Engineering
Koło zapadkowe i zapadka
Poruszaj dźwignią, a ładunek wspina się ząb po zębie: zapadka napędowa pcha ząb do przodu, zapadka blokująca przeskakuje z terkotem po zębach i zatrzymuje koło, gdy dźwignia wraca. Zatrzymaj dźwignię: ładunek stoi. Podnieś zapadki i pozwól ładunkowi opaść, potem je opuść i obserwuj uderzenie.
Co się dzieje
Koło zapadkowe o 12 zębach piłowych obraca się na wale razem z bębnem o promieniu 0,12 m; na bęben nawinięta jest lina ładunku o masie 20 kg. Dźwignia osadzona na tym samym wale niesie zapadkę napędową; zapadka blokująca wisi na sworzniu osadzonym w ramie. Sprężyny dociskają obie zapadki do zębów. W każdym ruchu roboczym zapadka napędowa pcha prostą ścianę zęba i podnosi ładunek o jeden ząb, r_d·2π/z = 62,8 mm, pokonując moment m·g·r_d = 23,5 N·m na dźwigni, a zapadka blokująca wspina się w tym czasie po grzbietach zębów i wpada do następnej luki między zębami. W ruchu powrotnym zapadka blokująca zaczepia o ścianę zęba i utrzymuje ładunek, a zapadka napędowa prześlizguje się wstecz po zębie. Koło może obracać się tylko w jedną stronę – nie dlatego, że coś zabrania obrotu w drugą, lecz dlatego, że ostrze zapadki opiera się o ścianę zęba.
Zatrzymaj dźwignię: ładunek stoi w miejscu. Podnieś obie zapadki: ładunek opada z przyspieszeniem m·g·r_d²/(I + m·r_d²) = 5,06 m/s², obracając koło. Opuść je z powrotem, a zapadka blokująca z uderzeniem zatrzymuje rozpędzone koło.
Model: sztywne koło, dźwignia, zapadki i ładunek; ostrza zapadek dotykają zarysu zębów przez jednostronne styki, a sprężyny zapadek to momenty na ich sworzniach; serwonapęd z ograniczeniem momentu porusza dźwignią. Bez tarcia.
Co wypróbować
Pozwól dźwigni pracować i licz zęby. Zatrzymaj ją, potem na chwilę podnieś zapadki i opuść je: odczytaj wartość uderzenia.
Równania modułu
Równania Δh = r_d·2π/z per stroke τ = m·g·r_d a = m·g·r_d²/(I + m·r_d²) (pawls lifted) W_lever = m·g·Δh + losses
