Le pulegge rappresentano macchine semplici utilizzate per molte operazioni. I sistemi di pulegge sono costituiti da due pulegge su un albero con una cinghia che le unisce. Una puleggia è la puleggia motrice e l'altra è la puleggia condotta. Le pulegge possono cambiare velocità, fornire coppia e alterare la direzione di rotazione. La modifica della velocità con le pulegge comporta la modifica del diametro di una puleggia.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
I sistemi di pulegge prevedono due pulegge su un albero unite da una cinghia. Queste ruote sono pulegge guida e guida. Modificando il diametro delle pulegge, è possibile modificare la velocità. Una puleggia più piccola che fa girare una puleggia più grande fa sì che quella più grande si muova più lentamente ma con più potenza all'albero.
Rapporto di velocità, velocità di uscita e coppia
In un sistema a due pulegge con ruote di diverse dimensioni, si può calcolare la differenza di velocità tra le due pulegge. Il rapporto di velocità si trova utilizzando il diametro della puleggia condotta diviso per il diametro della puleggia motrice. Ad esempio, con una puleggia condotta di 150 mm e una puleggia motrice di 50 mm, il rapporto di velocità è 3. Trovare la velocità di uscita comporta prendere la velocità di ingresso e dividerla per il rapporto di velocità. Fondamentalmente la velocità della puleggia di uscita diventa la velocità di ingresso per la fase successiva e puoi trovare l'azionamento multi-puleggia. Se la velocità in ingresso è 75 giri/min, la velocità in uscita è pari a 75 giri/min diviso 3 o 25 giri/min. A sua volta, si può trovare la coppia in uscita dalla puleggia motrice alla puleggia condotta moltiplicando la coppia in ingresso per il rapporto di velocità.
Pulegge e velocità
Due pulegge collegate da una cinghia della stessa dimensione gireranno alla stessa velocità con la stessa potenza dell'albero. Una puleggia più piccola che fa girare una puleggia più grande fa sì che quella più grande si muova più lentamente ma con più potenza all'albero. Un esempio potrebbe essere un camion con una marcia bassa, con il motore che gira rapidamente ma le ruote che girano lentamente, eppure ha una potenza significativa a velocità ridotta. In alternativa, una puleggia più grande che fa girare una puleggia più piccola fa sì che quella più piccola giri più velocemente ma con meno potenza dell'albero. Ad esempio, un camion con una marcia alta avrebbe un motore che gira più lentamente ma ruote che girano velocemente, con conseguente maggiore velocità del camion. Le frizioni forniscono il controllo sul carico e sulla velocità.
Esempi reali di pulegge
Le pulegge sono utilizzate nelle cinghie di trasmissione per varie macchine. Le cinture stesse possono essere di materiale sintetico. Pulegge e cinghie non richiedono lubrificazione, sebbene la cinghia possa usurarsi o scivolare. In una macchina da neve, una frizione è composta da due pulegge collegate da una cinghia larga che è molto forte e tuttavia flessibile. Quando la macchina della neve incontra un carico o una resistenza, il motore rallenta e la puleggia motrice decelera e si allarga. Quindi, le molle nella frizione condotta si uniscono. Ciò si traduce in una velocità ridotta della pista ma più potenza per la macchina della neve.
Per regolare la velocità della ventola, è possibile utilizzare una puleggia regolabile. Le pulegge regolabili hanno due sezioni coniche collegate con una metà ruotata sull'altra. Quando vengono girate l'una verso l'altra, la loro cinghia viene spinta fuori dalla puleggia e la velocità della ventola viene aumentata. Al contrario, diminuire la velocità della ventola comporterebbe l'allontanamento delle due metà della puleggia e l'accorciamento della distanza della cinghia per percorrerle. In sostanza, il diametro della puleggia viene modificato per ridurre la velocità della ventola e quindi il flusso d'aria.
Le automobili spesso impiegano una cinghia sincrona per il sistema di azionamento della fasatura del motore. All'aumentare della velocità della puleggia motrice, aumenta anche la frequenza di vibrazione della cinghia. Allo stesso modo, quando si riduce la velocità della puleggia motrice, la vibrazione della cinghia diminuisce. La riduzione delle vibrazioni migliora la stabilità della trasmissione.
I nastri trasportatori utilizzati nel trasporto di materiali come l'estrazione mineraria si basano su un sistema di pulegge. Affinché i trasportatori funzionino in modo sicuro ed efficiente, la loro velocità deve essere controllata. Per fare ciò, è necessario mantenere la tensione della cinghia, in modo che la cinghia non si pieghi e crei attrito. Le forze motrici esercitate sulle pulegge di trasmissione devono essere controllate per evitare lo slittamento della cinghia. Il trasportatore può decelerare dopo un picco di forza motrice sulla puleggia motrice. Questo controllo impedisce la fuoriuscita di materiale dal trasportatore.
Fare una semplice puleggia
La dimostrazione di una semplice puleggia può essere eseguita in casa con un elastico e bobine di filo. L'elastico rappresenta la cinghia di trasmissione e le bobine rappresentano le pulegge. Utilizzando bobine di dimensioni variabili, è possibile dimostrare il numero di giri di cui ha bisogno la bobina condotta per far girare la bobina di trasmissione. Le bobine dimostrano la differenza di velocità delle pulegge.