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打螺丝的神器——扭矩扳手

要说科研人在实验室最常用的工具之一，估计 扳手 必定榜上有名，小编在实验室有相当一部分的时间不是在修仪器，就是在修仪器的路上…

扳手 是大家生活中常用的一类工具，但是 “扭矩”扳手 可能就相对少见了，要弄清楚它的用途，以及它和普通活动扳手之间的区别，还得先从扳手的 工作原理 讲起！

普通活动扳手和扭矩扳手

扳手核心的工作原理是 杠杆原理 ，它是指要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩（力与力臂的乘积）大小必须相等，也就是 动力 ╳ 动力臂= 阻力 ╳ 阻力臂 。扳手作为省力杠杆，它的阻力臂正是螺丝的半径，而动力臂则是施加力的位置到螺丝中心的距离，这样动力臂远大于阻力臂。当我们施加一个较小的力在扳手上，就能够轻松拧动螺丝，并且使用长扳手比短扳手更容易拧紧或拧松螺丝。

扳手的杠杆原理示意图

由此，我们就得到了一个关键的物理量—— 力矩 ，力矩本质上是一个 表示力如何使物体绕某个点或者轴旋转 的物理量，力矩越大，旋转效果越明显。而 扭矩 就力矩的特例之一，它专指物体 绕轴 的纯扭转。

扳手的扭矩示意图

扭矩扳手和活动扳手 最大的不同 在于，活动扳手依靠手感，无法定量。而扭矩扳手内置弹簧预压机构，当扭矩达到我们预先设定的值后，会触发“咔嗒”声并打滑，此时，我们就可以 定量拧紧螺丝 了。这里，小伙伴们可能会好奇：螺丝拧紧不就好了，为什么还需要定量呢？

在实验仪器中，下图中的这种 大法兰 是非常常见的，它用于 保证整个仪器的密封性 ，而使用扭矩扳手拧紧螺丝，可以保证施加在每个螺丝上的 扭矩相同 。如果螺丝上扭矩不同，不仅会导致 密封失效 ，还有可能导致 法兰面翘曲变形 ，这种塑性变形不可逆，必须更换整个法兰。

所以说，拧螺丝也是个技术活… ˃̣̣̥ᯅ˂̣̣̥

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