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在了解起重機(jī)滑輪組的工作原理之前,我們先了解一下什么是滑輪組,滑輪組是由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成,可以達(dá)到既省力又改變力作用方向的目的。使用中,省力多少和繩子的繞法,決定于滑輪組的使用效果?;啽粌筛K子承擔(dān),即每根繩承擔(dān)物體和動(dòng)滑輪。力就是物體和動(dòng)滑輪總重的幾分之一。了解起重機(jī)滑輪組的工作原理是:n為奇數(shù)時(shí),繩子從動(dòng)滑輪為起始。用一個(gè)動(dòng)滑輪時(shí)有三段繩子承擔(dān),其后每增加一個(gè)動(dòng)滑輪增加二段繩子。如:n=5,則需兩個(gè)動(dòng)滑輪(3 2)。n為偶數(shù)時(shí),繩子從定滑輪為起始,這時(shí)所有動(dòng)滑輪都只用兩段繩子承擔(dān)。如:n=4,則需兩個(gè)動(dòng)滑輪(2 2);按要求確定定滑輪個(gè)數(shù),原則是:一般的:兩股繩子配一個(gè)動(dòng)滑輪,一個(gè)動(dòng)滑輪一般配一個(gè)定滑輪。力作用方向不要求改變時(shí),偶數(shù)段繩子可減少一個(gè)定滑輪;要改變力作用方向,需增加一個(gè)定滑輪。這就要求滑輪組在拉緊狀態(tài)下,動(dòng)、定滑輪的距離應(yīng)不小于滑輪直徑的5倍。
但使用滑輪組時(shí)動(dòng)力裝置提升物體M的高度是不使用滑輪組時(shí)的h/K,為了便于對(duì)比,分別令兩種狀態(tài)下的動(dòng)力裝置工作K次,這樣一來,使用滑輪組的動(dòng)力裝置就可將質(zhì)量為K2m′/〔1 (K-1)m′g/F〕的貨物提升至h高度,不使用滑輪組的動(dòng)力裝置則將質(zhì)量為Km′的貨物都提升至h高度,此時(shí)通過對(duì)比可見,使用滑輪組時(shí)動(dòng)力裝置提升的物體M質(zhì)量m為不使用滑輪組時(shí)動(dòng)力裝置提升的物體M質(zhì)量m′的K/〔1 (K-1)m′g/F〕倍。由于滑輪與軸之間存在著摩擦力,所以,不要以為滑輪的數(shù)目越多,滑輪組也一定越省力。
滑輪組的分類
滑輪有兩種:定滑輪和動(dòng)滑輪,組合成為滑輪組,它既可以省力又可以改變力的方向。
定滑輪
定義:固定在一個(gè)位置轉(zhuǎn)動(dòng)而不移動(dòng)的的滑輪叫定滑輪?;诣T鐵滑輪工藝性能良好,對(duì)鋼絲繩磨損小,但易碰碎輪緣,壽命極短,多用于較低的工作級(jí)別中。
定滑輪的作用是改變力的方向
定滑輪的實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿,動(dòng)力臂L1、阻力臂L2都等于滑輪半徑。根據(jù)杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力和不省距離的結(jié)論。
動(dòng)滑輪
動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿,省1/2力多費(fèi)1倍距離。
(注:上句前提為拉力方向?yàn)樨Q直方向方可省1/2的力,若呈斜拉狀態(tài),則拉力多于省的1/2的力,且角度越大越費(fèi)力。)
滑輪組
滑輪組:由定滑輪跟動(dòng)滑輪組成的滑輪組,既省力又可改變力的方向。
滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是總重的幾分之一。繩子的自由端繞過動(dòng)滑輪的算一段,而繞過定滑輪的就不算了。
使用滑輪組雖然省了力,但費(fèi)了距離,動(dòng)力移動(dòng)的距離大于重物移動(dòng)的距離。