不同情况下力矩扳手标定力矩值的计算
河北维修部 艾英岭
力矩扳手（TORQUE WRENCH）又叫扭矩扳手、扭力扳手、扭矩可调扳手，是扳手的一种。
在飞机实际维护工作中,经常需要用力矩扳手来将螺帽，螺栓，接头，卡子等螺纹连接件拧紧到一定力矩值，这样既保证能正确的拧紧，又不破坏螺纹连接。
力矩扳手一般分为两种，测力矩扳手和定力矩扳手：
（1）测力矩扳手原理：由刻度盘、指针等组成，如图1所示。利用弹性件的变形量正比于拧紧力矩的原理，借助手柄上的指针指示刻度扳上拧紧力矩值,以控制拧紧力
图1，测力矩扳手构造示意图
（2）定力矩扳手原理：由卡盘、圆柱销、弹簧等机构组成。当拧紧力矩超过规定值时，弹簧被压缩，卡盘与圆柱销之间打滑，这时会听到咔嗒一声响，表示已经拧紧到预设定力矩。如果继续转动手柄，卡盘不再回转，拧紧力矩的大小可用螺钉调整弹簧压力来加以控制。现在我们在实际工作中常用到的就是这种力矩扳手。
图2，定力矩扳手构造示意图
在实际工作中，由于受空间的限制或者需要适应不同的零件形状，我们经常需要使用适配器，加力杆等与力矩扳手相配合，增加了适配器，加力杆等以后如何确定力矩扳手的读数呢？
我们将力矩扳手拧紧被紧固件简化为如图A所示的悬臂梁力学模型，设作用在力矩扳手手柄处的力为P，扳手任意一截面距固定点的距离为x, 则该截面的剪力方程和弯矩方程为
Q(x)=-P
T(x)=-P*x
其剪力图和弯矩图分别如图B和图C所示
图A：力学模型
图B：剪力图
图C 弯矩图
由此我们可以得出结论，力矩扳手任意截面处的剪力Q都等于作用力P，而任意截面处的弯矩与该截面与力外力作用点的距离成正比，在固定点处的弯矩（也就是施加给螺栓，螺帽等螺纹连接件的扭力）最大
下面以加了适配器和加力杆的力矩扳手为例，来说明要求的力矩值与力矩扳手读数值之间的关系，加了适配器和加力杆的力矩扳手如下图：
设螺纹连接件处要求的力矩值为T,力矩扳手的读数为T1,注意T1对应的位置是扳手与适配器连接处，螺纹连接件到理的作用线的距离是A+B+C，扳手与适配器连接处的距离是A+C
如前所述，任意截面处的弯矩与该截面与力外力作用点的距离成正比，所以有
T1/T=（A+C）/(A+B+C)
例如：要求的力矩值T=150磅*英寸
力矩扳手的有效长度为A=12英寸
适配器的有效长度为B=3英寸
加力杆的有效长度C=15英寸
我们需要将力矩扳手的力矩定为T1=(12+15)/(12+2+15)*150=135磅*英寸
同理：我们可以得到以下几种情形的扳手指示力矩和螺纹连接件要求力矩之间的关系：
情形1：扳手前面安装了适配器
情形2：扳手后面安装了加力杆
情形3：扳手前面加了加力杆和适配器
情形4：最先提到并且作为例子的情形作为情形4
情形5：适配器与力矩扳手不在一条直线上也不成90度
情形6：适配器与力矩扳手不在一条直线上并成90度
情形5和情形6应该尽量避免，如无法避免，应满足以下要求：
（1） 适配器的长度加上适配器和力矩扳手之间的加力杆（如装有）的长度之和不能大于力矩扳手的长度
（2） 作用在扳手上的力与扳手的夹角在
在实际工作中，我们还可能遇到其他的情形，只要我们掌握了上述的计算原理，就可以针对不同的情形进行正确的计算，以确定需要在力矩扳手上标定的力矩值
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