Kaj je torzijska togost?

Torzijska togost je merilo količine navora, ki ga lahko vzdrži radialna gred med vrtenjem v mehanskem sistemu. Koncept je osrednji za osnovno mehaniko in inženiring, torzijska togost pa je ena od ključnih meril za vsak mehanski sistem, ki se vrti na fiksni osi. Ta sila obstaja v tako majhnih strojih kot žepna ura in tako velikih kot težka industrijska oprema. Ključnega pomena je za razumevanje količine obremenitve, ki jo lahko zdrži vrteča se gred, medtem ko prenaša silo skozi preostali mehanski sistem.

V vrtečem se mehanskem sistemu, ki ga poganja gred, obstajata dve vrsti togosti – torzijska togost in upogibna togost. Drug, natančnejši način za opis teh sil je, da jih imenujemo torzijska in upogibna trdnost gredi. Tako upogibna kot torzijska togost se merita v funtih na palec ali newtonih na meter glede na površino gredi.

Stopnja torzijske togosti je močnejša vzdolž zategnjene zunanje plasti (TOL) gredi in šibkejša vzdolž zrahljane zunanje plasti (LOL) gredi. Ko se sila navora vije v isto smer kot gibanje gredi, je prenos energije veliko učinkovitejši, ker vzvojna sila stisne TOL, kar omogoča, da se manj energije razprši s toploto in trenjem. Višja stopnja torzijske togosti vzdolž TOL je na splošno zaželena pri vrtečem se mehanskem sistemu.

Ko se torzijska sila obrne proti smeri, v kateri se gred vrti, se več energije uporabi vzdolž LOL gredi. To lahko povzroči izjemno izgubo učinkovitosti pri prenosu energije z radialne gredi na preostali del mehanskega sistema. Dekompresija gredi, ko se plast zrahlja in razširi, omogoča, da se več energije razprši iz mehanskega sistema, kar pomeni, da je uporabljena manjša sila.

Na splošno, če je vse ostalo enako, vrteči se mehanski sistem najbolje deluje, če se sila, ki deluje na sistem, prenese skozi radialno gred v isti smeri, kot se gred vrti, da prenese energijo iz sistema. To dejstvo omejuje raznolikost in kompleksnost mehanskih sistemov, ki jih je mogoče izdelati, vendar je s harmonskimi blažilniki in balansirji mogoče zgraditi protisilo vrtljive sisteme, ki so relativno učinkoviti, ko so ravni torzijske togosti visoke vzdolž LOL gredi.