Miernik momentu obrotowego / Siłomierz skrętny

Siłomierz skrętny – zasada działania
Tak jak siły mogą powodować i wpływać na ruch liniowy, moment obrotowy może inicjować, zwiększać lub zmniejszać ruch obrotowy. Moment obrotowy występuje, gdy siły działają na obrotowo zamontowane ciało w pewnej odległości od punktu podparcia. Jeśli siły działają bezpośrednio na punkt obrotu, nie jest generowany żaden moment obrotowy. Wielkość momentu obrotowego wynika z siły pomnożonej przez odległość tej siły od punktu obrotu. Oznacza to, że moment obrotowy działający w punkcie podparcia można zwiększyć, zwiększając siłę lub odległość od punktu podparcia.

Jeśli działa kilka sił, są one sumowane wektorowo - tj. biorąc pod uwagę wielkość i kierunek.Można to wypróbować na huśtawce na placu zabaw. Jeśli obie strony huśtawki są nierównomiernie obciążone, możemy albo stronę o mniejszej masie dodatkowo obciążyć w celu wyrównania siły obciążenia, albo ciężar możemy przesunąć bliżej punktu obrotu po drugiej stronie. Gdy tylko momenty obrotowe są równe, huśtawka jest w równowadze. Ruch w górę i w dół można następnie wywołać niewielkimi zmianami ciężaru, takimi jak zwykłe pochylanie się do przodu i do tyłu. Moment obrotowy odgrywa ważną rolę w dokręcaniu śrub. W przypadku połączeń śrubowych istotnych dla bezpieczeństwa momenty dokręcania śrub lub nakrętek są określone w zależności od typu śruby i rodzaju połączenia. Na przykład podczas wymiany opon w pojeździe silnikowym nakrętki kół należy dokręcać z momentem dokręcania określonym dla danych kół. Momenty dokręcania, które są zbyt wysokie lub zbyt małe, mogą spowodować poluzowanie kół podczas jazdy. Instalację innych elementów w pojazdach należy również przeprowadzać z określonym momentem dokręcania. Do montażu można użyć kluczy dynamometrycznych lub kluczy udarowych, za pomocą których można ustawić żądany moment dokręcania. W pewnym sensie te narzędzia montażowe z możliwością regulacji są również momentomierzami, nie wyświetlają one zmierzonych wartości, ale wyzwalają sygnał po osiągnięciu ustawionej wartości granicznej. Aby ustalić, czy działają prawidłowo, narzędzia te można sprawdzić za pomocą urządzenia jakim jest miernik momentu obrotowego.

Moment obrotowy jest ważną mierzoną zmienną dla wielu komponentów, które mają się obracać lub które są narażone na skręcanie z powodu obciążeń statycznych lub dynamicznych. Dotyczy to zarówno budowy maszyn jak i pojazdów czy budownictwa i energetyki.

Miernik momentu obrotowego do połączeń śrubowych
Momenty dokręcania są określone dla wielu połączeń śrubowych, którymi należy dokręcać śruby lub nakrętki podczas montażu. Dotyczy to nie tylko połączeń obracających się części, ale także np. mocowania wysokowytrzymałych połączeń śrubowych w konstrukcjach stalowych. Te połączenia śrubowe są często wykonywane za pomocą narzędzi, które sygnalizują osiągnięcie ustawionego momentu obrotowego. Prawidłowe działanie narzędzi do pomiaru momentu obrotowego ma bardzo duże znaczenie zarówno ze względu na jakość produktów i urządzeń jak i na bezpieczeństwo. Narzędzia używane do badania momentu obrotowego są kalibrowane, wzorcowane właśnie przy użyciu urządzenia jakim jest siłomierz skrętny inaczej zwany miernikiem momentu pbrotowego

Miernik momentu obrotowego w monitorowaniu produkcji
W monitorowaniu produkcji miernik momentu obrotowego może służyć nie tylko do monitorowania i sterowania procesami wkręcania, ale także np. do określania lepkości materiałów. Im grubszy materiał, tym wyższa lepkość i moment obrotowy, które należy zastosować, aby wymieszać materiał.

Mierniki momentu obrotowego
Siłomierz skrętny do wykonania pomiaru momentu obrotowego jest często używany w procesie projektowania, a także podczas późniejszych kontroli silników, wałów napędowych, przekładni i hamulców. Miernik momentu obrotowego jest również używany do oceny w celu znalezienia sposobów na zwiększenie wydajności mechanicznej i poprawę wydajności.

Miernik momentu obrotowego do zadań kalibracyjnych
Klucze udarowe, klucze dynamometryczne i inne narzędzia, które przykładają moment obrotowy do komponentów, można regularnie sprawdzać za pomocą urządzenia jakim jest miernik momentu obrotowego, po to aby upewnić się, że połączenia śrubowe są dokręcone z odpowiednią wartością.

Urządzenie dokręcające do zakrętek
Moment obrotowy stosowany do zakręcania zakrętek na pojemnikach ma na celu zapobieganie wyciekaniu lub psuciu się zawartości.

Siłomierz skrętny - konstrukcja
Miernik momentu obrotowego dostępny jest jako urządzenie mobilne, stołowe lub urządzenia przeznaczone do stałej instalacji na stanowisku kontrolnym czy na linii produkcji. Czujnik pomiarowy, w który wyposażony jest wybrany przez nas siłomierz skrętny może być zewnętrzny lub wewnętrzny (wbudowany w urządzenie pomiarowe. Miernik momentu obrotowego z czujnikiem zewnętrznym umożliwia pomiary w trudno dostępnych miejscach.

Siłomierz skrętny - zakres pomiarowy, zabezpieczenie przeciążeniowe, rozdzielczość
Zakres pomiarowy należy zawsze wybierać zgodnie z mierzonymi momentami obrotowymi. Jeśli zastosowany moment obrotowy przekroczy zakres pomiarowy, wartość nie będzie mogła być prawidłowo zarejestrowana, a czujnik ulegnie zniszczeniu. Niektóre spośród dostępnych urządzeń jakim jest miernik momentu obrotowego mają zabezpieczenie przed przeciążeniem do 50 procent maksymalnego momentu obrotowego. Oznacza to, że miernik momentu obrotowego o zakresie pomiarowym 100 Nm może mierzyć momenty do 100 Nm i przyjmować obciążenia powyżej 100 Nm do 150 Nm bez uszkodzeń. Jeśli miernik momentu obrotowego z bardzo dużym zakresem pomiarowym jest używany do małych momentów obrotowych, możliwe wyświetlane wartości nie są tak dokładnie stopniowane, jak w przypadku mniejszego zakresu pomiarowego. Rozdzielczość w serii urządzeń z czujnikiem dla maksymalnego obciążenia 10 Nm wynosi 0.

Siłomierz skrętny - dokładność pomiaru
Wybierając miernik momentu obrotowego należy zwrócić uwagę czy podana w specyfikacji dokładności pomiaru odnosi się do wartości mierzonej czy do zakresu pomiarowego. np. wartości 6,20 Nm, która została zmierzona za pomocą dwóch różnych urządzeń typu siłomierz skrętny:
w przypadku urządzenia typu miernik momentu obrotowego o zakresie pomiarowym 100 Nm, zastosowany moment obrotowy może wynosić od 5,7 do 6,7 Nm dla zmierzonej wartości.

Natomiast siłomierz skrętny, który może wytrzymać obciążenie 10 Nm, może wyświetlać tę wartość tylko wtedy, gdy zastosowano moment obrotowy między 6,15 Nm a 6,25 Nm.

Siłomierz skrętny – szybkość pomiaru
Szybkość pomiaru wskazuje, ile zmierzonych wartości może zarejestrować urządzenie typu miernik momentu obrotowego w określonym czasie. W przypadku prostego urządzenia typu miernik momentu obrotowego nie można wybrać szybkości pomiaru. Urządzenia, które mają być używane do szczegółowego rejestrowania krzywej momentu obrotowego, na przykład w silnikach, można w razie potrzeby ustawić na szybkość pomiaru do 1000 pomiarów na sekundę.