Én csak szalmabáb vagyok ebben a történetben. Viszont nekem nem gond okosabb emberektől kérdezni.
Elvégre nem érthetek mindenhez is.
A probléma ott van, hogy valaki meglátott egy olcsóbb megoldást.
Kénytelen vagyok elmondani egy régi viccet, amit a munkavédelem előadótól hallottam még az egyetemen.
X megbetegszik és megállapítják, hogy meg kell operálni. Kérdezi, hogy mibe kerül. 1000 korona. Visszakérdez, hogy olcsóbb műtét nincs? Van, 500 korona. És mi a különbség? 1000 koronáért régi orvosok új műszerekkel, 500 koronáért új orvosok régi műszerekkel. Lehet választani.
Korrektebb megoldás is létezik elvileg. De ahhoz az emelőművet át kellene tervezni.
Na ez az. Ezt az egy utóbbi mondatot kellene megértetni valakivel, aki kompetens, nem impotens.
(Beleértve, hogy ahhoz szakembert vegyenek igénybe, ne indexfórumot - bár éppenséggel ami azt illeti, ilyesmit eleve csak szekember tervezhet és minősíthet, szóval valahol valaki csak tehet valamiről.)
Az alakváltozást úgy méretezik, hogy a méréshatárnál 0.1% legyen a relatív megnyúlás (valamelyik alkatrész meghatározott pontján).
A túlterhelésgátló feladata, hogy ne szakadjon le a daru. Itt az a probléma, hogy egyrészt a védelem nem kapcsolt le a próbaterhelésnél, és még el is tört. Korrektebb megoldás is létezik elvileg. De ahhoz az emelőművet át kellene tervezni. (Nem minden országban kötelező túlterhelésgátlóval ellátni. Nálunk is csak egy bizonyos emelőképesség felett.)
Azt én sem tudom, hogy engem miért kevertek bele az ügybe.
Mindenesetre van itt egy érdekes kérdés:
A kötelet függőlegesen húzza a súly, megpróbáljuk merőleges erővel megtartani.
Ezt tényleg kipróbáltam. De az emeléshez és a süllyestéshez nagyon különböző erő kellett, vagyis a súrlódást nem lehet elhanyagolni. (Görgő nem volt, nem találtam.) Tegyük fel, hogy nincs súrlódás. A két "elsődleges" erőn kívül kell legyen egy harmadik. Mivek a kötél el tud mozdulni, végtelenhez tartó erők nem lépnek fel. Remélem, hogy a szakemberek tudnak vele kezdeni valamit, mert nekem most kezd elegem lenni belőle. Ja és persze figyelembe kell venni azt is, hogy a kötél és a görgő porosodik majd használat közben. Lesz még ezzel gond...
A miénkről még nincs kép, de annak a görgője sokkal kisebb. A vicc meg az, hogy az üzemeltetőnél sem gépészmérnök számolgat. Mondjuk azt már a görgőtlennél javasoltam, hogy nagyobb legyen a rádiusz a felfekvő felületeken, hogy a kötél ne törjön meg.
"Persze a görgő átmérőjét a kötél átmérőjéhez kellene igazítani."
Persze, miden kötélátmérőhöz tartozik egy minimális görgőátmérő (kötélcsiga átmérő) , de ez csak a fáradásos törés elkerülését célozza. Nektek a mérés pontossága céljából (vagyis hogy a csiga csapágyán elkerülhetetlen tapadási súrlódás minél kisebb kötélerő eltérést okozzon a csiga alatti és feletti szakasz között), a legnagyobb csigaátmérőt kellene alkalmaznotok, ami csak elfér. Hogy minél nagyobb legyen az arány a csiga sugara és a csapágy sugara között.
Lassan rátérhetnénk arra, hogy igazából mi a fene pontosan a feladat, mert Atwoodtól Gaussig már többen forognak a sírjukban, anélkül, hogy tudnák, mit akarsz tőlük.
Kötélerőt kell mérni, emelt tárgy deformációját kell mérni a levegőben (minek is...?), gerendadeformációt kell mérni, emelőszerkezet típushibáját kell felfedni, a statika alaptörvényeit kell megcáfolni, ... mi a fene a probléma, mi a feladat és mi az elképzelt megoldás?
A hidraulika szabályozószelep szokott leragadni. Erre mondta egy szakértő, hogy jobb gépeknél a szelepet nagyfrekvenciával rezgetik a munkapont körül, azzal szüntetik meg a tapadási súrlódást. Itt is lehetne a görgőket rezegtetni tengelyirányban. De például a nyomásmérő padon a dugattyút forgatják, mert a mozgásra merőlegesen nincs súrlódás, mint a gépkocsiknál a tapadási kör. Kanyarodás közben fékezni csak korlátozott mértékben lehet.
Görgőt nem sikerült ma szereznem a kísérlethez. Megpróbáltam megmérni a függőleges és az egyéb irányú erők viszonyát. De a súrlódás túlságosan nagy volt.
Tulajdonképpen amit délután rajzoltam Móricka ábrákat, elnevezném Atwood-paradoxonnak.
Legyen a súly a függőleges kötélágon, a másik pedig felfelé 45 fok. Nyugalmi helyzet. (Emelés közben külön vizsgálandó.)
A forgató nyomaték egy érdekes érv. De az tény, hogy amikor a kötél nem mozog, akkor a görgő sem forog.
Nem igazán értem, de a délutáni szakmai vitában ilyesmi fel sem merült. (Engem ma nem kérdeztek, szerencsére.)
Persze a kötél nyúlásával is kell számolni. (A tágulás nem mozgás?) A görgőtlen változaton huzagolás-szerű kopás nyomok vannak. Nyúlik és egyenesedik a kötél.
Tehát van egy függőleges súlyerő. Aztán 45 fokban felfelé egy ismeretlen erő. Egyelőre tekintsük ismeretlennek.
Most kezdem kapisgálni, hogy a súly egy részét a görgő viseli. A fene tudja.
Próbálok holnap görgőt szerezni és méricskélni.
Fokozhatjuk tovább az izgalmakat, legyen a szabad kötélvég vízszintes.
Elakadtam. (Szerencsére nem nekem kell megoldani. Csak belekeveredtem a korpa közé.)
Viszont az egészet tekinthetjük (összenyomhatatlan) erőfolyadéknak, amire alkalmazzuk a Gauss-tételt egy tetszőleges zárt felületre. Mint amikor két golyó ütközésénél sem kell feltétlenül ismernünk a deformáció időfüggvényét. Ha az ütközési zónán kívül vesszük fel a zárt felületet, egyszerűen a lendület megmarad. Ugyanezt el lehet játszani az erőfolyadékkal.
Azt viszont még a súrlódáson kívül nem lehet figyelmen kívül hagyni, hogy a kötél *görbül/egyenesedik, a felfekvésnél kilapul. És bizonyos mértékig a görgőket rögzítő szerkezet is deformálódik. Ha merev lenne, a strain gauge lófülét se mérne. *Persze a görgő átmérőjét a kötél átmérőjéhez kellene igazítani.
A mechanikus résfalak markológépeinek van ennyire nyilt szögű görgős szerkezete.
Kb. 40 méterig képesek lásni , kb. 2700mm szélesre nyilik ki a markolókanál szája és 400- 600-800-1000 mély, a súlyától lefele halad az árokba, amikor a daru meghúzza, olyat harap, hogy néha a sziklát is eltőri. Egy 5-6 méter magass szerkezet van felakasztva a darura, hogy függőlegesek maradjanak az árok falai. A daru kábele a felső görgő házát húzza meg.
"Csak ezzel az a baj, hogy a strain gauge a gerendán kellene legyen. Minden egyes megemelt darabon.
A görgőkkel ezt el lehet kerülni. Elvileg lehetne mérni a felső görgőre ható függőleges erőt is. A tervező nem így tervezte."
Ha a görgők csapágyainál nulla volna a tapadási súrlódás, akkor, a rézsútos kötélszakaszon ugyanakkora erő hatna, mint a függőlegesen. De hát a tapadási súrlódás az ennyire kicsi tengelyátmérők (tehát kicsi érintkező felületek) esetén sokkal-sokkal nagyobb lehet, mint amit acél-acél, vagy acél-bronz felületpárnál mozgási súrlódásként megszoktunk (0.1 - 0,05). Az bizony könnyen eléri az 1 értéket, vagy még nagyobbat. Ennél az mérőeszköznél pedig láthatóan nem számoltak ezzel, úgy voltak vele, hogy arra a kicsi terhelésre, amit azokra a csapágyakra vélelmeztek, bőven elég az a felület. Ez az eszköz így alkalmatlan a mérésre, legfeljebb azzal lehetne kicsit megbízhatóbbá tenni, ha mérés közben kalapáccsal ütögetnétek, hogy kevésbé tudjon betapadni.
Ugyanez okból szoktak a közönséges mérlegek emelőkarjai ékalátámasztáson billenni, nem pedig elforduló csapágyakon. Nektek is ékekkel kellene helyettesítenetek a görgőket.
Elmondok egy idevágó tapasztalatot. Egy vitorláshajó 2,7 tonnás tőkesúlyát akarta valaki leszerelni, hogy újratömítse az illesztésnél. Mind a 12 függőleges csavarról leszedte az anyákat, mégse huppant le. Gondolta, hogy ennyire tapad a vízszintes illesztésben lévő szilikontömítés, nagy nehezen kiműtötte hát onnan egy résfűrésszel. De még ezután se mozdult. Csak 4db. 5 tonnás hidraulikus emelővel sikerül lehúznia, akkor derült ki, hogy a csavarok nem egészen párhuzamosak, hanem 2-3 fokra eltérnek egymástól. S az ebből adódó oldalerők okoztak ilyen hatalmas tapadási súrlódást a függőleges furatokban.
Itt van a két említett változat, a görgők tengelyeit tartó blokk egyensúlyi erőrendszerével, erőléptékkel, korrekt geometriával.
Ha az alfa szöget erőteljesen növeljük, akkor az alsó görgők egyre nagyobb és a függőlegeshez egyre közelebbi szöget bezáró erőket vesznek fel, ezzel egyidejűleg a felső görgőn a 2Fcos(alfa) egyre csökken. De ehhez, ismétlem, kellenek a görgők, mert különben ott nem lehet függőleges összetevő.
Értsünk már szót. A hegesztett görgő nem görgő. Ez ennyire egyszerű.
Ha egyszer a kötélen kívül nincs más, ami felvegye a teher függőleges komponensét, akkor a kötélerő pesze hogy a végtelenhez tart. De ha görgőid vannak és azokon átvetett kötél tartja a súlyt, akkor annak (adott esetben nem is kicsi) hányadát a görgőket tartó elem fogja felvenni és "továbbítani" a daruhorognak vagy akárminek.
Egy példa: legyen mondjuk a felfüggesztett teher súlya 20 kN. Ekkor a felfüggesztő erő 20 kN, a kötélerő 10 kN.
(jelölések a korábbi ábrámon.)
Ha alfa mondjuk 10°, akkor a függőleges komponensek: a felső görgőn 20*cos(10°) = 19,696 kN, az F1 erő 20*sin(5°) = 1,743 kN, ennek függőleges komponense 1,743*sin(5°) = 0,152 kN, a függőleges eredő így 20 - (19,696+2*0,152) = 0 kN, ahogy kell.
Ha most alfa = 80°, akkor a függőleges komponensek: a felső görgőn 20*cos(80°) = 3,473 kN, az F1 erő 20*sin(40°) = 12,856 kN, ennek függőleges komponense 12,856*sin(40°) = 8,2635 kN, a
függőleges eredő így 20 - (3,473+2*8,2635) = 0 kN, ahogy kell.
A látványos különbség a két helyzet közt, hogy mivel utóbbi esetben a kötél két ága közti szögfelező sokkal meredekebb, a kötél sokkal erőteljesebben nyomja lefelé az alsó görgőket és így a teher jelentős részét végül az (alsó görgők tengelyeit hordozó) tartóblokk veszi fel.
Az utóbbi ábráidon ("hegesztett" görgő és kötél) a két kötélvég között csak egymás felé mutató erők tudnak ébredni. Ha görgőkön veted át, akkor nem csak ilyenek ébrednek!
Az ábrám bal felső részén a tartó blokkra ható erők egyensúlyát látod. Az alsó görgőkre NEM csak vízszintes erő hat, ezért lesz különbség a tartó blokkban 2Fcos(alfa) és a felfüggesztő 2F között.
Az alsó görgők egyensúlyának ábráján feltüntettem a ferde erő nagyságát és szögét. Minél nagyobb az alfa (minél saseleméresebb a szög), annál nagyobb lesz az F1 erő ÉS annál meredekebb lesz a vízszinteshez képest (ezzel együtt a tartó blokk egyensúlyában a 2Fcos(alfa) csökken), ezért tud az F állandó maradni.
