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扭矩與張力

日期:2012/2/28 9:53:36 人氣:3575

在工業行業的實際運用中,我們時??梢钥吹健芭ぞ亍边@個名詞。它出現的頻率頗高,而相應的知識普及卻并不廣泛。這就造成“扭矩”這個名詞具有一定的神秘性。這一系列的文章就是為了揭開它的神秘面紗而出現的。

扭矩又叫轉矩,是使軸旋轉的力矩。其國際標準單位是N.m。準確地說,扭矩是使物體繞軸心旋轉或者具有旋轉趨勢的力系統,即,

扭矩=力?× 力臂。

因為組成扭矩的因素相對比較簡單,因此對于扭矩的測量而言,只要確定力和力臂的數值即可得出最終的輸出扭矩值。以實例來解釋的話,則可以想象有人用一支一米長的桿子,在其一端加之以套筒,以此來鎖緊一個螺栓。如在桿子的另一端施加一個10KG的力,那么就會產生一個10(kgf.m)的扭矩在螺栓的中心軸線上。而在國際單位制(S.I測量系統)中,力是以N(牛頓)來表示而不是用公斤力(kgf),它們之間的單位換算是1kgf等于9.807N。由此可以得出,此人施加了98.07(N.m)的扭矩。

1m * 10Kg = 10Kgf.m

1Kgf = 9.807N

10Kgf.m = 98.07N.m


整個計算測量的過程看起來非常簡單,但是往往會因為實際操作中力與力臂的變化而變得計算困難。同時還存在其他例如摩擦力等等不確定因素導致扭矩數值的難以計算性。

而對于很多運用到扭矩的工位來說,扭矩控制是非常重要的。將兩個或兩個以上的物體結合在一起的方法很多,其中采用螺紋方式來組合和分解是最容易且理想的選擇。但這個方法就會涉及到扭矩的控制性。

就其原理而言,螺紋結合主要是使夾緊物體的力必須大于使它們分開的力,而螺栓需處于固定的應力下且不受疲勞載荷的影響。但是如果初始的張力太小,作用在螺栓上的不同方向的負載會很快讓螺栓松脫;如果初始張力太大,鎖緊的過程可能會導致螺栓失效。由此可見,螺栓可靠度完全是依靠正確的初始張力。而這,其確認的大部分方式都涉及到規格要求與控制結合的扭矩。

對于螺栓的張力,簡單的說,當螺母與螺栓鎖緊的時候,就會產生張力到螺栓上。相對于張力的產生,為了保持力的平衡,也會產生一個相對的力量,兩者壓縮到物體上,進而使螺栓與螺母可以的結合在一起。

為了能夠得到準確的張力負載,通過長時間的試驗與測試,最終選定使用眾所周知的屈服點來測量負載?;旧下菟ㄦi緊的力量是介于屈服強度值的75%至90%。

同時在實際的工位運用中,無論選用何種材質,都或多或少的存在一定摩擦力。當一個螺栓結合是在鎖緊的情況下時,螺栓頭底部和螺紋處的摩擦將影響螺栓張力的大小。一般來說,只有10%的扭矩才能的作用在鎖緊上。其他的部分相當于50%的扭矩在接受克服螺栓頭底部和表面的摩擦時被消耗掉。另有其他30%到40%的扭矩消失在克服螺紋處的摩擦上。

下一個:扭矩的術語
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