根据维基百科上的定义:「作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向」则称为扭力。撇开这文邹邹的说词,从现在的五金工具行业来看,简单的一种直觉性说法就是: 「你的螺丝拧了多紧?」或是「你用了多少力量来锁这颗螺丝?」那个问号底下所藏的数字,则是让一群科学家在这百年来疯狂地寻找。当然这种简单的说法是不足以符合真实的物理现象,但知道这个道理的人,已经是明显超越了这世界上80%以上的人了。
那对于这神秘的「数字」,到底影响了人类生活有多深远呢?不谈则已;一谈惊人呀!扭力一直发生在我们周遭,除了之前提到的拧紧螺丝的情况外,还有像是汽车转弯、转门把、或是把坏人的手给扭断等都是产生扭力的典型例子。回归到我们五金工具行业,使用工具拧紧螺丝是最大的目的;但要如何拧的完美,拧的刚刚好,则是要倚靠更高深更复杂的数学方程式来计算。
然而,随着科技进步及人类智慧文明的增长,新量测方法及技术,则让这隐藏的「数字」呼之欲出。以往这只能在实验室内量测到的扭力,也能实现在工人所使用的工具上了!那为了让拧紧螺丝的同时,直接让扭力呈现在使用者眼前,因此扭力扳手、扭力起子则相继问世。那现今最被广泛使用的则是扭力扳手。
现今有很多人心中都存在着一种错误迷思:「螺丝锁越紧越好」,但这已经由冗长的历史经验证明这真的是一种错误迷思!首先,每个人对「紧」的概念是不同的,这道理就如同每个人对「辣」、「酸」都有不同的定义;那基本上,小辣或是太酸对人类基本上是不会有什么太大的影响,甚至把这种程度用数字表示的话,又会使人觉得小题大做,没有经济价值;但「紧」的量化却是深深地影响人类生活。举例来说,女演员范冰冰和篮球球星姚明,一起来拧螺丝,那在没有其它特殊原因状况下,谁拧的螺丝比较紧呢?如果拧的过松锁不够紧,零件就很容易脱落;若又拧的过紧超过了螺丝能承受的力量极限,那就会听到很清脆的「啪喳」断裂声音!那就是超过了螺丝的扭力范围。试想,如果这个不确定扭力的螺丝被安装在快速运驶的动车上,或是正在发电的核电厂里,甚至是飞机引擎里面,岂不令人坐立难安嘛?
因此扭力的控制则已经是势在必行了。现在市场上的扭力扳手或是扭力起子主要分为机械式和数显式,那这两种虽然在目的上都是相同,但在操作上或是精密度上却有非常大的差异。
当越来越多企业及单位重视产品质量的时候,对工具的要求也就相对地提高,因为工具的质量及使用者的技能,将对整个工程的结果好坏扮演着举足轻重的角色。五金工具是所有食衣住行产业的最源头,那同样的工具在不同的行业上也会有不同的目的。扭力扳手最让人直接联想到的产业就是汽车行业,或是机械业。但在其它产业领域也是广泛地被应用。
1)汽车产业:随着汽车产业的销量增加,小型又轻量化,可行驶的最大速度越来越高,消费者及政府单位越来越重视汽车的安全。那影响行车的安全除了驾驶者本身的个人驾驶习惯之外,剩下的就是本身汽车的机械零件了。在高速的状态下,加上剧烈的震动,锁在汽车上的每一颗螺丝都需承受极大的压力。所以几乎每颗螺丝都必须要用扭力扳手锁上规定的扭力,才能确保螺丝不会因故退牙,导致零件分离,进而造成交通意外。主要运用的部位有:轮胎螺丝螺帽,引擎螺丝,煞车系统等。
2)轨道交通:无论是行驶在轨道之上的列车,或是地表上的铁轨,很多部位都要使用扭力扳手让每颗螺丝都能锁到刚好的紧度;列车的车轮和引擎等部位上的螺丝,与汽车产业相同,是处在高速又震动大的环境下,所以必须用扭力扳手锁上规定的扭力,并定期检查螺丝是否有退牙。固定铁轨的螺丝也需用扭力扳手来锁,使轨道上的列车行驶更加安全舒适。
3)建筑钢构:钢结构上的螺丝,也是要靠螺丝来做结合及固定,那作为整个房屋的基础骨架,承受的力量也是非常的大。螺丝经由扭力扳手的量测之后,可以知道螺丝所承受的压力是否有达到预期的目标。(压力,拉力,及扭力之间有相关连。)
4)电厂:无论是核电厂至风力发电厂,也都是需要几百颗螺丝固定整个反应炉或是发动机,这是为了使反应炉在运作时,避免倾斜或是因为外力,如地震导致反应炉受损或是发生不可预料之意外。通常电厂都是使用倍力器锁紧螺丝。
5)自行车产业:车手为了追求速度的极限,将车架的材质从铁材改成铝合金,进而使用碳纤维材料,来降低车身整体重量,但也因为碳纤维材质的强度不如铁材或是铝合金,所以螺丝要是拧过紧,碳纤维内部会断裂,造成车架受损,严重时车架也会因此而折断。所以车架的组装,在关键的结合处会使用扭力扳手上特定扭力。
6)刀具产业:在CNC工作母机的刀座上,越来越多使用者发现到在上下更换刀具时,刀座要是锁过紧,会将刀给夹断;若太松,则会当刀座快速旋转的时候,刀则会开始偏摆,导致切割的精度下降。因此上下刀座的时候也需要用扭力扳手来确认是否螺丝的扭力有恰到好处,避免无谓的成本及浪费增加。
7)机械业:当发动机在做工时,所产生的巨大震动会影响周遭部位的螺丝退牙或是松脱,所以为了避免因为震动而造成零件脱落,在关键部位的螺丝都会另外用扭力扳手确认扭力。通常固定整个发动机的周遭的螺丝也都会用扭力扳手去拧紧。
8)国防武器:举凡是飞弹挂架或是精密仪器的安装,甚至是装甲车辆的驱动系统等重要部分,也都是严格要求螺丝要上规定的扭力。避免在关键时刻时,装备作用不良等情形发生。航母上有许多武器的挂载也是需要用扭力工具来固定。
9)航天工业:飞机及载人火箭的组装,更需要用扭力工具来固定螺丝。因为当点燃引擎的瞬间,所产生的巨大震动会使许多螺丝松脱,所以必须要用扭力扳手将螺丝上适度的扭力,避免快速脱落。
10)医疗产业:因可与人体相容的材质技术越来越进步,放到身体里面的人工关节或是植牙等等手术,在固定这些部位时,都需要用不会产生人体排斥的螺丝,那因为这些零件是都要长期使用,也要避免脱落,所以螺丝上的扭力也必须要用扭力扳手来确认。
其实还有非常多的行业都会使用扭力扳手,像是冷冻空调,消防安检等等领域。虽不一一阐述,但可以显而易见的就是扭力工具的应用已经大量的充斥在我们的日常生活当中,为了工程品质及人身安全等考虑,扭力扳手的应用也将会越来越普及。