Расчет талей

При подъеме тяжестей талями выигрыш в силе (тео­ретически) зависит от числа шкивов в обоих блоках или от числа лопарей (не считая ходового), па которых ви­сит груз. Например, если число шкивов в талях равно двум, то и сила выигрывается вдвое; если число шкивов равно трем, то сила выигрывается втрое и т. д. Другими словами, если груз висит на талях, например с двумя одношкивными блоками, то для удержания его в равно­весии к ходовому лопарю талей нужно приложить силу* W

 

 

 

Рис. 25

вдвое меньшую, т. е. w/2, где w — груз.

При тяге снастей талями выигрыш в силе (теоретиче­ски) равен числу шкивов +1. Например (рис. 25), если шкивов два, то сила выигрывается в три ра­за (2+1), если шкивов три, то сила выигры­вается в четыре рази (3+1) и т. д.

Разберем, как и во сколько раз происходит выигрыш в силе при ра­боте талями. Возьмем гордень. Шкив блока, вращающийся вокруг центра, через который проходит нагель, можно рассматривать как ры­чаги (плечи) весов. Чтобы удержать груз Р, привязанный к коренному концу горденя, необходимо приложить к хо­довому его концу равную силу. Если она будет меньше, груз будет опускаться (травиться), если больше— подниматься. Будет происходить то же, что и с чашками весов.

Теперь предположим, что для подъема груза приме­нены рифтали. Груз подвешен здесь на двух лопарях, и на каждый лопарь действует теперь сила, равная 1/2 Р. Следовательно, к ходовому лопарю необходимо прило­жить силу, с которой груз давит на один лопарь, т. е. 1/2 Р. Таким образом, применяя эти тали, мы (рис. 26 а) выиграли в силе в два раза.

Теперь возьмем хват-тали. Здесь груз Р висит на трех лопарях (рис. 26 б). Следовательно, на каждый из лопарей действует сила, равная 1/3Р, а весь груз уравно­вешивается приложением к ходовому лопарю силы (гру­за) также 1/3Р. В этом случае происходит выигрыш в силе в три раза. Одновременно на гак верхнего блока хват-талей действует сила Р + 1/3Р, т. е. меньшая, чем при работе с риф-талями (Р + ¹/₂ Р), и гораздо меньшая, чем в случае подъема той же тяжести горденем (Р + Р)-Чем больше количество лопарей, тем меньшую нагрузку испытывает гак верхнего блока талей.

 

Рис. 26

Таким образом, выигрыш в силе зависит от количе­ства лопарей (кроме ходового) у подвижного блока.

Предположим, что этими же хват-талями мы не под­нимаем груз, а тянем какую-либо снасть, например то­пенант. Подвижным блоком будет верхний (с четырьмя лопарями). Следовательно, и выигрыш в силе будет в че­тыре раза, а не в три, когда подвижным блоком был ниж­ний, с тремя лопарями. При тяге снастей сила выигрывается в большее количество раз, чем при подъеме тя­жестей.

При тяге снастей тяга ходового лопаря талей направ­лена вниз и подвижной блок также идет вниз. При подъеме тяжестей тяга ходового лопаря также направлена вниз, а подвижной блок с тяжестью идет вверх. Отсюда сле­дует, что больший выигрыш в силе получается тогда, ко­гда подвижной блок перемещается в ту сторону, в какую направлена тяга.

Вот почему при перемещении грузов в горизонталь­ном направлении выгоднее закладывать тали так, чтобы тяга их была направлена в ту сторону, в какую требует­ся переместить груз.

Фактический выигрыш в силе при пользовании таля­ми несколько меньше теоретического, так как к той силе, которая требуется для удержания груза в равновесии, необходимо приложить еще некоторую силу, потребную на преодоление трения в блоках и жесткости лопарей. При этом, чем новее лопарь, тем сопротивление (а отсю­да и потери в силе) больше.

Когда тали находятся в состоянии покоя, вес подве­шенного к ним груза распределяется равномерно на все лопари и каждый из них испытывает одинаковое напря­жение. При подъеме груза наименьшее сопротивление испытывает коренной лопарь талей. Следующий за ним.лопарь будет испытывать такое же напряжение плюс трение одного шкива, третий лопарь будет испытывать то же напряжение плюс трение двух шкивов и т. д. От­сюда видно, что наибольшее напряжение при выбирании талей приходится на ходовой лопарь и наименьшее — на коренной лопарь. При потравливании талей напряжение распределяется наоборот.

Величина трения всегда пропорциональна весу подни­маемого груза. Практически величина трения принимает­ся равной 0,1 веса поднимаемого груза на каждый шкив. Это значит, что если вес поднимаемого груза w, а число шкивов п, то общее напряжение всех лопарей будет

w + w, иначе говоря, вес поднимаемого груза будет как бы увеличен на 0,1 произведения веса груза на число шкивов.

Таким образом, при подъеме груза w талями с двумя одношкивными блоками к ходовому лопарю надо приложить силу не , а т. е. силу несколько больше половины веса поднимаемого груза.

Все сказанное может быть сведено к следующим двум положениям:

1) неподвижные блоки не дают выигрыша в силе, а служат исключительно для удобного направления лопа­ря; выигрыш в силе достигается лишь подвижными бло­ками, т. е. блоками, скрепленными с поднимаемой тяже­стью;

2) сила, которая должна быть приложена к ходовому лопарю, чтобы тали были в равновесии, равняется весу поднимаемого груза, разделенному на число лопарей под­вижного блока. Чтобы талями поднять груз, нужна сила, равная весу поднимаемого груза, деленному на число лопарей подвижного блока, плюс сила, необходимая для преодоления трения во всех шкивах.