Единицы измерения крутящего момента: Как измерить крутящий момент? | Dewesoft

Как измерить крутящий момент? | Dewesoft

Что такое крутящий момент?

Если вы не пропускали уроки физики в школе, то помните, что сила — это воздействие, приводящее тело в движение в течение времени. Например, простое линейное усилие может толкнуть (или притянуть) массу в состоянии покоя и изменить её скорость путём ускорения. Крутящий момент — сила, которая вызывает вращение тела по своей оси вращения. Так, крутящий момент — это крутящее усилие, которое называют вращающей силой. 

Наиболее очевидный пример крутящего момента — приводной вал автомобиля. Вызываемый двигателем крутящий момент вала приводит автомобиль в движение. Крутящий момент — это вектор: это означает, что он имеет направление. 

Крутящий момент — усилие, вращающее или поворачивающее приводной вал, винт или колесо.

Вращающее усилие

Также крутящий момент называют моментом или моментом силы. Как правило, крутящий момент обозначают символом \(\tau \) (греческой буквой «т»). Единица измерения крутящего момента по системе СИ — \(N⋅m (Н·м)\). 

В США для его выражения используют футо-фунты (\(ft/lbs\)). Для перевода \(N⋅m\) в \(ft/lbs\) достаточно разделить N⋅m на 1,356.

Старшина второй статьи Джеймс Р. Эванс (James R. Evans) осматривает приводной вал хвостового винта вертолёта ВМС США

Для чего измеряют крутящий момент?

Измерение механического крутящего момента торсионных валов — важнейший этап проектирования и сбора различных машин, а также устранения их неисправностей. Истинное значение механического крутящего момента вала, пропеллера или другого вращающегося компонента — единственный способ понять, отвечает ли он требованиям. 

В некоторых случаях крутящий момент необходимо отслеживать постоянно: например, чтобы предотвратить потенциально опасный чрезмерный крутящий момент, который может привести к выходу системы из строя. Также измерения крутящего момента играют важную роль при диагностическом техническом обслуживании.

Какие виды крутящего момента существуют?

Крутящий момент делится на два вида: вращающий и реактивный:

Вращающий момент

Тела, которые многократно (или постоянно) вращаются вокруг своей оси (например, валы, турбины, колёса), имеют вращающий момент.

Реактивный момент

Воздействующая на тело статичная сила называется реактивным крутящим моментом. Например, при попытке закрутить болт ключом на болт воздействует реактивная сила. Такая сила воздействует даже тогда, когда болт не крутится. В таких случаях крутящий момент измеряют не за полный оборот.

Как измеряется крутящий момент?

Крутящий момент можно измерить косвенно или напрямую. Если известны КПД двигателя и скорость вала, с помощью измерителя мощности можно вычислить крутящий момент. Такое измерение называют косвенным.

Более точным методом является прямое измерение крутящего момента с помощью датчиков крутящего момента или роторных моментомеров. Чем они отличаются?

Датчики реактивного (статичного) крутящего момента

Датчик Torquemaster

Датчик реактивного крутящего момента измеряет статический крутящий момент.

Пример датчика крутящего момента — динамометрический ключ. С помощью таких ключей можно точно измерить крутящий момент, прилагаемый к болту, гайке или другому креплению. В основании ключа можно задать нужный крутящий момент, после чего при затягивании крепления оператором до нужного момента раздастся щелчок. Как правило, такие ключи называют щелчковыми. На них можно задать несколько значений момента.

Цифровые динамометрические ключи оснащены иглой или цифровым дисплеем, на котором отображается прилагаемое усилие. Ряд электронных моделей (в частотности промышленных) имеют память, в которой хранится каждое измерение значение (для ведения документации или контроля качества).

Принцип работы щелчкового динамометрического ключа продемонстрирован в следующем видео:

В основе датчика реактивного крутящего момента лежит кварцевый пьезоэлектрический датчик или тензодатчик. Сегодня на рынке представлены различные виды и конфигурации динамометрических ключей и отвёрток.

Датчики крутящего момента

Датчик крутящего момента — это преобразователь, который преобразовывает вращающий момент в сигнал, который можно измерить, проанализировать, отобразить и сохранить. Преобразователи крутящего момента применяются для испытаний крутящего момента двигателя, испытаний ДВС, испытаний электродвигателей, валов, турбин, генераторов и т.д.

Измерить крутящий момент можно как напрямую, так и косвенно. 

Косвенное измерение крутящего момента — более экономичный и удобный метод измерения, точность которого уступает методу прямого измерения. Он подходит для случаев, когда известен КПД двигателя и имеется возможность измерить скорость вала и расход тока.

Прямое измерение — более точный способ. Для прямого измерения на вале закрепляют тензодатчик, который измеряет крутящее усилие на вале. 

Strain gages bonded to a drive shaft. The application of rotary force causes the shaft to twist.На вале закрепляют тензодатчик. Вращательное усилие заставляет вал вращаться.

При повороте вала двигателем вращательное усилие будет незначительным. Из-за жёсткости стали увидеть вращение нельзя, однако его можно считать с помощью закреплённых на вале тензодатчиков. Четыре датчика образуют мост Уитстона, выход которого балансируется и нормируется системой измерения крутящего момента.

Выход тензодатчика можно передать по проводу (если возможно) или дистанционно на систему измерения крутящего момента или систему сбора данных. 

Стандартная система измерения крутящего момента

Внутри датчика крутящего момента выходы закреплённых на вале тензодатчиков передаются на электронные компоненты по контактному кольцу (на тензодатчики должно подаваться питание). Также можно подключить бесщёточный или индуктивный датчик: он повышает скорость и меньше изнашивается, а значит требует меньшего технического обслуживания. Бесконтактным способом можно измерить угол и частоту вращения. 

Системы сбора данных Dewesoft — идеальные решения для измерения любых физических параметров, в том числе крутящего момента. В них встроены изолированные блоки преобразования сигналов, которые сокращают количество шумов и гарантируют высокую точность данных. Также они имеют входы счётчика, частоты вращения и энкодера, а значит подходят для одновременного измерения скорости, угла и положения вала. В системах сбора данных данные с аналоговых и цифровых счётчиков полностью синхронизированы между собой, и этот фактор играет важную роль при решении любых задач, особенно при испытании вибрации кручения и вращения. Подробнее об этом — в следующем разделе.

DewesoftX torsional and rotational vibration test outputИспытание вибрации кручения и вращения в ПО Dewesoft X

Стационарные системы измерения крутящего момента

В представленной выше системе датчик крутящего момента закреплён между двигателем и тормозом с помощью соединений с каждой стороны. Проходящий через вал датчик оснащен тензодатчиком, который измеряет крутящее усилие вала. После преобразования выход сигнала отправляется на систему сбора данных, цифровой дисплей или аварийную систему (при мониторинге, а не записи данных).

При необходимости датчики крутящего момента можно оснастить энкодером, который точно выводит скорость и угол вала. Такие выводы применяют для анализа вибрации кручения и вращения. Выводы скорости и угла крайне важны при использовании динамометров для вычисления выходной мощности (выраженной в \(HP\) или \(Kw\)) и КПД двигателя.  

Портативные системы измерения крутящего момента

Для временных измерений крутящего момента тензодатчики можно закрепить на приводном вале. Компактный интерфейс с питанием от аккумулятора питает датчики и дистанционно передаёт данные на ближайший блок преобразования, в котором с помощью системы сбора данных их можно записать, отобразить или проанализировать. 

Беспроводной датчик крутящего момента

Беспроводные датчики Parker-Lord совместимы с ПО Dewesoft X: их можно объединить с системами сбора данных и использовать на неограниченном количестве каналов.

Области применения порядкового анализа

Вибрации кручения могут стать причиной выхода торсионных валов из строя. Анализ вибрации вращения и кручения — важный способ устранения неисправностей валов, коленчатых валов и зубчатых передач в автомобилестроении, промышленности и в производстве электроэнергии.

Что такое вибрация кручения?

Вибрации кручения — угловые вибрации тела (как правило, вала по оси вращения). Данные механических вибраций вызваны изменениями крутящего момента с течением времени, наложенными на постоянную скорость торсионного вала. В автомобилестроении основной причиной вибраций кручения становятся колебания полезной мощности двигателя.

Вибрации кручения оценивают как изменение скорости вращения в цикле вращения. Изменения частоты вращения обусловлены нестабильным крутящим моментом или переменной нагрузкой.

Что такое вибрация вращения?

Вибрация вращения — динамическая составляющая скорости вращения. При точном измерении вибрации вращения вала в некоторых участках разгона можно увидеть сильное отклонение скорости вращения. Отклонение возникает в результате угловой вибрации, пересекающей собственную угловую частоту вала. Угловая вибрация вычисляется путём отсечения постоянной составляющей скорости или угла вращения;

Вибрация кручения зависит от ряда параметров: свойств материала и условий эксплуатации (температуры, нагрузки, частоты вращения и т.д.).

Как измерять вибрацию вращения и кручения

В этом коротком видео показаны способы измерения вибрации и вращения, а также описана базовая теория и практические преимущества таких измерений.

Видео об измерении вибрации кручения и вращения

Модуль вибрации кручения Dewesoft X автоматически вычисляет следующие параметры:

• угол поворота: фильтрованное значение угла вибрации;

• скорость вращения: фильтрованное значение скорости вибрации;

• угол кручения: динамический угол кручения, который представляет собой разность углов, полученных от датчика 1 и датчика 2;

• скорость кручения: разница угловых скоростей, полученных от датчика 1 и датчика 2;

• опорный угол по оси X: опорный угол, который всегда составляет от 0 до 360° и может быть использован в качестве опорного на графике XY;

• частота: об/мин.

Вычисления можно провести в ходе измерения, а также на этапе обработки (по необработанным данным).

Подробнее:

Анализ крутильных колебаний

Итог

Датчики крутящего момента применяются для решения сотен задач во всех отраслях. Датчики реактивного крутящего момента применяются в динамометрических ключах и других инструментах.

В автомобилестроении датчики крутящего момента устанавливают в стойки испытания двигателей, динамометры, испытательные стенды, а также стенды испытаний на долговечность. Но это лишь базовые применения, помимо которых датчики применяют для испытания промышленных установок кондиционирования воздуха, крупномасштабных кормушек для животных и птиц, робототехники, монтажного и медицинского оборудования, электрооборудования и т.д. 

Крутящий момент — важный параметр в множестве отраслей. К счастью, его можно измерить с помощью датчиков и преобразователей, и отобразить, записать и проанализировать с помощью систем сбора данных.

Единицы измерения крутящего момента. Конвертер величин.

Единицы измерения крутящего момента. Конвертер величин.

EN
ES
PT
RU
FR

Ой… Javascript не найден.

Увы, в вашем браузере отключен или не поддерживается JavaScript.

К сожалению, без JavaScript этот сайт работать не сможет.
Проверьте настройки браузера, может быть JavaScript выключен случайно?

Мгновенный перевод единиц крутящего момента (момента силы)

?Настройки конвертера:

x

Объяснение настроек конвертера

Кстати, пользоваться настройками не обязательно.
Вам вполне могут подойти настройки по умолчанию.

Количество значащих цифр

Для бытовых целей обычно не нужна высокая точность,
удобнее получить округлённый результат.
В таких случаях выберите 3 или 4 значащих цифры.
Максимальная точность — 9 значащих цифр.
Точность можно изменить в любой момент.

Разделитель групп разрядов

Выберите, в каком виде вам будет
удобно получить результат:

• Значащих цифр:
  1  23456789
• Разделитель разрядов:
  нет  пробел  запятая  точка  

» открыть »

» свернуть »

Метрические единицы

Единицы:

Ньютон-метр
(Nm)
 /
Ньютон-сантиметр
(Ncm)
 /
дина-метр
 /
дина-сантиметр
 /
тонна силы — метр
 /
тонна силы — сантиметр
 /
килограмм силы — метр
(kgf. m)
 /
килограмм силы — сантиметр
(kgf.cm)
 /
грамм силы — метр
 /
грамм силы — сантиметр

» открыть »

» свернуть »

Британские и американские единицы

Единицы:

длинная тонна силы-фут
 /
короткая тонна силы-фут
 /
фунт силы-фут
(lbsf.ft)
 /
фунт силы-дюйм
(lbsf.in)
 /
унция силы-дюйм
(ozf.in)

Не можете найти нужную единицу?

Попробуйте поискать:

Другие варианты:

Посмотрите алфавитный список всех единиц

Задайте вопрос на нашей странице в facebook

< Вернитесь к списку всех конвертеров

Надеемся, Вы смогли перевести все ваши величины,
и Вам у нас на Convert-me.Com понравилось. Приходите снова!

!
Значение единицы приблизительное.
Либо точного значения нет,
либо оно неизвестно.

?
Пожалуйста, введите число.

(?)
Простите, неизвестное вещество. Пожалуйста, выберите что-то из списка.

***

Нужно выбрать вещество.
От этого зависит результат.

Совет: Не можете найти нужную единицу? Попробуйте поиск по сайту. Поле для поиска в верхней части страницы.

Нашли ошибку? Хотите предложить дополнительные величины? Свяжитесь с нами в Facebook.

Действительно ли наш сайт существует с 1996 года? Да, это так. Первая версия онлайнового конвертера была сделана ещё в 1995, но тогда ещё не было языка JavaScript, поэтому все вычисления делались на сервере — это было медленно. А в 1996г была запущена первая версия сайта с мгновенными вычислениями.

Для экономии места блоки единиц могут отображаться в свёрнутом виде. Кликните по заголовку любого блока, чтобы свернуть или развернуть его.

Слишком много единиц на странице? Сложно ориентироваться? Можно свернуть блок единиц — просто кликните по его заголовку. Второй клик развернёт блок обратно.

Наша цель — сделать перевод величин как можно более простой задачей. Есть идеи, как сделать наш сайт ещё удобнее? Поделитесь!

Минуточку, загружаем коэффициенты…

Тоничи | Ваш партнер по крутящему моменту

Что такое крутящий момент и натяжение?

Т=крутящий момент

Крутящий момент или сила вращения

Напряжение — это акт или процесс растяжения чего-либо тугого

Крутящий момент используется для создания напряжения.

Основные расчеты крутящего момента

Крутящий момент (T) показан как произведение силы (F) и длины (L).

= 2F x L/2 (Если усилие удвоить, то при уменьшении вдвое длины крутящий момент будет таким же.)

= F/2 x 2L (Если усилие уменьшить вдвое, удвоение длины создаст такой же крутящий момент.)

Таким образом, более длинный рычаг потребует меньшего усилия руки для создания того же крутящего момента.

T1 = F1 x L1 = 10 фунтов x 2 фута = 20 фут·фунтов

T2 = F2 x L2 = 20 фунтов x 1 фут = 20 фут·фунтов

Т1 = Т2

Вес и масса

Масса не изменится нигде на Земле, даже в условиях невесомости, а вес — это величина, вызванная ускорением, которое ощущает тело, на которое действует ускорение. В невесомой зоне нет ощущения тяжести. Ускорение силы тяжести отличается в зависимости от вашего положения широты на земле. Вес объекта зависит от его массы и силы гравитационного притяжения.

Примеры единиц силы, массы и длины

• Единица силы: [Н] Ньютон Единица СИ (международный стандарт)
  • Один ньютон [Н] (эквивалент 0,1 [кгс] — это сила, возникающая при ускорении массы 1 кг со скоростью 1 м/с2
  • [кгс] килограмм-сила) предыдущие японские стандартные единицы до принятия международного стандарта СИ
• Единица массы: [кг] килограмм
• Единица длины: [м] метр

Единицы крутящего момента: СИ, метрические и американские

Поскольку крутящий момент является произведением длины и силы. Единицы, используемые для описания крутящего момента, относятся как к силе, так и к длине. Существует три общепринятых единицы крутящего момента: СИ (международный стандарт), основанный на ньютон-метрах, метрический, основанный на килограммах силы и сантиметрах, и американский/английский, основанный на дюйм-фунтах.

• Единица СИ [Н·м] Ньютон-метр
  • 1000 [нНм]=100 [сНм]=1 [Нм]=0,001 [кНм]
• Метрическая единица: [кгс.см]

  Килограмм сила сантиметр

  • 1000 [гс.см]=1[кгс. см]=0,01[кгс.м]
• Имперская/Американская/Английская Единица: [lbf.in] дюйм-фунт
  • 16 [унций-дюйм] = 1 [фунт-сила-дюйм] = 0,0833 [фунт-сила-фут]

Почему мы затягиваем болты и винты?

Затяжка креплений делается для того, чтобы объекты не двигались — чтобы зафиксировать их. Ниже приведены основные цели затяжки крепежа:

1. Для фиксации и соединения предметов
2. Для передачи движущей и тормозной силы
3. Для герметизации сливных болтов, газов и жидкостей

Крепежное усилие называется осевым натяжением или усилием затяжки, и цель затяжки винтов состоит в том, чтобы приложить соответствующую величину осевого натяжения.

Хотя на самом деле необходимо контролировать и измерять осевое натяжение, сделать это очень сложно, поэтому крутящий момент используется в качестве замещающей характеристики для администрирования и контроля операций затяжки.

Конверсионный штамм

Нм (ньютонметр)сНм (сантиньютонметр)kpm (килопондметр)kgf·m (килограмм-сило-метр)kgf·cm (килограмм-сила-сантиметр)gf·cm (грамм-сила-сантиметр)dyn·cm (дин-сантиметр)lbf in (фунт-сила-дюйм)lbf·ft (фунт-сила-фут) ozf in (унция силы-дюйм)ozf ft (унция силы-фут)pdl in (фунт-дюйм)pdl ft (фунт-фут)

Нм (Ньютонметр) сНм (сантиньютонметр) кпм (килопондметр) кгс м (килограмм силы метр) кгс см (килограмм силы сантиметр) гс см (грамм силы сантиметр) дин см (дин сантиметр) фунт-сила дюйм (фунт-сила дюйм) фунт-сила-фут (фунт-сила-фут) )ozf in (унция силы дюйм)ozf ft (унция силы фут)pdl in (фунт-дюйм)pdl ft (фунт-фут)

Преобразование крутящего момента

Единица измерения момента (крутящего момента) получена из основных единиц «сила» и «путь».

Если сила действует на твердое тело с неподвижной осью вращения, то это тело не смещается, а приводится во вращательное движение.
В данном случае важна не только величина силы, но и расстояние от точки приложения силы до оси вращения: чем больше расстояние, тем больше эффект вращения (ускорение вращения).
Момент определяется произведением усилия на плечо рычага.

Влияние вращательного движения возникает и тогда, когда на твердое тело действует пара сил вместо одной силы.

Чисто вращательное движение без смещения происходит, когда обе силы противоположны и равны по величине.

Эта пара сил всегда присутствует в один момент (момент): для вращающегося тела, на которое действует сила, сила реакции подшипника образует противодействующую силу, точно такую ​​же по величине, но действующую на определенном расстоянии от рычага.
Поэтому можно было бы сказать: момент есть пара сил.

В технике различают:

• крутящий момент привода (в машине, отдающей мощность),
• выходной крутящий момент (в машине, которая получает мощность).