Fisika

Desain Mesin 101: Katrol dan Counterweight

Desain Mesin 101: Katrol dan Counterweight



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Katrol dan pemberat telah digunakan selama berabad-abad untuk mendapatkan keunggulan mekanis dalam mesin perang dan peralatan industri. Fisika di belakangnya cukup sederhana, tetapi kepentingannya adalah yang terpenting.

Di dunia modern kita, katrol dan pemberat digunakan dalam berbagai macam aplikasi. Menjadi insinyur seperti Anda, Anda mungkin menyadari bahwa setiap kali Anda menginjak lift, Anda melibatkan apa yang kemungkinan besar merupakan sistem katrol dan penyeimbang. Dalam hal desain mesin, katrol mungkin merupakan cara termudah untuk mendapatkan keuntungan mekanis. Cara umum lainnya untuk meningkatkan gaya keluaran dalam mekanika modern adalah tuas, yang fungsi katrolnya sangat mirip.

Dasar-dasar katrol

Tanpa masuk ke semua pengaturan katrol, pada intinya, katrol memiliki roda dan tali. Sebuah katrol dengan hanya satu roda tetap hanya membalikkan arah gaya masukan relatif terhadap massa yang ditarik. Dengan hanya satu roda, untuk mengangkat massa 100 kg, Anda harus menggunakan gaya setara 100 kg (1000 Newton) di ujung tali lainnya.

Ketika lebih banyak roda, atau balok, ditambahkan ke dalam mesin sederhana yaitu sistem katrol, Anda mendapatkan lebih banyak keuntungan mekanis. Dengan sistem 2 roda, Anda bisa mengangkat beban 100 kg hanya dengan mengerahkan 50 kg gaya yang setara dengan tali. Menghitung gaya masukan menjadi sedikit lebih rumit dengan semakin banyak blok yang Anda tambahkan serta melalui variasi penyiapan yang berbeda. Namun, sistem katrol yang paling kompleks sekalipun dapat dipahami dengan menjumlahkan panjang dari bentangan tali yang berbeda dan menghasilkan persamaan dari penurunan.

TERKAIT: 19 INOVASI TEKNIK MESIN YANG MEMBANTU MENENTUKAN MEKANIK HARI INI

Hal terpenting yang harus diingat adalah katrol bukanlah sistem ajaib yang hanya mengubah gaya kecil menjadi gaya yang lebih besar. Ini mungkin tampak benar jika Anda fokus pada masukan dan keluaran, tetapi massa dari apa yang diangkat selalu diterjemahkan ke dalam titik-titik tetap di mana katrol dipasang ke sistem kaku Anda. Daripada mengubah gaya, kita dapat mengatakan bahwa sistem katrol dan tali mengelola gaya untuk memaksimalkan berapa banyak massa yang dapat Anda angkat atau gerakkan.

Permainan sistem dengan pemberat

Sekarang setelah kita memiliki pemahaman dasar tentang sistem katrol, kita dapat menyelami sistem penyeimbang untuk mendapatkan lebih banyak keuntungan mekanis dalam desain mesin. Counterweight digunakan dalam sistem katrol, seperti elevator, serta sistem tuas, seperti derek. Dalam hal penyeimbang derek, ini semua tentang momen. Untuk menjaga agar lengan derek tetap kaku saat mengangkat massa 100 kg yang berjarak 10 m dari titik tumpu, Anda memerlukan penyeimbang 1000 kg 1 m dari titik tumpu di sisi lain untuk menstabilkan lengan derek. Pada crane, counterweight biasanya mempertahankan massa yang konstan, jadi untuk menyesuaikan beban yang berbeda, counterweight biasanya memiliki kemampuan untuk digerakkan menyesuaikan momen. Ini jelas merupakan penjelasan yang sangat mendasar tentang penyeimbang derek.

TERKAIT: ENGINEER MENEMUKAN PENGETAHUAN TERSEMBUNYI DAVINCI TENTANG FRICTION

Dalam hal sistem katrol, penyeimbang hanya membantu menerapkan gaya masukan untuk mengangkat suatu benda. Cara termudah untuk mendemonstrasikan ini adalah dengan melihat sistem elevator. Pada elevator tipikal, ada pemberat penyeimbang yang dipasang di ujung lain sistem katrol yang setara dengan kira-kira bobot mobil pada beban 50%. Counterweight tidak melakukan semua pekerjaan pada elevator modern, tetapi membantu menstabilkan sistem dan mengurangi beban pada motor elevator.

Dengan asumsi mobil elevator dibebani 25% dari kapasitasnya, semua yang perlu dilakukan motor adalah mengerem mobil elevator di lantai kanan (saat naik). Beban penyeimbang dalam lift juga berarti bahwa jika rem motor gagal, mobil akan diperlambat agar tidak jatuh secepat yang seharusnya. Sistem elevator secara keseluruhan sedikit lebih rumit daripada yang dijelaskan di sini, tetapi melihat pemberat, inilah inti dari fungsinya.

Jadi, melalui kombinasi katrol dan pemberat, kita dapat merancang mesin yang memberi kita keuntungan mekanis dan membuat pemindahan massa besar cukup mudah dengan gaya masukan yang kecil.

Informasi lebih lanjut tentang katrol

Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang perangkat mekanis sederhana ini, video di bawah membahas lebih detail, dengan alat bantu visual yang berguna.

Secara khusus, Destin dari Smarter Every Day membahas tentang jenis katrol yang disebut snatch block. Jenis katrol ini memungkinkan tali pengikat untuk dilalui dengan mudah, karena terbelah di tengah. Hal ini mencegah pengguna dari keharusan memasang tali atau rantai melalui mekanisme katrol saat mulai digunakan.

TERKAIT: APA FISIKA DI BALIK BOLA BOUNCING?

Apa kegunaan umum katrol yang pernah Anda lihat, atau mungkin, apa yang paling mengesankan?


Tonton videonya: Drill Press Table Counterweight System for Craftsman 150 (Agustus 2022).