Krążek linowy
| Koło pasowe | |
|---|---|
 Koła pasowe na statku. W tym kontekście koła pasowe są zwykle nazywane blokami .
| |
| Klasyfikacja | Prosta maszyna |
| Przemysł | Budowa, transport |
| Koła | 1 |
| osie | 1 |
Koło pasowe to koło na osi lub wale , które jest przeznaczone do wspierania ruchu i zmiany kierunku napiętej linki lub paska lub przenoszenia mocy między wałem a kablem lub paskiem. W przypadku krążka wspartego na ramie lub płaszczu, który nie przenosi napędu na wał, ale służy do prowadzenia liny lub wywierania siły, płaszcz nośny nazywamy blokiem, a krążek krążkiem linowym lub krążkiem linowym . koło pasowe .
Koło pasowe może mieć rowek lub rowki pomiędzy kołnierzami wokół swojego obwodu , aby umieścić linkę lub pasek. Elementem napędowym systemu bloczków może być lina , linka , pas lub łańcuch .
Najwcześniejsze dowody na istnienie kół pasowych pochodzą ze starożytnego Egiptu za panowania XII dynastii (1991-1802 pne) i Mezopotamii na początku drugiego tysiąclecia pne. W rzymskim Egipcie Heros z Aleksandrii (ok. 10-70 n.e.) zidentyfikował bloczek jako jedną z sześciu prostych maszyn służących do podnoszenia ciężarów. Krążki są montowane w blok i sprzęt , aby zapewnić mechaniczną przewagę przy stosowaniu dużych sił. Koła pasowe są również montowane jako część pasowych i łańcuchowych w celu przenoszenia mocy z jednego obracającego się wału na drugi. Plutarch 's Parallel Lives opowiada scenę, w której Archimedes udowodnił skuteczność złożonych bloczków i systemu blokowania i blokowania, używając jednego do przyciągnięcia w pełni załadowanego statku do siebie, jakby ślizgał się po wodzie.
Blokuj i walcz
Blok to zestaw kół pasowych (kół) zmontowanych w taki sposób, że każde koło obraca się niezależnie od każdego innego koła pasowego. Dwa bloki z liną przymocowaną do jednego z bloków i przewleczoną przez dwa zestawy bloków tworzą blok i sprzęt .
Blok i sprzęt są montowane, więc jeden blok jest przymocowany do stałego punktu mocowania, a drugi do ruchomego ładunku. Idealna mechaniczna przewaga bloku i sprzętu jest równa liczbie odcinków liny, które podtrzymują poruszający się blok.
Na diagramie po prawej stronie idealna mechaniczna przewaga każdego z pokazanych zespołów bloków i sprzętu jest następująca:
- Wyposażenie broni: 2
- Wślizg Luffa: 3
- Podwójny sprzęt: 4
- Sprzęt Gyn: 5
- Potrójny zakup: 6
Systemy linowe i bloczkowe
System liny i bloczka — to znaczy blok i sprzęt — charakteryzuje się wykorzystaniem pojedynczej ciągłej liny do przenoszenia siły naciągu wokół jednego lub więcej bloczków w celu podniesienia lub przeniesienia ładunku — lina może być liną lekką lub mocny kabel. System ten znajduje się na liście prostych maszyn zidentyfikowanych przez naukowców renesansu.
Jeśli system liny i koła pasowego nie rozprasza ani nie magazynuje energii, to jego zaletą mechaniczną jest liczba części liny, które działają na ładunek. Można to pokazać w następujący sposób.
Rozważ zestaw kół pasowych, które tworzą ruchomy klocek i części liny, które podtrzymują ten klocek. Jeżeli jest p takich części liny, które podtrzymują obciążenie W, to bilans sił działających na poruszający się klocek pokazuje, że naprężenie w każdej z części liny musi wynosić W/p. Oznacza to, że siła wejściowa działająca na linę wynosi T = W/p. W ten sposób blok i sprzęt zmniejszają siłę wejściową o współczynnik p.
Talia armatnia ma pojedyncze bloczki zarówno w nieruchomym, jak i ruchomym bloczku z dwiema częściami linowymi podtrzymującymi obciążenie W.
Oddzielenie krążków w tali armatniej pokazuje równowagę sił, która daje naprężenie liny W/2.
Podwójny sprzęt ma dwa bloczki zarówno w stałym, jak i ruchomym bloku z czterema częściami linowymi podtrzymującymi ładunek W.
Rozdzielenie bloczków w tali podwójnej pokazuje równowagę sił, która daje naprężenie liny W/4.
Metoda operacji
Najprostsza teoria działania układu bloczków zakłada, że bloczki i liny są nieważkie. I że nie ma strat energii z powodu tarcia. Zakłada się również, że linie się nie rozciągają.
W równowadze siły działające na poruszający się klocek muszą sumować się do zera. Dodatkowo naprężenie liny musi być takie samo dla każdej jej części. Oznacza to, że każda z dwóch części liny podtrzymującej poruszający się klocek musi utrzymać połowę obciążenia.
Stałe koło pasowe
Wykres 1: Obciążenie F na ruchomym bloczku jest równoważone przez naprężenie dwóch części liny podtrzymującej bloczek.
Ruchome koło pasowe
Schemat 2: Ruchomy bloczek podnoszący ciężar W podtrzymywany jest przez dwie części liny o naprężeniu W/2.
Są to różne typy systemów kół pasowych:
- Naprawiono: stałe koło pasowe ma oś zamontowaną w łożyskach przymocowanych do konstrukcji nośnej. Stały bloczek zmienia kierunek siły działającej na linę lub pas poruszający się po jego obwodzie. Mechaniczną korzyść uzyskuje się poprzez połączenie koła stałego z krążkiem ruchomym lub innym krążkiem stałym o innej średnicy.
- Ruchome: Ruchome koło pasowe ma oś w ruchomym bloku. Pojedynczy ruchomy bloczek jest podtrzymywany przez dwie części tej samej liny i ma mechaniczną przewagę równą dwóm.
- Mieszanka: Połączenie stałych i ruchomych krążków tworzy blok i sprzęt . Blok i sprzęt mogą mieć kilka kół pasowych zamontowanych na stałych i ruchomych osiach, co dodatkowo zwiększa przewagę mechaniczną.
Diagram 3: Zestaw pistoletowy „rusza na korzyść” ma linę przymocowaną do ruchomego krążka. Naprężenie liny wynosi W/3, co daje przewagę trzech.
Diagram 3a: Sprzęt Luff dodaje stały bloczek „wędrować na niekorzyść”. Napięcie liny pozostaje W/3, co daje przewagę równą 3.
Mechaniczną zaletę sprzętu armatniego można zwiększyć, zamieniając bloki stałe i ruchome, tak aby lina była przymocowana do ruchomego bloku, a lina była ciągnięta w kierunku podnoszonego ładunku. W tym przypadku blok i sprzęt to „wyprawa na korzyść”. Diagram 3 pokazuje, że teraz trzy części liny podtrzymują obciążenie W , co oznacza, że naprężenie liny wynosi W/3 . Zatem przewaga mechaniczna wynosi trzy.
Dodanie krążka do nieruchomego bloku broni powoduje odwrócenie kierunku siły ciągnącej, przy zachowaniu tej samej przewagi mechanicznej, Diagram 3a. To jest przykład sprzętu Luff.
Darmowe schematy ciała
Mechaniczną zaletę systemu bloczków można przeanalizować za pomocą diagramów swobodnego ciała , które równoważą siłę naciągu liny z siłą grawitacji na ładunku. W idealnym systemie bezmasowe i beztarciowe bloczki nie rozpraszają energii i pozwalają na zmianę kierunku liny, która nie rozciąga się ani nie zużywa. W tym przypadku bilans sił na swobodnym ciele, który obejmuje obciążenie W , oraz n podtrzymujących odcinków liny z napięciem T , daje:
Stosunek obciążenia do wejściowej siły naciągu jest zaletą mechaniczną MA układu koła pasowego,
Zatem przewaga mechaniczna systemu jest równa liczbie odcinków liny podtrzymującej ładunek.
Systemy pasów i kół pasowych
System pasa i koła pasowego charakteryzuje się dwoma lub więcej wspólnymi dla pasa kołami pasowymi . Pozwala to na przenoszenie mocy mechanicznej , momentu obrotowego i prędkości na osie. Jeśli koła pasowe mają różne średnice, uzyskuje się przewagę mechaniczną.
Napęd pasowy jest analogiczny do napędu łańcuchowego ; jednak koło pasowe może być gładkie (pozbawione dyskretnych elementów blokujących, jakie można znaleźć na kole łańcuchowym, zębatce czołowej lub pasku rozrządu), tak że mechaniczna korzyść wynika w przybliżeniu ze stosunku średnicy podziałowej samych kół pasowych, nie ustalona dokładnie przez stosunek zębów, jak w przypadku kół zębatych i kół zębatych.
W przypadku koła pasowego typu bębnowego, bez rowka lub kołnierzy, koło pasowe jest często lekko wypukłe, aby utrzymać płaski pas w środku. Czasami nazywa się to kołem pasowym z koroną. Chociaż kiedyś był szeroko stosowany na wałach linii fabrycznych , ten typ koła pasowego nadal znajduje się w napędzaniu obracającej się szczotki w odkurzaczach pionowych , szlifierkach taśmowych i piłach taśmowych . Ciągniki rolnicze wyprodukowane do wczesnych lat pięćdziesiątych XX wieku miały na ogół koło pasowe zamiast paska płaskiego (co właśnie czasopismo nosiło imię). Został on zastąpiony innymi mechanizmami o większej elastyczności w metodach użytkowania, takimi jak przystawka odbioru mocy i hydraulika .
Tak jak średnice kół zębatych (i odpowiednio ich liczba zębów) określają przełożenie przekładni , a tym samym zwiększanie lub zmniejszanie prędkości oraz mechaniczną przewagę , jaką mogą zapewnić, tak średnice kół pasowych determinują te same czynniki. Koła pasowe stożkowe i koła pasowe stopniowe (które działają na tej samej zasadzie, chociaż nazwy te są zwykle stosowane odpowiednio dla wersji z paskiem płaskim i wersji z paskiem klinowym ) są sposobem na zapewnienie wielu przełożeń w układzie pasowo-kołowym, który może być przełączane w razie potrzeby, tak jak skrzynia biegów zapewnia tę funkcję za pomocą przekładni zębatej , którą można przełączać. Koła pasowe stopniowe z paskiem klinowym są najczęstszym sposobem, w jaki wiertarki zapewniają zakres prędkości wrzeciona.
W przypadku pasów i kół pasowych tarcie jest jedną z najważniejszych sił. Niektóre zastosowania pasków i kół pasowych wiążą się z nietypowymi kątami (prowadzącymi do złego prowadzenia pasa i możliwym zsunięciem się pasa z koła pasowego) lub środowiskami o niskim napięciu pasa, powodującymi niepotrzebne poślizgi pasa, a tym samym dodatkowe zużycie pasa. Aby rozwiązać ten problem, koła pasowe są czasami opóźnione. Otulina jest terminem używanym do opisania nakładania powłoki, pokrycia lub powierzchni ścieralnej z różnymi teksturowanymi wzorami, które czasami są nakładane na panewki kół pasowych. Otulina jest często stosowana w celu przedłużenia żywotności panewki poprzez zapewnienie wymiennej powierzchni ścieralnej lub poprawienia tarcia między pasem a kołem pasowym. W szczególności koła pasowe napędowe są często pokryte gumą (pokryte gumową warstwą cierną) właśnie z tego powodu.
Zobacz też
Linki zewnętrzne
| Kontrola władz : Biblioteki narodowe |
|---|
