kết quả từ 1 tới 5 trên 5

Ðề tài: Ròng rọc dây kéo

    Your Ads Here
  1. #1
    Ban Cố vấn

    Tham gia
    Jan 2009
    Bài gởi
    526
    LIKE
    168
    Được LIKE 2,526 lần

    Default Ròng rọc dây kéo

    Đăng ký nhận sách Free hoặc Đăng ký Học Thiết kế, Phát triển sản phẩm tại MES Lab. R&D


    Dành cho người làm thiết kế, phát triển sản phẩm và R&D chuyên nghiệp. Nhận sách miễn phí. Học tại Hà Nội, Sài Gòn hoặc Online. Chương trình lý thuyết + làm sản phẩm thật. Hỗ trợ thương mại hóa sản phẩm.

    Ròng rọc dây kéo dùng để giảm và chuyển hướng tác dụng của lực kéo. Thời xưa, ròng rọc dây kéo được dùng phổ biến và nghiên cứu kỹ, có nhiều điều hay. Ôn cũ biết mới là điều nên làm vậy. Các hình dưới đây lấy từ sách của Mỹ những năm 1800.

    1. Ròng rọc White (hình 15) là cơ cấu rất thú vị.

    Dịch: Hình 15 cho thấy cơ cấu gọi là ròng rọc White. Cơ cấu này có thể gồm các ròng rọc lồng không riêng rẽ hoặc một khối đặc trên đó có các rãnh mà đường kính của chúng tỷ lệ với vận tốc của dây; tức là 1, 3 và 5 trên một khối và 2, 4 và 6 cho khối kia. Hệ số tăng lực từ 1 đến 7 (?).

    Cơ cấu này là sáng chế của James White in trong cuốn "A new century of inventions" của ông xuất bản năm 1822, 529 trang, mô tả 100 loại máy, có trên Internet, download được.
    Hình 1b là ròng rọc White mà mỗi khối có đến 6 ròng rọc.
    Nếu mỗi khối là các ròng rọc lồng không riêng rẽ thì giống cơ cấu trên hình 14 dưới đây, hệ số giảm lực bằng 2 lần số ròng rọc động ở khối dưới (có trục di động). Nhược điểm là phải tách đủ xa các ròng rọc để chúng không cọ vào nhau gây mòn, kết cấu cũng phức tạp.
    Nếu khối trên và khối dưới gồm các ròng rọc ghép cứng với nhau, đường kính bằng nhau thì tránh được nhược điểm trên nhưng dây sẽ trượt trên ròng rọc, gây mòn nhanh. Để tránh trượt dây, người ta làm đường kính rãnh dây khác nhau theo tỷ lệ nêu trên.

    ► Mời các bạn nghiệm lại kết quả tính toán của người xưa về các tỷ lệ 1, 3, 5 và 2, 4, 6 cho ròng rọc hình 1a. Cũng không dễ đâu.

    2. Hình dưới đây là các kiểu phối hợp dây kéo và ròng rọc.

    Cơ cấu hình 12, 13, 14 đã quen nhưng hình 16 đến 22 thì lạ rồi.

    ► Mời các bạn tính lực P kéo ở đầu dây để nâng trọng lượng Q cho các hình này.
    Chú ý là lực căng trên các nhánh của cùng 1 dây kéo luôn bằng nhau.
    Kết quả của tôi như sau (nếu sai thì sửa giúp):
    Hình 12: P = Q (có tác dụng chuyển hướng kéo)
    Hình 13: P = Q/2
    Hình 14: P = Q/6
    Hình 16: P = Q/4
    Hình 18: P = Q/3
    Hình 19: P = Q/26
    Hình 20: P = Q/7
    Hình 21: P = Q/3
    Hình 22: P = Q/8
    Riêng hình 17 có nhánh dây xiên góc α so với phương thẳng đứng. Góc này thay đổi trong quá trình kéo. Một cách gần đúng, coi góc của lực kéo P cũng là α. Kết quả: P = Q/(5cosα).

    3. Cơ cấu sau (hình 3a, sách Nga 1977) cũng là loại ròng rọc dây kéo nhưng cách làm việc khác hẳn các loại trên, kể cả với loại ròng rọc White (hình 15).
    Ròng rọc 1 và 4 liền khối quay quanh tâm B. Ròng rọc 2 quay quanh tâm D của móc 6 treo vật 5 có trọng lượng Q ở đầu C. Dây kéo 3 mắc qua ròng rọc 1, 2 và 4. Để nâng vật 5, kéo nhánh d của dây 3 theo chiều mũi tên.


    Để tính lực kéo P, gọi:
    - Bán kính ròng rọc 1 là R, bán kính ròng rọc 4 là r
    - Lực căng của nhánh dây b, c là Nb, Nc. Nb = Nc do không có ma sát trên ròng rọc 2.
    - Lực căng của nhánh d chỉ có từ chỗ đặt lực kéo P trở lên.
    - Lực căng của nhánh a: Na = 0.
    Xét cân bằng của ròng rọc 2 có: Nb = Nc = Q/(2cosα)
    α là góc nghiêng so với phương thẳng đứng của nhánh b và c.
    Từ phương trình cân bằng mô men của khối ròng rọc 1, 4 có:
    Nb.R - Nc.r - P.R = 0
    Tính được: P= Q.(R - r)/(2R.cosα)
    Nếu chọn r xấp xỉ R để hiệu (R - r) thật bé thì P rất bé so với Q.
    Ví dụ coi α = 0 độ (coi bán kính ròng rọc 2 xấp xỉ bán kính ròng rọc 1, 4) thì
    P = (Q/2).(1 - (r/R))
    Với r/R = 0,9 thì P = Q/20.
    Chú ý:
    - Nếu không đủ ma sát giữa ròng rọc 1, 4 với dây, dây bị trượt, thì cơ cấu không làm việc được. Bởi vậy tốt nhất là làm ròng rọc 1 và 4 có răng và dây 3 là dây xích kéo.
    - Vật liệu nằm giữa hai tiết diện chứa rãnh dây của ròng rọc 1, 4 chịu mô men xoắn.

    Trên hình 3b là loại tời, sách cổ gọi là tời Trung Hoa, có cách làm việc giống cơ cấu hình 3a: hai tang quay liền khối (bán kính R, r) và hai đầu dây kéo kẹp chặt với tang, không trượt.
    Một vòng quay của trục đưa vật lên được một khoảng:
    h = π (R - r)
    Để tính lực P đặt vào tay quay bán kính l có thể dùng định luật bảo toàn công:
    Công sinh ra khi quay 1 vòng = P.π.2l
    Công để đưa vật lên h (1 vòng quay của tang) = Q.h = Q.π (R - r).
    Hai công này phải bằng nhau, suy ra:
    P = Q.(R - r)/2l
    Nếu chọn r xấp xỉ R để hiệu (R - r) thật bé thì P rất bé so với Q, bé hơn nhiều so với loại tời chỉ có 1 tang quay.
     
    thay đổi nội dung bởi: NguyenDucThang, 28-02-2011 lúc 08:05 AM

  2. 9 người đã LIKE bài viết này:

    bin273 (07-02-2011), Hiro (29-01-2011), namnp2007 (29-01-2011), ngochoi (09-11-2013), nguyenthanh2309 (29-01-2011), Nova (29-01-2011), Sniper (05-04-2011), X800XL (08-05-2011), Zorro (13-03-2011)

  3. Your Ads Here
  4. #2
    Ban Cố vấn

    Tham gia
    Jan 2009
    Bài gởi
    526
    LIKE
    168
    Được LIKE 2,526 lần

    Default Re: Ròng rọc dây kéo

    Kiểm chứng tỷ lệ bán kính của ròng rọc White:
    1, 3, 5 cho khối dưới và 2, 4, 6 cho khối trên.


    Khối dưới C có 3 ròng rọc ghép cứng 1, 3, 5 bán kính r1, r3, r5.
    Khối trên D có 3 ròng rọc ghép cứng 2, 4, 6 bán kính r2, r4, r6.
    Trong quá trình nâng hạ vật Q với vận tốc vq, nhánh a coi như cố định.
    Điểm Ca của khối C là tâm quay tức thời của khối C.
    Tâm khối C là Co có vận tốc là vq.
    Từ sơ đồ vận tốc của khối C có:
    Vận tốc góc của khối C:
    ωc = vq/r1 (1)
    Vận tốc của điểm Cb: Vb = 2vq
    Do tâm khối trên D cố định, Vb cũng là vận tốc điểm Db của khối D.
    Vận tốc góc của khối D:
    ωd = vb/r2
    ωd = 2vq/r2 (2)
    Do tâm khối trên D cố định nên vc = vb
    Để dây không trượt trên ròng rọc 3, vận tốc của điểm Cc phải bằng vc. Từ đó tính khoảng cách CaCc:
    CaCc = vc/ωc = 2vq/(vq/r1) = 2r1
    r3 = r1 + CaCc
    r3 = 3r1
    Vận tốc điểm Cd:
    vd = ωc.CaCd = ωc.(r1 + r3) = ωc.4r1 = 4vq
    Để dây không trượt trên ròng rọc 4 khối D, vận tốc của điểm Dd phải bằng vd. Từ đó tính r4:
    r4 = vd/ωd = 4vq/(2vq/r2)
    r4 = 2r2
    Tương tự tính tiếp có:
    r5 = 5r1
    r6 = 3r2

    Viết lại kết quả:
    Bán kính ròng rọc lần lượt từ nhỏ đến lớn
    Khối dưới C
    1r1
    3r1
    5r1
    Khối trên D
    1r2
    2r2
    3r2

    Nhận xét:
    1. Không thấy có liên hệ gì giữa bán kính của hai ròng rọc nhỏ nhất của hai khối nếu chỉ xét điều kiện bảo đảm dây không bị trượt trên ròng rọc.
    2. Nếu buộc vận tốc góc hai khối bằng nhau ωc = ωd:
    Từ (1) và (2) có r2 = 2r1, khi đó bảng trên sẽ cho kết quả mong muốn.
    Bán kính ròng rọc lần lượt từ nhỏ đến lớn
    Khối dưới C
    1r1
    3r1
    5r1
    Khối trên D
    2r1
    4r1
    6r1

    Tuy nhiên chẳng có lý do gì để buộc vận tốc góc hai khối C và D bằng nhau.
    Không rõ còn ẩn ý gì đây của người xưa?
     
    thay đổi nội dung bởi: NguyenDucThang, 28-02-2011 lúc 08:11 AM

  5. 7 người đã LIKE bài viết này:

    bin273 (11-02-2011), namnp2007 (29-01-2012), ngochoi (09-11-2013), nguyenthanh2309 (09-02-2011), Nova (09-11-2013), X800XL (08-05-2011), Zorro (13-03-2011)

  6. #3
    Thành viên Zorro's Avatar
    Tham gia
    Sep 2010
    Bài gởi
    116
    LIKE
    677
    Được LIKE 186 lần

    Default Ðề: Ròng rọc dây kéo

    Em vẫn chưa hiểu rõ về phần ghép cứng cho lắm có phải là 1 khối không anh?hay là từng cái riêng lẻ
    NguyenDucThang - 08:30 AM 10-02-2011
    Ghép hoặc chế tạo liền khối để quay cùng nhau.
     
    [B]YM! : Zorrofantasy[/B]

  7. #4
    Ban Cố vấn

    Tham gia
    Jan 2009
    Bài gởi
    526
    LIKE
    168
    Được LIKE 2,526 lần

    Default Ðề: Ròng rọc dây kéo

    Tời Hulse

    Được biết tời vi sai (tời Trung Hoa trong bài viết trước) khuyếch đại lực rất tốt nhưng nó còn được xem là một cơ cấu điều khiển thay cho cơ cấu bánh răng thanh răng và cơ cấu tay quay thanh truyền để biến chuyển động quay thành tịnh tiến.
    Nó có thể khuyếch đại di chuyển đat yêu cầu của các khí cụ tinh xảo hay biến đổi hầu như tùy ý để đáp ứng các quy luật chuyển động đặc biệt.

    Hinh 2(A). Tời vi sai Hulse, bằng sáng chế Mỹ số 2590623, năm 1952. Hai tang bề mặt có rãnh xoắn dẫn cáp đặt đồng trục trên cùng một chiều dài. Nhờ vậy cáp được giữ hầu như vuông góc với trục, hạn chế cáp chệch và cọ vào nhau nhất là khi dùng tang có tiết diện thay đổi (hình 2(B)).
    Có thể đáp ứng bất ký quy luật chuyển động nào của cáp bằng cách chọn tiết diện ngang của tang phù hợp. Cần có kết cấu để thích ứng với lực chiều trục sinh ra trong cơ cấu này.
    Hình 2(C) cho công thức tính cà ví dụ quan hệ hai di chuyển x và y.



    Hình 3(A). Tời Hulse kép: Hai ròng rọc đối nhau, 2 cáp riêng và 4 chỗ cố định 4 đầu cáp. Hai bộ tang đấu lưng nhau và quay cùng nhau.
    Có thể có các chuyển động sau:
    Giữ hai trục ròng rọc cố định, hệ thống quay làm trục tang di chuyển về phía một trong hai ròng rọc.
    Giữ trục tang quay cố định cho trục ròng rọc di động. Khoảng cách giưa hai trục ròng rọc không đổi và thường được nối với nhau bằng thanh nối.
    Ngoài ra còn có thể cho trục tang quay hoặc trục ròng rọc di chuyển dọc trục theo bước xoắn của rãnh xoắn trên tang.
    Nếu bố trí ròng rọc như hình 3(B), thêm cáp và 1 trục quay khác thì trục này sẽ quay rất chậm khi tời quay.



    Áp dụng tời Hulse cho dụng cụ đo.


    Hình 4(A). Dụng cụ đo áp suất. Biến đổi áp suất làm màng 1 mang ròng rọc của tời Hulse 2 di chuyển thẳng đứng. Tời này khuếch đai dịch chuyển và làm kim chỉ thị 3 quay góc đủ lớn để đọc.

    Hình 4(B). Dụng cụ đo áp suất. Gối đỡ cảm biến áp suất 1 làm di chuyển khung trên đó lắp 2 ròng rọc của cơ cấu tời Hulse kép 2. Tời này khuếch đai dịch chuyển và làm kim chỉ thị 3 quay góc đủ lớn để đọc. Có thể khuyếch đại lên 1 cấp nữa như hình 4C. Kim chỉ thị gắn vào ròng rọc nhỏ có dây của tời Hulse quấn quanh.

    Nếu thay cảm biến áp suất bằng cảm biến nhiệt độ thi có dụng cụ đo nhiệt độ.

     
    thay đổi nội dung bởi: NguyenDucThang, 07-09-2013 lúc 11:05 AM

  8. 6 người đã LIKE bài viết này:

    danckm (28-01-2012), namnp2007 (29-01-2012), ngochoi (09-11-2013), nguyenduyngoc (28-01-2012), Nova (28-01-2012), vanngocthie (08-11-2012)

  9. #5
    Ban Cố vấn

    Tham gia
    Jan 2009
    Bài gởi
    526
    LIKE
    168
    Được LIKE 2,526 lần

    Default Ðề: Ròng rọc dây kéo

    Một số mô phỏng minh họa bài trên:

    A. Tăng lực



    Hình 1a: Hệ 2 ròng rọc gồm 1 tĩnh, 1 động. Hệ số tăng lực là 2. Xem mô phỏng:
    http://youtu.be/1-M_5u_GqIE

    Hình 1b: Hệ 4 ròng rọc gồm 1 tĩnh, 3 động. Hệ số tăng lực là 8. Xem mô phỏng:
    http://youtu.be/Zgg0qqGG7NU

    Hình 1c: Hệ 2 ròng rọc gồm 1 tĩnh, 1 động. Hệ số tăng lực là 2. Xem mô phỏng:
    http://youtu.be/BrUh4lK8oY0

    Hình 1d: Hệ 4 ròng rọc gồm 1 tĩnh, 3 động. Hệ số tăng lực là 8. Xem mô phỏng:
    http://youtu.be/bCWy9xnyZj8

    Hình 1e: Hệ 2 ròng rọc gồm 1 tĩnh, 1 động. Hệ số tăng lực là 3. Xem mô phỏng:
    http://youtu.be/ybHgot0jbUc

    Hình 1f: Hệ 3 ròng rọc gồm 1 tĩnh, 2 động. Hệ số tăng lực là 7. Xem mô phỏng:
    http://youtu.be/XVXbkQ-DZSs



    Hình 2a: Hệ 3 ròng rọc gồm 1 tĩnh, 2 động. Hệ số tăng lực là 4. Xem mô phỏng:
    http://youtu.be/_1mvNDrcymk

    Hình 2b: Hệ 4 ròng rọc gồm 2 tĩnh, 2 động. Các ròng rọc tĩnh tạo thành một khối quay độc lập với nhau. Các ròng rọc động cũng vậy. Hệ số tăng lực là 4, bằng số các nhánh dây treo vậy hay bằng hai lần số ròng rọc động. Các ròng rọc trong từng khối quay cùng chiều và ngược chiều với khối kia. Quan hệ vận tốc góc của từng ròng rọc:
    Vg = 4Vb
    Vo = 3Vb
    Vp = 2Vb
    Vg, Vo, Vp và Vb lần lượt là vận tốc góc của ròng rọc màu xanh lá, cam, hồng và xanh.
    Xem mô phỏng:
    http://youtu.be/MLWs-9-HqqU


    B. Tăng hành trình

    Hình 2c: Hệ 1 ròng rọc động. Con trượt hồng đi nhanh gấp đôi con trượt xanh. Xem mô phỏng:
    http://youtu.be/d2qLx8KYK1g

    Hình 2d: Con trượt xanh mang hai ròng rọc bằng nhau. Một điểm của nhánh dây dưới được giữ cố định. Nhánh trên kẹp vào con trượt hồng. Con trượt hồng đi nhanh gấp đôi con trượt xanh. Xem mô phỏng:
    http://youtu.be/cbENtxMiRk0
    Cơ cấu này dùng trong cửa lồng nói trong bài:
    http://www.meslab.org/mes/threads/28...canh-long.html

    Hình 2e: Hai dây nâu và xanh, mỗi dây quàng 1 vòng quanh ròng rọc hai bậc màu cam, ở hai đường kính R và r (R lớn hơn r). Ròng rọc lắp khớp quay với con trượt xanh.
    Hai đầu của dây xanh kẹp vào con trượt vàng.
    Hai đầu của dây nâu kẹp vào đế cố định.
    Quan hệ vận tốc của con trượt vàng Vy và con trượt xanh Vb:
    Vy/Vb = (R + r)/r
    Trường hợp này R = 2r nên Vy = 3Vb
    Nếu R = r thì Vy = 2Vb
    Xem mô phỏng:
    http://youtu.be/Kwobt2n7_HY
     

  10. 9 người đã LIKE bài viết này:

    bigbangla (09-11-2013), bkboy2108 (09-11-2013), capital (09-11-2013), GiangTheTool (09-11-2013), Hackerzero (19-12-2013), ngochoi (09-11-2013), nguyenthanh2309 (09-11-2013), Nova (09-11-2013), Sơn MDC (09-11-2013)


Thread Information

Users Browsing this Thread

There are currently 1 users browsing this thread. (0 members and 1 guests)

Bookmarks

Quyền Hạn Của Bạn

  • You may not post new threads
  • You may not post replies
  • You may not post attachments
  • You may not edit your posts
  •  
Múi giờ GMT. Hiện tại là 01:15 PM.
Mã nguồn vBulletin. Copyright ©2000-2014, Jelsoft Enterprises Ltd.
Bản quyền nội dung thuộc MES Lab.
Vui lòng ghi rõ nguồn MES LAB. và LINK đến bài trích dẫn

Thành viên tự chịu trách nhiệm về nội dung mình đăng lên.
Diễn đàn không chịu trách nhiệm về nội dung các liên kết ngoài.
A Project by: MES Lab.