Was ist eine Riemenscheibe?

Eine Riemenscheibe ist eine einfache Maschine, die in der Antike entwickelt wurde, aber immer noch die Grundlage vieler moderner Maschinen ist. Es ist im Wesentlichen ein Rad, durch das ein Seil oder eine andere Schnur gewickelt wird. Ein Ende des Seils ist normalerweise an einem Gewicht oder einer anderen Last verankert, und wenn am freien Ende gezogen wird – normalerweise von einer Person, aber möglicherweise auch von einer Maschine – ändert das Rad die Richtung der aufgebrachten Kraft und macht es viel einfacher Heben Sie das angebrachte Gewicht an. Diese Art von Werkzeug gibt es in einer Reihe verschiedener Größen und spezifischer Varianten, aber in fast allen Fällen ist das Ziel dasselbe, nämlich das Heben schwerer Gegenstände zu erleichtern und Energie effizienter zu kanalisieren.

Basiskomponenten

Ingenieure sprechen im Allgemeinen von „einfachen Maschinen“ in sechs verschiedenen Kategorien:schiefe Ebenen, Hebel, Schrauben, Keile, Räder und Achsen sowie Riemenscheiben. Alle bestehen aus einfachen, alltäglichen Komponenten und alle machen die Arbeit der Menschen auf die eine oder andere Weise einfacher. Flaschenzüge beschäftigen sich normalerweise hauptsächlich mit dem Heben und Bewegen großer Gegenstände.

In seiner einfachsten Form besteht dieses Werkzeug aus kaum mehr als einem Rad mit einer Rille. In der Rille verläuft ein Seil, Riemen oder Kabel. Dieser Mechanismus kann allein verwendet oder mit anderen in einem Flaschenzugsystem verbunden werden. Je mehr Rollen im System vorhanden sind, desto weniger Kraft wird zum Anheben des Objekts benötigt.

Systemtypen

Es gibt drei Grundtypen von Systemen:(1) fest, mit feststehender Achse; (2) beweglich, mit freier Achse; und (3) zusammengesetzte Achsen mit einer Kombination aus festen und beweglichen Achsen Bewegliche und zusammengesetzte Achsen neigen dazu, effizienter zu sein als feste Systeme, indem sie die Kraft vervielfachen.

Rad- und Seilwerkzeuge können auch in Kombination mit anderen Werkzeugen für spezifischere Zwecke verwendet werden. Ein Beispiel ist das sogenannte „Belt and Pulley System“. Dies sind in der Regel „geschlossene“ Systeme, bei denen mehrere Rillenräder durch einen kreisförmigen, verbundenen Riemen verbunden sind und eher für die Übertragung und Verstärkung von Energie als für die reine Hubkraft ausgelegt sind.

Lifting Advantage

Einer der größten Vorteile dieser Art von Maschine ist die Fähigkeit, schwere Gegenstände zu bewegen und Hebeenergie zu kanalisieren, ohne viel Kraft aufzuwenden. Im Allgemeinen gilt:Je schwerer das Objekt, desto mehr Kraft muss eine Person aufwenden, um es zu bewegen. Leiten Sie diese Energie ein Seil hinauf und um ein Rad herum – oder eine Reihe von Rädern, je nach Gewicht des Objekts &madash; kann die Gesamtanstrengung, die allgemein als „Hebevorteil“ bekannt ist, viel effizienter machen.

Beispielsweise muss eine Person normalerweise etwa 10 Pfund (4,5 Kilogramm) Kraft aufwenden, um ein Gewicht von 10 Pfund (4,5 kg) zu heben, und in den meisten Fällen muss diese Kraft in einer geraden Aufwärtsbewegung aufgebracht werden. Wenn das Gewicht an einer Rolle befestigt ist, muss die Person immer noch die gleiche Menge an gemessener Kraft ausüben, aber in Richtung es muss in Veränderungen ausgeübt werden. Einmal am Seilsystem befestigt, muss die Person herunter ziehen anstatt hoch zu heben . Dadurch werden das individuelle Körpergewicht und die Anstrengung effizienter genutzt.

Je mehr Räder in einem bestimmten System vorhanden sind, desto effizienter ist es wahrscheinlich. Wenn das Gewicht beispielsweise an zwei Systemen befestigt ist, muss die Person nur 5 Pfund (2,26 kg) Kraft aufwenden. Vier erfordern 2,5 (1,13 kg) Pfund Kraft und so weiter.

Häufige Beispiele

Diese Tools sind in vielen modernen Umgebungen zu finden. Aufzüge sind vielleicht eine der gebräuchlichsten:Obwohl sie von außen nicht sichtbar sind, helfen große Systeme aus sich drehenden Rädern und Kabeln, die Autos auf und ab zu bewegen. In den meisten Fällen werden diese von Computern gesteuert und eher mit mechanischen Mitteln als mit menschlicher Kraft angehoben, aber die Effizienz ist die gleiche. Viele Automotoren sind auch auf Riemensysteme angewiesen, um die Energieübertragung vom Motor zu den Radwellen und anderen beweglichen Teilen zu unterstützen. Segelboote verwenden sie häufig, um die Spannung in den Segeln zu kontrollieren, und sie sind auch in Kränen und anderen Maschinen üblich.