Одна из основных задач в человеческой индустрии - это работа против силы тяжести и возведение таких конструкций, как мосты и здания, достаточные, чтобы противостоять гравитационной силе, приложенной к их массе и массе людей, которых они нести. Необходимо иметь средства для создания этих конструкций, и одним из самых узнаваемых устройств для точного подъема тяжелых предметов является кран.
Краны-манипуляторы работают как рычаги, позволяющие поднимать объекты на расстоянии от двигателя и точки анкерного крепления крана. Это делается с помощью стрела, длина и угол наклона которых может варьироваться в зависимости от выполняемой строительной (или демонтажной) работы.
Вам может потребоваться формула расчета подъема, чтобы определить грузоподъемность данной крановой установки. Это включает в себя в основном базовую геометрию, но помогает и небольшое понимание базовой физики.
Детали и физика крана
Кран управляется с подвижной и вращающейся (но в остальном закрепленной) платформы, называемой опорой, которая может быть шириной в несколько метров. Стрела стрелы выдвигается вверх и наружу под заданным углом (скажем, 30 градусов) по всей своей длине, а на конце этой стрелы находится устройство, которое поднимает груз, который нужно поднять и переместить.
Нагрузка (масса, умноженная на гравитацию g, или 9,8 м / с2) поднимается (в идеале) вертикально, поэтому горизонтальные силы не действуют (ветреные дни наносят ущерб крановщикам). Вместо этого в тросе поддерживается натяжение Т (сила на единицу длины), когда направленная вверх сила крана (перенаправляемая шкивом в верхней части устройства) точно уравновешивает вес груза. Когда двигатель перемещает T выше этой точки, нагрузка перемещается вверх при условии, что кабель достаточно прочен, чтобы выдержать силу.
Геометрия крана
Если смотреть с одной стороны, стрела крана, земля и вертикальный трос образуют прямоугольный треугольник. Гипотенуза - это плечо стрелы, длинное плечо треугольника - это расстояние r от основания выносной опоры. к нагрузке и короткому плечу гипотенузы - это вертикальная высота h «кончика» стрелы над земля.
Эффективный радиус r должен учитывать основание выносной опоры и, таким образом, немного сокращается для расчета грузоподъемности; то есть он не запускается непосредственно у двигателя, в котором находится вершина этого фактического прямоугольного треугольника.
Журавль в равновесии
Самолет в состоянии равновесия не имеет движущихся частей. Это означает, что сумма внешних сил и внешних моментов равна нулю. Поскольку нагрузка имеет тенденцию вращать стрелу вниз вокруг своей оси у основания выносной опоры, этот крутящий момент должен быть сбалансирован вместе с уравновешиванием направленной вниз силы, действующей под действием силы тяжести.
- Как уже отмечалось, сумма горизонтальных сил должен быть нулевым.
Расчет грузоподъемности крана
Стандарт формула расчета грузоподъемности крана дан кем-то
(r) (hC) / 100,
где r - радиус (расстояние по земле до груза), а hC - высота подъема, умноженная на грузоподъемность. Грузоподъемность, в свою очередь, зависит от длины и угла каждой стрелы, и ее необходимо искать в таблице, например, в разделе Ресурсы.
Окончательный расчет фактически представляет собой среднее значение, полученное с использованием максимального значения hC для каждого выбранного радиуса. Усредненными точками являются минимальный радиус, собственно r, и каждый точный радиус с шагом 5,0 метра между ними. Таким образом, полный набор значений может выглядеть как 1,9, 5,0, 10,0 и 14,2 м, а среднее значение в этом случае будет средним из четырех чисел.