Ilmainen suunnittelutyökalu
Voimayksikkömuunnin
Muunna kaikkien tärkeimpien voimayksiköiden välillä välittömästi. Newton, kilonewton, paunavoima, kilogrammavoima ja muita näytetään samanaikaisesti.
Kaikki yksiköt
Joukkoyksiköt
Newton (N) on voiman SI-yksikkö: 1 N = 1 kg·m/s². Muita yleisiä yksiköitä ovat:
| Yksikkö | = Newtonia | Huomautukset |
|---|---|---|
| 1 dyn | 0.00001 | CGS-yksikkö (1 g·cm/s²) |
| 1 annos | 0.138255 | Pauna (1 lb·ft/s²) |
| 1 N | 1 | SI-yksikkö |
| 1 daN | 10 | Dekanewton ≈ 1 kgf |
| 1 kgf | 9.80665 | Kilogrammavoima (= 1 kg × g) |
| 1 paunaa jalkopäätä | 4.44822 | Paunavoima |
| 1 kN | 1000 | Kilonewton |
| 1 kippi | 4448.22 | Kilopoundi (1000 lbf) |
| 1 miljoonaa dollaria | 1000000 | Meganewton |
Yleisiä vastaavuuksia
1 kgf = 9,80665 N (tarkalleen, standardipainovoiman määritelmän mukaan)
1 paunaa jaardia tunnissa = 4,44822 N
1 daN ≈ 1,0197 kgf (käytetään usein keskenään eurooppalaisessa käytännössä)
Yleiset suunnitteluvoima-arvot
| Lähtöpaikka → Määränpää | Kerro luvulla | Esimerkki |
|---|---|---|
| N → lbf | 0.22481 | 100 N = 22,48 paunaa jalustalla |
| lbf → N | 4.44822 | 100 paunaa ja jalanjälkiä = 444,8 N |
| N → kgf | 0.10197 | 100 N = 10,20 kgf |
| kgf → N | 9.80665 | 100 kgf = 980,7 N |
| kN → kip | 0.22481 | 10 kN = 2,248 kippiä |
| kip → kN | 4.44822 | 1 kip = 4,448 kN |
Voima teknisissä sovelluksissa
- Pultin esijännitys: Tyypillisesti ilmaistaan kN:ina (esim. M16-luokka 8.8 → esijännitys ~50 kN)
- Puristussovitteet: Voima kN- tai tonnivoimana
- Jousivoima: N tai lbf, jousen lujuus yksiköissä N/mm tai lbf/in
- Hydraulisylinterit: F = P × A (paine × pinta-ala), tyypillisesti kN tai tonnia
- Laakerikuormat: kN (dynaamiset ja staattiset kapasiteettiarvot)
- Rakenteelliset kuormat: kN palkeille, kip yhdysvaltalaiselle teräsrakenteille
- Nosto/kiinnitys: Tonneina (metrinen tonni-voima) tai tonneina (lyhyet tonnit)
Newtonin toinen laki
Newton määritellään seuraavasti: F = m × a:
- 1 N = 1 kg × 1 m/s² (voima, joka kiihdyttää 1 kg:n nopeudella 1 m/s²)
- 1 dyn = 1 g × 1 cm/s² (CGS-ekvivalentti)
- 1 pdl = 1 lb × 1 ft/s² (keisarillinen absoluuttinen yksikkö)
- Paino maapallolla: W = m × g, jossa g = 9,80665 m/s²
Nopeat pääarviot
- 1 kgf ≈ 10 N (itse asiassa 9,807 N — 2%:n sisällä)
- 1 lbf ≈ 4,5 N (itse asiassa 4,448 N — 1%:n sisällä)
- 1 kN ≈ 100 kgf ≈ 225 paunaa/f
- 1 tonnin voima ≈ 10 kN (todellisuudessa 9,807 kN)
- 1 kippi ≈ 4,5 kN
Tyypilliset pultin esijännitysarvot metrisille pulteille koestuskuormituksella 90%. Hyödyllinen voimayksiköiden yhdistämiseen käytännön kiinnitystekniikkaan.
| Pultin koko | Luokka 8.8 (kN) | Luokka 10.9 (kN) | Luokka 12.9 (kN) |
|---|---|---|---|
| M6 | 8.8 | 12.5 | 14.6 |
| M8 | 16.1 | 22.8 | 26.7 |
| M10 | 25.5 | 36.1 | 42.2 |
| M12 | 36.6 | 51.8 | 60.6 |
| M16 | 67.5 | 95.5 | 111.8 |
| M20 | 105 | 149 | 174 |
| M24 | 152 | 215 | 251 |
| M30 | 242 | 343 | 401 |
Arvot olettavat vakiokarkean kierteen, voitelemattomana. Todellinen esijännitys riippuu kitkakertoimesta, kiristysmenetelmästä ja pinnan laadusta.
Vääntömomentin ja voiman suhde
Vääntömomentti ja voima liittyvät toisiinsa pultin halkaisijan ja kitkan kautta:
T = K × F × d
- T = vääntömomentti (Nm)
- K = mutterikerroin (tyypillisesti 0,20 kuivalle teräkselle, 0,15 voidelulle teräkselle)
- F = puristusvoima / esijännitys (N)
- d = pultin nimellishalkaisija (m)
Esimerkki: M16 luokka 8.8, kuiva → T = 0,20 × 67500 × 0,016 = 216 N·m
Ammattimaiset tekniikan laskimet ja mittauslaitteet.