射击成绩是可以定量比较的；定扭力扳手就是一个人开枪后说那个打中的东西就是原本要瞄准的目标，这么一来自然是百发百中。各大扭力厂家都有生产自己的定扭力产品，SALTUS也算是扭力扳手方面的开山鼻祖之一，它的设计在我看来是最具简约之美的，而这里面最难买到的就是扭力调节钥匙。有意要购买定扭力扳手使用的朋友要留意扭力设定的问题。上面还谈到一个扭力测量仪器，这个更加是很多人想要却又难以买下手的仪器，因为它很贵！！很幸运有朋友脱坑，转让了一台给我。虽然配件不全，虽然测量范围不是很大，我依然非常开心。纯机械式的东日指针式扭力测试仪设计和制造非常优秀！

暂时先聊着这么多，至于如何正确规范的使用扭力扳手，网上稍加搜索都有足够详尽的信息，我这半桶水都不满的就不做搬运工了。有兴趣有需要，或者准备入坑的朋友都可以在评论区留言相互谈论一下，或许可以加到下一篇进行介绍。

非常感谢耐心阅读啰里啰唆的文字到文章结尾。喜欢的朋友不要忘了点赞，分享，打赏。

下篇预告，扭力扳手的硬核拆解篇，不只是一种扭力扳手，而是多达五种不同牌子，不同类型扭力扳手的拆解欣赏。在此要特别感谢好朋友MSD的大力支援。