Кіріспе
Дөңгелек – тартылған кабельдің қозғалуын және бағытын өзгертуге арналған дөңгелек. Механикалық тұжырым және құрылғы. Дөңгелек – бұл оське немесе білікке орналасқан дөңгелек, ол дөңгелектің үстінен өтетін тартылған кабельдің немесе белдіктің қозғалуын және бағытын өзгертуге, немесе өзі мен білік арасында қуатты беруге мүмкіндік береді. Шейп немесе дөңгелек – кабельді бағыттау немесе күш түсіру үшін рамамен немесе қабықшамен (блокпен) бекітілген осьті пайдаланатын дөңгелек. Дөңгелектің шетіндегі фланецтер арасында кабельді немесе белдікті орналастыру үшін ойықтар немесе ойықтар болуы мүмкін. Дөңгелек жүйесінің жұмыс істейтін элементі арқан, кабель, белдік немесе тізбек болуы мүмкін. Дөңгелектердің пайда болуының ең ерте дәлелдері Ежелгі Египеттің XII династиясына (б.з.д. 1991–1802 жж.) және Месопотамияның б.з.д. II мыңжылдығына дейін жетеді. Римдік Египетте Александриялық Герон (шамамен б.з.д. 10–70 жж.) дөңгелекті салмақ көтеру үшін қолданылатын алты қарапайым машинаның бірі деп атады. Дөңгелектер үлкен күштерді қолдану үшін механикалық артықшылықты қамтамасыз ету мақсатында блоктар мен тұтқалар құрастырылады. Дөңгелектер сондай-ақ, бір айналмалы біліктен екіншісіне қуат беру үшін белдік және тізбектік жетектің бөлігі ретінде жиналады. Плутархтың «Параллель өмірлер» атты еңбегінде Архимедтің күрделі дөңгелектер мен блок-тұтқа жүйесінің тиімділігін көрсеткен эпизоды баяндалған, ол осы жүйе арқылы толы жүктелген кемені су арқылы сырғанағандай өзіне қарай тартып алған.
the mechanical concept and device
A pulley is a wheel on an axle or shaft enabling a taut cable or belt passing over the wheel to move and change direction, or transfer power between itself and a shaft. A sheave or pulley wheel is a pulley using an axle supported by a frame or shell (block) to guide a cable or exert force. A pulley may have a groove or grooves between flanges around its circumference to locate the cable or belt. The drive element of a pulley system can be a rope, cable, belt, or chain. The earliest evidence of pulleys dates back to Ancient Egypt in the Twelfth Dynasty (1991–1802 BC) and Mesopotamia in the early 2nd millennium BC. In Roman Egypt, Hero of Alexandria (c. 10–70 AD) identified the pulley as one of six simple machines used to lift weights. Pulleys are assembled to form a block and tackle in order to provide mechanical advantage to apply large forces. Pulleys are also assembled as part of belt and chain drives in order to transmit power from one rotating shaft to another. Plutarch's Parallel Lives recounts a scene where Archimedes proved the effectiveness of compound pulleys and the block and tackle system by using one to pull a fully laden ship towards him as if it was gliding through water.
Арқан және шкилер жүйелері
Басты бармағы тік тұр. 4 есе артықшылық беретін күшті күшейткіш жүйесі бар көтеру құрылғысы. Бір бекітілген шкив көтеру құрылғысына орнатылған. Екі жылжымалы шкив (біріктірілген) ілгекке бекітілген. Арқанның бір ұшы кранның қаңқасына, екінші ұшы жеңілдеткішке бекітілген. Арқан мен шкив жүйесі – яғни, блок және тарту құрылғысы – бір немесе бірнеше шкивтердің айналасында жүктеме көтеру немесе жылжыту үшін үздіксіз кернеу күшін беру үшін пайдаланылатын арқанмен сипатталады. Арқан жеңіл жіп немесе берік кабель болуы мүмкін. Бұл жүйе Ренессанс ғалымдары анықтаған қарапайым машиналар тізіміне енген. Егер арқан мен шкив жүйесі энергияны ысыраптамаса немесе сақтамаса, онда оның механикалық артықшылығы жүктемеге әсер ететін арқан бөліктерінің санына тең болады. Бұны былай көрсетуге болады. Жылжымалы блокты құрайтын шкивтерді және осы блокты ұстап тұратын арқан бөліктерін қарастырайық. Егер жүктеме W-ны ұстап тұратын арқан бөліктерінің саны p болса, онда жылжымалы блокқа күштердің тепе-теңдігі арқанның әр бөлігіндегі кернеу W/p-ға тең болуы керек екенін көрсетеді. Бұл арқанға түсетін күш T=W/p екенін білдіреді. Осылайша, блок және тарту құрылғысы кіріс күшін p есеге дейін азайтады.
Белгілер мен шкивтер жүйелері
Белбеу-шкив жүйесі – белбеуде екі немесе одан көп шкивтердің болуымен сипатталады. Бұл механикалық қуатты, айналу моментін және жылдамдықты осьтер арқылы беруге мүмкіндік береді. Егер шкивтердің диаметрлері әртүрлі болса, механикалық артықшылыққа қол жеткізіледі. Белбеу жетегі тізбекті жетегіне ұқсас; алайда, шкив тегіс болуы мүмкін (тізбек шынжырламасы, тісті дөңгелек немесе синхронды белбеудегідей дискретті байланысқан элементтері болмайды), сондықтан механикалық артықшылық тек шкивтердің диаметріне пропорционалды болады, ал тістердің қатынасына байланысты нақты анықталмайды. Драмды шкивтерде, ойықтары немесе жиектері болмаған жағдайда, шкив көбінесе жазық белбеуді ортасында ұстап тұру үшін сәл дөңгелек болып жасалады. Оны кейде "тақтайланған шкив" деп те атайды. Бұрын зауыттардағы желілік біліктерде кеңінен қолданылған болса да, бұл типтегі шкивтер вертикальды шаңсорғыштарда, белбеулі шлифовкалау машиналарында және ленталы араларда айналатын щетканы қозғалтады. 1950 жылдардың басына дейін жасалған ауыл шаруашылығы тракторларында әдетте жазық белбеу үшін шкив болған (содан "Белбеу шкив" журналы аталған). Олардың орнына пайдаланудың әмбебаптығы жоғарырақ механизмдер келді, мысалы, қуат алынысы және гидравлика. Шкивтердің диаметрлері, дәл осылай тісті дөңгелектердің диаметрлері (соответственно, тістерінің саны) беріліс қатынасын, жылдамдықтың өсуін немесе төмендеуін және олардың бере алатын механикалық артықшылығын анықтайды. Конустық және сатылы шкивтер (бірдей принцип бойынша жұмыс істейді, бірақ атаулары тиісінше жазық белбеулерге және V-белбеулерге қатысты қолданылады) – қажет болған жағдайда ауыстырылатын белбеу-шкив жүйесінде бірнеше жетегіш қатынастарды қамтамасыз етудің бір жолы, дәл осы функцияны ауыстырылатын беріліс жүйесі арқылы орындайды. V-белбеулі сатылы шкивтер бұрғылау станоктарында білдектің жылдамдығын өзгертудің ең көп таралған тәсілі болып табылады. Белбеулер мен шкивтерде үйкеліс ең маңызды күштердің бірі болып табылады. Белбеулер мен шкивтерді пайдаланудың кейбір жағдайларында ерекше бұрыштар пайда болады (белбеудің дұрыс бағытта жүрмей қалуына және шкивтен сығуға әкелуі мүмкін) немесе белбеудің тартылуы төмендеп, белбеудің қажетсіз тозуына себеп болады. Бұл мәселені шешу үшін шкивтер кейде лагталды. Лагтау – бұл шкив қабығына жабылатын, әртүрлі текстуралы өрнектерге ие қаптама, қабық немесе тозуға төзімді бетті сипаттау үшін қолданылатын термин. Лагтау көбінесе алмастырылатын тозу бетін қамтамасыз ету арқылы қабықтың қызмет ету мерзімін ұзарту немесе белбеу мен шкив арасындағы үйкелісті жақсарту үшін қолданылады. Атап айтқанда, жетегіш шкивтер осы себепті резеңкемен лагталады (резеңке үйкеліс қабатымен жабылады).