Griezes momenta mērvienību pārveidotājs: N·m/lbf·ft/kgf·m

Griezes momenta mērvienību pārveidotājs

Griezes moments ir vērpes spēks. Griezes momenta mērvienību pārveidotājs pārveido griezes momenta vērtību no vienas mērvienības citā, piemēram, ņūtonmetrus pārvēršot mārciņspēka pēdās. Šī lapa pārvērš vērtības starp ņūtonmetriem, mārciņspēka pēdām un kilogramspēka metriem un vienlaikus parāda visas trīs vērtības.

Griezes moments ir spēks, kas reizināts ar attālumu no griešanās punkta līdz vietai, kur spēks darbojas. Tas pats spiediens uz garu uzgriežņu atslēgu rada lielāku griezes momentu nekā uz īsu atslēgu.

Ko dara pārveidotājs

Lietotājs ievada vienu skaitli un izvēlas mērvienību, kurā šis skaitlis ir pierakstīts. Lapa parāda to pašu griezes momentu visās trīs mērvienībās.

• Rezultāti tiek parādīti ar astoņiem nozīmīgajiem cipariem. Noapaļots tiek tikai attēlojums. Pārveidošana tiek veikta ar ievadīto skaitli.
• Rezultāts, kura lielums ir mazāks par 0,0001 vai ir vismaz miljards, tiek parādīts zinātniskajā pierakstā. Nulle tiek parādīta kā parasts 0.
• Ir pieļaujamas negatīvas vērtības. Griezes momentam ir rotācijas virziens, tāpēc vērtība zem nulles apraksta vērpi pretējā virzienā.
• Tukšs lauks parāda uzaicinājumu, nevis skaitli. Saite ar mērvienību, ko lapa nepiedāvā, parāda ziņojumu, nevis pārveidojumu.

Trīs mērvienības

Ņūtonmetrs ir SI mērvienība: viens ņūtons spēka, kas darbojas viena metra attālumā no griešanās punkta. Abas pārējās mērvienības ir noteikts ņūtonmetru skaits. Neviens no šiem skaitļiem nav mērījums, tāpēc laika gaitā tie nemainās.

Griezes moments, kas uz uzgriežņu atslēgas vai apkopes rokasgrāmatā pierakstīts kā “lb-ft” vai “ft-lb”, ir mārciņspēka pēda. Abi pieraksta veidi apzīmē vienu mērvienību; atšķiras tikai vārdu secība.

Griezes momenta pārvēršanas formula

Katra šeit izmantotā mērvienība ir noteikts ņūtonmetra reizinājums, tāpēc pārvēršana sastāv no vienas reizināšanas un vienas dalīšanas. Vērtība vispirms tiek pārvērsta ņūtonmetros un pēc tam no tiem — vajadzīgajā mērvienībā:

$\tau_2 = \frac{\tau_1 \times k_1}{k_2}$

kur $\tau_1$ ir ievadītais griezes moments, $k_1$ ir ņūtonmetru skaits vienā izvēlētās mērvienības vienībā, $k_2$ ir ņūtonmetru skaits vienā vajadzīgās mērvienības vienībā, bet $\tau_2$ ir rezultāts.

Pa ceļam nekas netiek pieskaitīts vai atņemts, jo visas trīs skalas pie viena un tā paša griezes momenta rāda nulli. Mainās tikai iedaļas lielums. Temperatūra ir gadījums, kad tas tā nav: Celsija un Fārenheita skalas sāk skaitīšanu no atšķirīgiem punktiem, tāpēc pārveidotājs, kas tikai reizinātu, attēlotu 0 °C kā 0 °F, nevis kā 32 °F.

Divu mērvienību, kas nav SI mērvienības, izcelsme

Abas balstās uz standarta gravitāciju, ko 3. Vispārējā svaru un mēru konference noteica tieši 9,80665 m/s² 1901. Tā ir saskaņota vērtība, nevis vietējs mērījums, un tā ļauj masas mērvienību izmantot spēka mērvienības vietā.

Mārciņspēks ir 1959 starptautiskā mārciņa, kas ir tieši 0,45359237 kg, ko iedarbojas šī gravitācija; rezultāts ir 4,4482216152605 N. Mārciņspēka pēda ir šis spēks, kas darbojas viena pēdas attālumā no griešanās punkta, un tā pati 1959 vienošanās nosaka pēdu kā tieši 0,3048 m.

$1\ \mathrm{lbf}\cdot\mathrm{ft} = 4.4482216152605\ \mathrm{N} \times 0.3048\ \mathrm{m} = 1.3558179483314004\ \mathrm{N}\cdot\mathrm{m}$

Kilogramspēks ir viens kilograms, ko pievelk tā pati gravitācija, tāpēc kilogramspēka metrs ir standarta gravitācija, kas izteikta kā griezes moments:

$1\ \mathrm{kgf}\cdot\mathrm{m} = 1\ \mathrm{kg} \times 9.80665\ \mathrm{m/s^2} \times 1\ \mathrm{m} = 9.80665\ \mathrm{N}\cdot\mathrm{m}$

Salīdzinot šīs divas mērvienības, gravitācija izzūd, jo katrā no tām tā ir ietverta vienu reizi. Paliek mārciņa, kas reizināta ar pēdu:

$\frac{1\ \mathrm{lbf}\cdot\mathrm{ft}}{1\ \mathrm{kgf}\cdot\mathrm{m}} = 0.45359237 \times 0.3048 = 0.138254954376$

NIST speciālajā publikācijā 811, B pielikumā, mārciņspēka pēda noapaļota līdz 1,355818 N·m.

Piemērs: līdz 100 N·m pievilkts riteņa uzgrieznis

Dalot ar ņūtonmetru skaitu vienā mārciņspēka pēdā, iegūst vērtību, ko izmanto Amerikas Savienotajās Valstīs un Apvienotajā Karalistē:

$\tau = \frac{100}{1.3558179483314004} \approx 73.756215\ \mathrm{lbf}\cdot\mathrm{ft}$

Dalot to pašu 100 ar 9,80665, iegūst kilogramspēka metru vērtību, kas joprojām sastopama vecākās apkopes rokasgrāmatās un dažās dinamometriskajās atslēgās:

$\tau = \frac{100}{9.80665} \approx 10.197162\ \mathrm{kgf}\cdot\mathrm{m}$

Šai ievadei lapa blakus parāda 100 N·m, 73,756215 lbf·ft un 10,197162 kgf·m. Visas trīs vērtības apraksta vienu iestatījumu vienai atslēgai. Skaitļi atšķiras mērvienību, nevis pievilkšanas spēka atšķirību dēļ.

Biežāk izmantotie griezes momenta pārrēķini

Katrā rindā parādīts, ko viena mērvienība dod abās pārējās, izmantojot astoņus nozīmīgos ciparus.

Kuras vērtības ir precīzas un kuras noapaļotas

Visas trīs mērvienības balstās uz definīcijām, bet tikai dažas no šīm definīcijām var pilnībā pierakstīt decimāldaļās.

• 1 lbf·ft ir tieši 1,3558179483314003 N·m. Decimālpieraksts te beidzas, jo pēda un mārciņspēks paši ir precīzas decimāldaļas.
• 1 kgf·m ir tieši 9,80665 N·m, kas ir standarta gravitācijas vērtība.
• 1 lbf·ft ir tieši 0,138254954376 kgf·m. Gravitācija atceļas, un mārciņas un pēdas reizinājums atkal ir precīza decimāldaļa.
• 1 N·m ir 0,73756214927726540… lbf·ft; cipari nekad nebeidzas, tāpēc jebkurš decimālpieraksts ir saīsināts.
• 1 kgf·m ir 7,2330138512098940… lbf·ft; arī šis decimālpieraksts turpinās bezgalīgi.

Pārveidotājs katru koeficientu veido no definējošajām konstantēm, nevis saglabā saīsinātu decimāldaļu, tāpēc lasītājam redzamā noapaļošana rodas attēlošanas laikā, nevis skaitļos, kas ir pamatā. Astoņi nozīmīgie cipari ir pietiekami, lai skaidri parādītu definējošo vērtību, un pietiekami maz, lai paslēptu pēdējos datora aritmētikas ciparus, kuros ir noapaļošanas troksnis, nevis informācija.

Biežāk uzdotie jautājumi

Cik ņūtonmetru ir viena ft-lb? Viena mārciņspēka pēda ir tieši 1,3558179483314003 N·m, un lapa to parāda kā 1,3558179 N·m. Pretējā virzienā viens ņūtonmetrs ir 0,73756215 lbf·ft.

Vai ft-lb ir tas pats, kas lb-ft? Jā. Abi apzīmē viena mārciņspēka spēku, kas darbojas vienas pēdas attālumā no griešanās punkta. Rokasgrāmatās vienai un tai pašai mērvienībai izmanto abas vārdu secības.

Vai ņūtonmetrs ir tas pats, kas džouls? Abas mērvienības veido ņūtons un metrs, taču tās mēra atšķirīgas lietas. Džouls mēra enerģiju, bet griezes moments veic darbu tikai tad, kad vārpsta faktiski griežas. Nosaukumi ir apzināti nošķirti: enerģiju pieraksta džoulos, bet griezes momentu — ņūtonmetros.

Kādam nolūkam izmanto kilogramspēka metru? Tā ir vecāka metriskā griezes momenta mērvienība, kas joprojām sastopama apkopes rokasgrāmatās un dažās dinamometriskajās atslēgās. Viens kilogramspēka metrs ir 9,80665 N·m jeb 7,2330139 lbf·ft.

Vai negatīvu griezes momentu var pārvērst? Jā. Griezes moments ir ar zīmi, jo tam ir rotācijas virziens, tāpēc vērtība zem nulles apraksta vērpi pretējā virzienā. Lapa to pārvērš, nevis noraida.

Kāpēc lapa parāda tik daudz ciparu? Astoņi nozīmīgie cipari ļauj salasāmi parādīt definējošo vērtību, neuzrādot pēdējos aritmētikas ciparus, kuros ir noapaļošanas troksnis. Saglabātās konstantes nekad netiek saīsinātas, tāpēc īss attēlojums neietekmē nākamo pārvēršanu.