Kas ir griezes stīvums?

Vērpes stingrība ir griezes momenta lielums, ko radiālā vārpsta var izturēt tās rotācijas laikā mehāniskā sistēmā. Koncepcija ir galvenā mehānikā un inženierzinātnēs, un griezes stīvums ir viens no galvenajiem mērspēkiem jebkurai mehāniskai sistēmai, kas griežas ap fiksētu asi. Šis spēks pastāv mašīnās, kas ir tik mazas kā kabatas pulkstenis un tik lielas kā smagas rūpniecības iekārtas. Ir ļoti svarīgi izprast sprieguma lielumu, ko var izturēt rotējoša vārpsta, pārraidot spēku caur pārējo mehānisko sistēmu.

Rotējošā mehāniskā sistēmā, ko darbina vārpsta, ir divu veidu stingrība — vērpes stīvums un lieces stīvums. Vēl viens, precīzāks veids, kā aprakstīt šos spēkus, ir tos saukt par vārpstas griezes un lieces spēku. Gan lieces, gan vērpes stingrību mēra mārciņās uz collu vai ņūtonos uz metru attiecībā pret vārpstas virsmas laukumu.

Vērpes stingrības ātrums ir spēcīgāks gar vārpstas pievilkto ārējo slāni (TOL) un vājāks gar vārpstas atslābināto ārējo slāni (LOL). Kad griezes momenta spēks griežas tajā pašā virzienā kā vārpstas kustība, enerģijas pārnešana ir daudz efektīvāka, jo griezes spēks saspiež TOL, ļaujot siltuma un berzes rezultātā izkliedēt mazāk enerģijas. Rotējošā mehāniskā sistēmā parasti ir vēlams lielāks vērpes stingrības līmenis gar TOL.

Kad griezes spēks griežas pret virzienu, kurā vārpsta griežas, vairāk enerģijas tiek pielietots gar vārpstas LOL. Tas var izraisīt ārkārtēju efektivitātes zudumu enerģijas pārvadē no radiālās vārpstas uz pārējo mehānisko sistēmu. Vārpstas dekompresija, slānim atbrīvojoties un izplešoties, ļauj lielākai daļai enerģijas izkliedēt no mehāniskās sistēmas, kas nozīmē, ka tiek pielikts mazāks spēks.

Parasti, ja viss pārējais ir vienāds, rotējoša mehāniskā sistēma vislabāk darbojas, ja sistēmai pieliktais spēks tiek pārnests caur radiālo vārpstu tajā pašā virzienā, kurā vārpsta griežas, lai pārnestu enerģiju no sistēmas. Šis fakts ierobežo konstruējamo mehānisko sistēmu daudzveidību un sarežģītību, taču ar harmoniskiem slāpētājiem un balansieriem var izveidot pretspēka rotācijas sistēmas, kas ir salīdzinoši efektīvas, ja vērpes stingrības līmenis ir augsts gar vārpstas LOL.