Wat is Breakaway Torque?

In de natuurkunde en mechanica is koppel de rotatiekracht, of de kracht die nodig is om een ​​object rond een as te laten roteren. In de meeste gevallen is er meer koppel nodig om de roterende beweging te starten dan nodig is om het draaiende te houden als het eenmaal is begonnen. Deze initiële kracht wordt het losbreekmoment genoemd.

De hoeveelheid losbreekmoment die nodig is om iets te verplaatsen, wordt mede bepaald door statische wrijving. Statische wrijving is de kracht die bestaat tussen twee fysieke lichamen om te voorkomen dat ze bewegen. Een vleugelmoer kan bijvoorbeeld een hoog losbreekmoment hebben omdat er veel statische wrijving is tussen de moer en de bout. Als de bout echter wordt gesmeerd, zal het koppel lager zijn omdat de statische wrijving is verminderd.

Losbreekkoppel wordt bijna altijd besproken in een van twee contexten, ofwel het vermogen van een motor of de kracht die nodig is om een ​​schroefdraadbevestiging zoals een moer te draaien. Als een monteur een moer van een bout wil verwijderen, moet hij of zij de moer met een sleutel aandraaien. Zoals iedereen die dit ooit heeft gedaan weet, kost het in het begin veel kracht om de sleutel te draaien, maar het wordt meestal gemakkelijker na een paar slagen.

Mechanica en ingenieurs meten vaak het losbreekmoment van schroefdraadbevestigingen gedeeltelijk om de productintegriteit te waarborgen als onderdeel van een proces dat koppelcontrole wordt genoemd. Als de losbreekkracht van een moer te laag is, kan de trilling van de apparatuur ervoor zorgen dat de moer losraakt; als het te hoog is, kunnen de draden strippen en kan de bout niet meer worden verwijderd. Een deel van het testen van het bevestigingsmiddel omvat het meten van het koppel op het moment dat het bevestigingsmiddel begint te bewegen, nadat het koppel is overwonnen. Auditing kan worden gedaan met behulp van sensoren om het koppel te meten of door een getrainde operator die het koppel handmatig toepast.

Een ander gebied waar het losbreekkoppel belangrijk is, is in cilindermotoren. Net als bij schroefdraadbevestigingen is het losbreekmoment van een motor groter dan het draaimoment. In een motor wordt koppel gebruikt om een ​​krukas te laten draaien. De krukas zorgt er op zijn beurt voor dat de zuigers op en neer bewegen.

Een motor die is ontworpen met alleen voldoende vermogen om de motor draaiende te houden, zal falen. De motor moet ook voldoende vermogen hebben om de beweging in de eerste plaats op gang te krijgen. Toch is het een delicaat evenwicht. Als de motor met voldoende koppel blijft draaien om losraken te veroorzaken, kan deze oververhit raken. Zodra de ontsnapping is bereikt, moet het motorkoppel worden teruggebracht tot een normaal bedrijfstoerental.

Hoe het losbreekkoppel te berekenen

Het correct berekenen van het losbreekkoppel hangt af van elke situatie. Ten eerste zijn er verschillende factoren waarmee rekening moet worden gehouden voor acties die een mens produceert versus die van een machine. Er zijn ook veel overeenkomsten. Over het algemeen is het bepalen van het losbreekkoppel afhankelijk van het uitzoeken van alle verschillende krachten die op een object spelen om het van in rust naar mobiel te veranderen. Deze krachten omvatten zowel de kracht die de persoon of machine uitoefent als de wrijvingskrachten die ertegen werken.

De algemene formules

De eenvoudigste versie van de vergelijking die kracht en wrijving bepaalt, is F=ma waarbij F staat voor kracht, m ​​staat voor massa en a staat voor versnelling. Wanneer er meerdere verschillende krachten bij betrokken zijn, zoals in situaties met losbreekmomenten, wordt deze formule ingewikkelder. Je moet elke verschillende kracht die op een bepaald moment op een object bestaat uitvinden en vervolgens een kracht uitoefenen die groter is dan de som van al die krachten samen om het object weg te breken en het te laten roteren.

Koppel is een speciaal soort rotatiekracht die specifieke aanpassingen aan deze vergelijking vereist. Om de koppelkrachten te berekenen, gebruikt u de vergelijking T=rFsinθ, waarbij T staat voor koppel, r staat voor straal (meestal de lengte van de gebruikte hefboom), F staat voor kracht en θ staat voor de hoek tussen de uitgeoefende kracht en de radius of hefboomlengte. Over het algemeen wordt het koppel gemeten in Nm of Newtonmeter.

Manieren om het vereiste initiële koppel te verlagen

Zodra een persoon de minimale hoeveelheid kracht heeft berekend die nodig is om een ​​roterende beweging in een statisch object te veroorzaken, heeft die persoon het losbreekkoppel ontdekt. Enkele aanvullende factoren kunnen dan helpen om het losbreekkoppel te bereiken. Door het hefboomeffect te verlengen, kan een grotere neerwaartse kracht worden bereikt om een ​​object aan te moedigen te gaan bewegen. Voor een persoon kan deze hefboomwerking een sleutel zijn, terwijl het voor een machine meestal de krukas en zuigers in de motor zijn.

Men kan ook de hoogte waarop de hendel begint verhogen, waardoor de hoek en de uitgeoefende kracht groter worden om een ​​groter algemeen koppel te creëren. Zoals de bovenstaande vergelijking voor het berekenen van het koppel aangeeft, vermenigvuldigt het vergroten van deze hoek de effecten ervan in de vergelijking en verhoogt het de uiteindelijke hoeveelheid koppel. Bij losbreekkoppel helpt dit om meer koppelkracht toe te passen zonder het gewicht, de afstand of de massa te vergroten. Beschouw dit in principe als een vorm van het vergroten van de versnelling van de eerste formule, F=ma.

Het smeren van het object is een andere manier om het vereiste losbreekkoppel te bereiken. Smering zorgt ervoor dat de wrijvingskrachten afnemen. Het verlagen van de wrijvingskrachten verlaagt op zijn beurt de hoeveelheid kracht die nodig is om de rotatie van een object te starten. Enkele van de meest voorkomende smeermiddelen zijn olie en vet.

Een andere manier om de wrijvingskrachten te beïnvloeden, is door een ruwe doek of pad te gebruiken om het object vast te pakken om het te helpen verplaatsen. De oneffen oppervlakken op het object zorgen voor extra wrijving op het object en kunnen helpen om de effecten van de wrijvingskrachten in het stationaire object te egaliseren of te verminderen. Deze methode is vooral handig voor door mensen aangebracht koppel, maar minder praktisch voor machinaal aangebracht koppel.

Wat is een afgescheiden koppelomvormer?

Een losbreekkoppelomvormer is een speciaal ontworpen onderdeel in een machinemotor dat helpt bij het creëren van de benodigde losbreekkoppelkrachten. Een koppelomvormer is een extra manier om de nodige kracht uit te oefenen om een ​​stilstaand object te verplaatsen. Dit apparaat is over het algemeen een donutvormige vloeistofkoppeling in brandbare motoren die helpt de rotatiekrachten of het vermogen van de motor over te brengen op de lading die hij probeert te verplaatsen. Een veelvoorkomend voorbeeld is te vinden in auto's. Vooral in voertuigen met automatische transmissie bestaan ​​er koppelomvormers voor auto's tussen de motor en de transmissie.