stringtranslate.com

Противовес

Простой кран

Противовес — это груз , который, применяя противоположную силу, обеспечивает равновесие и устойчивость механической системы . [1] Целью противовеса является повышение скорости и эффективности подъема груза, что экономит энергию и вызывает меньший износ подъемной машины. [2]

Противовесы часто используются в подъемниках с тягой (лифты), кранах и аттракционах . В этих приложениях ожидаемая нагрузка, умноженная на расстояние, на которое груз будет удален от центральной опоры (называемое «точкой опрокидывания»), должна быть равна массе противовеса, умноженной на его расстояние от точки опрокидывания, чтобы предотвратить перебалансировку любой из сторон. Это расстояние, умноженное на массу, называется моментом нагрузки . [3]

В более широком смысле, противодействующая сила уравновешивает или компенсирует другую силу, как в случае, когда два объекта одинакового веса, мощности или влияния действуют в противовес друг другу.

Примеры

Требушет
Требушет состоит из пяти основных компонентов: балка, противовес, рама, направляющий желоб и стропа. После того, как противовес падает с платформы на раме, гравитация тянет противовес и поворачивает балку. Без противовеса балка не могла бы завершить дугу, которая позволяет стропе точно выпустить снаряд. [4] [5]
Коленчатый вал
Противовес также используется во многих вращающихся системах для уменьшения вибраций, вызванных дисбалансом вращающегося узла. Типичным примером являются противовесы на коленчатых валах поршневых двигателей . [ 6]
Настольная лампа
Некоторые лампы с балансирным кронштейном оснащены противовесом, который удерживает кронштейн и лампу в нужном положении.
Противовесы в архитектуре
Лифт
В тяговых (негидравлических) лифтах тяжелый противовес уравновешивает нагрузку на каретку лифта, поэтому двигатель поднимает гораздо меньшую часть веса каретки (в частности, противовес — это вес каретки плюс 40–50 % ее номинальной грузоподъемности). Противовес также увеличивает силу ускорения при подъеме и уменьшает силу ускорения при падении, чтобы уменьшить количество мощности, необходимое двигателю. Каретка лифта и противовесы имеют колеса, которые катятся по рельсам, чтобы предотвратить неравномерное движение и обеспечить более плавную езду для пассажиров. [7]
Схема космического лифта. Внизу высокой схемы показана Земля, как она видна с высоты над Северным полюсом. Примерно в шести радиусах Земли над Землей нарисована дуга с тем же центром, что и Земля. Дуга изображает уровень геосинхронной орбиты. Примерно в два раза выше дуги и прямо над центром Земли противовес изображен небольшим квадратом. Линия, изображающая трос космического лифта, соединяет противовес с экватором прямо под ним. Центр масс системы описывается как находящийся выше уровня геосинхронной орбиты. Центр масс показан примерно на четверти пути от геосинхронной дуги до противовеса. Низ троса обозначен как закрепленный на экваторе. Альпинист изображен небольшим закругленным квадратом. Альпинист показан поднимающимся по тросу примерно на одну треть пути от земли до дуги. Другое примечание указывает на то, что трос вращается вместе с суточным вращением Земли и остается вертикальным.
Космический лифт с противовесом наверху
Космический лифт
предлагаемая конструкция, предназначенная для транспортировки материала с поверхности небесного тела в космос. Было предложено много вариантов, но концепция чаще всего относится к лифту, который достигает поверхности Земли до геостационарного космического пространства , с противовесом, прикрепленным к его внешнему концу. При прикреплении противовеса к концу, восходящая центробежная сила от вращения Земли гарантирует, что кабель остается натянутым, противодействуя гравитационному притяжению нижних секций и тем самым позволяя лифту оставаться в вертикальном положении. Сам противовес может принимать одну из нескольких форм:
  1. тяжелый, захваченный астероид ;
  2. космический док , космическая станция или космодром, расположенный за геостационарной орбитой; или
  3. продление самого кабеля далеко за пределы геостационарной орбиты.
Противовес лифта
Бетонные противовесы на башенном кране
Разводной мост с бетонным противовесом

Метроном : механический метроном с заводным механизмом имеет регулируемый вес и пружинный механизм, который позволяет регулировать скорость путем размещения веса на шпинделе. Скорость темпа уменьшается путем перемещения веса на более высокую отметку шпинделя или увеличивается путем перемещения его на более низкую отметку.

кран
Башенный кран (см. рисунок) — это современная форма балансирного крана, который крепится к земле. Горизонтальная стрела асимметрично уравновешивается по верху башни. Длинная стрела несет подъемный механизм. Короткая стрела называется машинной стрелой; она удерживает двигатели и электронику для управления краном, а также бетонные противовесы. [8]

Другие примеры включают в себя:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "противовес". Бесплатный словарь . Farlex . Получено 2019-11-05 .
  2. ^ Вудфорд, Крис (2019-06-11). "Лифты". Объясните это . Получено 2019-11-05 .
  3. ^ "Основные принципы проектирования кранов". E-Crane International . 2002. Архивировано из оригинала 24.07.2011.
  4. ^ "Как работает катапульта требушет". TrebuchetStore.com . Получено 2019-11-05 .
  5. ^ "Как работает катапульта?". HowStuffWorks . 2000-04-01 . Получено 2019-11-05 .
  6. ^ "Понимание балансировки коленчатого вала". Журнал Engine Builder . 2009-04-12 . Получено 28 июня 2018 г.
  7. ^ Беллис, Мэри; Художник, Экспериментатор; Режиссер, Фильм; Продюсер; Создатель, Видеоигровой Контент; Изобретатели, Независимый Автор в течение около 18 лет Она специализировалась на написании статей о; изобретениях; Март 2015, в частности Беллис умерла в (2019-08-11). "История лифтов сверху вниз". ThoughtCo . Получено 2019-11-05 .{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  8. ^ Брэйн, Маршалл (2000-04-01). "Как работают башенные краны". HowStuffWorks . Получено 2019-11-05 .

Внешние ссылки