Omvandlare för vridmoment: N·m, lbf·ft och kgf·m

Omvandlare för vridmoment

Vridmoment är en vridande kraft. En omvandlare för vridmoment skriver om ett vridmoment från en enhet till en annan, till exempel från newtonmeter till pundkraftfot. Den här sidan omvandlar mellan newtonmeter, pundkraftfot och kilogramkraftmeter och visar alla tre värden samtidigt.

Ett vridmoment är en kraft multiplicerad med avståndet från vridpunkten till den plats där kraften verkar. Samma tryck på en lång skruvnyckel ger större vridmoment än på en kort.

Vad omvandlaren gör

Besökaren skriver in ett tal och väljer den enhet som talet är angivet i. Sidan visar samma vridmoment i alla tre enheterna.

• Resultaten visas med åtta signifikanta siffror. Endast visningen avrundas. Omvandlingen görs på det inskrivna talet.
• Ett resultat som är mindre än 0,0001 eller är en miljard eller större visas i vetenskaplig notation. Noll visas som ett vanligt 0.
• Negativa värden accepteras. Vridmoment har en rotationsriktning, så ett värde under noll beskriver en vridning åt andra hållet.
• En tom ruta ger en uppmaning i stället för ett tal. En länk med en enhet som sidan inte erbjuder ger ett meddelande i stället för en omvandling.

De tre enheterna

Newtonmetern är SI-enheten: en newton kraft som verkar en meter från vridpunkten. De två andra enheterna är vardera ett fast antal newtonmeter. Inget av dessa tal är ett mätvärde, så inget av dem förändras över tid.

Ett vridmoment som skrivs ”lb-ft” eller ”ft-lb” på en skruvnyckel eller i en servicehandbok är pundkraftfot. De två skrivsätten betecknar samma enhet; det är bara ordföljden som skiljer sig.

Formel för omvandling av vridmoment

Varje enhet här är en fast multipel av newtonmetern, så en omvandling består av en multiplikation följd av en division. Värdet omvandlas först till newtonmeter och sedan från newtonmeter till den önskade enheten:

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

där $\tau_1$ är det angivna vridmomentet, $k_1$ är antalet newtonmeter i en enhet av den valda enheten, $k_2$ är antalet newtonmeter i en enhet av den önskade enheten och $\tau_2$ är resultatet.

Inget läggs till eller dras ifrån under omvandlingen, eftersom alla tre skalor visar noll vid samma vridmoment. Det är bara stegets storlek som ändras. Temperatur är fallet där detta inte stämmer: Celsius och Fahrenheit börjar räkna från olika punkter, så en omvandlare som bara multiplicerade skulle visa 0 °C som 0 °F i stället för 32 °F.

De två icke-SI-enheternas ursprung

Båda bygger på standardtyngdkraften, som den 3:e allmänna konferensen om mått och vikt fastställde till exakt 9,80665 m/s² år 1901. Det är ett överenskommet värde, inte en lokal mätning, och det är det som gör att en massenhet kan användas i stället för en kraftenhet.

Ett pundkraft är det internationella pundet från 1959, exakt 0,45359237 kg, påverkat av denna tyngdkraft, vilket motsvarar 4,4482216152605 N. Ett pundkraftfot är denna kraft som verkar en fot från vridpunkten, och samma överenskommelse från 1959 fastställer foten till exakt 0,3048 m.

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

En kilogramkraft är ett kilogram som påverkas av samma tyngdkraft, så en kilogramkraftmeter är standardtyngdkraft uttryckt som ett vridmoment:

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

Tyngdkraften försvinner när de två enheterna jämförs med varandra, eftersom var och en innehåller den en gång. Kvar blir pundet multiplicerat med foten:

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

NIST:s Special Publication 811, bilaga B, anger pundkraftfoten avrundad till 1,355818 N·m.

Exempel: en hjulmutter som dragits åt till 100 N·m

Division med antalet newtonmeter i ett pundkraftfot ger det värde som används i USA och Storbritannien:

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

Division av samma 100 med 9,80665 ger värdet i kilogramkraftmeter, som fortfarande förekommer i äldre servicehandböcker och på vissa momentnycklar:

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

För denna inmatning visar sidan 100 N·m, 73,756215 lbf·ft och 10,197162 kgf·m bredvid varandra. Alla tre beskriver samma inställning på samma momentnyckel. Talen skiljer sig eftersom enheterna skiljer sig åt, inte för att muttern dras åt hårdare.

Vanliga omvandlingar av vridmoment

Varje rad visar vad en enhet motsvarar i de två andra, med åtta signifikanta siffror.

Vilka värden är exakta och vilka är avrundade

Alla tre enheterna bygger på definitioner, men bara vissa av dessa definitioner kan skrivas ut fullständigt som decimaler.

• 1 lbf·ft är exakt 1,3558179483314003 N·m. Decimalutvecklingen slutar där, eftersom foten och pundkraften själva är exakta decimaler.
• 1 kgf·m är exakt 9,80665 N·m, standardtyngdkraftens värde.
• 1 lbf·ft är exakt 0,138254954376 kgf·m. Tyngdkraften tar ut sig, och pundet multiplicerat med foten blir åter en exakt decimal.
• 1 N·m är 0,73756214927726540… lbf·ft, med siffror som aldrig tar slut, så varje decimal som skrivs ut är avkortad.
• 1 kgf·m är 7,2330138512098940… lbf·ft, också med en oändlig decimalutveckling.

Omvandlaren bygger varje omvandlingsfaktor från de definierande konstanterna i stället för att lagra en avkortad decimal. Avrundningen som läsaren ser kommer därför från visningen och inte från talen bakom den. Åtta signifikanta siffror räcker för att visa ett definierande värde tydligt och är samtidigt tillräckligt få för att dölja de sista siffrorna i datorns beräkning, som innebär avrundningsbrus snarare än information.

Vanliga frågor och svar

Hur många newtonmeter är en ft-lb? Ett pundkraftfot är exakt 1,3558179483314003 N·m, vilket sidan visar som 1,3558179 N·m. Åt andra hållet är en newtonmeter 0,73756215 lbf·ft.

Är ft-lb samma sak som lb-ft? Ja. Båda betecknar en kraft på ett pundkraft som verkar en fot från vridpunkten. Handböcker använder endera ordföljden för samma enhet.

Är en newtonmeter samma sak som en joule? Båda är uppbyggda av en newton och en meter, men de mäter olika saker. En joule mäter energi, och ett vridmoment utför arbete endast medan axeln faktiskt roterar. Namnen hålls isär avsiktligt: energi anges i joule och vridmoment i newtonmeter.

Vad används en kilogramkraftmeter till? Det är en äldre metrisk vridmomentsenhet som fortfarande förekommer i servicehandböcker och på vissa momentnycklar. En kilogramkraftmeter är 9,80665 N·m, eller 7,2330139 lbf·ft.

Kan ett negativt vridmoment omvandlas? Ja. Vridmoment är teckenförsett eftersom det har en rotationsriktning, så ett värde under noll beskriver en vridning åt andra hållet. Sidan omvandlar det i stället för att avvisa det.

Varför visar sidan så många siffror? Åtta signifikanta siffror gör ett definierande värde lättläst utan att visa de sista siffrorna i beräkningen, som innebär avrundningsbrus. De lagrade konstanterna förkortas aldrig, så en kort visning påverkar inte nästa omvandling.