Jednou z hlavných úloh v ľudskom priemysle je práca proti gravitačnej sile a stavanie štruktúr ako napr mosty a budovy dostatočné na to, aby odolali gravitačnej sile pôsobiacej na ich hmotnosť a silu ľudí, ktorých niesť. Musí existovať prostriedok na skutočnú stavbu týchto štruktúr a jedným z najznámejších strojov na zdvíhanie ťažkých predmetov presným spôsobom je žeriav.
Dlho dominujúce panorámy, kde sa stavia čokoľvek veľkosti, žeriavy fungujú ako páky schopné zdvíhať predmety vo vzdialenosti od motora a kotviaceho bodu žeriavu. To sa deje pomocou a rameno výložníka, ktorých dĺžka a uhol od zeme sa môžu meniť v závislosti od použitej stavby (alebo deštrukcie).
Možno budete potrebovať vzorec výpočtu zdvíhania na určenie nosnosti daného nastavenia žeriavu. Jedná sa väčšinou o základnú geometriu, ale pomôže aj malé pochopenie základnej fyziky.
Diely a fyzika žeriavu
Žeriav sa ovláda z vrcholu pohyblivej a rotujúcej (ale inak ukotvenej) plošiny nazývanej základňa podpery, ktorá môže byť široká niekoľko metrov. Rameno výložníka sa tiahne smerom hore a von v danom uhle (povedzme 30 stupňov) pre svoju dĺžku a na konci tohto ramena výložníka je zariadenie, ktoré zdvíha bremeno, aby sa dalo zdvihnúť a pohybovať.
Zaťaženie (hmotnosť krát gravitácia g alebo 9,8 m / s2) sa (v ideálnom prípade) zdvihne zvisle, takže v hre nie sú žiadne vodorovné sily (veterné dni spôsobujú žeriavnikom zmätok). Namiesto toho sa v kábli udržuje napätie T (sila na jednotku dĺžky), keď sila smerom nahor žeriavu (presmerovaná kladkou v hornej časti zariadenia) presne vyvažuje hmotnosť bremena. Keď motor poháňa T nad týmto bodom, záťaž sa pohybuje nahor, za predpokladu, že je kábel dostatočne silný na to, aby odolal sile.
Geometria žeriavu
Pri pohľade z jednej strany tvoria výložník žeriavu, zem a zvislé lanko pravý trojuholník. Prepona je rameno výložníka, dlhé rameno trojuholníka je vzdialenosť r od základne výložníka k bremenu a krátkemu ramenu prepony je vertikálna výška h „hrotu“ ramena nad zem.
Efektívny polomer r musí brať do úvahy základňu podpery, a je tak o niečo kratší pre výpočet nosnosti; to znamená, že nezačína priamo od motora, kde leží špička tohto de facto pravého trojuholníka.
Žeriav v rovnováhe
Rovina v rovnováhe nemá žiadne pohyblivé časti. To znamená, že súčet vonkajších síl a vonkajších krútiacich momentov je nulový. Pretože bremeno má tendenciu otáčať ramenom výložníka nadol okolo svojej osi na základni výložníka, musí byť tento krútiaci moment vyvážený spolu s vyvažovaním priamej sily smerom nadol vyvíjanej gravitáciou.
- Ako bolo uvedené, súčet vodorovných síl by mal byť nula.
Výpočet nosnosti žeriava
Štandart vzorec na výpočet kapacity žeriavu je daný
r) (hC) / 100,
kde r je polomer (vzdialenosť od zeme k bremenu) a hC je výška zdvihu krát kapacita. Kapacita je zasa konkrétna pre každú zvolenú dĺžku a uhol ramena ramena a musí sa vyhľadávať v tabuľke, ako je napríklad tabuľka v zdrojoch.
Konečný výpočet je v skutočnosti priemerom, ktorý sa vychádza z maximálnej hodnoty hC pre každý zvolený polomer. Priemerované body sú minimálny polomer r samotný a každý presný polomer v jednotkách 5,0 metrov medzi nimi. Kompletná sada hodnôt by teda mohla vyzerať ako 1,9, 5,0, 10,0 a 14,2 m a priemerom by v tomto prípade bol priemer štyroch čísel.