扭矩的類型及如何測量扭矩？

文章出處：新聞資訊責任編輯：开云体育网页登录發表時間：2024-09-09 09:42:28

什麽是扭矩？

如果您還記得物理課上的內(nei) 容，力是一種隨時間改變物體(ti) 運動的輸入。例如，簡單的線性力可以推動（或拉動）處於(yu) 靜止狀態的質量，通過隨時間加速來改變其速度。扭矩是使物體(ti) 繞旋轉軸旋轉的力。因此，扭矩是一種“扭轉力”，也稱為(wei) 旋轉力。

扭矩示意圖

扭矩最明顯的例子是汽車的傳(chuan) 動軸。電機在該軸中能夠產(chan) 生的扭矩大小決(jue) 定了汽車的工作能力。扭矩是一個(ge) 矢量，意味著它沿某個(ge) 方向作用。

扭矩是一種“扭轉力”，旨在旋轉或轉動驅動軸、螺杆、螺栓或車輪。

扭矩也可以稱為(wei) 力矩或力矩。扭矩通常用符號給出（希臘小寫(xie) 字母“t”）。扭矩（力矩）的 SI 導出單位是（牛頓米）。

在美國，扭矩通常以英尺磅表示（）。轉換到，簡單地劃分值 1.356。

扭力表示

為什麽我們需要測量扭矩？

在設計、調試和排除各種機器故障時，測量旋轉軸的機械扭矩至關(guan) 重要。了解軸、螺旋槳或其他旋轉部件的真實機械扭矩是了解其是否符合規格的唯一方法。

在某些應用中，始終了解扭矩是至關(guan) 重要的，以防止可能導致係統損壞或故障的潛在危險的過大扭矩。扭矩測量是預測性維護的重要組成部分。

直升機後旋翼的驅動軸扭矩測試

扭矩的主要類型有哪些？

扭矩有兩(liang) 種旋轉扭矩和反作用扭矩：

• 旋轉扭矩：又稱為(wei) 旋轉或動態扭矩

• 反作用扭矩：又稱為(wei) 固定扭矩或靜態扭矩

旋轉（又稱旋轉或動態）扭矩

軸、渦輪機和輪子等繞軸旋轉多次（或無休止）的物體(ti) 具有旋轉或“旋轉”扭矩。

反作用（又稱靜止或靜態）扭矩

施加到物體(ti) 上的靜力稱為(wei) 反作用力或固定扭矩。例如，當您將凸耳扳手放在螺栓上然後嚐試擰緊它時，您正在向其施加反作用扭矩。即使螺栓轉動不多或根本沒有轉動，反作用扭矩仍然存在。在這種情況下，扭矩是在不到一轉的時間內(nei) 測量的。

扭矩是如何測量的？

扭矩可以間接和直接測量。如果您知道電機效率和軸轉速，則可以使用功率計來估計扭矩。這是測量扭矩的間接方法。

測量扭矩的更好、更準確的方法是使用直接方法，使用反作用扭矩傳(chuan) 感器或旋轉扭矩傳(chuan) 感器。有什麽(me) 區別？

反作用（靜態）扭矩傳感器

反作用扭矩傳(chuan) 感器測量靜態或非旋轉扭矩。

扭矩大師

反作用扭矩傳(chuan) 感器的一個(ge) 很好的例子是扭矩扳手。該工具用於(yu) 確保對螺栓、螺母或其他緊固件施加正確的扭矩。扳手的底座可以調節所需的扭矩量，當操作員施加力時，當達到正確的扭矩時會(hui) 發出哢噠聲。這些通常被稱為(wei) “哢噠”扭矩扳手，它們(men) 提供多個(ge) 可調節的設定點。

數字扭矩扳手具有針規或數字顯示器，可顯示所施加的扭矩。一些電子模型，特別是那些用於(yu) 工廠工作的電子模型，具有存儲(chu) 每個(ge) 操作的存儲(chu) 器，用於(yu) 記錄和質量控製目的。

反作用扭矩傳(chuan) 感器使用基於(yu) 石英的壓電傳(chuan) 感器或應變計傳(chuan) 感器來測量扭矩。扭矩扳手和扭矩螺絲(si) 刀有多種類型和變型。

旋轉（動態）扭矩傳感器

旋轉扭矩傳(chuan) 感器是將旋轉扭矩轉換為(wei) 我們(men) 可以測量、顯示、分析和存儲(chu) 的輸出的傳(chuan) 感器。旋轉扭矩傳(chuan) 感器用於(yu) 電機扭矩測試台、內(nei) 燃機測試、電動機測試、傳(chuan) 動軸、渦輪機、發電機等。

測量扭矩有直接法和間接法兩(liang) 種。

• 間接扭矩測量方法可以更便宜且更容易在現有軸上實施，但它們(men) 不如直接扭矩測量準確。如果您知道電機的效率，並且可以測量其軸速度和電流消耗，則可以通過這種方式估計扭矩。

• 直接扭矩測量方法比間接方法更準確。其中大多數涉及使用安裝在驅動軸上的應變計。該傳(chuan) 感器直接測量軸本身的扭轉力。

應變計粘合到驅動軸上。旋轉力的施加導致軸扭轉。

當電機轉動軸時，它會(hui) 輕微扭轉。由於(yu) 鋼的硬度，肉眼無法看到扭曲，但可以通過粘合到軸上的應變計來檢測。四個(ge) 儀(yi) 表的排列包括一個(ge) 惠斯通電橋，其輸出由旋轉扭矩測量係統平衡和調節。

該應變計的輸出可以直接接線（如果可能）或無線遙測到扭矩測量或 DAQ（數據采集）

典型的旋轉扭矩測量係統

在旋轉扭矩傳(chuan) 感器本身內(nei) 部，安裝在軸上的應變計傳(chuan) 感器的輸出通過滑環發送到電子設備（應變計傳(chuan) 感器必須通電）。或者，可以使用無刷或感應傳(chuan) 感器連接，從(cong) 而實現更高的速度和更少的物理磨損，從(cong) 而從(cong) 長遠來看減少維護。角度和轉速也可以非接觸式測量。

Dewesoft 的 DAQ 係統非常適合測量所有物理參數，包括扭矩。它們(men) 提供隔離信號調節，確保低噪聲和高精度數據采集。它們(men) 還提供高速計數器/RPM/編碼器輸入，非常適合同時測量軸速度、角度和位置。在 Dewesoft DAQ 係統中，模擬和數字計數器數據精確同步，這對於(yu) 每個(ge) 應用都很重要 - 尤其是在進行旋轉和扭轉振動測試時。下一節將詳細介紹這一點。

DewesoftX 扭轉和旋轉振動測試輸出

永久安裝的旋轉扭矩測量係統

在上麵所示的係統中，旋轉扭矩傳(chuan) 感器安裝在電機和製動器之間，每側(ce) 均使用聯軸器。穿過傳(chuan) 感器的軸配備有應變計傳(chuan) 感器，用於(yu) 測量軸上的扭轉力。該信號的輸出經過調節後發送至 DAQ（數據采集）測量係統，或者如果需要監控但不記錄數據，則僅(jin) 發送至數字顯示或報警係統。

旋轉扭矩傳(chuan) 感器可選配編碼器，可非常準確地輸出軸速度和角度。這些輸出用於(yu) 扭轉和旋轉振動研究。速度測量和角度輸出在測功機應用中至關(guan) 重要，它們(men) 用於(yu) 計算輸出功率（以或者）和電機效率。