Στις τεχνικές προδιαγραφές κινητήρων και σχεδίων εξοπλισμένων με κινητήρες, ο μυστηριώδης δείκτης Nm εμφανίζεται συνεχώς ως μονάδα ροπής. Αν όλα είναι ξεκάθαρα με την ιπποδύναμη ακόμα και σε διαισθητικό επίπεδο, το άλογο είναι άλογο, τότε μπορεί να προκύψουν κάποιες δυσκολίες εδώ.
Αρχιμήδειος μοχλός
Ο γνωστός επιστήμονας Αρχιμήδης είπε κάποτε την περίφημη φράση: «Δώσε μου έναν μοχλό και θα κινήσω τη Γη». Μπορούμε να πούμε ότι ήταν αυτή η φράση που χρησίμευσε ως η αρχή της γέννησης του δείκτη μονάδας ροπής. Όπως γνωρίζετε, ο πλανήτης Γη είναι κάπως βαρύς, ώστε ένα άτομο, ακόμη και ένα τόσο σεβαστό και διάσημο όπως ο Αρχιμήδης, μπορεί να τον αναποδογυρίσει. Το κλειδί είναι η χρήση μόχλευσης, η οποία σας επιτρέπει να αυξήσετε τη δύναμη της πρόσκρουσης στο αντικείμενο κατά τάξεις μεγέθους. Μοχλός είναι σχεδόν κάθε αντικείμενο που μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα γύρω από ένα υπομόχλιο. Εάν το υπομόχλιο βρίσκεται ακριβώς στη μέση του μοχλού, όταν εφαρμόζεται η ίδια δύναμη από κάθε άκρο του μοχλού, ολόκληρη η δομή θα σταθείστη θέση. Η κατάσταση θα αλλάξει μόνο όταν το υπομόχλιο μετατοπιστεί σε μία από τις πλευρές. Αυτό φαίνεται καλύτερα στην παρακάτω εικόνα.
Στριφογυρίζει
Όπως μπορείτε να δείτε, ο μοχλός περιστρέφεται γύρω από το υπομόχλιο, κάνοντας μια ατελή περιστροφή. Ο λόγος της δύναμης που εφαρμόζεται στο μακρύ βραχίονα του μοχλού και της δύναμης που λαμβάνεται στον βραχίονα αποτελεί τη βάση των μονάδων ροπής. Η αναλογία είναι πολύ απλή: οι προσπάθειες πολλαπλασιαζόμενες με το μήκος του αντίστοιχου μοχλοβραχίονα πρέπει να είναι ίσες. Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας λειτουργεί πάντα. Αυτή η αρχή λειτουργίας μπορεί να επεκταθεί σε ένα ζεύγος γραναζιών διαφορετικών διαμέτρων, και γενικά σε τυχόν συσσωματώματα μηχανισμών διαφορετικών διαμέτρων που αλληλεπιδρούν μέσω περιστροφής, οι οποίοι, στην πραγματικότητα, είναι οι βραχίονες των υπό όρους μοχλούς.
Ροπή
Τώρα μπορείτε να πάρετε τον περιστρεφόμενο άξονα του κινητήρα. Η ακτίνα του άξονα του κινητήρα είναι ένας υπό όρους μοχλός και όταν περιστρέφεται, προκύπτει μια δύναμη που κατευθύνεται κάθετα στον άξονα περιστροφής. Αυτό φαίνεται σχηματικά στο παρακάτω σχήμα.
Εδώ R είναι η ακτίνα του άξονα και F είναι το διάνυσμα της δύναμης που δημιουργείται κατά την περιστροφή του άξονα. Όπως συμβαίνει με έναν συμβατικό μοχλό, το προϊόν τους (RF) θα είναι η στιγμή της δύναμης ή της ροπής. Δεδομένου ότι, σύμφωνα με το διεθνές σύστημα μονάδων, η δύναμη μετριέται σε νιούτον και η απόσταση μετριέται σε μέτρα, η μονάδα ροπής είναι το νιουτονόμετρο ή συντομεύεται ως nm.
Ωστόσο, υπάρχουν και άλλοι χαρακτηρισμοί. Μερικές φορές για μέτρησηΟι δυνάμεις χρησιμοποιούνται όχι από newton, αλλά από κιλά (kgf), τότε αυτή η τιμή μπορεί να μετατραπεί σε "κλασικές" χρησιμοποιώντας έναν συντελεστή. 1 kgf ανά μέτρο ισούται με 9,81 nm. Σε χώρες που δεν χρησιμοποιούν το μετρικό σύστημα, η λίβρα-πόδια χρησιμοποιείται ως μονάδα μέτρησης για τη ροπή του κινητήρα. Ακούγεται περίεργο, αλλά ακόμα. 1 λίβρα πόδια ισούται με 1,36 nm. Υπάρχει μια σχέση μεταξύ της ισχύος, της ταχύτητας και της παραγόμενης ροπής. Είναι πολύ απλή. Η ισχύς είναι ίση με το γινόμενο της συχνότητας των περιστροφών και της ροπής, διαιρούμενο με έναν παράγοντα. Ο συντελεστής εξαρτάται από τις μονάδες ροπής και άλλες καθορισμένες τιμές.
Αν μιλάμε για ιπποδύναμη, kgf ανά μέτρο και στροφές ανά λεπτό, αυτός ο συντελεστής είναι 716,2, για nm και κιλοβάτ - 9549. Οι αντίστοιχοι αριθμομηχανές είναι διαθέσιμοι στο δημόσιο τομέα. Οι προδιαγραφές συνήθως υποδεικνύουν τη ροπή που μετράται απευθείας στον άξονα του κινητήρα.
