Что такое крутящий момент, и почему это важно для инструмента

29.01.2024

В нашем каталоге у многих электроинструментов указаны такие параметры, как скорость вращения и крутящий момент. Если со скоростью все понятно (она означает частоту вращения выходного вала в об/мин), то момент — менее очевидная характеристика. Интуитивно он понятен каждому пользователю, имеющему хотя бы малейший опыт работы с электроинструментами: если у прибора не хватает крутящего момента, то он попросту «не тянет» и не может полноценно выполнять работу, «задыхаясь» под нагрузкой. Но у этой характеристики есть множество деталей и нюансов, которые заставили нас посвятить целую статью крутящему моменту шуруповертов, гайковертов и некоторых других электроинструментов.

Что имеется в виду под крутящим моментом

Если говорить простыми словами, не особо углубляясь в физику, то крутящий момент можно охарактеризовать, как силу, которая вращает выходной вал инструмента. Чем больше момента — тем больше «тяги» на валу, тем выше способность выдерживать большие нагрузки, тем лучше инструмент справляется с сопротивлением со стороны обрабатываемого материала.

Крутящий момент измеряется в ньютон-метрах. Один ньютон-метр — это момент, который возникает, если к концу рычага, имеющего длину 1 м, приложить усилие 1 Н.

Если учесть, что 1 Н примерно равен 100 г, то крутящий момент 30 Нм (характеристика хорошего шуруповерта бытового класса) означает, что электродвигатель инструмента через редуктор выдает на выходной вал силу, которая по величине равна воздействию веса 3 кг на рычаг длиной 1 м.

Крутящий момент можно наглядно продемонстрировать таким вот образом.

Значение крутящего момента для моторов электроинструментов или транспортных средств легко понять, если вспомнить, что он «зашит» в формулу определения мощности любого двигателя и «отвечает» за эту мощность ровно в той же степени, что и скорость вращения.

Формула расчета мощности в зависимости от крутящего момента и оборотов.

В вышеприведенной формуле учитываются характеристики на выходном валу:

• P — это мощность в киловаттах (кВт);
• M — это крутящий момент в ньютон-метрах (Нм);
• N — это частота вращения в оборотах за минуту (об/мин).

Крутящий момент шуруповерта

Теория может выглядеть запутанной или не вполне очевидной. Значение крутящего момента будет проще понять, рассматривая практические аспекты. Взять, к примеру, шуруповерты — инструменты, для которых крутящий момент является одним из ключевых параметров (он обязательно указывается в технических характеристиках каждой модели).

В случае шуруповерта момент можно образно описать, как силу, с которой инструмент может поворачивать насадку (биту или сверло). От данной характеристики зависит, какое сопротивление сможет преодолеть шуруповерт, и какие работы можно выполнять с его помощью.

• 4 – 5 Нм — такая сила примерно соответствует усилию затяжки винта, которое можно обеспечить при использовании обычной ручной отвертки. Примерно такой же крутящий момент обычно имеют аккумуляторные электроотвертки;
• 15 – 20 Нм — такое значение крутящего момента обычно имеют инструменты, предназначенные для закручивания маленьких шурупов при монтаже гипсокартона или фанеры на каркас из металлопрофиля;
• 30 – 50 Нм — типичные характеристики для универсального шуруповерта, позволяющие закручивать саморезы среднего размера (диаметром до 5 – 6 мм и длиной до 70 – 80 мм) в пластиковые дюбели или древесину не самых твердых пород;
• 75 – 100 Нм — крутящий момент мощных инструментов, которые используются профессиональными строителями и монтажниками для высверливания отверстий под кронштейны и работы с крепежом крупного размера;
• 100 Нм – 200 Нм — очень большое усилие затяжки, которое встречается исключительно у ударных шуруповертов и позволяет крутить даже длинные «глухари» — крупные саморезы длиной 15 – 25 см, предназначенные для соединение балок в деревянных конструкциях. Инструмент с моментом больше 100 Нм может легко сломать пополам биту среднего качество, поэтому для таких шуруповертов покупают специальные «импульсные» рабочие насадки.

Следует отметить, что большой крутящий момент нужен далеко не для всех задач. Поэтому почти каждый шуруповерт оснащен регулировочной муфтой, позволяющей изменять усилие затяжки. Как правило, она имеет 15 – 20 позиций — вполне достаточно для того, чтобы настроить инструмент для работы с тем или иным материалом. Вращая кольцо регулятора, можно изменить значение момента, при котором муфта отсоединит патрон от редуктора. Благодаря возможности регулировки усилия, один и тот же шуруповерт можно использовать для закручивания винтов и саморезов в разные материалы: от мягких и «деликатных», которые легко повредить при неосторожном обращении, до твердых и плотных.

Дрель-шуруповерт с муфтой для регулировки крутящего момента.

Жесткий и мягкий крутящий момент

Некоторые производители электроинструментов «козыряют» большим значением крутящего момента у своих шуруповертов, но при этом не любят вдаваться в детали. Другие фирмы (как правило, более именитые и авторитетные) в инструкции по эксплуатации указывают отдельно «жесткий» и «мягкий» момент. У многих пользователей возникают вопросы: в чем заключается разница между «жестким» и «мягким» крутящим моментом, и как эти характеристики влияют на работу шуруповерта? Попробуем вкратце объяснить.

• «Жесткий» — это кратковременное, пиковое значение крутящего момента. Представим себе такой сценарий работы: с помощью шуруповерта вы закручиваете винт в резьбовое отверстие, сделанное в какой-либо металлической детали. Винт легко, практически без усилий идет по резьбе — БАМ! — дошел до конца и ударился шляпкой о поверхность детали. Это кратковременное (длящееся буквально долю секунды) пиковое усилие, с которым инструмент изо всех сил дотягивает винт, и является «жестким» крутящим моментом.
• «Мягкий» — это крутящий момент, который можно измерить при каком-либо длительном процессе. В качестве демонстрации можно выбрать такой пример: берем длинный саморез и загоняем его в древесину с помощью шуруповерта. Сначала процесс идет легко, но, по мере углубления самореза в толщу дерева миллиметр за миллиметром, нагрузка на шуруповерт растет, и в какой-то момент он останавливается, не имея сил дальше крутить крепежное изделие. Это «мягкий» крутящий момент — усилие, которого можно достичь при постепенном и плавном возрастании нагрузки.

На нижеприведенных графиках хорошо видно, как растет крутящий момент, необходимый для закручивания крепежных изделий в мягкие материалы (дерево) и твердые (металл). Графики наглядно демонстрируют, что «мягкий» момент всегда меньше «жесткого». Поэтому не удивительно, что многие производители в характеристиках инструмента указывают только большее число, соответствующее «жесткому» моменту. Тем не менее, конкретно для шуруповерта (инструмента, изначально предназначенного именно для закручивания шурупов и саморезов) более важным параметром является именно «мягкий» крутящий момент, так как он объективнее показывает возможности той или иной модели. Поэтому при выборе шуруповерта стоит обращать внимание не только на паспортные характеристики, но и заглядывать в инструкции по эксплуатации, смотреть видео с обзорами или читать отзывы — искать дополнительную информацию, более подробно раскрывающую способности и возможности того или иного инструмента.

Кривые роста усилия затяжки: слева — при завинчивании самореза в древесину, справа — при закручивании винта в металлическую заготовку.

Крутящий момент гайковерта

А вот для гайковертов, в отличие от шуруповертов, важен именно «жесткий» крутящий момент — пиковое значение усилия, необходимого для того, чтобы максимально туго затянуть крепеж или «сорвать» соединение, «прикипевшее» из-за коррозии. Чем выше усилие затяжки — тем более сложные задачи можно решить с помощью гайковерта.

• 150 Нм – 200 Нм — такого момента вполне достаточно, чтобы откручивать и закручивать колесные болты, на которых держатся диски обычного легкового автомобиля, и при этом не опасаться повредить резьбу.
• 250 Нм – 300 Нм — нормальные характеристики для универсального гайковерта, который используется в гараже или на небольшом автосервисе. Такого момента хватает не только для работы с колесными болтами, но и для того, чтобы открутить ступичную гайку или «разобраться» с приржавевшим крепежом размером до М20.
• 500 Нм – 1000 Нм — настолько большой крутящий момент нужен для инструмента, с помощью которого ремонтируют грузовики и спецтехнику или выполняют монтаж и разборку металлоконструкций.

Поскольку слишком большим усилием можно повредить крепеж или сорвать резьбу, редукторы мощных гайковертов имеют, как правило, несколько скоростей (не менее 2 – 3, но в отдельных случаях и до 5 – 6), которые отличаются по крутящему моменту — это дает возможность подобрать оптимальный режим для работы с крепежом определенного размера.

А что по другим инструментам?

Другие электроинструменты, кроме шуруповертов и гайковертов, не могут похвастаться возможностью регулировки момента на выходном валу. Но для некоторых из них крутящий момент тоже важен (в той или иной степени). Например, дрель должна иметь достаточно момента, чтобы не было «просадки» оборотов при увеличении нагрузки, и чтобы можно было использовать оснастку большого диаметра (перьевые сверла, сверла Форстнера, кольцевые коронки и др.). У бетономешалок и ручных миксеров от момента зависит, сможет ли техника переворачивать и перемешивать бетон и строительные смеси. А у дисковой пилы или штробореза выходное усилие на валу определяет, сможет ли инструмент справляться с большими нагрузками, преодолевая сопротивление распиливаемого материала.

Краткое резюме

Как показано выше, крутящий момент важен (в большей или меньшей степени) для многих видов электроинструментов и строительного оборудования. Как правило, чем больше крутящего момента — тем больше возможностей. Но иногда усилие на выходном валу бывает и чрезмерным (инструмент со слишком большим моментом может сорвать резьбу или, скажем, насквозь продырявить доску шурупом). Поэтому всегда следует подбирать инструменты под определенные задачи или конкретный род деятельности.

Статья полезна? Да 2 Нет 2