Шкивы что это: Шкив | это… Что такое Шкив?

Что такое шкив, определение термина в Толковый словарь Ушакова

Кроме того, если на заглушённом двигателе подёргать вверх-вниз шкив генератора, то будет ощущаться люфт.

А. Д. Прозоров, 500 ответов на 500 важных вопросов автомобилистов, 2011

На валу водяного колеса имелся деревянный шкив, с которого посредством ремня снималась сила на динамо-машину.

А. П. Платонов, Впрок, 1931

Приводной шкив проскальзывает по ослабшему ремню и издаёт неприятные визги.

А. Д. Прозоров, 500 ответов на 500 важных вопросов автомобилистов, 2011

В автомобилях с кондиционером снять компрессор и отставить вместе с подсоединёнными шлангами, а перед этим снять вентилятор и шкив водяного насоса.

Илья Мельников, Ремонт иномарок. Двигатель, 2012

Поверни ручку, и шкивы опустят большую деревянную заслонку, перекрывающую поток.

Джозеф Дилейни, Битва Ведьмака

Износ приводного ремня навесного оборудования, промежуточного шкива, натяжителя или подшипника.

В. В. Волгин, Бесприборная диагностика неисправностей легковых автомобилей, 2011

Натяжение ремня можно регулировать, смещая ось шкива относительно корпуса прижима.

Илья Мельников, Круглопильные и ленточнопильные станки, 2012

Ступенчатый шкив закрыт кожухом и позволяет регулировать скорость движения напильника.

А. И. Долгих, Слесарное дело, 2013

Станок с опиловочной бесконечной лентой внутри основания имеет электродвигатель, редуктор и приводной шкив с опиловочной ленты, а натяжной шкив помещается в верхнем кронштейне.

А. И. Долгих, Слесарное дело, 2013

На оси ротора укреплён шкив со смещённым центром.

Федот Федотов, Научись татуировке. Полноценное пособие для обучения, 2011

Шкив, совершая вращательные движения, преобразует их в движения возвратно-поступательные, которые передаются штанге с укреплёнными на ней иглами.

Федот Федотов, Научись татуировке. Полноценное пособие для обучения, 2011

В этом двигателе ось шкива насоса эксцентрична оси корпуса.

Илья Мельников, Ремонт иномарок. Двигатель, 2012

Поворачивая в ту или иную сторону в блоке цилиндров корпус водяного насоса, можно смещать шкив и таким образом натягивать зубчатый ремень.

Илья Мельников, Ремонт иномарок. Двигатель, 2012

Свинчиваем до упора правую гайку, ослабляем натяжение ремня и снимаем его со шкивов.

Илья Мельников, Ремонт иномарок. Двигатель, 2012

Снимаем шкив с вала.

Илья Мельников, Ремонт иномарок. Двигатель, 2012

Снимаем шкивы с коленчатого вала.

Илья Мельников, Ремонт иномарок. Двигатель, 2012

Гончарный круг был предком наших шкивов, водяных колёс, шестерёнок часового механизма, других двигательных машин.

Г. П. Шалаева, Кто есть кто в мире открытий и изобретений, 2009

Там приготовляются все нужнейшие для адмиралтейства предметы: пилятся доски, точатся шкивы, нагели, отливаются медные и чугунные вещи и прочее.

Ф. П. Литке, Плавания капитана флота Федора Литке вокруг света и по Северному Ледовитому океану

Определённый круг олигархических кланов выстроил механизм передаточных шкивов, шестерёнок и болтиков, приводящих в движение марионетку центральной власти.

Коллектив авторов, Российское государство: вчера, сегодня, завтра, 2007

И вам придётся снимать с кого-то колготки или чулки, делать из них жгут и натягивать его на шкивы вместо ремня… В общем, морока.

А. Д. Прозоров, 1000 практических советов автомобилисту на все случаи жизни, 2010

Если провернуть шкив не удаётся — диагноз окончательный: ремонт или замена сломавшегося агрегата.

А. Д. Прозоров, 1000 практических советов автомобилисту на все случаи жизни, 2010

Повышенный шум генератора может быть следствием обрыва одной из обмоток статора, неисправности выпрямительного блока, ослабления гайки крепления шкива вентилятора, загрязнения контактных колец и щёток, отсутствия смазки в подшипниках.

Илья Мельников, ВАЗ. Ремонт электрооборудования, 2012

Что же касается погрузки и выгрузки обелисков, совершенно непонятно, как её смогли осуществить без гидравлики, пара и даже шкивов и тросов.

Роджер Чарльз Андерсон, Парусные корабли. История мореплавания и кораблестроения с древних времен до XIX века, 2003

Тогда пусть будет машина, которая превратит бесконечную силу в бесконечное количество поворотов шкива в единицу времени.

А. П. Платонов, Маркун, 1921

Продольный суппорт приводится в движение от

шкива, укреплённого на шпинделе.

Илья Мельников, Виды многооперационных станков и станков с ЧПУ, 2012

В случае предельного износа — ремня вообще нет на шкивах.

А. Д. Прозоров, 500 ответов на 500 важных вопросов автомобилистов, 2011

Их можно просто связать в кольцо минимально нужного размера — и натянуть шкивы.

А. Д. Прозоров, 500 ответов на 500 важных вопросов автомобилистов, 2011

Эту поломку не заметить невозможно: она заявляет о себе громким визгом ремня, проскальзывающего по

шкиву. После снятия ремня шкиф водопомпы не проворачивается.

А. Д. Прозоров, 500 ответов на 500 важных вопросов автомобилистов, 2011

Снова маслёнку утянуло к шкиву, — небрежным тоном сказал тот.

Антонина Глушко, Истуканы

На конце распредвала для этого установлена специальная шестерня, а на конце коленчатого вала — либо зубчатый шкив, либо звёздочка.

А. А. Гладкий, Техобслуживание и мелкий ремонт автомобиля своими руками. Справочник для начинающих, 2010

У нас возникли телеги, мельничные колёса, шкивы и, конечно, рулетка.

Леонард Млодинов, Прямоходящие мыслители. Путь человека от обитания на деревьях до постижения мироустройства, 2015

Пар крутил колесо-шкив, на который надевали ремень-пас, который соединял со шкивом молотилки, и таким образом он работал.

Нури Халилов, Долгая дорога домой. Воспоминания крымского татарина об участии в Великой Отечественной войне. 1941–1944, 2016

Но знаний и опыта у него не хватило, действия его были неправильными, в результате из строя вышел шкив, станки в цехах остановились.

Д. Ф. Устинов, Во имя победы, 2016

Съёмник — это слесарный инструмент для съёма с валов зубчатых колёс, муфт, шкивов, подшипников, рычагов и т.

Е. М. Костенко, Слесарное дело: Практическое пособие для слесаря, 2006

Снять защитные крышки ремённого привода распределительного вала; ослабить болты крепления шкивов распределительного вала и валика привода масляного насоса; снять пружину кронштейна натяжного ролика; отвернуть болты и снять кронштейн с натяжным роликом; снять ремень привода распределительного вала.

В. В. Волгин, Ремонт двигателя своими руками. 68 моделей автомобилей «ВАЗ», 2010

Повернуть коленчатый вал, совместив метку на его шкиве с длинной меткой на крышке привода распределительного вала, а метку на звёздочке распределительного вала — с меткой на корпусе подшипников распределительного вала.

В. В. Волгин, Ремонт двигателя своими руками. 68 моделей автомобилей «ВАЗ», 2010

Повернуть коленчатый вал, совместив метки на его шкиве и на средней защитной крышке, а также метки на шкиве распределительного вала и на крышке головки цилиндров.

В. В. Волгин, Ремонт двигателя своими руками. 68 моделей автомобилей «ВАЗ», 2010

Снять натяжную планку и ремень привода генератора; снять генератор и кронштейн его крепления; заблокировать маховик фиксатором, отвернуть болт крепления шкива привода генератора и снять шкив; снять кронштейн правой опоры подвески двигателя вместе с установочной планкой.

В. В. Волгин, Ремонт двигателя своими руками. 68 моделей автомобилей «ВАЗ», 2010

Изготовление шкивов на станках с ЧПУ в ООО «Нева-Механикс»

Шкив – это колесо ременной передачи, имеющее тоже принципиальное устройство, что и блок подъемного устройства. Но в современной технической номенклатуре шкивом называется колесо, передающее крутящий момент, тогда как шкивы в блоке всего лишь перенаправляют движение троса или каната (вектор силы).

Тем не менее, принципиальное устройство шкива и блока одинаковое, отличаются они лишь назначением.

Шкив представляет собой колесо с замкнутым желобом (ручьем) на цилиндрической стенке окружности. Закольцованный ремень натягивается между двумя шкивами, помещаясь в ручей, и таким образом передает вращательное движение от одного шкива к другому. Шкив, насаженный на вал, называется ведущим, а тот, что на оси – ведомым.

Шкивы в блоках насаживаются на короткую ось и помещаются между боковинами (щеками) блока. Они являются главными деталями такелажных устройств: блоков, талей, полиспастов и тельферов, но через них проходит не ремень, а канат, трос или цепь.

Принципиальное устройство шкива всегда одинаково, но для разных ременных передач используются разные шкивы, отличающиеся формой обода (ручья), или количеством ручьев. Например, ООО «Нева-Механикс» занимается изготовлением шкивов:

• Плоских;
• Клиновых;
• Поликлиновых;
• Круглых.

Эти шкивы могут использоваться в двигателях внутреннего сгорания, электроприводах, компрессорном оборудовании, обрабатывающих станках, конвейерных лентах, швейных и печатных машинах, ткацких станках и везде, где только уместна ременная передача.

Процесс изготовления шкивов на станках с ЧПУ

Главная технология, которая используется нами при изготовлении шкивов на заказ – это токарная обработка. Шкив – идеальное тело вращения, и очевидно, что нужно использовать все преимущества именно точения.

Изготовление шкивов по чертежам на заказ выглядит следующим образом:

• Вы присылаете техническое задание с чертежом (эскизом), указанием материала и его марки, а также количества шкивов в одной партии;
• Наш технолог обрабатывает техзадание и составляет технологическую карту, описывающую все необходимые операции с заготовкой до того момента, пока она не превратиться в готовый шкив;
• Технологическая карта передается программисту, который все описанные процессы переводит на язык машины. Проще говоря, он пишет управляющую компьютерную программу;
• Оператор устанавливает заготовку в станок, настраивает его и выполняет пробное точение шкивов;
• Несколько первых образцов проверяются на соответствие техническому заданию;
• Если первые изделия по качеству и геометрии соответствуют заказу, точение шкивов запускается в серию.

Наши производственные мощности позволяют изготовить шкивы из:

• Черной и нержавеющей стали;
• Цветных металлов: латуни, бронзы, алюминиевых и медных сплавов;
• Капролона (Полиамида-6).

Преимуществами точения шкивов на станках ЧПУ являются:

• Идеальная повторяемость;
• Максимальное соответствие техзаданию;
• Минимальные допуски;
• Минимальный объем брака;
• Оперативность;
• Оптимальная цена.

Как сделать заказ на точение шкивов в Санкт-Петербурге?

Чтобы сделать заказ, нужно выслать техзадание (чертеж или эскиз шкива с указанием материала и количества) на нашу электронную почту, или вложить его в форму заказа на сайте ООО «Нева-Механикс». Для оперативного решения технических и организационных вопросов советуем воспользоваться контактным телефоном.

Цена изготовления шкивов на станках с ЧПУ

Единой цены на изготовление шкивов не существует. Даже примерно сказать, сколько будет стоить партия этих изделий, сразу невозможно. Для этого потребуется первичная обработка техзадания: сначала мы должны составить технологическую карту, чтобы сметчик смог рассчитать точную цену, ориентируясь на количество технологических операций, расход материала, энергоресурсов и затраченного времени.

Очевидно, что чем сложнее устройство шкива, тем больше его себестоимость. В ряде случаев одной лишь токарной обработки недостаточно, поэтому сложные модели шкивов могут потребовать фрезеровки.

Но в любом случае, цена изготовления шкивов на наших станках с числовым программным управлением будет стоить меньше, чем ручная токарная обработка, не говоря уже о несравнимо более высоком качестве.

Нормативно-техническая документация

ГОСТ 20889-88 — Шкивы для приводных клиновых ремней нормальных сечений
ГОСТ Р50641-94 Шкивы с канавками для обычных и узких клиновых ремней

Простая машина | Определение, типы, примеры, список и факты

простые машины

Просмотреть все СМИ

Похожие темы:

винт колесо и ось рычаг шкив наклонная плоскость

См. весь соответствующий контент →

простая машина , любое из нескольких устройств с небольшим количеством движущихся частей или без них, которые используются для изменения движения и величины силы для выполнения работы. Это самые простые известные механизмы, которые могут использовать рычаг (или механическое преимущество) для увеличения силы. К простым машинам относятся наклонная плоскость, рычаг, клин, колесо и ось, шкив и винт.

Наклонная плоскость состоит из наклонной поверхности; он используется для подъема тяжелых тел. Самолет предлагает механическое преимущество в том, что сила, необходимая для перемещения объекта вверх по склону, меньше, чем поднимаемый вес (без учета трения). Чем круче уклон или наклон, тем ближе требуемая сила приближается к фактическому весу. Выражаясь математически, сила F , необходимая для перемещения бруска D вверх по наклонной плоскости без трения, равна его весу W В раз больше синуса угла наклонной плоскости с горизонтом (θ). Уравнение: F = Вт sin θ.

Принцип наклонной плоскости широко используется, например, в пандусах и обратных дорогах, где небольшая сила, действующая на расстоянии вдоль склона, может выполнять большую работу.

Рычаг представляет собой брусок или доску, опирающуюся на опору, называемую точкой опоры. Направленная вниз сила, действующая на один конец рычага, может быть передана и увеличена в направлении вверх на другом конце, позволяя небольшой силе поднять тяжелый вес.

Все ранние люди использовали рычаг в той или иной форме, например, для перемещения тяжелых камней или в качестве палки-копалки для обработки земли. Принцип рычага использовался в свапе, или шадуфе, длинном рычаге, поворачивающемся на одном конце, с платформой или емкостью для воды, свисающими с короткого плеча, и противовесами, прикрепленными к длинному плечу. Человек мог поднять вес, в несколько раз превышающий его собственный, потянув за длинную руку. Говорят, что это устройство использовалось в Египте и Индии для подъема воды и подъема солдат через зубчатые стены еще в 1500 году до нашей эры.

Клин — это предмет, сужающийся к тонкому краю. Толкание клина в одном направлении создает силу в боковом направлении. Обычно он делается из металла или дерева и используется для расщепления, подъема или затягивания, например, для закрепления головки молотка на рукоятке.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Клин использовался в доисторические времена для раскалывания бревен и камней; топор тоже клин, как зубья на пиле. С точки зрения его механической функции винт можно рассматривать как клин, обернутый вокруг цилиндра.

Колесо и ось состоят из круглой рамы (колеса), которая вращается на валу или стержне (ось). В своей самой ранней форме он, вероятно, использовался для подъема тяжестей или ведер с водой из колодцев.

Принцип действия лучше всего объяснить на примере устройства с большой и малой шестернями, прикрепленными к одному и тому же валу. Тенденция силы F , приложенной на радиусе R к большой шестерне, чтобы повернуть вал, достаточна для преодоления большей силы W на радиусе r на малой шестерне. Увеличение силы, или механическое преимущество, равно отношению двух сил ( W : F ), а также равно отношению радиусов двух шестерен ( R : r ).

Если большие и малые шестерни заменить барабанами большого и малого диаметра, обмотанными веревками, колесо и ось обретут способность поднимать вес. Поднимаемый груз прикрепляется к веревке на маленьком барабане, а оператор тянет веревку на большом барабане. В этом устройстве механическое преимущество равно радиусу большого барабана, деленному на радиус малого барабана. Увеличение механического преимущества может быть получено за счет использования небольшого барабана с двумя радиусами, r ₁ и r ₂ и шкив. Когда к большому барабану прикладывается сила, канат на маленьком барабане наматывается на D и сходит с d.

Мерой усиления силы, обеспечиваемой системой шкив-и-канат, является отношение скорости или отношение скорости, с которой сила приложена к канату ( V _F ), к скорости при котором поднимается вес ( В _Вт ). Это отношение равно удвоенному радиусу большого барабана, деленному на разность радиусов меньших барабанов D и d. Математически выражается, уравнение составляет V _F / V _W = 2 R / ( R ₂ — R ₁ ). Фактическое механическое преимущество W / F меньше, чем это отношение скоростей, в зависимости от трения. При таком расположении можно получить очень большое механическое преимущество, сделав два меньших барабана D и d почти одинакового радиуса.

Как работают шкивы? — Объясните, что Stuff

Как работают шкивы? — Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Инструменты, инструменты и измерения > Шкивы

• Дом
• Алфавитный указатель
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 26 декабря 2021 г.

Вы, наверное, видели этих потрясающих телесиловиков, которые умеют тянуть машины. своими волосами и волочат 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 удивительную устройство под названием шкив . Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

Фото: Шкив, установленный на огромной подъемной раме для повышения безопасности использования. Благодаря силе шкивов один человек может поднять вес, намного превышающий его собственный, не напрягая при этом никаких мышц, потому что дополнительный вес поддерживают несколько веревок или цепей. Фото Р. Б. Хотарда предоставлено Корпусом морской пехоты США.

Содержание

1. Что такое шкивы?
2. Давайте разберемся с массой и весом!
3. Как работают шкивы
4. В чем подвох?
5. Что такое блок и снасть?
6. Узнать больше

Что такое шкивы?

Шкив — это просто набор из одного или нескольких колес, на который надевается веревка, чтобы было легче поднимать предметы.

Шкивы являются примерами того, что ученые называют простыми механизмами. Это не значит, что они напичканны двигателями и шестерни; это просто означает, что они помогают нам умножать силы. Если вы хотите поднять очень тяжелый веса, силы, которую могут приложить ваши мышцы, не так много, даже если ты самый сильный человек в мире. Но используйте простую машину, такую ​​как шкив, и вы сможете эффективно увеличить силу, которую производит ваше тело.

Фото: Шкив и крюк на большом кране. Любой вес, свисающий со дна этого крюка, будет поддерживаться 16 отрезками проволочного каната над ним. Чем больше отрезков веревки намотано на шкив, тем легче его поднять. Фото Джета Лоу, Historic American Engineering Record (HAER), любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Давайте разберемся с массой и весом!

Прежде чем мы двинемся дальше, давайте четко разберемся с разницей между весом и массой. Это поможет в тот момент, когда мы будем говорить об использовании шкивов для подъема весит (что на самом деле массы ) с определенной суммой силы . В двух словах:

• Масса — это количество материала, из которого что-то сделано или содержится, измеряемое в килограммах (или фунтах).
• Вес — это сумма силы , с которой гравитация Земли притягивает определенную массу: чем массивнее что-то, тем больше гравитационная сила, и тем больше мы говорим, что оно весит.

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

Если вы человек массой 80 кг, земное притяжение притягивает 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), так что если ваша масса 80 кг, ваш вес на самом деле 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 является единицей массы, а не силы, можно говорить о силе, эквивалентной данной массе, потому что все массы обычно преобразуются в силы таким же образом. Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье о веса и балансы.

Как работают блоки

Чем больше у вас колес и чем больше раз вы обвиваете 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, вам нужно тянуть вниз с силой, эквивалентной 100 кг, что составляет 1000 Н (ньютонов). Если вы хотите поднять вес 1 м в воздухе, вы должны потянуть за свободный конец веревки всего расстояние 1 м на другом конце.

Иллюстрация: как работают шкивы № 1: с одним колесом шкив просто меняет направление прилагаемой силы на противоположное. Это не изменяет силу каким-либо другим образом.

Два колеса

Теперь, если вы добавите дополнительные колеса и обмотаете их веревкой, вы можете уменьшить усилия, необходимые для подъема веса. Предположим, у вас есть два колеса и веревка, обмотанная вокруг них, как показано на рисунке ниже. Масса 100 кг (вес 1000 ньютонов) 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 усилием всего в 500 ньютонов — вдвое меньше! Вот почему мы говорим о шкиве с двумя колесами и обмотанном вокруг него канате. таким образом, дает механическое преимущество (ME) из двух.

Механическое преимущество — это измерение того, насколько простое машина умножает силу. Чем больше механическое преимущество, тем меньше силы вам нужно, но чем больше расстояние вы должны использовать эту силу. Вес поднимается на 1м, но теперь мы необходимо тянуть свободный конец веревки в два раза дальше (2 м). Почему? Чтобы груз поднялся на 1 м, вы должны поднять две секции веревки, поддерживающие его, на 1 м каждая. Для этого нужно потянуть свободный конец веревки на 2 м. Обратите внимание, что мы также можем вычислить механическое преимущество, разделив расстояние, на которое мы должны тянуть веревку, на расстояние, на которое перемещается груз.

Иллюстрация: Как работают шкивы#2: С двумя колесами груз как бы висит на двух веревках (две нити одной и той же веревки слева), а шкив вдвое уменьшает необходимую вам подъемную силу. Это как поднимать вес с помощью двух веревок вместо одной. Но теперь вам нужно тянуть за конец веревки в два раза дальше, чтобы поднять груз на такое же расстояние.

Четыре колеса

Хорошо, а что если использовать четыре колеса, скрепленные длинной веревкой, петли над ними, как на картинке ниже? Вы видите, что 100 кг масса (1000 ньютонов) теперь висит на четырех участках веревки (те, что слева, игнорируя свободный конец веревки, за которую вы тянете). Это означает каждая секция веревки поддерживает четверть общего веса в 1000 ньютонов или 250 ньютонов, и чтобы поднять вес в воздух, вы должны тянуть только с четверть силы — тоже 250 ньютонов. Чтобы поднять вес на 1 м, вы должны укоротить каждый отрезок веревки на 1 м, поэтому вам придется тянуть свободный конец веревки на 4 м. Мы говорим, что блок с четырьмя колесами и веревкой, обернутой таким образом, дает механическое преимущество, равное четырем, что в два раза лучше, чем блок с двумя канатами и колесами.

Иллюстрация: как работают шкивы № 3: с четырьмя колесами и канатом, работающим в четырех секциях, шкив снижает необходимую подъемную силу до одной четверти. Но вы должны тянуть конец веревки в четыре раза дальше.

Рекламные ссылки

Чем шкив похож на рычаг

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

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

Иллюстрация: Как блок работает как рычаг: Как и в случае с рычагом, блок может «волшебным образом» создавать большую силу, но только если вы используете эту силу на более длинном расстоянии. Почему это? Читайте ниже!

В чем подвох?

Шкивы звучат блестяще — и это действительно так. Но обязательно должно быть ловить? Если вы можете поднять 100 кг (1000 ньютонов), потянув с силой, эквивалентной всего 25 кг (250 ньютонов), наверняка вы выполняете только четверть меньше работы и используете только четверть энергии? И если это правда, вы могли бы построить своего рода шкив, который действительно будет производить для вас энергию: поставьте только в одной единице энергии и получить четыре единицы! Звучит блестяще!

Фото: Есть ли скрытая защелка при использовании шкива? Почему бы не сделать свой собственный простой блок из конструктора (или просто самодельных материалов, таких как хлопковые катушки и веревка) и проверить его на себе. Нет ничего лучше способ понять, как работают шкивы. С таким простым двухколесным шкивом легко увидеть, что вы должны потяните за веревку в два раза выше, чем поднимается груз.

К сожалению такие удивительные вещи строго запрещены по закону физики, называемому законом сохранения энергии, который говорит, что вы всегда должны вкладывать столько энергии, сколько получаете. 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 вы шкив или нет: вы должны переместить одинаковая сила на одном и том же расстоянии. Если вы используете шкив и уменьшаете силы, которую вы используете на четверть, вам все равно придется делать столько же работы. Просто ты должен потянуть за конец веревки четыре раз дальше, чтобы каждая из четырех опорных секций веревки поднялась на То же количество. Это улов со шкивом. Вы тянете с меньшим силой, а тянуть дальше (и, вообще говоря, использовать усилие дольше). Далеко от того, чтобы использовать меньше энергии со шкивом, вы на самом деле придется использовать немного больше из-за трения, где веревка трется о шкивы. Но кажется и чувствует проще использовать шкив, и это главное!

Фото: Шкивное оборудование. 1) На этих маленьких шкивах есть крючки, поэтому их легко подвешивать к потолку. Обратите внимание, что на колесах есть канавки, чтобы веревка не соскальзывала с них. Фото Паулы Арагон. 2) Гигантские шкивы на стреле большого железнодорожного крана. В этом используется огромная прочная проволочная веревка.

Что такое блок и снасть?

В машиностроении тип шкива, который я здесь описывал, иногда называют блоком и захватом : колеса и их крепления — это блоки, а веревки, обвивающие их, — снасти. В моих примерах один блок закреплен вверху, а другой блок движется вверх вместе с нагрузкой. В более общем смысле для инженеров шкив — это колесо, на которое наматывается веревка или ремень, чтобы соединить одну часть машины с другой, будь то подъем вещей, передача энергии или что-то еще. Однако в простой науке мы склонны использовать «шкив» только для обозначения набора колес и канатов для подъема.

Фото: Два типа шкивов. Слева: Блок и полиспаст — это система на основе шкива для подъема вещей, состоящая из блоков (секций колеса) и полиспаста, соединяющих их вместе. Этот использовался для подъема ракетного оборудования в Центре космических полетов НАСА имени Маршалла. Фото Джеймса У. Розенталя, Historic American Engineering Record, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США. Справа: шкивы также можно использовать для соединения различных частей машины. Здесь шкив большого двигателя приводит в движение другой шкив машины, находящейся на некотором расстоянии. В этом случае шкивы просто передают мощность. Фото: Historic American Engineering Record, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Узнайте больше

На этом сайте

• Краны
• Двигатели
• Шестерни
• Гидравлика
• Простые машины

На других веб-сайтах

• Шкивы, блоки и другие снасти: отличная коллекция фотографий шкивов, составленная пользователем Flickr «Элси» (Лес Чатфилд), у которого отличный глаз. для деталей и выявления скрытой красоты в механическом мире.

Книги

Для юных читателей

Почему-то существует множество книг о шкивах для юных читателей (от 6 до 10 лет). Вот лишь некоторые из них для начала:

• Рычаги и шкивы, автор Алекс Бриндед, Кидхейвен/Гринвуд, 2019 г. Простое введение для самых маленьких читателей, являющееся частью серии базовых инженерных работ под названием «Как заставить вещи работать». Текст написан четко, хотя фотографии и дизайн немного устарели. 6–9 лет.
• Изучение науки: машины: Крис Окслейд, Аннесс, 2016 г. Практическое знакомство с шестернями, рычагами, шкивами и двигателями посредством 20 простых экспериментов. Эта книга помогает поместить шкивы в более широкий контекст простых машин. Возраст 8–10 лет.
• 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 забавные факты и глоссарий. 7–9 лет.
• Как работают шкивы: Джим Меццанотт. Гарет Стивенс, 2007 г. 24-страничное руководство, знакомящее со шкивами и показывающее, как мы используем их различными способами 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 (думаю, 7–10 лет).

Эти две книги более общего характера, в которых наука о силе рассматривается в более широком контексте:

• «Можете ли вы почувствовать силу» Ричарда Хаммонда. Дорлинг Киндерсли, 2006/2015. Легкая 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 DK Eyewitness, которая охватывает историю науки, а также современные технологии. Устарело, но все еще полезно.

Для читателей старшего возраста

• Принципы машиностроения Джона Берда и Карла Росса, 2017 г. Подробное (288 страниц) введение в общие науки и принципы машиностроения.
• Трактат Джона Говарда Кромвеля о ремнях и шкивах, 1903 год. Классическая книга более раннего возраста! Объясняет теорию шкивов (с математикой) и содержит множество иллюстраций. Доступен в различных форматах электронных книг.

Видео

• Как работают шкивы: простое введение Чарли Марца. К сожалению, он использует имперские (американские) единицы измерения футов и фунтов, но вы поняли идею. Если вы европеец, то можете в уме заменить метры и килограммы.
• Как работают шкивы: более длинное и запутанное введение от Академии Хана. Этот объясняется ясно и очень хорошо, но страдает от каракулей рисования мышью и смешивания единиц (Ньютоны, футы, метры).

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.