RADIAL LOAD: KUNG PAANO ITO KINAKALKULA, MALULUTAS ANG MGA EHERSISYO - PISIKAL - 2025

Ang pag- load ng radial ay ang puwersa na ipinagtayo patayo sa axis ng simetrya ng isang bagay na ang linya ng pagkilos na dumadaan sa axis. Halimbawa, ang isang sinturon sa isang kalo ay nagpapataw ng isang pag-load ng radial sa tindig o tindig ng baras ng pulley.

Sa Figure 1 ang dilaw na arrow ay kumakatawan sa mga puwersa ng radial o naglo-load sa mga shaft dahil sa pag-igting ng sinturon na dumadaan sa mga pulley.

Larawan 1. Pag-load ng radial sa mga goma ng mga pulley. Pinagmulan: ginawa ng sarili.

Ang yunit ng pagsukat para sa pag-load ng radial sa pandaigdigan o SI system ay ang Newton (N). Ngunit ang iba pang mga yunit ng lakas ay madalas ding ginagamit upang masukat ito, tulad ng kilogram-lakas (Kg-f) at ang pound-force (lb-f).

Paano ito kinakalkula?

Upang makalkula ang halaga ng pag-load ng radial sa mga elemento ng isang istraktura, dapat sundin ang mga sumusunod na hakbang:

- Gawin ang diagram ng mga puwersa sa bawat elemento.

- Ilapat ang mga equation na ginagarantiyahan ang balanse ng balanse; iyon ay, na ang kabuuan ng lahat ng mga puwersa ay zero.

- Isaalang-alang ang equation ng mga torque o sandali upang ang rotational equilibrium ay natutupad. Sa kasong ito ang kabuuan ng lahat ng mga torque ay dapat na zero.

- Kalkulahin ang mga puwersa upang makilala ang mga naglo-load na radial na kumikilos sa bawat isa sa mga elemento.

Malutas na ehersisyo

-Ehersisyo 1

Ang sumusunod na figure ay nagpapakita ng isang kalo na kung saan ang isang naka-tension na kalo ay pumasa sa pag-igting T. Ang pulley ay naka-mount sa isang baras na sinusuportahan ng dalawang mga gulong. Ang sentro ng isa sa kanila ay nasa layo na L ₁ mula sa gitna ng kalo. Sa kabilang dulo ay ang iba pang tindig, sa layo L ₂ .

Larawan 2. Pulley kung saan pumasa ang isang naka-tension na sinturon. Pinagmulan: ginawa ng sarili.

Alamin ang pag-load ng radial sa bawat isa sa mga bearings ng journal, na ipinapalagay na ang bigat ng bigas at bigas ay higit na mas mababa kaysa sa inilapat na stress.

Dalhin bilang halaga para sa pag-igting ng sinturon 100 kg-f at para sa mga distansya L ₁ = 1 m at L ₂ = 2 m.

Solusyon

Una, ang isang diagram ng mga puwersa na kumikilos sa baras ay ginawa.

Figure 3. Force diagram ng ehersisyo 1.

Ang pag-igting sa pulley ay T, ngunit ang pag-load ng radial sa baras sa posisyon ng pulley ay 2T. Ang bigat ng baras at kalo ay hindi isinasaalang-alang sapagkat ang pahayag ng problema ay nagsasabi sa amin na mas malaki ito kaysa sa pag-igting na inilapat sa sinturon.

Ang reaksyon ng radial ng mga sumusuporta sa baras ay sanhi ng mga puwersa ng radial o naglo-load ng T1 at T2. Ang mga distansya ng L1 at L2 mula sa mga suporta hanggang sa sentro ng kalo ay ipinapahiwatig din sa diagram.

Ang coordinate system ay ipinapakita din. Ang kabuuang metalikang kuwintas o sandali sa axis ay kinakalkula sa pagkuha bilang sentro ng pinagmulan ng sistema ng coordinate at magiging positibo sa direksyon ng Z.

Mga kondisyon ng balanse

Ngayon ang mga kondisyon ng balanse ay itinatag: kabuuan ng mga puwersa na katumbas ng zero at kabuuan ng mga torque na katumbas ng zero.

Mula sa pangalawang equation ang reaksyon ng radial sa axis sa suporta 2 (T ₂ ) ay nakuha, ang paghalili sa una at paglutas para sa reaksyon ng radial sa axis sa suporta 1 (T ₁ ) ay nakuha.

T ₁ = (2/3) T = 66.6 kg-f

At ang pag-load ng radial sa baras sa posisyon ng suporta 2 ay:

T ₂ = (4/3) T = 133.3 kg-f.

Mag-ehersisyo 2

Ang sumusunod na figure ay nagpapakita ng isang sistema na binubuo ng tatlong pulley A, B, C lahat ng parehong radius R. Ang mga pulley ay konektado sa pamamagitan ng isang sinturon na may tensiyon T.

Ang mga shaft A, B, C ay dumaan sa mga lubricated bearings. Ang paghihiwalay sa pagitan ng mga sentro ng axes A at B ay 4 na beses na radius R. Katulad nito, ang paghihiwalay sa pagitan ng mga axes B at C ay 4R din.

Alamin ang pag-load ng radial sa mga axes ng pulley A at B, sa pag-aakalang ang pag-igting ng sinturon ay 600N.

Larawan 4. Sistema ng pulley. Mag-ehersisyo 2. (Sariling pagsasaliksik)

Solusyon

Nagsisimula kami sa pamamagitan ng pagguhit ng isang diagram ng mga puwersa na kumikilos sa pulso A at sa B. Sa una mayroon kaming dalawang mga tensyon T ₁ at T ₂ , pati na rin ang puwersa F _A na ang mga tindig ay ipinapakita sa axis A ng kalo.

Katulad nito, sa pulley B mayroong mga tensyon T ₃ , T ₄ at ang puwersa F _B na ipinapakita ng mga tindig sa axis nito. Ang hugis ng bituin ng pag-load sa pulley baras A ay ang puwersa F _A at ang radial load sa ang puwersa F B ay ang _B .

Figure 5. Force diagram, ehersisyo 2. (Sariling pagpapaliwanag)

Dahil ang mga axes A, B, C ay bumubuo ng isang tatsulok na isorectangle, ang anggulo na ABC ay 45 °.

Ang lahat ng mga tensyon T ₁ , T ₂ , T ₃ , T _{4 na} ipinapakita sa figure ay may parehong modulus T, na ang pag-igting ng sinturon.

Kondisyon ng balanse para sa pulley A

Ngayon isusulat namin ang kondisyon ng balanse para sa pulso A, na walang iba kundi ang kabuuan ng lahat ng mga puwersa na kumikilos sa pulley A ay dapat na zero.

Ang paghihiwalay ng mga sangkap ng X at Y ng mga pwersa at pagdaragdag (vectorially) ang mga sumusunod na pares ng mga equation ng scalar ay nakuha:

F _{A X} -T = 0; F _{A Y} - T = 0

Ang mga equation na ito ay humantong sa sumusunod na pagkakapantay-pantay: F _AX = F _AY = T.

Samakatuwid, ang pag-load ng radial ay may lakas na ibinigay ng:

F _A = (T² + T²) ^1/2 = 2 ^1/2 ∙ T = 1.41 ∙ T = 848.5 N. na may direksyon ng 45 °.

Kundisyon ng balanse para sa kalo B

Katulad nito, isinusulat namin ang kondisyon ng balanse para sa pulley B. Para sa sangkap na X mayroon kami: F _{B X} + T + T ∙ Cos45 ° = 0

Y para sa sangkap Y: F _{B Y} + T ∙ Sen45 ° = 0

Kaya:

F _BX = - T (1 + 2 ^-1/2 ) at F _BY = -T ∙ 2 ^-1/2

Iyon ay, ang laki ng radial load sa pulley B ay:

F _B = ((1 + 2 ^-1/2 ) ² + 2 ^-1 ) ^1/2 ∙ T = 1.85 ∙ T = 1108.66 N at ang direksyon nito ay 135 °.

Mga Sanggunian

1. Beer F, Johnston E, DeWolf J, Mazurek, D. Mekanismo ng mga materyales. Ikalimang edisyon. 2010. Mc Graw Hill. 1-130.
2. Gere J, Goodno, B. Mekanismo ng mga materyales. Ika-walong edisyon. Pag-aaral ng Cengage. 4-220.
3. Giancoli, D. 2006. Pisika: Mga Prinsipyo na may Aplikasyon. 6 ^th Ed Prentice Hall. 238-242.
4. Hibbeler R. Mekanismo ng mga materyales. Ika-walong edisyon. Prentice Hall. 2011. 3-60.
5. Valera Negrete, J. 2005. Mga tala sa Pangkalahatang pisika. UNAM. 87-98.