Крутящий момент и момент вращения: гидравлика, гидравлические оборудование, пневматические оборудование, смазочное оборудование, фильтры

Содержание

Производительность лопастного пневматического двигателя — Атлас Копко Россия

Что нужно знать о работе лопастного пневматического двигателя

Двигатель может работать на всем диапазоне кривой крутящего момента

При постоянном входном давлении для пневматического двигателя характерно линейное отношение между крутящим моментом и оборотами. При этом простое регулирование подачи воздуха путем применения дросселя или изменения давления позволяет легко изменять мощность пневматического двигателя. Одна из особенностей пневматических двигателей состоит в том, что они могут работать на всем диапазоне кривой крутящего момента, от скорости свободного вращения до остановки, без вреда для устройства. Скорость свободного вращения* или скорость холостого хода определяется как скорость работы без какой-либо нагрузки на выходном валу.

*Скорость свободного вращения = скорость, при которой выходной вал вращается без нагрузки.

Кривая мощности

Крутящий момент — это вращающее усилие, которое рассчитывается как сила (F), умноженная на длину (l) рычага.

Развиваемая пневматическим двигателем мощность равна произведению крутящего момента на угловую скорость вращения вала. Согласно характеристической кривой пневматические двигатели достигают максимальной мощности при примерно 50% скорости свободного вращения.

Крутящий момент в этой точке определяется как «момент при максимальной мощности».

Zoom in

Кривая производительности пневматического двигателя, работающего при постоянном давлении воздуха

Выходная формула:
P = (π x M x n) / 30
M = (30 x P) / (π x n)
n = (30 x P) / (π x M)
P = мощность [кВт]
M = крутящий момент [Нм]
n = частота вращения [об/мин]

Рабочая точка

При выборе пневматического двигателя в первую очередь необходимо определить требуемую рабочую точку. Рабочая точка — это комбинация частоты вращения двигателя и необходимого при этом крутящего момента.

Примечание: точка на кривой крутящего момента/скорости, в которой работает двигатель, называется рабочей точкой.


 

Расход воздуха

Расход воздуха в пневматическом двигателе увеличивается в зависимости от частоты вращения двигателя и достигает максимального значения при свободном вращении. Даже остановленный двигатель (при полном давлении) расходует воздух. Количество обусловлено внутренней утечкой двигателя.

Примечание: расход воздуха измеряется в л/с. Тем не менее, это не фактический объем, который занимает сжатый воздух в двигателе, а объем, который этот воздух занял бы при атмосферном давлении. Эта стандартная величина используется для любого пневматического оборудования.

Начальный крутящий момент

При запуске крутящий момент изменяется в зависимости от положения лопаток.

Следует отметить, что начальный крутящий момент при пуске всех лопастных пневматических двигателей определяется положением лопаток в момент включения. Наименьшее значение начального крутящего момента называется минимальным начальным крутящим моментом и может рассматриваться как гарантированное значение при запуске. Ввиду различий между двигателями разных типов необходимо выполнять проверку в каждом отдельном случае. Примечательно, что изменение крутящего момента для реверсивных двигателей больше, чем для нереверсивных, поэтому минимальный начальный крутящий момент для этих двигателей меньше.

Примечание: начальный крутящий момент — это крутящий момент двигателя при блокировке вала и полном давлении воздуха.

Момент остановки

Крутящий момент в режиме остановки — это крутящий момент двигателя в момент остановки в результате торможения из рабочего состояния. Крутящий момент в режиме остановки в таблице не указывается. Примерный крутящий момент в режиме остановки можно узнать, умножив максимальный крутящий момент на два, т. е. при максимальном крутящем моменте 10 Нм крутящий момент в режиме остановки равен приблизительно 20 Нм.


  • Крутящий момент в режиме остановки — это крутящий момент, создаваемый при остановке работающего двигателя. 
  • Крутящий момент в режиме остановки изменяется в зависимости от того, насколько быстро происходит торможение двигателя до полной остановки. При быстром торможении по сравнению с медленным момент остановки выше. Это вызвано тем, что крутящий момент увеличивает масса (момент инерции) ротора.

Вращающий момент — это… Что такое Вращающий момент?

Момент силы (синонимы: крутящий момент; вращательный момент; вращающий момент) — физическая величина, характеризующая вращательное действие силы на твёрдое тело.

Момент силы приложенный к гаечному ключу

Отношение между векторами силы, момента силы и импульса во вращающейся системе

Момент силы

В физике момент силы можно понимать как «вращающая сила». В системе СИ единицами измерения для момента силы является ньютон-метр, хотя сантиньютон-метр (cN•m), футо-фунт (ft•lbf), дюйм-фунт (lbf•in) и дюйм-унция (ozf•in) также часто используются для выражения момента силы. Символ момента силы τ (тау). Момент силы иногда называют моментом пары сил, это понятие возникло в трудах Архимеда над рычагами. Вращающиеся аналоги силы, массы и ускорения есть момент силы, момент инерции и угловое ускорение соответственно. Сила, приложенная к рычагу, умноженная на расстояние до оси рычага, есть момент силы. Например, сила в 3 ньютона, приложенная к рычагу, расстояние до оси которого 2 метра, это то же самое, что 1 ньютон, приложенный к рычагу, расстояние до оси которого 6 метров. Более точно, момент силы частицы определяется как векторное произведение:

где  — сила, действующая на частицу, а  — радиус-вектор частицы!

Предыстория

Строго говоря, вектор, обозначающий момент сил, введен искуственно, так как является удобным при вычислении работы по криволинейному участку относительно неподвижной оси и удобен при вычислении общего момента сил всей системы, так как может суммироваться. Для того, чтобы понять откуда появилось обозначение момента сил и как до него додумались, стоит рассмотреть действие силы на рычаг, относительно неподвижной оси.

Работа, совершаемая при действии силы на рычаг , совершающего вращательное движение вокруг неподвижной оси, может быть рассчитана исходя из следующих соображений.

Пусть под действием этой силы конец рычага смещается на бесконечно малый отрезок , которому соответствует бесконечно малый угол . Обозначим через вектор, который направлен вдоль бесконечно малого отрезка и равен ему по модулю. Угол между вектором силы и вектором равен , а угол и вектором силы .

Следовательно, бесконечно малая работа , совершаемая силой на бесконечно малом участке равна скалярному произведению вектора и вектора силы, то есть .

Теперь попытаемся выразить модуль вектора через радиус вектор , а проекцию вектора силы на вектор , через угол .

В первом случае, используя теорему Пифагора, можно записать следующее равенство , где в случае малого угла справедливо и следовательно


Для проекции вектора силы на вектор , видно, что угол , так как для бесконечно малого перемещения рычага , можно считать, что траектория перемещения перпендикулярна рычагу , а так как , получаем, что .

Теперь запишем бесконечно малую работу через новые равенства или .

Теперь видно, что произведение есть ни что иное как модуль векторного произведения векторов и , то есть , которое и было принято обозначить за момент силы или модуля вектора момента силы .

И теперь полная работа записывается очень просто или .

Единицы

Момент силы имеет размерность сила на расстояние, и в системе СИ единицей момента силы является «ньютон-метр». Джоуль, единица СИ для энергии и работы, тоже определяется как 1Н*м, но эта единица не используется для момента силы. Когда энергия представляется как результат «сила на расстояние», энергия скалярная, тогда как момент силы — это «сила, векторно умноженная на расстояние» и таким образом она (псевдо) векторная величина. Конечно, совпадение размерности этих величин не простое совпадение; момент силы 1Н*м, приложенный через целый оборот, требует энергии как раз 2*π джоулей. Математически

,

где Е — энергия, τ — вращающий момент, θ — угол в радианах.

Специальные случаи

Формула момента рычага

Момент рычага

Очень интересен особый случай, представляемый как определение момента силы в поле:

τ = МОМЕНТ РЫЧАГА * СИЛУ

Проблема такого представления в том, что оно не дает направления момента силы, а только его величину, поэтому трудно рассматривать в.м. в 3-хмерном случае. Если сила перпендикулярна вектору r, момент рычага будет равен расстоянию до центра и момент силы будет максимален

= РАССТОЯНИЕ ДО ЦЕНТРА * СИЛУ

Сила под углом

Если сила F направлена под углом θ к рычагу r, то τ = r*F*sinθ, где θ это угол между рычагом и приложенной силой

Статическое равновесие

Для того чтобы объект находился в равновесии, должна равняться нулю не только сумма всех сил, но и сумма всех моментов силы вокруг любой точки. Для 2-хмерного случая с горизонтальными и вертикальными силами: сумма сил в двух измерениях ΣH=0, ΣV=0 и момент силы в третьем измерении Στ=0.

Момент силы как функция от времени

Момент силы — производная по времени от момент импульса,

,

где L — момент импульса. Момент импульса твердого тела может быть описан через произведение момента инерции и угловой скорости.

,

То есть если I постоянная, то

,

где α — угловое ускорение, измеряемое в радианах в секунду за секунду.

Отношение между моментом силы и мощностью

Если сила совершает действие на каком-либо расстоянии, то она совершает механическую работу. Также если момент силы совершает действие через угловое расстояние, он совершает работу.

= МОМЕНТ СИЛЫ * УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ

В системе СИ мощность измеряется в Ваттах, момент силы в ньютон-метрах, а УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ в радианах в секунду.

Отношение между моментом силы и работой

= МОМЕНТ СИЛЫ * УГОЛ

В системе СИ работа измеряется в Джоулях, момент силы в Ньютон * метр, а УГОЛ в в радианах.

Обычно известна угловая скорость в радианах в секунду и время действия МОМЕНТА .

Тогда совершенная МОМЕНТОМ силы РАБОТА рассчитывается как:

= МОМЕНТ СИЛЫ * *

Момент силы относительно точки

Если имеется материальная точка , к которой приложена сила , то момент силы относительно точки равен векторному произведению радиус-вектора , соединяющий точки O и OF, на вектор силы :

.

Момент силы относительно оси

Моментом силы относительно оси называется момент проекции силы на плоскость, перпендикулярную оси относительно точки пересечения оси с этой плоскостью.

Единицы измерения

Момент силы измеряется в ньютон-метрах. 1 Н•м — момент силы, который производит сила 1 Н на рычаг длиной 1 м.

Измерение момента

На сегодняшний день измерение момента силы осуществляется с помощью тензометрических, оптических и индуктивных датчиков нагрузки. В России при решении задач измерения момента в основном используется оборудование зарубежных производителей (HBM (Германия), Kyowa (Япония), Dacell (Корея) и ряда других).

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

Выбор электродвигателя для промышленных применений

При выборе электродвигателя следует учитывать множество факторов, в том числе целевое назначение, требующиеся эксплуатационные и механические характеристики, а также предполагаемые внешние воздействия. Возможные варианты таковы: электродвигатель переменного тока, электродвигатель постоянного тока (рис. 1) или серводвигатель (шаговый электродвигатель). Конечный выбор в основном зависит от того, для какого промышленного изделия подбирается электродвигатель, и от наличия особых потребностей.

Рис. 1. Электродвигатели постоянного тока хорошо подходят для применения в изделиях с невысокой стоимостью, низкой частотой вращения ротора или постоянным крутящим моментом — например, таких, как этот ленточный транспортер

В зависимости от характера нагрузки это может быть электродвигатель с постоянной или переменной частотой вращения и мощностью. Крутящий момент и мощность определяются величиной нагрузки, необходимой частотой вращения, а также разгоном и торможением (особенно если они быстрые и/или частые). Кроме того, следует учитывать требования к регулированию частоты вращения и управлению положением ротора.

 

Типы нагрузок электродвигателей

Существует четыре типа нагрузок электродвигателей промышленной автоматики:

  • переменная мощность и постоянный крутящий момент;
  • переменный крутящий момент и постоянная мощность;
  • переменные мощность и крутящий момент;
  • управление положением ротора или регулирование крутящего момента.

К изделиям с переменной мощностью и постоянным крутящим моментом относятся транспортеры, краны и редукторные насосы. Крутящий момент у них постоянен, так как нагрузка не меняется. Требующаяся мощность может различаться в зависимости от типа изделия, поэтому хорошим выбором в этом случае будут электродвигатели постоянного тока с постоянной частотой вращения ротора.

Пример изделия с переменным крутящим моментом и постоянной мощностью — станок для перемотки бумаги. Скорость подачи материала постоянна, поэтому мощность не меняется. Нагрузка, однако, меняется по мере увеличения диаметра рулона. Для небольших систем такого рода хорошо подойдут электродвигатели постоянного тока или серводвигатели. Другой важный фактор в этом случае — энергия рекуперации, которую следует учитывать при выборе размера электродвигателя или метода регулирования мощности. В более крупных системах, возможно, целесообразнее будет использовать электродвигатели переменного тока с датчиками перемещений, регулирование с обратной связью и приводы, работающие в четырех квадрантах.

Для вентиляторов, центробежных насосов и мешалок требуются переменные мощность и крутящий момент. С увеличением частоты вращения ротора электродвигателя растет и мощность на нагрузке, а с нею требующиеся номинальная мощность и крутящий момент. При нагрузках такого типа начинает играть важную роль КПД двигателя. В подобных изделиях применяются электродвигатели переменного тока с инверторным управлением и частотно-регулируемые приводы.

В линейных приводах, которые должны обеспечивать точное перемещение во множество положений, требуется управление положением или регулирование крутящего момента ротора с малой погрешностью, а зачастую и обратная связь для проверки правильности положения. Для этих целей лучше всего подходят серводвигатели и шаговые двигатели, но наряду с ними часто применяются электродвигатели постоянного тока с обратной связью или электродвигатели переменного тока с инверторным управлением и датчиком перемещения, которые позволяют с малой погрешностью регулировать крутящий момент на металлургических и бумагоделательных линиях, а также в других аналогичных применениях.

 

Типы электродвигателей

Электродвигатели бывают двух основных разновидностей — переменного и постоянного тока, но они, в свою очередь, разделяются более чем на три десятка типов.

Несмотря на большое разнообразие, промышленные применения электродвигателей имеют между собой много общего, и под влиянием рыночных механизмов практический ассортимент типов электродвигателей в большинстве применений сузился. Шесть наиболее распространенных типов электродвигателей, которые можно использовать в подавляющем большинстве изделий, — это бесколлекторные и коллекторные электродвигатели постоянного тока, электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым и фазным ротором, серводвигатели и шаговые электродвигатели. Прочие типы электродвигателей применяются только в изделиях специального назначения.

 

Три основных типа изделий по режиму работы электродвигателя

Три основных типа изделий по режиму работы электродвигателя — это изделия с постоянной частотой вращения, переменной частотой вращения и управлением положением (или регулированием крутящего момента) ротора. В различных изделиях промышленной автоматики требуются разные режимы, и набор вопросов, на который приходится отвечать при выборе электродвигателя, может также различаться (рис. 2).

Рис. 2. Асинхронные электродвигатели переменного тока часто выбирают для промышленных машин с вращательным движением рабочего органа

Например, если требующаяся максимальная частота вращения ротора меньше номинальной, может понадобиться редуктор. Возможно, для этой цели удастся подобрать более компактный электродвигатель, частота вращения ротора которого будет обеспечивать более высокий КПД. В Интернете есть большое количество информации о том, как выбирать электродвигатель по размеру, но пользователям необходимо принимать во внимание и другие факторы. Для расчета момента инерции нагрузки, крутящего момента и частоты вращения ротора требуется знать такие параметры, как полная масса и размер (радиус) нагрузки, а также коэффициент трения, потери на редукторе и цикл работы машины. Кроме того, во избежание перегрева электродвигателя необходимо учитывать изменение нагрузки, темп разгона или торможения и рабочий цикл изделия.

Определившись с типом и размером электродвигателя, пользователю нужно также учесть влияние внешних факторов и выбрать исполнение — например, открытое или в кожухе из нержавеющей стали для работы во влажной среде.

 

Выбор электродвигателя: три вопроса

Даже после того, как все эти решения приняты, пользователю необходимо ответить на следующие три вопроса, прежде чем сделать окончательный выбор.

Требуется ли постоянная частота вращения ротора?

В изделиях с постоянной частотой вращения ротора электродвигатель часто работает на приблизительно установленной частоте, а характеристики разгона и торможения роли практически не играют. В этом случае обычно применяется релейное управление с питанием непосредственно от сети. Цепи управления часто состоят из ответвления с предохранителем и контактором, устройства защиты от перегрузки при пуске и ручного регулятора электродвигателя или устройства плавного пуска.

Для изделий с постоянной частотой вращения ротора подходят электродвигатели переменного и постоянного тока. Электродвигатели постоянного тока обеспечивают номинальный крутящий момент при нулевой частоте вращения; этот тип электродвигателей очень популярен. Электродвигатели переменного тока — тоже хороший выбор, так как они характеризуются высоким коэффициентом мощности и нетребовательны в обслуживании. Серво­двигатель или шаговый двигатель с высокими эксплуатационными характеристиками был бы излишним для простого изделия.

Требуется ли переменная частота вращения ротора?

Изделия с переменной частотой вращения ротора обычно требуют изменения линейной скорости и частоты вращения с малой погрешностью, а также четко определенных характеристик разгона и ускорения. Уменьшение частоты вращения ротора в таких изделиях, как вентиляторы и центробежные насосы, часто позволяет повысить КПД за счет согласования мощности с нагрузкой вместо работы на максимальной частоте с пропорциональным регулированием или демпфированием. Это важно для конвейерных систем, например линий бутылочного розлива.

Электродвигатели как переменного, так и постоянного тока с приводами соответствующего типа эффективно работают в изделиях с переменной частотой вращения ротора. На протяжении длительного времени привод с электродвигателем постоянного тока был единственным вариантом для изделий с переменной частотой вращения ротора, и компоненты для этой комбинации хорошо отработаны и проверены временем. Даже сейчас электродвигатели постоянного тока широко применяются в маломощных (менее 1 л. с.) изделиях этого типа, а также оказываются полезными в изделиях с низкой частотой вращения ротора, так как обеспечивают номинальный крутящий момент на низкой частоте вращения и постоянный крутящий момент в широком диапазоне частот.

Слабой стороной электродвигателей постоянного тока может быть обслуживание, так как во многих из них для коммутации используются щетки, которые со временем изнашиваются от контакта с подвижными частями. Бесколлекторные электродвигатели постоянного тока свободны от этого недостатка, но дороже в приобретении, а их ассортимент — уже.

Избавлены от этой проблемы и асихронные электродвигатели переменного тока, а вкупе с частотно-регулируемым приводом (рис. 3) они позволяют получить более высокий КПД в изделиях мощностью более 1 л. с., таких как вентиляторы и насосы. Некоторые типы приводов предусматривают обратную связь по положению. Если этого требует характер изделия, можно дополнить электродвигатель датчиком перемещений и выбрать привод, использующий сигнал от этого датчика для обратной связи. Такая конфигурация может обеспечить такое же регулирование частоты вращения ротора, как в серводвигателе.

Рис. 3. Сочетание электродвигателя постоянного тока с частотно-регулируемым приводом широко применяется для повышения КПД и эффективно работает в разнообразных изделиях с переменной частой вращения ротора

Требуется ли управление положением ротора?

Управление положением ротора электродвигателя с малой погрешностью обеспечивается путем непрерывной проверки его положения в процессе вращения. В изделиях, где требуется, например, задавать положение линейного привода, можно применять шаговый электродвигатель с обратной связью или без таковой, а также серводвигатель со встроенной обратной связью.

Шаговый электродвигатель предназначен для перемещения в заданное положение на умеренной скорости с последующим сохранением этого положения. Шаговый электродвигатель без обратной связи по положению обеспечивает весьма точное управление положением ротора, если правильно выбрать его размер, а также перемещение на точно заданное число шагов (если только он не столкнется с изменением нагрузки, превышающим его возможности).

С ростом требуемой частоты вращения и динамических нагрузок шаговый привод без обратной связи может уже не обеспечить нужных характеристик системы, и тогда понадобится шаговый привод с обратной связью или сервопривод.

Система с обратной связью обеспечивает точное высокоскоростное перемещение по заданному профилю и регулирование положения ротора. Серводвигатель обеспечивает больший крутящий момент на высоких частотах вращения в сравнении с шаговым электродвигателем, а также эффективнее работает в изделиях, характеризующихся высокими динамическими нагрузками или сложным характером перемещения.

Для быстрого и/или резкого перемещения с малым перерегулированием по положению момент инерции нагрузки должен быть как можно лучше согласован с моментом инерции серводвигателя. Рассогласование в пропорции до 10:1 приемлемо в некоторых применениях, но оптимальным является согласование 1:1.

Уменьшение частоты вращения посредством редуктора — оптимальный способ решить проблему рассогласования моментов инерции, поскольку момент инерции нагрузки обратно пропорционален квадрату передаточного отношения редуктора. При этом в расчетах необходимо учитывать момент инерции редуктора.

 

Знание особенностей изделия и электродвигателя

Производители предлагают широкий ассортимент электродвигателей для промышленных применений. Шаговые электродвигатели, серводвигатели, электродвигатели переменного и постоянного тока пригодны для использования в большинстве типов изделий промышленной автоматики, но оптимальный выбор электродвигателя зависит от характера изделия. Пользователям следует выбирать электродвигатель для своего изделия, учитывая, какой требуется режим работы — постоянная частота вращения, переменная частота вращения или управление положением ротора, — и в тесном взаимодействии с поставщиками электродвигателя и привода.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Датчик динамического крутящего момента | Эл-Скада

Новый датчик динамического крутящего момента является универсальным датчиком с минимальным воздействием на тестируемое устройство и предлагает новые возможности измерений крутящего момента (помимо традиционных), которые необходимы для развития электронной мобильности и производительности программ.

Компактный. Датчик доступен в виде модульного кольца или блока со специфической геометрией для внедрения с минимальной адаптацией. Он позволяет измерять осевой крутящий момент и горизонтальные силы. Дополнительно может быть доработан для измерения осевых сил.

Высокодинамичный. Пьезоэлектрическая технология позволяет иметь чрезвычайно жесткую и компактную геометрию, которая не накладывает никаких структурных ограничений на существующую установку. Высокая жесткость также обеспечивает превосходную собственную частоту > 120 кГц для высокодинамичных измерений. Для повышения производительности и эффективности осуществляется анализ пульсаций крутящего момента и виброакустических характеристик.

Простой во внедрении. Датчик может быть легко интегрирован в испытательный стенд или конструкцию автомобиля. Сбор данных может осуществляться непосредственно с помощью модуля AVL Indicom или интегрироваться в различное программное обеспечение DAQ с использованием компактной программы оценки данных, которая минимизирует вычислительные затраты.

Основные технические параметры

  • Измеряет крутящий момент, боковых и осевых сил
  • В основе хорошо зарекомендовавшая себя пьезоэлектрическая технология
  • Подходит для высокодинамичных исследований крутящего момента (~50kHz)
  • Фактически нет ограничения диапазона крутящего момента (6 позиций, диаметр 200 мм à 4500 нм)
  • Толщина сенсора от 3,5 мм
  • Линейность <0,5% ФСО
  • Прочная конструкция и размер хорошо подходят для использования в транспортных средствах.

Датчик предоставляет дополнительную информацию о продольном воздействии сил, NVH(шум, вибрацию, жёсткость) колебаниях вала и дает возможность предвидеть поломку вала.

Измерение дисбаланса
Измерение горизонтальных сил позволяет легко выявлять дисбаланс установки при различных оборотах.

Преимущества:

  •  Измеряет торсионные (крутильные) колебания и колебания вала.
  •  Определяет пульсации крутящего момента на основе времени и положения вала
  •  Выявление недостатков механики испытательного стенда
  •  Осуществляет анализ влияния электрического блока управления на работу двигателя
  •  Производит тестирование на шум, вибрацию, жесткость.
  •  Обнаруживает весьма быстрые градиенты вращающего момента для немедленного предупреждения поломки вала
  •  Осуществляет контроль механических компонентов (например подшипников, коробок передач, двигателей)


Принцип работы
Принцип измерения основан на измерении реактивных сил в местах крепления.

  • Минимальное крепление осуществляется на 3 болта, но чаще используется более 4х.
  • В зависимости от приложенного момента, датчик измеряет силы реакции и динамический момент MZ.
  • Дополнительно можно измерить горизонтальные силы FX и FY.
  • Существует возможность измерять силы приложенные вдоль вала FZ.
  • Форму датчика возможно изменять в соответствии с требуемой геометрией и доступным пространством.

Для достижения максимальной точности датчик откалиброван.

Интеграция в систему

Из-за высокой точности и динамики, пьезоэлектрическим датчикам, требуются специальные усилители зарядов для формирования типичного уровня напряжения.

Преимущества

Датчик динамического крутящего момента способен обнаруживать даже минимальные изменения высокочастотных сигналов крутящего момента, вызванные системой управления двигателя;

Возможность понимать влияние и поведение блока управления двигателя при различных условиях эксплуатации;

Плавная реакция крутящего момента при низкой частоте вращения вала улучшает управляемость. (Оптимизированные настройки системы управления).

Bosch Rexroth

KEB

Control Techniques

Parker

Частотные преобразователи

Широкий спектр качественных частотных преобразователей, услуги по подбору и модернизации станков и механизмов. Осуществляем официальные поставки по наилучшим ценам. Официальная поддержка клиентов и официальная гарантия.

Motovario

Wittenstein Alpha

KEB

Apex

Мотор редукторы и редукторы

Осуществляем поставки редукторов и мотор-редукторов разных типов от ведущих производителей. Производим полный комплекс услуг по подбору редукторов, оказываем консультации для клиентов.

Абсолютные энкодеры

Инкрементальные энкодеры

Магнитные линейки

Энкодеры, счетчики импульсов, токосъемники, индикаторы и пр.

Поставляем официально все типы высокоэффективных энкодеров и индикаторов всех типов. Осуществляем оперативный подбор энкодеров под задачи заказчика.

СТМЛ-1, ШМ-2, СТМ-2

СТМТ-2, MP-25, MTP-1

Системы линейного перемещения и модули линейного перемещения

Разрабатываем и производим широкий спектр модулей и систем линейного перемещения. Производим системы линейных перемещений по индивидуальным заказам. Оказываем полный комплекс услуг по разработке и производству.

Техника линейных перемещений

Рельсовые направляющие SBC

Цилиндрические направляющие

Миниатюрные направляющие MID

ШВП

Техника и механические компоненты для систем линейных перемещений

Разрабатываем и поставляем комплектующие для систем линейного перемещения. Производим системы линейных перемещений по индивидуальным проектам.

Винтовые домкраты ZIMM

Компоненты привода и трансмиссии ZIMM

Домкраты и подъемно-транспортные механизмы

Осуществляем поставки промышленных домкратов для производственных нужд, прецизионные домкраты. Предлагаем компоненты приводов и трансмиссии.

Системы управления

Контроллеры Fatek

ЧПУ Delta Tau

ЧПУ «СервоКон 2000»

Системы управления, панели операторов

Цифровые системы управления, современные системы ЧПУ, HMI и пр. Оказываемо полный комплекс услуг для систем ЧПУ. Осуществляем разработки и модернизации собственной высокоэффективной системы ЧПУ «Сервокон».

Гибкие кабель-каналы CPS

Гофрозащита CPS Flex

Системы защиты кабелей, кабель-каналы

Широкий спектр систем защиты кабелей, высоконадежные кабель-каналы для промышленного производства, гибкие кабель-каналы для жестких условий эксплуатации или специального назначения.

НИОКР

Производим НИОКР, осуществляем услуги по разработке, проектированию, пуско-наладке широкого спектра механизмов, узлов, оборудования и станков. Осуществляем разработку, доработку, модернизацию и производство станков и механизмов, в том числе специального назначения (с уникальными характеристиками и/или функционалом) на базе собственного производства в России. Опыт работы более 15 лет.

НИОКР (что такое НИОКР?), определения, основные понятия, эффективность НИОКР.

НИОКР. Проекты НИОКР. Услуги НИОКР.

Заказать услуги НИОКР. Осуществление НИОКР.

НИОКР — Получить более подробную информацию о реализованных проектах.

Что такое крутящий момент и на что он влияет?

Фото news.herbgordonvolvoofsilverspring.com

Когда автолюбители выбирают автомобиль, некоторые обращают внимание не только на мощность «ласточки» в лошадиных силах, но и на крутящий момент. Почему этот показатель так важен? Как объясняют автоэксперты, он отвечает за динамику разгона.

Вспомните школьную программу по физике. Мы проходили, что крутящий момент является силой, которая приложена к рычагу, и ее умножают на длину этого самого рычага. В моторах крутящий момент — это сила, с которой вращается коленчатый вал. Чем эта сила больше, чем выше крутящий момент. Этот параметр находится в прямой зависимости от скорости вращения коленвала. Нарастают обороты — растет и крутящий момент. Но рост не постоянен: наращивая обороты двигателя, мы увеличиваем и механические потери на трение во всех подвижных элементах. В итоге при езде на максимальных оборотах крутящий момент снижается.

Фото: www.free-wallpapers.su

Мощность — это некая совершённая работа за единицу времени. В двигателях внутреннего сгорания под ней подразумевают именно крутящий момент. Из этого следует, что мощность мотора — это число «крутящих моментов» за единицу времени. Таким образом, обе эти величины неразрывно связаны друг с другом.

Чтобы рассчитать мощность двигателя в киловаттах, умножьте действующий крутящий момент на текущее число оборотов мотора и разделите на 9549. В итоге крутящий момент будет показывать, какая мощность доступна в автомобиле при определённых оборотах. Таким образом, чем выше число крутящего момента, тем лучше.

По словам автоэкспертов, крутящий момент отвечает в машине за то, как она разгоняется и как тянет. Отсюда следует, что когда вы выбираете авто, обращайте внимание не только на «лошадей», но и на крутящий момент. Мощность влияет лишь на то, какую максимальную скорость развивает автомобиль, а не на то, как быстро он до нее разгонится. Если вам требуется тяговитый мотор, тогда выбирайте дизель — крутящего момента больше именно в этом типе двигателя.

При использовании любых материалов необходима активная ссылка на DRIVENN.RU

EXACT 7 EXACT 7 Professional

Крутящий момент (жесткое заворачивание) 1,5 – 7 Нм
Частота вращения 150 об/мин
Описание Без аккумулятора
Крутящий момент, от (жесткое заворачивание) 1,5 Нм
Крутящий момент, до (жесткое заворачивание) 7 Нм
Крутящий момент, от (мягкое заворачивание) 1,5 Нм
Крутящий момент, до (мягкое заворачивание) 7 Нм
Крутящий момент (мягкое заворачивание) 1,5 – 7 Нм
Крутящий момент (предыд.) 1,5 — 7 Нм
Частота вращения, от 150 об/мин
Направление вращения Реверс
Вес 0,8 кг
Примечание Защита от повторного включения – 0,7 секунд
Патрон для инструмента Быстрозажимной патрон 1/4″
Аккумулятор Без аккумулятора
Форма хвостовика Аккумулятор
Исполнение Центральная рукоятка
Откр. насадки для завинчивания
Регулируемая частота вращения
Контроль процесса
Бесщеточный э/двигатель
Возможен другой диапазон крутящего момента +
Направления вращения П/Л +
Пуск от нажатия
Пуск рычагом/кнопкой +
Вид соединения Муфта отключения

Учебное пособие по крутящему моменту и вращательному движению

Что такое крутящий момент?

Крутящий момент — это мера того, какая сила, действующая на объект, заставляет этот объект вращаться. Объект вращается вокруг оси, которую мы назовем точкой поворота и обозначим «\ (O \)». Мы будем называть силу ‘\ (F \)’. Расстояние от точки поворота до точки, в которой действует сила, называется плечом момента и обозначается как ‘\ (r \)’. Обратите внимание, что это расстояние, ‘\ (r \)’, также является вектором и указывает от оси вращения до точки, в которой действует сила.(См. Рисунок 1 для графического представления этих определений.)

Рисунок 1: Определения

Крутящий момент определяется как \ (\ Gamma = r \ times F = rF \ sin (\ theta) \).

Другими словами, крутящий момент — это перекрестное произведение между вектором расстояния (расстояние от точки поворота до точки приложения силы) и вектором силы, где ‘\ (a \)’ — угол между \ (г \) и \ (F. \)

Перекрестное произведение, также называемое векторным произведением, представляет собой операцию над двумя векторами.Перекрестное произведение двух векторов дает третий вектор, перпендикулярный плоскости, в которой лежат первые два. То есть, для креста двух векторов, \ (A \) и \ (B \), мы помещаем \ (A \) и \ (B \) так, чтобы их хвосты находились в общей точке. Затем их перекрестное произведение \ (A \ times B \) дает третий вектор, скажем \ (C \), хвост которого также находится в той же точке, что и хвосты \ (A \) и \ (B. \). Вектор \ (C \) указывает в направлении, перпендикулярном (или перпендикулярном) как \ (A \), так и \ (B. \). Направление \ (C \) зависит от правила правой руки.

Рисунок CP 1: \ (A \ times B = C \)

Если мы допустим угол между \ (A \) и \ (B \) равным, тогда перекрестное произведение \ (A \) и \ (B \) можно выразить как

\ (А \ раз В = А В \ грех (\ тета) \)

Рисунок CP2: \ (B \ times A = D \)

Если компоненты векторов \ (A \) и \ (B \) известны, то мы можем выразить компоненты их перекрестного произведения, \ (C = A \ раз B \) следующим образом

\ (C_x = A_yB_z — A_zB_y \)
\ (C_y = A_zB_x — A_xB_z \)
\ (C_z = A_xB_y — A_yB_x \)

Далее, если вы знакомы с определителями, \ (A \ times B \), равно

\ (A \ times B = \ Biggr | \ begin {matrix} i \ quad j \ quad k \\ A_x \; A_y \; A_z \\ B_x \; B_y \; B_z \ end {matrix} \ Biggr | \ )

Сравнивая рисунки CP1 и CP2, мы замечаем, что
\ (A \ times B = — B \ times A \)

Очень хорошее моделирование, которое позволяет вам исследовать свойства перекрестного произведения, доступно, щелкнув ЗДЕСЬ.Используйте кнопку «назад», чтобы вернуться в это место.

Используя правило правой руки , мы можем найти направление вектора крутящего момента. Если мы поместим пальцы в направлении \ (r, \) и согнем их в направлении \ (F, \), то большой палец будет указывать в направлении вектора крутящего момента.

Вопрос

В каком направлении крутящий момент на этой диаграмме относительно точки поворота, обозначенной \ (O \)?

Рисунок RHR 1: Диаграмма проблемы Рисунок RHR 2: Диаграмма проблемы, сила переведена для упрощения использования правила правой руки

Решение

Здесь мы предполагаем, что векторы силы, \ (F, \) и плеча момента, r изначально были размещены «голова к голове» (то есть \ (F \) указывал на стрелку \ (r, \) не в его точке поворота).Это показано на рисунке RHR 1. Однако, если перевести вектор силы в положение, показанное на рисунке RHR 2, использование правила правой руки становится более очевидным.

Без этого пояснения можно интерпретировать рисунок RHR 2 как имеющий вектор силы, проходящий через точку поворота, и в этом случае крутящего момента не будет. Это связано с определением плеча момента, который представляет собой расстояние между точкой поворота и точкой, в которой действует сила. Если сила действует прямо на точку поворота, то \ (r = 0, \), поэтому крутящего момента не будет.(Нулевое плечо момента было бы похоже на попытку открыть дверь, надавив на ее петли; ничего не происходит, потому что крутящий момент не возник в результате приложенной силы.)

Вспомните использование правила правой руки при вычислении крутящего момента. Пальцы должны указывать в направлении первого вектора и загнуты в сторону второго вектора. В этом случае крутящий момент — это перекрестное произведение плеча момента и крутящего момента. Таким образом, пальцы будут указывать в том же направлении, что и плечо момента, и изогнуты в направлении силы (по часовой стрелке).Направление большого пальца — это направление крутящего момента; в этом случае крутящий момент находится в экране.

При рисовании трехмерных диаграмм мы можем представлять «внутрь» и «выход» с помощью символов. Символ для «в» (предполагается, что это конец стрелки), а для «из» — (это кончик стрелки).

Рисунок RHR 3: Диаграмма решенной задачи (результирующий крутящий момент отображается на экране)

Представьте, что вы толкаете дверь, чтобы открыть ее. Сила вашего толчка (\ (F \)) заставляет дверь вращаться вокруг петель (точки поворота, \ (O \)).Насколько сильно вам нужно толкать, зависит от расстояния, на котором вы находитесь от петель (\ (r \)) (и некоторых других вещей, но давайте сейчас их проигнорируем). Чем ближе вы к петлям (т. Е. Чем меньше \ (r \)), тем сложнее их толкать. Вот что происходит, когда вы пытаетесь открыть дверь не с той стороны. Крутящий момент, который вы создали на двери, меньше, чем если бы вы толкнули правильную сторону (от петель).

Обратите внимание, что приложенная сила \ (F, \) и плечо момента \ (r, \) не зависят от объекта.Кроме того, сила, приложенная к точке поворота, не вызовет крутящего момента, поскольку плечо момента будет равно нулю (\ (r = 0 \)).

Другой способ выразить вышеприведенное уравнение состоит в том, что крутящий момент является произведением величины силы и перпендикулярного расстояния от силы до оси вращения (т. Е. Точки поворота).

Пусть сила, действующая на объект, разделена на тангенциальную (\ (F_ {tan} \)) и радиальную (\ (F_ {rad} \)) составляющие (см. Рисунок 2). (Обратите внимание, что тангенциальная составляющая перпендикулярна плечу момента, а радиальная составляющая параллельна плечу момента.) Радиальная составляющая силы не влияет на крутящий момент, поскольку проходит через точку поворота. Таким образом, только тангенциальная составляющая силы влияет на крутящий момент (поскольку она перпендикулярна линии между точкой действия силы и точкой поворота).

Рисунок 2: Тангенциальная и радиальная составляющие силы F

На объект может действовать более одной силы, и каждая из этих сил может воздействовать на разные точки на объекте. Тогда каждая сила вызовет крутящий момент. Чистый крутящий момент — это сумма отдельных крутящих моментов.

Вращательное равновесие аналогично поступательному равновесию, где сумма сил равна нулю. При вращательном равновесии сумма крутящих моментов равна нулю. Другими словами, на объект отсутствует чистый крутящий момент.

\ (\ сумма \ тау = 0 \)

Обратите внимание, что единиц крутящего момента в системе СИ — это ньютон-метр , который также является способом выражения джоуля (единицы энергии).Однако крутящий момент — это не энергия. Итак, чтобы избежать путаницы, мы будем использовать единицы N.m, а не J. Различие возникает из-за того, что энергия — это скалярная величина, а крутящий момент — это вектор.

Вот полезное и интересное интерактивное упражнение по вращательному равновесию.

Крутящий момент и угловое ускорение

В этом разделе мы разработаем взаимосвязь между крутящим моментом и угловым ускорением. Для этого раздела вам потребуется базовое понимание моментов инерции.

Момент инерции — вращательный аналог массы. Просмотрите определения, как описано в вашем учебнике.

В следующей таблице приведены моменты инерции для различных обычных тел. Буква M в каждом случае — это общая масса объекта.

Рисунок 3: Радиальная и касательная составляющие силы, два измерения

Представьте себе силу F, действующую на некоторый объект на расстоянии r от его оси вращения. Мы можем разбить силу на тангенциальную (\ (F_ {tan} \)), радиальную (\ (F_ {rad} \)) (см. Рисунок 3).(Это предполагает двумерный сценарий. Для трех измерений — более реалистичная, но также более сложная ситуация — у нас есть три компонента силы: тангенциальная составляющая \ (F_ {tan} \), радиальная составляющая \ ( F_ {rad} \) и z-компонент \ (F_z \). Все компоненты силы взаимно перпендикулярны или нормальны.)

Из Второго закона Ньютона \ (F_ {tan} = m a_ {tan} \)

Однако мы знаем, что угловое ускорение \ (\ alpha \) и тангенциальное ускорение atan связаны соотношением:
\ (a_ {tan} = r \ alpha \)

Затем,

\ (F_ {tan} = m r \ alpha \)

Если мы умножим обе части на r (плечо момента), уравнение станет

\ (F_ {tan} r = m r ^ {2} \ alpha \)

Обратите внимание, что радиальная составляющая силы проходит через ось вращения и поэтому не влияет на крутящий момент.2 \) умноженное на угловое ускорение \ (\ alpha \).

\ (\ сумма \ тау = I \ cdot \ alpha \)

Панель 4: Радиальная, тангенциальная и z-компоненты силы, три измерения

Если мы проведем аналогию между поступательным и вращательным движением, то эта связь между крутящим моментом и угловым ускорением аналогична Второму закону Ньютона. А именно, если принять крутящий момент, аналогичный силе, момент инерции, аналогичный массе, и угловое ускорение, аналогичное ускорению, тогда мы получим уравнение, очень похожее на Второй закон.

Пример проблемы: распашная дверь

Вопрос

Спеша поймать такси, вы выбегаете через дверь без трения на тротуар. Сила, которую вы приложили к двери, была приложена перпендикулярно плоскости двери \ (50Н, \). Дверь имеет ширину \ (1.0 \; м \). Предполагая, что вы толкнули дверь за край, каков был крутящий момент на распашной двери (принимая петлю в качестве точки поворота)?

Подсказки

  1. Где точка поворота?
  2. Какая сила была приложена?
  3. Как далеко от точки поворота была приложена сила?
  4. Какой угол между дверью и направлением силы?

Точка поворота находится на петлях двери, напротив того места, где вы толкали дверь.Сила, которую вы использовали, составляла \ (50Н, \) на расстоянии \ (1,0 \; м \) от точки поворота. Вы попадаете в дверь перпендикулярно ее плоскости, поэтому угол между дверью и направлением силы составляет \ (90 \) градусов.

Так как
\ (\ tau = r \ times F = r F \ sin (\ theta) \)

Диаграмма примера задачи

, тогда крутящий момент на двери был:
\ (\ tau = (1.0m) (50N) \ sin (90) \)
\ (\ tau = 50 Nm \)

Обратите внимание, что это только величина крутящего момента; Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно найти направление крутящего момента.Используя правило правой руки , мы видим, что направление крутящего момента выходит за пределы экрана.

Крутящий момент в физике: определение и примеры

Крутящий момент (также известный как момент или момент силы) — это тенденция силы вызывать или изменять вращательное движение тела. Это сила скручивания или поворота объекта. Крутящий момент рассчитывается путем умножения силы на расстояние. Это векторная величина, то есть она имеет как направление, так и величину. Либо угловая скорость для момента инерции объекта изменяется, либо и то, и другое.

Ед. Крутящего момента

В Международной системе единиц измерения (единицы СИ) для крутящего момента используется ньютон-метр или Н * м. Несмотря на то, что ньютон-метры равны джоулям, поскольку крутящий момент не является работой или энергией, поэтому все измерения должны быть выражены в ньютон-метрах. В расчетах крутящий момент обозначается греческой буквой тау: τ . Когда его называют моментом силы, он представлен как M . В имперских единицах измерения вы можете увидеть фунт-сила-фут (lb⋅ft), что может быть сокращено как фунт-фут с подразумеваемым словом «сила».

Как работает крутящий момент

Величина крутящего момента зависит от приложенной силы, длины плеча рычага, соединяющего ось с точкой приложения силы, и угла между вектором силы и плечом рычага.

Расстояние — это плечо момента, часто обозначаемое r. Это вектор, указывающий от оси вращения к месту действия силы. Чтобы создать больший крутящий момент, вам необходимо приложить силу дальше от точки поворота или приложить больше силы.Как сказал Архимед, имея место, чтобы стоять с достаточно длинным рычагом, он мог двигать мир. Если вы толкаете дверь рядом с петлями, вам нужно приложить больше силы, чтобы открыть ее, чем если бы вы давили на дверную ручку на два фута дальше от петель.

Если вектор силы θ = 0 ° или 180 °, сила не вызовет вращения оси. Он будет либо отталкиваться от оси вращения, потому что находится в том же направлении, либо отталкиваться к оси вращения. Значение крутящего момента для этих двух случаев равно нулю.

Наиболее эффективные векторы силы для создания крутящего момента — это θ = 90 ° или -90 °, которые перпендикулярны вектору положения. Это сделает больше всего для увеличения вращения.

Правило правой руки для крутящего момента

Сложность работы с крутящим моментом заключается в том, что он рассчитывается с использованием векторного произведения. Крутящий момент находится в направлении угловой скорости, которую он мог бы создать, поэтому изменение угловой скорости происходит в направлении крутящего момента.Правой рукой согните пальцы руки в направлении вращения, вызванного силой, и ваш большой палец будет указывать в направлении вектора крутящего момента.

Полезный крутящий момент

В реальном мире вы часто видите, как на объект действует несколько сил, вызывающих крутящий момент. Чистый крутящий момент — это сумма отдельных крутящих моментов. Во вращательном равновесии на объект отсутствует чистый крутящий момент. Могут быть отдельные крутящие моменты, но они в сумме равны нулю и компенсируют друг друга.

Источники и дополнительная литература

  • Джанколи, Дуглас К. «Физика: принципы с приложениями», 7-е изд. Бостон: Пирсон, 2016.
  • Уокер, Джерл, Дэвид Холлидей и Роберт Резник. «Основы физики», 10-е изд. Лондон: Джон Вили и сыновья, 2014.
  • .

Что такое крутящий момент? Полная история … наконец-то!

Если вы когда-нибудь слушали дрянную рекламу автомобиля, скорее всего, вы слышали, как часто употребляли термины «крутящий момент» и «лошадиные силы».

В индустрии промышленной автоматизации, хотя концепции технически одинаковы, определение требуемых об / мин , лошадиных сил и Крутящий момент имеет первостепенное значение для окончательного решения.

Начнем с простых определений:

Лошадиная сила: Единица измерения мощности , используемая для оценки того, сколько работы выполнено.

Одна метрическая лошадиная сила = мощность для поднятия массы 75 кг против силы тяжести Земли силы на расстояние в один метр за одну секунду

Мощность: Скорость выполнения работы , количество энергии, передаваемой с течением времени.

МОЩНОСТЬ = ( СИЛА X РАССТОЯНИЕ) / ВРЕМЯ

Энергия: Способность выполнять работы … вот и все! Энергия может иметь разные формы, включая механическую, тепловую и электрическую.

Работа: Измерение передачи энергии , которое происходит, когда объект перемещается на расстояние под действием внешней силы, по крайней мере, часть которой прикладывается в направлении перемещения.

Сила: Термин, используемый для описания и измерения взаимодействия, которое вызывает изменение движения объекта.

Помните «3 закона движения» Ньютона?

Скорость: Применительно к асинхронным двигателям скорость относится к скорости, с которой двигатель работает .Обычно представлено оборотов в минуту (об / мин)

Хорошо, я уверен, что многие из вас задаются вопросом, почему Torque до сих пор не упоминается, особенно когда он указан в названии. Просто кажется, что легче объяснить всю концепцию крутящего момента, предварительно прояснив некоторые определения.

Крутящий момент: Определенный тип работы , которая воздействует на объект, заставляя его вращаться вокруг оси.По сути, вынуждает , что заставляет что-то вращаться, крутиться или поворачиваться.

Все еще подписаны? Большой! У нас есть еще несколько терминов, которые могут возникнуть при поиске нового двигателя:

Момент заторможенного ротора (также известный как пусковой момент): Минимальный крутящий момент, развиваемый, когда двигатель остановлен. Это будет важным фактором, который следует учитывать, поскольку такие приложения, как поршневые насосы, краны или конвейерные ленты, потребуют более высокого крутящего момента заблокированного ротора по сравнению с центробежным или ирригационным насосом.

Крутящий момент при полной нагрузке: Крутящий момент, необходимый для создания номинальной мощности двигателя при полной скорости нагрузки. Обычно это можно найти на паспортной табличке двигателя или в техническом паспорте.

Момент отрыва (он же пусковой момент): Крутящий момент, развиваемый, когда двигатель разгоняется от нуля до полной нагрузки.

Момент пробоя (он же пусковой момент): Максимальный потенциал крутящего момента, который двигатель может получить при работе с номинальным напряжением / частотой.По сути, это максимальная мощность двигателя.

Прямо сейчас вы, наверное, задаетесь вопросом, какое отношение все это имеет к выбору двигателя.

Все сводится к соотношению между…

Крутящий момент, мощность, и об / мин

Наша служба технической поддержки обычно слышит много похожих вопросов: «Я хочу, чтобы это шло быстрее», «Мне нужно увеличить производство», «Мне нужен двигатель большего размера, чтобы выдерживать более тяжелые нагрузки.Распространенное заблуждение состоит в том, что увеличение одной из трех переменных приведет к увеличению их всех, но это не так! Ооооо, что теперь?!?

С некоторой помощью наших инженеров мы смогли немного лучше визуализировать взаимосвязь между числом оборотов, л.с. и двигателями. Увеличение числа оборотов в минуту может оказаться не тем решением, которое вы ищете, если вам нужно больше мощности.

Вы только представьте себе полуприцеп против корвета, у них может быть одинаковое количество л.с., но только один сможет буксировать прицеп… при этом жертвуя скоростью.

То же самое и с электродвигателями!

Если вы сохраните ту же мощность, вы потеряете крутящий момент, если будете использовать двигатель с более высокой номинальной частотой вращения.

Теперь, когда мы лучше понимаем, что такое крутящий момент на самом деле и его взаимосвязь с HP и RPM, мир двигателей должен быть немного менее загадочным. Не стесняйтесь обращаться в нашу службу технической поддержки по адресу [адрес электронной почты защищен], чтобы получить помощь в выборе размера вашего следующего двигателя.

Визуальный мыслитель в цифровом спектре, или в терминах непрофессионала… .Я создаю весь визуальный контент для Marshall Wolf Automation 🙂 Имея опыт работы в области видеорекламы и производства фильмов, я работаю с отделом маркетинга MWA, чтобы наши клиенты читали наши блоги и просматривали наши продукты.

Крутящий момент

: определение, уравнение и формула — видео и стенограмма урока

Physics of Torque

Чтобы найти линейную силу, нам нужно знать массу и ускорение.Однако крутящий момент немного отличается из-за вращения. Подумайте об открытии двери. Где вы нажимаете на нее, когда хотите, чтобы она открылась? Вы нажимаете на ту сторону двери, где нет петель, потому что нажатие на сторону с петлями затруднит ее открытие. Итак, для крутящего момента нам нужно знать не только массу и ускорение линейной силы, но также и то, как далеко эта сила от оси вращения, поскольку мы также можем получить разные результаты в зависимости от этого. Мы можем видеть это на диаграмме и в уравнении для крутящего момента.

T = F * r * sin ( theta )

T = крутящий момент

F = линейное усилие

r от оси , измеренное от вращения к месту приложения линейной силы

theta = угол между F и r

В нашем уравнении sin ( theta ) не имеет единиц измерения, r имеет единицы измерения (м ), а F имеет единицы Ньютоны (Н).Объединяя их вместе, мы видим, что единицей крутящего момента является Ньютон-метр (Нм).

Наконец, тета необходима для учета направления приложения линейной силы. Силу не всегда толкают прямо, как дверь. Это может происходить с разных сторон.

Равновесие вращения

Итак, мы увидели, как один крутящий момент может воздействовать на объект, но вы можете легко применить более одного крутящего момента одновременно. Вернемся к автомобильному двигателю.В каждом автомобиле есть более одного поршня, прикладывающего крутящий момент к коленчатому валу. В этом случае есть общий крутящий момент, который является суммой каждого отдельного крутящего момента.

Всего T = T {1} + T {2} + … + T {n}

В этом уравнении n — это общее количество крутящих моментов, прилагаемых к объект. Существует также частный случай этого, называемый вращательным равновесием . Здесь сумма всех крутящих моментов, действующих на объект, равна нулю.Когда это происходит, это может означать, что на объект не действует крутящий момент или все крутящие моменты, действующие на объект, компенсируют друг друга. Чтобы визуализировать взаимно компенсирующиеся крутящие моменты, давайте рассмотрим простой случай с двумя крутящими моментами: качели.

В верхней части изображения двое детей сидят на качелях, которые не двигаются. Они уравновешены на оси вращения, которая является точкой опоры в случае качелей. Оба ребенка своим весом прикладывают силу вниз, также известную как сила тяжести.Ребенок 1 пытается повернуть качели против часовой стрелки, а ребенок 2 пытается повернуть их по часовой стрелке. Пока величины двух крутящих моментов одинаковы, они компенсируют друг друга, поскольку они пытаются перемещать качели в противоположных направлениях.

Проблема безвыходной ситуации с качелями

Давайте рассмотрим пример расчета с использованием как вращательного равновесия, так и уравнения для крутящего момента.

Качели на изображении находятся в равновесии вращения и не двигаются.Мы хотим найти, как далеко ребенок 2 справа от оси вращения в точке опоры. Ребенок 1 слева имеет массу 38 кг и находится на расстоянии 4 м от точки опоры. Ребенок 2 имеет массу 25 кг.

Шаг 1: Учет направления

Чтобы математически показать, что два момента движутся в противоположных направлениях, одному из них присваивается отрицательный знак. Обычно крутящий момент, вращающий объект по часовой стрелке, считается отрицательным, поэтому мы сделаем T {2} отрицательным.Поскольку качели находятся в состоянии вращательного равновесия, мы также знаем, что сумма крутящих моментов должна быть равна нулю. Это позволяет нам изменить уравнение, чтобы получить по одному крутящему моменту по обе стороны от знака равенства.

T {1} + (- T {2}) = 0

T {1} — T {2} = 0

T {2} = T { 1}

Шаг 2: Вставьте уравнения крутящего момента и силы

Затем мы подставляем уравнение для крутящего момента с каждой стороны.

F { g 2} * r {2} * sin ( theta {2}) = F { g 1} * r {1} * sin ( theta {1})

F { g 2} и F { g 1} — силы тяжести.Чтобы получить их, мы умножаем массу каждого ребенка на ускорение свободного падения ( g ).

m {2} * g * r {2} * sin ( theta {2}) = m {1} * g * r {1} * sin ( theta {1})

Шаг 3. Упростите уравнение

Теперь мы можем сделать несколько вещей, чтобы упростить это уравнение. Во-первых, поскольку g одинаково для каждого дочернего элемента, и по обе стороны от знака равенства он отменяется.Во-вторых, если мы посмотрим на изображение, то увидим, что силы тяжести перпендикулярны качелям. Это означает, что они перпендикулярны r {1} и r {2}. Таким образом, оба тэта имеют значение 90 градусов. Помните, sin (90 градусов) = 1. Теперь у нас осталось следующее:

m {2} * r {2} = m {1} * r {1}

Step 4: Решите уравнение

Наконец, мы можем подключить наши данные, чтобы найти ответ для r {2}.

25 кг * r {2} = 38 кг * 4 м

25 кг * r {2} = 152 кг м

r {2} = 6 м

Ребенок 2 сидит 6 метрах от точки опоры. Для ротационного равновесия имеет смысл, что более легкий ребенок должен сидеть дальше от точки опоры, чем более тяжелый, чтобы балансировать на качелях.

Краткое содержание урока

Крутящий момент — это скручивающая сила, которая имеет тенденцию вызывать вращение. Точка вращения объекта известна как ось вращения .Математически крутящий момент может быть записан как T = F * r * sin ( theta ), и он имеет единицы измерения в Ньютон-метрах. Когда сумма всех крутящих моментов, действующих на объект, равна нулю, он находится в состоянии вращательного равновесия . Крутящие моменты, действующие на один объект, нейтрализуют друг друга, когда они имеют равные величины и противоположные направления. Крутящий момент применяется не только к автомобилям; он также позволяет использовать такие объекты, как замки, дверные ручки, петли и даже качели.

Результаты обучения

Просмотрите урок и практикуйте уравнения, пока не будете готовы:

  • Определить крутящий момент, вращательное равновесие и ось вращения
  • Напомним уравнение для крутящего момента
  • Рассчитать крутящий момент
  • Вычислить значение r для объекта, находящегося в состоянии вращательного равновесия
  • Перечислите некоторые примеры крутящего момента в повседневной жизни

В чем разница между скоростью и крутящим моментом?

Целью роторного двигателя является обеспечение желаемой выходной скорости вращения при одновременном преодолении различных вращательных нагрузок, сопротивляющихся этому вращательному выходу (крутящий момент).Скорость и крутящий момент напрямую связаны и являются двумя основными факторами производительности при правильном выборе двигателя для конкретного применения или использования. Чтобы узнать, как выбрать правильный двигатель для вашего применения, первым делом необходимо понять взаимосвязь между скоростью, крутящим моментом и выходной мощностью двигателя.

Скорость в зависимости от крутящего момента

Выходная мощность двигателя устанавливает границы характеристик скорости и крутящего момента двигателя на основе уравнения:
Мощность (P) = Скорость (n) x Крутящий момент (M)

    • Мощность: Механическая выходная мощность двигателя определяется как выходная скорость, умноженная на выходной крутящий момент, и обычно измеряется в ваттах (Вт) или лошадиных силах (л.с.).
    • Скорость: Скорость двигателя определяется как скорость, с которой двигатель вращается. Скорость электродвигателя измеряется в оборотах в минуту или об / мин.
    • Крутящий момент: Выходной крутящий момент двигателя — это величина силы вращения, которую развивает двигатель. Крутящий момент небольшого электродвигателя обычно измеряется в дюймах-фунтах (дюймах-фунтах), ньютон-метрах (Н-м) или в других напрямую преобразованных единицах измерения.

Поскольку номинальная выходная мощность двигателя является фиксированным значением, скорость и крутящий момент обратно пропорциональны.По мере увеличения выходной скорости доступный выходной крутящий момент пропорционально уменьшается. По мере увеличения выходного крутящего момента выходная скорость пропорционально уменьшается. Это соотношение мощности, скорости и крутящего момента обычно иллюстрируется кривой производительности двигателя, которая часто включает потребляемый двигателем ток (в амперах) и КПД двигателя (в%).

Скорость и крутящий момент при выборе электродвигателя

Ключом к выбору правильного двигателя для конкретной функции является сначала понимание требований приложения.Поскольку большинство приложений с двигателями являются динамическими, а это означает, что требования к крутящему моменту и скорости меняются в рамках приложения, очень важно определить различные рабочие точки в приложении. Знание или расчет требований к скорости и крутящему моменту в каждой рабочей точке приложения определит общие требования к скорости и крутящему моменту для соответствующего двигателя. Выбор двигателя можно проверить, нанеся различные рабочие точки приложения на характеристическую кривую выбранного двигателя, чтобы убедиться, что каждая скорость зависит отмомент крутящего момента попадает в соответствующую зону кривой (непрерывные или прерывистые зоны).

Во многих случаях прикладные требования вынуждают выбирать стандартный двигатель значительно большего размера, чтобы обеспечить охват всех рабочих точек. Применение двигателей, размер которых слишком велик для конкретного применения, приводит к ненужным затратам, а также к более крупной и тяжелой конструкции всего продукта. К счастью, поставщики двигателей на заказ могут разработать двигатели с оптимизированными характеристиками, которые точно соответствуют требованиям приложения.Это достигается путем изменения электромагнитных характеристик двигателя путем изменения либо размера провода, либо количества витков провода в обмотке, либо того и другого. Чем больше витков провода меньшего диаметра, тем выше крутящий момент и меньше скорость, тогда как меньшее количество витков провода большего диаметра обеспечивает более высокую скорость, но меньший крутящий момент. В некоторых приложениях добавление зубчатой ​​передачи к выходной мощности двигателя обеспечивает идеальное соотношение скорости и крутящего момента, при этом стоимость и размер всего решения сводятся к минимуму.

cditorque.com


Что такое крутящий момент?

Согласно Вебстеру:

  • Эффект скручивания или сгибания, или момент, оказываемый силой, действующей на тело на расстоянии, равном силе, умноженной на перпендикулярное расстояние между линией действия силы. , и центр вращения, в котором он действует.
  • Сила, которая вызывает вращение.Измерение крутящего момента основано на основном законе рычага.


Базовая формула крутящего момента
L (длина) x F (сила) = T (крутящий момент)

Пример: Двухподъемный рычаг под прямым углом к ​​крепежному элементу с 200 фунтами на конце даст
400 футов / фунт крутящего момента.

Формула крутящего момента: L x F = T

Чего мы пытаемся достичь с помощью динамометрического ключа?

Ответ: правильное усилие зажима

  • Крутящий момент выражается в обычно используемых единицах измерения, например:
  • дюймов.фунты = дюйм фунт
  • дюйм фунт-дюйм. = дюйм-унция
  • фут-фунт = фут-фунты
  • Нм = Ньютон-метр
  • сНм = Санти-Ньютон-метр

Крутящий момент и сила зажима
Управление крутящим моментом, прилагаемым при затяжке резьбовых крепежных деталей, является наиболее часто используемым методом приложения усилия зажима.Существует множество факторов, которые могут повлиять на соотношение между крутящим моментом и усилием зажима резьбовых крепежных изделий. Вот некоторые из них: тип смазки, используемой для резьбы, материал, из которого изготовлены болт и гайка, тип используемых шайб, класс и отделка резьбы и различные другие факторы. Невозможно установить определенную взаимосвязь между крутящим моментом и усилием зажима, которая будет применима для всех условий.
Крутящий момент против силы зажима

Только небольшая часть крутящего момента, приложенного к крепежному элементу, способствует усилию зажима.Остающийся, до 90% от общего приложенного крутящего момента, используется для преодоления трения под головкой крепежа (или между гайкой и шайбой) и трения в резьбовом зацеплении.


МОМЕНТ

Трение головки:
45% — 55%

Трение резьбы:
35% — 45%

Усилие зажима:
10%

МОМЕНТ
1.Трение головки
2. Трение резьбы
3. Сила зажима

> вернуться к началу

Предохранительный динамометрический ключ

При использовании динамометрического ключа всегда следует соблюдать следующие меры предосторожности, чтобы избежать возможных травм:

  • Перед использованием динамометрического ключа полностью прочтите руководство по эксплуатации.
  • Защитные очки необходимо всегда носить при использовании любого ручного инструмента.
  • Всегда тяните, НЕ ТЫКАЙТЕ, чтобы приложить крутящий момент и отрегулировать стойку, чтобы предотвратить падение.
  • НИКОГДА не следует использовать «читер-штангу» на динамометрическом ключе для создания избыточного рычага.
  • Не используйте с головками или крепежными деталями, имеющими износ или трещины.
  • Храповой механизм может соскользнуть или сломаться при использовании грязных, несовместимых или изношенных деталей.
  • Убедитесь, что рычаг направления полностью включен.

  • Все механические динамометрические ключи откалиброваны от 20% до 100% полной шкалы, поэтому их нельзя использовать ниже или выше этих пределов.
  • Чтобы определить, какое усилие динамометрического ключа лучше всего подходит для конкретного применения, необходимо учитывать множество факторов.Тем не менее, как рекомендация, используйте динамометрический ключ в середине 50% общей мощности инструмента. Это приведет к увеличению срока службы инструмента, простоте использования для оператора и повышению точности динамометрических ключей типа «кликер».
  • Всегда крепко беритесь за ручку в центре ручки
  • Прибегайте к окончательному крутящему моменту медленно и равномерно
  • Немедленно прекратите тянуть за ключ при достижении заданного крутящего момента
  • Никогда не используйте динамометрический ключ для ослабления крепления
  • Следует чистить и хранить должным образом
  • Всегда следует сохранять с минимальным значением крутящего момента.
  • При падении гаечные ключи следует откалибровать заново.Никогда не следует использовать сверх его возможностей.
  • Динамометрические ключи следует «испытать» минимум три раза на 100% полной шкалы перед использованием.
  • Выбранный ключ должен быть откалиброван в тех же единицах крутящего момента, которые указаны
  • Использование «читер-бара» приведет к неточным показаниям и может повредить гаечный ключ.
  • Динамометрические ключи прослужат дольше, если проявить разумную осторожность.Всегда раскручивайте ручку до минимального значения после каждого использования. Не пытайтесь смазывать внутренний моментный механизм. Динамометрический ключ очистить протиранием, не погружать. Гаечный ключ следует отправлять в квалифицированную калибровочную лабораторию один раз в год или каждые 5000 циклов для повторной калибровки

> вернуться к началу

Преобразователь крутящего момента

Простой в использовании крутящий момент
Таблица преобразования

в
Преобразовать
из
К Умножить
на
дюйм.унция. дюйм-фунт 0,0625
дюйм-фунт дюймов унций 16
дюйм-фунт фут-фунт 0.08333
дюйм-фунт см кг 1,1519
дюйм-фунт мкг 0,011519
дюйм-фунт Нм 0.113
дюйм-фунт дНм 1,13
фут-фунт дюйм-фунт 12
фут-фунт мкг 0.1382
фут-фунт Нм 1,356
дНм дюйм-фунт 0,885
дНм Нм 0.10
Нм дНм 10
Нм см кг 10,2
Нм мкг 0.102
Нм дюйм-фунт 8,85
Нм фут-фунт 0,7376
см кг дюйм.фунт 0,8681
см кг Нм 0,09807
мкг дюйм-фунт 86,81
мкг футов.фунт 7,236
мкг Нм 9,807

Использование адаптера

Формула:

Длина (L) =

Эффективная длина ключа указана ниже.

Круглые ключи =

Измеренное расстояние от центра квадратного квадрата до центрального кольца или выемки на ручке.

Ключ для микрометра =

Измеренная длина от центра квадратного сечения до центра ручки с гаечным ключом, установленным на желаемое значение крутящего момента.

Требуемый крутящий момент (TA) =

Значение крутящего момента, предназначенное для крепежа с адаптером или без него.

Добавленная длина адаптера (A) =

Измеренная длина от центра адаптера до центра квадратного сечения под ключ.

Новая настройка (TW) =

Регулировка крутящего момента гаечного ключа с учетом дополнительной длины адаптера. Это значение будет ниже желаемого крутящего момента.

Пример:

250 футов.фунт. Набивной ключ с использованием удлиненного 2-дюймового адаптера

L = Эффективная длина: 18,75 дюйма
Требуемый крутящий момент = 250 фут-фунт
Длина адаптера = 2 дюйма

Результат:

18,75 дюйма x 250 фут-фунт
18,75 дюйма + 2 дюйма

= Затяните ключ до 226 фунт-футов

> вернуться к началу

Указанное значение vs.Полное значение

Вопросы, которые следует учитывать при выборе электронного тестера крутящего момента:
1 Точность: Обычно есть два способа указать точность:

A.% отклонения полной шкалы или FSD
B.% от отображаемого значения или показания

Следующий пример покажет разницу между двумя методами:

Случай 1 — Предположим, у вас есть тестер на 100 фут-фунтов (максимум), и заявленная точность составляет +/- 0,5% от полной шкалы.

При 100 фут-фунтах +/- 0,5% погрешность полной шкалы = 0,5 фут, фунт. Это представляет собой ошибку системы в «лучшем случае». Однако, когда используется меньший диапазон, этот 0,5 фут-фунт становится более значительным. То есть на том же 100 фут-фунто-тестере;

при 50 фут-фунт-погрешность = Погрешность 1%
на 10 фут-фунт-погрешность 0,5 фут-фунта = Погрешность 5%
на 1 фут-фунт — Погрешность 0,5 фут-фунта = Погрешность 50%

Следовательно, то, что выглядит хорошей точностью при полномасштабном измерении, на самом деле приводит к существенной ошибке на нижнем диапазоне тестера.

Случай 2 — Предположим, у вас есть тестер на 100 фут-фунтов (максимум), и заявленная точность составляет +/- 0,5% от указанного значения .

на высоте 100 футов.фунт — ошибка 0,5% 0,5 фут фунта
на 50 фут фунт — ошибка 0,5% 0,25 фут фунт
на 10 фут фунт — ошибка 0,5% 0,05 фут фунт

Как видно из приведенных выше примеров, ошибка, связанная с полномасштабным значением, значительно увеличивается по мере того, как вы опускаетесь в диапазон, в то время как ошибка, связанная с указанным значением, остается постоянной во всем полезном диапазоне тестера.

2 Диапазон: Обычно, когда производители объявляют% погрешности полной шкалы, их полезные диапазоны будут объявлены от нуля до полной шкалы.То есть точность +/- 0,5% (полная шкала) от 0 до 100 фут-фунт. Это интересно, потому что при 0 фунт-фут система дает точность только в пределах +/- 0,5 фут-фунт. ошибка уходит в бесконечность в нуле.
Кроме того, преобразователи, которые используются для преобразования механического крутящего момента в электрический сигнал, могут стать несовместимыми при отклонении ниже 10% от полной шкалы.

Именно по указанной выше причине системы, которые имеют точность по отношению к указанному значению, должны указывать полезный диапазон от 10% до 100% диапазона тестера.

Следовательно, если тестер имеет максимальный диапазон 100 фут-фунтов, его не следует использовать при нагрузке менее 10 фут-фунтов. если требуется желаемая точность.

CDI считает, что для того, чтобы быть полностью честным перед заказчиком, точность всегда следует указывать в процентах от указанного значения, а полезный диапазон должен соответствовать указанной точности. Это избавит пользователя от необходимости вычислять реальную ошибку
в любом заданном диапазоне.

3 Схема: Существует два основных способа измерения выходного сигнала датчика крутящего момента.

  1. Аналог (чистый аналог, не основанный на микропроцессоре)
  2. Цифровой (на базе микропроцессора плюс аналоговый вход)

Без подробного объяснения этих двух систем следующие преимущества наличия цифровых схем хорошо известны всей электронной промышленности.

  1. Цифровые системы экономичны, гибки и компактны.
  2. Цифровые системы повышают надежность перед лицом недостатков оборудования.
  3. Цифровые системы позволяют принимать логические решения, выполнять цифровые вычисления (неограниченное преобразование единиц измерения) и сохранять результаты в памяти.

В основном, полностью цифровые системы управляются компьютером. Важно, что термины «цифровой дисплей» или «цифровая память» не обязательно означают, что система имеет полностью цифровую схему.


> вернуться к началу

Моменты затяжки болтов

Таблицы моментов затяжки болтов
В этих таблицах показаны рекомендуемые максимальные значения крутящего момента для резьбовых изделий и они предназначены только для справки. По возможности всегда обращайтесь к рекомендованным производителем значениям крутящего момента.CDI Torque Products не несет ответственности за какое-либо приложение крутящего момента или его последствия в результате использования этой таблицы. Используйте на свой риск!

Размер болта

18-8
Нержавеющая сталь
Сталь

Латунь

Алюминий
2024-T4

316
Нержавеющая сталь
Сталь

Нейлон

ДЮЙМОВ ФУНТОВ

2-56

2.5

2,0 ​​

1,4

2,6

0,44

4-40

5,2

4.3

2,9

5,5

1,19

4-48

6,6

5,4

3.6

6,9

6-32

9,6

7,9

5,3

10.1

2,14

6-40

12,1

9,9

6,6

12,7

8-32

19.8

16,2

10,8

20,7

4,30

8 — 36

22,0

18.0

12,0

23,0

10-24

22,8

18,6

13.8

23,8

6,61

10-32

31,7

25,9

19,2

33.1

8,20

1/4 дюйма — 20

75,2

61,5

45,6

78,8

16.00

1/4 дюйма — 28

94,0

77,0

57,0

99,0

20.80

5/16 дюйма — 18

132.0

107,0

80,0

138,0

34,90

5/16 дюйма — 24

142,0

116.0

86,0

147,0

3/8 дюйма — 16

236,0

192,0

143.0

247,0

3-8 дюймов — 24

259,0

212,0

157,0

271.0

7/16 дюйма — 14

376,0

317,0

228,0

393,0

7/16 дюйма — 20

400.0

357,0

242,0

418,0

1/2 «- 13

517,0

422.0

313,0

542,0

1/2 «- 20

541,0

443,0

328.0

565,0

9/16 дюйма — 12

682,0

558,0

413,0

713.0

9/16 дюйма — 18

752,0

615,0

456,0

787,0

5/8 дюйма — 11

1110.0

907,0

715,0

1160,0

5/8 дюйма — 18

1244,0

1016.0

798,0

1301,0

3/4 дюйма — 10

1530,0

1249,0

980.0

1582,0

3/4 дюйма — 16

1490,0

1220,0

958,0

1558.0

7/8 «- 9

2328,0

1905,0

1495,0

2430,0

7/8 дюйма — 14

2318.0

1895,0

1490,0

2420,0

1 «- 8

3440,0

2815.0

2205,0

3595.0

1 дюйм — 14

3110,0

2545,0

1995.0

3250,0


Болт
Размер
Дюймы

Крупный
Резьба /
дюйм

SAE 0-1-2
74,000 psi
Низкоуглеродистый
Сталь

SAE Grade 3
100,000 psi
Med Carbon
Сталь

SAE Grade 5
120,000 psi
Med.Углерод
Heat T. Сталь

SAE Grade 6
133,000 psi
Med. Углерод
Темп. Сталь

SAE Grade 7
133,000 psi
Med. Углерод
Легированная сталь

SAE Grade 8
150,000 psi
Med Carbon
Легированная сталь

НОЖНЫЕ ФУНТЫ

1/4

20

6

9

10

12.5

13

14

5/16

18

12

17

19

24

25

29

3/8

16

20

30

33

43

44

47

7/16

14

32

47

54

69

71

78

1/2

13

47

69

78

106

110

119

9/16

12

69

103

114

150

154

169

5/8

11

96

145

154

209

215

230

3/4

10

155

234

257

350

360

380

7/8

9

206

372

382

550

570

600

1

8

310

551

587

825

840

700

1-1 / 8

7

480

872

794

1304

1325

1430

1-1 / 4

7

375

1211

1105

1815

1825

1975

1-3 / 8

6

900

1624

1500

2434

2500

2650

1-1 / 2

6

1100

1943

1775

2913

3000

3200

1-5 / 8

5.5

1470

2660

2425

3985

4000

4400

1-3 / 4

5

1900

3463

3150

5189

5300

5650

1-7 / 8

5

2360

4695

4200

6980

7000

7600

2

4.5

2750

5427

4550

7491

7500

8200

Что такое крутящий момент? — Советы по линейному перемещению

В этой статье мы отвечаем на общий вопрос «что такое крутящий момент?» Хотя крутящий момент относится к вращательному движению, это фундаментальное понятие в приложениях линейного движения.Роторные двигатели создают крутящий момент, и когда этот крутящий момент передается в приводную систему, такую ​​как винт, ремень и шкив, рейка и шестерня или цепь и звездочка, он преобразуется в линейное движение.

Что такое крутящий момент?

Крутящий момент — это вращательный эквивалент силы. В частности, это сила , действующая на расстоянии от оси вращения объекта . Точно так же, как сила, приложенная к объекту, заставит его двигаться линейно, крутящий момент, приложенный к объекту, заставит его вращаться вокруг точки поворота.Точка поворота известна как ось вращения, а перпендикулярное расстояние силы от оси вращения известно как плечо момента. Вот почему крутящий момент также называют моментом силы.

В простейшем случае приложенная сила перпендикулярна оси вращения. В этом случае крутящий момент — это просто произведение силы на расстояние от оси вращения:

Изображение предоставлено: Physicstutorials.org

Но во многих приложениях сила не возникает перпендикулярно оси вращения.В этом случае необходимо принять во внимание угол действия силы, чтобы найти длину плеча момента:

Изображение предоставлено: Physicstutorials.org

Крутящий момент обычно обозначается с заглавной буквы «Т», но правильным символом является греческая буква тау, «τ». Когда крутящий момент называют моментом силы, используется символ «M».


Крутящий момент является векторной величиной, то есть имеет как величину, так и направление. Направление крутящего момента можно найти с помощью правила правой руки.Согните пальцы правой руки от направления d (или r для радиуса) к направлению F. Когда это будет сделано, большой палец будет указывать в направлении крутящего момента.

Изображение предоставлено: Р. Нейв, Государственный университет Джорджии,

При определении размеров приложения линейного перемещения важно понимать требования к крутящему моменту и ограничения всех компонентов системы. Требуемый крутящий момент — один из ключевых параметров при выборе двигателя. В большинстве случаев необходимо учитывать как пиковый крутящий момент (который обычно возникает во время ускорения или удержания нагрузки), так и непрерывный или среднеквадратичный крутящий момент.Кроме того, валы и другие компоненты, которые передают крутящий момент по трансмиссии, такие как валы редукторов, муфты и винтовые валы, также должны выдерживать пиковый крутящий момент приложения.


Термины «крутящий момент» и «момент» часто используются как синонимы. Хотя они похожи, крутящий момент вызывает вращение вокруг оси, а момент — это сила, приложенная на расстоянии, при котором , а не , производит вращение. Например, у винта есть ось вращения, поэтому сила, приложенная на расстоянии от этой оси, заставит винт вращаться.Профилированная направляющая рельса, напротив, неподвижна и не вращается. Сила, приложенная перпендикулярно к направляющей, создает момент, но не вызывает вращения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *