Polyspast هي آلية يتم من خلالها رفع الأحمال. وهي تتألف من مجموعة أو أكثر من الكتل ملفوفة حولها بحبل. تأتي كلمة "polyspast" من الكلمة اليونانية polyspastion. تمت ترجمة هذا المصطلح على أنه "امتدت بعدة حبال". تتمثل الوظيفة الرئيسية لرافعة السلسلة في زيادة القدرة الاستيعابية للآلية الرئيسية.
بمعنى آخر ، يعطي هذا الجهاز قوة. ومع ذلك ، فإن التأثير العكسي لاستخدام رافعة سلسلة هو تقليل معدل الصعود. يمكنك أيضًا اكتساب السرعة على حساب القوة. ومع ذلك ، يتم استخدام كتل البكرات هذه بشكل أقل تكرارًا. على أي حال ، فإن مبدأ تشغيل الجهاز هو عمل الرافعة.
آلية الجهاز
Polyspast هي آلية رفع تسمح لك بالحصول على قوة تتجاوز قوة الرفع للرافعة عدة مرات. بمعنى آخر ، تزيد هذه الآلية من سعة تحميل الجهاز. يتيح لك استخدام الرافعة المتسلسلة رفع حمولة ثقيلة برافعة ذات قدرة تحمل صغيرة. من المهم أن تتذكر أن سرعة الرفع للهياكل الثقيلة ستنخفض بقدر المكاسبالسعة
الغرض من الآلية
Polyspast ضروري لرفع الأحمال الثقيلة بأقل جهد. تم تصميم أبسط تصميم لرافعة السلسلة بحيث يتم تثبيت أحد طرفي الحبل على الأسطوانة ، ويقع الحمل المعلق في الطرف المقابل للحبل. تشتمل الأجهزة ذات التصميم الأكثر تعقيدًا على عدة بكرات ثابتة ومتحركة.
لكل وزن ، يجب مراعاة الأبعاد والكتل وقطر الحبل. الحمولة ذات الكتلة الكبيرة ، عند تعليقها على حبل ، تزيد من الحمل. تتميز هذه الآلية بالتآكل السريع. في هذه الحالة ، مطلوب تقليل شد الحبل. لذلك ، يتم استخدام حبلين أو أربعة حبال لتعليق كتلة كبيرة. من الممكن أيضًا استخدام رافعة سلسلة معقدة.
مبدأ العمل
بالنسبة لشخص لا علاقة له بالتحميل ، سيبدو اسم هذه الآلية غير مفهوم. ومع ذلك ، في الواقع ، فإن الرافعة المتسلسلة هي آلية رفع بسيطة للغاية يمكن لأي شخص تقريبًا بناؤها. مبدأ تشغيل هذا الجهاز بسيط للغاية ويتم دراسته في المدرسة في دروس الفيزياء. ومخطط تشغيل مثل هذه "الرافعة" الصغيرة بسيط للغاية.
يشتمل تصميم الرافعة المتسلسلة على عدة مجموعات من الكتل مجمعة في حوامل خاصة. وهم ينحنيون بالتناوب بحبل أو بحبل. حتى مثل هذا التصميم البسيط يمكن استخدامه بفعالية كبيرة لزيادة القوة المطبقة لخفض أو رفع الأحمال.أيضًا ، يحتوي تصميم الرافعة البسيطة على كتل شحن. يمكن أن تكون من الأنواع التالية:
- أسطوانة متعددة أو بكرة واحدة ؛
- ثابت أو متحرك.
تعتمد قوة جر الحبل في هذه الحالة كليًا على عدد خيوط الحبل في البناء المستخدم.
في أي مجالات يستخدم الجهاز؟
يتم استخدام كتلة البكرة لرفع ونقل البضائع في الحالات التي يمكن فيها استخدام القوة الجسدية للشخص وأقل عدد من الآليات المساعدة. كما أن الرافعة ذات السلسلة هي أهم عنصر في الروافع والرافعات ومعدات الميكنة الأخرى.
لهذا السبب ، يتم استخدام هذه الأجهزة في جميع المجالات تقريبًا حيث يتم استخدام آليات الرفع والنقل بطريقة ما: من المهام المنزلية إلى الصناعات الثقيلة.
إذن ، على أي مبدأ تعمل رافعة السلسلة؟ يعتمد تشغيل هذا الجهاز على قانون الرافعة: مع زيادة القوة ، تحصل على خسارة في المسافة. نظرًا لأن هذا المبدأ بسيط جدًا ، فلن يكون من الصعب إنشاء رافعة سلسلة بيديك. للقيام بذلك ، تحتاج فقط إلى كتلتين ذات أسطوانة واحدة.
لرفع حمولة من كتلة معينة بمساعدة رافعة سلسلة ، تحتاج إلى بذل جهد ، بمقدار نصف كتلتها. لا تنس طول الحبل المستخدم. يجب أن يكون ضعف الارتفاع الذي سيتم رفع الحمولة إليه. وتجدر الإشارة إلى أن الرافعات ذات الجهاز الأبسط تسمى "رافعات سلسلة ثنائية إلى واحدة" ، لأنها تزيد من القوة المطبقة.مرتين. تصميم ثلاث كتل ، على التوالي ، يعطي زيادة في القوة بمقدار ثلاثة أضعاف.
تعددية Polyspast
وتجدر الإشارة إلى أن حساب رافعة السلسلة يلعب دورًا مهمًا للغاية. بعد كل شيء ، الآلية تعمل بعيدًا عن الظروف المثالية. يتأثر بقوى الاحتكاك التي تنشأ عندما يتحرك الكابل على طول البكرة. كذلك ، تنشأ قوى الاحتكاك عندما تدور الأسطوانة ، بغض النظر عن المحامل المستخدمة فيها.
لتحديد قوة الشد للحبل المستخدم دون مراعاة خسائر الاحتكاك ، من الضروري تقسيم وزن الحمولة على تعدد الرافعة. يجب أن يُفهم على أنه عدد خيوط الحبل التي تحمل الحمل. كما يجب عدم إهمال الاحتكاك. تعتمد كفاءة تشغيل الرافعة أيضًا عليها.
يمكن تقليله باستخدام الكتل والحبال عالية الجودة ، وكذلك من خلال جودة التصنيع التي تقضي على التداخلات والمكامن غير الضرورية.
اليوم ، تتم دراسة مخططات الرافعة المتسلسلة حتى في مقرر الفيزياء المدرسية. بمساعدتهم ، لن يكون صنع هذا التصميم صعبًا. تحتاج أيضًا إلى شراء العناصر التالية:
- تركيب ؛
- حبل ؛
- ونش.
ما هي طرز الأجهزة المتوفرة؟
لإنشاء أبسط نموذج ، هناك حاجة إلى كتلة واحدة فقط. إن استخدام مثل هذه الآلية يعطي قوة مضاعفة. هذا يعني أنه لرفع الحمل عليك بذل نصف الجهد. ومع ذلك ، فإن الحبل في هذه الحالة يجب أن يكون ضعف طوله. هذه الرافعة المتسلسلة لها نسبة اثنين إلى واحد. قد لا يحتوي هذا التصميم على كتل على الإطلاق.رافعة سلسلة ، حيث يمكنك استخدام حلقة تسلق عادية بدلاً من ذلك.
عند استخدام كتلتين في وقت واحد في رافعة السلسلة ، يمكنك مضاعفة الميزة ثلاث مرات في الجهد المطبق. توجد أيضًا ميزة أمان تعمل عند إنزال الحبل. في هذه الحالة ، يتم شد عقدة تصارع وتمنع الحمل.
إذا أضفت كتلتين أخريين إلى الآلية السابقة ، فستحصل على جهاز كتلة بكرة يعطي قوة أربعة أضعاف. مثل هذه الآلية لها علاقة من أربعة إلى واحد. في هذه الآلية ، يذهب ربع الوزن إلى نهاية الحبل ، ويذهب باقي الحمل إلى الحبل نفسه.
رافعات سلسلة معقدة
لاحظ أنه لا يمكن تحقيق انتقال القوة الخالصة بسبب الاحتكاك. عندما يحتك الحبل بالكتلة ، يتم فقد عشرة إلى عشرين بالمائة من القوة المؤثرة. لذلك ، في رافعة سلسلة بسيطة ، في الواقع ، ستكون النسبة حوالي 1.8 كيلوغرام لكل كيلوغرام من الحمولة التي يتم رفعها. ستعطي الرافعة ذات السلسلة 5 أضعاف زيادة في القوة أكثر بقليل من 3 مرات.
تشير النسبة أعلاه إلى أنه من الممكن زيادة عدد كتل البكرات إلى حد معين ، وبعد ذلك قد يحدث التأثير المعاكس. ومع ذلك ، من أجل زيادة النسبة القصوى ، يمكن استخدام رافعات السلسلة المعقدة.
تم تصميم هذه الرافعة بطريقة تجعل الوزن المرتفع لا يخلق حمولة على الكتلة الأخيرة. بدلاً من ذلك ، يقوم بتحميل الحبل الذي يمر عبر الكتلة. نتيجة لذلك ، فيباستخدام 3 كتل ، يتم توصيل الرافعات المتسلسلة 2: 1 و 3: 1 بالتناوب. من الناحية النظرية ، هذا يعطي قوة ستة أضعاف ، ولكن في الممارسة - 4.3 مرات.
كيف تقلل من الاحتكاك؟
المشكلة الرئيسية لرافعة السلسلة هي أنه في عملية العمل عليه التغلب على قوى الاحتكاك الناشئة. يمكن حل هذه المشكلة جزئيًا إذا تم استخدام حبال عالية الجودة ، وكتل بكرات ذات تيارات ناعمة ، وكذلك شحم سميك.
أيضًا ، هناك فرص إضافية مع التطبيق المناسب لتصميم رافعة السلسلة. على سبيل المثال ، إذا كنت لا تستخدم كاربينًا واحدًا ، بل اثنين. نتيجة لذلك ، تقل قوة الاحتكاك ، ويزداد أيضًا نصف قطر الانحناء.
