Una dintre sarcinile principale din industria umană este de a lucra împotriva forței gravitaționale și de a ridica structuri precum poduri și clădiri suficiente pentru a rezista forței gravitaționale impuse masei lor și celei a oamenilor pe care aceștia transporta. Trebuie să aveți un mijloc de a construi efectiv aceste structuri, iar una dintre cele mai recunoscute piese de mașini pentru ridicarea obiectelor grele în moduri precise este macaraua.
Liniile dominante lungi în care se construiește ceva de dimensiuni, macaralele funcționează ca pârghii capabile să ridice obiecte la distanță de motor și punctul de ancorare al macaralei. Acest lucru se face folosind un brațul brațului, lungimea și unghiul de la sol pot fi variate în funcție de lucrarea de construcție (sau de construcție) la îndemână.
Este posibil să aveți nevoie de o formulă de calcul de ridicare pentru a determina capacitatea de ridicare a unei anumite macarale. Aceasta implică în principal geometria de bază, dar o mică înțelegere a fizicii de bază ajută și ea.
Piese și fizica unei macarale
O macara este acționată din vârful unei platforme mobile și rotative (dar altfel ancorate) numită bază de stabilizare, care poate avea o lățime de câțiva metri. Brațul brațului se extinde în sus și în exterior la un unghi dat (să zicem 30 de grade) pentru lungimea sa, iar la capătul acestui braț braț este un aparat care ridică sarcina care trebuie ridicată și deplasată.
Sarcina (masa de greutatea g, sau 9,8 m / s2) este ridicat (în mod ideal) pe verticală, deci nu există forțe orizontale în joc (zilele cu vânt fac ravagii pentru operatorii de macarale). În schimb, o tensiune T (forță pe unitate de lungime) este menținută în cablu atunci când forța ascendentă a macaralei (redirecționată de un scripete în partea superioară a aparatului) echilibrează exact greutatea sarcinii. Când motorul acționează T deasupra acestui punct, sarcina se deplasează în sus, cu condiția ca cablul să fie suficient de puternic pentru a rezista forței.
Geometria unei macarale
Privit dintr-o parte, brațul macaralei, solul și cablul vertical formează un triunghi dreptunghiular. Hipotenuza este brațul brațului, brațul lung al triunghiului este distanța r de la baza stabilizatorului la sarcină și brațul scurt al hipotenuzei este înălțimea verticală h a "vârfului" brațului deasupra sol.
Raza efectivă r trebuie să țină seama de baza stabilizatorului și este astfel ușor scurtată pentru calcularea capacității de ridicare; adică nu pornește direct de la motor, unde se află vârful acestui triunghi dreptunghiular de facto.
O macara în echilibru
Un plan în echilibru nu are părți în mișcare. Aceasta înseamnă că suma forțelor externe și a cuplurilor externe este zero. Deoarece sarcina tinde să rotească brațul brațului în jos în jurul axei sale la baza stabilizatorului, acest cuplu trebuie echilibrat împreună cu echilibrarea forței directe descendente exercitate de gravitație.
- După cum sa menționat, suma forțelor orizontale ar trebui să fii zero.
Calculul capacității de ridicare a macaralei
Standardul formula de calcul a capacității macaralei este dat de
(r) (hC) / 100,
unde r este raza (distanța de-a lungul solului până la sarcină) și hC este înălțimea de ridicare de ori capacitatea. La rândul său, capacitatea este specifică fiecărei lungimi și unghiuri ale brațului brațului și trebuie căutată într-un tabel precum cel din Resurse.
Calculul final este de fapt o medie, luată utilizând valoarea hC care este maximă pentru fiecare rază aleasă. Punctele medii sunt raza minimă, r în sine și fiecare rază exactă la unități de 5,0 metri între ele. Astfel, un set complet de valori ar putea arăta ca 1,9, 5,0, 10,0 și 14,2 m, iar media în acest caz ar fi media a patru numere.