Innhold
En av hovedoppgavene i den menneskelige industrien er å jobbe mot tyngdekraften, og oppføre strukturer som broer og bygninger som er tilstrekkelige til å motstå gravitasjonskraften som blir pålagt deres masse og menneskene de bærer. Man må ha et middel til å faktisk bygge disse strukturene, og en av de mest gjenkjennelige maskinene for å løfte tunge gjenstander på presise måter er kranen.
Lange dominerende skyliner der alt av størrelse bygges, fungerer kraner som spaker som kan løfte gjenstander på avstand fra motoren og ankerpunktet til kranen. Dette gjøres ved å bruke en bomarmhvis lengde og vinkel fra bakken kan varieres i samsvar med konstruksjons- (eller de-konstruksjon) jobben.
Du kan trenge en løfteberegningsformel for å bestemme løftekapasiteten til en gitt kranoppsett. Dette innebærer stort sett grunnleggende geometri, men litt forståelse av den underliggende fysikken hjelper også.
Deler og fysikk av en kran
En kran blir betjent fra toppen av en bevegelig og roterende (men ellers forankret) plattform, kalt en utriggerbase, som kan være flere meter bred. Bomarmen strekker seg oppover og utover i en gitt vinkel (si 30 grader) for sin lengde, og på slutten av denne bomarmen er et apparat som løfter lasten som skal heises og beveges.
Lasten (masse ganger tyngdekraften g, eller 9,8 m / s2) er (ideelt) løftet vertikalt, så ingen horisontale krefter er i spill (vindfulle dager spiller ødeleggelse for kranførere). I stedet opprettholdes en spenning T (kraft per lengde på enheten) i kabelen når kranens oppadgående kraft (omdirigert av en remskive på toppen av apparatet) nøyaktig balanserer vekten på lasten. Når motoren driver T over dette punktet, beveger lasten seg oppover, forutsatt at kabelen er sterk nok til å motstå kraften.
Geometri av en kran
Sett fra den ene siden danner kranbommen, bakken og den vertikale kabelen en riktig trekant. Hypotenusen er bomarmen, trekantens lange arm er avstanden r fra utliggerbasen til belastningen, og den korte armen på hypotenusen er den vertikale høyden h på bommen "spissen" over bakken.
Den effektive radius r må gjøre rede for støttebenet og er dermed litt forkortet for beregning av løftekapasitet; det vil si at den ikke starter direkte ved motoren, der spissen av denne de facto høyre trekanten ligger.
En kran i likevekt
Et plan i likevekt har ingen bevegelige deler. Dette betyr at summen av de ytre kreftene og eksterne momentene er null. Siden belastningen har en tendens til å rotere bomarmen nedover rundt sin akse ved støttebenet, må dette dreiemomentet balanseres sammen med å balansere den direkte nedadgående kraften som utøves av tyngdekraften.
Beregning av kran løftekapasitet
Standarden formel for beregning av krankapasitet er gitt av
(R) (HC) / 100,
hvor r er radius (avstand langs bakken til lasten) og hC løfter høyde ganger kapasitet. Kapasiteten er på sin side spesiell for hver bomarmlengde og -vinkel som er valgt, og må settes opp i et bord som det i ressursene.
Den endelige beregningen er faktisk et gjennomsnitt, tatt ved å bruke verdien av hC som er maksimal for hver valgte radius. Punktene i gjennomsnitt er minimumsradius, r seg selv, og hver eksakte radius på enheter på 5,0 meter i mellom. Dermed kan et komplett sett med verdier se ut som 1,9, 5,0, 10,0 og 14,2 m, og gjennomsnittet i dette tilfellet vil være gjennomsnittet av fire tall.