本期是笔者第一次尝试写无关AMM翻译的文章。本期的出发点,来自于我第一次上夜班,带教师傅给我们讲解换轮课程,其中一句“力矩均匀”,让我印象深刻。“力矩”在物理学中一个描述转动趋向的量,为什么会有“均匀”一说?本文就会从多种角度分析,告诉你为何我们磅力的时候需要同时转动轮胎。
题目为究竟“何为力矩均匀” ,我们先探讨下什么是力矩。力矩一词的说法,来自洗澡都不安静的古希腊物理学家阿基米德,在对杠杆进行研究时,提出了力矩的概念,指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向。转动力矩又称为扭矩。我们来寻找下boeing磅力转轮的理论依据: REF BOEING737NG AMM32-45-11 400-801 当我们回头再来看AMM手册,“力矩均匀”这一论点就会不攻自破,磅力需要转轮为了均匀力矩,莫非我们松螺母的时候也要力矩均匀不可?我们在松螺母时,标准工具可不是力矩扳手(对为什么要先磅力550ft*lb原因有兴趣的朋友,可以搜索一下预紧力,这里不做过多阐述)。这里的问题一直困扰了我很久,直到有一天在阅读空客A320版面的时候,偶然发现了的一句话,忽然让我有了线索。 “in the same direction”同样是换轮磅力矩,为什么空客要求磅力的时候要相同方向转动轮子?莫非相同方向转动的轮子磅力更加均匀? 绝不是!其实这个问题很好理解,我们来尝试着简化下这个模型(实际情况会复杂很多,这里仅作说明用),假设我们轮胎转动速度是a,我们是同力矩扳手转动螺母时,螺母转动速度是b,完成磅力的时间为t,螺母和轮胎间的摩擦力为f。①相同方向时,产生的热能就是|a-b|*t*f②相反方向时,产生的热能就是(a+b)*t*f。 (a+b)×t×f>|a-b|×t×f 这个结果你就可以看到,相同方向的转动的轮子摩擦耗能更少。 我们依旧从摩擦耗能这个观点去解释转轮胎问题,中学的时候就学过静摩擦>滑动摩擦>滚动摩擦(不是所有滚动摩擦都小于滑动摩擦) 为什么静摩擦>滑动摩擦,这个不过多累述。我们主要讲下与本节有关的滚动摩擦<滑动摩擦的原因。 我们在这里假设Fz1是轮子变形后前端压缩,后端松弛,法向反作用力向前偏移了一段距离a。r是轮子半径 。W1为重力,Fp1为水平推力,Fx1为地面切向反作用力,Tf1 是Fz1产生的阻力矩,Tf1=aFz1。 轮子在竖直方向上没有运动所以有:Fz1=W1 轮子匀速转动,所以合力矩为零:Tf1=a×Fz1=r×Fx1 那么Fx1=(a/r)×Fz1=(a/r)×W1 ,我们可以把a/r当成一个滚动阻力系数记作 Cf:Fx1=Cf×W1是不是和滑动摩擦公式很像f=μxW1?a远小于r,所以Cf就很小。
经过上面的种种分析,我相信大家就可以很好明白磅力转轮的原因了。当我们在使用力矩扳手的时候,转动轮胎,由于摩擦力小的原因,可以使垫片、轮胎、螺母、轴四者更好贴合。当我们用快卸松掉预紧力,同样转动轮子,也会防止较大的摩擦力把轮子和垫片偏移。
|