כל הדרכים הבדוקות למדוד כוח ומומנט

כל הדרכים הבדוקות למדוד כוח ומומנט

מכשירים, רכיבים, חלקי חילוף ומשטחים מחומרים מגוונים – כולם מהווים חלק בלתי נפרד ממגוון רחב של מוצרים, ופועלים במסגרת כוחות שונים המופעלים עליהם.

את כוחות הלחיצה, המתיחה, הפיתול והסיבוב, החיכוך, הקילוף, העייפות והשבירה, אשר פועלים על כל מוצר כמעט בתעשייה – ניתן וחשוב למדוד, לצורך בקרת איכות, מחקר ופיתוח, ייצור מיטבי ותחזוקה נכונה.

כל הדרכים הבדוקות למדידת כוחות ומומנטים מגוונים – במאמר שלפניכם. 

תאי כוח- מכשור אופטימלי למדידת כוחות

במונח תאי כוח, הכוונה היא לסוגים שונים של מכשור אלקטרוני מתקדם ומדויק ביותר, המשמשים להמרת כוחות לאותות חשמליים.

תאי כוח אלו, כוללים מספר חיישנים, המודדים את הכוחות שמופעלים עליהם באמצעות איתור שינויים במוליכותם החשמלית.

כך, ממירים תאי הכוח את המתיחות לאותות חשמליים, ואת אלו האחרונים לערכי כוח, אשר מופיעים בצג האלקטרוני שעל גבי אביזר המדידה.

את הכוח מודדים ביחידות של פאונד, ליברה או ניוטון, כשהתוצאה הרווחת הנה ערך השיא, שאר יכול לסייע בהבחנה לגבי תקינותם של חלקים טכניים שונים כדוגמת קפיצים וכבלים.

עוד ניתן לבדוק באמצעות תאי הכוח גם מרקמים, עוצמות חיכוך ומידות קילוף, בתחומים מגוונים של מחקר ופיתוח מדעי, קוויי ייצור ובקרת איכות של מוצרים.

מכשור לבדיקות מתיחה ולחיצה

התחומים בהם אנו נדרשים לבצע בדיקות מתיחה ולחיצה הם מגוונים, אך המשותף לכולם הוא שתמיד חשוב לנו לקבל תוצאות מהימנות. באמצעות מכשירי ה- Force Gauge, שמחירם נוח יותר ביחס לתאי כוח, אנו יכולים לעשות זאת.

קיימים שני אופנים לבדוק מתיחה ולחיצה: במדידה מכאנית או חשמלית, שכל אחת מהן מותאמת לדגם ספציפי של המכשיר.

מדידה מכאנית תתבצע באמצעות מדידת שינויי ההתמתחות או ההתכווצות של קפיץ, אשר נתוניהם מוצגים על ידי מחוג, הנע על גבי סקאלה תואמת.

לעומת זאת, מדידה חשמלית, שהיא גם מדויקת יותר ביחס למכאנית, מתבצעת בעזרת חיישנים המבוססים על רכיבים קרמיים זעירים, שבתוכם פלטה מתכתית דקה, אשר מוליכותה החשמלית משתנה, בהתאם לכוחות שמופעלים עליה.

הרכיבים הקרמיים אשר משמשים למדידה חשמלית זו מכונים גם  strain gauge.

מדים לחיזוק ברגים ומדידת כוח פיתולי או סיבובי

מדי Torque מכאניים משמשים באופן בלעדי כמפתחות מומנט למטרת חיזוקם של ברגים שונים במערכות מגוונות, כשהמחוג הייחודי אשר מותקן על גבי כל מפתח כזה, מראה את עוצמת הכוח המופעלת על הרכיב אותו מודדים.

מידת הדיוק של מדידה מכאנית זו אינו גבוה, ומנעד המומנטים שהוא מסוגל למדוד מוגבל, אך מחירי האביזרים הללו נוחים, והם מתאימים מאוד לחיזוקי ברגים.

מדי Torque חשמליים, לעומת זאת, הנם מכשירים משוכללים וחכמים יותר, אשר מודדים כוחות פיתוליים-סטטיים וסיבוביים-דינאמיים, באמצעות תאי כוח או חיישנים ייחודיים.

מכשירים למדידת מומנט סטטי

מכשיר ה –  Torque gauge מודד בעיקר מומנט סטטי, למגוון מטרות, כדוגמת חיזוק ברגים, בקרת איכות למוצרים שונים, וכן במעבדות מחקר ופיתוח בתחומים שונים בתעשייה.

יחידות המידה בהן נעשה שימוש במכשירי ה- Torque gauge כוללות פאונד או ליברה לאינץ' וניוטון למטר, וניתן אף למדוד באמצעותו את המומנט של רכיבים דינאמיים כמו מדחפים, מנועים, טורבינות וממסרות.

הכוח הנדרש לצורך הפרדת חומרי גלם 

במדידות ממין זה, מדובר בחישוב של הכוח הממוצע הדרוש על מנת ליצור הפרדה בין שני חומרי גלם המחוברים זה לזה, אשר מופעל במהירות קבועה במהלך הבדיקה, ומחולק ברוחבן של היחידות הנבדקות.

גם כאן, התוצאה הרווחת ואשר תוצג בתצוגה האלקטרונית תצביע על עומס שיא, וזאת ברמות דיוק מעולות.

מדידת מקדמי חיכוך – הכוח הנדרש ליצירת החלקה של שני משטחים הנוגעים זה בזה

במדידות מסוג זה, בודקים את היחס בין כוחות החיכוך לבין כוח הכבידה.

מדידות אלו משמשות על מנת להעריך את מידת הכוח הנדרשת כדי שמשטח העשוי מחומר גלם אחד יחליק על גבי משנהו, הנמצא עמו במגע.

חשוב לציין, שלמדידות מקדמי חיכוך, ישנן שתי תוצאות: האחת משקפת את הכוח הנחוץ כדי ליצור את התנועה ההתחלתית בין שני המשטחים, והיא קרויה מקדם חיכוך סטטי, ואילו השנייה, המכונה מקדם חיכוך קינטי, מתייחסת לכוח (שערכו נמוך יותר בדרך כלל), אשר נדרש ליצירת ההחלקה בזמן התנועה.

עומס השבירה – רף שיא הכוח שמופעל על רכיב מבלי שיישבר

במדידות הללו בודקים את מידת הכוח הנדרשת כדי להגיע לשבר בכבל, רכיב מתכתי או חומר אחר, שאיננו אלסטי, בעת שפועלים עליו כוחות מתיחה ולחיצה.

התוצאה תראה את רף שיא הכוח שיכול להיות מופעל על הרכיב, מבלי שיישבר, באמצעות רישום גרפי מידי, והיא מכונה כוח השבירה, אשר מבוטא בערכים של ליברות לאינץ' או של ניוטון למילימטר.

מדידת עייפות – אומדן אורך חייהם של רכיבים שונים

מטרתן של מדידות מסוג זה היא לאמוד את אורך חייו של מוצר או רכיב מסוים, ואת התקלות העתידיות שצפויות לקרות במהלך השימוש בו.

במדידות אלו, יופעלו כוחות לחיצה ומתיחה על הרכיב הנבדק באופן רצוף ומחזורי, למשך תקופה שנעה בין ימים ספורים למספר שבועות, כשהכוונה היא לדמות שימוש סביר במוצר מסוים.

בדרך זו ניתן לנבא, למשל, כל כמה זמן יש לבצע טיפולי תחזוקה וחלפים לדגמי רכבים חדשים או כלי תחבורה אחרים, כדוגמת מטוסים.

יש לך שאלה? נשמח לייעץ לך