Csörlőáttétel: hogyan cserélődik az erő és az út?

Három adatból áll az egyszerű modell

A Harken hajtókar-kézikönyve összekapcsolja a kar hosszát és a dob sugarát az erőáttétellel. Másik gyártói kézikönyvük külön nevezi meg a fogaskerék-áttételt és az erőáttételt, és jelzi, hogy az elméleti adat nem tartalmazza a súrlódást. A megengedett munkaterhelés ettől külön adat.

Saját modellünkben a kar sugara 0,25 m, a dob sugara 0,05 m. A belső áttétel úgy értendő, hogy négy hajtókarfordulatra jut egy dobfordulat. Az erőt a karra merőlegesen hatónak vesszük, a veszteségeket elhagyjuk. Ezek fiktív geometriai adatok.

Az elméleti erőarány

A kar és a dob sugarának aránya 0,25 / 0,05 = 5. A belső áttétellel az ideális erőarány 5 × 4 = 20. Ha a kézi erő 100 N, a modell 100 × 20 = 2000 N kötélhúzó erőt adna.

A 2000 N kiszámolt ideális érték, amelyből nem következik, hogy a csörlő, a kötél vagy a rögzítési pont ekkora terheléssel használható. A tényleges erőt a veszteségek és a működési állapot is befolyásolja. A gyártói munkaterhelési határ ellenőrzése külön feladat.

Mi történik az úttal?

Egy karfordulat során a kéz útja 2 × π × 0,25 ≈ 1,571 m. Eközben a dob negyedfordulatot tesz, a felvett kötélút 2 × π × 0,05 / 4 ≈ 0,0785 m. A két út aránya szintén 20. Az ideális modellben a nagyobb erőhöz kisebb kimeneti út tartozik.

Az ideális munkák ellenőrizhetők: 100 N × 1,571 m és 2000 N × 0,0785 m egyaránt közel 157 joule. A valóságban a bemeneti munka egy része veszteségként jelentkezik. Az erőáttételt ezért nem szabad energiatermelésként értelmezni.

Mit tanulj meg a saját eszközön?

Azonosítsd a csörlő típusát, a hozzá való hajtókart és a gyártói használati útmutatót. Az engedélyezett terhelés, a kezelési mód és az elektromos vagy kézi működtetés szabályai ehhez tartoznak. A jelen számítás papíron végezhető; nagy terhelésű próba vagy ismeretlen eszközön végzett kezelési kísérlet nem szükséges hozzá.