Что такое шкивы: понятие, виды, применение, размеры шкивов

Содержание

Что такое шкив шкива?

Шкив шкива произносится как «шив» и часто путается с самим шкивом. Это простое механическое колесо использовалось на протяжении веков в качестве вспомогательного средства. Современная версия этого колеса изготавливается из различных металлов, и каждый из них используется для разных целей. Чтобы решить, какой шкив подходит, нужно немного разобраться, но его можно использовать в различных отраслях промышленности.

Шкив шкива является частью механизма шкива, а не сам шкив. Шкив представляет собой серию корпусов и колес, которые позволяют веревке, металлу или цепям проходить через них, помогая поднимать тяжелые предметы. Шкив - это просто одно из колес внутри этого корпуса. Это колесо имеет различные размеры и материалы, чаще всего чугун, сталь или обработанная сталь.

Шкив шкива из чугуна - один из самых распространенных типов колес в системе шкивов. Этот материал известен своей прочностью и, как измеряют, способен выдерживать прочность на растяжение от 30 000 до 65 000 фунтов (от 13 607 до 29 483 кг). Шкивы чугунного шкива также известны способностью выдерживать массивные боковые нагрузки. Эти типы шкивов шкивов также известны уменьшением проскальзывания ремня, чтобы увеличить скорость и мощность.

Стальной шкив желателен в отраслях, где установлены строгие ограничения по весу, например, на лодках. Причина этого уникального преимущества заключается в том, что сталь намного легче железа. Однако кованый шкив из кованой стали не выдерживает такой большой вес и напряжение, как железный шкив.

Шкивы шкивов из машинной стали популярны в отраслях, где требуется тесная связь между рабочими. Это штампованное металлическое колесо обеспечивает сочетание прочности и бесшумности при работе. Этот материал делает возможной тихую работу, когда словесные команды наиболее важны.

Шкив шкива имеет множество спецификаций, которые можно настроить для конкретной работы. Исходя из этих факторов, он может быть использован в различных отраслях промышленности. Пользователи должны учитывать, как часто будут использоваться шкивы, а также какова будет весовая нагрузка. Высота и ширина шкива также являются факторами, которые напрямую влияют на производительность, потому что меньшие колеса работают быстрее, но обычно не могут нести ту же нагрузку. Радиус вытягивания, диаметр кабеля и максимальное натяжение кабеля - другие факторы, которые влияют на выбор идеального шкива для работы.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Шкивы распредвала и привода генератора

Распределительный вал являет собою устройство, которое предназначается для своевременного открытия клапана, вследствие чего происходит подача топливной смеси или выпуск уже отработанной смеси. Является основной деталью газораспределительного механизма, который служит для синхронизации выпуска и впуска, тактов работы двигателя внутреннего сгорания.

1. Что такое шкив распредвала.

Все детали современного двигателя внутреннего сгорания изготавливаются, к сожалению, не с абсолютной точностью Так, они имеют определенные допуски в погрешностях. При определенных стечениях обстоятельств, или при сборке нового мотора может быть такая ситуация, когда ошибка в положении распредвала касательно вала коленчатого может достигать нескольких градусов.

Выльется это в существенном падении мощности двигателя, а также в снижении уровня его экономичности. Настройка указанного угла до оптимального значения поможет шкив распределительного вала. Вся суть заключается в том, что конструкция данного устройства позволяет регулировать относительно распределительного вала положение зубчатой части. Кроме того такой шкив способен подстраивать работу двигателя внутреннего сгорания при непосредственной установке нештатного распределительного вала, где будет изменен профиль кулачков.

2. Устройство распредвала.

Распределительный вал выполняет далеко не последнюю функцию в работе двигателя внутреннего сгорания. Данное устройство синхронизирует выпуск и впуск тактов работы двигателя. В зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, газораспределительный механизм может иметь нижнее расположение клапанов и верхнее такое же расположение. Современное конструирование моторов отдает предпочтение верхнему расположению газораспределительного механизма. Это связано непосредственно с тем, что верхнее расположение может упростить процесс регулировки, ремонта и обслуживания распределительного вала, за счет доступности к деталям устройства.

Конструктивно устройство распределительного вала связано напрямую с коленчатым валом двигателя. Такого рода соединение производится посредством цепи или ремня. Данные элементы надеваются на шкив распределительного вала и звездочку коленчатого вала. В тоже время привод распредвала осуществляется благодаря коленчатому валу. Самым эффективным является шкив распределительного вала в виде разрезной шестерни, которая применяется для тюнинга данного устройства с целью увеличения мощности двигателя.

На самой головке блока цилиндров находятся подшипники, в которых опорные шейки распределительного вала вращаются. В случае ремонта будут использованы для крепления шеек опорных ремонтные вкладыши распределительного вала. Люфт касательно оси распределительного вала предотвращается фиксаторами устройства. По всей оси данного механизма проходит сквозное отверстие, через которое производится смазка всех трущихся поверхностей деталей. С задней стороны данные отверстия закрываются заглушкой распредвала.

Кулачки распределительного вала являют собою самую важную конструктивную составную часть устройство. Количество данных деталей соответствует количеству выпускных и впускных клапанов двигателя. Именно кулачки играют роли в регулировке фаз газораспределения двигателя и в порядке работы цилиндров. Каждый отдельный клапан имеет индивидуальный, свой кулачок, который открывает его. Когда с толкателя этот кулачок сходит, под воздействием мощного напряжения возвратной пружины происходит закрытие клапана.

Кулачки распределительного вала находятся между опорными шейками. Помимо этого, на сам вал прикрепляется шестерня, которая предназначается для масляного насоса и привода прерывателя-распределителя. Газораспределительная фаза распределительного вала подбирается в соответствии с конструкцией выпускных и впускных клапанов, и числа оборотов двигателя. Производители для каждой отдельной модели двигателя внутреннего сгорания определяют фазы распределительного вала. На опорах данного устройства находится крышка. Передняя крышка распределительного вала является общей. В ней устанавливаются упорные фланцы, которые входят в проточки в шейках распределительных валов.

3. Принцип работы распредвала.

Распределительный вал располагается в развале блока цилиндров. Посредством цепной или зубчатой передачи данное устройство приводится в действие от коленчатого вала. Вращение данного устройства, в свою очередь, обеспечивает влияние кулачков на непосредственную работу выпускного и впускного клапанов. Происходит это в категорическом соответствии со всеми определенными фазами газораспределения, а также – определенным порядком работы цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

Для того, чтобы произвести правильную установку газораспределительных вал в природе существуют установочные метки, которые располагаются на распределительных шестернях или на шкиве приводном. С такой же целью кулачки распределительного и кривошипы коленчатого валов должны находится в строго определенном положении касательно друг друга. Именно из-за такого рода установки по меткам, будет соблюдаться последовательность в чередовании тактов. Порядок работы цилиндров напрямую будет зависеть от их местоположения и конструктивных особенностей распределительного вала и коленчатого.

4. Как заменить шкив распредвала.

Замена шкива распределительного вала является достаточно простой и не ресурсоемкой процедурой. Сначала следует определиться с нужными инструментами. Таковыми есть: разводной ключ, или на 41; зубило, которое нужно для стопорения шкива при откручивании гайки; плоская отвертка; съемник для удобности. Сначала нужно, застопорив шкив, открутить гайку его крепления. После полного откручивания гайки можно уже снимать сам шкив. Но это сделать будет возможным лишь тогда, если поддевать его тем же зубилом, или специальным съемником с внутренней стороны. Тогда он снимется прекрасно. Новое устройство устанавливается таким же образом, но рекомендуется при этом заменить сальники на новые.

5. Проверка натяжения ремня генератора.

Если визуальный осмотр указывает на то, что нет никаких проблем с внешней стороны, то следует приступить к осмотру механических нюансов. Сначала следует обратить свой взор на натяжитель ремня, так как у каждого автомобиля существует свое собственное строение данного устройство. Поиск устройства будет определен паспортом автомобиля. Посредством данного механизма производится регулировка уровня натяжения ремня, нормализированное состояние будет указано же в паспорте автомобиля, так как каждый производитель по своему это устанавливает.

Если автомобилист заметил, что данный механизм не способен натягивать ремень до необходимого показателя, то причина проблемы в износе, вследствие чего необходима замена.

Кроме того следует исключить и износ натяжного ролика. Может быть такое, что именно он является причиной проблемы. Если же люфтов нет и он в порядке, то проблема самая страшная. Придется производить замену всего устройства. Из механики следует обратить внимание на шкив и подшипник самого генератора, так как они должны быть исправными касательно оси движения ремня.

6. Функции шкива генератора.

К функциям шкива генератора относятся:

- избежание скольжения и вибрации во всем приводе ременном;

- низкий уровень шума и высокая плавность хода;

- обеспечение оптимальной продолжительности жизни ремня и всех остальных компонентов ременного привода.

Если разобраться, то именно данное устройство будет обеспечивать стабильную и нормальную работу всего устройства генератора автомобиля.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Значение, Синонимы, Определение, Предложения . Что такое шкив

Там еще был какой-то серебряный заостренный предмет, шкив, еще зажим, и я думаю, что он использует их... для плохих дел.
В 1888 году Ривз и его братья, Маршал и Girney приобретен Эдинбург шкив компанию и переименовал ее в Ривз шкива компании.
Трансмиссия сама по себе стала продуктовой линейкой для компании Ривз шкив из-за ее многочисленных применений.
В 1914 году компания Ривз шкив решила продать свой моторный бизнес.
В китайской энциклопедии Sancai Tuhui, опубликованной в 1609 году, есть следующее известное изображение рыболовной катушки и ярко показан шкив лебедки устройства.
Линия через улицу в Армли, Лидс, показывающая шкив, работающий на уровне улицы, июль 2004 года.
Шкив вращается на оси или подшипнике внутри рамы шкива.
Слова шкив и шкив иногда используются взаимозаменяемо.
Шкив может также относиться к шкиву, который имеет регулируемый рабочий диаметр для использования с механическим ремнем.
Массы на шкиве находятся на высоте 1,60 м над землей, а безмассовый шкив без трения-на высоте 4,8 м над поверхностью круга.
PS-одиночный шкив будет хвостом наружу, так как он имеет храповик.
Ханьские модели водяных колодцев иногда имеют крошечные черепичные крыши, поддерживаемые балками, в которых размещается канатный шкив, используемый для подъема ведра.
Общие места установки включают главный кривошипный шкив, маховик, распределительный вал или на самом коленчатом валу.
Шкив может свободно вращаться, в то время как Весы перемещаются вверх или вниз, когда провода сжимаются или расширяются.
Трохлея означает шкив по-латыни; четвертый нерв назван в честь этой структуры.
Он расположен в верхней носовой орбите и функционирует как шкив для верхней косой мышцы.
Другие результаты

виды, размеры, как снять и поменять сальники на ВАЗ — Рамблер/авто

Снятие шкива коленвала ВАЗа – достаточно сложная операция, особенно если вы делаете это впервые. При демонтаже особенно важно, чтобы не пострадал шпоночный паз. Использование специализированных механизмов поможет вам быстро выполнить замену – а если их нет, задачу можно выполнить другими методами. В этом обзоре речь пойдёт о демонтаже шкива коленвала и замене сальников на автомобиле ВАЗ.

Что такое шкивВидыКак снять шкив коленвала на ВАЗНеобходимые инструментыЭтапы работыЗамена сальника$('.index-post .contents').toggleClass('hide-text', localStorage.getItem('hide-contents') === '1')

Что такое шкив

Шкив коленвала – это вращающееся колесо, которое приводится в движение коленчатым валом. Именно от него зависит работа многих систем вашего автомобиля, получающих энергию, которая поступает от двигателя.

Знаете ли вы? Первые шкивы использовались на территории Месопотамии в 1500 г. до н. э. С их помощью поднимали вёдра с водой к царским садам. Ременная передача обеспечивалась виноградными лозами и верёвками.

Он приводит в действие генератор, газораспределительный механизм, кондиционер автомобиля и помпу. Если понадобилось установить новый сальник, вам нужно будет снять шкив.

Демонтаж возможен и в случае повреждения самого шкива. Они могут быть очень разными, и в различных автомобилях имеются свои особенности этой детали.

Узнайте что нужно для замены подшипника первичного вала автомобиля ВАЗ.

Эпоха автомобилестроения знала разные по степени сложности автомобили и несколько независимых друг от друга конструкционных решений:

Коленвал со шкивом под клиновый ремень – это самый распространённый вариант в автомобилестроении. Им оснащались и оснащаются автобусы, легковые авто и грузовики. Главное преимущество этого типа – его универсальность: на него можно устанавливать не только оригинальный, но и другие типы ремней.

Другой тип – зубчатый. Именно он установлен в большинстве современных автомобилей. Чтобы надёжно совместить угол вращения распредвала с коленвалом, внешний обод колеса оснащён зубьями, а внутренняя поверхность ремня снабжается пазами. Если шкив эксплуатируют корректно, а ремни заменяют своевременно, он служит долго и не выходит из строя.

Следующий вид – демпферный. Данный тип применяется в микроавтобусах и авто с небольшой грузоподъёмностью. Демпфер – это резиновая прослойка, которая гасит колебания между внешним диском и внутренним механизмом. Это самый новый вид шкивов.

Ремни могут выходить из строя под влиянием погодных условий (резких перепадов температур), механических нагрузок и агрессивных сред. Поэтому при появлении дефектов вероятна замена шкива. Также замена понадобится, если вышли из строя сальники коленчатого вала (вы заметили утечку масла).

Важно! Течь масла возможна не только из-за сальника. Также возможны недостаточная вязкость или повышенная текучесть самого масла. Так происходит, если используемое масло не соответствует техническим условиям работы мотора.

Как снять шкив коленвала на ВАЗ

Конструкционно в автомобилях ВАЗ шкив крепится массивным болтом – именно его снятие может вызвать проблему. Сложность возникает из-за местонахождения болта: вам необходимо правильно расположить ключ и приложить силу, а это трудно.

И даже если вы это сделали, болт мог прикипеть, из-за чего снять его проблематично. Сильная заводская фиксация выполнена для того, чтобы воспрепятствовать самораскручиванию болта. В дальнейшем эксплуатация автомобиля может привести к ещё большей фиксации.

Откручивание трудно поддающихся болтов будет проще, если вы имеете под рукой технический аэрозоль WD-40. Спрей применяют для раскручивания заржавевших болтов, прикипевших и т. д.

Необходимые инструменты

Для снятия вам потребуются:

упоры противооткатные;подъёмник;монтировки;набор гаечных ключей на 38 или 36 и на 10;отвёртки.

Работы проводятся на подъёмнике или в смотровой яме.

Важно! Прежде чем приступать к демонтажу, проверьте систему вентиляции картера. Если она загрязнена, то под действием избыточного давления газов даже исправный сальник начинает пропускать смазку.

Чтобы приступить к демонтажу, устанавливаете ВАЗ на площадке для ремонта или над смотровой ямой и обездвиживаете авто.

Снимаете крышку, которая закрывает провода агрегатов, чтобы обеспечить доступ к тем деталям мотора, которые нужно заменить.Ослабляете натяжение приводной цепи и снимаете всё, что может мешать: электрогенератор, ремень гидроусилителя руля.Теперь нужно ослабить болт, который крепит шкив, с помощью стартёра. Для этого торцовый ключ на 36 или на 38 одевается на гайку с упором в стабилизатор и надёжно фиксируется. Резко поверните ключ зажигания – и пуск стартёра сорвёт гайку. Если с первого раза вам не удалось это сделать – выполните пуск стартёра снова.Осталось просто открутить гайку.

Прежде чем демонтировать шкив:

Осуществляете демонтаж колеса.Убираете блок воздушного фильтра и грязезащитный щиток.Ослабляете гайку на генераторе.Ослабляете гайку и болт натяжения ремня генератора.Ослабляете и снимаете приводной ремень генератора.Теперь шкив снимается достаточно просто, несколькими движениями. Он также может сниматься съёмным устройством. При снятии необходима осторожность, чтобы не повредить шпоночный паз. Неплотная посадка детали в пазе существенно ускорит её износ.

Замена сальника

Переходя к демонтажу и замене сальников, действуйте так:

Гаечным ключом 10 открутите все болты и гайки, которыми крепится к поддону крышка привода.Теперь вместе с прокладкой снимите крышку привода.Удалите остатки прокладки.С крышки привода отвёрткой и бородком выбейте сальник с внутренней стороны.Крышку привода обязательно надо вымыть. Для этого могут использоваться бензин или солярка.Сальник смазывается сверху силиконовым герметиком.Аккуратно вложите его на место и вдавите.Лишний герметик с крышки и сальника удалите ветошью.Крышку также необходимо протереть ветошью.Теперь можно нанести фиксирующий герметик двумя способами – на крышку или на блок. Герметик на крышку по контуру наносят в том случае, если вы сразу же сможете установить её правильно; если у вас так не получится, то наносите герметик на блок.Перед установкой протрите ветошью место установки; там не должны присутствовать остатки прокладки или загрязнения.Поставьте крышку углом на поддон и оденьте её на место на направляющие шпильки.Закрутите крышку, начиная с трёх поддонных болтов, а затем переходите к основным.Болты не закручивайте сразу, просто наживите все, а затем закрутите.Теперь вымойте шкив так же, как и крышку до этого.Чтобы просто установить шкив, обратите внимание, где у вас шпонка на детали, и правильно центрируйте.Шкив устанавливается подкручиванием.Если он вдруг не садится на место – слегка открутите болты крышки, подтолкните деталь и затем закрутите обратно.

Видео: как снять шкив коленвала

Теперь осталось установить все детали и механизмы на свои места. Прикручивая гайку на место, её можно посадить на слой герметика. Это делается для того, чтобы она не ослабла, если вы вдруг не очень сильно её закрутили.

Знаете ли вы? По сообщению Плутарха, Архимеду удалось перемещать целый корабль с находящимися на нём воинами при помощи сложной системы шкивов. Сейчас такие системы могут обеспечивать работу целого завода от одной турбины.

Таким образом, замена сальника не является особенно сложной. В чём вы сможете убедиться сами, если будете выполнять все действия аккуратно и последовательно.

Что такое шкивы для стиральных машин, и какие функции они выполняют

Обычным пользователям необязательно в совершенстве знать устройство стиральной машинки, но есть детали, на которые следует обратить внимание. Так у вас будет минимальный запас знаний для того, чтобы приблизительно определить, что именно сломалось.

В этой статье расскажем о том, что такое шкивы для стиральных машин и зачем они нужны.

Материал, устройство детали

Делают шкивы из прочного металла, который выдерживает большие нагрузки и не деформируется. А еще он не сильно тяжелый, чтобы не затрачивалось много энергии на раскрутку детали. Чаще всего это сталь. Поверхность обязательно покрывают специальным средством от коррозии.

Шкив барабана напоминает диски машины, только намного уже. Эта деталь состоит из двух колец, соединенных наглухо, ребер жесткости, борозды или плоского ободка для приводных ремней. Его плотно прикручивают к валу барабана винтами и гайками.

Функции элемента

Он регулирует вращение барабана так, чтобы не было резких рывков. Это и есть главная функция детали – защита от разрушительных вибраций.

Максимальное количество оборотов барабана зависит от размера данного элемента. Так что обращайте внимание на его диаметр при выборе машинки. Ведь габариты у двух моделей могут быть одинаковыми, а мощность будет существенно отличаться.

Признаки поломки шкива

Эта деталь ломается нечасто. Рвутся ремни, слетает подшипник, а шкив обычно остается целым. Но если вашей стиральной машине уже приличное количество лет, на элементе появятся трещины. Вы услышите характерный стук во время работы техники. В этом случае не нужно тянуть с вызовом мастера. Иначе придется менять не одну деталь, а стиралку.

Если слышите нетипичные щелчки во время стирки, это может значить, что шкив плохо прикручен.

Также иногда причиной поломки может быть производственный брак. Например, деталь сделали немного изогнутой. Если гарантийный талон еще действует, обратитесь в магазин, где покупали агрегат. Если нет – заказывайте шкив в интернет-магазине Patok для вашей марки машинки, и пригласите мастера на дом.

как открутить демпферный и обычный, момент затяжки

Деталь, которая не бросается в глаза и кажется несущественной, в действительности играет важную роль в обеспечении работоспособности всех систем автомашины. Имея достаточно простое и надёжное устройство, шкив коленвала иногда нуждается в замене. Чаще всего его снимают при необходимости замены сальника коленвала. В этой связи важно знать, какие существуют виды шкивов, с чем могут быть связаны поломки, как производится замена.

Разновидности шкивов для коленчатого вала

Подавляющее большинство механизмов автомобиля используют для своей работы энергию, получаемую от вращающегося коленчатого вала. Если вращение колёс обеспечивается целой системой валов и шестерён, то для приведения в действие газораспределительного механизма (ГРМ), генератора, помпы, кондиционера используется шкив коленвала.

В разные периоды автомобилестроения и для разных марок авто, применялись независимые друг от друга конструкторские решения шкивов. Утверждать, какой тип шкивов лучше, не имеет смысла, для разных условий эксплуатации автомобиля – свой тип шкива.

Коленвал со шкивом под клиновый ремень

Практически все легковые, грузовые автомобили, автобусы с моторами, разработанными отечественными конструкторами в советскую эпоху, оснащены ременной передачей для генератора. Шкив под такой ремень имеет цельнолитую (цельносварную) конструкцию, а паз повторяет конфигурацию клинового ремня.

На конец вала шкив насаживается через шпонку, что препятствует его прокручиванию, и закрепляется с помощью гайки (реже – болта). Максимально простая конструкция позволила использовать шкив на протяжении всего периода эксплуатации мотора.

Зубчатый шкив коленвала

С целью облегчения системы и провода газораспределения конструкторы предложили использовать не цепь, а ремень. Подобная конструкция встречается почти на всех современных авто. Для того, чтобы добиться максимального совпадения угла вращения коленвала и распредвала, внутренняя поверхность ремня имеет пазы, а на внешнем ободе шкива нанесены зубы. Именно поэтому такой шкив назван зубчатым. При условии своевременной замены ремней и правильной эксплуатации сам шкив служит достаточно долго, и поломка встречается редко.

Демпферный шкив коленвала

В момент запуска и резкого изменения частоты вращения коленвала на ремень и систему газораспределения оказывается сильное импульсное механическое воздействие. Разработчики предложили оснастить шкив демпфером – резиновой прослойкой между внутренней обоймой и внешним рабочим диском. Подобная конструкция нашла широкое применение в моторах для микроавтобусов, автомобилей небольшой грузоподъёмности.

Конструкторы добились желаемого результата, но одновременно существенно сократили срок эксплуатации шкива. Резина от перепадов температур, агрессивной среды, механических нагрузок теряет эластичность, разрушается. Автовладельцы вынуждены непрерывно следить за состоянием демпфера и срочно менять шкив при появлении дефектов. Иногда шкив разламывается, что полностью обездвиживает автомобиль.

Как производится замена шкива коленвала

Какой конструкции не использовался бы шкив на моторе, принцип демонтажа и установки остаётся одинаковым.Если мотор расположен вдоль моторного отсека, то шкив находится в передней нижней части, за радиатором охлаждения. При поперечном расположении блока к шкиву можно добраться, если снять правое переднее колесо.

Наиболее часто задаваемый вопрос на автофорумах звучит так: какая резьба на шкиве коленвала? Проблема заключается в том, что гайка или болт имеют очень сильную затяжку. Испытывая серьёзные затруднения при демонтаже, автовладельцы сомневаются в правильном направлении приложения усилий.

Ответ в данном случае один – резьба правая, то есть откручивать гайку (болт) необходимо против часовой стрелки. Коленвал вращается в обратном направлении, что приводит к постепенному сильному затягиванию. Если добавить к этому процессы окисления, коррозии, то сорвать с места такую затяжку вручную очень сложно.

Зная некоторые приёмы весь процесс можно сократить до 10 минут. Алгоритм действий таков:

  • автомобиль устанавливается на смотровую яму, колёса фиксируются упорами;
  • при поперечном расположении блока снимается колесо, под тормозной диск подкладывается «козелок»;
  • на головку болта (гайку) коленвала надевается накидной ключ с удлиненным рычагом и упирается в пол по ходу вращения;
  • с распределителя зажигания снимается бронепровод, чтобы двигатель не завёлся;
  • кратковременным включением зажигания приводится в действие стартер, усилия которого обычно достаточно для того, чтобы сорвать болт (гайку).

Такой приём можно повторить несколько раз, пока затяжка не освободится. Далее отворачивание производится вручную. Для облегчения процесса рекомендуется заранее все стыки деталей покрыть слоем смазки типа «WD» или тормозной жидкостью.

Стянуть шкив с коленвала также непросто. Во-первых, посадочные размеры подбираются для наиболее прочного соединения и исключения люфта. Во-вторых, шпонка шкива коленвала также оказывает сопротивление из-за плотной подгонки. Идеальным считается использование специального винтового съёмника. При отсутствии таких приспособлений шкив снимают с помощью монтировки, аккуратно надавливая на тыльную поверхность шкива в разных местах.

Если автовладельцу удалось демонтировать шкив, то с его установкой проблем не возникнет. Всё происходит в обратной последовательности, а надёжный зажим коленвал обеспечит себе сам.

Шкивы коленвала и их разновидности

Для приведения в действие ГРМ (газораспределительного механизма) помпы, кондиционера или генератора используется шкив коленвала. Существуют разные типы шкивов, для каждого автомобиля свой тип.

Коленвал со шкивом для клинового ремня

Во многих современных автомобилях используется ремень, который взаимодействует с генератором. Для такого ремня используется шкив с цельнолитой или цельносварной конструкцией, при этом пазы четко повторяют форму ремня.

Шкив закрепляется при помощи гайки или болта, в зависимости от конструкции, через шпонку насаживается на конец вала. Благодаря простой конструкции, шкив служит очень долго, легко выдерживает весь срок службы мотора.

Шкив коленвала зубчатый

Если раньше для привода ГРМ использовали цепь, то со временем на многих автомобилях от нее отказались и перешли на использование ремня для того, чтобы облегчить систему. Сейчас на всех современных автомобилях используется именно такая конструкция с зубчатым ремнем для привода ГРМ. Чтобы угол вращения коленвала и распредвала максимально хорошо совпадали, на внутренней поверхности ремня сделали пазы, а на шкиве есть зубья.

И зубья отлично состыковываются в пазы для ремня. Так что, именно потому что на этом шкиве есть зубья, он и называется зубчатым шкивом коленвала. Если вовремя менять ремень ГРМ, то вся система прослужит долго. Если забыть поменять ремень, то тогда придется делать капремонт всего двигателя.

Шкив коленвала демпферный

Так как во время запуска двигателя или во время резкого увеличения частоты вращения коленвала создается повышенная нагрузка на ремень и всю систему ГРМ. Поэтому производители автомобилей стали оснащать шкив специальной прослойкой из резины — демпфером. Эта прослойка располагается между внешним рабочим диском и внутренней обоймой. Такая конструкция широко применяется в двигателях, установленных на микроавтобусах и других похожих автомобилях.

Благодаря использованию демпфера удалось уменьшить срок службы шкива, так как из-за перепадов температур резина теряет свою эластичность и разрушается. Поэтому чтобы система нормально работала, владельцам автомобилей надо следить за состоянием этого демпфера и в случае чего — менять шкив, чтобы машина оставалась на ходу.

Назначение шкива коленвала

Конструкция служит передачей от привода до навесного оборудования и состоит с массивной дисковой, чугунной детали, которая находится на оси. Кроме того, содействует амортизации при переменах во вращении, балансировки вращающегося приспособления, остуживания ремней.

В конструкции имеется просвет, при помощи которого диск насаживают на распредвал в передней части, что исходит с карбюратора либо с клапанного инжектора. На нем размешается крепеж. А сверху находятся отверстия для присоединения клиновидных и поликлиновидных ремней. Сама конструкция достаточно тяжелая, потому при изготовлении на заводе делают отверстия, для уменьшения веса.

Деталь бывает двух видов – демпферный шкив коленвала и обычный. В отличие от бездемпферного, деталь имеет массивные кольца. Снаружи находится прокладка, которая находиться отдельно от основания. Прокладка снижает вибрации. Кроме того, деталь оснащена наружным диском и периферией, соединенных прочной резиной. Каучуковая прокладка защищает от перепадов температур и других воздействий. При длительном использовании транспортного средства, прокладка изнашивается. Потому ее время от времени необходимо менять, чтобы сохранить в целости более важную деталь – массивный диск. Внешнее алюминиевая автодеталь с неровностями. Зубчатое покрытие содействуют работе датчика положения детали.

Пошаговый порядок снятия шкива коленвала на ВАЗ-2114

Перед тем как приступить к демонтажу шкива коленвала, необходимо выкрутить некоторые узлы и детали на ВАЗ-2114.

  1. Первым делом ставим автомобиль и обеспечиваем ему неподвижное состояние.
  2. Далее, ослабляем болт натяжения ремня генератора и полностью демонтируем стопорный.

    Все болты указаны красными стрелками.

  3. Затем, снимаем переднее колесо справа, предварительно подняв машину.
  4. Демонтируем открывшийся грязезащитный щиток колеса, открутив болты по периметру арки крыла.
  5. Когда доступ к мотору открыт, окончательно демонтируем ремень генератора.
  6. Далее, необходимо зафиксировать маховик таким образом, чтобы он не смог провернуться, для этого лучше всего вставить отвёртку в заглушку, которая находится с боковой стороны коробки переключения передач. Отвёртка вставляется прямо в проём, который появится при открытии заглушки.

    Отвёртку вставляем в отверстие, указанное меткой.

Когда маховик зафиксирован, можно переходить к работам по демонтажу шкива коленвала.

  1. Снимаем ремень ГРМ, предварительно выставив метки.

    Метки указаны красными стрелками.

  2. Для того, чтобы фиксируемый болт было легче сорвать, его необходимо обработать вышеупомянутой WD-40, а если её нет под рукой, то любой жидкостью, которая, так или иначе, воздействует на коррозию, например тормозная жидкость.
  3. Когда болт пропитался этой смесью, нужно взять головку соответствующего диаметра с удлинителем, и при помощи воротка провернуть его против часовой стрелки настолько так, чтобы он сдвинулся со своего изначального расположения.
  4.  Если с первого раза открутить болт не получается, возможно воздействие на него путём несильных постукиваний молотком, и новой обработкой противокоррозийной смеси, после чего вновь попытаться сорвать его с места.
  5. Так или иначе, после нескольких манипуляций болт поддастся и сойдёт.
  6. Когда бот будет откручен, обратите внимание на наличие шпонки на валу. Снимается она легко, главное не потерять её после.

    Проводить эту работу следует очень аккуратно.

  7. Если уже ничего не мешает, можно приступать непосредственно к снятию вала. Для этого можно воспользоваться специальным съёмником, а при его отсутствии монтировками или отвёртками.
  8. Далее, переходим к демонтажу. При работе со съемником, как правило, вопросов возникнуть не должно, а выполняя работы с ручным инструментом, необходимо делать следующее.
  9. Взяв две отвёртки, либо «монтажки» вставляем их между шкивом и коленвалом с двух сторон.

    Поддевать коленчатый вал удобнее монтировкой.

  10. Далее, последовательными движениями сдвигаем деталь со своего места фиксации, постепенно переходя к началу вала.
  11. Перед тем как приступить к снятию, лучше всего обстучать сам шкив деревянным, или прорезиненным молотком. Так можно избежать перекосов при снятии и дополнительного воздействия при наличии коррозии и фактов прикипания.

Снятие шкива

Открутить болт или гайку крепления — это только пол дела. Дальше надо вытащить шкив с вала. Так просто руками шкив не снимется, если не его посадочное гнездо не раздолбано. Кроме того, шкив плотно сажается на вал, то он еще фиксируется от проворота шпонкой.

Существуют специальные съемники для снятия шкива с вала. Бывают механические и гидравлические съемники.

Конструкция механического съемника проста. Обычно имеет три лапки, которыми надо зацепить сам шкив, а центральный стержень упереть в вал. После чего, надо вращать стержень, лапки будут выпрямляться и тянуть на себя шкив.

Бывают съемники еще проще, которые можно сделать своими руками.

Если нет съемного устройства для шкива, то можно использовать монтировки. Если один человек снимает, то по очереди, с каждой стороны отодвигая по чуть-чуть, чтобы не было перекоса. Если два, то одновременно с разных сторон резким движением выпрессовывают шкив с коленвала.

Бывает и такое, что при использовании съемника, стенки пазов шкива не выдерживают и откалываются. Поэтому, при использовании монтировок, зацеплять их надо как можно ближе к валу.

Как делать замену шкива коленвала

В каждом автомобиле свои особенности по замене шкива коленвала, но принцип, в целом, одинаковый. Если в моторном отсеке двигатель расположен вдоль, то в таком случае шкив будет в передней нижней части моторного отсека, сразу за радиатором системы охлаждения. Если же двигатель расположен поперечно в моторном отсеке, то чтобы поменять шкив коленвала, придется снимать переднее правое колесо.

Также многих волнует какая используется резьба на шкиве коленвала, чтобы ее случайно не сорвать. Ведь гайка, которая держит шкив коленвала обычно очень сильно затянута. Поэтому надо точно знать в какую сторону крутить.

Но здесь нет ничего сложного — резьба правая, поэтому если нужно открутить гайку, то крутить надо против часовой стрелки. Также надо понимать, что коленвал крутится в противоположную сторону от резьбы, поэтому гайка про процессе работы затягивается еще сильнее.

Кроме того, никто не отменял окисление и коррозию, поэтому через определенное время такую гайку открутить будет действительно проблематично.

Но если знать что делать, то все становится достаточно просто и сделать замену шкива коленвала будет проще простого. Действия такие:

  • первым дело надо поставить машину над ямой, а колеса зафиксировать;
  • если мотор расположен поперечно, то снимаем колесо и подкладываем что-то под тормозной диск вместо колеса;
  • надеваем на гайку или головку болта ключ подходящего размера, но с большим рычагом и упираемся в пол по направлению вращения;
  • снимаем бронепровод с распределителя зажигания, чтобы не завелся мотор;
  • с помощью ключа зажигания приводим стартер в движение, этого усилия хватит для того, чтобы гайка или болт открутилась.

Как только гайка начала откручиваться, дальше можно вручную с помощью ключа открутить ее. Кстати, чтобы легче откручивалась гайка, можно на нее нанести смазку WD или другую аналогичную смазку.

Далее надо стянуть шкив с коленвала, что тоже считается не простым делом, так как ремень и шкив очень прочно соединены друг с другом и между ними нет люфта. Кроме этого, плотно подогнана шпонка шкива коленвала, что тоже оказывает сопротивление.

Поэтому желательно использовать специальный винтовой съемник, также можно снимать шкив, применяя монтировку, надавливая в разных местах на тыльную поверхность шкива.

Если получилось снять шкив, то самая сложная работа уже проделана. Установить шкив на свое место будет несложно, надо делать все в обратной последовательности, а надежный зажим коленвал обеспечит самостоятельно.

А далее видео о том, как быстро открутить шкив коленвала с помощью того метода, что был описан выше:

Инструменты для работы

Перед тем, как начать ремонт важно иметь:

  • накидной либо торцовый инструмент на 36-38;
  • удлинитель рычага либо кусок прочной трубы;
  • домкрат;
  • отвертки.

Подготовив необходимый набор инструментов, приступают к выполнению работы.

Причины демонтажа коленвала

Демонтаж коленчатого вала на ВАЗ-2114 может потребоваться в следующих случаях:

  • Причиной находящейся на первом месте чаще всего является замена ремня ГРМ и иных работ, которые так или иначе связаны с газораспределительным механизмом. Работы следует выполнять согласно регламенту, либо при выходе из строя механизма.
  • Ещё одной причиной демонтажа являются выход из строя сальников коленвала. Меняются они тогда, когда возникают подтёки масла в местах их установки.

Крепление шкива

На всех без исключения автомобилях ВАЗ-2114 шкив коленчатого вала фиксируется при помощи массивного болта, при снятии которого могут возникнуть проблемы.

Хорошо для фиксации подходит накидной изогнутый ключ.

  • В первую очередь это связано с его расположением, так как правильно и надёжно закрепить ключ, либо торцевую головку трудно.
  • Во-вторых, даже если ключ вам удалось расположить правильно, для его демонтажа придётся приложить максимум усилий. Это связано с тем, что на заводе его закручивают максимально сильно, чтобы избежать фактов самостоятельной раскрутки. Также не с лучшей стороны для его выкручивания может стать правая резьба, которая за время эксплуатации только завинчивала шкив сильнее и прикипание детали.

При выполнении работ по его снятию, лучше всего держать под рукой WD-40.

Инструмент для выполнения работ

Для того, чтобы выполнить работы было легче, необходимо подготовить следующий инструмент:

  • Домкрат.
  • Противооткатные упоры.
  • Монтировку и отвертки с плоским жалом.
  • Набор ключей.
  • Торцевые головки и удлинитель.

Подобные работы лучше всего проводить на подъёмнике, либо смотровой яме.

Шкивы тормозные

Как правило, шкив тормозной устанавливают между валом электродвигателя и входным валом редуктора, либо на обратной стороне последнего.

Шкив тормозной следует заменить в следующих случаях:

  • Если обнаружены трещины и обломы, выходящие на рабочие и посадочные поверхности;
  • Если износ рабочей поверхности обода более 25% от первоначальной толщины;
  • Если величина отдельных неровностей на поверхности шкива превышает 0,3 мм, и их общая площадь более 10% от площади рабочей поверхности.

 

 

Шкивы тормозные
ТипЦена с НДС
D-160/70см. прайс
D-200/95см. прайс
D-300/145см. прайс
D-400/185см. прайс
D-500/205см. прайс
D-600/250см. прайс
D-630/250 см. прайс
D-700см. прайс
D-800см. прайс

 

Тормозные шкивы

 

Тормозной шкив представляет собой колесо с широким ободом, которое охвачено колодочным механизмом и бесконечным ремнем. Такие шкивы входят в состав тормозных колодок и применяются в грузоподъемно-транспортных механизмах. Они останавливают и удерживают валовые механизмы во время работы электродвигателя. Тормозной шкив грузовой реверсивной лебедки является частью упругой муфты, которая соединяет электродвигатель с редуктором.

Тормозные шкивы изготавливаются из стали, после чего подвергаются термической обработке для повышении прочности и износостойкости детали. Обычно их устанавливают вертикально или горизонтально между валом электродвигателя и входным валом или на оборотной стороне последнего.

Как работают шкивы? - Объясните, что Stuff

Как работают шкивы? - Объясни это Реклама

Вы, наверное, видели этих потрясающих телезрителей, которые умеют тянуть машины. своими волосами и волочить поезда зубами. Но знаете ли вы наука тоже может сделать тебя сильным? Если вам нужно поднимать большие веса, не напрягайте спину: используйте силу науки - и удивительный Устройство называется шкив .Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

Фото: шкив, установленный на огромной подъемной раме для большей безопасности. Благодаря мощности шкивов один человек может поднять гораздо больше, чем его собственный вес, не напрягая никаких мышц, потому что несколько веревок или цепей выдерживают дополнительный вес. Фото Р. Б. Хотарда любезно предоставлено Корпусом морской пехоты США.

Что такое шкивы?

Шкив - это просто набор из одного или нескольких колес, на которые вы натягиваете веревку, чтобы упростить подъем предметов.

Шкивы - это примеры того, что ученые называют простыми механизмами. Это не значит, что они забиты двигателями и шестерни; это просто означает, что они помогают нам умножать силы. Если вы хотите поднять действительно тяжелый веса, ваши мышцы не могут дать столько силы, даже если ты самый сильный человек в мире. Но используйте простую машину, такую ​​как шкив, и вы сможете эффективно увеличить силу, производимую вашим телом.

Давайте проясним массу и вес!

Прежде чем мы продолжим, давайте очень четко определим разницу между весом и массой.Это поможет в тот момент, когда мы говорим об использовании шкивов для подъема груза (которые на самом деле массы ) с определенной величиной силы . В двух словах:

  • Масса - это количество материала, из которого что-то сделано или содержится, измеренное в килограммах (или фунтах).
  • Вес - это величина силы , с которой гравитация Земли воздействует на определенную массу: Чем массивнее что-то, тем больше гравитационная сила и тем больше, как мы говорим, оно весит.

Фото: Сколько силы в ньютоне? Этот апельсин имеет массу около 100 г (0,1 кг), поэтому мне нужно приложить 1 Н (один ньютон) силы, чтобы удерживать его в воздухе. Грубо говоря, мы говорим, что апельсин «весит» 100 г; Собственно говоря, он весит 1Н.

Если вы человек с массой 80 кг, гравитация Земли тянет вас с силой 800 ньютонов. (на Земле ваш вес в ньютонах всегда примерно в 10 раз больше вашей массы в килограммах, потому что Земля притягивает каждый килограмм массы с силой 10 ньютонов).Строго говоря, мы должны взвешивать вещи в единицах силы (ньютонах), поэтому, если ваша масса 80 кг, ваш вес действительно 800 ньютонов. Но в повседневной речи мы склонны путать массу и вес и вместо этого говорить о весе в килограммах (или фунтах). Точно так же, хотя килограмм - это единица массы, а не силы, можно говорить о силе, эквивалентной данной массе, потому что все массы обычно таким же образом преобразуются в силы. Подробнее об этом читайте в нашей статье о гири и противовесы.

Как работают шкивы

Чем больше у вас колес и чем чаще вы обматываете их веревкой, тем больше вы можете поднять.

Одно колесо

Если у вас есть одно колесо и веревка, шкив помогает изменить направление подъемной силы. Таким образом на картинке ниже вы тянете веревку вниз, чтобы поднять взвесить. Если вы хотите поднять что-то весом 100 кг, у вас есть тянуть вниз с силой, эквивалентной 100 кг, что составляет 1000 Н (ньютонов). Если вы хотите поднять груз на 1 м в воздух, вы должны вытащить свободный конец веревки в сумме расстояние 1 м на другом конце.


Рисунок: Как работают шкивы №1: С одним колесом шкив просто меняет направление силы, которую вы прикладываете. Никаким другим образом это не изменяет силу.

Два колеса

Теперь, если вы добавите еще колеса и обвяжите их веревкой, вы можете уменьшить усилия, необходимые для подъема веса. Предположим, у вас есть два колеса и обвитая вокруг них веревка, как показано на рисунке ниже. Масса 100 кг (вес 1000 ньютон) теперь эффективно поддерживается двумя секциями одной и той же веревки. (две нити слева) вместо одной (не обращая внимания на свободный конец веревки, за которую вы тянете), а это значит, что вы можете поднять его, потянув с силой всего 500 ньютонов - вдвое меньше! Вот почему мы говорим шкив с двумя колесами, и веревка, обернутая вокруг него Таким образом, механическое преимущество ( (ME)) равно двум.

Механическое преимущество - это мера того, насколько простая машина умножает силу. Чем больше механическое преимущество, тем меньше силы вам потребуется, но на большем расстоянии вы должны использовать эту силу. Вес поднимается на 1 м, но теперь мы необходимо потянуть свободный конец веревки вдвое дальше (2 м). Как придешь? Чтобы вес поднялся на 1 м, вам нужно сделать так, чтобы две части веревки, поддерживающие его, поднялись на 1 м каждая. Для этого нужно потянуть свободный конец веревки на 2 метра. Обратите внимание, что мы также можем вычислить механическое преимущество, разделив расстояние, на которое мы должны тянуть веревку, зависит от расстояния, на которое перемещается вес.


Рисунок: Как работают шкивы №2: С двумя колесами это как если бы груз висел на двух веревках (две нити одной веревки слева), а шкив вдвое уменьшает необходимую вам подъемную силу. Это все равно, что поднимать гирю на двух веревках вместо одной. Но теперь вам нужно потянуть конец веревки вдвое дальше, чтобы поднять вес на такое же расстояние.

Четыре колеса

Хорошо, а что, если вы воспользуетесь четырьмя колесами, скрепленными длинной веревкой, которая петли над ними, как на картинке ниже? Вы можете видеть, что 100 кг масса (1000 ньютон) теперь висит на четырех секциях веревки (те, что слева, игнорируя свободный конец веревки, за которую вы тянете).Это значит каждая секция веревки выдерживает четверть общего веса в 1000 ньютонов, или 250 ньютонов, а чтобы поднять гирю в воздух, нужно тянуть только четверть силы - тоже 250 ньютонов. Чтобы вес увеличился на 1 м, необходимо укоротить каждую сечение веревки на 1 м, поэтому свободный конец веревки нужно потянуть на 4 метра. Мы говорим, что шкив с четырьмя колесами и веревка, намотанная таким образом, дает механическое преимущество в четыре, что вдвое лучше, чем шкив с двумя веревками и колесами.


Рисунок: Как работают шкивы №3: С четырьмя колесами и канатом, работающим на четыре секции, шкив снижает необходимую вам подъемную силу на четверть. Но вы должны протянуть конец веревки в четыре раза дальше.

Рекламные ссылки

Как шкив похож на рычаг

Вероятно, вы видите, что шкив увеличивает силу так же, как качели, которые являются своего рода рычагом. Если вы хотите поднять кого-то в четыре раза тяжелее вас на качелях, вам нужно сесть в четыре раза дальше от точки равновесия (точки опоры), чем они.Если вы переместите конец рычага вниз на 4 см, их конец качелей переместится вверх только на 1 см. Когда они поднимаются, они получают определенное количество потенциальной энергии, равное их весу, умноженному на расстояние, на которое они перемещаются. Вы теряете точно такое же количество энергии - равное вашему весу (в четыре раза меньше), умноженному на расстояние, на которое вы перемещаетесь (в четыре раза больше). Вы можете перенести их гораздо больший вес, потому что вы перемещаете свой конец качелей на гораздо большее расстояние: рычаг качелей позволяет создавать больше силы, работая на большем расстоянии.

То же самое происходит и со шкивом, за исключением того, что вы тянете за веревку вместо того, чтобы двигать конец качели. Чтобы поднять что-то в четыре раза тяжелее, вы можете использовать ту же силу, но только если вы потянете веревку в четыре раза дальше. Если вы посмотрите на то, что происходит с обеих сторон шкива, и умножите силу на пройденное расстояние, вы обнаружите, что это то же самое. На вашей стороне вы используете небольшую силу на большом расстоянии. С другой стороны, вес намного больше, но он перемещается на меньшее расстояние.


Рисунок: Как шкив работает как рычаг: Как и в случае с рычагом, шкив может «волшебным образом» создать больше силы, но только если вы примените эту силу на большем расстоянии. Это почему? Читайте ниже!

В чем прикол?

Шкивы звучат великолепно - и они есть. Но наверняка должен быть поймать? Если вы можете поднять 100 кг (1000 ньютонов), потянув с силой, эквивалентной всего 25 кг (250 ньютонов), конечно, вы делаете только четверть меньше работы и используете всего на четверть меньше энергии? И если это правда, вы могли бы построить какой-то шкив, который на самом деле будет производить для вас энергию: положите всего в одной единице энергии и получите четыре единицы! Звучит великолепно!

Фото: есть ли скрытая загвоздка при использовании шкива? Почему бы не сделать свой собственный простой шкив из конструктора (или просто самодельных материалов, таких как катушки из хлопка и веревки) и проверить его на себе.Нет лучше способ понять, как работают шкивы. С таким простым шкивом для двух колес легко понять, что вам нужно потяните тетиву дважды, пока вес поднимается вверх.

К сожалению, такие удивительные вещи категорически запрещены. по закону физики, называемому сохранением энергии, который говорит, что вы всегда должны вкладывать столько энергии, сколько выходите. Итак, начнем подумайте о шкивах с точки зрения энергии. Если вы поднимете вес 100 кг (1000 ньютонов) на расстоянии 1 метра от земли, вы должны сделать то же самое объем работы, независимо от того, используете ли вы шкив или нет: вы должны переместить та же сила на том же расстоянии.Если вы используете шкив и уменьшаете силу, которую вы используете на четверть, вам все равно нужно сделать то же количество работы. Просто нужно дергать за конец веревки четыре еще раз, чтобы каждая из четырех опорных секций веревки поднялась на То же количество. Это загвоздка со шкивом. Вы тянете с меньшим силы, но нужно тянуть дальше (и, вообще говоря, использовать сила дольше). Не тратя меньше энергии на шкив, вы на самом деле приходится использовать немного больше из-за трения, где трос трется о колеса шкива.Но кажется и чувствует шкив проще использовать, а это главное!


Фото: Шкив оборудования. 1) Эти маленькие ролики имеют крючки, поэтому их легко подвесить к потолку. Обратите внимание на то, что на колесах есть канавки, чтобы веревка не соскальзывала с них. Фото Паулы Арагон. 2) Гигантские ролики на рычаге большого железнодорожного крана. Здесь используется огромный прочный трос.

Что такое блок и подкат?

В технике шкив, который я здесь описывал, иногда называют блоком и захватом : колеса и их крепления являются блоками, а веревки, которые обвивают их, являются снастями.В моих примерах один блок закреплен вверху, а другой блок перемещается вверх вместе с грузом. В более общем плане для инженеров шкив - это колесо, на которое вы натягиваете веревку или ремень для соединения одной части машины с другой, будь то подъем предметов, передача энергии или выполнение чего-либо еще. Однако в простой науке мы склонны использовать «шкив» только для обозначения связки колес и канатов для подъема.


Фото: два типа шкивов. Слева: блок и захват - это система на основе шкивов для подъема вещей, сделанная из блоков (секций колеса) и соединяющих их между собой.Он использовался для подъема ракетного оборудования в Центре космических полетов им. Маршалла НАСА. Фото Джеймса У. Розенталя, журнал «Исторический американский инженерно-технический журнал», любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США. Справа: колеса шкива также могут использоваться для соединения различных частей машины. Здесь колесо шкива на большом двигателе приводит в движение другое колесо шкива на машине, находящейся на некотором расстоянии. В этом случае шкивы просто передают мощность. Фото: Исторический американский технический отчет, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

  • Шкивы, блоки и другие снасти: отличная коллекция фотографий шкивов, собранная пользователем Flickr «Элси» (Лес Чатфилд), у которого отличный глаз для детализации и раскрытия скрытой красоты механического мира.

Книги

Для младших читателей

Почему-то существует множество книг о шкивах для юных читателей (возрастная группа 6–10).Вот лишь некоторые из них, с которых можно начать:

  • Рычаги и шкивы Алекс Бриндед, Кидхейвен / Гринвуд, 2019. Простое введение для очень маленьких читателей, которое является частью базовой инженерной серии под названием «Как заставить все работать». Текст написан четко, хотя фотографии и дизайн немного устарели. Возраст 6–9.
  • Exploring Science: Machines: Chris Oxlade, Anness, 2016. Практическое введение в шестерни, рычаги, шкивы и двигатели с помощью 20 простых экспериментов. Эта книга помогает представить шкивы в более широком контексте простых машин.Возраст 8–10.
  • Изготовление машин со шкивами: Крис Окслейд, Raintree / Capstone, 2015. Еще одно очень практичное 32-страничное введение, которое логически ведет нас через простые шкивы, составные шкивы, исторические машины, ремни и многое другое. Есть полезные дополнения к школьной библиотеке, в том числе интересные факты и глоссарий. Возраст 7–9.
  • Как работают шкивы: Джим Меццанотт. Гарет Стивенс, 2007. 24-страничное руководство, в котором представлены шкивы и показано, как мы используем их в повседневной жизни.Акцент здесь делается на шкивах как на средстве использования силы в наших интересах.
  • Что такое шкивы ?: Хелен Фрост, Capstone Press, 2001. Очень простое иллюстрированное введение для младших читателей (в возрасте 7–10 лет, я полагаю).

Эти две книги более общего характера, которые рассматривают науку о силе в более широком контексте:

  • «Вы почувствуете силу» Ричарда Хаммонда. Дорлинг Киндерсли, 2006/2015. Свежая книга о силах и физике для младших читателей. (Я был одним из консультантов и авторов этой книги.)
  • Сила и движение Питера Лафферти. Дорлинг Киндерсли, 2000. Классическая книга очевидцев DK, которая охватывает историю науки, а также современные технологии. Устаревший, но все же полезный.
Для старших читателей
  • Принципы машиностроения, Джон Берд и Карл Росс, 2017. Подробное (288 страниц) введение в общую науку и принципы машиностроения.
  • Трактат о ремнях и шкивах Джона Ховарда Кромвеля, 1903 г.Классическая книга из более раннего возраста! Объясняет теорию шкивов (с математикой) и много иллюстраций. Доступен в различных форматах электронных книг.

Видео

  • Как работают шкивы: простое введение Чарли Марца. К сожалению, он использует имперские (американские) единицы футов и фунтов, но идею вы поняли. Если вы европеец, вы можете мысленно подставить метры и килограммы.
  • Как работают шкивы: более длинное и сложное введение из Академии Хана.Это объяснено ясно и очень хорошо, но страдает от рисования каракулей мышью и смешивания единиц измерения (ньютоны, футы, метры).

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Шкивы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/pulleys.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте...

Как работают шкивы? - Объясните, что Stuff

Как работают шкивы? - Объясни это Реклама

Вы, наверное, видели этих потрясающих телезрителей, которые умеют тянуть машины. своими волосами и волочить поезда зубами. Но знаете ли вы наука тоже может сделать тебя сильным? Если вам нужно поднимать большие веса, не напрягайте спину: используйте силу науки - и удивительный Устройство называется шкив .Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

Фото: шкив, установленный на огромной подъемной раме для большей безопасности. Благодаря мощности шкивов один человек может поднять гораздо больше, чем его собственный вес, не напрягая никаких мышц, потому что несколько веревок или цепей выдерживают дополнительный вес. Фото Р. Б. Хотарда любезно предоставлено Корпусом морской пехоты США.

Что такое шкивы?

Шкив - это просто набор из одного или нескольких колес, на которые вы натягиваете веревку, чтобы упростить подъем предметов.

Шкивы - это примеры того, что ученые называют простыми механизмами. Это не значит, что они забиты двигателями и шестерни; это просто означает, что они помогают нам умножать силы. Если вы хотите поднять действительно тяжелый веса, ваши мышцы не могут дать столько силы, даже если ты самый сильный человек в мире. Но используйте простую машину, такую ​​как шкив, и вы сможете эффективно увеличить силу, производимую вашим телом.

Давайте проясним массу и вес!

Прежде чем мы продолжим, давайте очень четко определим разницу между весом и массой.Это поможет в тот момент, когда мы говорим об использовании шкивов для подъема груза (которые на самом деле массы ) с определенной величиной силы . В двух словах:

  • Масса - это количество материала, из которого что-то сделано или содержится, измеренное в килограммах (или фунтах).
  • Вес - это величина силы , с которой гравитация Земли воздействует на определенную массу: Чем массивнее что-то, тем больше гравитационная сила и тем больше, как мы говорим, оно весит.

Фото: Сколько силы в ньютоне? Этот апельсин имеет массу около 100 г (0,1 кг), поэтому мне нужно приложить 1 Н (один ньютон) силы, чтобы удерживать его в воздухе. Грубо говоря, мы говорим, что апельсин «весит» 100 г; Собственно говоря, он весит 1Н.

Если вы человек с массой 80 кг, гравитация Земли тянет вас с силой 800 ньютонов. (на Земле ваш вес в ньютонах всегда примерно в 10 раз больше вашей массы в килограммах, потому что Земля притягивает каждый килограмм массы с силой 10 ньютонов).Строго говоря, мы должны взвешивать вещи в единицах силы (ньютонах), поэтому, если ваша масса 80 кг, ваш вес действительно 800 ньютонов. Но в повседневной речи мы склонны путать массу и вес и вместо этого говорить о весе в килограммах (или фунтах). Точно так же, хотя килограмм - это единица массы, а не силы, можно говорить о силе, эквивалентной данной массе, потому что все массы обычно таким же образом преобразуются в силы. Подробнее об этом читайте в нашей статье о гири и противовесы.

Как работают шкивы

Чем больше у вас колес и чем чаще вы обматываете их веревкой, тем больше вы можете поднять.

Одно колесо

Если у вас есть одно колесо и веревка, шкив помогает изменить направление подъемной силы. Таким образом на картинке ниже вы тянете веревку вниз, чтобы поднять взвесить. Если вы хотите поднять что-то весом 100 кг, у вас есть тянуть вниз с силой, эквивалентной 100 кг, что составляет 1000 Н (ньютонов). Если вы хотите поднять груз на 1 м в воздух, вы должны вытащить свободный конец веревки в сумме расстояние 1 м на другом конце.


Рисунок: Как работают шкивы №1: С одним колесом шкив просто меняет направление силы, которую вы прикладываете. Никаким другим образом это не изменяет силу.

Два колеса

Теперь, если вы добавите еще колеса и обвяжите их веревкой, вы можете уменьшить усилия, необходимые для подъема веса. Предположим, у вас есть два колеса и обвитая вокруг них веревка, как показано на рисунке ниже. Масса 100 кг (вес 1000 ньютон) теперь эффективно поддерживается двумя секциями одной и той же веревки. (две нити слева) вместо одной (не обращая внимания на свободный конец веревки, за которую вы тянете), а это значит, что вы можете поднять его, потянув с силой всего 500 ньютонов - вдвое меньше! Вот почему мы говорим шкив с двумя колесами, и веревка, обернутая вокруг него Таким образом, механическое преимущество ( (ME)) равно двум.

Механическое преимущество - это мера того, насколько простая машина умножает силу. Чем больше механическое преимущество, тем меньше силы вам потребуется, но на большем расстоянии вы должны использовать эту силу. Вес поднимается на 1 м, но теперь мы необходимо потянуть свободный конец веревки вдвое дальше (2 м). Как придешь? Чтобы вес поднялся на 1 м, вам нужно сделать так, чтобы две части веревки, поддерживающие его, поднялись на 1 м каждая. Для этого нужно потянуть свободный конец веревки на 2 метра. Обратите внимание, что мы также можем вычислить механическое преимущество, разделив расстояние, на которое мы должны тянуть веревку, зависит от расстояния, на которое перемещается вес.


Рисунок: Как работают шкивы №2: С двумя колесами это как если бы груз висел на двух веревках (две нити одной веревки слева), а шкив вдвое уменьшает необходимую вам подъемную силу. Это все равно, что поднимать гирю на двух веревках вместо одной. Но теперь вам нужно потянуть конец веревки вдвое дальше, чтобы поднять вес на такое же расстояние.

Четыре колеса

Хорошо, а что, если вы воспользуетесь четырьмя колесами, скрепленными длинной веревкой, которая петли над ними, как на картинке ниже? Вы можете видеть, что 100 кг масса (1000 ньютон) теперь висит на четырех секциях веревки (те, что слева, игнорируя свободный конец веревки, за которую вы тянете).Это значит каждая секция веревки выдерживает четверть общего веса в 1000 ньютонов, или 250 ньютонов, а чтобы поднять гирю в воздух, нужно тянуть только четверть силы - тоже 250 ньютонов. Чтобы вес увеличился на 1 м, необходимо укоротить каждую сечение веревки на 1 м, поэтому свободный конец веревки нужно потянуть на 4 метра. Мы говорим, что шкив с четырьмя колесами и веревка, намотанная таким образом, дает механическое преимущество в четыре, что вдвое лучше, чем шкив с двумя веревками и колесами.


Рисунок: Как работают шкивы №3: С четырьмя колесами и канатом, работающим на четыре секции, шкив снижает необходимую вам подъемную силу на четверть. Но вы должны протянуть конец веревки в четыре раза дальше.

Рекламные ссылки

Как шкив похож на рычаг

Вероятно, вы видите, что шкив увеличивает силу так же, как качели, которые являются своего рода рычагом. Если вы хотите поднять кого-то в четыре раза тяжелее вас на качелях, вам нужно сесть в четыре раза дальше от точки равновесия (точки опоры), чем они.Если вы переместите конец рычага вниз на 4 см, их конец качелей переместится вверх только на 1 см. Когда они поднимаются, они получают определенное количество потенциальной энергии, равное их весу, умноженному на расстояние, на которое они перемещаются. Вы теряете точно такое же количество энергии - равное вашему весу (в четыре раза меньше), умноженному на расстояние, на которое вы перемещаетесь (в четыре раза больше). Вы можете перенести их гораздо больший вес, потому что вы перемещаете свой конец качелей на гораздо большее расстояние: рычаг качелей позволяет создавать больше силы, работая на большем расстоянии.

То же самое происходит и со шкивом, за исключением того, что вы тянете за веревку вместо того, чтобы двигать конец качели. Чтобы поднять что-то в четыре раза тяжелее, вы можете использовать ту же силу, но только если вы потянете веревку в четыре раза дальше. Если вы посмотрите на то, что происходит с обеих сторон шкива, и умножите силу на пройденное расстояние, вы обнаружите, что это то же самое. На вашей стороне вы используете небольшую силу на большом расстоянии. С другой стороны, вес намного больше, но он перемещается на меньшее расстояние.


Рисунок: Как шкив работает как рычаг: Как и в случае с рычагом, шкив может «волшебным образом» создать больше силы, но только если вы примените эту силу на большем расстоянии. Это почему? Читайте ниже!

В чем прикол?

Шкивы звучат великолепно - и они есть. Но наверняка должен быть поймать? Если вы можете поднять 100 кг (1000 ньютонов), потянув с силой, эквивалентной всего 25 кг (250 ньютонов), конечно, вы делаете только четверть меньше работы и используете всего на четверть меньше энергии? И если это правда, вы могли бы построить какой-то шкив, который на самом деле будет производить для вас энергию: положите всего в одной единице энергии и получите четыре единицы! Звучит великолепно!

Фото: есть ли скрытая загвоздка при использовании шкива? Почему бы не сделать свой собственный простой шкив из конструктора (или просто самодельных материалов, таких как катушки из хлопка и веревки) и проверить его на себе.Нет лучше способ понять, как работают шкивы. С таким простым шкивом для двух колес легко понять, что вам нужно потяните тетиву дважды, пока вес поднимается вверх.

К сожалению, такие удивительные вещи категорически запрещены. по закону физики, называемому сохранением энергии, который говорит, что вы всегда должны вкладывать столько энергии, сколько выходите. Итак, начнем подумайте о шкивах с точки зрения энергии. Если вы поднимете вес 100 кг (1000 ньютонов) на расстоянии 1 метра от земли, вы должны сделать то же самое объем работы, независимо от того, используете ли вы шкив или нет: вы должны переместить та же сила на том же расстоянии.Если вы используете шкив и уменьшаете силу, которую вы используете на четверть, вам все равно нужно сделать то же количество работы. Просто нужно дергать за конец веревки четыре еще раз, чтобы каждая из четырех опорных секций веревки поднялась на То же количество. Это загвоздка со шкивом. Вы тянете с меньшим силы, но нужно тянуть дальше (и, вообще говоря, использовать сила дольше). Не тратя меньше энергии на шкив, вы на самом деле приходится использовать немного больше из-за трения, где трос трется о колеса шкива.Но кажется и чувствует шкив проще использовать, а это главное!


Фото: Шкив оборудования. 1) Эти маленькие ролики имеют крючки, поэтому их легко подвесить к потолку. Обратите внимание на то, что на колесах есть канавки, чтобы веревка не соскальзывала с них. Фото Паулы Арагон. 2) Гигантские ролики на рычаге большого железнодорожного крана. Здесь используется огромный прочный трос.

Что такое блок и подкат?

В технике шкив, который я здесь описывал, иногда называют блоком и захватом : колеса и их крепления являются блоками, а веревки, которые обвивают их, являются снастями.В моих примерах один блок закреплен вверху, а другой блок перемещается вверх вместе с грузом. В более общем плане для инженеров шкив - это колесо, на которое вы натягиваете веревку или ремень для соединения одной части машины с другой, будь то подъем предметов, передача энергии или выполнение чего-либо еще. Однако в простой науке мы склонны использовать «шкив» только для обозначения связки колес и канатов для подъема.


Фото: два типа шкивов. Слева: блок и захват - это система на основе шкивов для подъема вещей, сделанная из блоков (секций колеса) и соединяющих их между собой.Он использовался для подъема ракетного оборудования в Центре космических полетов им. Маршалла НАСА. Фото Джеймса У. Розенталя, журнал «Исторический американский инженерно-технический журнал», любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США. Справа: колеса шкива также могут использоваться для соединения различных частей машины. Здесь колесо шкива на большом двигателе приводит в движение другое колесо шкива на машине, находящейся на некотором расстоянии. В этом случае шкивы просто передают мощность. Фото: Исторический американский технический отчет, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

  • Шкивы, блоки и другие снасти: отличная коллекция фотографий шкивов, собранная пользователем Flickr «Элси» (Лес Чатфилд), у которого отличный глаз для детализации и раскрытия скрытой красоты механического мира.

Книги

Для младших читателей

Почему-то существует множество книг о шкивах для юных читателей (возрастная группа 6–10).Вот лишь некоторые из них, с которых можно начать:

  • Рычаги и шкивы Алекс Бриндед, Кидхейвен / Гринвуд, 2019. Простое введение для очень маленьких читателей, которое является частью базовой инженерной серии под названием «Как заставить все работать». Текст написан четко, хотя фотографии и дизайн немного устарели. Возраст 6–9.
  • Exploring Science: Machines: Chris Oxlade, Anness, 2016. Практическое введение в шестерни, рычаги, шкивы и двигатели с помощью 20 простых экспериментов. Эта книга помогает представить шкивы в более широком контексте простых машин.Возраст 8–10.
  • Изготовление машин со шкивами: Крис Окслейд, Raintree / Capstone, 2015. Еще одно очень практичное 32-страничное введение, которое логически ведет нас через простые шкивы, составные шкивы, исторические машины, ремни и многое другое. Есть полезные дополнения к школьной библиотеке, в том числе интересные факты и глоссарий. Возраст 7–9.
  • Как работают шкивы: Джим Меццанотт. Гарет Стивенс, 2007. 24-страничное руководство, в котором представлены шкивы и показано, как мы используем их в повседневной жизни.Акцент здесь делается на шкивах как на средстве использования силы в наших интересах.
  • Что такое шкивы ?: Хелен Фрост, Capstone Press, 2001. Очень простое иллюстрированное введение для младших читателей (в возрасте 7–10 лет, я полагаю).

Эти две книги более общего характера, которые рассматривают науку о силе в более широком контексте:

  • «Вы почувствуете силу» Ричарда Хаммонда. Дорлинг Киндерсли, 2006/2015. Свежая книга о силах и физике для младших читателей. (Я был одним из консультантов и авторов этой книги.)
  • Сила и движение Питера Лафферти. Дорлинг Киндерсли, 2000. Классическая книга очевидцев DK, которая охватывает историю науки, а также современные технологии. Устаревший, но все же полезный.
Для старших читателей
  • Принципы машиностроения, Джон Берд и Карл Росс, 2017. Подробное (288 страниц) введение в общую науку и принципы машиностроения.
  • Трактат о ремнях и шкивах Джона Ховарда Кромвеля, 1903 г.Классическая книга из более раннего возраста! Объясняет теорию шкивов (с математикой) и много иллюстраций. Доступен в различных форматах электронных книг.

Видео

  • Как работают шкивы: простое введение Чарли Марца. К сожалению, он использует имперские (американские) единицы футов и фунтов, но идею вы поняли. Если вы европеец, вы можете мысленно подставить метры и килограммы.
  • Как работают шкивы: более длинное и сложное введение из Академии Хана.Это объяснено ясно и очень хорошо, но страдает от рисования каракулей мышью и смешивания единиц измерения (ньютоны, футы, метры).

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Шкивы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/pulleys.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте...

Что такое шкив? - Типы, применение и примеры

Что такое шкив?

Шкив - это колесо, на ободе которого находится гибкий трос, шнур, трос, цепь или ремень. Шкив используется по отдельности или в комбинации для передачи энергии и движения. Шкивы с рифлеными ободами называются шкивами.

В ременных передачах шкивы прикреплены к своим осям на валах, и мощность передается между валами через бесконечный ремень, который проходит по шкивам.

Шкив часто используется для подъема тяжелых предметов: если натянуть один конец веревки вниз, другой конец будет тянуть вверх. Если натянуть веревку на несколько колес, усилие, направленное вверх, увеличивается. На двух колесах вы можете поднять что-то вдвое тяжелее с той же силой.

В настоящее время на рынке также доступны пластиковые шкивы для перевозки небольших грузов. Его можно свободно вращать вокруг оси, проходящей через его центр. Он может изменить направление силы, что значительно облегчает людям подъем чего-либо.

Самые ранние свидетельства использования шкивов относятся к двенадцатой династии (1991–1802 гг. До н.э.) и древнему Египту в Месопотамии во втором тысячелетии до нашей эры.

В римском Египте герой Александрии обнаружил лебедку, одну из шести простых машин, используемых для подъема тяжестей. Шкивы собраны так, чтобы образовать блок и управлять им, чтобы обеспечить механическое преимущество при приложении больших усилий.

Для передачи мощности от одного вращающегося вала к другому шкивы также собираются как часть ременной и цепной передач.В «Жизни Плутарха» вспоминается сцена, в которой Архимед доказал эффективность составных блоков и системы блокирования и захвата, используя один, чтобы тянуть полностью загруженный корабль, как если бы он плыл по воде.

Для чего нужен шкив ?

Первоначально шкивы использовались в первую очередь для облегчения подъема тяжелых предметов. Шкив - это простая машина, состоящая из колеса и веревки, шнура или цепи.

Шкивы можно найти повсюду, чтобы облегчить задачу.Помимо подъема вещей, шкивы могут использоваться по отдельности или с несколькими шкивами, работающими вместе, для транспортировки людей или вещей. Их также можно использовать для передачи энергии от одного вала к другому.

Примеры шкивов в повседневной жизни

Примеры шкивов:

  • Лифты: Лифты работают с помощью мощной системы электронных шкивов. Фактически, в лифтах используется система из нескольких шкивов и противовесов, чтобы обеспечить подъемной системе как мощность, так и безопасность.
  • Колодцы : В старых колодцах типа «колодец желаний» для подъема ковша из колодца используется простая система шкивов.
  • Тренажеры . В большинстве тренажеров для тяжелой атлетики используются шкивы для управления углом подъема тяжестей, при этом сами веса удерживаются в специально отведенном месте. Это делает процесс подъема тяжестей более безопасным и эффективным для пользователя, чем свободные веса, возможно, при неправильном использовании.
  • Строительные шкивы. Строительные шкивы - одни из самых простых и распространенных шкивов, которые хорошо подходят для просмотра основных функций этой простой машины. Эти шкивы состоят из колесной колеи, которую можно поднять на большую высоту, с цепями или веревкой, прикрепленной к крюкам.
  • Театральные системы. В кинотеатрах системы штор и налетов работают с использованием системы из нескольких шкивов. Эти блоки расположены высоко над сценой, где зрители не могут их видеть, и используются сбоку сцены, чтобы поднимать и опускать занавески и декорации во время театрального представления.
  • Грузовой подъемник. Система грузового лифта, которая позволяет поднимать предметы на более высокие этажи, представляет собой систему шкивов.
  • Жалюзи на окна. Жалюзи на окнах работают с помощью системы шкивов, перемещая жалюзи вверх и вниз. Вы тянете шнур на жалюзи, и система шкивов заставляет жалюзи открываться или закрываться.
  • Флагштоки. Флагштоки используют шкивы для подъема или опускания флага. Вы натягиваете шнур на шкив, и флаг движется вверх или вниз по полюсу.
  • Кран, бульдозер, эскалатор используют системы шкивов для работы.
  • Гаражные ворота, парусники, двигатель, выдвижные лестницы, альпинисты , все Используйте систему шкивов для более безопасной и эффективной работы.

Это все примеры шкивов. Кабельная система упрощает подъем и перемещение предметов. Шкивы необходимы для перемещения и подъема очень тяжелых или крупных предметов. Простой принцип работы шкивов делает их одними из самых эффективных инструментов.

Как работает шкив?

Шкив - это простая машина, состоящая из троса и колеса с канавками. Веревка входит в паз в колесе, и при натяжении веревки колесо поворачивается. Шкивы обычно используются для подъема предметов, особенно тяжелых. Поднимаемый роликом объект называется грузом.

Шкив с колесом позволяет вам изменить направление подъемной силы, потянув за веревку (намотанную на колесо) и подняв свой вес. С двухколесным шкивом вы уменьшаете силу, используемую для подъема того же веса.Вы поднимаете вес с половинной силой.

Чем больше у вас колес и чем чаще вы обматываете их веревкой, тем больше вы можете поднять.

Шкив - это просто группа из одного или нескольких колес, на которые натянута веревка (или прочная цепь для более тяжелых предметов). Ученые называют эти машины «простыми машинами», потому что они позволяют людям умножать силы, которые позволяют нам поднимать тяжелый вес. Использование валика значительно увеличивает силу ваших физических нагрузок.

Шкив с колесом позволяет вам изменить направление подъемной силы, потянув за веревку (намотанную на колесо) и подняв свой вес.

При использовании двухколесного шкива вы уменьшаете силу, используемую для подъема того же веса. Вы поднимаете вес с половинной силой. Это называется механическим преимуществом (ME), и ваш двухколесный шкив дает вам ME из двух.

Чем больше ваше Mechanical Advantage, тем меньше усилий вам потребуется для подъема груза.

Чем больше колес может намотать веревка, тем больший вес вы сможете поднять. Этот тип системы шкивов часто называют системой шкивов и обычно состоит из веревки, намотанной вокруг двух осей несколько раз.

Когда вы тянете за веревку, нижняя и верхняя оси медленно сходятся вместе, увеличивая вашу способность поднимать объект.

Использование материалов для шкивов

Шкивы могут быть изготовлены из различных материалов, включая чугун, стальное литье или штампованную сталь, дерево и бумагу. Литой материал должен иметь хорошие характеристики трения и износостойкости. Шкив из штампованной стали легче литых шкивов, но во многих случаях они имеют меньшее трение и могут вызывать чрезмерный износ.

Типы шкивов

Существует три основных типа шкивов:

  • Фиксированный шкив
  • Подвижный шкив
  • Составной шкив

1.

Фиксированный шкив

Колесо фиксированного шкива и опора оси в одном место. Фиксированный шкив изменяет направление силы на веревке или ремне, движущемся по его окружности. Хорошим примером фиксированного шкива является флагшток: когда вы тянете за веревку, направление силы перенаправляется шкивом, и вы поднимаете флаг.

Фиксированный шкив - это шкив с барабаном, прикрепленным к одному месту. Хотя сила, необходимая для подъема или перемещения объекта, ничем не отличается от подъема его вручную, фиксированный шкив позволяет изменять направление требуемой силы.

Например, если вы прикреплены к ведру, которое вытягивает воду из колодца, вы можете с усилием тянуть в сторону, чтобы поднять ведро с большей комфортом, чем если бы вы поднимали ведро с водой вверх, рука об руку, вертикально. По ощущениям, ведро с водой осталось того же веса, но его удобнее поднимать.

Типы шкивов

2.

Подвижный шкив

Подвижный шкив имеет ось в подвижном блоке. Один подвижный шкив поддерживается двумя частями одного и того же троса и имеет механическое преимущество, равное двум.

Подвижный шкив - это шкив, в котором барабан движется при перемещении груза. Направление силы, которую необходимо приложить, не меняется, но нагрузка «ощущается» легче, чем есть на самом деле. Например, если вы тащите тяжелый тюк сена на чердак сарая, подвижный шкив сделает груз намного легче, хотя направление, в котором вы его тянете, будет таким же.

3.

Составной шкив

В составной шкивной системе есть как подвижный, так и фиксированный шкив. Это означает, что груз не только «кажется» легче, но и вы можете изменить направление силы.

Хотя этот тип конфигурации позволяет очень легко перемещать тяжелые грузы, компромисс заключается в том, что для выполнения работы требуется значительно больше движений.

4.

Конический шкив

Конусные шкивы - это еще одна специализированная система шкивов, которая включает в себя базовую механику системы шкивов, но допускает механическую регулировку.Конические шкивы представляют собой по существу несколько шкивов с уменьшающейся вертикальной окружностью, расположенные друг над другом, образуя конусообразную форму.

Эта форма конуса позволяет оператору шкива передавать скорость движения шкивов, требуя меньше работы с меньшей окружностью, но также производя меньше работы.

Велосипеды с несколькими передачами, по сути, работают в одной и той же системе; Велосипедисты могут легко переключаться между меньшими передачами, которые приводят велосипед в движение с меньшей скоростью, а большее количество передач требует больше усилий, но перемещает велосипед на большее расстояние за оборот.

5. Блокировка и блокировка шкива

Блок и захват - это особая форма составных шкивов, которые могут значительно сократить объем работы, необходимой для перемещения тяжелого предмета. Система блокировочных шкивов состоит из нескольких неподвижных и подвижных импульсов, расположенных параллельно друг другу; Фиксированный шкив совмещен с неподвижными и подвижными шкивами с подвижными элементами.

Каждая составная пара связана со следующей парой, и каждый набор снижает общую требуемую работу. Эта система шкивов приписывается популярному древнему изобретателю и математику Архимеду.

Что такое шкив с плоским ремнем?

Шкивы с плоскими ремнями используются в системах трансмиссии, которые приводятся в действие плоскими ремнями, обычно с высокими скоростями в текстильных изделиях, в приложениях с низким энергопотреблением, в производстве бумаги и в офисном оборудовании, таком как компьютерные принтеры.

Плоские ремни также используются для конвейеров. По сравнению с плетеными ремнями эквивалентной мощности, плоские ремни на 25% или более тоньше, что позволяет шкивам с плоским ремнем быть меньше, чем шкивы клинового ремня.

Плоские ремни также дешевле, чем ремни, используемые в шкивах с змеевиком.Фактором безопасности является то, что в ситуациях с высоким крутящим моментом ремень может проскользнуть, что приведет к повреждению оборудования, отличного от ремня. Для плоских ремней требуются плоские шкивы и направляющие ролики плоских шкивов.

Для них не обязательно нужен шкив с плоским ремнем. Натяжной ролик с плоским шкивом можно также использовать для задней стороны традиционного клинового ремня. Приводы с плоским ремнем прикладывают движущую силу к ремню полиции.

Типы шкивов с плоским ремнем

Ниже приведены различные типы шкивов для плоских ремней:

  • Чугунные шкивы,
  • Стальные шкивы,
  • деревянные шкивы,
  • бумажные шкивы и
  • Fast and свободные шкивы.

1.

Чугунные шкивы

Шкивы обычно изготавливаются из чугуна. Обод надевается на перемычку с центральной выступа, с помощью плеч или спиц. Плечи могут быть прямыми или изогнутыми, а поперечное сечение обычно эллиптическое. Чугунные шкивы обычно изготавливаются с круглыми ободами.

Когда литой шкив вдавливается в форму, рычаги находятся в состоянии напряжения и могут сломаться. Изогнутые руки скорее поддаются, чем ломаются. Оружие рядом с хабом. Эта небольшая выпуклость называется короной.Заводная головка центрирует ремень на ободе шкива во время движения. Корона может быть от 9 мм до 300 мм в ширину лица.

Чугунные шкивы

Чугунные шкивы могут быть сплошными или разъемными. Когда необходимо установить шкив на вал, на котором уже установлены шкивы и т. Д., Или если его концы вздуты, раздельные шкивы удобны в использовании. Между гранями есть зазор, и обе части легко затягиваются на валу с помощью болта. Утопленный ключ используется для тяжелых приводов

2.

Стальной шкив

Стальные шкивы изготовлены из стальных листов и обладают высокой прочностью и долговечностью. Эти шкивы легче (примерно на 40-60% меньше) по сравнению с железными шкивами той же мощности и предназначены для работы на более высоких скоростях. Они имеют коэффициент трения с кожаным ремнем, по крайней мере равный коэффициенту трения чугунного шкива.

Стальные шкивы

Стальная пульпа обычно состоит из двух частей, связанных вместе. Зажимное действие ступицы удерживает шкив вала; Таким образом, ключ не требуется, кроме самого серьезного сервиса.Стальные шкивы обычно оснащены сменными втулками с валами разного размера, чтобы их можно было использовать.

3.

Деревянный шкив

Деревянные шкивы легче и имеют более высокий коэффициент трения, чем чугунные или стальные шкивы. Эти шкивы имеют 2/3 веса чугунного шкива аналогичного размера. Обычно их делают из отборных кленов, которые укладывают секциями и склеивают под большим давлением. Они не впитывают влагу с помощью защитных покрытий из раковин или лаков, чтобы не произошло войны.

Деревянные шкивы

Эти шкивы бывают сплошными или разъемными с железной ступицей с винтами или имеют регулируемые втулки, которые предотвращают установку сопротивления трения между ними и валом. Эти шкивы используются для моторных приводов, в которых дуга контакта между поверхностью шкива и ремнем ограничена.

4.

Шкив для бумаги

Шкивы для бумаги изготовлены из сжатых бумажных волокон и имеют металлическую форму в центре. Эти шкивы обычно используются для ременной передачи от электродвигателей, когда расстояние от центра до центрального вала небольшое.

Бумажные шкивы

5.

Быстрый и свободный шкив

Быстрый и свободный шкив, используемый на валу, позволяет включать или выключать машину. На валу машины установлен быстрый шкив, а свободный шкив работает независимо.

Ремень работает на быстром шкиве для передачи мощности от машины и передается на свободный шкив, когда от машины не требуется передавать мощность. Таким образом, остановка одной машины не мешает работе других машин, работающих на том же линейном валу.

Свободный шкив снабжен втулкой из чугуна или пушечного металла с буртиком на одном конце для предотвращения осевого перемещения. Обод быстрого шкива сделан больше, чем свободный шкив, так что ремень движется медленнее на свободном шкиве. Свободный шкив обычно имеет более длинную ступицу для уменьшения износа и трения и требует надлежащей смазки.

Преимущества и недостатки шкива

Преимущества шкива
  • Основным преимуществом использования шкивов является то, что усилие становится меньше по сравнению с обычным подъемом грузов.
  • Уменьшает фактическую силу, необходимую для подъема тяжелых предметов.
  • Он также изменяет направление приложенной силы.
  • Это также дает механическое преимущество.
  • Оператор и груз находятся на безопасном расстоянии, что позволяет избежать несчастных случаев.
  • Шкивы просты в сборке и экономичны.
  • Хотя система шкивов содержит движущиеся части, после установки они требуют меньше смазки или вообще не требуют ее.

Недостатки шкива
  • Он использует трение при передаче движения, поэтому есть вероятность проскальзывания.
  • Это не подходящее решение для передачи очень большой мощности на высоких оборотах.
  • Расстояние подъема увеличивается при использовании механического преимущества.
  • Длительная усталость и ползучесть приводят к поломке каната.
  • Если веревка обычно проскальзывала, когда ее тянули в стороны.
  • Сравнение с шестернями ненадежно.
  • Комбинированная система шкивов использует несколько колес и дополнительные тросы для поддержки веса тяжелого объекта.

Читайте также

Часто задаваемые вопросы. Что такое шкив?

Шкив - это колесо, на ободе которого находится гибкий трос, шнур, трос, цепь или ремень. Шкивы используются по отдельности или в комбинации для передачи энергии и движения. Шкивы с рифлеными ободами называются шкивами.

Для чего нужен шкив?

Использование шкива :
Шкивы используются во многих тренажерах для работы. Шкивы также используются для подъема тяжелых материалов в строительстве, и лифты также используют их для работы.Его также используют в театре, чтобы сдвинуть шторы. Жалюзи на окнах могут управляться шкивом.

Какие примеры шкивов?

Лифты используют несколько шкивов для работы и с помощью системы шкивов для подъема ковша из колодца. Это также хорошие примеры шкивов, используемых во многих типах тренажеров, строительстве, театре, системе грузовых лифтов, жалюзи на окнах, флагштоках, кране, бульдозерах, эскалаторах, гаражных воротах, парусных лодках, двигателях, раздвижных лестницах и альпинистах.

Какие типы шкивов?

Существует три основных типа шкивов:
1. Фиксированный шкив
2. Подвижный шкив
3. Составной шкив
4. Конический шкив
5. Блокирующий шкив

Как работает шкив?

Шкив с колесом позволяет вам изменить направление подъемной силы, потянув за веревку (закрепленную на колесе) и подняв свой вес. С двухколесным шкивом вы уменьшаете силу, используемую для подъема того же веса.Вы поднимаете вес с половинной силой.

Какое определение для шкива?

Шкив - это колесо, на ободе которого находится гибкий трос, шнур, трос, цепь или ремень. Шкивы используются по отдельности или в комбинации для передачи энергии и движения. Шкивы с рифлеными ободами называются шкивами.

Соответствующее сообщение

3 типа шкивов | Sciencing

Обновлено 22 февраля 2018 г.

Брайан Трандем

В классической механической физике шкив является одной из шести «простых машин», наряду с рычагом , наклонной плоскостью, винтом, колесом и осью, и клин .В классическом описании ученых эпохи Возрождения, которые первыми их определили, простая машина - это устройство, изменяющее направление или величину силы.

Шкив состоит из троса и ступицы или «барабана», в котором находится колесо с канавками, установленное на оси. Шкив находит широкое применение во многих обстоятельствах и может использоваться для облегчения множества задач по перемещению и подъему. Существует три основных типа шкивов: один изменяет направление силы, другой изменяет величину, а третий изменяет как величину, так и направление.

Фиксированный шкив

••• Wiki Commons

Фиксированный шкив - это тот, в котором барабан прикреплен к одной точке. Хотя сила, необходимая для подъема или перемещения объекта, ничем не отличается от силы, которую вы поднимали бы вручную, фиксированный шкив позволяет изменять направление необходимой силы. Например, когда вы прикреплены к ведру, вытягивающему воду из колодца, фиксированная тяга позволяет вам тянуть вбок, чтобы поднять ведро более удобным способом, чем если бы вы поднимали ведро с водой вертикально, передавая руку за руку.Ведро с водой останется прежним, но поднимать его будет удобнее.

Подвижный шкив

••• Wiki Commons

Подвижный шкив - это тот, в котором барабан движется при перемещении груза. Нет никакого изменения направления силы, которое вам нужно приложить, но нагрузка будет «ощущаться» легче, чем она есть на самом деле. Например, если вы тащите тяжелый тюк сена на чердак сарая, подвижный шкив сделает груз намного легче, хотя направление, в котором вы его тянете, будет таким же.

Составная система

••• Wiki commons

В составной шкивной системе есть как подвижный, так и фиксированный шкив. Это означает, что нагрузка не только «кажется» легче, но и вы можете изменить направление силы. Хотя такая конфигурация позволяет очень легко перемещать тяжелые грузы, компромисс заключается в том, что для выполнения работы требуется значительно больше движения.

Сложные шкивные системы

••• Wiki Commons

Шкивы можно умножать любым количеством способов для выполнения множества задач.Блок и захват , например, представляет собой конфигурацию шкива, которая содержит два или более отдельных барабана, каждый из которых содержит два или более колеса, вращающихся на одной оси. Канат петляет вперед и назад между барабанами шкивов, переплетаясь через отдельные колеса внутри этих барабанов. Эти конфигурации могут быть довольно сложными, что иногда можно увидеть на больших парусных лодках, где одному паруснику может потребоваться управление парусами, которые подвергаются огромной силе из-за сильного ветра.

Сложные шкивные системы, подобные этой, могут перемещать чрезвычайно тяжелые грузы при условии, что они надежно закреплены.Но в то время как величина требуемой силы значительно уменьшается, величина этой уменьшенной величины (величина, на которую веревка должна пройти для выполнения работы) значительно увеличивается.

Ослабьте нагрузку с помощью шкива

Основные концепции
Физика
Простые станки
Силы
Энергия
Трение

Введение
До наступления индустриальной эпохи людям приходилось в основном полагаться на силу мышц, чтобы перемещать и поднимать тяжелые предметы.Простые механизмы, такие как шкивы, рычаги и пандусы, облегчили людям подъем тяжелых предметов, таких как камни и бревна. В этом проекте вы будете использовать простые хозяйственные материалы, чтобы изучить одну из этих классических машин: шкив.

Фон
Шкивы - это простые механизмы, которые могут облегчить подъем предметов. Они сделаны из другого типа простой машины - колеса и оси. К простому шкиву добавлена ​​еще одна деталь - веревка, намотанная вокруг колеса.Один конец веревки можно привязать к грузу, например, к ведру с водой на дне колодца. Вы можете потянуть за другой конец веревки, и натяжение веревки поднимет груз. Преимущество простого шкива в том, что он позволяет изменять направление силы, необходимой для его подъема. Например, чтобы поднять ведро из колодца, можно потянуть за веревку.

Что делать, если вы хотите изменить силу, необходимую для подъема груза? В случае простого шкива усилие, которое вы должны приложить, равно весу груза.С помощью составного шкива - двух или более шкивов, объединенных вместе - вы можете уменьшить усилие, необходимое для подъема груза. Это сокращение не происходит бесплатно - из-за сохранения энергии оно увеличивает расстояние, на которое вы должны приложить силу. (Энергия равна силе, умноженной на расстояние.) Например, чтобы уменьшить силу, вы должны приложить половину веса груза, а затем, чтобы поднять груз на один метр, вам нужно будет потянуть веревку на два метра.

Есть еще один фактор, который необходимо учитывать при использовании шкива - трение.«Идеальный» шкив - такой, который вы видите в учебнике физики или в домашних заданиях - не учитывает этого. В реальных шкивах всегда будет некоторое трение, и вам нужно приложить немного дополнительной силы, чтобы его преодолеть. В этом проекте вы исследуете простые и составные шкивы и то, как они изменяют силу, необходимую для подъема груза.

Материалы

  • Две пустые коробки из-под хлопьев
  • Два карандаша
  • Четыре скрепки
  • Не менее 10 металлических шайб или шестигранных гаек одного размера
  • Строка
  • Ножницы
  • Линейка (опция)
  • Пустая катушка с нитью (опция)

Препарат

  • Поставьте две коробки с хлопьями параллельно друг другу на столе.
  • Осторожно проделайте два отверстия друг напротив друга по направлению к верхней части коробок с хлопьями (на их внутренней стороне), чтобы вы могли протолкнуть карандаш через отверстия так, чтобы он поддерживался коробками. (При необходимости обратитесь за помощью к взрослым).
  • Отрежьте кусок бечевки, длина которого немного превышает высоту одной коробки с хлопьями.
  • Привяжите канцелярские скрепки к каждому концу веревки.

Процедура

  • Повесьте веревку на карандаш так, чтобы по одной канцелярской скрепке свисали с каждой стороны.Это ваш простой шкив.
  • Повесьте две шайбы на одну из скрепок. (Слегка согните скрепку, чтобы ее можно было легко использовать как крючок.) Эти шайбы - ваш «груз». Пусть они упадут на стол.
  • По очереди начните вешать шайбы на другую скрепку. Осторожно наденьте шайбы на скрепку, не роняйте их. Эти шайбы - ваша сила «усилия». Сколько шайб нужно повесить на скрепку, пока груз не начнет подниматься со стола?
  • Затем вы создадите составной шкив.
  • Проделайте еще два отверстия (по одному в каждой коробке), чтобы можно было вставить второй карандаш параллельно первому; они должны находиться на расстоянии нескольких сантиметров друг от друга.
  • Отрежьте новую веревку примерно вдвое длиннее одной коробки.
  • Привяжите один конец веревки ко второму карандашу, а другой конец накиньте на первый карандаш.
  • Повесьте канцелярскую скрепку на веревке между двумя карандашами так, чтобы она свисала между ними. Повесьте на эту скрепку две шайбы и дайте им упасть на землю.Это будет ваша нагрузка.
  • Привяжите свободный конец веревки к другой канцелярской скрепке. Скрепка должна быть приподнята над землей, рядом с карандашами. В противном случае вам может потребоваться укоротить строку.
  • По очереди начните навешивать шайбы на вторую скрепку. Сколько шайб нужно повесить на скрепку, пока груз не начнет подниматься со стола?
  • Сравните результаты для двух разных типов шкивов. Должно быть достаточно места для одновременной установки обоих типов шкивов.Если у вас достаточно шайб, вы можете проводить тесты рядом. Требуется ли больше или меньше шайб для подъема одного и того же груза с использованием составного шкива по сравнению с простым шкивом? Почему?
  • Дополнительно: В этих шкивах много трения, потому что струна трется непосредственно о карандаш. (Не существует настоящего «колеса», которое могло бы вращаться.) Можете ли вы уменьшить трение в шкиве? Например, попробуйте использовать в качестве колеса пустую катушку с нитками. Как это повлияет на ваши результаты?
  • Дополнительно: С помощью линейки измерьте расстояние, пройденное грузом, и усилие для каждого типа шкива. Насколько далеко нужно переместить усилие, чтобы поднять груз на 10 сантиметров простым шкивом? А как насчет составного?

Наблюдения и результаты
Вы обнаружите, что для подъема эквивалентной нагрузки с составным шкивом требуется меньше шайб по сравнению с простым шкивом. Например, в идеале с помощью простого шкива вы могли бы поднять две шайбы с помощью двух других шайб. (Сила усилия будет равна силе нагрузки.На самом деле между веревкой и карандашом есть трение, которое вы должны преодолеть, поэтому может потребоваться три или четыре шайбы. (Сила усилия больше, чем сила нагрузки.) С составным шкивом в идеале вы могли бы поднять две шайбы, используя только одну шайбу. Опять же, необходимо преодолеть некоторое трение, поэтому может потребоваться две или три шайбы. Но помните, что это уменьшение требуемой силы не «бесплатное» - вам нужно переместить усилие вдвое дальше. В этом можно убедиться, если измерить расстояния линейкой.

Больше, чтобы изучить
Шкивы, из ExplainThatStuff!
Поднимите себя: облегчение нагрузки с помощью шкивов, от Science Buddies
Тяжелое поднятие с помощью рычага, от Scientific American
Научная деятельность для всех возрастов !, от Science Buddies

Эта деятельность предоставлена ​​вам в сотрудничестве с Science Buddies

5 различных типов шкивов (плюс примеры из повседневной жизни) - Nayturr

Шкив - это простая машина, состоящая из колеса с двумя приподнятыми краями.По этим приподнятым краям проходит веревка или веревка, не отрываясь. Это также известно как система шкивов с блокировкой и захватом, которая использует механическое преимущество подъема груза с помощью только половины силы, необходимой для его подъема.

Греческий историк Плутарх считает Архимеда изобретателем шкивов примерно в 250 г. до н. Э. в древней Сицилии. Также широко распространено мнение, что месопотамцы в 1500 г. до н. Э. использовали канатные шкивы для подъема воды. Считается, что в Стоунхендже в Великобритании также использовалась система шкивов.

Типы

Комплексные шкивные системы

Сложные шкивные системы включают блочную систему, которая содержит два или более отдельных барабана, причем каждый из барабанов имеет два или более колеса, вращающихся на одной оси.

Канат на самом деле петляет взад и вперед между барабанами шкива, что является лишь одним из способов увеличения количества шкивов для выполнения многих задач, которые они выполняют.

С плетеными петлями, которые проходят через отдельные колеса в барабанах, конфигурации шкивов могут быть довольно сложными, что вы можете увидеть, если когда-либо видели большую парусную лодку с единственным парусником, который управляет своими парусами при сильном ветре.

Сложные шкивные системы часто используются для перемещения чрезвычайно тяжелых грузов; то есть до тех пор, пока они прочно закреплены. В этих случаях требуется меньшая величина силы, даже несмотря на то, что величина этой величины на самом деле немного увеличивается.

По сути, система блокировки и захвата использует один подвижный и один фиксированный шкивы, чтобы уменьшить силу, необходимую для подъема объекта, на количество используемых шкивов. Однако есть компромисс, потому что вам часто приходится тянуть больше веревки, чтобы поднять объект.

Системы составных шкивов

Системы составных шкивов

имеют как фиксированные, так и подвижные шкивы, благодаря чему нагрузка ощущается немного легче и позволяет изменять направление усилия. Эти системы хороши для очень тяжелых нагрузок, хотя иногда вам нужно больше движения для правильного выполнения работы.

Также называемая комбинированной системой шкивов, она специально разработана для того, чтобы прилагаемое вами усилие было меньше половины фактического веса груза.Если вы когда-нибудь были на стройке и наблюдали, как краны поднимают тяжелые предметы из бетона и стали, вы были свидетелями сложной системы шкивов.

Системы составных шкивов могут также состоять из более чем двух канатов или шкивов. Если вы добавите больше шкивов, вам может потребоваться больше времени, чтобы поднять объект, но также будет намного легче поднять его. Фактически, чем больше шкивов вы прикрепите к системе, тем легче вам будет поднять груз.

Помимо строительных площадок, сложные шкивы часто можно увидеть на больших парусных лодках, которые, как правило, используют несколько различных канатов и шкивов для управления лодкой.

Конические шкивы

Это специализированная шкивная система, в которой используются основы шкивной системы, но при этом регулируются различные механические изменения. Название происходит от того факта, что несколько шкивов, каждое с определенным уменьшением окружности, наложены друг на друга, образуя форму конуса.

Благодаря форме оператор может изменять скорость движения шкива. Колеса с меньшей окружностью потребуют меньше работы, но они также будут производить меньше работы, и обратное верно для шкивов с большей окружностью.

Фиксированные шкивы

С фиксированными шкивами барабан крепится в одной точке. Из-за этого подъем объекта таким способом может ничем не отличаться от того, если вы поднимали его вручную; однако фиксированный шкив позволяет при необходимости изменять направление силы, что делает его очень удобным в использовании.

Вы можете тянуть груз вбок, если хотите, и это удобнее, чем тянуть его вертикально. Объект, конечно, все равно весит, но поднять его проще простого.

Фиксированные шкивы - это просто машины, в которых используется колесо с канавкой и канат, который входит в эту канавку. Другой конец веревки прикреплен к объекту, который нужно переместить. На самом деле это очень простая установка; однако большинство людей удивляются, насколько хорошо он работает и насколько легче становится подъем тяжестей после того, как вы решите им воспользоваться.

Подвижные шкивы

Эти шкивы состоят из барабана, который движется, пока вы перемещаете объект. Никакого изменения направления силы не ощущается, но объект все равно будет ощущаться намного легче, чем он есть на самом деле.

Если бы вам пришлось вытащить большой предмет и поместить его на верхнюю полку в сарае или другом строении на заднем дворе, подвижный шкив сделает этот предмет более легким, даже если направление, в котором вы тянете, точно такое же. .

Подвижные шкивы могут свободно перемещаться, и если вы когда-либо были на лифте, вы уже знакомы с машиной, в которой используется система шкивов этого типа. Одним из уникальных аспектов подвижного шкива является то, что у него есть только одна часть, прикрепленная к неподвижному объекту, обычно к балке или штанге.

Примеры различных типов шкивных систем

  • Бульдозер выполняет свою работу
  • Когда выдвигается лестница
  • Кран выполняет свою работу на строительной площадке
  • Эскалатор работает, поднимается или опускается
  • Когда вы открываете или закрываете свой гараж дверь
  • Ремни ГРМ в вашем автомобиле используют шкивы
  • Лифты используют несколько шкивов для выполнения своей работы
  • Многочисленные упражнения используют системы шкивов
  • Занавески в театре, когда люди разводят их, чтобы открыть
  • Когда флагшток поднимается или опускается
  • Бельевые веревки, которые позволяют тянуть одежду к пользователю
  • Когда вы тянете шнур на оконных жалюзи, чтобы открыть или закрыть их
  • Любой вентилятор, у которого есть цепь, которую вы используете для его работы
  • Скалолазы используют шкивы, чтобы подниматься или спускаться с горы
  • Нефтяные вышки регулярно используют системы шкивов для работы
  • Конвейерная лента на кассе Действия в вашем продуктовом магазине
  • Когда мойщик окон использует лифт для мытья окон

Шкив - Энциклопедия Нового Света

Шкивы на корабле.В этом контексте шкивы обычно называют блоками.

Шкив - колесо с канавкой по краю для удержания троса или кабеля. Это простая машина, которая помогает изменять направление и точку приложения тягового усилия. Шкивы обычно используются в наборах, предназначенных для уменьшения силы, необходимой для подъема груза. Величина силы уменьшается, но она должна действовать на большем расстоянии. Следовательно, объем работы, необходимый для того, чтобы груз достиг определенной высоты, такой же, как и объем работы, необходимой без шкивов.

Шкивы

можно найти в самых разных сферах применения. Они не только используются для очевидного подъема объектов, например, с помощью кранов, но они также используются в современных автомобилях и самолетах. Шкивы также необходимы для большинства машин в той или иной форме.

История

Как и все простые машины, происхождение шкива неизвестно. Когда древние люди поднимали тяжелые предметы, перебрасывая лозы или другие грубые веревки через ветви деревьев, они использовали идею единственного фиксированного шкива, чтобы изменить направление силы.Но поскольку колеса вращаться не было, такое использование приводило к значительному трению.

Самые ранние свидетельства наличия шкивов относятся к Древнему Египту во времена Двенадцатой династии (1991–1802 гг., г. до н.э. г. до н.э.), хотя они, вероятно, использовались не для получения механического преимущества, а для изменения направления тяги. [1] Есть также свидетельства их использования в Месопотамии в начале второго тысячелетия до н. Э. [2]

Не указано, когда и кем был впервые разработан шкив.Однако считается, что Архимед разработал первую задокументированную систему шкивов с блокировкой и захватом, как это было зарегистрировано Плутархом. Плутарх сообщил, что Архимед передвинул целый военный корабль с людьми, используя составные шкивы и свою собственную силу.

Типы шкивов

  • Фиксированный Фиксированный шкив или класса 1 имеет фиксированную ось. То есть ось «зафиксирована» или закреплена на месте. Фиксированный шкив используется для перенаправления силы в веревке (называемой ремнем, когда он проходит полный круг.Фиксированный шкив имеет механическое преимущество, равное единице.
  • Подвижный Подвижный или класс 2 Шкив имеет свободную ось. То есть ось «свободна» перемещаться в пространстве. Подвижный шкив используется для преобразования сил. Подвижный шкив имеет двойное механическое преимущество. То есть, если один конец веревки закреплен, потянув за другой конец веревки, к объекту, прикрепленному к шкиву, приложится удвоенная сила.
  • Составной шкив Составной шкив представляет собой комбинированную систему фиксированных и подвижных шкивов.
    • Блок и захват - Блок блок и захват - это составной шкив, в котором на каждой оси установлено несколько шкивов, что дополнительно увеличивает механическое преимущество.

Шкивы могут изменять направление силы.

Теория работы

  • Диаграмма 1 - Основное уравнение для шкива: В равновесии сила F на оси шкива равна и противоположна сумме натяжений в каждой линии, выходящей из шкива, и эти натяжения равны.

  • Диаграмма 2 - Простая система шкивов - один подвижный шкив, поднимающий единицу веса. Натяжение каждой линии составляет половину веса единицы, что дает преимущество в 2 раза.

  • Схема 2а - Еще одна простая система шкивов, аналогичная схеме 2, но в которой подъемная сила направлена ​​вниз.

  • Практичный составной шкив, соответствующий диаграмме 2а.

Простейшая теория работы системы шкивов предполагает, что шкивы и стропы невесомые и что нет потерь энергии из-за трения.Также предполагается, что линии не растягиваются. Из этого предположения следует, что в состоянии равновесия общая сила на шкив должна быть равна нулю. Это означает, что сила на оси шкива распределяется поровну на две петли, проходящие через шкив. Ситуация схематично проиллюстрирована на диаграмме 1. В случае, когда линии не параллельны, напряжения в каждой линии по-прежнему равны, но теперь векторная сумма всех сил равна нулю.

Второе основное уравнение для шкива следует из сохранения энергии: произведение поднимаемого веса на расстояние, на которое он перемещается, равно произведению подъемной силы (натяжения в подъемной линии) на расстояние подъема. линия перемещена.Поднимаемый вес, разделенный на подъемную силу, определяется как преимущество шкивной системы.

Важно отметить, что объем работы, выполняемой на идеальном шкиве, всегда одинаков. Работа выражается умножением усилия на пройденное расстояние. Шкив просто позволяет менять усилие на расстояние.

На схеме 2 один подвижный шкив позволяет поднимать единицу веса только с половиной силы, необходимой для подъема веса без посторонней помощи. Общая необходимая сила делится между подъемной силой (красная стрелка) и «потолком», который представляет собой некоторый неподвижный объект (например, землю).В этой простой системе подъемная сила направлена ​​в том же направлении, что и движение веса. Достоинства этой системы два. Хотя сила, необходимая для подъема единицы веса, составляет только половину веса единицы, нам нужно будет протянуть веревку длиной в два раза больше расстояния, на которое поднимается груз, чтобы общий объем выполненной работы (сила x расстояние) остается такой же.

Может быть добавлен второй шкив, как на схеме 2а, который просто служит для перенаправления подъемной силы вниз, это не меняет преимущества системы.

  • Схема 3 - Простая составная система шкивов - подвижный шкив и фиксированный шкив, поднимающий единицу веса. Натяжение каждой линии составляет одну треть веса единицы, что дает преимущество в три.

  • Схема 3a - Простая составная система шкивов - подвижный шкив и фиксированный шкив, поднимающие единицу веса, с дополнительным шкивом, перенаправляющим подъемную силу вниз. Натяжение каждой линии составляет одну треть веса единицы, что дает преимущество в три.

  • Схема 4a - Более сложная составная система шкивов. Натяжение в каждой линии составляет одну четверть веса единицы, что дает преимущество в четыре. Добавлен дополнительный шкив, перенаправляющий подъемную силу.

  • Рисунок 4b - Практичная система блока и подъемного шкива, соответствующая диаграмме 4a. Обратите внимание, что оси неподвижного и подвижного шкивов совмещены.

Добавление фиксированного шкива к системе с одним шкивом может увеличить преимущество.На схеме 3 добавление фиксированного шкива дает преимущество подъема в три раза. Натяжение в каждой линии составляет одну треть веса единицы, а сила, действующая на оси каждого шкива, составляет две трети веса единицы. Как и в случае со схемой 2а, можно добавить еще один шкив, чтобы изменить направление подъемной силы, но без увеличения преимущества. Эта ситуация показана на Диаграмме 3а.

Этот процесс можно продолжать бесконечно для идеальных шкивов, при этом каждый дополнительный шкив дает единичное преимущество.Однако для настоящих шкивов трение между канатом и шкивами будет увеличиваться по мере добавления шкивов до такой степени, что никакой выгоды невозможно. Он ограничивает количество шкивов, которые мы можем использовать на практике. Вышеупомянутые системы шкивов вместе известны как системы шкивов блока и захвата. На диаграмме 4а показана система блок-захвата с преимуществом четыре. Практическая реализация, в которой соединение с потолком объединено, а неподвижные и подвижные шкивы заключены в отдельные корпуса, показано на рисунке 4b.

Возможны и другие системы шкивов, и некоторые из них могут обеспечить большее преимущество с меньшим количеством шкивов, чем система блокировки и захвата. Преимущество системы блокировки и захвата состоит в том, что на каждый шкив и стропу действуют равные напряжения и силы. Эффективная конструкция требует, чтобы каждая стропа и шкив выдерживали нагрузку, и не более того. Для других конструкций шкивов потребуются стропы и шкивы различной прочности в зависимости от их положения в системе. Тем не менее, система блокировки и захвата может использовать повсюду один и тот же размер лески и может устанавливать фиксированные и подвижные шкивы на общей оси.

Использование шкивов

Шкивы использовались для подъема на протяжении тысячелетий. Самый распространенный и самый старый пример - их использование на кораблях и лодках. Блок и снасти были ключевым инструментом для подъема парусов и груза. Еще одно важное применение шкивов - подъемные краны.

Шкивы продолжают использоваться в наше время с различными машинами и системами. Даже в космическую эру шкивы играют важную роль в строительстве и эксплуатации космических кораблей и самолетов.Это с помощью системы шкивов, которые управляют рулями для самолета. Фактически, шкивы обычно используются в повседневной жизни, от транспортных средств до движущегося оборудования.

Банкноты

  1. ↑ Дитер Арнольд, Здание в Египте: Каменная кладка фараонов (Oxford University Press, 1991, ISBN 978-0195063509).
  2. ↑ P.R.S. Moorey, Древние материалы и промышленность Месопотамии (Eisenbrauns, 1999, ISBN 978-1575060422).

Список литературы

  • Арнольд, Дитер. Здание в Египте: каменная кладка фараонов . Oxford University Press, 1991. ISBN 978-0195063509
  • Delta Education. Рычаги и шкивы. Nashua, NH: Delta Education, 2000. ISBN 0875048110
  • Хеллман, Гарольд, Хэл Хеллман и Линн Свит. Рычаг и шкив. Нью-Йорк, Нью-Йорк: М. Эванс и компания, Inc., 1971. ISBN 0871310724
  • Мури, P.R.S. Древние материалы и промышленность Месопотамии . Eisenbrauns, 1999. ISBN 978-1575060422
  • Продавец, Мик. Колеса, шкивы и рычаги. Нью-Йорк: Gloucester Press, 1993. ISBN 0531174204

Внешние ссылки

Все ссылки получены 13 января 2021 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства.Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, , так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *