Jedním z hlavních úkolů v lidském průmyslu je pracovat proti gravitační síle a stavět stavby jako mosty a budovy dostatečné k tomu, aby odolaly gravitační síle působící na jejich hmotnost a hmotnost lidí, které oni nést. Jeden musí mít prostředky k tomu, aby tyto stavby skutečně postavil, a jedním z nejznámějších kusů strojního zařízení pro přesné zvedání těžkých předmětů je jeřáb.
Dlouho dominující panoramata, kde se staví cokoli velikosti, fungují jeřáby jako páky schopné zvedat předměty ve vzdálenosti od motoru a kotevního bodu jeřábu. To se provádí pomocí a rameno výložníku, jejichž délka a úhel od země se mohou měnit v závislosti na použitém stavebním (nebo de-konstrukčním) úkolu.
Možná budete potřebovat vzorec výpočtu zdvihu k určení nosnosti daného nastavení jeřábu. Jedná se většinou o základní geometrii, ale pomůže také malé pochopení základní fyziky.
Části a fyzika jeřábu
Jeřáb je ovládán z vrcholu pohyblivé a rotující (ale jinak ukotvené) plošiny zvané podpěrná základna, která může být široká několik metrů. Rameno výložníku se rozprostírá nahoru a ven v daném úhlu (řekněme 30 stupňů) pro svou délku a na konci tohoto ramene výložníku je zařízení, které zvedá břemeno, které má být zvednuto a přemístěno.
Zatížení (hmotnost krát gravitace g nebo 9,8 m / s2) je (v ideálním případě) zvednut svisle, takže ve hře nejsou žádné vodorovné síly (větrné dny jsou pro jeřábníky katastrofou). Místo toho se v lanku udržuje napětí T (síla na jednotku délky), když síla nahoru jeřábu (přesměrovaná kladkou v horní části zařízení) přesně vyvažuje hmotnost nákladu. Když motor pohání T nad tímto bodem, zátěž se pohybuje nahoru, za předpokladu, že kabel je dostatečně silný, aby vydržel sílu.
Geometrie jeřábu
Při pohledu z jedné strany tvoří výložník jeřábu, zem a vertikální kabel pravý trojúhelník. Přepona je rameno výložníku, dlouhé rameno trojúhelníku je vzdálenost r od základny výložníku k nákladu a krátkému ramenu přepony je svislá výška h „špičky“ výložníku nad přízemní.
Efektivní poloměr r musí zohledňovat základnu výložníku, a je tedy mírně zkrácen pro výpočet nosnosti; to znamená, že nezačíná přímo u motoru, kde leží špička tohoto de facto pravého trojúhelníku.
Jeřáb v rovnováze
Rovina v rovnováze nemá žádné pohyblivé části. To znamená, že součet vnějších sil a vnějších momentů je nulový. Protože zátěž má tendenci otáčet ramenem výložníku dolů kolem své osy na základně výložníku, musí být tento točivý moment vyvážen spolu s vyvážením přímé síly působící dolů působící gravitací.
- Jak již bylo uvedeno, součet vodorovných sil by měl být nula.
Výpočet nosnosti jeřábu
Standardní vzorec pro výpočet kapacity jeřábu darováno
(r) (hC) / 100,
kde r je poloměr (vzdálenost od země k nákladu) a hC je výška zdvihu krát kapacita. Kapacita je zase specifická pro každou zvolenou délku a úhel ramene výložníku a musí být vyhledána v tabulce, jako je ta ve zdrojích.
Konečný výpočet je ve skutečnosti průměr, který se vezme pomocí hodnoty hC, která je maximální pro každý zvolený poloměr. Průměrné body jsou minimální poloměr r sám o sobě a každý přesný poloměr v jednotkách 5,0 metrů mezi nimi. Kompletní sada hodnot by tedy mohla vypadat jako 1,9, 5,0, 10,0 a 14,2 ma průměrem by v tomto případě byl průměr čtyř čísel.