В этой статье объясняется, что такое шкивная система и для чего она используется. Кроме того, представлены различные типы систем шкивов.
Что такое шкивная система?
Система шкивов представляет собой комбинацию нескольких шкивов для достижения большего механического преимущества. Проще говоря, система шкивов представляет собой набор шкивов, эффективно объединенных таким образом, чтобы уменьшить силу, необходимую для подъема груза.
Таким образом, система блоков позволяет перемещать груз с гораздо меньшими усилиями, чем если бы груз поднимался без блоков. Таким образом, система блоков позволяет комфортно перемещать тяжелый предмет.
Логично, что система шкивов имеет большее механическое преимущество, чем одиночный шкив, поэтому система шкивов облегчает подъем груза по сравнению с одиночным шкивом.
Например, в лифте обычно используется система шкивов и грузов для перемещения вверх и вниз. Таким образом, механическое преимущество системы блоков должно быть достаточным, чтобы преодолеть вес лифта и людей, которые могут находиться внутри.
Типы шкивов
Хотя существует несколько критериев классификации шкивов, их обычно разделяют на три типа: фиксированные шкивы, подвижные шкивы и подъемники. Каждый тип шкива описан ниже.
Фиксированный шкив
Фиксированный шкив — это тип шкива, который остается неподвижным во время использования. То есть фиксированный шкив используется для статической передачи силы.
Основная характеристика фиксированных шкивов заключается в том, что они не имеют механических преимуществ, поэтому приложенная сила равна весу сопротивления. Однако они позволяют изменять направление и направление приложенной силы, что облегчает подъем груза.
движущийся шкив
Подвижный шкив – это шкив, который перемещается во время работы. Проще говоря, подвижный шкив — это тип шкива, который не является неподвижным во время использования.
Обычно подвижные шкивы имеют один конец фиксированный, а другой подвижный, что позволяет им перемещаться при приложении силы для преодоления нагрузки, подвешенной на их валу.
Основная характеристика подвижных блоков заключается в том, что они обладают механическим преимуществом, то есть уменьшают усилие, необходимое для подъема груза. Конкретно, подвижный шкив вдвое уменьшает силу, которую необходимо приложить.
Подъемник
Подъемник , также называемый подъемником , представляет собой машину, состоящую из двух или более шкивов и троса, проходящего через все шкивы подъемника. Подъемник — это тип шкива, который используется для подъема тяжелых грузов с применением гораздо меньшего усилия.
Таким образом, главная особенность подъемника заключается в том, что он имеет большое механическое преимущество. То есть существенно уменьшает усилие, которое необходимо приложить для перемещения объекта значительного веса. Именно поэтому этот тип шкивов так широко используется в машиностроении.
Принцип работы подъемника заключается в объединении различных шкивов таким образом, чтобы уменьшить силу, которую необходимо приложить для подъема груза. Оператору просто нужно поместить груз на крюк подъемника, приложить небольшое усилие и переместить груз с помощью подъемника.
Характеристики полиспастных систем
Система шкивов имеет три важные характеристики, определяющие степень ее использования. Этими характеристиками полиспастных систем являются механическое преимущество, преимущество в скорости и эффективность.
Таким образом, данные параметры полиспастной системы рассчитываются по следующим формулам:
- Механическое преимущество (VM) полиспаста – это соотношение между поднимаемым грузом и прилагаемым усилием. То есть механическое преимущество рассчитывается путем деления веса поднятого тела на силу, приложенную для перемещения этого тела.
- Преимущество в скорости (VV) системы шкивов представляет собой соотношение между скоростью, достигаемой нагрузкой, и скоростью точки приложения силы. Аналогично, величина преимущества в скорости совпадает с частным между перемещением груза и перемещением точки приложения силы.
- КПД (e) шкивной системы представляет собой соотношение между полезной работой, использованной шкивной системой, и затраченной работой; следовательно, этот параметр указывает на соотношение между энергией, подаваемой в шкивную систему, и энергией, которую он использует. Хотя КПД шкивной системы высок (около 0,98), он всегда будет меньше 1, поскольку имеются потери на трение.
