Кпд полиспаста формула: Блоки полиспаста. Расчет полиспаста. КПД блока.

Расчет полиспаста, расчет КПД

Пришло время продолжить цикл статей об оснастке крана. В предыдущей статье про полиспасты были подробно рассмотрены схемы и способы их применения. Но математическая основа полиспаста была затронута крайне мало. Судя по реакции наших читателей — это упущение. Поэтому давайте подробно рассмотрим расчет полиспаста в этой статье.

Начнем по порядку.

Рассмотрим отдельно взятый блок полиспаста и нагрузки возникающие в нем.

Расчет блока полиспаста

Рисунок 1

• Sн — сила, с которой груз воздействует на блок полиспаста;
• Sс — сила, с которой мотор крана воздействует на блок полиспаста;
• а (альфа) — потенциальный угол отклонения от оси;
• d — диаметр втулки блока полиспаста;
• D — диаметр ручья блока полиспаста.

На основе данной схемы полиспаста составим уравнение моментов сил.

• Sн*R -момент силы воздействия груза;
• q*Sн*R — момент силы необходимой на сгибание и разгибание троса;
• N — нагрузка на ось блока полиспаста;
• f — коэффициент трения втулки полиспаста о блок.

Коэффициент q определяется экспериментально и означает жесткость данного троса при огибании данного ролика полиспаста. Силы, возникающие при набегании и сбегании троса, обусловлены структурой самого троса, а точнее силами трения ниток внутри троса.

Как вы сами понимаете по сравнению с силами трения втулки блока полиспаста необходимое усилие на сгибание и разгибание троса крайне мало. Поэтому рекомендую пока об этом коэффициенте сильно не задумываться.

Теперь найдем нагрузку на ось блока полиспаста. Разницей в нагрузках на набегающей и сбегающей ветках мы пренебрегаем.

Собрав все это воедино, получаем:

Формулу расчета КПД блока полиспаста

Как всегда, КПД показывает отношение выполненной работы к затраченной. Для дальнейших расчетов давайте немного обратимся к практике.

• Первое.

  При прочтении у вас, скорее всего, сразу возник вопрос о каких углах отклонения вообще идет речь? Действительно, современные полиспасты их просто не имеют. В этих углах нет никакого практического смысла. Можно смело заменить синус из формулы на единицу.

• Второе.

  Как уже упоминалось ранее, значение q крайне мало относительно f. В реальных условиях его опускают. Также очень малое значение имеют диаметр ручья полиспаста.

Ну, собственно, у нас остается только сила трения блока полиспаста о его втулку. Таким образом, основное значение при выборе полиспаста имеет качество материалов, из которых он изготовлен, а вернее материалы втулки.

При расчетах используются следующие величины КПД блока полиспаста:

• 100% — недостижимый идеал;
• 97% — среднее значение при использовании бронзовых втулок в подшипниках качения;
• 95% — средние значение при использовании подшипников скольжения;
• 93% и меньше — сильно запыленные места, сильно повышенная температура или агрессивные среды использования.

Не забываем, что мы до сих пор рассматриваем один единственный ролик, а он у нас не один и не два.

Расчет системы силового полиспаста

Рисунок 2

Как видно из рисунка, весь вес груза распределиться равномерно по всем веткам полиспаста и ветке троса идущего на барабан. Но это только в статике, т.е. при отсутствии движения. В динамике картина совсем другая.

При подъеме груза усилие мотора крана, проходя через каждый блок полиспаста, будет уменьшаться из-за потерь на преодоление сил трения внутри блока.  Величина потерь на каждом блоке и есть наш КПД найденный парой абзацев выше. Давайте выразим все нагрузки внутри полиспаста через нагрузку Sо.

Сложив все эти усилия и применив формулы преобразования геометрической прогрессии, мы получим вес груза в зависимости только от Sо. Теперь зная вес груза легко найти нагрузку Sо, а следовательно и параметры(качество) троса необходимого для подъема данного груза с использованием данного полиспаста.

Но это еще не все. Между полиспастом и барабаном подъемного крана обязательно будут располагаться несколько обводных роликов, и самая большая нагрузка ляжет на ветку, идущую от последнего обводного блока к барабану. Следовательно, нам необходимо доработать формулу для более точного результата.

• k — общее количество обводных блоков;
• (n+1) — общее количество нитей на которых висит груз.

Вот, собственно, и всё. Зная количество и качество всех роликов в полиспасте, Вы достаточно легко вычислите параметры нужного вам троса.

Внимание! На сайте добавлен сервис расчету основных характеристик полиспаста и параметров троса для запасовки.

Коэффициент полезного действия полиспастов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Коэффициент полезного действия полиспастов из пеньковых и стальных канатов  [c.28]

Коэффициенты полезного действия полиспастов  [c.254]

Значение коэффициентов полезного действия полиспастов  [c.447]

Значение коэффициента полезного действия полиспастов при опорах (на подшипниках качения)  [c.88]

В действительности усилие на сбегающем конце каната полиспаста превышает теоретическое за счет потерь при огибании канатом каждого ролика обоих блоков и потерь на трение в осях роликов. Ниже приведены коэффициенты полезного действия полиспастов в зависимости ог числа роликов в блоках.  [c.21]

Цп — коэффициент полезного действия полиспаста. Необходимый тормозной момент по формуле (132)  [c.304]

КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ПОЛИСПАСТОВ  [c.233]

Коэффициент полезного действия полиспаста для выигрыша в скорости зависит от к. п. д. отдельных блоков и может быть подсчитан следующим образом.  [c.31]

Коэффициент полезного действия полиспаста зависит от трения в блоках и сопротивления изгибу каната.  [c.46]

Коэффициенты полезного действия блоков, барабанов и полиспастов см. в п. V.5.  [c.238]

Коэффициенты полезного действия сдвоенных полиспастов  [c.16]

Примененная на экскаваторе ЭКГ-4,6 подвеска ковша без полиспаста способствует повышению коэффициента полезного действия машины и уменьшению износа канатов.  [c.128]

Коэффициент полезного действия выбранного полиспаста при установке блоков на подшипниках скольжения, принятых в рассчитываемом кране, по табл. 30 т] = 0,92 коэффициент полезного действия направляющего блока нижней опоры % = 0,96.  [c.292]

Общий коэффициент полезного действия механизма подъема т)о учитывает потери от сил трения в блоках полиспаста, в опорах вала барабана и в зубчатых передачах, т. е.  [c.255]

Усилие в любой нитке полиспаста с учетом коэффициента полезного действия определяют по формуле  [c.105]

Определение усилия в какой-либо нитке полиспаста с учетом коэффициента полезного действия производится по уравнению равновесия груза и полиспаста  [c.50]

Примечание. Коэффициенты полезного действия блоков барабанов и полиспастов — см. раздел пятый, п. 5. Угол трения р — см. в табл. 5.53. Коэффициенты трения ц — см. в табл. 5.51. При всех опорах на подшипниках качения ф = 0,03-f-0,06 при подшипниках качения только в опорах сателлитов 1 ) = 0,05 0,08.  [c.234]

Коэффициенты полезного действия канатных полиспастов г] при подшипниках качения и а = 180°  [c.266]

При схеме механизма подъема груза и механизма передвижения по рис. 56 общее сопротивление движению увеличивается за счет сопротивления 1 8, возникающего при перекатывании блоков полиспаста по канату (основной недостаток этой системы механизма передвижения). Если усилие в ветви подъемного каната (ветвь Б на рис. 56) обозначить через 51=5сб, то усилия в ветвях полиспаста (коэффициенты полезного действия подвижных и неподвижных блоков Т1б приняты одинаковыми) равны  [c.190]

Расчет привода механизма подъема груза. Ход поршня цилиндра = 1,25 м кратность полиспаста = 4 коэффициент полезного действия одного блока Г11 = 0,97.  [c.40]

II—коэффициент полезного действия полиспаста, учитывающий потерн на трепне роликов на осях и сопротивление от жесткости каната при огибании нм роликов определяется по табл. 17-5,  [c.447]

расчет, запасовка, сборка своими руками

Полиспаст – переносная блочная система, предназначенная для подъема и перемещения грузов разной степени тяжести. Это устройство применяется в строительной сфере, логистике, альпинизме и во время спасательных работ. Чтобы изготовить полиспаст своими руками, нужно знать конструктивные особенности этого приспособления, способы крепления канатов к грузоподъемнику и технологию проведения запасовки.

Общие сведения о полиспастах

Полиспаст состоит из 2-х и более шкивов (блоков), связанных при помощи веревочных канатов или цепей:

1. Неподвижный шкив. Этот блок крепится к крепким статичным элементам или спецтехнике. Он включает в себя несколько роликов. По каждому из них проводятся веревки, металлические канаты или железные цепи. Неподвижный шкив распределяет давление между элементами конструкции. Величина давления на каждый канат определяется числом роликов.
2. Подвижный шкив. Этот блок прикрепляется к грузу и используется для поддержания работоспособности грузоподъемного механизма. Он оборудован крюком, карабином и магнитом. Подвижный шкив, прикрепляясь к грузу, способен выиграть в усилиях.

Простые полиспасты могут состоять из 1 шкива и веревки. В них ролик располагается над грузом: на потолке, балке или опоре. Первый конец веревки связан с крюком и спускается к поднимаемому грузу. Человек тянет второй конец веревки, поднимая тяжелый объект. Сложные устройства для подъема груза включают в себя несколько простых блоков и дают больший выигрыш в силе.

Принцип действия полиспастов основан на правиле рычага. Через неподвижный шкив перекидывается веревка. Груз поднимается на высоту посредством прикладывания усилий, соразмерных с весом поднимаемого объекта. Длина каната или цепи должна быть сопоставима с высотой, на которую поднимается груз. Для снижения количества затрачиваемых усилий необходимо, чтобы подвижный блок осуществлял движение параллельно грузу.

Существуют следующие разновидности полиспастов:

1. По предназначению: силовые и скоростные. Силовые механизмы предназначены для транспортировки тяжелых объектов. Они обеспечивают выигрыш в силе за счет потерь в расстоянии и скорости. Скоростные полиспасты позволяют ускорить процесс транспортировки легких грузов за счет уменьшения прикладываемых усилий.
2. По сложности схемы. В простых схемах подъема груза при помощи блоков все ролики соединены последовательно при помощи 1 цепи или каната. Сложные системы отличаются высокой производительностью. Выигрыш в силе обеспечивается при меньшем количестве блоков.

Полиспасты используются для следующих операций:

1. Для натяжения кабелей, силовых линий и подвесных конструкций.
2. Совместно с лебедкой для вытаскивания автомобиля или иного вида транспорта, застрявшего в грязи или грунте.
3. Для проведения такелажных работ при транспортировке тяжелых конструкций.

Полиспастами оснащаются различные виды кранов, гидравлические и электрические приводы. Они также применялись в старых прототипах лифтов.

Расчет полиспаста

Перед изготовлением полиспаста требуется рассчитать основные технические характеристики грузоподъемной конструкции. Расчеты требуется для составления чертежей и производятся согласно параметрам рабочего помещениями и весом груза.

Для определения нагрузок, влияющих на блочную систему в ходе эксплуатации, нужно рассчитать параметры, действующие на отдельные блоки:

1. Силу воздействия поднимаемого груза (S_C).
2. Тяговую силу двигателя (S_M).
3. Угол отклонения (α). При расчете параметров полиспаста этой характеристикой можно пренебречь, потому что у современных устройств угол отклонения отсутствует.
4. Диаметр блока (D).
5. Диаметр втулки (d).

Уравнение, использующееся для нахождения моментов силы, имеет следующий вид: S_M * R = S_C*R + l*S_C*R + N* g*d/2, где:

1. S_M * R – момент силы, с которой груз оказывает влияние на блочную систему.
2. l – коэффициент, характеризующий жесткость ручного веревочного каната при огибании ролика. Он зависит от структуры витков троса и определяется экспериментальным методом.
3. Нагрузка на ось шкива. Она определяется по формуле: 2*S_C*R.
4. g – коэффициент, характеризующий силу трения втулки шкивов.

Коэффициент полезного действия полиспаста определяется по следующей формуле: η = S_C/S_M. На этот параметр влияют качество изготовления блоков и сложность схемы. Существует следующие уровни КПД блочной системы:

1. 97% — используется в качестве среднего значения, если в элементах грузоподъемного устройства присутствуют подшипники качения и втулки из бронзы.
2. 95% — используются подшипники скольжения.
3. 93% и ниже – при работе грузоподъемного механизма в суровых природных условиях или в помещениях с высокой температурой.

При расчете также рекомендуется определить КПД остальных обводных роликов, в зависимости от конструктивных особенностей грузоподъемного механизма.

Способы крепления веревки к грузоподъемному механизму

Грузовая веревка позволяет автоматически фиксировать поднимаемый груз, что сказывается на проходе узлов. Ее нужно заправить так, чтобы исключалась возможность перетирания из-за частых контактов с остальными частями грузоподъемной конструкции. Выделяют 3 основных метода крепления веревки к полиспасту:

1. С помощью схватывающих узлов, изготавливающихся из репшнуров диаметром до 8 мм. Они обладают высокой прочностью и начинают сползать с веревки только при нагрузке 10 – 13 кН. Схватывающие узлы не подвергает канат деформации. При длительной эксплуатации они оплавляют оплетку и прилипают к веревке, становясь предохранителями.
2. С помощью зажима общего направления. Его рекомендуется применять на влажных и обледенелых веревках. Зажим начинает сползать без возникновения деформаций при нагрузке 6-7 кН.
3. При помощи личного зажима. Он сползает при нагрузках от 4 кН, разрывая оплетку.

Для фиксации канатов кранов требуется закрепить 1 конец веревки запреткой или тросовым зажимом. На лебедках трос фиксируется на специальных креплениях при помощи клина и прижимной планки.

Простейший подъемный механизм своими руками

В домашних мастерских можно изготовить простой полиспаст из подручных материалов. Он способен поднимать легкие грузы и может использоваться только для разовых работ. Чтобы сделать полиспаст своими руками, нужно приобрести следующие комплектующие:

1. Шпильки с резьбой, изготовленные из металлических материалов.
2. 2 ролика.
3. Подшипники.
4. Веревка или трос.
5. Крюк.

На стальную шпильку устанавливают подшипник, накручивают гайку и стопорят. К шпильке присоединяется крюк для снижения усилий, требующихся для прокручивания самодельного вала. Первый конец веревки располагается на статичной платформе. Для поднятия груза требуется потянуть второй конец троса вверх. Для удобства работы рекомендуется сделать дополнительный блок и пропустить через него веревку. Это позволит соединить канат с лебедкой и фиксировать транспортируемый объект в промежуточном положении.

Запасовка полиспастов

Запасовка – процедуру изменения местоположения шкивов и дистанции между ними. Целью этой операции является регулирование скорости и высоты подъема грузов в соответствии с определенной схемой прохождения троса по блокам грузоподъемного механизма. Существуют следующие разновидности запасовки:

1. Однократная. На крюке закрепляется 1 веревка, которая проводится через все неподвижные блоки и наматывается на барабан.
2. Двукратная. Первый конец каната крепят на головке поворотного элемента крана, второй – на лебедке. Этот способ запасовки может применяться на кранах стрелового типа.
3. Четырехкратная. 2 рабочих ветви троса проводятся через шкивы рабочей стрелы. Соседние полиспасты скрепляются между собой при помощи статичного блока, устанавливаемого на стойке платформы. Этот метод запасовки используется для устройств с большой грузоподъемностью.

Существует также переменная запасовка. Она бывает как двукратной, так и четырехкратной. Подвижные ролики устанавливаются на нескольких подвижным обоймах, удерживаемых при помощи каната. Кратность запасовки изменяется посредством опускания подвески крюка на опору при сматывании веревки.

ЛПЗ №4. « Расчет полиспаста по заданной массе груза и высоте подъема»

На примере изучить методику определения полиспаста по заданной массе груза и высоте подъёма. Учебник. Барсов И.П «Строительные машины и оборудование», стр. 49-51.(определение расчета).

Полиспастом называют систему, состоящую из нескольких подвижных и неподвижных блоков и каната, последовательно огибающего все блоки. Один конец полиспаста — закрепляется на обойме подвижных или неподвижных блоков, а другой — на барабане лебедки.

В грузоподъемных кранах полиспасты применяют в механизме подъема груза. Полиспасты обеспечивают определение силы тяжести груза на несколько ветвей каната, что позволяет применять канаты меньшего диаметра и, следовательно, более эластичные, а также являются составной частью кинематической цепи с определенным передаточным числом.

Сила тяжести груза Q, подвешенного к обойме подвижного блока, распределяется на все работе ветви т каната. Каждая ветвь в статическом положении будет нагружена силой

S_k = Q/ т.

При работе полиспаста зависимость между тяговым усилием S_к на сбегающей ветви каната и подъемной силой полиспаста Q (вес груза+вес подвижных блоков с крюком) приближенно выражается формулой:

Так как натяжение отдельных ветвей полиспаста неодинаково, фактическая величина общего КПД несколько отличается от вычисленной по приближенной формуле. Более точно КПД полиспаста, у которого свободная ветвь каната сбегает с неподвижного блока, следует определять по формуле:

Если между полиспастом и барабаном лебедки находится несколько отклоняющих блоков, усилие натяжения каната рассчитывают с учетом КПД полиспаста и отклоняющих блоков по формуле

где Q — вес поднимаемого груза; q — вес подвижных блоков; т — число рабочих ветвей полиспаста; — общий КПД полиспаста; — КПД одного отклоняющего блока; z — число отклоняющихблоков (кроме блоков полиспаста).

Занятие № 16.

Узнать еще:

Что такое кратность полиспаста — Морской флот

При необходимости получения большого выигрыша в силе для подъёма или горизонтального перемещения тяжёлых грузов пользуются полиспастами – системами подвижных и неподвижных блоков, объёдинённых в общих обоймах и соединённых канатом.

Полиспаст — это грузоподъёмное устройство, состоящее из

нескольких подвижных и неподвижных блоков оги-

баемых веревкой, канатом или тросом, позволя-

ющее поднимать грузы с усилием в несколько раз

меньшим, чем вес поднимаемого груза.

Они являются составной частью многих подъёмных механизмов с гибким рабочим органом.

Полиспасты представляют систему из двух обойм:

каждая из которых состоит из одного или нескольких блоков, огибаемых канатом. Одним концом канат закреплён на подвижной или неподвижной обойме, а последняя ветвь его в полиспасте навивается непосредственно через отводной блок на барабан.

а – огибаемый канатом; б – огибаемый цепью.

Полиспаст используется для выигрыша в силе, который достигается тем, что нагрузка, приложенная к подвижному блоку, уравновешивается усилиями всех рабочих нитей каната.

Различают две разновидности полиспастов:

■ с тяговым канатом, сбегающим с подвижного блока,

Рис.60. Полиспаст с тяговым канатом, сбегающим с подвижного блока.

■ и с тяговым канатом, сбегающим с неподвижного блока.

Рис.61. Полиспаст с тяговым канатом, набегающим

на подвижный блок.

Первые полиспасты применяются в козловых и портальных кранах, вторые – в строительных машинах с расположением лебёдок ниже уровня оси неподвижных блоков.

Рис.62. Нумерация нитей в полиспасте.

Основным параметром полиспаста является его кратность (передаточное число) i , равная отношению V_к перемещения каната к скорости V_гподъёма груза или равная числу ветвей каната n, воспринимающих вес груза G

или (9)

Полиспасты характеризуются кратностью, которая зависит от числа блоков в обоймах и определяется числом ветвей каната, на которых подвешивается груз.

Кратность полиспаста – число ниток полиспаста, на которое

подвешена подвижная обойма.

Кратность показывает во сколько раз требуемое для подъема груза усилие меньше заданной массы груза. Так как число ветвей полиспаста, на которое распределяется масса поднимаемого груза, численно равно кратности полиспаста, можно рекомендовать следующий простой способ ее определения. Если полиспаст мысленно рассечь плоскостью, пересекающей все ветви каната, который огибает блоки, то кратность полиспаста численно будет равна числу пересеченных плоскостью канатов. Чем больше кратность полиспаста i, тем меньше усилие Р, которое необходимо развить лебедкой для подъема заданного груза G, и тем больше скорость наматываемого на барабан каната , которая обеспечивает заданную скорость подъема груза .

Рис.63. Порядок определения кратности полиспаста.

Любой полиспаст дает определенный выигрыш в усилии для поднятия груза. В любой подвижной системе состоящей из веревки и блоков неизбежны потери на трение. В этой части для облегчения расчетов неизбежные потери на трение.

Они являются составной частью многих подъемных механизмов с гибким рабочим органом. Назначение полиспаста – уменьшить натяжения каната, что способствует уменьшению грузового момента. Полиспасты представляют систему из двух обойм: подвижной и неподвижной, каждая из которых состоит из одного или нескольких блоков, огибаемых канатом. Одним концом канат зацеплен на подвижной или неподвижной обойме, а последняя ветвь его в полиспасте навивается непосредственно через отводной блок на барабан. Груз подвешивается в подвижной обойме. Полиспасты характеризуются кратностью, которая зависит от числа блоков в обоймах и определяется числом ветвей каната, на которых подвешивается груз.

1 – подвижная обойма; 2 – неподвижная обойма; 3 – барабан

лебёдки; 4 – грузозахватное приспособление.

Рис.65. Шлюп-балка с полиспастом для спуска

на воду и подъема шлюпок на борт.

Для подъема груза на автомобильных кранах применяют двух-, трех- и четырехкратные полиспасты (полиспасты с кратностью 2, 3 и 4).

а – двукратный; б – четырёхкратный.

Четырехкратные полиспасты наиболее широко применяют на автомобильных крапах. Их конструкция зависит от места расположения ограничителя грузоподъемности и места установки подвижных блоков полиспаста. Если ограничитель грузоподъемности устанавливают на поворотный раме (КС-2561Д), стреловой канат крепят к рычагу ограничителя, огибают им два подвижных, неподвижный и отклоняющий блоки и направляют на стреловую лебедку. Неподвижные блоки устанавливают на головке двуногой стойки, а подвижные — на головке стрелы или подвижной траверсе, связанной оттяжками со стрелой.

Рис.67. Двух и трёхкратные полиспасты на автомобильных кранах.

Рис.68. Канатно-блоковая система гусеничного крана

с башенно-стреловым оборудованием:

1, 3, 6 – предохранительные тяги гусачка; 2 – предохранительная тяга башни;

4 – грузовой полиспаст; 5 – тяги гусачка; 7, 11 – тяги полиспаста изменения вы-

лета гусачка; 8 – полиспаст гусачка; 9, 12 – тяга полиспаста башни; 10 – поли-

1 2 3

1 – грейфер с ковшом; 2 – клещевой грейфер; 3 – грейфер многочелюстной.

Рис.70. Типовая гидрокинематическая схема

автомобильного крана четвертой размерной

группы грузоподъемностью 20 т.

Если бы смогли создать полиспаст, в котором отсутствовало трение в блоках, то для такого полиспаста коэффициент i всегда был бы равен количеству рабочих ниток полиспаста (тогда тяговое усилие в канате лебёдки, если не учитывать сил трения, равно усилию в одной рабочей нити

(10)

где P – тяговое усилие в канате лебёдки;

G- нагрузка, приложенная к подвижному блоку полиспаста;

i– число рабочих нитей.

Число i – называется кратностью полиспаста.

Чем больше кратность полиспаста, тем меньше нагрузка на каждую его рабочую нить и, следовательно, тем меньше тяговое усилие лебёдки.).

Для упрощения расчета значение коэффициента i для полиспаста с разным количеством рабочих ниток и отводных блоков вычислено заранее (табл.1).

Полиспастом называется устройство, представляющее собой систему блоков и тросов, предназначенное для выигрыша в силе либо в скорости. В грузоподъемных механизмах применяются силовые полиспасты для уменьшения усилия в тросе и снижения передаточного числа редуктора.

В морской практике полиспасты, которые применяются для подъема груза, стрелы и другого оборудования, называются талями. К ним относятся грузовые тали, тали топенанта, топрик-тали, шлюп-тали, тали оттяжки и др.

Ходовой конец полиспаста (тали), который навивается на барабан, называется лопарем.

Основным параметром полиспаста является его кратность u (передаточное отношение) кратностью полиспаста называется отношение числа ветвей троса, которые сбегают c подвижных блоков к числу лопарей.

Трос, предназначенный для подъема и опускания груза, называется шкентелем. Трос, предназначенный для удержания стрелы и изменения ее вылета, называется топенантом.

Кратность грузового полиспаста представляет собой отношение числа ветвей троса, на которых висит груз, к числу лопарей

, (4.1)

где – число ветвей троса, на который висит груз;

– число лопарей.

По числу лопарей полиспасты подразделяются на одинарные (рис.4.1 а)) (=1) и сдвоенные (рис.4.1 б)) (=2).

Определим к.п.д. полиспаста на примере одинарного полиспаста, изображенного на рис. 4.2, имеющего кратность u_г. В неподвижном полиспасте сила натяжения во всех одинакова

, (4.2)

Если полиспаст начинает поднимать груз, то силы натяжения в его ветвях распределяется неравномерно. Это обусловлено потерями к.п.д. в блоках и от жесткости троса. Усилия распределены таким образом:

, , , …., ,

где  – к.п.д., учитывающий потери на трение в блоке и от жесткости каната.

Система сил находится в равновесии

. (4.3)

Здесь в скобках указана сумма геометрической прогрессии

, с учетом этого выражение (4.3) приведется к виду . Откуда получим формулу для определения тягового усилия в лопаре троса

(4.4)

К.п.д. полиспаста представляет собой отношение полезной работы

Рис.4.3. Распределение усилий в ветвях полиспаста

при подъеме груза весом F_Q на высоту h к затраченной работе

. (4.5)

Между скоростью подъема (опускания) груза V_под и скоростью выбирания (травления) лопаря шкентеля V_л.ш. существует зависимость

(4.6)

Недостатком одинарных полиспастов является то, при подъеме груза он также перемещается горизонтально. Это затрудняет точную остановку груза и вызывает неравномерные реакции в опорах барабана.

Сдвоенный полиспаст обеспечивает строго вертикальный подъем груза, реакции в опорах распределены равномерно.

В судовых стреловых кранах в основном используют одинарные полиспасты, что связано с уменьшением числа блоков и упрощением конструкции механизма.

Тали с увеличенными размерами блоков, числом шкивов и толщиной лопарей называются гинями. Гини имеют как минимум два трехшкивных блока. Многошкивный блок гиней показан на рис 4.4.

ИмхоДом › Форумы › руки из плечей › Полиспасты. Назначение и устройство.

В этой теме 2 ответа, 2 участника, последнее обновление Master 26 Май’17 в 03:57.

Полиспастами называют систему, образуемую подвижными и неподвижными блоками, которые соединяются между собой канатными (реже – цепными) передачами. Известные ещё в античные времена, полиспасты и сейчас являют собой устройство, без которого не может функционировать подъёмно-транспортная техника. По сути, за тысячелетия не очень изменились и составляющие этого механизма. Полиспасты, их назначение и устройство – вопросы, важные для эффективного использования всех конструкций механизмов подъёма.

Всё многообразие полиспастов может быть сведено к двум требованиям: либо увеличить силу (силовые полиспасты), либо поднять скорость (скоростные полиспасты). В подъёмных кранах чаще используются первые, а подъёмниках – вторые. Таким образом, схемы скоростных и силовых полиспастов взаимно обратные.

В состав полиспаста входят следующие составляющие:

Блоки с неподвижными осями

Блоки с подвижными осями.

Все вышеперечисленные элементы располагаются преимущественно в вертикальной компоновке, причём место размещения барабана зависит от наличия обводных блоков: сверху, если такие блоки отсутствуют, и снизу – если присутствуют.

Количество блоков с неподвижными осями всегда на один меньше, чем с подвижными. При этом общее количество блоков определяет (для силовых полиспастов) кратность увеличения суммарного усилия на механизме. Количество обводных блоков определяется размерами узла: с увеличением числа таких блоков усилие также увеличивается.

Силовые полиспасты, назначение и устройство которых характеризуется несколькими параметрами, важнейшим из которых является нагрузка, развиваемая в подъёмном механизме. Она увеличивается с увеличением расчётной грузоподъёмности крана, кратности устройства (количества ветвей каната, на которых подвешен груз) и КПД блока. КПД учитывает потери на трение в осевых опорах, а также потери, определяемые жёсткостью каната или цепи.

Полиспастов может быть несколько, тогда суммарная нагрузка на блок пропорционально уменьшается. Одинарные полиспасты конструктивно проще, но и наименее эффективны. В них один конец неподвижно закрепляется на неподвижном элементе, а второй – на барабане. При этом угол отклонения весьма ограничен из-за опасности схода каната с блока. Наличие обводного блока существенно улучшает условия работы механизма: нагрузка становится симметричной, что снижает износ каната, и увеличивает допустимую скорость вращения блоков. Устойчивость действия полиспаста зависит также от расстояния между обводным и основными блоками. С увеличением этого параметра надёжность полиспаста как функционального узла возрастает, хотя одновременно увеличивается (из-за наличия соединительной оси) и его сложность.

Другими схемами полиспастов, применяемых на практике, являются:

Сдвоенные трёхкратные, когда в схеме присутствует три рабочих блока и два обводных;

Сдвоенные трёхкратные, снабжённые уравнительной траверсой. Вариант используется в грузоподъёмной технике, которая эксплуатируется в тяжёлых и особо тяжёлых условиях.

Эксплуатационные характеристики полиспастов и их выбор

На эффективность, которой обладают полиспасты, на их назначение и устройство в конкретном механизме влияние оказывают следующие факторы:

Грузоподъёмность основного механизма, в составе которого работают данные узлы.

Количество обводных блоков: с ростом их числа потери на трение возрастают.

Углы отклонения канатов от средней плоскости барабана.

Диаметр каната/высота цепи.

Характер опор (в подшипниках качения или скольжения).

Условия смазки всех осей полиспаста.

Скорость вращения блоков или перемещения тяговых канатов (в зависимости от назначения устройства).

Наибольшие потери в полиспастах связаны с условиями трения. В частности, КПД рассматриваемых механизмов, которые работают в подшипниках скольжения, в зависимости от условий их эксплуатации, составляет:

При неудовлетворительной смазке и при повышенных температурах — 0,94…0,54;

При редкой смазке – 0,95…0,60;

При периодической смазке — 0,96…0,67;

При автоматической смазке – 0,97…0,74.

Меньшие значения соответствуют полиспастам с максимально возможной кратностью. Потери на трение для узлов, которые работают в подшипниках качения, гораздо ниже, и составляют:

При недостаточной смазке и высоких температурах эксплуатации – 0,99…0,83;

При нормальных рабочих температурах и смазке – 1,0…0,92.

Таким образом, применяя современные антифрикционные покрытия контактной поверхности блоков, можно практически исключать потери на трение.

Углы отклонения каната, располагающегося на блоке/блоках полиспаста, определяют не только износ канатов и блоков, но и безопасность производственного персонала грузоподъёмного устройства. Объясняется это тем, что при превышении допустимых показателей сход каната с блока чреват производственной аварией. На данный параметр влияют материал канатов, профиль канавки барабана, а также направление навивки.

Материалами канатов чаще всего служат типы ТЛК-О по ГОСТ 3079, ЛК-Р по ГОСТ 2688 и ТК по ГОСТ 3071. Третий тип имеет наименьшую жёсткость (не более 1,7), что положительно сказывается на предельно допустимом угле отклонения каната на полиспасте. Соответственно для канатов двух первых типов жёсткость достигает 2.

Нормальными углами отклонения от оси полиспаста считаются углы 7,5…2,5 0 (меньшие значения принимаются для максимальных соотношений диаметра блока к диаметру каната). Вообще при проектировании данных устройств это соотношение всегда стараются выбирать в диапазоне значений 12…40. Допустимый угол отклонения канатов из маложёстких материалов меньше: до 6,5…2 0 .

ГОСТ допускает увеличение предельного отклонения, по сравнению с рекомендуемым не более, чем на 10…20% (зависит от режима работы грузоподъёмной техники). На уравнительном блоке допустимые углы отклонения могут увеличиваться, но не более, чем в 1,5 раза.

Для снижения углов отклонения на барабанах полиспастов изготавливают профильные канавки, причём угол их направления зависит от направления навивки. Поэтому барабаны в механизмах современной конструкции всегда выполняют с крестовым профилем, пригодным под оба типа навивки.

Запасовка полиспастов

Запасовка – технологическая операция изменения расположения основных грузовых блоков полиспаста, а также расстояний между ними. Целью запасовки является изменение скорости или высоты подъёма грузов путём определённой схемы прохождения канатов по блокам устройства.

Схемы запасовки определяются типом грузоподъёмной техники. Известно, в частности, что механизмы изменения вылета стрелы различны для ручной или электротали – с одной стороны, и для кранов – с другой. Поэтому для лебёдок запасовка производится изменением расположения оси направляющего блока, и предназначается только для изменения длины вылета стрелы. В грузовых кранах запасовкой исправляют возможную криволинейность перемещения груза. Кроме грузовых канатов, запасовку применяют также и для канатных устройств перемещения рабочей тележки.

Различают следующие схемы запасовок:

Однократная, которая применяется для грузоподъёмных механизмов стрелового типа с гуськом. Крюк при этом подвешивается на одной нитке каната, последовательно проводится через все неподвижные блоки, после чего наматывается на барабан. Такой способ запасовки наименее эффективен.

Двухкратная, которая может быть применена на кранах, как с подъёмной, так и балочной стрелой. В первом случае неподвижные блоки располагаются на головке стрелы, а противоположный конец каната закрепляется в грузовой лебёдке. Во втором случае один из концов каната закрепляют на корне стрелы, а второй последовательно пропускают через обводной барабан, блоки крюковой подвески, стреловые блоки, блоки оголовка башни и затем подводят к грузовой лебёдке.

Четырёхкратная, используемая для механизмов большой грузоподъёмности. Здесь реализуется одна из схем, описанных выше, но отдельно по каждому из блоков крюковой подвески. Две рабочих ветви каната при этом направляются на блоки рабочей стрелы. Соединение смежных полиспастов производится через дополнительный неподвижный блок, который устанавливается на стойке платформы поворота крана.

Переменная, суть которой состоит в изменении грузоподъёмности крана. При таком виде запасовки (она может быть и двух-, и четырёхкратной) возможно соответствующее увеличение массы поднимаемого груза. Для этого в подвижные блоки дополнительно устанавливают по одной или две подвижных обоймы. Удержание обойм производит сам грузовой канат из-за разницы в усилиях, которые создаются наличием крюковой подвески. Изменение кратности запасовки выполняется опусканием крюковой подвески на опору при продолжающемся сматывании каната.

Двух- и особенно – четырёхкратная запасовка позволяет производить безопасный подъём груза, который практически вдвое превышает тяговое усилие, развиваемое лебёдкой. При этом проворот канатов под нагрузкой исключается, что существенно снижает их износ.

ПРАКТИКА:

Простой грузоподъёмный механизм состоит из блока и троса (верёвки или цепи).

Блоки этого грузоподъёмного механизма подразделяются:

по конструкции на простые и сложные;

по способу подъёма груза на подвижные и неподвижные.

Знакомство с конструкцией блоков начнём с простого блока, который представляет собой колесо, вращающееся вокруг своей оси, с жёлобом по окружности для троса (верёвки, цепи) рис.1 и его можно рассматривать как равноплечий рычаг, у которого плечи сил равны радиусу колеса: ОА=ОВ=r. Такой блок не даёт выигрыша в силе, но позволяет изменять направление движение троса (верёвки, цепи).

Двойной блок состоит из двух блоков разных радиусов, жестко скреплённых между собой и насаженных на общую ось рис.2. Радиусы блоков r1 и r2 различны и при подъёме груза действуют как рычаг с неравными плечами, а выигрыш в силе будет равен отношению длин радиусов блока большего диаметра к блоку меньшего диаметра F =Р·r1/r2.

Ворот состоит из цилиндра (барабана) и прикреплённой к нему рукоятки, которая выполняет роль блока большого диаметра, Выигрыш в силе, даваемый воротом, определяется отношением радиуса окружности R, описываемой рукояткой, к радиусу цилиндра r, на который намотана верёвка F = Р·r/R.

Перейдём к способу подъёма груза блоками. Из описания конструкции все блока имеют ось, вокруг которой они вращаются. Если ось блока закреплена и при подъёме грузов не поднимается и не опускается, то такой блок называется неподвижным блоком, простой блок, двойной блок, ворот.

У подвижного блока ось поднимается и опускается вместе с грузом рис.10 и он предназначен в основном для устранения перегиба троса в месте подвеса груза.

Ознакомимся к устройством и способом подъёма груза второй частью простого грузоподъёмного механизма — это трос, верёвка или цепь. Трос свит из стальных проволочек, верёвка свита из нитей или прядей, а цепь состоит из звеньев, соединённых между собой.

Способы подвеса груза и получение выигрыша в силе, при подъёме груза, тросом:

На рис. 4 груз закреплён на одном конце троса и если поднимать груз за другой конец троса, то для подъёма этого груза потребуется сила чуть больше веса груза, так как простой блок выигрыша в силе не даёт F = Р.

На рис.5 груз рабочий поднимает самого себя за трос, который сверху огибает простой блок, на одном конце первой части троса закреплено сидение, на котором сидит рабочий, а за вторую часть троса рабочий поднимает самого себя с силой в 2 раза меньшей своего веса, потому что вес рабочего распределился на две части троса, первая — от сидения до блока, а вторая — от блока до рук рабочего F = Р/2.

На рис.6 груз поднимают двое рабочих за два троса и вес груза распределятся поровну между тросами и поэтому каждый рабочий будет поднимать груз с силой половины веса груза F = Р/2.

На рис.7 рабочие поднимают груз, который висит на двух частях одного троса и вес груза распределятся поровну между частями этого троса (как между двумя тросами) и каждый рабочий будет поднимать груз с силой равной половине веса груза F = Р/2.

На рис.8 конец троса, за который поднимал груз один из рабочих, закрепили на неподвижном подвесе, а вес груза распределился на две части троса и при подъёме груза рабочим за второй конец троса, сила, с которой рабочий будет поднимать груз, в два раза меньше веса груза F = Р/2 и подъём груза будет в 2 раза медленнее.

На рис.9 груз висит на 3 частях одного троса, один конец которого закреплён и выигрыш в силе, при подъёме груза, будет равен 3, так как вес груза распределится на три части троса F = Р/3.

Для устранения перегиба и уменьшения силы трения в месте подвеса груза устанавливается простой блок и сила необходимая для подъёма груза не изменилась, так как простой блок не даёт выигрыша в силе рис.10 и рис.11, а сам блок будет называться подвижным блоком, так как ось этого блока поднимается и опускается вместе с грузом.

Теоретически груз можно подвесить на неограниченное число частей одного троса, но практически ограничиваются шестью частями и такой грузоподъёмный механизм называется полиспаст, который состоит из неподвижной и подвижной обойм с простыми блоками, которые поочерёдно огибаются тросом, одним концом закреплённый на неподвижной обойме, а подъём груза производят за второй конец троса. Выигрыш в силе зависит от количества частей троса между неподвижной и подвижной обоймами, как правило это 6 частей троса и выигрыш в силе 6 раз.

Пёрышкин, А. В. Физика, 7 кл.: учебник/ А. В. Пёрышкин.- 3-е изд., доп.- М.: Дрофа, 2014, — 224 c,: ил. ISBN 978–5-358–14436–1. § 61. Применение правила равновесия рычага к блоку, стр.181–183.

Генденштейн, Л. Э. Физика. 7 класс. В 2 ч. Ч. 1. Учебник для общеобразовательных учреждений/ Л. Э. Генденштен, А. Б. Кайдалов, В. Б. Кожевников; под ред. В. А. Орлова, И, И. Ройзена.- 2-е изд., испр. — М.: Мнемозина, 2010.-254 с.: ил. ISBN 978–5-346–01453–9. § 24. Простые механизмы, стр.188–196.

Элементарный учебник физики, под редакцией академика Г. С. Ландсберга Том 1. Механика. Теплота. Молекулярная физика.- 10 изд.- М.: Наука, 1985. § 84. Простые машины, стр. 168–175.

Громов, С. В. Физика: Учеб. для 7 кл. общеобразоват. учреждений/ С. В. Громов, Н. А. Родина.- 3-е изд. — М.: Просвещение, 2001.-158 с,:ил. ISBN-5–09–010349–6. §22. Блок, стр.55 -57.

Определите КПД полиспаста, если модуль приложенной силы равен 200Н, а масса равномерно

1.Выберете из предложенных случаев пример, когда тело обладает только кинетической энергией.                                                          
…

                                      А) На стене висит картина известного художника.В) Шайба скользит по поверхности хоккейного кортаС) Птица сидит на ветке дереваD) Самолёт совершает перелёт Москва- КокшетауЕ) Автомобиль остановился перед пешеходным переходом.                                 [1]                     2. День, у которого самый короткий день и самая длинная ночь называется А) день летнего солнцестоянияВ) день зимнего солнцестоянияС) день весеннего равноденствияD) день осеннего равноденствия                                                                                [1]                                 3. На рис.1 показана гелиоцентрическая система строения солнечной системы.a) Укажите, что будет являться центром системы                                                            [1]                                   Рис. 1Напишите, какие изменения происходят на Земле при                                   b) обращении Земли вокруг Солнца- _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[1]c) вращении Земли вокруг своей оси- _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[1]4. Используя систему блоков, как показано на рисунке  2                                                                                         Рис.2a) Определите выигрыш в силе, который даёт данная система блоков. А) 8     B) 6   С) 4   D) 2                                                                                                  [1]                               b) Какую силу F необходимо приложить к тросу, чтобы поднять этот груз? (Вес блоков не учитывать) F =______________________                                                                                      [1]                                    5. На рисунке 3 показан рычаг. a) Изобразите силу 300 Н, таким образом, чтобы рычаг находился в равновесии.                                                                                                                                       [1]                                                         Рис.3     b) Определите плечо меньшей силы, если отрезок ВО =2 см                            [1]          c) Определите расстояние между силами                                                            [1]                                               6. На дереве, на высоте 7 м весит шишка. Мальчик кидает в неё вертикально вверх камень, массой 80 г, со скоростью 10 м/с.  Определите кинетическую энергию.Дано                                    СИ                                 Решение                                                        [1]                              b) Определите потенциальную энергию, которой обладает камень в верхней точке.  Дано                 СИ                            Решение                                                                                [1]         c) Определите, на какую высоту сможет подняться камень                               [1]                                                                Дано                 СИ                            Решение                                                                                     d)  Собьёт ли камень шишку? Почему?                                                               [2]                                                                       ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________е) Как меняется полная механическая энергия камня при его движении вверх?  Почему?                                             [2]                                                                    ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________                                                                       7. На рисунке 4, дана установка для определения КПД наклонной плоскости.                                                                      Рис.4 По данным рисунка вычислите:a)  Полезную работу при поднятии тела на данную высоту                               [1]                                Дано                     Решение    b) Затраченную работу, при движении тела по наклонной плоскости, на данную высоту          [1]Дано                     Решение                                                                                                                  c) Рассчитайте КПД данной установки. (Ответ запишите в %)                          [1]                  ПОМОГИТЕ СОР      ​

сор 4ВАРИАНТ № 1.Буксирный катер тянет баржу с силой 5 кН. Какую работу совершает катер на пути 200 м?Какую работу совершит двигатель мощностью 1,5 кВ
…

т за 30 секунд?Человек поднимает камень весом 600 Н с помощью рычага, С какой силой действует человек на рычаг, если ОВ = 2,5 м, а ОА = 50 см?4.3?

ПОМОГИТЕ СРОЧНО !!!!!!!!!!!!!​

Тело массой 6 кг движется поступательно со скоростью 2 м/с определите кинетическую энергию тела
Пожалуйста помогите , отдам 15 баллов

Помогите, задание по физике​

Определите минимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из натрия при его освещении лучами длиной волны 530 нм. Работа выхода электроно
…

в из натрия 2,34 эВ (c = 3∙ 108  м/с, h = 6,626*10-34 Дж*с, 1эВ= 1,6*10-19Дж​

КПД неподвижного и подвижного блоков (7 класс) : Помогите решить / разобраться (Ф)

Цитата:

Если подойти к вопросу ближе к реальности, то превышение тянущей силы необходимо только вначале, чтобы тело приобрело некоторую скорость движения, а дальше превышение уже не требуется.

На полу гиря. Я начинаю прикладывать усилие, чтобы ее оторвать от пола. В какой момент гиря оторвется от пола? Наверно, когда моя сила превысит силу гири. А дальше?

Цитата:

а дальше превышение уже не требуется.

Но мы же зафиксировали то значение силы? Оно же больше? На 0.00000001, но таки больше.

Возьмем бутылку. Она будет плавать на поверхности воды. Начнем ее понемногу заполнять грузом. Она будет становится тяжелее и можно дойти до такого состояния, когда сила тяжести и сила выталкивания будут равны. Бутылка будет находится где-то между дном и поверхностью. Но почему-то в задачах берут равные силы и утверждают, что тело будет всплывать на поверхность??? Может это все сильно упрощают для 7 класса. Не учитывают какие-то факторы, я не знаю. Так что:

Цитата:

Для поднятия груза требуется сила равная весу груза (почему так — вопрос открытый)

А оставлю это на потом. И вынесу это в отдельную тему. Сейчас для меня это темный лес. Позже обязательно вернусь к этому вопросу. Но не сейчас.

Цитата:

Сможете решить задачу, не используя конкретное значение силы?

Нет, не могу. У меня в формуле сила. Я не могу ее выкинуть из формулы. Может потом научусь.

Давайте еще раз…

У нас есть учебник по физике 7 класс. Дана формула по которой надо определить КПД. По ней и работаем.
Что-то конфуз получается. Что-то не клеется с подвижным блоком.

Цитата:

Если вы считаете энергию, затраченную на поднятие самого блока, бесполезной — то да.

Т.е. решение задачи зависит от контекста? И так и так верно

Есть груз, который нужно поднять — это полезная работа.
Есть подвижный блок, который нам тоже приходится поднимать — это бесполезная работа.

Если я возьму 2 подвижных блока, я получу уже:

Значит в случае с полиспастом КПД будет стремиться к 0

Так не может быть. Значит такой подход неверный. Вес блоков все-таки надо учитывать в числителе, как полезная работа:

Теперь все красиво. Имеем и для неподвижного и для подвижного блока.

Только вот объяснить рабочему, что тянуть лишний груз в виде блоков -это полезно, потому что в школе надо было учится… Да, приходится тянуть цепочку лишнего груза, но ты получаешь выигрыш в силе! Это же физика 7 класс

Расчет мощности двигателя подъемника

Мощность двигателя подъемника рассчитывается по:

• P = M.g.v / n
• M = Масса
• г = Плотность
• v = скорость подъема вариант
• n (греческая буква ню) = потеря эффективности из-за шестерен / шкивов

Применяемые стандарты: BS466 (электрические) и BS2573 (Pt 1 и 2 — механические).
Вся информация, представленная в предыдущих ответах, охватывает это.
Размерно это выражается как P (Вт, или Джоули / сек, или Сила * скорость) в кг.м ² с ^-3

Я лично считаю (это не совсем личное; мнение, я инженер-крановщик) лучше всего смотреть на силу, обеспечивающую заданную скорость подъема, так как это в основном то, что нужно проектировщику … поднимается против силы тяжести как силовой элемент (Ньютоны), и мощность рассчитывается соответственно как скорость, с которой должен быть поднят груз (Скорость).

Есть совершенно другой подход к пониманию крутящего момента отрыва — он указан в BS466 как «минимум на 225% больше крутящего момента, необходимого для подъема груза при требуемой расчетной скорости».Глядя на кривые скольжения (скорость вращения) / крутящего момента, следует отметить, что двигатель подъемника будет выбран для работы со скольжением> = 96% при максимальной нагрузке. Это не очевидно из расчета: кривую скорость / крутящий момент для данного двигателя следует получить у производителя двигателя подъемника. Более низкие нагрузки означают, что подъемник будет вращаться немного быстрее (учитывая, что это будет синхронно, или нулевое проскальзывание = 100% скорости вращения без нагрузки — вес крюкового блока означает, что всегда есть некоторая нагрузка, которая известна как «легкий крюк» — так что на практике всегда будет какой-то промах).

Приносим извинения за понимание сути, идея здесь состоит в том, чтобы дать более глубокое понимание задействованной инженерии — я предполагаю, что люди заинтересованы, учитывая характер этого сайта ..) ..

Более точное управление скоростью двигателя можно получить с помощью ряда методов, таких как добавление сопротивления ротора (путем включения контакторов), вихретоковые системы (для обеспечения обратной связи с обратной связью для контроля скорости подъема и применения пропорционального торможения, чтобы подъемник всегда поднимался / опускался. при заданной скорости, заставляя двигатель всегда «видеть» постоянную нагрузку », также можно применять для корссовых движений и движений с большим ходом; или VSD (приводы с регулируемой скоростью)..перечислить основные схемы, с которыми я столкнулся ..
Есть много других вещей, таких как временные требования / частота циклов переключения, количество циклов подъема, которые необходимо учитывать.

Я сосредоточился на «Мощность, необходимая для подъема на высокой скорости», поскольку это решает исходную цель вопроса. Пытливый ум может подумать: а что, если мощности достаточно для подъема груза, допустим, операторы пытаются поднять более тяжелый груз, или груз немного застрял на начальной стадии подъема, или что действительно происходит на стадии начального ускорения, поскольку груз движется из состояния покоя до расчетной скорости.. Тот факт, что двигатель подъемника выбран с ОГРОМНЫМИ накладными расходами на тяговый момент — BS466 и 2573 должны использоваться в спецификации закупок !!), это обеспечивает все дополнительные возможности и коэффициент безопасности.

Шкивы

Шкив — это устройство, которое может увеличивать величину усилия.

Без шкива

Без шкива — сила усилия аналогична нагрузке — в противоположном направлении.

S = F (1)

где

S = усилие (Н, фунт)

F = нагрузка (Н, фунт)

Одиночный шкив

Фиксированный шкив

С одним фиксированным шкивом усилие на равно (или больше из-за потери эффективности) нагрузке.

S = F (2)

Преимущество одиночного фиксированного шкива состоит в том, что направление силы изменяется — можно тянуть вниз, а не поднимать вверх.

Подвижный шкив

С одним подвижным шкивом усилие составляет половину (или более из-за потери эффективности) нагрузки.

S = 1/2 F (3)

Комбинированные шкивы

С комбинированным подвижным шкивом, как указано выше, сила усилия составляет половину (или более из-за потери эффективности) нагрузки.

S = 1/2 F (4)

С двумя шкивами и тросами, как указано выше, сила усилия составляет 1/3 (или больше из-за эффективности) нагрузки.

S = 1/3 F (5)

Общее уравнение для блоков и захватов

Общее уравнение силы усилия для блока или механизма подъема или подъема груза может быть выражено как

S = F / (мкН)

= (мг) / (мкН) (6)

где

S = усилие (Н, фунт)

F = нагрузка ( часто вес) (Н, фунт)

м = масса (кг, пули ) (при подъеме груза)

г = постоянная гравитации (9.81 м / с ² , 32,17405 фут / с ² ) (при подъеме груза)

μ = механический КПД системы (равен единице для идеальной системы без трения, a доля меньше единицы для реальных систем с потерями энергии из-за трения)

n = количество канатов между наборами шкивов

Блок, захват или шкив Калькулятор

Калькулятор ниже можно использовать для расчета усилия усилие в конструкции блока, захвата или шкива.Калькулятор можно использовать для метрических и британских единиц измерения, если они используются последовательно.

F — нагрузка (Н, кг, фунт)

μ — механический КПД системы

n — количество канатов между наборами шкивов

Обратите внимание, что кг — это единицы СИ для массы — подробнее о массе и весе!

Пример — шкив и усилие

Усилие для шкива с 4 канатами , потери на трение μ = 0.8, и нагрузка 100 кг можно рассчитать как

S = (100 кг) (9,81 м / с ² ) / ((0,8) (4))

= 307 N

ПРОСТЫЕ МАШИНЫ M-3

1. НАЗНАЧЕНИЕ:

Изучать работу различных видов простых машин и анализировать их в терминах
механического преимущества, коэффициента вытеснения, эффективности и т. д.

2. АППАРАТ:

Различные станки, измерительная линейка, метрические гири, пружинные весы, струна, лаборатория.
аппаратное обеспечение.

3. ТЕОРИЯ:

Сначала некоторые определения обычно используемых слов. Машина — это механическое устройство, способное выполнять полезную работу над чем-то другим. Не все устройства или механизмы таковы, поэтому их не назовешь должным образом машинами. Однако многие машины действительно работают, но выполнение работы не является их основной целью.Откидная крышка коробки — это простой рычаг, но когда мы открываем коробку, мы редко думаем о ней как о приспособлении для выполнения работы. И мы не описываем это в терминах «механическое преимущество» или «эффективность». Детские качели — это тоже простой рычаг, но он не предназначен для работы над другими вещами, хотя с легкостью справится.

Нас интересуют машины, которые выполняют полезную работу. Внешний агент работает с
машина, и машина действительно работает в какой-то другой внешней системе.Работа, которую выполняет машина
во внешней системе считается «полезным» результатом работы, т.е.
предназначен для того, чтобы делать.

Работа, проделанная на станке, называется вводом , а выполненная полезная работа
на автомате называется выход . Некоторая входная работа всегда
«потрачены впустую» либо из-за трения, либо из-за воздействия на части самой машины, а не
во внешней системе. Некоторые отходы могут быть устранены за счет лучшей конструкции
машина, но трение никогда не может быть полностью устранено.Следовательно, выходная работа
всегда меньше, чем входная работа. Это можно выразить уравнением:

Энергоэффективность машины определена:

энергоэффективность = (объем работ) / (затраты труда)

Энергоэффективность реальной машины всегда меньше единицы.

Удобно представить идею идеальной, совершенной машины, в которой нет работы.
потрачено. Это полезная идея, поскольку она устанавливает верхний предел достижимого на практике.
как эталон сравнения.Такой идеальный машина будет иметь
энергоэффективность точно равна единице.

Одна полезная особенность машин заключается в том, что они могут быть сконструированы для увеличения или
уменьшить прилагаемые силы. Обычно мы хотим увеличить силу. Это не «получить что-то
напрасно », поскольку для достижения того же результата с меньшим входным усилием требуется входное усилие
пройти через большее перемещение. Рассмотрим идеальную машину:

или

следовательно

Соотношение сил (F _o / F _i ) в левой части этого уравнения определяется как механическое преимущество .

Отношение (d _o / d _i ) определяется как смещение Отношение :

Коэффициент смещения зависит только от геометрии механической части машины.
система, но не подвержена трению. По этой причине уменьшение или устранение трения от
машина не меняет свой коэффициент вытеснения. Таким образом, коэффициент вытеснения
независимо от эффективности машины, и является таким же для реальной машины, как и для ее
«идеальный» аналог.

При элементарном обсуждении машин часто не учитываются работы, которые могут быть
потрачено впустую на подъемные части самой машины (внутренние работы).Очевидно, что большинство машин
таким образом тратить зря работу; винтовой домкрат поднимает центральную стойку и ручку, системы шкивов
поднимите массу хотя бы одного шкива и крюка, поддерживающего груз, даже рычага
системы подъема части массы рычага. Иногда часть массы машины может
выручайте, делая работу на выходе.

Таким образом, «идеальная» машина — это машина, в которой

(1) трение снижено до нуля, а
(2) все части машины безмассовые.

При теоретическом анализе машины можно начать с рассмотрения ее идеальной.
Рассчитайте коэффициент смещения исходя из геометрии машины. Обратный
Коэффициент вытеснения — это его теоретическое механическое преимущество. Мы знаем, что на самом деле
механическое преимущество будет меньше теоретического.

Затем мы могли бы более реалистично проанализировать машину, включив в нее массы ее
частей, но все еще считая его без трения.Расчет теоретической механической
Преимущество сделанного таким образом будет ближе к реальности. Следующий шаг, включая трение в каждом
часть, можно сделать, но это беспорядочно, так как требует знания природы всех несущих
поверхности, нагрузки, которые они несут, и вид смазки, если таковая имеется. Такой анализ мог бы быть
сделано при проектировании машины, особенно если затраты на создание прототипов были очень
Отлично.

4. ПРОЦЕДУРА:

Вокруг комнаты установлены различные машины, исследуйте столько, сколько позволяет время.Рисовать
упрощенное изображение каждой машины, показывающее входные и выходные силы и смещения, как
а также геометрия станка.

Некоторые машины можно полностью разобрать. Для этого взвесьте каждую часть и
измерить геометрию машины. Затем сначала проведите теоретический анализ, используя законы физики.
и геометрия для расчета теоретического механического преимущества. Затем проанализируйте машину
учитывая массы его частей, чтобы получить более разумный прогноз его
механическое преимущество.Предскажите также его коэффициент смещения. Наконец соберите машину,
Измерьте его коэффициент вытеснения и механическое преимущество, и сравните с вашим
предсказания.

Для машин, которые нельзя полностью разобрать, измерьте коэффициент вытеснения и
механическое преимущество, и рассчитать эффективность. Сделайте некоторые подсчеты того, сколько работы
тратится впустую на трение, а также подсчитайте количество потерянной внутренней работы.

Наконец, просуммируйте свои результаты для всех машин в таблице.

5. ТИПОВЫЕ МАШИНЫ:

В соответствии с нашей философией ознакомления студентов-физиков с корнями
эти примеры взяты из Первый курс физики , автор:
Роберт Эндрюс Милликен и Генри Гордон Гейл (Ginn and Company, 1906).

Все эти механизмы были известны Архимеду (ок. 287–212 гг. До н. Э.) И были частью ранней истории инженерии во многих культурах.Два других относились к этой категории «ранних машин»: простой рычаг и наклонная плоскость. Один механизм более сложной природы, дифференциальная передача, был неизвестен грекам, но примерно в то же время появился в Китае. Но там он использовался «в обратном направлении» как средство управления относительной скоростью движения, а не для получения какого-либо механического преимущества.

6. ВОПРОСЫ:

(1) Высокая эффективность не всегда желательна для машины. Что будет, если все
убрали трение с дифференциала цепной тали или с домкрата? Что это
важность трения в шпиле?

(2) Разработайте управляемый шкивом «лифт», с помощью которого вы могли бы поднять себя самостоятельно.
мощность. Не игнорируйте вес любых частей лифта, которые также необходимо поднимать.

(3) Что общего между колесом и осью и лебедкой дифференциала ? Чем они отличаются?

(4) В некоторых книгах домкрат описывается как модификация наклонной плоскости.Обсуждать.

(5) Некоторые книги дают правило для определения теоретического механического преимущества блока и снасти путем подсчета количества веревок, поддерживающих вес. Выясните это правило и сформулируйте его.

(6) Назначение шпиля сильно отличается от большинства других машин. Он используется в первую очередь для закрепления тяжелого груза, не позволяя ему упасть. Сегодня он используется на кораблях и парусных лодках, чтобы помочь пристыковать лодку к причалу. Множество витков веревки вокруг шпиля обеспечивают высокое трение при натяжении.Но по мере того, как натяжение троса уменьшается, трос можно легко натянуть, легко скользя вокруг шпиля. Некоторые кабестаны жесткие. Некоторые из них имеют деревянную ось с высоким коэффициентом трения. Некоторые современные металлические с храповым механизмом для предотвращения движения в одном направлении. Изучите библиотеку, чтобы найти множество применений и типов кабестанов. Поговорите с кем-нибудь, кто занимается парусным спортом в качестве хобби.

(7) Изображение Архимеда вверху страницы носит исключительно декоративный характер. Это вызывает некоторые вопросы по поводу этой часто встречающейся цитаты.Где бы Арчи стоял? Что могло стать точкой опоры? Как вообще мог работать такой большой рычаг? Обсуждать. Если бы все условия рисунка были выполнены, какое соотношение длин плеч рычагов было бы необходимо?

Изображение вверху страницы взято из журнала Mechanics Magazine , Лондон, 1824 г.

Вернитесь на страницу содержания данного лабораторного руководства.
Вернуться к началу этого документа.
Вернитесь на домашнюю страницу Дональда Симанека.

© Дональд Э. Симанек, 1991, 2004, 2009.

Безопасный период работы подъемника

Дата: 01.10.2019

Предыдущий блог — Вопросы, которые следует задать строителю крана

РАСЧЕТ РАЗРАБОТАННОГО РАБОЧЕГО ПЕРИОДА (DWP)

Конец проектного рабочего периода (DWP) должен рассчитываться в соответствии со стандартом ISO 12482-1 во время каждой периодической проверки и обслуживания. Если в компоненте нет блока мониторинга состояния, используйте следующий метод для расчета оставшегося DWP%.

Примечание: Если установлен блок мониторинга состояния, он выполняет расчет DWP и автоматически отображает оставшийся процент DWP.

Примечание: Для некоторых продуктов блок мониторинга состояния может быть модернизирован для повышения безопасности (недоступно для цепных талей). Свяжитесь с вашим поставщиком для получения более подробной информации.

Примечание: Значения, используемые в каждом расчете DWP, а также результат и дата должны быть тщательно записаны в журнале регистрации (поставляется с оборудованием).Каждый расчет DWP требует использования цифр, записанных в ходе предыдущих расчетов.

Шаг 1: Рассчитайте часы работы двигателя (часы работы) за интервал проверки, T _i

Проверьте следующие значения для этого интервала проверки:

J = количество рабочих дней во время инспекционного интервала [дни]

H = средняя высота подъема [м]

N = среднее количество рабочих циклов в час [циклы / ч]

T = среднее дневное рабочее время [ч]

V = максимальная скорость подъема [м / мин] (как показано на табличке с датами)

Используйте следующую формулу, чтобы рассчитать T _i , часы работы двигателя (общее время подъема) за интервал проверки:

Например, если мы используем:

Дж = 180 [дней], H = 5 [м], N = 20 [циклов / ч], T = 12 [ч], V = 5 [м / мин]

Шаг 2: Рассчитайте фактический коэффициент спектра нагрузки на интервал проверки, K _mi

1. _{Разделите общее время подъема пропорционально фактическому спектру нагрузки в течение интервала проверки.Например, если продукт поднимал полные нагрузки (100%) в течение половины времени и без нагрузки (0%) в течение половины времени, запишите 50 для каждого из них в столбце «Время подъема%» в таблице ниже. .}

2. Сумма значений в столбце «Время подъема%» всегда должна быть 100.

3. Умножьте каждую запись в столбце «Время подъема%» на множитель в столбце «Коэффициент k3». Запишите результаты в столбец «Коэффициент спектра нагрузки».

4. Сложите числа в столбце «Коэффициент спектра нагрузки» и запишите результат этой суммы.

5. Разделите сумму в столбце «Коэффициент спектра нагрузки» на 100, чтобы получить Kmi

.

Например, , если мы используем: 100% нагрузка в течение 10% времени, 40% нагрузка в течение 30% времени и 20% нагрузка в течение 60% времени

Шаг 3: Рассчитайте частичную продолжительность обслуживания, S _i

Используйте T _i и K _mi в следующей формуле для расчета S _i [часы]

Выберите значение X _, из приведенной ниже таблицы.

Запишите значение S _i в журнал. Это значение понадобится для будущих расчетов DWP.

Например: , если мы используем: X = 1,2, K _mi = 0,124 и T _i = 1440:

Шаг 4: Рассчитайте фактическую продолжительность обслуживания, S

Сложите вместе каждое из значений частичной продолжительности обслуживания S _i , полученных из этого и предыдущих интервалов проверки с начала расчетного рабочего периода.

Предыдущие значения S ( S ₁ … S _i ) можно прочитать из журнала.

Например, , если мы используем S ₁ = 215,468, S ₂ = 210,26, S ₃ ( S _i ) = 214,272:

Шаг 5: Рассчитайте DWP% и оставшийся срок службы.

Проверьте рабочую группу подъемника, указанную на паспортной табличке подъемника.

В соответствующем столбце следующей таблицы найдите число, наиболее близкое к S. В двух последних столбцах в одной строке будет указан оставшийся процент DWP и расчетный оставшийся срок службы.

Запишите значение DWP% в журнал.

Например, , если мы используем S = 640. Группа нагрузки подъемника = M5 (2 м), тогда DWP% = 60%

Когда DWP% достигает нуля, необходимо провести капитальный ремонт (GO).См. Главу «Капитальный ремонт (GO)» в руководстве пользователя.

Механическое преимущество Block & Tackle

Блокировочный роликовый блок — это машина, которая значительно снижает силу, необходимую для перемещения или подъема объекта, такого как тяжелый ящик. Стандартный шкив состоит из одного колеса на оси, через которую проходит трос. Сам по себе шкив может изменять только направление силы, приложенной к объекту. Система шкивов, работающих вместе, может образовывать блок и захват, который умножает силу в дополнение к изменению направления силы, что означает, что для перемещения объекта требуется меньшее усилие.Степень увеличения силы блока и захвата является их механическим преимуществом.

Функция

Блоки и захваты часто используются в тех областях, где нет тяжелой техники и вместо них необходимо использовать человеческую силу. В древности блоки и снасти использовались в строительных проектах для перемещения тяжелых грузов. В современную эпоху они часто используются на лодках, где было бы непрактично иметь кран или другое тяжелое подъемное оборудование.

Подъем с помощью шкива

Если бы мы пытались поднять 200 фунтов.обрешетку с пола в стропила здания, мы могли бы сделать это с помощью простого шкива. Мы вставляли один шкив в стропила и пропускали через него веревку, прикрепляя один конец веревки к обрешетке. Потянув за другой конец веревки (тянущую часть), мы смогли поднять обрешетку на стропила. В этой системе каждый раз мы тянем веревку на одну ногу с усилием 200 фунтов. силы, мы поднимаем ящик на одну ногу. Поднятие с весом менее 200 фунтов. силы не сдвинет наш 200-фунтовый ящик.

Подъем с помощью блока и приспособления

Если вместо того, чтобы прикрепить веревку непосредственно к обрешетке, мы пропустим ее через новый шкив, прикрепленный к обрешетке, а затем прикрепим конец веревки к стропилам, у нас будет блок и снасти.Теперь, каждый раз, когда мы натягиваем свободный конец веревки, веревка должна проходить между стропилами и обрешеткой дважды. Чтобы поднять ящик на одну ногу, нам пришлось бы натянуть веревку двумя ногами. Однако нам нужно будет тянуть только 100 фунтов. силы.

Механическое преимущество

Это несоответствие между силой, необходимой для перемещения объекта, и весом объекта является механическим преимуществом блока и захвата. Это то же самое, что несоответствие между тем, сколько веревки мы тянем, и расстоянием, на которое перемещается объект.Чтобы рассчитать механическое преимущество, мы можем либо разделить вес поднимаемого объекта на силу, необходимую для его подъема, либо мы можем разделить количество веревки, которую нам нужно протянуть, на расстояние, на которое перемещается объект. Чтобы найти механическое преимущество нашей машины с помощью первого метода, мы разделим вес ящика, 200 фунтов, на величину силы, необходимой для его подъема, 100 фунтов, что даст нам механическое преимущество в два раза. Разделив, сколько веревки мы тащим за один раз (2 фута), на расстояние, на которое поднимается ящик (1 фут), мы получим тот же ответ.Как показывает практика, количество отрезков каната между двумя шкивами в блоке и захвате соответствует механическому преимуществу машины. В нашей машине канат проходит от верхнего шкива к нижнему шкиву и обратно к стропилам: два отрезка каната дают нам механическое преимущество в два.

Сила и работа

Даже если блок и захват уменьшают силу, необходимую для перемещения объекта, они не меняют объем работы. Например, блок и подкат с механическим преимуществом в четыре позволят вам поднять 4 фунта.объект с силой всего 1 фунт. Однако вам также потребуется потянуть 4 фута веревки, чтобы поднять объект на одну ногу.

Трение

Когда какой-либо объект движется относительно другого объекта, часть энергии движущегося объекта теряется на трение. В блоке и захвате некоторое трение в шкивах снижает механическое преимущество машины. Чтобы включить трение в расчет механического преимущества блока и захвата, разделите вес поднимаемого объекта на вес, необходимый для его подъема.

Расчет промышленных подъемных машин

Машины для подъема тяжестей в основном были изобретены для облегчения трудных задач по маневрированию тяжелых предметов для людей. Изобретение колес и шкивов было, пожалуй, одним из главных изобретений, которые в дальнейшем помогли разработать новые инновационные машины для подъема гораздо более тяжелых предметов.

Непрерывный исследовательский процесс всегда имел одну общую цель с разработкой этих машин: сделать их лучше и эффективнее, технически увеличить соответствующие механические преимущества, насколько это возможно.Проще говоря, машина в идеале должна быть способна выдерживать более тяжелые нагрузки в ответ на меньшее усилие, прилагаемое для этой цели.

В этой статье мы обсудим следующие типы машин:

• Простое колесо и ось
• Дифференциальное колесо и ось
• Блок шкива дифференциала Weston
• Червячное колесо

Простое колесо и ось

На рисунке показан простой колесно-осевой механизм с колесом A и осью B, объединенными в один блок.И колесо, и ось намотаны струнами, конец струны на оси несет нагрузку, в то время как свободный конец струны над колесом используется для приложения усилия, чтобы поднять нагрузку, приложенную к струне оси.

Поскольку направления витков струны вокруг A и B противоположны, при натяжении колонны колеса вниз груз поднимается вверх.

Найдем выражения для расчета отношения скоростей и механического преимущества этой машины.

Пусть D = диаметр колеса,

D = диаметр оси,

W = вес, прикрепленный к оси оси,

P = усилие, приложенное для подъема груза.

Соединение колеса и оси означает, что один оборот колеса также приведет к одному обороту оси.

Смещение, создаваемое за один оборот колеса из-за приложенного усилия = πD,

Смещение нагрузки из-за вышеуказанного усилия за один оборот = πd,

Поскольку коэффициент скорости VR = смещение усилия / смещение веса = πD / πd = D / d.

И механическое преимущество MA = Поднятая масса / Приложенное усилие = W / P (Стандартное уравнение),

Таким образом, КПД определяется как ɳ = MA / VR

Дифференциальное колесо и ось

На рисунке показано стандартное дифференциальный колесно-осевой механизм, в котором ось нагрузки состоит из двух частей B и C разного диаметра. Натяжная струна наматывается на колесо A. Другая струна наматывается вокруг осей B и C, так что струна проходит через шкив, подвешенный между этими осями.Шкив несет вес, который необходимо поднять. Струна наматывается в противоположном направлении над B и C, убедившись, что направление наматывания C совпадает с направлением струны колеса A, так что разматывание струны над A также разматывает струну над C, но наматывает струну на B.

Давайте выведем способы расчета VR, MA и ɳ вышеуказанной машины.

Пусть D = диаметр колеса A,

d1 = диаметр оси B,

d2 = диаметр оси C,

W = поднимаемый груз,

P = приложенное усилие для подъема груза .

Один оборот вызывает смещение усилия = πD,

Следовательно, длина струны, наматываемой на оси B и C за один оборот, будет = πd1 и πd2 соответственно.

Однако, поскольку направления намотки различаются, чистая длина струны, намотанной поперек осей B и C, будет = πd1 — πd2.

Следовательно, смещение груза будет = ½ (πd1 — πd2)

И VR = πD / ½ (πd1 — πd2) = 2D / d1 — d2,

Также MA = W / P и ɳ = MA / VR

Блок шкивов дифференциала Weston

На рисунке показана интересная машина, в которой две секции A и B намотаны посредством бесконечного цепного механизма.Верхний блок A состоит из двух шкивов P1 и P2, диаметр последнего немного меньше. Поскольку они образуют части одного колеса, они движутся в одном направлении при вращении. Другой блок B, свисающий вниз, поддерживает поднимаемый вес. Круговая цепь без конца наматывается на два блока через интеллектуальную обмотку, сначала проходя через P1, затем шкив B и, наконец, через P2, оставшаяся бесконечная часть цепи свисает вниз и может использоваться для подъема масса.Канавки шкивов снабжены выступами, которые удерживают цепь в блокировке и препятствуют ее проскальзыванию по шкивам во время работы.

Давайте найдем метод расчета соответствующих параметров машины, как обсуждалось для предыдущих систем:

Пусть D = Диаметр P1,

D = Диаметр P2 ‘

W = Вес, необходимый для подъема,

P = Было приложено усилие для перемещения груза.

Из-за приложенного усилия P длина цепи, пересекающей верхний блок съемника A = πD, что также равно расстоянию, пройденному грузом вверх.

Поскольку меньший шкив также вращается пропорционально, смещенная им цепь = πd.

Противоположные смещения длины цепи равны = πD — πd

Вышеупомянутое сокращение длины цепи равномерно делится между двумя половинами шкива, который поддерживает нагрузку.

Следовательно, расстояние, на которое смещается нагрузка = π / 2 (D — d),

Также расстояние, покрытое приложенным усилием = πD

дает VR = πD / π / 2 (D –d) = 2D / D — d

MA и ɳ такие же, как обсуждалось ранее.

Червячное колесо

Ссылаясь на рисунок, механизм состоит из шпинделя, несущего в центре квадратную резьбовую часть S, известную как червяк, которая соединена с колесом, называемым червячным колесом. Червяк включает в себя закрепленный барабан и струнный механизм для работы с грузом. На конце шпинделя червяка закреплено большое колесо, через канавку которого проходит веревка для принятия усилия.

Пусть, L = радиус колеса,

r = радиус загрузочного барабана,

W = вес груза,

P = прилагаемое усилие,

T = количество зубьев червячного колеса.

Учитывая, что червячное колесо является однопроходным, за один оборот колеса A центральная резьбовая часть перемещает червячное колесо через один зуб.

Таким образом, за каждый оборот колеса расстояние, покрываемое усилием = 2πL

Перемещение грузового барабана = 1 / T оборот,

Следовательно, расстояние, покрываемое весом = 2πr / T,

Следовательно, Коэффициент скорости = Расстояние, покрытое усилием / Расстояние, покрытое нагрузкой

= 2πL / 2πr / T = LT / r

MA и формулы эффективности такие же, как обсуждалось для предыдущих машин.

Все изображения, любезно предоставлены книгой «Прикладная механика и сопротивление материалов» Р.С. Хурми,

Список литературы

Книга — Прикладная механика и сопротивление материалов, Автор: Р.С. Khurmi,

Простая машина, колесо и ось — rocketsciencetutors.com

Дифференциальный шкив — en.wikipedia.org

Простые машины — Физический гипертекст

Обсуждение

В самом общем смысле машина — это любое устройство, которое можно использовать для выполнения задачи.В механическом смысле машина — это устройство для передачи работы из одного места в другое.

• Велосипед — это машина. Водитель работает с педалями, которые, в свою очередь, работают с передней рукояткой, которая работает с цепью, которая работает с задней звездочкой, которая работает с колесом, которая работает с осью, которая действительно работает на раме, которая работает на всадника.
• Велосипедист — это машина, то есть люди и другие животные со скелетами — это машины.Наши мышцы работают с костями, которые, в свою очередь, работают с окружающим нас миром.
• Дверная ручка — это машина. Работа выполняется по внешнему диаметру ручки, которая, в свою очередь, работает с шпинделем, который работает с цилиндром, который работает с защелкой.
• Молоток — это машина. Работа выполняется на ручке, которая, в свою очередь, воздействует на головку, которая воздействует на гвоздь.

Работа определяется как произведение силы и перемещения…

Вт = F _∥ ∆ с

Машины — это устройства, с помощью которых первичная сила (называемая усилием ), прилагаемая к некоторому смещению в одном месте, вызывает вторичную силу (называемую нагрузкой ) и смещение в другом месте.Работа, выполненная на машине в конце усилия, называется работой на , а работа, выполненная на машина на стороне нагрузки, называется работой на стороне нагрузки .

Нагрузка и усилие обычно различаются по величине и направлению, а также местоположению.В мире perfect механическая энергия никогда не теряется для других форм и работает на равных. (О, счастливый день!) В реальном мире, однако, механическая энергия всегда теряется, поэтому работа строго больше, чем работа. (Проклятия, снова сорвано!)

КПД , ну нравится мне эта деталь.

За исключением греческого символа эта (η). Это слишком похоже на латинскую букву n .

механическое преимущество , хоум

отношение скоростей , гул хо.

классических станка, простых станков. Стоит ли вообще учить эту тему?

Классический список насчитывает 6 устройств, но 3 из них являются вариациями одного и того же.

Первое употребление на английском языке 1545, для другой цели

1545 в J.Schäfer Early Mod. Англ. Lexicogr. (1989) II. (в процитированном слове) Дырочная машина этого мира разделена на 0,2. parte. То есть в небесных и стихийных областях.

Подробнее OED

1704 J. Harris Lexicon Technicum Машина, или Двигатель, в «Механикс» — это то, что обладает Силой, достаточной для того, чтобы поднять или остановить движение тела … Простые машины обычно считаются шестью по числу, а именно. Балансировка, рычаг, шкив, колесо, клин и винт… Составные машины или двигатели бесчисленны.

простая машина n. тот, в котором нет комбинации частей, например рычаг или любая другая из так называемых механических сил.

• рычаг
  • качели
  • разводной мост
  • руки, ноги, пальцы рук, пальцы ног, челюсть
  • лом
  • домкрат
  • молоток
  • меч
  • крикет / бейсбольная бита
  • гольф-клуб
• колесо и ось
  • пассивное колесо на тележке или прицепе — это машина? колесо само по себе — это машина? такие машины на шариковых подшипниках?
  • это саночные машины?
  • парус машина?
  • брашпиль, лебедка
  • рукоятка арбалета
  • поезд, велосипед, автомобиль, колеса грузовика
  • шестерни
  • дверная ручка
  • отвертка
• шкив
  • блокировка и захват
  • цепная таль
• наклонная плоскость
  • пандусы, лестницы и эскалаторы
  • винт
    • винт архимеда
    • шуруп по дереву и металлу
    • червячная передача
    • пресс
  • клин

Почему наклонная плоскость в этом списке? На мой взгляд, ему здесь не место, потому что мы не должны использовать слово «машина».На наклонной плоскости нет различия между местоположениями нагрузки и усилия, если только машина не…

• устройство для изменения величины или направления силы.
• любое устройство, которое передает силу или направляет ее применение.
• прибор, предназначенный для передачи или изменения приложения мощности, силы или движения
• любое устройство, которое передает силу или направляет его приложение
• Все, что передает силу или направляет ее применение.
  • перенос войск с одного места на другое
  • изменение направления силы
  • изменение величины силы
  • изменение расстояния или скорости силы

Усилие — неизменная сила. Нагрузка — это измененная сила.

.