산업용 장비
물리학 및 역학에서 토크는 회전력 또는 물체가 축을 중심으로 회전하도록 하는 데 필요한 힘입니다. 대부분의 경우 회전 운동을 시작하는 데는 회전 운동을 시작한 후 계속 유지하는 데 필요한 것보다 더 많은 토크가 필요합니다. 이 초기 힘을 이탈 토크라고 합니다.
무언가를 움직이는 데 필요한 이탈 토크의 양은 부분적으로 정적 마찰에 의해 결정됩니다. 정적 마찰은 두 물체가 움직이지 못하도록 하기 위해 두 물체 사이에 존재하는 힘입니다. 예를 들어, 날개 너트는 너트와 볼트 사이에 정적 마찰이 많기 때문에 높은 이탈 토크를 가질 수 있습니다. 그러나 볼트에 그리스를 바르면 정지 마찰이 감소하기 때문에 토크가 낮아집니다.
브레이크어웨이 토크는 엔진의 힘이나 너트와 같은 나사식 패스너를 돌리는 데 필요한 힘이라는 두 가지 상황 중 하나로 거의 항상 논의됩니다. 정비사가 볼트에서 너트를 제거하려면 렌치를 사용하여 너트에 토크를 가해야 합니다. 이 작업을 해 본 사람이라면 누구나 알겠지만 렌치를 돌리는 것은 처음에는 많은 힘이 필요하지만 일반적으로 몇 번 돌리면 더 쉬워집니다.
역학 및 엔지니어는 종종 토크 감사라는 프로세스의 일부로 제품 무결성을 보장하기 위해 부분적으로 나사산 패스너의 이탈 토크를 측정합니다. 너트의 이탈력이 너무 낮으면 장비의 진동으로 인해 너트가 느슨해질 수 있습니다. 너무 높으면 나사산이 벗겨지고 볼트가 제거되지 않을 수 있습니다. 패스너 테스트의 일부에는 토크가 극복된 후 패스너가 움직이기 시작하는 순간의 토크 측정이 포함됩니다. 감사는 센서를 사용하여 토크를 측정하거나 숙련된 작업자가 손으로 토크를 적용하여 수행할 수 있습니다.
브레이크어웨이 토크가 중요한 또 다른 영역은 실린더 엔진입니다. 나사식 패스너와 마찬가지로 엔진의 이탈 토크는 작동 토크보다 큽니다. 엔진에서 토크는 크랭크 샤프트를 회전시키는 데 사용됩니다. 크랭크 샤프트는 차례로 피스톤을 위아래로 움직입니다.
엔진을 계속 작동시킬 수 있을 만큼만 충분한 출력으로 설계된 엔진은 고장날 것입니다. 엔진은 또한 처음부터 움직임을 시작하기에 충분한 동력을 가지고 있어야 합니다. 그러나 그것은 미묘한 균형입니다. 엔진이 이탈을 일으킬 만큼 충분한 토크로 계속 작동하면 과열될 수 있습니다. 일단 이탈이 이루어지면 엔진 토크를 정상 작동 속도로 감소시켜야 합니다.
브레이크어웨이 토크를 올바르게 계산하는 것은 각기 다른 상황에 따라 다릅니다. 첫째, 인간이 생산하는 행동과 기계가 하는 행동에 대해 고려해야 할 다른 요소가 있습니다. 유사점도 많습니다. 일반적으로 이탈 토크를 알아내는 것은 정지 상태에서 이동 물체로 변경하기 위해 물체에 작용하는 모든 다른 힘을 파악하는 데 의존합니다. 이러한 힘에는 사람이나 기계가 가하는 힘과 이에 작용하는 마찰력이 모두 포함됩니다.
힘과 마찰을 결정하는 방정식의 가장 간단한 버전은 F=ma이며 여기서 F는 힘, m은 질량, 가속도를 나타냅니다. 브레이크 어웨이 토크 상황과 같이 여러 다른 힘이 관련되면 이 공식이 더 복잡해집니다. 한 번에 물체에 존재하는 서로 다른 힘을 파악한 다음 모든 힘의 합보다 더 큰 힘을 가하여 물체를 부수고 회전하도록 해야 합니다.
토크는 이 방정식에 대한 특정 수정이 필요한 특수한 종류의 회전력입니다. 토크 힘을 계산하려면 방정식 T=rFsinθ를 사용합니다. 여기서 T는 토크, r은 반경(일반적으로 사용되는 레버의 길이), F는 힘, θ는 적용되는 힘과 회전력 사이의 각도를 나타냅니다. 반경 또는 레버 길이. 일반적으로 토크는 N-m 또는 뉴턴 미터로 측정됩니다.
일단 사람이 정지된 물체에서 회전 운동을 일으키기 위해 필요한 최소 힘의 양을 알아내면 그 사람은 이탈 토크를 발견했습니다. 그런 다음 몇 가지 추가 요소가 분리 토크를 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다. 지렛대를 사용하는 물체를 늘리면 물체가 움직이기 시작하도록 장려하기 위해 더 큰 아래쪽 힘을 얻는 데 도움이 될 수 있습니다. 사람의 경우 이 지렛대가 렌치일 수 있지만 기계의 경우 일반적으로 엔진의 크랭크축과 피스톤입니다.
또한 레버가 시작되는 높이를 증가시켜 더 큰 전체 토크를 생성하는 데 도움이 되도록 가해지는 각도와 힘을 증가시킬 수 있습니다. 위의 토크 계산 방정식에서 알 수 있듯이 이 각도를 늘리면 방정식에 그 효과가 곱해지고 토크의 끝 양이 증가합니다. 브레이크어웨이 토크에서 이것은 무게, 거리 또는 질량을 증가시키지 않고도 더 많은 토크 힘을 적용하는 데 도움이 됩니다. 기본적으로 이것을 첫 번째 공식 F=ma에서 가속도를 증가시키는 형태로 생각하십시오.
물체를 윤활하는 것은 필요한 분리 토크를 달성하는 데 도움이 되는 또 다른 방법입니다. 윤활은 마찰력을 감소시킵니다. 마찰력을 낮추면 물체의 회전을 시작하는 데 필요한 힘의 양이 줄어듭니다. 더 일반적인 윤활 물질 중 일부는 오일과 그리스입니다.
마찰력에 영향을 미치는 또 다른 방법은 거친 천이나 패드를 사용하여 물체를 잡고 움직이도록 하는 것입니다. 물체의 고르지 않은 표면은 물체에 추가적인 마찰을 가하고 정지된 물체에 존재하는 마찰력의 효과를 균일하게 하거나 낮추는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 방법은 사람이 가하는 토크에 특히 유용하지만 기계가 가하는 토크에는 덜 실용적입니다.
분리 토크 컨버터는 필요한 분리 토크 힘을 생성하는 데 도움이 되는 기계 엔진에서 특별히 설계된 부품입니다. 토크 컨버터는 정지된 물체를 움직이는 데 필요한 힘을 가하는 데 도움이 되는 추가 방법입니다. 이 장치는 일반적으로 가연성 엔진에서 회전력이나 동력을 엔진에서 이동하려는 부하로 전달하는 데 도움이 되는 도넛 모양의 유체 커플링입니다. 한 가지 일반적인 예는 자동차에서 찾을 수 있습니다. 자동차 토크 컨버터는 특히 자동 변속기 차량에서 엔진과 변속기 사이에 존재합니다.
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