Chiều dài tay quay cảo chữ C
Cảo chữ C có một tay quay để vặn trục vít me tạo lực kẹp nhưng cũng dùng để tính toán momen xoắn và lực ép như thế nào
Đơn vị đo: mm (Tìm hiểu thêm mi-li-mét)
Tay quay của cảo chữ C
Cảo chữ C hoạt động dựa trên nguyên lý tạo lực ép nhờ một trục vít me
Trục vít có 2 đầu, một đầu gắn má kẹp và đầu còn lại gắn một tay qay để dễ vặn trục vít. Chiều dài của tay quay này là một thông số quan trọng để tính toán lực ép lên má cảo.
Một số loại cảo cần áp lực đặc biệt lớn, người ta không lắp sẵn tay quay mà thường để một mũ lục giác để có thể vặn bằng cờ lê:
Chiều dài tay quay của cảo đo thế nào
Với các cảo lắp sẵn tay quay, để đo chiều dài tay quay các bạn chỉ cần dùng một chiếc thước kẻ để đo là đủ
Ví dụ như chiếc cảo vàng này, chiều dài tay quay là 96mm
Với những cảo không lắp sẵn, chiều dài tay quay phụ thuộc vào dụng cụ vặn. Nếu bạn dùng cờ lê thì đó chính là khoảng cách từ mũi cờ lê đến chỗ bạn cầm vào cờ lê trên cán.
Chiều dài tay quay của cảo dùng để làm gì ?
Thường thì các nhà sản xuất sẽ thiết kế tay quay của cảo có độ dài cỡ chiều sâu lòng cảo, bằng khoảng 60% độ mở của cảo. Tuy nhiên các hãng khác nhau sẽ dùng
tay quay có chiều dài khác nhau với cùng một kích cỡ. Tại sao lại như vậy, đó là vì chiều dài tay quay sẽ quyết định độ lớn lực kẹp, tay quay càng dài thì lực kẹp càng lớn.
Cách tính toán lực kẹp từ độ dài tay quay của Cảo
- Gọi độ dài tay quay của cảo là L (đo bằng milimet)
- Gọi bước ren của trục vít me là s ( đo bằng milimet)
- Lực vặn của tay người vuông góc với tay quay là F ( đo bằng Niu tơn, cỡ lớn nhất là 20N với người bình thường vặn tay)
- Lực ép của má vít me là P
Khi vặn đủ một vòng thì công sinh ra khi tay quay đi một vòng chu vi đúng bằng công cản của trục vít me đi một bước ren. Tức là:
3.14 * L * F = s * P
Do đó lực ép sẽ là:
P =3.14 * L* F / s
Ví dụ với chiếc cảo 3 inch ở trên hình, bước ren s = 2mm, tay quay L = 96mm, lực ép F = 20N thì lực tạo ra là
P = 3.14 * 96mm * 20N / 2mm = 3014N ~ 3kN
Một lực ép 3 kN (ki lô Ni tơn) tương ứng trọng lượng vật nặng 300 kg !
Do đó , trong thực tế khi bạn vặn hết sức, có thể tạo ra vết hằn trên gỗ từ các má kẹp kia
Tính toán mô men xoắn khi vặn
Mô men xoắn chính là tích của chiều dài tay quay với lực ép vuông góc với tay quay và thường đo theo đơn vị Nm (Niu tơn mét )
M = L * F
Với ví dụ trên
M = 96mm * 20N = 1920 n.mm ~ 2Nm
Mô men 2Nm bằng cỡ một nửa mô men tạo ra bởi các máy bắt vít thông thường và không phải là một mô men xoắn lớn khi thao tác cơ khí. Với các loại cảo phải dùng cờ lê để vặn, mô men sẽ lớn hơn nhiều.
Công cụ tốt hy vọng một vài bài toán nhỏ bên trên sẽ giúp các bạn hình dung ra thông số độ dài tay quay của Cảo có ý nghĩa gì.
Vì sao cảo nhựa hay vặn bằng núm ?
Trong thực tế, một số cảo làm từ nhựa, đặc biệt là trong chế tác thủ công. Khi đó tay quay chỉ là một núm vặn cánh bướm mà thôi, tại sao vậy ?
Chiếc cảo chữ C này bằng nhựa và chỉ vặn bằng một núm cánh bướm, lý do là nó chỉ cần tạo ra mô men xoắn nhỏ thôi, trong giới hạn chịu đựng của vật liệu nhựa
