Що мається на увазі під крутним моментом

Якщо говорити простими словами, не особливо заглиблюючись у фізику, то крутний момент можна охарактеризувати, як силу, яка обертає вихідний вал інструменту. Чим більше моменту – тим більше «тяги» на валу, тим вища здатність витримувати великі навантаження, тим краще інструмент справляється з опором з боку матеріалу, що обробляється.

Крутний момент вимірюється у ньютон-метрах. Один ньютон-метр – це момент, який виникає, якщо до кінця важеля, що має довжину 1 м, докласти зусилля 1 Н.

Якщо врахувати, що 1 Н приблизно дорівнює 100 г, то крутний момент 30 Нм ( характеристика гарного шурупокрута побутового класу) означає, що електродвигун інструменту через редуктор видає на вихідний вал силу, яка за величиною дорівнює впливу ваги 3 кг на важіль довжиною 1 м.

Крутний момент можна наочно продемонструвати таким чином.

Значення крутного моменту для моторів електроінструментів або транспортних засобів легко зрозуміти, якщо згадати, що він «зашитий» у формулу визначення потужності будь-якого двигуна і «відповідає» за цю потужність рівно в тій же мірі, що і швидкість обертання.

Формула розрахунку потужності залежно від крутного моменту та обертів.

У наведеній вище формулі враховуються характеристики на вихідному валу:

  • P – це потужність у кіловатах (кВт);
  • M – це крутний момент у ньютон-метрах (Нм);
  • N – це частота обертання в обертах за хвилину (об/хв).

Крутний момент шурупокрута

Теорія може бути заплутаною чи не цілком очевидною. Значення крутного моменту буде простіше зрозуміти, розглядаючи практичні аспекти. Взяти, наприклад, шурупокрути – інструменти, для яких крутний момент є одним з ключових параметрів (він обов'язково вказується в технічних характеристиках кожної моделі).

У разі шурупокрута момент можна образно описати, як силу, з якою інструмент може повертати насадку ( біту чи свердло). Від цієї характеристики залежить, який опір зможе подолати шурупокрут, і які роботи можна виконувати з його допомогою.

  • 4-5 Нм – така сила приблизно відповідає зусиллю затягування гвинта, яке можна забезпечити при використанні звичайної викрутки. Приблизно такий же крутний момент зазвичай мають акумуляторні електровикрутки;
  • 15-20 Нм — таке значення крутного моменту зазвичай мають інструменти, призначені для закручування маленьких шурупів при монтажі гіпсокартону або фанери на каркас з металопрофілю;
  • 30-50 Нм – типові характеристики для універсального шурупокрута, що дають змогу закручувати шурупи середнього розміру (діаметром до 5-6 мм та довжиною до 70-80 мм) у пластикові дюбелі або деревину не найтвердіших порід;
  • 75-100 Нм – крутний момент потужних інструментів, які використовуються професійними будівельниками та монтажниками для висвердлювання отворів під кронштейни та роботи з кріпленням великого розміру;
  • 100 Нм -200 Нм – дуже велике зусилля затягування, яке зустрічається виключно у ударних шурупокрутів і дає змогу крутити навіть довгі «глухарі» – великі шурупи довжиною 15-25 см, призначені для з'єднання балок у дерев'яних конструкціях. Інструмент з моментом більше 100 Нм може легко зламати навпіл біту середньої якості, тому для таких шурупокрутів купують спеціальні «імпульсні» робочі насадки.

Слід зазначити, що великий крутний момент потрібен далеко не для всіх задач. Тому майже кожен шурупокрут оснащений регулювальною муфтою, що дає можливість змінювати зусилля затягування. Як правило, вона має 15-20 позицій – цілком достатньо для того, щоб налаштувати інструмент для роботи з тим чи іншим матеріалом. Повертаючи кільце регулятора, можна змінити значення моменту, коли муфта від'єднає патрон від редуктора. Завдяки можливості регулювання зусилля, один і той же шурупокрут можна використовувати для закручування гвинтів та шурупів у різні матеріали: від м'яких і «делікатних», які легко пошкодити при необережному поводженні, до твердих і щільних.

Дриль-шурупокрут з муфтою для регулювання крутного моменту.
Популярні шурупокрути

Жорсткий і м'який крутний момент

Деякі виробники електроінструментів «козиряють» великим значенням крутного моменту у своїх шурупокрутів, але при цьому не люблять вдаватися в деталі. Інші фірми (як правило, іменитіші і авторитетніші) в інструкції з експлуатації вказують окремо «жорсткий» і «м'який» момент. У багатьох користувачів виникають питання: в чому полягає різниця між «жорстким» і «м'яким» крутним моментом і як ці характеристики впливають на роботу шурупокрута? Спробуємо коротко пояснити.

  • «Жорсткий» – це короткочасне, пікове значення крутного моменту. Уявімо такий сценарій роботи: за допомогою шурупокрута ви закручуєте гвинт у різьбовий отвір, зроблений в будь-якій металевій деталі. Гвинт легко, практично без зусиль йде різьбленням — БАМ! — дійшов до кінця і вдарився капелюшком об поверхню деталі. Це короткочасне (що триває буквально частку секунди) пікове зусилля, з яким інструмент щосили дотягує гвинт, і є «жорстким» крутним моментом.
  • «М'який» – це крутний момент, який можна виміряти при якомусь тривалому процесі. Як демонстрацію можна вибрати такий приклад: беремо довгий саморіз і заганяємо його в деревину за допомогою шурупокрута. Спочатку процес йде легко, але, в міру поглиблення шурупа в товщу дерева міліметр за міліметром, навантаження на шурупокрут зростає, і в якийсь момент він зупиняється, не маючи сил далі крутити кріпильний виріб. Це «м'який» крутний момент — зусилля, якого можна досягти при поступовому і плавному зростанні навантаження.

На наведених нижче графіках добре видно, як росте крутний момент, необхідний для закручування кріпильних виробів в м'які матеріали (дерево) і тверді (метал). Графіки наочно демонструють, що «м'який» момент завжди менший за «жорсткий». Тому не дивно, що багато виробників у характеристиках інструменту вказують лише більше число, що відповідає «жорсткому» моменту. Тим не менш, конкретно для шурупокрута (інструменту, першопочатково призначеного саме для закручування шурупів і саморізів) більш важливим параметром є саме «м'який» крутний момент, оскільки він об'єктивніше показує можливості тієї чи іншої моделі. Тому при виборі шурупокрута варто звертати увагу не тільки на паспортні характеристики, а й заглядати в інструкції з експлуатації, дивитися відео з оглядами або читати відгуки – шукати додаткову інформацію, яка більш детально розкриває можливості того чи іншого інструменту.

Криві зростання зусилля затягування: ліворуч – при загвинчуванні саморіза в деревину, праворуч – при закручуванні гвинта в металеву заготівлю.

Крутний момент гайкокрута

А ось для гайкокрутів, на відміну від шурупокрутів, важливий саме «жорсткий» крутний момент — пікове значення зусилля, необхідного для того, щоб максимально туго затягнути кріплення або «зірвати» з'єднання, що «прикипіло» через корозію. Чим вище зусилля затягування – тим складніші задачі можна вирішити за допомогою гайкокрута.

  • 150 Нм-200 Нм – такого моменту цілком достатньо, щоб відкручувати та закручувати колісні болти, на яких тримаються диски звичайного легкового автомобіля, і при цьому не побоюватися пошкодити різьблення.
  • 250 Нм-300 Нм – нормальні характеристики для універсального гайкокрута, який використовується у гаражі або на невеликому автосервісі. Такого моменту вистачає не тільки для роботи з колісними болтами, але і для того, щоб відкрутити ступичну гайку або «розібратися» з кріпленням, що приржавіло, розміром до М20.
  • 500 Нм-1000 Нм — настільки великий крутний момент потрібен для інструменту, за допомогою якого ремонтують вантажівки і спецтехніку або виконують монтаж і розбирання металоконструкцій.

Оскільки занадто великим зусиллям можна пошкодити кріплення або зірвати різьблення, редуктори потужних гайкокрутів мають, як правило, кілька швидкостей (не менше 2-3, але в окремих випадках і до 5-6), які відрізняються за крутним моментом – це дає можливість підібрати оптимальний режим роботи з кріпленням певного розміру.

Популярні гайкокрути

А що по іншим інструментам?

Інші електроінструменти, крім шурупокрутів та гайкокрутів, не можуть похвалитися можливістю регулювання моменту на вихідному валу. Але для деяких з них крутний момент теж важливий (в тій чи іншій мірі). Наприклад, дриль повинен мати достатньо моменту, щоб не було «просідання» обертів при збільшенні навантаження, і щоб можна було використовувати оснащення великого діаметра (пір'яні свердла, свердла Форстнера, кільцеві коронки тощо). У бетономішалок та ручних міксерів від моменту залежить, чи зможе техніка перевертати та перемішувати бетон та будівельні суміші. А у дискової пили або штроборіза вихідне зусилля на валу визначає, чи зможе інструмент справлятися з великими навантаженнями, долаючи опір матеріалу, що розпилюється.

Популярні дрилі

Коротке резюме

Як показано вище, крутний момент важливий (більшою чи меншою мірою) для багатьох видів електроінструментів та будівельного обладнання. Як правило, чим більше крутного моменту — тим більше можливостей. Але іноді зусилля на вихідному валу буває надмірним (інструмент із занадто великим моментом може зірвати різьблення або, скажімо, наскрізь продірявити дошку шурупом). Тому завжди слід підбирати інструменти під певні задачі чи конкретний вид діяльності.