扭力換算器
喺 SI 同英制扭力單位(牛頓米、千牛米、公斤力米、公斤力厘米、磅英尺、磅英寸、盎司英寸)之間換算,採用 NIST 等級精確系數,錨定於 CGPM 1901 標準重力同 1959 年國際碼與磅協議。
結果
0.737562 lb·ft
1 N·m= 0.737562 lb·ft
全部單位
| 單位 | 數值 |
|---|---|
| 牛頓米 (N·m) | 1 |
| 千牛米 (kN·m) | 0.001 |
| 公斤力米 (kgf·m) | 0.101972 |
| 公斤力厘米 (kgf·cm) | 10.1972 |
| 磅英尺 (lb·ft) | 0.737562 |
| 磅英寸 (lb·in) | 8.85075 |
| 盎司英寸 (oz·in) | 141.612 |
扭力換算器。牛頓米、磅英尺、磅英寸、公斤力米、公斤力厘米同盎司英寸之間嘅精確換算。
甚麼是扭力換算器?
扭力單位之間點樣換算?
扭力換算公式
- = 換算後嘅結果,以目標扭力單位表示。
- = 輸入嘅數值,以源扭力單位表示。
- = 源單位換算為牛頓米嘅系數(例如公斤力米 9.80665、磅英尺 1.3558179483314003、公斤力厘米 0.0980665)。
- = 目標單位換算為牛頓米嘅系數(例如千牛米 1000、磅英寸 0.11298482902761668、盎司英寸 0.007061551814226043)。
- 牛頓米(N·m):1 N·m(精確,SI 相干派生單位;1 N·m ≡ 1 kg·m²/s²)
- 千牛米(kN·m):1000 N·m(精確,SI 詞頭)
- 公斤力米(kgf·m,公斤米,kp·m):9.80665 N·m(精確,= 1 kgf × 1 m;NIST SP 811 中以粗體印出,CGPM 1901)
- 公斤力厘米(kgf·cm,公斤厘米):0.0980665 N·m(精確,= kgf·m / 100)
- 磅英尺(lb·ft,磅力英尺,lbf·ft):1.3558179483314003 N·m(精確,= 4.4482216152605 N × 0.3048 m,IEEE-754 雙精度浮點下精確表示嘅 NIST 精確有理數乘積;NIST 印嘅係 1.355818 嘅捨入版本)
- 磅英寸(lb·in,磅力英寸):0.11298482902761668 N·m(精確,= lb·ft / 12 = 4.4482216152605 N × 0.0254 m;NIST 印嘅係 0.1129848 嘅捨入版本)
- 盎司英寸(oz·in,盎司力英寸):0.007061551814226043 N·m(精確,= lb·in / 16 = (lbf / 16) × in;除數 16 係 2 嘅冪次,所以 IEEE-754 下逐位精確;NIST 印嘅係 7.061552 × 10⁻³ 嘅捨入版本)
扭力換算實例
110 N·m 私家車輪胎螺絲換磅英尺(本港車房對照進口扭力扳手「磅數」)
5 N·m 碳纖維單車把立換磅英寸(Shimano、閃電、Topeak 推薦扭力)
2.0 公斤力米 速克達汽缸頭螺帽換牛頓米(亞洲電單車舊式機械手冊)
25 N·m 火咀換磅英尺(鋁合金缸頭同鑄鐵缸頭)
400 oz·in RC 航模舵機換牛頓米同公斤力厘米(hobby 圈跨國規格對比)
15 kN·m 風電塔筒法蘭螺絲換磅英尺(千牛米量級嘅大型緊固)
對照表:1 個單位等於幾多牛頓米同磅英尺
| 單位 | 符號 | 牛頓米 (N·m) | 磅英尺 (lb·ft) | 磅英寸 (lb·in) | 公斤力厘米 (kgf·cm) | 精確? |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 盎司英寸 | oz·in | 0.0070615518 | 0.0052083 (= 1/192) | 0.0625 (= 1/16) | 0.072007 | 是 |
| 公斤力厘米 | kgf·cm | 0.0980665 | 0.0723301 | 0.867962 | 1 | 是 |
| 磅英寸 | lb·in | 0.1129848290 | 0.0833333 (= 1/12) | 1 | 1.152124 | 是 |
| 牛頓米 | N·m | 1 | 0.7375621493 | 8.8507458 | 10.19716 | 是 |
| 磅英尺 | lb·ft | 1.3558179483 | 1 | 12 | 13.82550 | 是 |
| 公斤力米 | kgf·m | 9.80665 | 7.233014 | 86.79617 | 100 | 是 |
| 千牛米 | kN·m | 1000 | 737.5621493 | 8850.7458 | 10,197.16 | 是 |
香港人最常查嘅扭力換算
- 牛頓米換磅英尺:1 N·m ≈ 0.73756 lb·ft(精確為 1/1.3558179483314003)
- 磅英尺換牛頓米:1 lb·ft = 1.3558179483314003 N·m(精確,IYP 1959 × gn)
- 牛頓米換公斤力米:1 N·m ≈ 0.10197 kgf·m
- 公斤力米換牛頓米:1 kgf·m = 9.80665 N·m(精確,CGPM 1901)
- 牛頓米換公斤力厘米:1 N·m ≈ 10.197 kgf·cm
- 公斤力厘米換牛頓米:1 kgf·cm = 0.0980665 N·m(精確)
- 磅英尺換磅英寸:1 lb·ft = 12 lb·in(精確)
- 磅英寸換磅英尺:1 lb·in ≈ 0.08333 lb·ft(= 1/12)
- 盎司英寸換磅英寸:1 oz·in = 0.0625 lb·in(精確,= 1/16)
- 100 lb·ft 換牛頓米:100 lb·ft = 135.58 N·m(美式手冊輪胎螺絲)
- 110 N·m 換磅英尺:110 N·m ≈ 81.13 lb·ft(本港私家車輪胎螺絲基準)
- 120 N·m 換磅英尺:120 N·m ≈ 88.51 lb·ft
- 150 N·m 換磅英尺:150 N·m ≈ 110.63 lb·ft(中大型 SUV 上限)
- 5 N·m 換磅英寸:5 N·m ≈ 44.25 lb·in(碳纖維單車把立)
- 25 N·m 換磅英尺:25 N·m ≈ 18.44 lb·ft(火咀鋁合金缸頭)
- 2.0 kgf·m 換牛頓米:2.0 kgf·m = 19.61 N·m(速克達汽缸頭螺帽)
- 1 kgf·m 換磅英尺:1 kgf·m ≈ 7.23301 lb·ft
- 1 kN·m 換磅英尺:1 kN·m ≈ 737.56 lb·ft(結構螺絲)
扭力換算實用建議
- 始終以牛頓米(N·m)為樞紐。本工具每一次換算都按「輸入 × 源系數 ÷ 目標系數」執行,牛頓米係中間橋樑。記住四個核心精確系數就擁有所有交叉換算:千牛米(1000)、公斤力米(9.80665)、磅英尺(1.3558179483314003)、磅英寸(lb·ft / 12 = 0.11298482902761668)。公斤力厘米(kgf·m / 100)同盎司英寸(lb·in / 16,除數都係 2 嘅冪次)作為衍生系數補完全表。
- 「1 lb·ft ≈ 1.36 N·m」同「1 kgf·m ≈ 9.81 N·m」只係粗略估算,精確關係係 1 lb·ft = 1.3558179483314003 N·m(NIST 精確有理數 4.4482216152605 × 0.3048 嘅 IEEE-754 雙精度浮點乘積)同 1 kgf·m = 9.80665 N·m(CGPM 1901 標準重力錨)。心算「lb·ft × 1.36」喺 100 lb·ft 上誤差約 0.4 N·m(< 0.3%),擰汽車輪胎螺絲完全可以忽略,但對接航天螺絲扭力程序、大型柴油引擎連桿螺絲預緊力規範、計量基準比對就必須用全位數。
- 「磅英尺」(lb·ft)係扭力;「英尺磅」(ft·lb)按嚴格定義係做功 / 能量。兩者係同一個算術乘積(lbf × ft),但物理量唔同:lb·ft(或寫 lbf·ft)係 1 磅力垂直作用喺 1 英尺力臂端產生嘅扭力;ft·lb(或寫 ft·lbf,foot-pound)係 1 磅力沿作用線方向位移 1 英尺所做嘅功。NIST、SAE 同 BIPM 都推薦扭力寫 lb·ft(力在前、臂長在後),保持同能量單位 ft·lb(1 ft·lb ≈ 1.3558 J)嘅視覺區分。兩者量綱都係 kg·m²/s²,但扭力係向量(叉積 τ = r × F)、能量係純量(點積 W = F · d)。坊間嘅 TW / HK 換算工具大多用錯「ft·lb」去標扭力——本工具一律使用 lb·ft,絕不用 ft·lb。
- 牛頓米(N·m)同焦耳(J)喺 SI 中量綱完全相同(kg·m²/s²),但不可互換。牛頓米係扭力單位,焦耳係能量 / 做功單位。BIPM SI 手冊第 9 版明確指出扭力應當以牛頓米表達而唔係焦耳。寫「50 J 嘅扭力」係錯嘅——儘管算式上 50 J 同 50 N·m 數值相同,單位選擇體現嘅係物理量分類。DSE 物理同大學普通物理嘅力矩 τ = r × F 一節,單位寫錯一樣會扣分。
- kgf·cm(公斤力厘米、公斤厘米)喺亞洲精密扭力扳手刻度上仍然廣泛存在。東日(Tohnichi)、京都(KTC)、Snap-on 亞洲、台灣力易得等品牌嘅扭力扳手出廠時同時刻 N·m 同 kgf·cm(或 kgf·m)兩套刻度,因為亞洲精密小尺寸緊固件服務手冊(機械零件、機器人伺服馬達、電子設備)同舊式日本電單車維修手冊仍以 kgf·cm 為常用。1 kgf·cm = 0.0980665 N·m 精確 = 0.86796 lb·in。一把常見 100 kgf·cm 量程嘅亞洲精密扭力扳手覆蓋約 9.81 N·m 或 86.8 lb·in——啱啱對應細尺寸單車零件、電子設備、機器人減速器嘅擰緊需求。
- 本扭力單位集合嘅 7 個系數全部係定義級有理數,喺 IEEE-754 雙精度浮點下逐位精確表示:1、1000、9.80665、0.0980665、1.3558179483314003、0.11298482902761668、0.007061551814226043——全部精確。本工具對每個換算結果都加「精確」標籤,係誠實標記(唔係營銷噱頭)——因為精確有理數嘅乘積仍然係有理數,IEEE-754 喺 64 位浮點上對呢啲有限尾數嘅有理數可以零誤差表示。
- 汽車同機械扭力扳手按 ISO 6789 校正到 ±4% 指示值,且僅喺量程嘅 20%–100% 之間可靠。一把 200 N·m 量程嘅標準扭力扳手可靠區間係 40–200 N·m,低過 40 N·m 時漂移迅速變大。本工具嘅精度(自動 6 位 / 最高 15 位)瞄準嘅係參數手冊級換算,唔係量度精度——即使喺 15 位精度下換算結果係精確嘅,但你手上嘅扭力扳手唔係。私家車輪胎 110 N·m 擰緊,扭力扳手 ±4% 嘅容差約 ±4.4 N·m(≈ ±3.3 lb·ft),比任何換算捨入誤差大幾個數量級。香港創新科技署標準及校正實驗所提供 0.05 至 1000 N·m 嘅扭力校正服務,覆蓋人手扭力扳手、機械同電子扭力檢測儀。
- 對汽車同電單車嘅常用擰緊扭力,按本港車房通用基準記憶:輪胎螺絲 90–120 N·m(日系車 12 mm 螺母 105–130 N·m、14 mm 螺絲 120–175 N·m、中大型 SUV 再高啲)、火咀 NGK / Denso / Bosch 喺鋁合金缸頭 20–30 N·m,鑄鐵缸頭 25–35 N·m(12 mm 螺牙 15–20 N·m、18 mm 螺牙 30–40 N·m)、機油底殼放油螺絲 25–40 N·m、速克達汽缸頭螺帽約 1.8–2.2 kgf·m(17.6–21.6 N·m)。呢啲係車房同維修舖手頭查得最頻繁嘅幾條;最準確仍然係查隨車維修手冊。
- 單車同電單車碳纖維零件按 4–7 N·m 限制擰緊。Shimano、SRAM、FSA、Deda、Easton、Ritchey、閃電 Specialized 嘅官方推薦範圍係 4–6 N·m(公路車把立、車把、座管),最大不超過 7–8 N·m。擰過會壓爆或脫層碳纖維管材,擰唔夠 4 N·m 會滑——一個 5 N·m 同 6 N·m 嘅差錯就足以裂車架。務必使用碳纖維專用裝配膏(Park Tool SAC-2、Finish Line Carbon Fiber Grip)而唔係普通牛油——裝配膏靠摩擦微粒提升摩擦系數,令較低扭力就能達到必要嘅夾緊力。專用扭力批(Topeak、Park Tool、Pedro's)量程 2–10 N·m,按 ISO 6789 係 ±6%,對碳纖維已經夠用。
- 結果絕對值大過 10¹²(萬億)或細過 10⁻³(千分之一)時,自動精度切換做科學記號。呢個係有意為之:把 15 kN·m 風電塔筒法蘭螺絲扭力換算成盎司英寸得到約 2.12 × 10⁶ oz·in,用科學記號一眼睇清量級;寫做 2,124,053 oz·in 反而難辨。出報告若要保留原始小數串,把精度切到 10 或 15 即可。本工具最多打印 15 位小數,匹配 IEEE-754 雙精度浮點嘅尾數極限。
- 扭力(torque)唔等於馬力(horsepower)。扭力係引擎曲軸轉動嗰下嘅「力」(N·m 或 lb·ft),直接關係到起步同爬坡;馬力係功率(單位時間做嘅功),決定極速同高速延伸。兩者由公式 馬力 = 扭力 × 轉速(rpm) ÷ 5252 連繫。本工具只換算扭力嘅單位(如 250 N·m ≈ 184.39 lb·ft),唔換算馬力——但讀車廠資料「峰值扭力 250 N·m / 4,800 rpm」時,呢個換算幫你同美式手冊嘅 lb·ft 數字對照。
扭力換算器 — 常見問題
1 lb·ft 等於幾多 N·m?
恰好 1.3558179483314003 N·m。呢個唔係量度值,係定義值——由 1959 年國際碼與磅協議(IYP 1959,把 1 磅力定為 4.4482216152605 N 精確)同 1901 年第 3 屆國際度量衡大會(CGPM 1901,把標準重力 gn = 9.80665 m/s² 固定為精確常數)相乘得到。坊間多數非正式資料只寫 1 lb·ft ≈ 1.3558 N·m 或 1.356 N·m(4–5 位小數截斷),車房同汽車維修日常使用足夠;NIST SP 811 印嘅係 1.355818;對接航天螺絲扭力程序、計量基準比對就要用全部位數。
1 牛頓米 (N·m) 等於幾多 lb·ft?
1 N·m ≈ 0.73756 lb·ft(= 1 ÷ 1.3558179483314003)。呢個係 1 lb·ft = 1.3558179483314003 N·m 定義反過嚟嘅倒數,數學上係無理數——冇最末一位,只係更長嘅截斷。工程手冊普遍打印 0.7376 或 0.73756;本工具會按精度選擇器打印到最多 15 位小數。100 N·m ≈ 73.756 lb·ft,110 N·m ≈ 81.13 lb·ft,150 N·m ≈ 110.63 lb·ft。
汽車輪胎螺絲應該擰幾多 N·m?
本港車房同日系車手冊嘅常見範圍係 90–120 N·m(約 66–89 lb·ft):12 mm 螺母多落喺 105–130 N·m,14 mm 螺絲可上至 120–175 N·m,中型車同 SUV 再高啲。最準確仍然係查隨車維修手冊或 B 柱標籤——鋁圈比鋼圈典型低 10–15%,過擰會壓裂鋁圈或整壞迫力碟。換算關係:1 lb·ft = 1.3558179483314003 N·m 精確,所以美式手冊「100 lb·ft」= 135.58 N·m,唔好把美式扭力扳手刻度(「磅數」)嘅數字直接當 N·m 嚟擰——多擰 35.58% 足以擰斷螺絲。
1 kgf·m(公斤力米、公斤米)等於幾多 N·m?
恰好 9.80665 N·m——呢個係 1901 年第 3 屆國際度量衡大會(CGPM)把標準重力固定為 gn = 9.80665 m/s² 精確嘅直接推論:1 kgf 係 1 公斤質量喺標準重力下嘅重力 = 1 × 9.80665 = 9.80665 N 精確,所以 1 kgf·m = 9.80665 N·m 精確。NIST SP 811 附錄 B.8 把呢條以粗體印出。香港工程口語裏面「公斤米」「公斤·米」「公斤力米」「kg·m」(喺扭力語境下)指嘅就係 kgf·m,係舊式機械手冊同亞洲電單車手冊嘅常用單位,現代規範要求以 N·m 標示,但機械維修同亞洲扭力扳手刻度仍喺使用。
lb·ft 同 ft·lb 係咪同一個單位?
物理上當兩者都用嚟描述扭力時係同一個量,本質係同一個算術乘積(lbf × ft)。但嚴格嘅技術讀法係:lb·ft(磅英尺)係扭力單位,ft·lb(英尺磅)係功或能量單位。兩者算術相同(1 lb·ft = 1 ft·lb = 1.3558 N·m = 1.3558 J),但描述嘅物理量唔同——扭力係向量(叉積 τ = r × F),能量 / 功係純量(點積 W = F · d)。SAE、NIST 同 BIPM 都推薦扭力寫 lb·ft(力在前、臂長在後),保持同能量單位 ft·lb 嘅視覺區分。坊間嘅 TW / HK 換算工具大多用錯「ft·lb」去標扭力,本工具一律使用 lb·ft。
牛頓米同焦耳係咪同一個單位?
量綱上係;概念上唔係。兩者都係 kg·m²/s² 嘅 SI 基本單位組合,但牛頓米(N·m)保留俾扭力(旋轉力,向量),焦耳(J)保留俾能量 / 功(純量)。BIPM SI 手冊第 9 版明確指出扭力應當以牛頓米表達而唔係焦耳。寫「50 J 嘅扭力」係錯嘅——儘管算式上 50 J 同 50 N·m 數值相同,單位選擇體現嘅係物理量分類。能量由力同位移嘅點積(內積)得出、係純量;扭力由力臂同力嘅叉積(外積)得出、係向量。
點解舊式機械手冊用 kgf·m 而唔用 N·m?
因為 kgf·m(公斤力米,亦叫「公斤米」)係前 SI 時代嘅重力公制單位——1970 年代以前嘅機械手冊同日本電單車手冊(本田 CB、雅馬哈 XS、川崎 KZ、鈴木 GS 七八十年代車型)大量使用 kgf·m。國際單位制(SI)逐步取代之後,現代規範要求以 N·m 標示。但實際機械維修、電機檢修、液壓設備目錄、亞洲扭力扳手刻度(東日 Tohnichi、京都 KTC、台灣力易得)至今仍喺 N·m 同 kgf·m 之間互譯,老師傅沿用 kgf·m 習慣。換算:1 kgf·m = 9.80665 N·m 精確。
1 lb·ft 等於幾多 lb·in?
恰好 12 lb·in。呢個係 1959 年國際碼與磅協議(IYP 1959)規定嘅幾何關係——1 英尺(ft)等於 12 英寸(in)精確,所以 1 磅力 × 1 英尺 = 1 磅力 × 12 英寸 = 12 lb·in 精確。美式精密扭力批(Wera、CDI、Snap-on Industrial Brands、Tohnichi US)針對細尺寸緊固件(電子設備、單車把立、潔具喉管、傢俬)使用 lb·in 標尺,因為 lb·ft 量級下細過 1 lb·ft 嘅值喺刻度上幾乎無法讀取。100 lb·in = 8.333 lb·ft = 11.30 N·m。
火咀(火花塞)應該擰幾多 N·m?
NGK、Denso、Bosch 嘅安裝規範:14 mm 螺牙帶平墊圈火咀喺鋁合金缸頭上 20–30 N·m(14.75–22.13 lb·ft),鑄鐵缸頭 25–35 N·m(約 2.55–3.57 kgf·m)。不同螺牙規格嘅對應扭力:12 mm 螺牙 15–20 N·m(約 1.53–2.04 kgf·m)、18 mm 螺牙 30–40 N·m。錐形頭無墊圈火咀採用「手擰到位 + 角度法」:新咀旋轉 2/3 圈(240°)、舊咀旋轉 1/16 圈(22°),毋須查扭力扳手。警告:鋁合金缸頭最容易因為過擰而拉傷螺牙甚至脫牙;務必先用手擰到密封墊接觸後再用扭力扳手做最終擰緊,未到「咔嚓」聲前唔好強行加力。
碳纖維單車把立應該擰幾多 N·m?
Shimano、SRAM、FSA、Deda、Easton、Ritchey、閃電 Specialized 同 Topeak 嘅統一建議係 4–6 N·m(約 35–53 lb·in),公路車把立、車把、座管嘅緊固範圍;山地車把立稍高至 5–7 N·m。最大絕對不超過 7–8 N·m——擰過會壓爆或脫層碳纖維管材,擰唔夠 4 N·m 喺高強度踩車中會滑,一個 5 N·m 同 6 N·m 嘅差錯就足以裂車架。務必使用碳纖維專用裝配膏(Park Tool SAC-2、Finish Line Carbon Fiber Grip)而唔係普通牛油——裝配膏靠摩擦微粒提升摩擦系數,令較低扭力就能達到必要嘅夾緊力。專用扭力批(Topeak、Park Tool、Pedro's)量程 2–10 N·m,按 ISO 6789 係 ±6%,對碳纖維已經夠用。
扭力同馬力有咩分別?
扭力(torque,N·m 或 lb·ft)係引擎曲軸轉動嗰下嘅「旋轉力」,直接關係到起步力道同爬坡 / 載重能力;馬力(horsepower)係功率,即單位時間做嘅功,決定極速同高速延伸。兩者由公式 馬力 = 扭力 × 轉速(rpm) ÷ 5252 連繫——同一個扭力數值喺更高轉速下對應更大馬力。車廠資料常寫「峰值扭力 250 N·m / 4,800 rpm」,即係引擎轉速 4,800 rpm 時最高扭力 250 N·m(≈ 184.39 lb·ft)。本工具只換算扭力單位,唔換算馬力,但讀美式手冊嘅 lb·ft 扭力數字時可以同 N·m 對照。
點解 1 N·m 換成 lb·ft 係無理小數?
因為定義反方向先精確:1 lb·ft = 1.3558179483314003 N·m 精確。倒數 1 ÷ 1.3558179483314003 = 0.7375621492772653… lb·ft/N·m 數學上係無理數——冇最末一位,只有更長嘅截斷。工程手冊普遍打印 0.7376 或 0.73756;本工具會按精度選擇器打印到最多 15 位小數(IEEE-754 雙精度浮點嘅完整尾數)。同樣現象出現喺 N·m 換 lb·in(1 ÷ 0.11298482902761668 = 8.85074579… 無理)。本工具仍把呢類結果標為「精確」,因為兩端都由精確有理數定義,無理性只出現喺打印形式。
風電塔筒法蘭螺絲嘅緊固扭力用咩單位?
風電塔筒底法蘭螺絲嘅最大緊固扭力以 千牛米(kN·m) 表達——由早期 5 kN·m(≈ 3,688 lb·ft)嘅近海機型,到目前 12 kN·m(≈ 8,851 lb·ft)嘅中大型機組,到 15 MW 級機型可推至 15 kN·m(≈ 11,063 lb·ft)。呢個量級遠超普通扭力扳手能力——施工現場用液壓螺栓拉伸器(Hytorc、Atlas Copco、Enerpac)直接拉伸預緊螺絲。塔筒法蘭螺絲多採用 10.9 級或 12.9 級高強度螺絲,介於預緊不足同塑性屈服之間嘅安全裕度只有幾個百分點。
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扭力換算關鍵術語
牛頓米(N·m,牛頓·米)
國際單位制(SI)中扭力嘅相干派生單位,定義為 1 N·m ≡ 1 kg·m²/s²——係 1 牛頓力垂直作用喺 1 米力臂末端產生嘅扭力。喺量綱上等同於焦耳(J)但保留俾扭力,把旋轉量同能量量做物理區分。係香港同所有現代工程規範嘅扭力單位;香港創新科技署標準及校正實驗所提供 0.05 至 1000 N·m 嘅扭力校正服務。Wikidata:Q215571。
千牛米(kN·m)
SI 扭力單位,精確等於 1000 N·m。用於大型緊固件同結構扭力規範:風電塔筒法蘭(5–15 kN·m 視塔筒高度同螺絲直徑而定)、船舶推進器軸、油氣大口徑法蘭連接、航天引擎連接螺絲。呢個量級下普通手動扭力扳手同扭矩倍增器無法達成,現場採用液壓螺栓拉伸器(Hytorc、Atlas Copco、Enerpac)直接拉伸預緊螺絲。塔筒法蘭螺絲多採用 10.9 級或 12.9 級高強度螺絲,按 T = K · F · d 計算(K 扭矩系數 0.11–0.15、F 預緊力、d 螺紋公稱直徑)。
磅英尺(lb·ft,磅力英尺,lbf·ft)
美制 / 英制扭力單位,精確等於 1.3558179483314003 N·m。定義為 1 磅力(lbf,精確為 4.4482216152605 N,由 IYP 1959 + CGPM 1901 推導)作用喺 1 英尺(0.3048 m 精確)力臂末端產生嘅扭力。係美國同英國嘅汽車、電單車、航空航天扭力規範嘅主導單位,Ford F-150、Corvette、哈雷-戴維森、Tesla Model S 美版嘅維修手冊都用 lb·ft。SAE 推薦 lb·ft(力在前、臂長在後)而唔係 ft·lb,把扭力單位同做功 / 能量單位(ft·lb)喺視覺上區分。本港車房閱讀美式進口車手冊嘅「磅數」時反覆用 1 lb·ft = 1.3558 N·m。Wikidata:Q16859309。
磅英寸(lb·in,磅力英寸,in·lb)
美制扭力單位,精確等於 1/12 磅英尺 = 0.11298482902761668 N·m。係美式精密扭力批同細尺寸緊固件服務手冊嘅標準單位:單車把立、座管、電子設備外殼螺絲、儀錶板螺絲、迫力系統接頭、硬碟外殼。美式精密扭力批(Wera、CDI、Snap-on Industrial Brands、Tohnichi US)量程通常 5–250 lb·in,對應 0.56–28.25 N·m,比 lb·ft 扳手喺細尺寸緊固件上嘅分辨率高 12 倍。100 lb·in = 8.333 lb·ft = 11.30 N·m。
盎司英寸(oz·in,盎司力英寸)
美制扭力單位,精確等於 1/16 磅英寸 = 0.007061551814226043 N·m。因為除數 16 係 2 嘅冪次,IEEE-754 雙精度浮點下逐位精確表示。係 RC 航模舵機(Futaba、Hitec、JR、Savox 同國產 EMAX)額定保持扭力、微型馬達、精密儀器彈簧、細型錶盤扭力指示器嘅標準單位。一個高端標準舵機喺 6V 供電下通常額定 200–400 oz·in(1.41–2.82 N·m)。亞洲銷售時廠家會同時印 kgf·cm 等效值。
公斤力米(kgf·m,公斤米,kp·m)
非 SI 扭力單位,精確等於 9.80665 N·m——即 1 公斤質量喺標準重力(CGPM 1901 標準重力 gn = 9.80665 m/s²)下產生嘅重力(1 kgf = 9.80665 N 精確)作用喺 1 米力臂末端嘅扭力。NIST SP 811 附錄 B.8 以粗體印出精確值。香港工程口語裏面寫「公斤米」「公斤·米」「公斤力米」或「kg·m」(喺扭力語境下,區別於質量嘅「公斤」kg)。係舊式機械手冊同日本電單車 70–90 年代車型(本田 CB、雅馬哈 XS、川崎 KZ、鈴木 GS)嘅主導扭力單位。Wikidata:Q216880(母單位千克力)。
公斤力厘米(kgf·cm,公斤厘米)
非 SI 扭力單位,精確等於 0.0980665 N·m = 1/100 公斤力米。係日本東日(Tohnichi)、京都(KTC)、Snap-on 亞洲、台灣力易得等亞洲精密扭力扳手刻度上嘅主導細尺寸扭力單位,亞洲精密小尺寸緊固件服務手冊(機械零件、機器人伺服馬達、電子設備)同舊式日本電單車維修手冊嘅常用單位。一把常見 100 kgf·cm 量程嘅亞洲精密扭力扳手覆蓋約 9.81 N·m 或 86.8 lb·in——啱啱對應細尺寸單車零件、電子設備、機器人減速器嘅擰緊需求。
扭力 vs 能量嘅區分
扭力(N·m、lb·ft)同能量 / 功(J、ft·lb)喺 SI 中量綱完全相同(kg·m²/s²),但描述嘅物理量唔同。扭力是向量,由叉積 τ = r × F 構成(力臂同力嘅外積,按右手定則垂直於力臂同力);能量是純量,由點積 W = F · d 構成(力同位移嘅內積,沿位移方向)。BIPM SI 手冊第 9 版同 SAE 都堅持扭力同能量喺各自嘅單位軌道上:永遠唔寫「50 J 嘅扭力」亦唔寫「50 N·m 嘅功」。坊間嘅 TW / HK 換算工具同 PDF 對照表大多用錯「ft·lb」去標扭力,本工具一律使用 lb·ft。
lb·ft vs ft·lb 命名
同一個算術乘積嘅兩種排列。SAE、NIST 同 BIPM 都推薦扭力寫 lb·ft(力在前、臂長在後),同能量單位 ft·lb(foot-pound,做功 / 能量)保持視覺區分。喺物理中 ft·lb 係做功嘅單位(1 ft·lb ≈ 1.3558 J),lb·ft 係扭力嘅單位(1 lb·ft ≈ 1.3558 N·m)——兩者算術相同但描述向量同純量嘅本質區別。美式車房同扭力扳手上兩種寫法常被混用,坊間嘅 TW / HK 線上工具亦多用錯 ft·lb 去標扭力,本工具一律使用 lb·ft,絕不用 ft·lb。
標準重力(g_n)
1901 年第 3 屆國際度量衡大會(CGPM)固定嘅國際約定常數,精確等於 9.80665 m/s²。唔係任何具體地點實測嘅重力加速度——地球表面實測值由赤道海平面約 9.78 m/s² 到兩極約 9.834 m/s² 之間變化,香港位處低緯度約 9.787–9.79 m/s²,略低過標準值。9.80665 係基於法國巴黎 Pavillon de Breteuil 北緯 45° 海平面嘅幾何修正值,作為國際約定常數固定落嚟,用嚟把公斤力(kgf)、公斤力米(kgf·m)、磅力(lbf)、磅英尺(lb·ft)等重力衍生單位無歧義咁錨定到 SI 牛頓米。一旦 gn 固定為精確值,1 kgf·m = 9.80665 N·m、1 lb·ft = 1.3558179483314003 N·m 等所有重力扭力單位嘅換算系數亦成為精確有理數。Wikidata:Q13400897。
精確系數
由國際定義或國際協議固定、零捨入誤差嘅換算系數。本扭力換算器嘅全部 7 個單位系數都係精確:1 kN·m = 1000 N·m、1 kgf·m = 9.80665 N·m、1 kgf·cm = 0.0980665 N·m、1 lb·ft = 1.3558179483314003 N·m、1 lb·in = lb·ft / 12 = 0.11298482902761668 N·m、1 oz·in = lb·in / 16 = 0.007061551814226043 N·m。NIST SP 811 附錄 B.8 以粗體印出精確系數,同 SI 一致。本工具對每個換算結果加「精確」標籤——精確有理數嘅乘積仍然係有理數,喺 64 位浮點上對呢啲有限尾數嘅有理數可以零誤差表示。坊間多數對照表明寫「以上數據為近似值」,本工具係少數暴露完整位數嘅換算器。
1959 年國際碼與磅協議
1959 年 7 月 1 日生效嘅多邊協議,由美國、英國、加拿大、澳洲、新西蘭、南非共同簽署,把常衡磅精確定義為 0.45359237 kg、碼精確定義為 0.9144 m、英尺精確定義為 0.3048 m、英寸精確定義為 0.0254 m。本扭力換算器中所有美制扭力單位(磅英尺、磅英寸、盎司英寸)嘅精確牛頓米值均由此協議推導(同 CGPM 1901 gn = 9.80665 m/s² 相乘嘅磅力 4.4482216152605 N,再乘上對應英尺 / 英寸)。
扭力(τ,力矩,moment of force)
力嘅旋轉效應,定義為位置向量 r 同力向量 F 嘅叉積:τ = r × F。ISQ 量綱 M·L²·T⁻²(同能量相同,但係向量而唔係純量)。功率由 P = τ · ω 推導(其中 ω 係角速度)。SI 推薦單位係牛頓米(N·m)。喺香港工程同教學語境裏面有幾種同義術語:物理科用「力矩」(moment of force);汽車工程用「扭力」描述引擎輸出(如「峰值扭力 250 N·m」);電機控制行業用「轉矩」;緊固螺絲時用「擰緊扭力」或「緊固扭力」。Wikidata:Q48103。
ISO 6789 扭力扳手校正標準
國際標準化組織(ISO)嘅扭力扳手量度標準,規定人手扭力扳手(設定型同指示型)嘅準確度要求。手動扭力扳手按 ISO 6789 校正到 ±4%(指示型)至 ±6%(部分設定型),且僅喺量程嘅 20%–100% 之間可靠——一把 200 N·m 扳手可靠區間係 40–200 N·m。校正間隔為每 5,000 次使用或 12 個月一次。ISO 6789:2017 規定校正必須由量程內最低標示扭力值開始。香港創新科技署轄下嘅標準及校正實驗所提供 0.05 至 1000 N·m 嘅扭力校正服務,覆蓋人手扭力扳手、機械扭力檢測儀同電子扭力檢測儀;讀數喺最大量程嘅 20%、60%、100% 比對。本港力同扭力嘅國際標準對齊最終溯源到位於法國塞夫爾嘅國際度量衡局(BIPM)。
資料來源與參考文獻
- NIST SP 811 附錄 B.8 — 按字母順序排列嘅單位換算系數(公斤力米 9.80665 N·m 以粗體印出為精確值;磅力英尺 1.355818、磅力英寸 0.1129848、盎司力英寸 7.061552e-3 N·m 係 NIST 對精確上游乘積嘅捨入打印)
- NIST SI 指南附錄 B — 換算系數(入口頁,使用「粗體即精確值」嘅規範,適用於公斤力米及其他錨定喺 CGPM 1901 上嘅單位)
- BIPM — 第 3 屆國際度量衡大會(CGPM 1901)決議:標準重力 g_n = 9.80665 m/s² 精確,係把每一種重力扭力單位(kgf·m、kgf·cm、lb·ft、lb·in、oz·in)歸約為精確牛頓米系數嘅上游常數
- BIPM — 國際單位制(SI 手冊第 9 版 2019):牛頓米(1 N·m ≡ 1 kg·m²/s²)係 SI 嘅扭力相干派生單位;量綱上同焦耳相同但保留獨立,因為扭力係向量、能量係純量
- 維基百科 — 牛頓米:SI 嘅扭力相干派生單位,量綱上同焦耳相同但專為扭力保留,使旋轉量同能量量區分開(Wikidata Q215571)
- 維基百科 — 磅英尺(扭力):定義為 1 lbf × 1 ft = 1.3558179483314003 N·m 精確;解釋 lb·ft(SAE 推薦寫法)同 ft·lb(能量)嘅命名區分(Wikidata Q16859309)
- 維基百科 — 英尺磅(能量):英尺磅作為做功 / 能量單位,等於 1.355818 J,同磅英尺扭力單位唔同儘管算術相同——把純量(能量,F · d)同向量(扭力,r × F)區分開
- 維基百科 — 力矩 / 扭力:τ = r × F(叉積,向量),ISQ 量綱 M·L²·T⁻²,SI 推薦單位為牛頓米;覆蓋 SI 同英制系統中嘅符號約定(Wikidata Q48103)
- 維基百科 — 公斤力 / 千克力:公斤力米(kgf·m,9.80665 N·m 精確)同公斤力厘米(kgf·cm,0.0980665 N·m 精確)嘅母力單位;BIPM 已經廢止但喺日本、台灣、亞洲扭力扳手同伺服 / 馬達數據表中仍然標準(Wikidata Q216880)
- 維基百科 — 1959 年國際碼與磅協議(1959 年 7 月 1 日):把常衡磅精確定義為 0.45359237 kg、國際英尺精確定義為 0.3048 m、國際英寸精確定義為 0.0254 m——係磅英尺、磅英寸、盎司英寸嘅上游常數