Една от основните задачи в човешката индустрия е извършването на работа срещу силата на гравитацията и издигането на конструкции като мостове и сгради, достатъчни да издържат на гравитационната сила, наложена върху тяхната маса и тази на хората, които те носете. Човек трябва да разполага със средства за реално изграждане на тези конструкции, а една от най-разпознаваемите машини за повдигане на тежки предмети по точни начини е кранът.
Дълго доминиращи силуети, където се изгражда нещо с размери, крановете функционират като лостове, способни да повдигат предмети на разстояние от мотора и точката на закрепване на крана. Това се прави с помощта на рамо на стрела, дължината и ъгълът на земята, на които могат да се променят в съответствие със съответната строителна (или деконструктивна) работа.
Може да ви е необходима формула за изчисляване на повдигане, за да определите товароподемността на дадена настройка на крана. Това включва предимно основна геометрия, но малко разбиране за основната физика също помага.
Части и физика на кран
Кранът се управлява от върха на подвижна и въртяща се (но иначе закотвена) платформа, наречена опорна основа, която може да бъде широка няколко метра. Рамото на стрелата се простира нагоре и навън под даден ъгъл (да речем 30 градуса) за дължината си, а в края на това рамо на стрелата е устройство, което повдига товара, за да бъде повдигнат и преместен.
Натоварването (маса по гравитация g или 9,8 m / s2) (в идеалния случай) се повдига вертикално, така че не се играят хоризонтални сили (ветровити дни играят хаос за операторите на кранове). Вместо това се поддържа напрежение T (сила на единица дължина) в кабела, когато силата нагоре на крана (пренасочена от ролка в горната част на апарата) балансира точно теглото на товара. Когато двигателят задвижва T над тази точка, натоварването се движи нагоре, при условие че кабелът е достатъчно здрав, за да издържи на силата.
Геометрия на кран
Погледнато от едната страна стрелата на крана, земята и вертикалният кабел образуват правоъгълен триъгълник. Хипотенузата е рамото на стрелата, дългото рамо на триъгълника е разстоянието r от основата на опората към товара и късото рамо на хипотенузата е вертикалната височина h на "върха" на стрелата над земя.
Ефективният радиус r трябва да отчита основата на опората и по този начин е леко съкратен за изчисляване на товароподемността; тоест, той не започва директно от двигателя, където се намира върхът на този де факто правоъгълен триъгълник.
Кран в равновесие
Равнината в равновесие няма движещи се части. Това означава, че сумата от външните сили и външните въртящи моменти е нула. Тъй като товарът има тенденция да върти рамото на стрелата надолу около оста си в основата на опората, този въртящ момент трябва да бъде балансиран заедно с балансиране на пряката сила надолу, упражнена от гравитацията.
- Както беше отбелязано, сумата от хоризонталните сили Трябва да е нула.
Изчисляване на товароподемността на крана
Стандарт формула за изчисляване на капацитета на крана се дава от
(r) (hC) / 100,
където r е радиусът (разстоянието по земята до товара), а hC е височината на повдигане по товароподемност. Капацитетът от своя страна е специфичен за всяка избрана дължина и ъгъл на рамото на стрелата и трябва да се търси в таблица като тази в Ресурсите.
Окончателното изчисление всъщност е средна стойност, взета чрез използване на стойността на hC, която е максимална за всеки избран радиус. Средните точки са минималният радиус, самият r и всеки точен радиус на единици от 5,0 метра между тях. По този начин пълен набор от стойности може да изглежда като 1,9, 5,0, 10,0 и 14,2 м, а средната стойност в този случай ще бъде средната стойност от четири числа.
