Công cụ này dùng để làm gì
Công cụ Tính Mô-men Xoắn Trục từ Công Suất chuyển đổi công suất và tốc độ của một máy quay thành mô-men xoắn cơ học truyền qua trục. Các kỹ sư dùng nó để chọn kích thước động cơ, khớp nối, hộp số và trục, đồng thời kiểm tra xem hệ truyền động có đáp ứng được tải mà nó được thiết kế hay không. Bạn chỉ cần nhập công suất theo kilowatt hoặc mã lực cùng với tốc độ quay tính bằng vòng/phút (RPM), công cụ sẽ trả về mô-men xoắn theo cả niu-tơn mét (N·m) và pound-feet (lb-ft).
Cách sử dụng
Chọn đơn vị công suất, nhập giá trị công suất, rồi nhập tốc độ trục theo RPM. Bấm tính toán để xem mô-men xoắn. Nếu nhãn động cơ ghi công suất định mức và tốc độ định mức, hãy dùng các giá trị này để tính mô-men xoắn liên tục (định mức). Nếu muốn biết mô-men xoắn tại một điểm vận hành cụ thể, hãy nhập tốc độ chạy thấp hơn tại điểm đó.
Giải thích công thức
Công suất bằng mô-men xoắn nhân với vận tốc góc: \(P = T \times \omega\). Với \(\omega\) tính bằng radian/giây và tốc độ \(N\) tính bằng RPM, ta có \(\omega = \frac{2\pi N}{60}\). Giải ra mô-men xoắn và thay vào các đơn vị nhất quán, ta được những công thức rút gọn rất tiện dụng:
$$T_{N\cdot m} = \frac{9550 \times P_{kW}}{N}$$ và $$T_{lb\text{-}ft} = \frac{5252 \times P_{HP}}{N}$$ Hai hằng số 9550 (\(\approx 60000/2\pi\)) và 5252 (\(\approx 33000/2\pi\)) đã bao gồm sẵn việc quy đổi đơn vị nên bạn không phải tự tính. Để chuyển đổi giữa hai đơn vị: \(1\ \text{lb-ft} \approx 1{,}3558\ \text{N}\cdot\text{m}\).
Ví dụ minh họa
Một động cơ 15 kW chạy ở 1500 RPM. Mô-men xoắn $$T = \frac{9550 \times 15}{1500} = \frac{143250}{1500} = 95{,}5\ \text{N}\cdot\text{m}$$ tương đương khoảng 70,4 lb-ft. Đây là mô-men xoắn ổn định có được tại trục ở tốc độ đó.
Câu hỏi thường gặp
RPM càng cao thì mô-men xoắn càng nhỏ với cùng một công suất phải không? Đúng vậy. Với công suất cố định, mô-men xoắn tỉ lệ nghịch với tốc độ — tăng gấp đôi RPM thì mô-men xoắn giảm đi một nửa.
Đây là mô-men xoắn định mức hay mô-men xoắn đỉnh? Đó là mô-men xoắn tương ứng với công suất và tốc độ bạn nhập vào. Dùng giá trị định mức để tính mô-men xoắn liên tục và giá trị đỉnh cho các giới hạn trong thời gian ngắn.
Công cụ có tính đến hiệu suất không? Không. Nó giả định rằng toàn bộ công suất nhập vào được truyền tới trục. Nếu cần mô-men xoắn trục đầu ra, hãy nhân công suất điện đầu vào với hiệu suất trước.
