Ein Block und Ausrüstung sind ein System von zwei oder mehr Rollen mit einem Tau oder Kabel, das zwischen ihnen gewöhnlich eingefädelt ist, verwendet, um schwere Lasten zu heben oder zu ziehen.

Die Rollen werden zusammen gesammelt, um Blöcke zu bilden, so dass einer bestochen wird und man sich mit der Last bewegt. Das Tau, wird oder reeved durch die Rollen eingefädelt, um mechanischen Vorteil zur Verfügung zu stellen, der diese auf das Tau angewandte Kraft verstärkt.

Hero aus Alexandria hat von Bauteilen von Rollen gebildete Kräne beschrieben. Illustrierte Versionen von Heros "Buch auf der Aufhebung schwerer Gewichte" zeigen frühen Block und packen Systeme an.

Übersicht

Ein Block ist eine Reihe von Rollen oder auf einer einzelnen Achse bestiegene "Bündel". Der Zusammenbau von zwei Blöcken mit einem durch die Rollen eingefädelten Tau wird Ausrüstung genannt. Block- und Ausrüstungssystem verstärkt die Spannungskraft im Tau, um schwere Lasten zu heben. Sie sind auf Booten und Segelschiffen üblich, wo Aufgaben häufig manuell durchgeführt werden.

Mechanischer Vorteil

Wenn Reibungsverluste vernachlässigt werden, ist der mechanische Vorteil eines Blocks und Ausrüstung der Zahl von Teilen in der Linie gleich, dass, entweder dem anzuhaften, oder den bewegenden Block oder die Zahl durchbohren, Taue zu unterstützen. Die Formel wird mit der virtuellen Arbeit im Detail im Artikel mechanischer Vorteil abgeleitet.

Ein idealer Block und Ausrüstung mit einem bewegenden durch n Tau-Abteilungen unterstützten Block haben den mechanischen Vorteil,

:

wo F das Schleppen ist, oder Eingang, Kraft und F die Last sind.

Der mechanische Vorteil einer Ausrüstung diktiert, wie viel leichter er ziehen oder die Last heben soll. Eine Ausrüstung mit einem mechanischen Vorteil 4 (eine doppelte Ausrüstung) wird im Stande sein, sich um 100 Pfd. mit nur 25 Pfd. der Spannung auf dem ziehenden Teil der Linie zu heben.

Idealer mechanischer Vorteil entspricht direkt dem Geschwindigkeitsverhältnis. Das Geschwindigkeitsverhältnis einer Ausrüstung bezieht sich auf die Verhältnisgeschwindigkeiten der ziehenden Linie zur gezogenen Last. Eine Linie mit einem mechanischen Vorteil 4 hat ein Geschwindigkeitsverhältnis 4:1. Mit anderen Worten, um eine Last an 1 Meter pro Sekunde zu erheben, muss der ziehende Teil des Taues an 4 Metern pro Sekunde gezogen werden.

Beispiel-Block und Ausrüstungskonfigurationen

Bemerken Sie, dass es zwei Teile des Taues durch jede Rolle in einem Block und einen zusätzlichen Teil für den Anfang des Taues gibt, das einem der Blöcke beigefügt wird. Wenn es p Rollen in jedem der Blöcke dann gibt, gibt es 2-Punkt-Teile für einen Block und 2p+1 für den anderen Block. Das bedeutet, ob der Block mit der Tau-Verhaftung für den bewegenden Block ausgewählt wird, dann wird der mechanische Vorteil von einem vergrößert. Diese Konfiguration verlangt, dass sich das ziehende Tau in derselben Richtung wie die Last bewegt.

Die Pistole-Ausrüstung, die Doppelte Ausrüstung und der Dreifache Kauf haben dieselbe Zahl von Rollen in beiden Blöcken, ein, zwei und drei, beziehungsweise.

Denken Sie zum Beispiel einen Block und Ausrüstung mit zwei Bündeln sowohl auf dem bewegenden Block als auch auf dem festen Block. Ein Block hat vier Linien, die seine Bündel durchbohren, und der andere Block hat auch vier Linien einschließlich des Teils der Linie, die wird zieht oder gezogen mit einer fünften Linie, die einem sicheren Punkt unterm Hammer beigefügt ist. Wenn der ziehende Teil aus dem festen Block kommt, werden der Block und die Ausrüstung einen mechanischen Vorteil vier haben. Wenn die Ausrüstung umgekehrt wird, so dass der ziehende Teil aus dem bewegenden Block kommt, ist der mechanische Vorteil jetzt fünf.

Im Diagramm rechts ist der mechanische Vorteil der gezeigten Ausrüstungen wie folgt:

• Pistole-Ausrüstung: 2
• Luvseite-Ausrüstung: 3
• Doppelte Ausrüstung: 4
• Gyn Ausrüstung: 5
• Dreifacher Kauf: 6

Reibung

Die Formel, die verwendet ist, um die Anstrengung zu finden, erforderlich, ein gegebenes Gewicht zu erheben, ist:

:

wo die Kraft ist, die auf den ziehenden Teil der Linie (die Eingangskraft) angewandt ist, ist das Gewicht der Last (die Produktionskraft), ist der ideale mechanische Vorteil des Systems (der dasselbe als die Zahl von Segmenten der Linie ist, die sich vom bewegenden Block ausstreckt), und die mechanische Leistungsfähigkeit des Systems ist (gleich einem für ein Ideal frictionless System; ein Bruchteil weniger als ein für wirkliche Systeme mit Energieverlusten wegen der Reibung und anderen Ursachen). Wenn die Zahl von Bündeln im Kauf ist, und es grob %-Verlust der Leistungsfähigkeit an jedem sheave wegen der Reibung, dann gibt:

:

Diese Annäherung ist für kleinere Werte genauer und. Eine genauere Schätzung der Leistungsfähigkeit ist durch den Gebrauch des sheave Reibungsfaktors, möglich (der vom Hersteller oder den veröffentlichten Tischen erreichbar sein kann). Die relevante Gleichung ist:

:

Typische Werte sind 1.04 für die Rolle, die Bündel und 1.09 für einfache tragende Bündel (mit der Seilklemme) trägt.

Die vergrößerte durch eine Ausrüstung erzeugte Kraft wird sowohl durch die vergrößerte Länge des Taues erforderlich als auch durch die Reibung im System ausgeglichen. Um einen Block und Ausrüstung mit einem mechanischen Vorteil 6 eine Entfernung von 1 Meter zu erheben, ist es notwendig, 6 Meter des Taues durch die Blöcke zu ziehen. Reibungsverluste bedeuten auch, dass es einen praktischen Punkt gibt, an dem der Vorteil, einen weiteren sheave hinzuzufügen, durch die zusätzliche Zunahme in der Reibung ausgeglichen wird, die verlangen würde, dass zusätzliche Kraft angewandt wird, um die Last zu heben. Zu viel Reibung kann auf die Ausrüstung hinauslaufen, die nicht die Last erlaubt, leicht veröffentlicht zu werden, oder durch die Verminderung der Kraft musste die Last bewegen, die ungenügend wird beurteilt, weil übermäßige Reibung ebenso überwunden werden muss.

Takelage von Methoden

Eine Ausrüstung kann sein

• "Streifen Sie zum Vorteil umher" - wo das Ziehen auf dem Tau in derselben Richtung wie das ist, in dem die Last bewegt werden soll. Der ziehende Teil wird vom bewegenden Block gezogen.
• "Streifen Sie zum Nachteil umher" - wo das Ziehen auf dem Tau in der entgegengesetzten Richtung dazu ist, in dem die Last bewegt werden soll. Der ziehende Teil wird vom festen Block gezogen.

Während das Umherziehen zum Vorteil der effizienteste Gebrauch der Ausrüstung ist und Mittel (Das Umherziehen zum Nachteil einfach einen zusätzlichen sheave hinzufügt, um die Richtung der ziehenden Linie zu ändern. Das ändert das Geschwindigkeitsverhältnis nicht, aber vergrößert Reibungsverluste), es gibt mehrere Situationen, in denen das Umherziehen zum Nachteil zum Beispiel wünschenswerter sein kann, wenn es sich von einem festen Punkt oben hebt. Dessen Entscheidung man verwendet, hängt von pragmatischen Rücksichten für die Gesamtergonomie des Arbeitens mit einer besonderen Situation ab.

Das Allgemeinwissen bevorzugt, dass ein Block und Ausrüstung "zum Vorteil umherstreifen." Jedoch, wenn die Last gegen den Ernst gezogen werden soll, dann gibt es einen Vorteil für reeving der Block und die Ausrüstung zum Nachteil, weil in diesem Fall das Gewicht der Person das Gewicht der Last ausgleichen kann. Andererseits, wenn die Last Parallele zum Boden gezogen werden soll, gibt es einen Vorteil für reeving der Block und die Ausrüstung zum Vorteil, weil die ziehende Kraft in der Richtung auf die Lastbewegung ist, die der Person erlaubt, Hindernisse zu führen. Es ist wichtig zu bemerken, dass der mechanische Vorteil verschieden ist, wenn der Block und die Ausrüstung sind, "streifen zum Vorteil umher", oder "streifen zum Nachteil umher." Der mechanische Vorteil wird immer ein größerer sein, wenn "zum Vorteil umherstreifen" als, wenn "zum Nachteil umherstreifen."

Mehr auf dem mechanischen Vorteil

Ein Block und Ausrüstung, wird durch den Gebrauch eines einzelnen dauernden Taues charakterisiert, um eine Spannungskraft um eine oder mehr Rollen zu übersenden, um eine Last---zu heben oder zu bewegen, das Tau kann eine leichte Linie oder ein starkes Kabel sein. Wenn Tau- und Rolle-System nicht zerstreut oder Energie versorgt, dann ist sein mechanischer Vorteil die Zahl von Teilen des Taues, die der Last folgen. Das kann wie folgt gezeigt werden.

Denken Sie den Satz von Rollen, die den bewegenden Block und die Teile des Taues bilden, die diesen Block unterstützen. Wenn es p dieser Teile des Taues gibt, das die Last W unterstützt, dann zeigt ein Kraft-Gleichgewicht auf dem bewegenden Block, dass die Spannung in jedem der Teile des Taues W/p sein muss. Das bedeutet, dass die Eingangskraft auf dem Tau T=W/p ist. So reduzieren der Block und die Ausrüstung die Eingangskraft durch den Faktor p.

Image:Polispasto2B.jpg|A Pistole-Ausrüstung hat eine einzelne Rolle sowohl in den festen als auch in bewegenden Blöcken mit zwei Tau-Teilen, die die Last W unterstützen.

Image:Pulley1a.svg|Separation der Rollen in der Pistole-Ausrüstung zeigen das Kraft-Gleichgewicht, das auf eine Tau-Spannung von W/2 hinausläuft.

Image:Polispasto4.jpg|A doppelte Ausrüstung hat zwei Rollen sowohl in den festen als auch in bewegenden Blöcken mit vier Tau-Teilen, die die Last W unterstützen.

Image:Pulley3a.svg|Separation der Rollen in der doppelten Ausrüstung zeigen das Kraft-Gleichgewicht, das auf eine Tau-Spannung von W/4 hinausläuft.

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Der mechanische Vorteil der Pistole-Ausrüstung kann durch das Austauschen des festen und das Bewegen von Blöcken vergrößert werden, so wird das Tau dem bewegenden Block beigefügt und das Tau in der Richtung auf die gehobene Last gezogen wird. In diesem Fall, wie man sagt, sind der Block und die Ausrüstung "streifen zum Vorteil umher." Diagramm 3 zeigt, dass jetzt drei Tau-Teile die Last W unterstützen, was bedeutet, dass die Spannung im Tau W/3 ist. So ist der mechanische Vorteil drei.

Durch das Hinzufügen einer Rolle zum festen Block einer Pistole-Ausrüstung wird die Richtung der ziehenden Kraft umgekehrt, obwohl der mechanische Vorteil dasselbe, Diagramm 3a bleibt. Das ist ein Beispiel der Luvseite-Ausrüstung.

Image:Pulley2.svg|Diagram 3: Die Pistole-Ausrüstung "streift zum Vorteil umher" ließ das Tau der bewegenden Rolle beifügen. Die Spannung im Tau ist W/3 das Nachgeben eines Vorteils drei.

Image:Pulley2a.svg|Diagram 3a: Die Luvseite-Ausrüstung fügt hinzu, dass eine feste Rolle "zum Nachteil umherstreift." Die Spannung im Tau bleibt W/3 das Nachgeben eines Vorteils drei.

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Siehe auch

• Block
• Kran
• Deadeye
• Dreifuß
• Zwei sechs heben hoch
• Der Hacken des Lastkraftwagenfahrers
• Winde
• Z-Schinderei
• Rettungstechniker: Betriebliche Bereitschaft für Rettungsversorger, die von Claire Merrick editiert sind u. a. veröffentlicht von Mosby, Inc., St. Louis, Missouri, 1998, Copyright, das durch das Maryland Feuer und Rettungsinstitut gehalten ist. Internationale Standardbuchnummer 0-8151-8390-9 Sieht Kapitel 4 und 5, p. 41 und ff.

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