W specyfikacjach technicznych silników i konstrukcji wyposażonych w silniki tajemniczy wskaźnik Nm stale pojawia się jako jednostka momentu obrotowego. Jeśli wszystko jest jasne z mocą koni nawet na poziomie intuicyjnym, koń jest koniem, to tutaj mogą pojawić się pewne trudności.
Archimedesa dźwignia
Słynny naukowiec Archimedes powiedział kiedyś słynne zdanie: „Daj mi dźwignię, a poruszę Ziemią”. Można powiedzieć, że to właśnie ta fraza była początkiem narodzin wskaźnika jednostki momentu obrotowego. Jak wiecie, planeta Ziemia jest nieco ciężka, aby osoba, nawet tak szanowana i sławna jak Archimedes, mogła ją przewrócić. Kluczem jest zastosowanie dźwigni, która pozwala zwiększyć siłę uderzenia w obiekt o rzędy wielkości. Dźwignia to praktycznie każdy przedmiot, który może się swobodnie obracać wokół punktu podparcia. Jeśli punkt podparcia znajduje się dokładnie pośrodku dźwigni, przy przykładaniu tej samej siły z każdego końca dźwigni, cała konstrukcja będzie staćw miejscu. Sytuacja zmieni się dopiero wtedy, gdy punkt podparcia przesunie się na jedną ze stron. Najlepiej widać to na poniższym obrazku.
To się kręci
Jak widać, dźwignia obraca się wokół punktu podparcia, wykonując niepełny obrót. Podstawą jednostek momentu obrotowego jest stosunek siły przyłożonej do długiego ramienia dźwigni do siły otrzymanej na krótkim ramieniu. Stosunek jest bardzo prosty: siły pomnożone przez długość odpowiedniego ramienia dźwigni muszą być równe. Zawsze działa prawo zachowania energii. Ta zasada działania może być rozszerzona na parę kół zębatych o różnych średnicach i ogólnie na dowolne zespoły mechanizmów o różnych średnicach współdziałających za pomocą obrotu, które w rzeczywistości są ramionami dźwigni warunkowych.
Moment obrotowy
Teraz możesz wziąć obracający się wał silnika. Promień wału silnika jest warunkową dźwignią, a gdy się obraca, powstaje siła skierowana prostopadle do osi obrotu. Pokazano to schematycznie na poniższym rysunku.
Tutaj R jest promieniem wału, a F jest wektorem siły generowanej podczas obrotu wału. Podobnie jak w przypadku konwencjonalnej dźwigni, ich iloczynem (RF) będzie moment siły lub moment obrotowy. Ponieważ zgodnie z międzynarodowym układem jednostek siłę mierzy się w niutonach, a odległość w metrach, jednostką momentu obrotowego jest niutonometr lub w skrócie nm.
Są jednak inne oznaczenia. Czasami mierzyćsiły są używane nie przez niutony, ale przez kilogramy (kgf), wtedy tę wartość można przeliczyć na „klasyki” za pomocą współczynnika. 1 kgf na metr to 9,81 nm. W krajach, w których nie stosuje się systemu metrycznego, jako jednostkę miary momentu obrotowego silnika stosuje się funty-stopy. Brzmi dziwnie, ale jednak. 1 funt-stopa jest równa 1,36 nm. Istnieje związek między mocą, prędkością i generowanym momentem obrotowym. Jest bardzo prosta. Moc jest równa iloczynowi częstotliwości obrotów i momentu obrotowego podzielonego przez współczynnik. Współczynnik zależy od jednostek momentu obrotowego i innych określonych wartości.
Jeśli mówimy o mocy, kgf na metr i obrotach na minutę, ten współczynnik wynosi 716,2, dla nm i kilowatów - 9549. Odpowiednie kalkulatory są dostępne w domenie publicznej. Specyfikacje zwykle wskazują moment obrotowy mierzony bezpośrednio na wale silnika.
