Bloklar qanday ishlaydi? Oddiy mexanizmlar. Harakatlanadigan va qo'zg'almas bloklar

Bloklar yuklarni ko'tarish uchun ishlatiladi. Blok qafasga o'rnatilgan, aravachasi bo'lgan g'ildirakdir. Arqon, simi yoki zanjir kanal trubkasidan o'tadi. Harakatsiz   ular shunday blok deb atashadi, uning o'qi sobit bo'lib, yuk ko'tarilganda u ko'tarilmaydi yoki yiqilmaydi (1-rasm, a, b).

Ruxsat etilgan blokni teng qo'l deb hisoblash mumkin, bunda qo'llaniladigan kuchlarning elkalari g'ildirak radiusiga teng. Shuning uchun, momentlar qoidasidan kelib chiqadiki, harakatsiz blok kuchga ega bo'lmaydi. Bu kuch yo'nalishini o'zgartirishga imkon beradi.

2, a, b rasmda ko'rsatilgan harakatlanuvchi blok   (blokning o'qi ko'tarilib, yuk bilan tushadi). Bunday blok O-ning lahzali o'qi atrofida aylanadi. Buning uchun momentlar qoidasi shaklga ega bo'ladi

Shunday qilib, harakatlanuvchi birlik ikki marta kuch beradi.

Odatda amalda qo'zg'aluvchan blok bilan sobit blokning kombinatsiyasi qo'llaniladi (3-rasm). Ruxsat etilgan birlik faqat qulaylik uchun. U kuch yo'nalishini o'zgartirib, masalan, erga turgan holda, yukni ko'tarishga imkon beradi.

Harakatlanadigan blok statsionar qismdan farq qiladi, chunki uning o'qi o'rnatilmagan va u ko'tarilishi va tushishi mumkin.

1-rasm. Mobil blok

Ruxsat etilgan blok singari, harakatlanuvchi blok ham kabel g'ildiragi bilan bir xil g'ildirakdan iborat. Biroq, bu erda kabelning bir uchi o'rnatiladi va g'ildirak harakatga keltiriladi. G'ildirak yuk bilan harakatlanadi.

Arximed ta'kidlaganidek, mobil blok aslida kaldıraç bo'lib, xuddi shu printsip asosida ishlaydi va elkalaridagi farq tufayli kuchayadi.

Rasm 2. Harakatlanadigan blokdagi kuchlar va elkalar

Harakatlanuvchi qism yuk bilan harakatlanadi, go'yo arqon ustida yotgandek. Bunday holda, har bir fursatda trofik blok blokning bir tomonidagi arqon bilan aloqa qiladigan joyda bo'ladi, yuk blokning o'rtasiga qo'llaniladi, u erda eksa o'rnatiladi va tortishish kuchi blokning boshqa tomonidagi arqon bilan aloqa qilish joyiga qo'llaniladi. . Ya'ni blokning radiusi tana vaznining elkasi, diametri esa tortishish kuchining elkasi bo'ladi. Bu holatda lahzalar qoidasi quyidagicha bo'ladi:

  $$ mgr \u003d F \\ cdot 2r \\ Right Frow \u003d F / mg / 2 $$

Shunday qilib, harakatlanuvchi birlik ikki marta kuch beradi.

Odatda amalda qo'zg'aluvchan blok bilan sobit blokning kombinatsiyasi qo'llaniladi (3-rasm). Ruxsat etilgan birlik faqat qulaylik uchun. Bu kuch yo'nalishini o'zgartiradi, masalan, yukni ko'tarish, erga turishga imkon beradi va harakatlanuvchi birlik kuch-quvvat olishni ta'minlaydi.

Rasm 3. Ruxsat etilgan va harakatlanuvchi bloklarning kombinatsiyasi

Biz ideal bloklarni, ya'ni ishqalanish kuchlarining harakati hisobga olinmagan bloklarni ko'rib chiqdik. Haqiqiy bloklar uchun tuzatish omillarini kiritish kerak. Quyidagi formulalardan foydalaning:

Ruxsat etilgan blok

$ F \u003d f 1/2 mg $

Ushbu formulalarda: $ F $ - bu qo'llaniladigan tashqi kuch (odatda bu odamning qo'llari kuchi), $ m $ - bu yukning massasi, $ g $ - bu tortishish koeffitsienti, $ f $ - bu blokdagi qarshilik koeffitsienti (1,05 atrofida aylanishlar uchun, va arqonlar uchun 1.1).

Harakatlanuvchi va qo'zg'almas bloklar tizimidan foydalanib, yuk ko'taruvchi asbobning qutisini $ S_1 $ \u003d 7 m balandlikka ko'taradi, $ F $ \u003d 160 N. kuchini ishlatib qutining massasi qancha va yuk ko'tarilganda qancha metr arqon tanlash kerak? Natijada yuklovchi qanday ishlaydi? Uni harakatga keltiradigan yuk bilan bajarilgan ish bilan taqqoslang. Harakatlanadigan blokning ishqalanishi va massasi e'tiborga olinmaydi.

$ m, S_2, A_1, A_2 $ -?

Mobil blok kuchni ikki baravar oshiradi va harakatlanishda ikki baravar yo'qotadi. Ruxsat etilgan birlik kuchga ega emas, balki yo'nalishini o'zgartiradi. Shunday qilib, qo'llaniladigan kuch yukning yarim og'irligiga teng bo'ladi: $ F \u003d 1 / 2P \u003d 1 / 2mg $, shundan biz qutining massasini topamiz: $ m \u003d \\ frac (2F) (g) \u003d \\ frac (2 \\ cdot 160) (9) , 8) \u003d 32,65 \\ kg $

Yukning harakati tanlangan ipning uzunligiga teng bo'ladi:

Yuklagich tomonidan bajarilgan ish yukni ko'chirish uchun qilingan harakatlarning samarasiga teng: $ A_2 \u003d F \\ cdot S_2 \u003d 160 \\ cdot 14 \u003d 2240 \\ J \\ $.

Yuklangan ishlar:

Javob: qutining massasi 32,65 kg. Tanlangan arqonning uzunligi 14 m. Bajarilgan ish 2240 J ni tashkil qiladi va yukni ko'tarish usuliga bog'liq emas, faqat yukning massasi va ko'tarish balandligiga bog'liq.

2-topshiriq

Agar siz 154 N kuch bilan ipni tortsangiz, 20 N og'irlikdagi harakatlanadigan blok yordamida qanday yuk ko'tarilishi mumkin?

Biz harakatlanuvchi blok uchun lahzalar qoidasini yozamiz: $ F \u003d f 1/2 (P + P_B) $, bu erda $ f arqon uchun tuzatish omili.

Keyin $ P \u003d 2 \\ frac (F) -P_B \u003d 2 \\ cdot \\ frac (154) (1,1) -20 \u003d 260 \\ N $

Javob: Yukning vazni 260 N.

Hozircha biz blok va kabelning massasi, shuningdek blokdagi ishqalanish ahamiyatsiz bo'lishi mumkin deb taxmin qilamiz. Bunday holda, kabelning kuchlanish kuchi uning barcha qismlarida bir xil deb hisoblanishi mumkin. Bunga qo'shimcha ravishda, biz kabelni imkonsiz deb hisoblaymiz va uning massasi ahamiyatsiz.

Ruxsat etilgan blok

Ruxsat etilgan blok kuch yo'nalishini o'zgartirish uchun ishlatiladi. Shaklda 24.1, a ko'rsatib o'tilgan blokni kuch yo'nalishini o'zgartirish uchun qanday ishlatishni ko'rsatib beradi. Biroq, u kuchni yo'nalishini xohlaganingizcha o'zgartirish uchun ishlatilishi mumkin.

Ruxsat etilgan blokdan foydalanish diagrammasini tuzing, uning yordamida 90 ° ga yo'naltirilgan kuchni aylantirasiz.

Ruxsat etilgan blok kuchni oshiradimi? Shaklda ko'rsatilgan misol yordamida buni ko'rib chiqing. 24.1 a. Kabel baliqchining kuchi bilan kabelning erkin uchiga tortiladi. Kabelning kuchlanish kuchi simi bo'ylab doimiy bo'lib qoladi, shuning uchun kabel tomondan yuk (baliq) bir xil modulo kuchiga ta'sir qiladi. Shuning uchun, sobit blok kuchga erishmaydi.

Ruxsat etilgan blokdan foydalanganda, baliqchi kuch ishlatadigan kabelning oxiri tushganiga qadar yuk ko'tariladi. Bu shuni anglatadiki, sobit blokdan foydalansak, biz yo'lda yutmaymiz yoki yutqazmaymiz.

Harakatlanadigan birlik

Tajribani qo'ying

Yengil harakatlanuvchi blok yordamida yukni ko'tarishda biz ishqalanish past bo'lsa, yukni ko'tarish uchun yukning og'irligidan taxminan 2 baravar kam kuch qo'llash kerakligini ta'kidlaymiz (24.3-rasm). Shunday qilib, harakatlanuvchi birlik kuchni 2 baravar oshiradi.

Shakl 24.3. Mobil blokdan foydalanganda biz 2 baravar kuchga ega bo'lamiz, ammo yo'lda bir xil miqdordagi yo'qotamiz

Biroq, kuchni ikki baravar oshirish uchun siz yo'lda bir xil yo'qotishlarni to'lashingiz kerak: masalan, yukni 1 m ga ko'tarish uchun blokga tashlangan kabelning uchini 2 m ga ko'tarishingiz kerak.

Harakatlanuvchi blok kuchni ikki baravar oshirishini tajribaga murojaat qilmasdan isbotlash mumkin ("Nega harakatlanuvchi blok kuchni ikki baravar oshiradi?" Bo'limiga qarang).

Bloklash bu arqon, kabel yoki zanjir orqali o'tadigan armatura shaklidagi qurilma. Bloklarning ikkita asosiy turi mavjud - harakatlanuvchi va harakatsiz. Ruxsat etilgan blokning o'qi mahkamlangan va yuk ko'tarilganda u ko'tarilmaydi yoki yiqilmaydi (54-rasm), lekin harakatlanadigan blok uchun eksa yuk bilan harakatlanadi (55-rasm).

Ruxsat etilgan blok kuchni oshirmaydi.   Bu kuch yo'nalishini o'zgartirish uchun ishlatiladi. Shunday qilib, masalan, bunday blok ustiga tashlangan arqonga pastga qarab kuch ishlatib, biz yukni yuqoriga ko'tarishga majbur qilamiz (54-rasm). Vaziyat o'zgaruvchan birlik bilan farq qiladi. Ushbu blok sizga kuchni 2 baravar katta bo'lgan kichik kuch bilan muvozanatlash imkonini beradi. Buni isbotlash uchun biz 56-rasmga murojaat qilamiz. F kuchini ishlatib, biz blokni O nuqtadan o'tgan o'q atrofida aylantirishga harakat qilamiz. Ushbu kuchning momenti Fl ga teng, bu erda l - kuchning elkasi, OB birligining diametriga teng. Shu bilan birga, uning og'irligi P bilan blokga biriktirilgan yuk, R kuchining elkasi OA blokining radiusiga teng bo'lgan momentga teng moment hosil qiladi. Lahzalar qoidasiga ko'ra (21.2)

isbotlash uchun talab qilinadi.

(22.2) formuladan P / F \u003d 2. bu shuni anglatadiki mobil blok yordamida olingan kuchning o'sishi 2 ga teng. 57-rasmda tasvirlangan tajriba bu xulosani tasdiqlaydi.

Amalda, tez-tez harakatlanadigan blokning sobit bilan birikmasi ishlatiladi (58-rasm). Bu kuchni bir vaqtning o'zida ikki baravar ko'paytirish bilan kuch yo'nalishini o'zgartirishga imkon beradi.

Kuchliligini oshirish uchun ko'tarish mexanizmi chaqiriladi kasnaq bloki. Yunoncha "polispast" so'zi ikki ildizdan hosil bo'lgan: "poli" - ko'p va "spao" - men tortaman, shunda umuman "ko'p tortish" paydo bo'ladi.

Polispast - bu ikkita klipning birikmasi, ulardan biri uchta sobit blokdan, ikkinchisi uchta harakatlanuvchi blokdan iborat (59-rasm). Har bir harakatlanuvchi bloklar tortish kuchini ikki baravar oshirganligi sababli, umuman olganda, zanjir ko'taruvchisi olti karra kuch beradi.

1. Bloklarning qaysi ikki turini bilasiz? 2. Ko'chma va statsionar blok o'rtasida qanday farq bor? 3. Ruxsat etilgan blok nima maqsadda ishlatiladi? 4. Nega harakatlanadigan blokdan foydalanish kerak? 5. Zanjir ko'taruvchisi nima? Bu qanday kuch beradi?

Blok zanjir, kamar yoki simi bilan o'ralgan bitta yoki bir nechta g'ildiraklardan (roliklardan) iborat. Xuddi dastani singari, birlik yukni ko'tarish uchun zarur bo'lgan kuchni kamaytiradi, ammo qo'shimcha ravishda qo'llaniladigan kuch yo'nalishini o'zgartirishi mumkin.

Quvvatni oshirish uchun masofani to'lashingiz kerak: yukni ko'tarish uchun qancha kuch talab etilsa, ushbu kuchni qo'llash nuqtasi qanchalik katta bo'lishi kerak. Blok tizimi ko'proq yuk ko'taruvchi zanjirlarni qo'llash orqali kuchlanishni oshiradi. Bunday energiya tejaydigan qurilmalar juda keng qo'llanishga ega - qurilish maydonchalarida ulkan po'lat nurlar balandligidan tortib bayroqlarni ko'tarishgacha.

Boshqa oddiy mexanizmlarda bo'lgani kabi, blokning ixtirochilari ham noma'lum. Bloklar bundan oldin ham mavjud bo'lishi mumkin bo'lsa-da, adabiyotda ular haqida birinchi eslatma miloddan avvalgi V asrga to'g'ri keladi va qadimgi yunonlar tomonidan kemalarda va teatrlarda bloklardan foydalanish bilan bog'liq.

Osiladigan relsga o'rnatilgan harakatlanuvchi blok tizimlar (yuqoridagi rasm)   montaj liniyalarida keng tarqalgan, chunki bu og'ir qismlarning harakatlanishini sezilarli darajada osonlashtiradi. Qo'llaniladigan kuch (F) yukning og'irligini (V) uni qo'llab-quvvatlanadigan zanjirlarning (n) ishlatilgan soniga bo'lishga teng.

Bitta sobit bloklar

Ushbu eng oddiy blok turi yukni ko'tarish uchun zarur bo'lgan kuchni kamaytirmaydi, lekin yuqoridagi va o'ngdagi rasmlarda ko'rsatilgandek, qo'llaniladigan kuch yo'nalishini o'zgartiradi. Ruxsat etilgan blok   bayroq ustunining yuqori qismida bayroqni ko'tarish osonroq bo'ladi, bu sizga bayroq pastga bog'langan simni tortib olishga imkon beradi.

Yagona harakatlanuvchi bloklar

Harakat qilish qobiliyatiga ega bo'lgan bitta birlik, yukni ko'tarish uchun zarur bo'lgan kuchning yarmiga kamayadi. Biroq, qo'llanilayotgan kuchning ikki baravar kamayishi, uni qo'llash nuqtasi ikki baravar ko'p bo'lishi kerakligini anglatadi. Bunday holda, kuch og'irlikning yarmiga teng (F \u003d 1 / 2W).

Blok tizimlari

Ruxsat etilgan birlikning harakatlanuvchi birlik bilan birikmasidan foydalanilganda, qo'llaniladigan kuch yuk ko'tarish zanjirlarining umumiy sonidan ko'pdir. Bunday holda, kuch og'irlikning yarmiga teng (F \u003d 1 / 2W).

Yuk tashish, jihoz vertikal ravishda to'xtatilgan, gorizontal elektr simlarini mahkam tortib olishga imkon beradi.

Yuk ko'tarish   (Yuqoridagi rasm) bitta harakatlanuvchi va ikkita sobit bloklar atrofida o'ralgan zanjirdan iborat. Yuk ko'tarish uchun uning og'irligining atigi yarmi kerak bo'ladi.

Polispast, odatda katta kranlarda ishlatiladigan (o'ngdagi rasm) yuk to'xtatilgan harakatlanuvchi bloklar to'plamidan va kran bumiga biriktirilgan mahkam bloklardan iborat. Kran juda ko'p bloklardan kuchga ega bo'lib, juda katta yuklarni, masalan, po'lat to'sinlarni ko'tarishi mumkin. Bunday holda, kuch (F) yukning og'irligini (Vt) qo'llab-quvvatlovchi kabellar (n) soniga bo'lishning bo'linishiga tengdir.