Czym są siłomierze i jakie mają zastosowanie?

Słowo „siła” jest używane potocznie często z naruszeniem dóbr semantycznych tego szanowanego w fizyce i technice pojęcia. O ile jeszcze „siła wiatru”, „siła wybuchu” są przykładami nieścisłości w definiowaniu, to „siła uczuć”, „siła przekonywania” nie chce mieć nic wspólnego z fizyką.

Pojęcie siły

Według definicji fizycznej siła to oddziaływanie powodujące ruch przyśpieszony przedmiotu posiadającego masę. Izaak Newton wyraził to wzorem F = ma i stwierdził, że masa m doświadcza przyśpieszenia a, jeśli poddana jest oddziaływaniu siły F, działającej w określonym kierunku, o określonej wielkości. Nie wszyscy uczestnicy lekcji fizyki go za to polubili, ale nie sposób się z nim nie zgodzić.

Ponieważ znajomość konkretnych wartości sił jest niezbędna w inżynierii i innych gałęziach przemysłu na całym świecie, instrumenty do precyzyjnego określania siły są powszechnie stosowane.

Co to jest siłomierz i do czego jest stosowany?

Siłomierz zwany także dynamometrem jest to urządzenie służące do pomiaru siły. Siłomierze wykorzystuje się w wielu dziedzinach życia: w nauce, technice, przemyśle, a także w gospodarstwach domowych.

Pomiar siły jest niezbędny do kontroli procesów, charakterystyki technicznej urządzeń, oceny przedmiotów. Za pomocą siłomierzy dokonuje się badania i pomiaru siły ściskania, rozciągania, łamania, zerwania, rozrywania, czy też siły ciągu lub nacisku. Stąd szerokie zastosowanie w przemyśle oraz w badaniach laboratoryjnych. Najprostszym dynamometrem jest waga sprężynowa, którą wykorzystujemy w gospodarstwie domowym.

Ze względu na budowę dynamometry możemy podzielić na:

• dynamometry analogowe (mechaniczne),
• dynamometry cyfrowe (elektroniczne).

Pierwsze siłomierze były wyposażone w wydłużającą się sprężynę oraz podziałkę wyskalowaną w jednostkach siły. Nowoczesne modele posiadają czujniki elektroniczne, najczęściej tensometryczne. Współczesne siłomierze, takie jak produkowane przez firmę AXIS, typu FB i FC są zaawansowanymi urządzeniami elektronicznymi. Są bardzo precyzyjne i potrafią dokonać do tysiąca pomiarów na sekundę. Dane z pomiaru można zapisać na karcie SD lub przesłać do komputera. Wyniki pomiarów przedstawia się w formie cyfrowej oraz graficznej. Podstawową jednostką pomiaru w układzie SI jest Niuton, ale większość współczesnych modeli podaje wyniki również w innych jednostkach siły.

Klucze i wkrętarki dynamometryczne

Ze względu na wysokie wymagania jakości i niezawodności stawiane współczesnym maszynom istotne stało się określanie zakresu sił dokręcania elementów łącznych: wkrętów, nakrętek itp. Popularne stały się zatem narzędzia umożliwiające spełnienie tych wymagań: klucze dynamometryczne, skalowane wkrętarki. Szczególnie pożądane są w motoryzacji i budownictwie. Tego typu sprzęt jest nieodzowny także w punktach serwisowych. Powszechne czynności związane z naprawą auta czy wymianą kół powinny się odbywać za pomocą kluczy lub wkrętarek dynamometrycznych. Stosowanie takich narzędzi zapewnia stabilne oraz bezpieczne mocowanie. Chroni również przed nadmiernym naprężeniem materiału łącznika, podkładki lub uszczelki, co mogłoby spowodować późniejszą awarię. Do kontroli i kalibracji kluczy i wkrętarek dynamometrycznych firma AXIS stworzyła siłomierze skrętne typu FSB i FSC.

Siłomierze skrętne do zadań specjalnych

Siłomierze skrętne typu FSA to sprzęty zasłużone na polu walki z jednym z kuchennych koszmarów: niedającymi się odkręcić słoikami. Pozwalają one na dokonanie pomiaru „siły odkręcania” słoików lub butelek, czyli momentu obrotowego potrzebnego do odkręcenia nakrętki. Urządzenia te są doceniane w przemyśle produkcyjno-spożywczym.

Dodatkowe akcesoria, niezbędny element stanowiska pomiaru siły

W zależności od ich przeznaczenia odpowiednie doposażenie siłomierzy jest niezbędne. Firma AXIS oferuje liczne akcesoria w postaci uchwytów, zacisków, haków oraz statywów, bez których nie byłyby możliwe prawidłowe pomiary.