Hvordan virker remskiver?

Indledning

Simple maskiner blev udviklet af mennesker for at reducere den indsats, der var nødvendig for at udføre et bestemt arbejde. For at løfte en bestemt genstand af en vis vægt skal der påføres en lige stor kraft i modsat retning. For at løfte en kasse på 10 kg skal der f.eks. påføres en tilsvarende kraft på 10 kg i opadgående retning for at løfte en kasse på 10 kg. Dette er en smule trættende, da kraften skal anvendes mod tyngdekraften. Derfor blev remskiver opfundet som simple maskiner, der bruges til at løfte eller trække en genstand med mindre anstrengelse. Lad os diskutere processerne for, hvordan remskiver fungerer på en mere detaljeret måde.

Hvad er remskiver?

Remskiver betragtes som en af de grundlæggende simple maskiner, der er blevet opdaget, og som bruges til at løfte genstande. Den første brug af remskiver blev gjort af folk i de gamle egyptiske og mesopotamiske civilisationer. Remskiver består af en kombination af hjul/hjul, der er fastgjort til en aksel eller en aksel. Disse hjul er tykke og indeholder riller i den centrale del, så reb eller kabler kan bevæge sig frit rundt om dem uden modstand.

Billede: En enkelt remskive med et reb fastgjort med en aksel

Multipel remskiver er ofte placeret sammen i et enkelt system for at reducere den kraft, der bruges til at løfte eller trække en bestemt genstand. En forøgelse af antallet af remskiver reducerer den manuelle indsats, der kræves.

Billede: Flere remskiver placeret sammen for at reducere indsatsen

Som det fremgår af billedet ovenfor, reducerer flere remskiver den indsats, der kræves for at løfte en last. Lasten her har en vægt på 100 N, og den kraft, der skal påføres, er 33,5 N. Lad os gennemgå uddybede detaljer om, hvordan remskiver virker.

Hvordan virker remskiver?

Remskiver anvendes i flere sektorer af arbejder, der er forbundet med at løfte og trække visse genstande, der har øget masse eller vægt. Som navnet antyder, er Pulley blevet afledt af ordet Pull (træk). Som tidligere nævnt er remskiver fastgjort på en aksel i den centrale del af hjulet for at tillade fri cirkulær bevægelse omkring det. Hjulet har en rille i det, så et reb eller kabel kan placeres. Rebet eller kablet trækkes i den ene ende, således at lasten kan løftes eller flyttes i den ønskede retning. Lad os fokusere på nogle få systemer, hvor remskiver kan anvendes.

• Hvordan fungerer remskiver med ét hjul?

Systemer med ét hjul Remskiver indeholder kun brug af én remskive, som rebet er placeret omkring. I sådanne tilfælde er belastningen enten fastgjort i den ene ende af rebet, eller belastningen er fastgjort til remskivens aksel.

– Løft af en genstand ved hjælp af et hjul Remskivesystem (belastning fastgjort til rebet)

Billede: Single Fixed Pulley System

Som vist på billedet ovenfor er en belastning på 100 pund fastgjort til den ene ende af rebet. Rebet passerer gennem et enkelt hjulskivesystem og når frem til den anden side. Hvis en person løfter vægten manuelt, skal han/hun typisk udøve en kraft i opadgående retning (mod jordens tyngdekraft) for at løfte den. Dette vil være imod den tyngdekraft, der er til stede på Jorden. Ved hjælp af en remskive ændres den retning, som kraften påføres i, imidlertid. Som følge heraf reduceres den kraft, der kræves for at løfte genstanden (da kraften påføres mod Jorden). Hvis rebet trækkes 1 meter, løftes vægten også 1 meter, da rebets længde er fast.

Vigtig bemærkning: I tilfælde af en enkelt fastmonteret remskive er den spændingskraft, der virker på hele rebet, den samme som genstandens masse i Newton.

– Løft af en genstand ved hjælp af et hjul Remskivesystem (Last fastgjort til remskive)

Billede: Enkelt bevægeligt remskivesystem

En enkelt fastmonteret remskive har en mekanisk fordel på 1, fordi den påførte indsats (kraft) er lig med den løftede masse. I tilfælde af en enkelt bevægelig remskive er den mekaniske fordel imidlertid 2. Dette skyldes hovedsagelig, at den indsats (kraft), der skal udøves, er halvdelen af den masse, der skal løftes.

Der er ved en bevægelig remskive belastningen fastgjort til akslen eller akslen, og den ene ende af rebet eller kablet er fastgjort. Den anden ende af rebet trækkes i samme retning som vægten. Hele remskiven bevæger sig rundt om rebet, efterhånden som vægten løftes. Da den ene ende af rebet er fastgjort til en fast struktur, og remskiven hænger imellem, bærer begge sider af rebet belastningens kraft. Som følge heraf halveres genstandens masse, og der skal kun anvendes halv kraft for at løfte genstanden.

Vigtig bemærkning: I tilfælde af et bevægeligt remskivesystem er den spændingskraft, der virker på rebet i hver side, halvdelen af den masse, der løftes. Hvis der således løftes en genstand med en masse på “M”, er spændingen på hver side af rebet M/2.

• Hvordan fungerer to hjultromler?

Den øgede antal hjul i et trillesystem bidrager til at reducere den kraft, der kræves for at løfte lasten. Der opnås en mekanisk fordel ved en forøgelse af antallet af hjul i et remskivesystem. Den mekaniske fordel er forholdet mellem vægtmængden og antallet af sektioner, som tovet er opdelt i. En remskive med to hjul er normalt placeret i hovedsageligt én kombination, hvor den ene remskive er fast, og den anden remskive er bevægelig.

Billede: Tohjulet remskivesystem

Anvendelse af et remskivesystem med to hjul svarer næsten til anvendelse af en enkelt bevægelig remskive, da man opnår den samme mekaniske fordel. Der er dog to væsentlige forskelle i dette tilfælde:

• For det første påføres kraften nedad for at løfte en genstand opad. Dette er med til at ophæve den tyngdekraft, der virker på lasten.
• For det andet skal rebet trækkes 2x for at løfte en genstand med en afstand x for at løfte den. Dette skyldes hovedsagelig, at rebet nu er fordelt på de to remskivesystemer og har to træksektioner. Hver sektion af rebet skal flyttes for at kunne løfte vægten. En bevægelse på x afstand i hver sektion af rebet vil således løfte lasten med x afstand. For at bevæge begge tovsektioner med x afstand skal der trækkes i en tilsvarende længde på 2x dele af tovet.

• Hvordan fungerer firehjulede remskiver?

Billede: Firehjulet remskivesystem

Med et firehjulet remskivesystem er der en yderligere reduktion i den indsats, der kræves for at løfte en genstand. Dette skyldes hovedsagelig, at rebet er sløjfet fire gange rundt om remskivesystemet, idet der ses bort fra den frie ende, der trækkes nedad. Som følge heraf divideres genstandens masse eller den kraft, der virker nedad gennem lasten, med fire gange. Som følge heraf skal en person, der trækker i den frie ende af rebet, kun anvende en fjerdedel af den kraft, der skal bruges for at løfte genstanden. For at løfte genstanden i en afstand x skal personen på rebet imidlertid trække i en tilsvarende længde på 4x.

Slutning

Ruller er en af de mest udbredte simple maskiner i forskellige industrielle og mekaniske sektorer. Udviklingen med tiden har øget effektiviteten af remskiver. Design har gjort det muligt for folk at opnå den mekaniske fordel ved et system med fire remskiver ved kun at bruge to remskiver ved blot at øge antallet af riller i en enkelt remskive. Hvis du vil vide mere om, hvordan remskiver fungerer, kan du besøge hjemmesiden for Pulley India og få detaljerede oplysninger.