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.
Lent és fent legyen egy-egy rögzített görgő. Fent a kötél folytatódik a rögzítési pontig, lent pedig rajta a súly.
A túloldalról egy erőmérővel kezdjük el húzni a kötelet oldalirányban.
Edzettebbek munka tétellel is számolhatnak. Betti?
(Nyilván az oldalirányú erő hatására a súly megemelkedik. Munkát kell végezni.)
Ha a görgőkhöz közel egy pontban ér hozzá a kötél, a súrlódást jó közelítéssel elhanyagolhatjuk, mert a kitevő nulla szög.
Ti azt feltételezitek, hogy a függőlegestől eltérő szakaszon a kötélben ugyanakkora erő ébred, mint a függőleges részen. Ebben sajnos nem vagyok biztos. A két támasztó görgő között függőleges erő is fog hatni. Tehát ti úgy gondoljátok, hogy a függőleges komponens eltérését ide lehet kiszámlázni.
3.) Az általad kiragadott ábrámon a felső görgő egyensúlya látható. Ha méltóztatsz az ábrám további részeit is megtekinteni, akkor kiderül, hogy a kötélben speciel mindvégig pontosan ugyanaz a (teher súlyának felével egyenlő) erő ébred.
1.) Arról volt szó, hogy szerinted a kötélben ébredő erő nem állandó. Nos de, az.
2.) Az ábrádon a kötélvégek NEM görgőn vannak átvetve. Te magad óbégattál, hogy a kötél "nincs odahegesztve" a görgőhöz. A legutóbbi ábrádon pontosan oda van hegesztve. Kurva nagy különbség. Tessen görgőn lelógatni, és beszélgessünk tovább.
