Omrekentabel voor koppelmoment: N·m, lbf·ft en kgf·m

Omrekentabel voor koppelmoment

Koppel is een verdraaiende kracht. Een omrekenaar voor koppelmoment zet een waarde voor koppelmoment om van de ene eenheid naar de andere, bijvoorbeeld van newtonmeter naar pondkracht-voet. Deze pagina rekent om tussen newtonmeter, pondkracht-voet en kilogramkracht-meter en toont alle drie de waarden tegelijk.

Een koppelmoment is een kracht vermenigvuldigd met de afstand van het draaipunt tot de plaats waar de kracht aangrijpt. Dezelfde duwkracht op een lange steeksleutel veroorzaakt meer koppelmoment dan op een korte.

Wat de omrekenaar doet

Een bezoeker voert één getal in en kiest de eenheid waarin dat getal is uitgedrukt. De pagina geeft hetzelfde koppelmoment in alle drie de eenheden.

• Resultaten worden weergegeven met acht significante cijfers. Alleen de weergave wordt afgerond. De omrekening wordt uitgevoerd met het ingevoerde getal.
• Een resultaat dat kleiner is dan 0,0001 of een miljard of groter is, wordt in wetenschappelijke notatie weergegeven. Nul wordt weergegeven als gewoon 0.
• Negatieve waarden zijn toegestaan. Koppelmoment heeft een draairichting, dus een waarde onder nul beschrijft een draaiing in de andere richting.
• Een leeg vak levert een melding op in plaats van een getal. Een link met een eenheid die de pagina niet aanbiedt, levert een melding op in plaats van een omrekening.

De drie eenheden

De newtonmeter is de SI-eenheid: één newton kracht die aangrijpt op één meter van het draaipunt. De andere twee eenheden zijn elk een vast aantal newtonmeter. Geen van die getallen is een meting, dus geen ervan verandert in de loop der tijd.

Een koppelmoment dat op een steeksleutel of in een onderhoudshandleiding als "lb-ft" of "ft-lb" staat, is de eenheid pondkracht-voet. De twee schrijfwijzen duiden één eenheid aan; alleen de woordvolgorde verschilt.

Formule voor het omrekenen van koppelmoment

Elke eenheid hier is een vast veelvoud van de newtonmeter, dus een omrekening bestaat uit één vermenigvuldiging gevolgd door één deling. De waarde wordt eerst omgerekend naar newtonmeter en daarna terug naar de gewenste eenheid:

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

waarbij $\tau_1$ het ingevoerde koppelmoment is, $k_1$ het aantal newtonmeter in één eenheid van de gekozen eenheid, $k_2$ het aantal newtonmeter in één eenheid van de gewenste eenheid en $\tau_2$ het antwoord is.

Onderweg wordt niets opgeteld of afgetrokken, omdat alle drie de schalen bij hetzelfde koppelmoment nul aangeven. Alleen de grootte van de stap verandert. Temperatuur is het geval waarin dat niet zo is: Celsius en Fahrenheit beginnen vanaf verschillende punten te tellen, dus een omrekenaar die alleen vermenigvuldigt, zou 0 °C weergeven als 0 °F in plaats van 32 °F.

Waar de twee niet-SI-eenheden vandaan komen

Beide berusten op de standaardzwaartekracht, die de 3e Algemene Conferentie voor Maten en Gewichten in 1901 vastlegde op precies 9,80665 m/s². Dat is een overeengekomen waarde en geen lokale meting; daardoor kan een massa-eenheid dienen als kracht-eenheid.

Een pondkracht is het 1959 internationale pond, precies 0,45359237 kg, dat door die zwaartekracht wordt aangetrokken; dat komt neer op 4,4482216152605 N. Een pondkracht-voet is die kracht die aangrijpt op één voet van het draaipunt, en dezelfde overeenkomst uit 1959 legt de voet vast op precies 0,3048 m.

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

Een kilogramkracht is één kilogram dat door dezelfde zwaartekracht wordt aangetrokken, dus een kilogramkracht-meter is de standaardzwaartekracht uitgedrukt als koppelmoment:

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

De zwaartekracht valt weg wanneer die twee eenheden met elkaar worden vergeleken, omdat elke eenheid haar één keer bevat. Wat overblijft, is het pond maal de voet:

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

NIST Special Publication 811, bijlage B, vermeldt de pondkracht-voet afgerond op 1,355818 N·m.

Voorbeeld: een wielmoer vastgedraaid tot 100 N·m

Delen door het aantal newtonmeter in één pondkracht-voet geeft de waarde die in de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk wordt gebruikt:

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

Delen van dezelfde 100 door 9,80665 geeft de waarde in kilogramkracht-meter, die nog steeds in oudere onderhoudshandleidingen en op sommige momentsleutels voorkomt:

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

Voor deze invoer toont de pagina naast elkaar 100 N·m, 73,756215 lbf·ft en 10,197162 kgf·m. Alle drie beschrijven één instelling op één sleutel. De getallen verschillen omdat de eenheden verschillen, niet omdat de moer harder wordt vastgedraaid.

Veelvoorkomende omrekeningen van koppelmoment

Elke rij toont wat één eenheid oplevert in de andere twee, op acht significante cijfers.

Welke waarden zijn exact en welke zijn afgerond?

Alle drie de eenheden berusten op definities, maar slechts sommige van die definities kunnen volledig als decimalen worden uitgeschreven.

• 1 lbf·ft is exact 1,3558179483314003 N·m. Het decimale getal eindigt daar, omdat de voet en de pondkracht zelf exacte decimalen zijn.
• 1 kgf·m is exact 9,80665 N·m, de waarde van de standaardzwaartekracht.
• 1 lbf·ft is exact 0,138254954376 kgf·m. De zwaartekracht valt weg en het pond maal de voet is opnieuw een exact decimaal getal.
• 1 N·m is 0,73756214927726540… lbf·ft, met cijfers die nooit eindigen; elk decimaal getal dat ervoor wordt geschreven, is dus afgekapt.
• 1 kgf·m is 7,2330138512098940… lbf·ft, eveneens oneindig doorlopend.

De omrekenaar berekent elke factor uit de bepalende constanten in plaats van een verkort decimaal getal op te slaan. De afronding die een lezer ziet, komt daardoor uit de weergave en niet uit de onderliggende getallen. Acht significante cijfers zijn voldoende om een bepalende waarde duidelijk te tonen en beperkt genoeg om de laatste cijfers van de computerberekening, die afrondingsruis en geen informatie bevatten, te verbergen.

Veelgestelde vragen

Hoeveel newtonmeter is één ft-lb? Eén pondkracht-voet is exact 1,3558179483314003 N·m, wat de pagina weergeeft als 1,3558179 N·m. In de andere richting is één newtonmeter 0,73756215 lbf·ft.

Is ft-lb hetzelfde als lb-ft? Ja. Beide duiden een kracht van één pondkracht aan die op één voet van het draaipunt aangrijpt. Handleidingen gebruiken voor dezelfde eenheid beide woordvolgordes.

Is een newtonmeter hetzelfde als een joule? Beide zijn opgebouwd uit een newton en een meter, maar ze meten verschillende dingen. Een joule meet energie, terwijl een koppelmoment alleen arbeid verricht wanneer de as daadwerkelijk draait. De namen worden bewust apart gehouden: energie wordt uitgedrukt in joule en koppelmoment in newtonmeter.

Waarvoor wordt een kilogramkracht-meter gebruikt? Het is een oudere metrische eenheid voor koppelmoment, die nog voorkomt in onderhoudshandleidingen en op sommige momentsleutels. Eén kilogramkracht-meter is 9,80665 N·m, oftewel 7,2330139 lbf·ft.

Kan een negatief koppelmoment worden omgerekend? Ja. Koppelmoment heeft een teken, omdat het een draairichting heeft; een waarde onder nul beschrijft dus een draaiing in de andere richting. De pagina rekent de waarde om in plaats van deze te weigeren.

Waarom toont de pagina zoveel cijfers? Acht significante cijfers houden een bepalende waarde leesbaar zonder de laatste cijfers van de berekening te tonen, omdat die afrondingsruis bevatten. De opgeslagen constanten worden nooit verkort, dus een korte weergave heeft geen invloed op de volgende omrekening.