Что такое шкив: Виды шкивов

Виды шкивов

В данной статье говориться о разновидностях шкивов, какими они бывают и о том, что такое сам шкив.

Шкив — является колесом, у которого на окружности есть канавка или обод. Они нужны для перемещения по ремню от электрического двигателя. Назначение шкива: передать нагрузку с оси на ремень или же наоборот.

Ременная передача – это неподвижно зафиксированные два шкива с ремнем. Благодаря ремням нагрузка и вибрация на вал понижена, кроме того, посредством этого передается на различные расстояния перемещение между этими ремнями. Так получаются ременчатые передачи.
 

При помощи шкивов создается бесшумный плавный ход, к тому же их конструкция совсем незатейлива. На данный этап времени шкивы для электродвигателей стали очень популярны и востребованы, их применяют в разных производственных и промышленных областях.

 

Разновидности шкивов:

Клиновидные:

Это ручьевые шкивы, которые обычно находят применение в работе со стандартными ремнями. Могут быть с 1, 2, 3, 4, 5, 6 и даже 10 ручьями. Обычно используются для силового оборудования (передачи), в котором нет установленного обозначения. Они помогают ремню проскальзывать, если вдруг усилиться нагрузка. В этом случае ремень не порвется.

 

Зубчатые шкивы:

Этот тип применяют, если ремни имеют метрический шаг зуба или же для ремней с гетероцепными полимерами (полиуретан). Они не отличаются высокой износостойкостью, но предназначены для больших показателей мощности.

Шкивы ременные:

Они уменьшают вибрацию узлов, и как следствие, поломку узлов, а так же дают нешумный, плавный ход.

Клиновидные шкивы:

Самый популярный тип. Состоит из ведущего и ведомого шкива, а так же из клиновидных ремней вокруг шкива.

Вариаторные:

Имеют тот же принцип, что и ременная передача. Т.е. передают движение от двигателя к узлу с помощью ремня. Это механическая передача, которая имеет бесступенчатую регулировку.

Кроме этого есть еще плоские и поликлиновые шкивы. Они используются менее, чем другие. В любом случае, перед тем как продать любой шкив, он проходит отбалансировку. Используя шкивы, ощутимо экономятся средства на обслуживание и ремонт оборудования.

 

«Мир Привода» в своем ассортименте имеет различные виды шкивов. Все они отличного качества и имеют все надлежащие сертификаты. Покупайте только лицензированное оборудование у официального дилера.

ШКИВ — это… Что такое ШКИВ?

шкив — шкив, а и а, мн. ч. ы, ов …   Русский орфографический словарь

шкив — шкив/ …   Морфемно-орфографический словарь

ШКИВ — ШКИВ, шкива, муж. (голланд. schiff). Колесо, которое дает движение приводному ремню. Ременный шкив (для ременной передачи). Канатный шкив (для канатной передачи). Рабочий шкив. Холостой шкив. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

Шкив — для плоского ремня …   Википедия

ШКИВ — Колесо, приводимое в движение бесконечным ремнем. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ШКИВ колесо, приводимое в движение бесконечным ремнем. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка.… …   Словарь иностранных слов русского языка

шкив — а; мн. шкивы; м. [голл. schijf] Колесо, которое передаёт движение приводному ремню или канату. ◁ Шкивный, ая, ое. * * * шкив (от голл. schijf), деталь ремённой или канатной передачи, колесо, обод которого имеет цилиндрическую, бочкообразную или… …   Энциклопедический словарь

ШКИВ — ШКИВ, а, мн. ы, ов, муж. (спец.). Колесо с широким ободом, деталь ременной или канатной передачи. | прил. шкивный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

ШКИВ — муж. , мор. шкиф, аюша архан. кружек, колесцо, каток в блоке или вставленный на оси в проеме. Шкивная бороздка, по которой ходит снасть. Есть блоки одношкивные, двух и трех шкивные. | На Волге шкивом зовут блок (векошку, калитку), либо шпиль,… …   Толковый словарь Даля

ШКИВ — (Sheave, pulley) 1. Колесо, сидящее на валу и непосредственно принимающее или передающее усилие при помощи бесконечного ремня (или каната) с целью передачи движения с одного вала на другой. 2. Бакаутовое или медное колесо, насаженное на ось и… …   Морской словарь

шкив — ролик; колесо Словарь русских синонимов. шкив сущ., кол во синонимов: 1 • колесо (31) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

виды, размеры, как снять и поменять сальники на ВАЗ

Снятие шкива коленвала ВАЗа – достаточно сложная операция, особенно если вы делаете это впервые. При демонтаже особенно важно, чтобы не пострадал шпоночный паз. Использование специализированных механизмов поможет вам быстро выполнить замену – а если их нет, задачу можно выполнить другими методами. В этом обзоре речь пойдёт о демонтаже шкива коленвала и замене сальников на автомобиле ВАЗ.

Что такое шкив

Шкив коленвала – это вращающееся колесо, которое приводится в движение коленчатым валом. Именно от него зависит работа многих систем вашего автомобиля, получающих энергию, которая поступает от двигателя.

Знаете ли вы? Первые шкивы использовались на территории Месопотамии в 1500 г. до н. э. С их помощью поднимали вёдра с водой к царским садам. Ременная передача обеспечивалась виноградными лозами и верёвками.

Он приводит в действие генератор, газораспределительный механизм, кондиционер автомобиля и помпу. Если понадобилось установить новый сальник, вам нужно будет снять шкив. Демонтаж возможен и в случае повреждения самого шкива. Они могут быть очень разными, и в различных автомобилях имеются свои особенности этой детали.

Виды

Эпоха автомобилестроения знала разные по степени сложности автомобили и несколько независимых друг от друга конструкционных решений:

1. Коленвал со шкивом под клиновый ремень – это самый распространённый вариант в автомобилестроении. Им оснащались и оснащаются автобусы, легковые авто и грузовики. Главное преимущество этого типа – его универсальность: на него можно устанавливать не только оригинальный, но и другие типы ремней.
2. Другой тип – зубчатый. Именно он установлен в большинстве современных автомобилей. Чтобы надёжно совместить угол вращения распредвала с коленвалом, внешний обод колеса оснащён зубьями, а внутренняя поверхность ремня снабжается пазами. Если шкив эксплуатируют корректно, а ремни заменяют своевременно, он служит долго и не выходит из строя.
3. Следующий вид – демпферный. Данный тип применяется в микроавтобусах и авто с небольшой грузоподъёмностью. Демпфер – это резиновая прослойка, которая гасит колебания между внешним диском и внутренним механизмом. Это самый новый вид шкивов.

Ремни могут выходить из строя под влиянием погодных условий (резких перепадов температур), механических нагрузок и агрессивных сред. Поэтому при появлении дефектов вероятна замена шкива. Также замена понадобится, если вышли из строя сальники коленчатого вала (вы заметили утечку масла).

Важно! Течь масла возможна не только из-за сальника. Также возможны недостаточная вязкость или повышенная текучесть самого масла. Так происходит, если используемое масло не соответствует техническим условиям работы мотора.

Как снять шкив коленвала на ВАЗ

Конструкционно в автомобилях ВАЗ шкив крепится массивным болтом – именно его снятие может вызвать проблему. Сложность возникает из-за местонахождения болта: вам необходимо правильно расположить ключ и приложить силу, а это трудно.

И даже если вы это сделали, болт мог прикипеть, из-за чего снять его проблематично. Сильная заводская фиксация выполнена для того, чтобы воспрепятствовать самораскручиванию болта. В дальнейшем эксплуатация автомобиля может привести к ещё большей фиксации.

Откручивание трудно поддающихся болтов будет проще, если вы имеете под рукой технический аэрозоль WD-40. Спрей применяют для раскручивания заржавевших болтов, прикипевших и т. д.

Необходимые инструменты

Для снятия вам потребуются:

• упоры противооткатные;
• подъёмник;
• монтировки;
• набор гаечных ключей на 38 или 36 и на 10;
• отвёртки.

Работы проводятся на подъёмнике или в смотровой яме.

Важно! Прежде чем приступать к демонтажу, проверьте систему вентиляции картера. Если она загрязнена, то под действием избыточного давления газов даже исправный сальник начинает пропускать смазку.

Этапы работы

Чтобы приступить к демонтажу, устанавливаете ВАЗ на площадке для ремонта или над смотровой ямой и обездвиживаете авто.

1. Снимаете крышку, которая закрывает провода агрегатов, чтобы обеспечить доступ к тем деталям мотора, которые нужно заменить.
2. Ослабляете натяжение приводной цепи и снимаете всё, что может мешать: электрогенератор, ремень гидроусилителя руля.
3. Теперь нужно ослабить болт, который крепит шкив, с помощью стартёра. Для этого торцовый ключ на 36 или на 38 одевается на гайку с упором в стабилизатор и надёжно фиксируется. Резко поверните ключ зажигания – и пуск стартёра сорвёт гайку. Если с первого раза вам не удалось это сделать – выполните пуск стартёра снова.
4. Осталось просто открутить гайку.

Прежде чем демонтировать шкив:

1. Осуществляете демонтаж колеса.
2. Убираете блок воздушного фильтра и грязезащитный щиток.
3. Ослабляете гайку на генераторе.
4. Ослабляете гайку и болт натяжения ремня генератора.
5. Ослабляете и снимаете приводной ремень генератора.
6. Теперь шкив снимается достаточно просто, несколькими движениями. Он также может сниматься съёмным устройством. При снятии необходима осторожность, чтобы не повредить шпоночный паз. Неплотная посадка детали в пазе существенно ускорит её износ.

Замена сальника

Переходя к демонтажу и замене сальников, действуйте так:

1. Гаечным ключом №10 открутите все болты и гайки, которыми крепится к поддону крышка привода.
2. Теперь вместе с прокладкой снимите крышку привода.
3. Удалите остатки прокладки.
4. С крышки привода отвёрткой и бородком выбейте сальник с внутренней стороны.
5. Крышку привода обязательно надо вымыть. Для этого могут использоваться бензин или солярка.
6. Сальник смазывается сверху силиконовым герметиком.
7. Аккуратно вложите его на место и вдавите.
8. Лишний герметик с крышки и сальника удалите ветошью.
9. Крышку также необходимо протереть ветошью.
10. Теперь можно нанести фиксирующий герметик двумя способами – на крышку или на блок. Герметик на крышку по контуру наносят в том случае, если вы сразу же сможете установить её правильно; если у вас так не получится, то наносите герметик на блок.
11. Перед установкой протрите ветошью место установки; там не должны присутствовать остатки прокладки или загрязнения.
12. Поставьте крышку углом на поддон и оденьте её на место на направляющие шпильки.
13. Закрутите крышку, начиная с трёх поддонных болтов, а затем переходите к основным.
14. Болты не закручивайте сразу, просто наживите все, а затем закрутите.
15. Теперь вымойте шкив так же, как и крышку до этого.
16. Чтобы просто установить шкив, обратите внимание, где у вас шпонка на детали, и правильно центрируйте.
17. Шкив устанавливается подкручиванием.
18. Если он вдруг не садится на место – слегка открутите болты крышки, подтолкните деталь и затем закрутите обратно.

Видео: как снять шкив коленвала Теперь осталось установить все детали и механизмы на свои места. Прикручивая гайку на место, её можно посадить на слой герметика. Это делается для того, чтобы она не ослабла, если вы вдруг не очень сильно её закрутили.

Знаете ли вы? По сообщению Плутарха, Архимеду удалось перемещать целый корабль с находящимися на нём воинами при помощи сложной системы шкивов. Сейчас такие системы могут обеспечивать работу целого завода от одной турбины.

Таким образом, замена сальника не является особенно сложной. В чём вы сможете убедиться сами, если будете выполнять все действия аккуратно и последовательно.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

надежный привод систем и агрегатов двигателя

Шкив коленвала: надежный привод систем и агрегатов двигателя

В любом двигателе внутреннего сгорания привод основных и вспомогательных механизмов осуществляется от коленчатого вала с помощью шкива и ремня. О том, что такое шкив коленвала, какие его типы существуют, как он устроен и функционирует, а также о замене и ремонте шкива читайте в предложенной статье.

Назначение и роль шкива коленчатого вала

Любой двигатель внутреннего сгорания содержит несколько систем, для работы которых требуется источник механической энергии. К таким системам относится газораспределительный механизм, системы смазки и охлаждения, контактные системы зажигания с прерывателем-распределителем, системы подачи топлива и другие. Источником энергии для всех этих систем выступает коленчатый вал — именно от него отбирается часть крутящего момента, который используется для привода валов, насосов, генератора и других агрегатов. При этом в двигателе используется несколько отдельных приводов: ременной или цепной привод ГРМ и шестеренчатые приводы агрегатов. Здесь мы рассмотрим только ременные приводы, в состав которых входит шкив коленчатого вала.

Шкив коленвала — деталь ременного привода ГРМ и других вспомогательных механизмов двигателей внутреннего сгорания (как бензиновых, так и дизельных). Шкив располагается на носке (то есть, в передней части) коленчатого вала, с его помощью осуществляется привод распределительного вала (или валов), а также ряда агрегатов — жидкостного насоса (помпы), генератора, насоса ГУР, вентилятора охлаждения, компрессора кондиционера, компрессора пневматической системы и других.

Также шкив коленвала может выполнять две вспомогательные функции:

— Отслеживание угловой скорости и положения коленчатого вала с помощью соответствующего датчика;
— Демпфирование колебаний, возникающих при пуске/остановке двигателя и на переходных режимах.

В целом, шкив коленвала, несмотря на свою простоту и незаметность, является важной деталью любого современного двигателя. Сегодня существует большое разнообразие этих компонентов, и все они решают различные задачи.

Типы и конструктивные особенности шкивов коленвала

В двигателях используется два основных типа шкивов коленвалов, которые отличаются конструкцией и назначением:

— Ручейковые шкивы под клиноременную передачу;
— Зубчатые шкивы под зубчатый ремень.

Ручейковые шкивы — это классическое решение, которое используется на двигателях внутреннего сгорания с самого их появления. Внешняя поверхность такого шкива имеет один или несколько ручьев V-образной формы, в которые входит ремень соответствующей формы (клиновый или поликлиновый). Такие шкивы используются только в клиноременных передачах, в которых нет необходимости точной установки коленвала и агрегатов друг относительно друга. К таким передачам относятся привод водяной помпы, генератора, компрессора кондиционера, воздушного компрессора, вентилятора и насоса ГРМ.

Зубчатые шкивы — это современное решение, которое находит применение на двигателях последние два-три десятка лет. Такие шкивы используются в передачах с зубчатыми ремнями, которые заменяют цепной привод ГРМ. Зубчатые шкивы коленвала и агрегатов и соединяющий их зубчатый ремень обеспечивает определенное положение агрегатов друг относительно друга. В большинстве случаев зубчатый шкив используется для привода ГРМ и водяной помпы, а привод остальных агрегатов осуществляется отдельной клиноременной передачей.

Также существуют комбинированные шкивы, который представляют собой конструкцию из зубчатого и клинового (либо поликлинового) шкивов. Такие шкивы используются для привода ГРМ и ряда вспомогательных агрегатов двигателя. Клиновых/поликлиновых шкивов в такой конструкции может быть несколько (до четырех).

Все указанные шкивы по конструкции делятся на два типа:

— Цельнолитые/фрезерованные;
— Составные демпфированные.

Шкивы первого типа — это цельные детали, отлитые или выточенные из одного куска металла (чугуна или стали). Такие шкивы наиболее просты и дешевы, однако передают на агрегаты все колебания, возникающие при вращении коленчатого вала.

Шкивы второго тип являются составными, они состоят из ступицы и венца, соединенных через резиновое кольцо. За счет наличия резинового кольца осуществляется развязка ступицы и венца, поэтому возникающие при вращении коленвала колебания и вибрации ослабляются. Такие шкивы более тяжелы, сложны и дороги, однако это окупается лучшей надежностью и долговечностью всего ременного привода.

Также шкивы делятся на две группы по типу крепления:

— Крепление с помощью центрального болта и шпонки;
— Крепление на несколько (2-6) болтов.

В современных двигателях шкив коленчатого вала, особенно в случае ременного привода ГРМ, чаще всего крепится на одном болте, а удерживается от проворачивания с помощью шпонки. Вспомогательные шкивы могут крепиться с помощью нескольких болтов, причем монтаж выполняется на ступицу, которая является либо продолжением звездочки цепного привода ГРМ, либо отлита на носке коленвала, либо является самостоятельной деталью с шпоночным креплением на носке вала.

На шкивах современных двигателей помимо ручейков или зубцов под ремень может быть выполнен зубчатый венец для работы датчика положения коленчатого вала (ДПКВ). Венец является так называемым задающим диском датчика коленвала, он может быть отлитым вместе со шкивом, либо выполняться в виде отдельной детали с креплением на болтах.

Любой шкив коленвала при изготовлении подвергается балансировке для устранения колебаний и биений. Для удаления излишков металла в шкиве высверливаются небольшие углубления.

Вопросы замены и ремонта шкива коленвала

Шкив коленвала — деталь надежная и долговечная, однако со временем возможно его повреждение и выход из строя. При обнаружении износа зубчатого шкива, а также в случае появления трещин, сломов, деформаций и иных повреждений шкив следует демонтировать и заменить на новый. Демонтаж шкива также может потребоваться и при выполнении ремонтных работ на двигателе.

Процесс замены шкива коленвала зависит от типа его крепления. Наиболее просто снять шкив на болтах — достаточно выкрутить болты, при этом следует зафиксировать коленчатый вал, не допуская его проворачивания. Демонтаж зубчатого шкива на одном болте несколько сложнее и в общем случае выглядит следующим образом:

1. Зафиксировать автомобиль, подложив под колеса упоры, в случае бензинового двигателя снять с катушки зажигания разъем (для того, чтобы стартер проворачивался, но двигатель не запустился), в случае дизельного двигателя снять разъем с клапана подачи топлива ТНВД;
2. Обработать болт каким-либо средством, которое поможет сорвать крепеж с места без его поломки;
3. Надеть на болт ключ с длинной рукояткой, она должна доставать до пола, либо дополнительно использовать трубу;
4. Прокрутить стартером двигатель — в этом случае болт должен провернуться. Если не получится с первого раза, то можно повторить;
5. Выкрутить болт;
6. С помощью специального съемника демонтировать шкив с носка коленчатого вала.

Следует заметить, что для доступа к шкиву в автомобилях с продольным расположением двигателя лучше воспользоваться смотровой ямой, а в автомобилях с поперечным расположением двигателя придется демонтировать правое колесо.

При срыве болта следует соблюдать осторожность — он ввернут с большим усилием, поэтому довольно высок риск его поломки. Снимать шкив с коленвала рекомендуется с помощью специального съемника, хотя можно воспользоваться и простой монтажной лопаткой, но в этом случае также следует соблюдать осторожность. На некоторых шкивах предусмотрены специальные резьбовые отверстия, в которые можно ввернуть болты и снять шкив. Однако в этом случае под вворачиваемые болты следует подкладывать стальной лист, так как болт может продавить переднюю стенку блока двигателя или другие расположенные под ним детали.

Монтаж шкива коленчатого вала осуществляется в обратном порядке. Однако здесь может возникнуть сложность, так как шкив плотно устанавливается на носок коленвала, что требует больших физических усилий. Место посадки шкива для облегчения его монтажа можно обработать консистентной смазкой.

При правильной замене шкива коленчатого вала все агрегаты двигателя будут работать нормально, обеспечивая надежное функционирование всего силового агрегата.

Другие статьи

#Бачок ГЦС

Бачок ГЦС: надежная работа гидропривода сцепления

14.10.2020 | Статьи о запасных частях

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Для чего нужен шкив коленвала – АвтоТоп

Шкив коленвала — это такая деталь, которая играет очень важную роль в работоспособности машины. Устройство шкива коленвала довольно простое, но периодически этот узел нуждается в замене. В большинстве случаев его снимают тогда, когда приходится менять сальник коленвала.

Но шкивы коленвала бывают разные, поэтому сейчас мы более подробно разберемся с разновидностью шкивов для коленвала и какие бывают поломки, связанные с этим узлом.

Шкивы коленвала и их разновидности

Для приведения в действие ГРМ (газораспределительного механизма) помпы, кондиционера или генератора используется шкив коленвала. Существуют разные типы шкивов, для каждого автомобиля свой тип.

Коленвал со шкивом для клинового ремня

Во многих современных автомобилях используется ремень, который взаимодействует с генератором. Для такого ремня используется шкив с цельнолитой или цельносварной конструкцией, при этом пазы четко повторяют форму ремня.

Шкив закрепляется при помощи гайки или болта, в зависимости от конструкции, через шпонку насаживается на конец вала. Благодаря простой конструкции, шкив служит очень долго, легко выдерживает весь срок службы мотора.

Шкив коленвала зубчатый

Если раньше для привода ГРМ использовали цепь, то со временем на многих автомобилях от нее отказались и перешли на использование ремня для того, чтобы облегчить систему. Сейчас на всех современных автомобилях используется именно такая конструкция с зубчатым ремнем для привода ГРМ. Чтобы угол вращения коленвала и распредвала максимально хорошо совпадали, на внутренней поверхности ремня сделали пазы, а на шкиве есть зубья.

И зубья отлично состыковываются в пазы для ремня. Так что, именно потому что на этом шкиве есть зубья, он и называется зубчатым шкивом коленвала. Если вовремя менять ремень ГРМ, то вся система прослужит долго. Если забыть поменять ремень, то тогда придется делать капремонт всего двигателя.

Шкив коленвала демпферный

Так как во время запуска двигателя или во время резкого увеличения частоты вращения коленвала создается повышенная нагрузка на ремень и всю систему ГРМ. Поэтому производители автомобилей стали оснащать шкив специальной прослойкой из резины — демпфером. Эта прослойка располагается между внешним рабочим диском и внутренней обоймой. Такая конструкция широко применяется в двигателях, установленных на микроавтобусах и других похожих автомобилях.

Благодаря использованию демпфера удалось уменьшить срок службы шкива, так как из-за перепадов температур резина теряет свою эластичность и разрушается. Поэтому чтобы система нормально работала, владельцам автомобилей надо следить за состоянием этого демпфера и в случае чего — менять шкив, чтобы машина оставалась на ходу.

Как делать замену шкива коленвала

В каждом автомобиле свои особенности по замене шкива коленвала, но принцип, в целом, одинаковый. Если в моторном отсеке двигатель расположен вдоль, то в таком случае шкив будет в передней нижней части моторного отсека, сразу за радиатором системы охлаждения. Если же двигатель расположен поперечно в моторном отсеке, то чтобы поменять шкив коленвала, придется снимать переднее правое колесо.

Также многих волнует какая используется резьба на шкиве коленвала, чтобы ее случайно не сорвать. Ведь гайка, которая держит шкив коленвала обычно очень сильно затянута. Поэтому надо точно знать в какую сторону крутить.

Но здесь нет ничего сложного — резьба правая, поэтому если нужно открутить гайку, то крутить надо против часовой стрелки. Также надо понимать, что коленвал крутится в противоположную сторону от резьбы, поэтому гайка про процессе работы затягивается еще сильнее.

Кроме того, никто не отменял окисление и коррозию, поэтому через определенное время такую гайку открутить будет действительно проблематично.

Но если знать что делать, то все становится достаточно просто и сделать замену шкива коленвала будет проще простого. Действия такие:

• первым дело надо поставить машину над ямой, а колеса зафиксировать;
• если мотор расположен поперечно, то снимаем колесо и подкладываем что-то под тормозной диск вместо колеса;
• надеваем на гайку или головку болта ключ подходящего размера, но с большим рычагом и упираемся в пол по направлению вращения;
• снимаем бронепровод с распределителя зажигания, чтобы не завелся мотор;
• с помощью ключа зажигания приводим стартер в движение, этого усилия хватит для того, чтобы гайка или болт открутилась.

Как только гайка начала откручиваться, дальше можно вручную с помощью ключа открутить ее. Кстати, чтобы легче откручивалась гайка, можно на нее нанести смазку WD или другую аналогичную смазку.

Далее надо стянуть шкив с коленвала, что тоже считается не простым делом, так как ремень и шкив очень прочно соединены друг с другом и между ними нет люфта. Кроме этого, плотно подогнана шпонка шкива коленвала, что тоже оказывает сопротивление.

Поэтому желательно использовать специальный винтовой съемник, также можно снимать шкив, применяя монтировку, надавливая в разных местах на тыльную поверхность шкива.

Если получилось снять шкив, то самая сложная работа уже проделана. Установить шкив на свое место будет несложно, надо делать все в обратной последовательности, а надежный зажим коленвал обеспечит самостоятельно.

А далее видео о том, как быстро открутить шкив коленвала с помощью того метода, что был описан выше:

В любом двигателе внутреннего сгорания привод основных и вспомогательных механизмов осуществляется от коленчатого вала с помощью шкива и ремня. О том, что такое шкив коленвала, какие его типы существуют, как он устроен и функционирует, а также о замене и ремонте шкива читайте в предложенной статье.

Назначение и роль шкива коленчатого вала

Любой двигатель внутреннего сгорания содержит несколько систем, для работы которых требуется источник механической энергии. К таким системам относится газораспределительный механизм, системы смазки и охлаждения, контактные системы зажигания с прерывателем-распределителем, системы подачи топлива и другие. Источником энергии для всех этих систем выступает коленчатый вал — именно от него отбирается часть крутящего момента, который используется для привода валов, насосов, генератора и других агрегатов. При этом в двигателе используется несколько отдельных приводов: ременной или цепной привод ГРМ и шестеренчатые приводы агрегатов. Здесь мы рассмотрим только ременные приводы, в состав которых входит шкив коленчатого вала.

Шкив коленвала — деталь ременного привода ГРМ и других вспомогательных механизмов двигателей внутреннего сгорания (как бензиновых, так и дизельных). Шкив располагается на носке (то есть, в передней части) коленчатого вала, с его помощью осуществляется привод распределительного вала (или валов), а также ряда агрегатов — жидкостного насоса (помпы), генератора, насоса ГУР, вентилятора охлаждения, компрессора кондиционера, компрессора пневматической системы и других.

Также шкив коленвала может выполнять две вспомогательные функции:

– Отслеживание угловой скорости и положения коленчатого вала с помощью соответствующего датчика;
– Демпфирование колебаний, возникающих при пуске/остановке двигателя и на переходных режимах.

В целом, шкив коленвала, несмотря на свою простоту и незаметность, является важной деталью любого современного двигателя. Сегодня существует большое разнообразие этих компонентов, и все они решают различные задачи.

Типы и конструктивные особенности шкивов коленвала

В двигателях используется два основных типа шкивов коленвалов, которые отличаются конструкцией и назначением:

– Ручейковые шкивы под клиноременную передачу;
– Зубчатые шкивы под зубчатый ремень.

Ручейковые шкивы — это классическое решение, которое используется на двигателях внутреннего сгорания с самого их появления. Внешняя поверхность такого шкива имеет один или несколько ручьев V-образной формы, в которые входит ремень соответствующей формы (клиновый или поликлиновый). Такие шкивы используются только в клиноременных передачах, в которых нет необходимости точной установки коленвала и агрегатов друг относительно друга. К таким передачам относятся привод водяной помпы, генератора, компрессора кондиционера, воздушного компрессора, вентилятора и насоса ГРМ.

Зубчатые шкивы — это современное решение, которое находит применение на двигателях последние два-три десятка лет. Такие шкивы используются в передачах с зубчатыми ремнями, которые заменяют цепной привод ГРМ. Зубчатые шкивы коленвала и агрегатов и соединяющий их зубчатый ремень обеспечивает определенное положение агрегатов друг относительно друга. В большинстве случаев зубчатый шкив используется для привода ГРМ и водяной помпы, а привод остальных агрегатов осуществляется отдельной клиноременной передачей.

Также существуют комбинированные шкивы, который представляют собой конструкцию из зубчатого и клинового (либо поликлинового) шкивов. Такие шкивы используются для привода ГРМ и ряда вспомогательных агрегатов двигателя. Клиновых/поликлиновых шкивов в такой конструкции может быть несколько (до четырех).

Все указанные шкивы по конструкции делятся на два типа:

– Цельнолитые/фрезерованные;
– Составные демпфированные.

Шкивы первого типа — это цельные детали, отлитые или выточенные из одного куска металла (чугуна или стали). Такие шкивы наиболее просты и дешевы, однако передают на агрегаты все колебания, возникающие при вращении коленчатого вала.

Шкивы второго тип являются составными, они состоят из ступицы и венца, соединенных через резиновое кольцо. За счет наличия резинового кольца осуществляется развязка ступицы и венца, поэтому возникающие при вращении коленвала колебания и вибрации ослабляются. Такие шкивы более тяжелы, сложны и дороги, однако это окупается лучшей надежностью и долговечностью всего ременного привода.

Также шкивы делятся на две группы по типу крепления:

– Крепление с помощью центрального болта и шпонки;
– Крепление на несколько (2-6) болтов.

В современных двигателях шкив коленчатого вала, особенно в случае ременного привода ГРМ, чаще всего крепится на одном болте, а удерживается от проворачивания с помощью шпонки. Вспомогательные шкивы могут крепиться с помощью нескольких болтов, причем монтаж выполняется на ступицу, которая является либо продолжением звездочки цепного привода ГРМ, либо отлита на носке коленвала, либо является самостоятельной деталью с шпоночным креплением на носке вала.

На шкивах современных двигателей помимо ручейков или зубцов под ремень может быть выполнен зубчатый венец для работы датчика положения коленчатого вала (ДПКВ). Венец является так называемым задающим диском датчика коленвала, он может быть отлитым вместе со шкивом, либо выполняться в виде отдельной детали с креплением на болтах.

Любой шкив коленвала при изготовлении подвергается балансировке для устранения колебаний и биений. Для удаления излишков металла в шкиве высверливаются небольшие углубления.

Вопросы замены и ремонта шкива коленвала

Шкив коленвала — деталь надежная и долговечная, однако со временем возможно его повреждение и выход из строя. При обнаружении износа зубчатого шкива, а также в случае появления трещин, сломов, деформаций и иных повреждений шкив следует демонтировать и заменить на новый. Демонтаж шкива также может потребоваться и при выполнении ремонтных работ на двигателе.

Процесс замены шкива коленвала зависит от типа его крепления. Наиболее просто снять шкив на болтах — достаточно выкрутить болты, при этом следует зафиксировать коленчатый вал, не допуская его проворачивания. Демонтаж зубчатого шкива на одном болте несколько сложнее и в общем случае выглядит следующим образом:

1. Зафиксировать автомобиль, подложив под колеса упоры, в случае бензинового двигателя снять с катушки зажигания разъем (для того, чтобы стартер проворачивался, но двигатель не запустился), в случае дизельного двигателя снять разъем с клапана подачи топлива ТНВД;
2. Обработать болт каким-либо средством, которое поможет сорвать крепеж с места без его поломки;
3. Надеть на болт ключ с длинной рукояткой, она должна доставать до пола, либо дополнительно использовать трубу;
4. Прокрутить стартером двигатель — в этом случае болт должен провернуться. Если не получится с первого раза, то можно повторить;
5. Выкрутить болт;
6. С помощью специального съемника демонтировать шкив с носка коленчатого вала.

Следует заметить, что для доступа к шкиву в автомобилях с продольным расположением двигателя лучше воспользоваться смотровой ямой, а в автомобилях с поперечным расположением двигателя придется демонтировать правое колесо.

При срыве болта следует соблюдать осторожность — он ввернут с большим усилием, поэтому довольно высок риск его поломки. Снимать шкив с коленвала рекомендуется с помощью специального съемника, хотя можно воспользоваться и простой монтажной лопаткой, но в этом случае также следует соблюдать осторожность. На некоторых шкивах предусмотрены специальные резьбовые отверстия, в которые можно ввернуть болты и снять шкив. Однако в этом случае под вворачиваемые болты следует подкладывать стальной лист, так как болт может продавить переднюю стенку блока двигателя или другие расположенные под ним детали.

Монтаж шкива коленчатого вала осуществляется в обратном порядке. Однако здесь может возникнуть сложность, так как шкив плотно устанавливается на носок коленвала, что требует больших физических усилий. Место посадки шкива для облегчения его монтажа можно обработать консистентной смазкой.

При правильной замене шкива коленчатого вала все агрегаты двигателя будут работать нормально, обеспечивая надежное функционирование всего силового агрегата.

• Как открутить болт и снять шкив коленвала
• Что такое шкив
• Виды
• Как снять шкив коленвала на ВАЗ
• Необходимые инструменты
• Этапы работы
• Замена сальника

Снятие шкива коленвала ВАЗа – достаточно сложная операция, особенно если вы делаете это впервые. При демонтаже особенно важно, чтобы не пострадал шпоночный паз. Использование специализированных механизмов поможет вам быстро выполнить замену – а если их нет, задачу можно выполнить другими методами. В этом обзоре речь пойдёт о демонтаже шкива коленвала и замене сальников на автомобиле ВАЗ.

Что такое шкив

Шкив коленвала – это вращающееся колесо, которое приводится в движение коленчатым валом. Именно от него зависит работа многих систем вашего автомобиля, получающих энергию, которая поступает от двигателя.

Эпоха автомобилестроения знала разные по степени сложности автомобили и несколько независимых друг от друга конструкционных решений:

1. Коленвал со шкивом под клиновый ремень – это самый распространённый вариант в автомобилестроении. Им оснащались и оснащаются автобусы, легковые авто и грузовики. Главное преимущество этого типа – его универсальность: на него можно устанавливать не только оригинальный, но и другие типы ремней.
2. Другой тип – зубчатый. Именно он установлен в большинстве современных автомобилей. Чтобы надёжно совместить угол вращения распредвала с коленвалом, внешний обод колеса оснащён зубьями, а внутренняя поверхность ремня снабжается пазами. Если шкив эксплуатируют корректно, а ремни заменяют своевременно, он служит долго и не выходит из строя.
3. Следующий вид – демпферный. Данный тип применяется в микроавтобусах и авто с небольшой грузоподъёмностью. Демпфер – это резиновая прослойка, которая гасит колебания между внешним диском и внутренним механизмом. Это самый новый вид шкивов.

Ремни могут выходить из строя под влиянием погодных условий (резких перепадов температур), механических нагрузок и агрессивных сред. Поэтому при появлении дефектов вероятна замена шкива. Также замена понадобится, если вышли из строя сальники коленчатого вала (вы заметили утечку масла).

Как снять шкив коленвала на ВАЗ

Конструкционно в автомобилях ВАЗ шкив крепится массивным болтом – именно его снятие может вызвать проблему. Сложность возникает из-за местонахождения болта: вам необходимо правильно расположить ключ и приложить силу, а это трудно.

И даже если вы это сделали, болт мог прикипеть, из-за чего снять его проблематично. Сильная заводская фиксация выполнена для того, чтобы воспрепятствовать самораскручиванию болта. В дальнейшем эксплуатация автомобиля может привести к ещё большей фиксации.

Откручивание трудно поддающихся болтов будет проще, если вы имеете под рукой технический аэрозоль WD-40. Спрей применяют для раскручивания заржавевших болтов, прикипевших и т. д.

Необходимые инструменты

Для снятия вам потребуются:

• упоры противооткатные;
• подъёмник;
• монтировки;
• набор гаечных ключей на 38 или 36 и на 10;
• отвёртки.

Работы проводятся на подъёмнике или в смотровой яме.

Этапы работы

Чтобы приступить к демонтажу, устанавливаете ВАЗ на площадке для ремонта или над смотровой ямой и обездвиживаете авто.

1. Снимаете крышку, которая закрывает провода агрегатов, чтобы обеспечить доступ к тем деталям мотора, которые нужно заменить.
2. Ослабляете натяжение приводной цепи и снимаете всё, что может мешать: электрогенератор, ремень гидроусилителя руля.
3. Теперь нужно ослабить болт, который крепит шкив, с помощью стартёра. Для этого торцовый ключ на 36 или на 38 одевается на гайку с упором в стабилизатор и надёжно фиксируется. Резко поверните ключ зажигания – и пуск стартёра сорвёт гайку. Если с первого раза вам не удалось это сделать – выполните пуск стартёра снова.
4. Осталось просто открутить гайку.

Прежде чем демонтировать шкив:

1. Осуществляете демонтаж колеса.
2. Убираете блок воздушного фильтра и грязезащитный щиток.
3. Ослабляете гайку на генераторе.
4. Ослабляете гайку и болт натяжения ремня генератора.
5. Ослабляете и снимаете приводной ремень генератора.
6. Теперь шкив снимается достаточно просто, несколькими движениями. Он также может сниматься съёмным устройством. При снятии необходима осторожность, чтобы не повредить шпоночный паз. Неплотная посадка детали в пазе существенно ускорит её износ.

Замена сальника

Переходя к демонтажу и замене сальников, действуйте так:

1. Гаечным ключом №10 открутите все болты и гайки, которыми крепится к поддону крышка привода.
2. Теперь вместе с прокладкой снимите крышку привода.
3. Удалите остатки прокладки.
4. С крышки привода отвёрткой и бородком выбейте сальник с внутренней стороны.
5. Крышку привода обязательно надо вымыть. Для этого могут использоваться бензин или солярка.
6. Сальник смазывается сверху силиконовым герметиком.
7. Аккуратно вложите его на место и вдавите.
8. Лишний герметик с крышки и сальника удалите ветошью.
9. Крышку также необходимо протереть ветошью.
10. Теперь можно нанести фиксирующий герметик двумя способами – на крышку или на блок. Герметик на крышку по контуру наносят в том случае, если вы сразу же сможете установить её правильно; если у вас так не получится, то наносите герметик на блок.
11. Перед установкой протрите ветошью место установки; там не должны присутствовать остатки прокладки или загрязнения.
12. Поставьте крышку углом на поддон и оденьте её на место на направляющие шпильки.
13. Закрутите крышку, начиная с трёх поддонных болтов, а затем переходите к основным.
14. Болты не закручивайте сразу, просто наживите все, а затем закрутите.
15. Теперь вымойте шкив так же, как и крышку до этого.
16. Чтобы просто установить шкив, обратите внимание, где у вас шпонка на детали, и правильно центрируйте.
17. Шкив устанавливается подкручиванием.
18. Если он вдруг не садится на место – слегка открутите болты крышки, подтолкните деталь и затем закрутите обратно.

Видео: как снять шкив коленвала Теперь осталось установить все детали и механизмы на свои места. Прикручивая гайку на место, её можно посадить на слой герметика. Это делается для того, чтобы она не ослабла, если вы вдруг не очень сильно её закрутили.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Шкив коленвала — что это такое и с чем его едят

Деталь, которая не бросается в глаза и кажется несущественной, в действительности играет важную роль в обеспечении работоспособности всех систем автомашины. Имея достаточно простое и надёжное устройство, шкив коленвала иногда нуждается в замене. Чаще всего его снимают при необходимости замены сальника коленвала. В этой связи важно знать, какие существуют виды шкивов, с чем могут быть связаны поломки, как производится замена.

Разновидности шкивов для коленчатого вала

На видео изношенный шкив коленвала ВАЗ

Подавляющее большинство механизмов автомобиля используют для своей работы энергию, получаемую от вращающегося коленчатого вала. Если вращение колёс обеспечивается целой системой валов и шестерён, то для приведения в действие газораспределительного механизма (ГРМ), генератора, помпы, кондиционера используется шкив коленвала.

В разные периоды автомобилестроения и для разных марок авто, применялись независимые друг от друга конструкторские решения шкивов. Утверждать, какой тип шкивов лучше, не имеет смысла, для разных условий эксплуатации автомобиля – свой тип шкива.

Коленвал со шкивом под клиновый ремень

Практически все легковые, грузовые автомобили, автобусы с моторами, разработанными отечественными конструкторами в советскую эпоху, оснащены ременной передачей для генератора. Шкив под такой ремень имеет цельнолитую (цельносварную) конструкцию, а паз повторяет конфигурацию клинового ремня.

На конец вала шкив насаживается через шпонку, что препятствует его прокручиванию, и закрепляется с помощью гайки (реже – болта). Максимально простая конструкция позволила использовать шкив на протяжении всего периода эксплуатации мотора.

Зубчатый шкив коленвала

С целью облегчения системы и провода газораспределения конструкторы предложили использовать не цепь, а ремень. Подобная конструкция встречается почти на всех современных авто. Для того, чтобы добиться максимального совпадения угла вращения коленвала и распредвала, внутренняя поверхность ремня имеет пазы, а на внешнем ободе шкива нанесены зубы. Именно поэтому такой шкив назван зубчатым. При условии своевременной замены ремней и правильной эксплуатации сам шкив служит достаточно долго, и поломка встречается редко.

Демпферный шкив коленвала

В момент запуска и резкого изменения частоты вращения коленвала на ремень и систему газораспределения оказывается сильное импульсное механическое воздействие. Разработчики предложили оснастить шкив демпфером – резиновой прослойкой между внутренней обоймой и внешним рабочим диском. Подобная конструкция нашла широкое применение в моторах для микроавтобусов, автомобилей небольшой грузоподъёмности.

Конструкторы добились желаемого результата, но одновременно существенно сократили срок эксплуатации шкива. Резина от перепадов температур, агрессивной среды, механических нагрузок теряет эластичность, разрушается. Автовладельцы вынуждены непрерывно следить за состоянием демпфера и срочно менять шкив при появлении дефектов. Иногда шкив разламывается, что полностью обездвиживает автомобиль.

Как производится замена шкива коленвала

Видео о том как снять шкив коленвала

Какой конструкции не использовался бы шкив на моторе, принцип демонтажа и установки остаётся одинаковым.Если мотор расположен вдоль моторного отсека, то шкив находится в передней нижней части, за радиатором охлаждения. При поперечном расположении блока к шкиву можно добраться, если снять правое переднее колесо.

Наиболее часто задаваемый вопрос на автофорумах звучит так: какая резьба на шкиве коленвала? Проблема заключается в том, что гайка или болт имеют очень сильную затяжку. Испытывая серьёзные затруднения при демонтаже, автовладельцы сомневаются в правильном направлении приложения усилий.

Ответ в данном случае один – резьба правая, то есть откручивать гайку (болт) необходимо против часовой стрелки. Коленвал вращается в обратном направлении, что приводит к постепенному сильному затягиванию. Если добавить к этому процессы окисления, коррозии, то сорвать с места такую затяжку вручную очень сложно.

Зная некоторые приёмы весь процесс можно сократить до 10 минут. Алгоритм действий таков:

• автомобиль устанавливается на смотровую яму, колёса фиксируются упорами;
• при поперечном расположении блока снимается колесо, под тормозной диск подкладывается «козелок»;
• на головку болта (гайку) коленвала надевается накидной ключ с удлиненным рычагом и упирается в пол по ходу вращения;
• с распределителя зажигания снимается бронепровод, чтобы двигатель не завёлся;
• кратковременным включением зажигания приводится в действие стартер, усилия которого обычно достаточно для того, чтобы сорвать болт (гайку).

Такой приём можно повторить несколько раз, пока затяжка не освободится. Далее отворачивание производится вручную. Для облегчения процесса рекомендуется заранее все стыки деталей покрыть слоем смазки типа «WD» или тормозной жидкостью.

Стянуть шкив с коленвала также непросто. Во-первых, посадочные размеры подбираются для наиболее прочного соединения и исключения люфта. Во-вторых, шпонка шкива коленвала также оказывает сопротивление из-за плотной подгонки. Идеальным считается использование специального винтового съёмника. При отсутствии таких приспособлений шкив снимают с помощью монтировки, аккуратно надавливая на тыльную поверхность шкива в разных местах.

Если автовладельцу удалось демонтировать шкив, то с его установкой проблем не возникнет. Всё происходит в обратной последовательности, а надёжный зажим коленвал обеспечит себе сам.

виды, размеры, как снять и поменять сальники на ВАЗ — Рамблер/авто

Снятие шкива коленвала ВАЗа – достаточно сложная операция, особенно если вы делаете это впервые. При демонтаже особенно важно, чтобы не пострадал шпоночный паз. Использование специализированных механизмов поможет вам быстро выполнить замену – а если их нет, задачу можно выполнить другими методами. В этом обзоре речь пойдёт о демонтаже шкива коленвала и замене сальников на автомобиле ВАЗ.

Что такое шкивВидыКак снять шкив коленвала на ВАЗНеобходимые инструментыЭтапы работыЗамена сальника$(‘.index-post .contents’).toggleClass(‘hide-text’, localStorage.getItem(‘hide-contents’) === ‘1’)

Что такое шкив

Шкив коленвала – это вращающееся колесо, которое приводится в движение коленчатым валом. Именно от него зависит работа многих систем вашего автомобиля, получающих энергию, которая поступает от двигателя.

Знаете ли вы? Первые шкивы использовались на территории Месопотамии в 1500 г. до н. э. С их помощью поднимали вёдра с водой к царским садам. Ременная передача обеспечивалась виноградными лозами и верёвками.

Он приводит в действие генератор, газораспределительный механизм, кондиционер автомобиля и помпу. Если понадобилось установить новый сальник, вам нужно будет снять шкив.

Демонтаж возможен и в случае повреждения самого шкива. Они могут быть очень разными, и в различных автомобилях имеются свои особенности этой детали.

Узнайте что нужно для замены подшипника первичного вала автомобиля ВАЗ.

Эпоха автомобилестроения знала разные по степени сложности автомобили и несколько независимых друг от друга конструкционных решений:

Коленвал со шкивом под клиновый ремень – это самый распространённый вариант в автомобилестроении. Им оснащались и оснащаются автобусы, легковые авто и грузовики. Главное преимущество этого типа – его универсальность: на него можно устанавливать не только оригинальный, но и другие типы ремней.

Другой тип – зубчатый. Именно он установлен в большинстве современных автомобилей. Чтобы надёжно совместить угол вращения распредвала с коленвалом, внешний обод колеса оснащён зубьями, а внутренняя поверхность ремня снабжается пазами. Если шкив эксплуатируют корректно, а ремни заменяют своевременно, он служит долго и не выходит из строя.

Следующий вид – демпферный. Данный тип применяется в микроавтобусах и авто с небольшой грузоподъёмностью. Демпфер – это резиновая прослойка, которая гасит колебания между внешним диском и внутренним механизмом. Это самый новый вид шкивов.

Ремни могут выходить из строя под влиянием погодных условий (резких перепадов температур), механических нагрузок и агрессивных сред. Поэтому при появлении дефектов вероятна замена шкива. Также замена понадобится, если вышли из строя сальники коленчатого вала (вы заметили утечку масла).

Важно! Течь масла возможна не только из-за сальника. Также возможны недостаточная вязкость или повышенная текучесть самого масла. Так происходит, если используемое масло не соответствует техническим условиям работы мотора.

Как снять шкив коленвала на ВАЗ

Конструкционно в автомобилях ВАЗ шкив крепится массивным болтом – именно его снятие может вызвать проблему. Сложность возникает из-за местонахождения болта: вам необходимо правильно расположить ключ и приложить силу, а это трудно.

И даже если вы это сделали, болт мог прикипеть, из-за чего снять его проблематично. Сильная заводская фиксация выполнена для того, чтобы воспрепятствовать самораскручиванию болта. В дальнейшем эксплуатация автомобиля может привести к ещё большей фиксации.

Откручивание трудно поддающихся болтов будет проще, если вы имеете под рукой технический аэрозоль WD-40. Спрей применяют для раскручивания заржавевших болтов, прикипевших и т. д.

Необходимые инструменты

Для снятия вам потребуются:

упоры противооткатные;подъёмник;монтировки;набор гаечных ключей на 38 или 36 и на 10;отвёртки.

Работы проводятся на подъёмнике или в смотровой яме.

Важно! Прежде чем приступать к демонтажу, проверьте систему вентиляции картера. Если она загрязнена, то под действием избыточного давления газов даже исправный сальник начинает пропускать смазку.

Чтобы приступить к демонтажу, устанавливаете ВАЗ на площадке для ремонта или над смотровой ямой и обездвиживаете авто.

Снимаете крышку, которая закрывает провода агрегатов, чтобы обеспечить доступ к тем деталям мотора, которые нужно заменить.Ослабляете натяжение приводной цепи и снимаете всё, что может мешать: электрогенератор, ремень гидроусилителя руля.Теперь нужно ослабить болт, который крепит шкив, с помощью стартёра. Для этого торцовый ключ на 36 или на 38 одевается на гайку с упором в стабилизатор и надёжно фиксируется. Резко поверните ключ зажигания – и пуск стартёра сорвёт гайку. Если с первого раза вам не удалось это сделать – выполните пуск стартёра снова. Осталось просто открутить гайку.

Прежде чем демонтировать шкив:

Осуществляете демонтаж колеса.Убираете блок воздушного фильтра и грязезащитный щиток.Ослабляете гайку на генераторе.Ослабляете гайку и болт натяжения ремня генератора.Ослабляете и снимаете приводной ремень генератора.Теперь шкив снимается достаточно просто, несколькими движениями. Он также может сниматься съёмным устройством. При снятии необходима осторожность, чтобы не повредить шпоночный паз. Неплотная посадка детали в пазе существенно ускорит её износ.

Замена сальника

Переходя к демонтажу и замене сальников, действуйте так:

Гаечным ключом 10 открутите все болты и гайки, которыми крепится к поддону крышка привода.Теперь вместе с прокладкой снимите крышку привода.Удалите остатки прокладки.С крышки привода отвёрткой и бородком выбейте сальник с внутренней стороны.Крышку привода обязательно надо вымыть. Для этого могут использоваться бензин или солярка.Сальник смазывается сверху силиконовым герметиком.Аккуратно вложите его на место и вдавите.Лишний герметик с крышки и сальника удалите ветошью.Крышку также необходимо протереть ветошью.Теперь можно нанести фиксирующий герметик двумя способами – на крышку или на блок. Герметик на крышку по контуру наносят в том случае, если вы сразу же сможете установить её правильно; если у вас так не получится, то наносите герметик на блок.Перед установкой протрите ветошью место установки; там не должны присутствовать остатки прокладки или загрязнения.Поставьте крышку углом на поддон и оденьте её на место на направляющие шпильки.Закрутите крышку, начиная с трёх поддонных болтов, а затем переходите к основным.Болты не закручивайте сразу, просто наживите все, а затем закрутите.Теперь вымойте шкив так же, как и крышку до этого.Чтобы просто установить шкив, обратите внимание, где у вас шпонка на детали, и правильно центрируйте.Шкив устанавливается подкручиванием.Если он вдруг не садится на место – слегка открутите болты крышки, подтолкните деталь и затем закрутите обратно.

Видео: как снять шкив коленвала

Теперь осталось установить все детали и механизмы на свои места. Прикручивая гайку на место, её можно посадить на слой герметика. Это делается для того, чтобы она не ослабла, если вы вдруг не очень сильно её закрутили.

Знаете ли вы? По сообщению Плутарха, Архимеду удалось перемещать целый корабль с находящимися на нём воинами при помощи сложной системы шкивов. Сейчас такие системы могут обеспечивать работу целого завода от одной турбины.

Таким образом, замена сальника не является особенно сложной. В чём вы сможете убедиться сами, если будете выполнять все действия аккуратно и последовательно.

Примеры шкивов: распространенные способы использования

Шкив — одна из первых простых машин. Шкив, возможно, был создан Архимедом в до н.э. раз. Первоначально его использовали для подъема ведер с водой. Термин «шкив» также может использоваться для обозначения шкива.

Использование шкивов

Первоначально шкивы использовались в первую очередь для облегчения подъема тяжелых предметов. Шкив — это простая машина, состоящая из колеса и веревки, шнура или цепи.

Существует три типа шкивов:

• Один с фиксированной осью
• Один с подвижной осью
• Составной шкив, представляющий собой смесь двух шкивов

, можно найти повсюду, чтобы облегчить задачу.Помимо подъема вещей, шкивы можно использовать по отдельности или с несколькими шкивами, работающими вместе, чтобы транспортировать людей или предметы. Их также можно использовать для передачи энергии от одного вала к другому.

Примеры шкивов:

• Лифты используют несколько шкивов для работы.
• Система грузового лифта, которая позволяет поднимать предметы на верхние этажи, представляет собой систему шкивов.
• В колодцах используется система шкивов для подъема ковша из колодца.
• Во многих тренажерах для работы используются шкивы.
• Строительные шкивы используются для подъема и размещения тяжелых материалов.
• Занавески в театре перемещаются с помощью системы шкивов, которые раздвигают занавески.
• Жалюзи на окнах управляются с помощью системы шкивов, чтобы перемещать жалюзи вверх и вниз. Вы тянете шнур на жалюзи, и система шкивов заставляет жалюзи открываться или закрываться.
• Флагштоки используют шкивы, чтобы поднять или опустить флаг.Вы натягиваете шнур на шкив, и флаг движется вверх или вниз по полюсу.
• Бельевые веревки могут использовать системы шкивов, чтобы упростить подтягивание одежды к пользователю.
• Шкивы можно использовать для размещения кормушек высоко на деревьях или на столбах, а затем для их опускания, когда их нужно наполнить или снять.
• Кровельщики могут использовать шкивы для подъема всей черепицы на крышу вместо того, чтобы пытаться их нести.
• Кран — это тип шкива, который используется в строительстве.
• Двигатели используют шкив для работы.
• Вентиляторы с цепями используют систему шкивов для включения и выключения.
• Бульдозер — это пример использования шкивной системы.
• Шкивы регулярно используются на нефтяных вышках.
• Шкивы можно использовать для выдвижения лестниц.
• Паруса на парусных лодках поднимаются и опускаются с помощью шкивов.
• Гаражные ворота поднимаются и опускаются с помощью системы шкивов.
• Скалолазы используют шкивы для подъема.
• Ремни привода ГРМ в автомобилях являются примерами шкивов.
• Эскалаторы используют для работы системы шкивов.

Во всех этих примерах кабельная система работает, чтобы облегчить подъем или облегчить перемещение предметов. Шкивы необходимы для перемещения и подъема очень тяжелых или крупных предметов. Простой принцип, лежащий в основе шкивов, делает их одними из самых эффективных существующих инструментов.

Определение шкива по Merriam-Webster

Pul · ley | \ ˈPu̇-lē \ 1 : шкив или небольшое колесо с рифленым ободом и с блоком, в котором он движется, или без него, используемое отдельно с тросом или цепью для изменения направления и точки приложения тягового усилия и в различных комбинациях для увеличения прилагаемого усилия. особенно для подъема тяжестей 2 : шкив или шкивы с тросами, образующие захват, который составляет одну из простых машин.

3 : Колесо, используемое для передачи мощности с помощью ленты, ремня, шнура, веревки или цепи, проходящей через его обод.

Как работают шкивы? — Объясните, что Stuff

Как работают шкивы? — Объясни это

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 14 сентября 2020 г.

Вы, наверное, видели этих потрясающих телезрителей, которые умеют тянуть машины. своими волосами и волочить поезда зубами. Но знаете ли вы наука тоже может сделать тебя сильным? Если вам нужно поднимать большие веса, не напрягайте спину: используйте силу науки — и удивительный Устройство называется шкив . Давайте подробнее разберемся, как они работают!

Фото: шкив, установленный на огромной подъемной раме для большей безопасности. Благодаря мощности шкивов один человек может поднять гораздо больше, чем его собственный вес, не напрягая никаких мышц, потому что несколько веревок или цепей выдерживают дополнительный вес.Фото Р. Б. Хотарда любезно предоставлено Корпусом морской пехоты США.

Что такое шкивы?

Шкив — это просто набор из одного или нескольких колес, на которые вы натягиваете веревку, чтобы упростить подъем предметов.

Шкивы — это примеры того, что ученые называют простыми механизмами. Это не значит, что они забиты двигателями и шестерни; это просто означает, что они помогают нам умножать силы. Если вы хотите поднять действительно тяжелый веса, ваши мышцы могут дать только такую ​​силу, даже если ты самый сильный человек в мире.Но используйте простую машину, такую ​​как шкив, и вы можете эффективно увеличить силу, производимую вашим телом.

Давайте проясним массу и вес!

Прежде чем мы продолжим, давайте четко определим разницу между весом и массой. Это поможет в момент, когда мы говорим об использовании шкивов для подъема грузов с грузами (которые на самом деле являются массами ) с определенной силой сил . В двух словах:

• Масса — это количество материала, из которого что-то сделано или содержится, измеренное в килограммах (или фунтах).
• Вес — это величина силы , с которой гравитация Земли воздействует на определенную массу: Чем массивнее что-то, тем больше гравитационная сила и тем больше, как мы говорим, оно весит.

Фото: Сколько силы в ньютоне? Этот апельсин имеет массу около 100 г (0,1 кг), поэтому мне нужно приложить 1 Н (один ньютон) силы, чтобы удерживать его в воздухе. Грубо говоря, апельсин «весит» 100 г; Собственно говоря, он весит 1Н.

Если вы человек с массой 80 кг, гравитация Земли тянет вас с силой 800 ньютонов. (на Земле ваш вес в ньютонах всегда примерно в 10 раз больше вашей массы в килограммах, потому что Земля притягивает каждый килограмм массы с силой 10 ньютонов).Строго говоря, мы должны взвешивать вещи в единицах силы (ньютонах), поэтому, если ваша масса 80 кг, ваш вес действительно 800 ньютонов. Но в повседневной речи мы склонны путать массу и вес и вместо этого говорить о весе в килограммах (или фунтах). Точно так же, хотя килограмм — это единица массы, а не силы, можно говорить о силе, эквивалентной данной массе, потому что все массы обычно таким же образом преобразуются в силы. Подробнее об этом читайте в нашей статье о гири и противовесы.

Как работают шкивы

Чем больше у вас колес и чем чаще вы обматываете их веревкой, тем больше вы можете поднять.

Одно колесо

Если у вас есть одно колесо и веревка, шкив помогает изменить направление подъемной силы. Таким образом на картинке ниже вы тянете веревку вниз, чтобы поднять взвесить. Если вы хотите поднять что-то весом 100 кг, у вас есть тянуть вниз с силой, эквивалентной 100 кг, что составляет 1000 Н (ньютонов). Если вы хотите поднять груз на 1 м в воздух, вы должны вытащить свободный конец веревки в сумме расстояние 1 м на другом конце.

Рисунок: Как работают шкивы №1: С одним колесом шкив просто меняет направление силы, которую вы прикладываете. Никаким другим образом это не изменяет силу.

Два колеса

Теперь, если вы добавите еще колеса и обвяжите их веревкой, вы можете уменьшить усилия, необходимые для подъема веса. Предположим, у вас есть два колеса и обвитая вокруг них веревка, как показано на рисунке ниже. Масса 100 кг (вес 1000 ньютон) теперь эффективно поддерживается двумя секциями одной и той же веревки. (две нити слева) вместо одной (игнорируя свободный конец веревки, за которую вы тянете), а это значит, что вы можете поднять его, потянув с силой всего 500 ньютонов — вдвое меньше! Вот почему мы говорим шкив с двумя колесами и веревку, обернутую вокруг него таким образом дает механическое преимущество (ME) в два раза.

Механическое преимущество — это мера того, насколько простая машина умножает силу. Чем больше механическое преимущество, тем меньше силы вам потребуется, но на большем расстоянии вы должны использовать эту силу. Вес поднимается на 1 м, но теперь мы необходимо потянуть свободный конец веревки вдвое дальше (2 м). Как так? Чтобы вес поднялся на 1 м, вам нужно сделать так, чтобы две части веревки, поддерживающие его, поднялись на 1 м каждая. Для этого нужно потянуть свободный конец веревки на 2 метра. Обратите внимание, что мы также можем вычислить механическое преимущество, разделив расстояние, на которое мы должны тянуть веревку, зависит от расстояния, на которое перемещается вес.

Иллюстрация: Как работают шкивы №2: С двумя колесами это как если бы груз висел на двух веревках (две нити одной веревки слева), а шкив вдвое уменьшает необходимую вам подъемную силу. Это все равно, что поднимать гирю на двух веревках вместо одной. Но теперь вам нужно потянуть конец веревки вдвое дальше, чтобы поднять вес на такое же расстояние.

Четыре колеса

Хорошо, а что, если вы воспользуетесь четырьмя колесами, скрепленными длинной веревкой, которая петли над ними, как на картинке ниже? Вы можете видеть, что 100 кг масса (1000 ньютон) теперь висит на четырех секциях веревки (те, что слева, игнорируя свободный конец веревки, за которую вы тянете).Это значит каждая секция веревки выдерживает четверть общего веса в 1000 ньютонов, или 250 ньютонов, а чтобы поднять гирю в воздух, нужно тянуть только четверть силы — тоже 250 ньютонов. Чтобы вес увеличился на 1 м, необходимо укоротить каждую сечение веревки на 1 м, поэтому свободный конец веревки нужно потянуть на 4 метра. Мы говорим, что шкив с четырьмя колесами и веревка, намотанная таким образом, дает механическое преимущество в четыре, что вдвое лучше, чем шкив с двумя веревками и колесами.

Иллюстрация: Как работают шкивы №3: С четырьмя колесами и канатом, работающим на четыре секции, шкив снижает необходимую вам подъемную силу на четверть. Но вы должны протянуть конец веревки в четыре раза дальше.

Шкив похож на рычаг

Вероятно, вы видите, что шкив увеличивает силу так же, как качели, которые являются своего рода рычагом. Если вы хотите поднять кого-то в четыре раза тяжелее вас на качелях, вам нужно сесть в четыре раза дальше от точки равновесия (точки опоры), чем они.Если вы переместите конец рычага вниз на 4 см, их конец качелей переместится вверх только на 1 см. Когда они поднимаются, они получают определенное количество потенциальной энергии, равное их весу, умноженному на расстояние, на которое они перемещаются. Вы теряете ровно столько же энергии — равное вашему весу (в четыре раза меньше), умноженному на расстояние, на которое вы перемещаетесь (в четыре раза больше). Вы можете перенести их гораздо больший вес, потому что вы перемещаете свой конец качелей на гораздо большее расстояние: рычаг качелей позволяет создавать больше силы, работая на большем расстоянии.

То же самое происходит и со шкивом, за исключением того, что вы тянете за веревку вместо того, чтобы двигать конец качели. Чтобы поднять что-то в четыре раза тяжелее, вы можете использовать ту же силу, но только если вы потянете веревку в четыре раза дальше. Если вы посмотрите на то, что происходит с обеих сторон шкива, и умножите силу на пройденное расстояние, вы обнаружите, что это то же самое. На вашей стороне вы используете небольшую силу на большом расстоянии. С другой стороны, вес намного больше, но он перемещается на меньшее расстояние.

Иллюстрация: Как шкив работает как рычаг: Как и в случае с рычагом, шкив может «волшебным образом» создать больше силы — но только если вы используете эту силу на большем расстоянии. Это почему? Читайте ниже!

В чем прикол?

Шкивы звучат великолепно — и они есть. Но наверняка должен быть ловить? Если вы можете поднять 100 кг (1000 ньютонов), потянув с силой, эквивалентной всего 25 кг (250 ньютонов), конечно, вы делаете только четверть меньше работы и используете только четверть энергии? И если это правда, вы могли бы построить какой-то шкив, который на самом деле будет производить для вас энергию: положите всего в одной единице энергии и получите четыре единицы! Звучит великолепно!

Фото: есть ли скрытая загвоздка при использовании шкива? Почему бы не сделать простой шкив из конструктора (или просто самодельных материалов, таких как хлопковые катушки и веревка) и проверить его на себе.Нет лучше способ понять, как работают шкивы. С таким простым шкивом для двух колес легко понять, что вам нужно потяните тетиву дважды, пока вес поднимается вверх.

К сожалению, такие удивительные вещи категорически запрещены. по закону физики, называемому сохранением энергии, который говорит, что вы всегда должны вкладывать столько энергии, сколько выходите. Итак, начнем подумайте о шкивах с точки зрения энергии. Если вы поднимете вес 100 кг (1000 ньютонов) на расстоянии 1 метра от земли, вы должны сделать то же самое объем работы, независимо от того, используете ли вы шкив или нет: вы должны переместить та же сила на том же расстоянии.Если вы используете шкив и уменьшаете силу, которую вы используете на четверть, вам все равно нужно сделать то же количество работы. Просто нужно дергать за конец веревки четыре еще раз, чтобы каждая из четырех опорных секций веревки поднялась на То же количество. Это загвоздка со шкивом. Вы тянете с меньшим силы, но нужно тянуть дальше (и, вообще говоря, использовать сила дольше). Не тратя меньше энергии на шкив, вы на самом деле приходится использовать немного больше из-за трения, где трос трется о колеса шкива.Но кажется и чувствует шкив проще использовать, а это главное!

Фото: Шкив оборудования. 1) Эти маленькие ролики имеют крючки, поэтому их легко подвесить к потолку. Обратите внимание на то, что на колесах есть канавки, чтобы веревка не соскальзывала с них. Фото Паулы Арагон. 2) Гигантские шкивы на рычаге большого железнодорожного крана. Здесь используется огромный прочный трос.

Что такое блок и подкат?

В технике шкив, который я описал здесь, иногда называют блоком и захватом : колеса и их крепления являются блоками, а веревки, которые обвивают их, являются снастями.В моих примерах один блок закреплен вверху, а другой блок перемещается вверх вместе с грузом. В более общем плане для инженеров шкив — это колесо, на которое вы натягиваете веревку или ремень для соединения одной части машины с другой, будь то подъем предметов, передача энергии или выполнение чего-либо еще. Однако в простой науке мы склонны использовать «шкив» только для обозначения связки колес и канатов для подъема.

Фото: два типа шкивов. Слева: блок и захват — это система на основе шкивов для подъема вещей, сделанная из блоков (секций колеса) и соединяющих их между собой.Он использовался для подъема ракетного оборудования в Центре космических полетов им. Маршалла НАСА. Фото Джеймса У. Розенталя, журнал «Исторический американский технический отчет», любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США. Справа: колеса шкива также можно использовать для соединения различных частей машины. Здесь колесо шкива на большом двигателе приводит в движение другое колесо шкива на машине, находящейся на некотором расстоянии. В этом случае шкивы просто передают мощность. Фото: Исторический американский технический отчет, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Если вам понравилась эта статья ..

.

… вам могут понравиться мои книги. Мой последний Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На сайте

На других сайтах

• Шкивы, блоки и другие снасти: отличная коллекция фотографий шкивов, собранных пользователем Flickr «Элси» (Лес Чатфилд), у которого отличный глаз для детализации и раскрытия скрытой красоты механического мира.

Книги

Для младших читателей

Почему-то существует множество книг о шкивах для юных читателей (возрастная группа 6–10). Вот лишь некоторые из них, с которых можно начать:

• Рычаги и шкивы от Алекса Бриндеда, Кидхейвен / Гринвуд, 2019. Простое введение для очень маленьких читателей, которое является частью базовой инженерной серии под названием «Как заставить все работать». Текст написан четко, хотя фотографии и дизайн немного устарели. Возраст 6–9.
• Изучение науки: машины: Крис Окслейд, Аннесс, 2016.Практическое введение в шестерни, рычаги, шкивы и двигатели с помощью 20 простых экспериментов. Эта книга помогает представить шкивы в более широком контексте простых машин. Возраст 8–10.
• Изготовление машин со шкивами: Крис Окслейд, Raintree / Capstone, 2015. Еще одно очень практичное 32-страничное введение, которое логически ведет нас через простые шкивы, составные шкивы, исторические машины, ремни и многое другое. Есть полезные дополнения к школьной библиотеке, в том числе забавные факты и глоссарий. Возраст 7–9.
• Как работают шкивы: Джим Меццанотт.Гарет Стивенс, 2007. 24-страничное руководство, которое знакомит с шкивами и показывает, как мы используем их в повседневной жизни. Акцент здесь делается на шкивах как на средстве использования силы в наших интересах.
• Что такое шкивы ?: Хелен Фрост, Capstone Press, 2001. Очень простое иллюстрированное введение для младших читателей (в возрасте 7–10 лет, я думаю).

Эти две книги более общего характера, которые рассматривают науку о силе в более широком контексте:

• «Вы почувствуете силу» Ричарда Хаммонда. Дорлинг Киндерсли, 2006/2015. Свежая книга о силах и физике для младших читателей. (Я был одним из консультантов и авторов этой книги.)
• Сила и движение Питера Лафферти. Дорлинг Киндерсли, 2000. Классическая книга очевидцев DK, которая охватывает историю науки, а также современные технологии. Устаревший, но все же полезный.

Для читателей постарше

• Принципы машиностроения, Джон Берд и Карл Росс, 2017. Подробное (288 страниц) введение в общую науку и принципы машиностроения.
• Трактат о ремнях и шкивах Джона Ховарда Кромвеля, 1903 год. Классическая книга из более ранних веков! Объясняет теорию шкивов (с математикой) и много иллюстраций. Доступен в различных форматах электронных книг.

Видео

• Как работают шкивы: простое введение Чарли Марца. К сожалению, он использует имперские (американские) единицы футов и фунтов, но идею вы поняли. Если вы европеец, вы можете мысленно подставить метры и килограммы.
• Как работают шкивы: более длинное и сложное введение из Академии Хана. Это объяснено ясно и очень хорошо, но страдает от рисования каракулей мышью и смешивания единиц измерения (ньютоны, футы, метры).

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Сохраните эту страницу на будущее или поделитесь ею, добавив в закладки:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Шкивы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/pulleys.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

Что такое шкив?

Автор: 26.06.2018 к новостям

Вы когда-нибудь слышали о простой машине? Это то, о чем вас могли бы спросить в средней школе, но не волнуйтесь, просто прочитав этот блог, вы получите золотую звезду за день! Каждый день вы взаимодействуете с простыми машинами, от открывания двери спальни (колесно-осевая ручка , ) до использования ножа, чтобы нарезать рогалик (клин , ).

Они есть в вашей машине, в вашем доме и даже в вашем собственном теле.Вот, например, рычаг:

Иногда, когда кто-то звонит в Phoenix Pulleys Bearings & Belts, и я отвечаю: «Phoenix Pulleys, чем я могу вам помочь?», Они впадают в панику. «Полиция? О нет, я набрала не тот номер! Мне так жаль беспокоить вас! » А потом я говорю: «Шкивы, шкивы, это круглые штуки, которые крутятся».

Может быть, это не лучшее объяснение, но этот оборот фразы я считаю эффективным.

На самом деле шкив — это «колесо на оси или валу, которое предназначено для поддержки движения и изменения направления натянутого троса или ремня или передачи мощности между валом и тросом или ремнем».”

Итак, ВСЕМ шкивам необходимы три вещи, чтобы они могли функционировать как нечто иное, чем модное пресс-папье:

• Веревка, трос, ремень или другой гибкий длинный кусок материала.
• Цилиндрический кусок твердого материала (это будет шкив).
• Болт, проходящий через подшипник или переходник с отверстием. В приводных шкивах используется вал.

Большинство обсуждений шкивов относятся к блок-тачкам, которые используются для подъема тяжелых грузов на большие расстояния с помощью.Как, скажем, на подъемном мосту или на лодке. Как правило, чем больше блокировок вы установите в системе, тем легче будет поднимать тяжелый вес.

Однако наши шкивы обычно используются не здесь, за исключением, возможно, наших натяжных роликов каната.


Наши шкивы передают и увеличивают мощность или скорость на большие расстояния. В простой системе шкивов вы можете заменить небольшой ведущий шкив на большой ведущий шкив и заставить небольшой холостой шкив с V-образной канавкой вращаться быстрее, не изменяя оборотов двигателя в минуту.


Однако большинство наших шкивов не используются в простой системе шкивов. Взгляните на деку своей косилки в следующий раз, когда будете косить газон, и понаблюдайте за замысловатым и красивым танцем приводных шкивов с V-образной канавкой, холостых шкивов с V-образной канавкой и задних промежуточных шкивов. Для них требуется несколько натяжных шкивов с V-образной канавкой и натяжных шкивов с задней стороны, работающих согласованно, чтобы предоставить вам смертельно быстро вращающееся лезвие для уничтожения разросшейся травы.


Следите за обновлениями, скоро мы снова займемся механической мощностью !

Мощные шкивы — Урок — TeachEngineering

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 4 (3-5)

Требуемое время: 30 минут

Зависимость урока: Нет

Тематические области: Геометрия, Физические науки, Решение проблем, Рассуждения и доказательства, Наука и технологии

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Резюме

Студенты продолжают изучать историю построения пирамиды, узнавая о простой машине, называемой шкивом.Они узнают, как можно использовать шкив для изменения направления приложенных сил и перемещения / подъема чрезвычайно тяжелых предметов, а также узнают о мощных механических преимуществах использования системы с несколькими шкивами. Учащиеся проводят простую демонстрацию, чтобы увидеть механическое преимущество использования шкива, и они определяют современные инженерные применения шкивов. На практике они видят, как шкив может изменять направление силы, разницу между фиксированными и подвижными шкивами и механическое преимущество, полученное при использовании нескольких / комбинированных шкивов.Они также узнают, как инженеры используют шкивы в повседневных целях. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Инженеры

являются экспертами в использовании преимуществ простых машин во всех видах реальных приложений, приносящих пользу обществу. Они включают механическое преимущество шкивов в свою конструкцию многих современных конструкций, машин, продуктов и инструментов, таких как краны, лифты, флагштоки, тросы, моторы, велосипедные кольца / цепи, веревки для белья, ведра / веревки для колодцев, устройства для скалолазания, жалюзи на окнах и парусные / рыбацкие лодки.Используя несколько шкивов в сочетании с двигателями и электроникой, инженеры создают сложные современные устройства, которые выполняют большую работу при очень небольшой мощности.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

• Продемонстрируйте, как используются шкивы.
• Объясните, как в древние времена инженеры могли использовать шкивы для работы.
• Определите современные приложения, в которых инженеры используют шкивы.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект Д2Л (www. achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука

Ожидаемые характеристики NGSS
3-ПС2-1.Спланируйте и проведите расследование, чтобы получить доказательства воздействия сбалансированных и неуравновешенных сил на движение объекта. (3-й степени) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Сквозные концепции
Совместно спланируйте и проведите расследование для получения данных, которые послужат основой для доказательств, используя справедливые тесты, в которых контролируются переменные и количество рассмотренных испытаний. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! В научных исследованиях используются различные методы, инструменты и техники. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Каждая сила действует на один конкретный объект и имеет как силу, так и направление. На покоящийся объект обычно действует несколько сил, но они складываются, чтобы получить нулевую чистую силу на объект.Сила, сумма которых не равна нулю, может вызвать изменение скорости или направления движения объекта. (Граница: на этом уровне используется качественное и концептуальное, но не количественное сложение сил.) Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Соприкасающиеся предметы оказывают друг на друга силу. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Причинно-следственные связи обычно выявляются. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Ожидаемые характеристики NGSS
3-ПС2-2. Выполняйте наблюдения и / или измерения движения объекта, чтобы предоставить доказательства того, что шаблон может быть использован для прогнозирования будущего движения.(3-й степени) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Сквозные концепции
Проводите наблюдения и / или измерения для получения данных, которые служат в качестве основы для доказательства для объяснения явления или проверки проектного решения. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! Научные открытия основаны на распознавании закономерностей. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Можно наблюдать и измерять закономерности движения объекта в различных ситуациях; когда это прошлое движение демонстрирует регулярный образец, будущее движение может быть предсказано по нему. (Граница: технические термины, такие как величина, скорость, импульс и векторная величина, не вводятся на этом уровне, но разрабатывается концепция, согласно которой для описания некоторых величин требуется как размер, так и направление.) Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Шаблоны изменений можно использовать для прогнозирования. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Общие основные государственные стандарты — математика

• Умножаем и делим в пределах 100.(Оценка 3) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Умножайте или делите для решения задач со словами, включающих мультипликативное сравнение, напримерg. , используя рисунки и уравнения с символом неизвестного числа для представления проблемы, отличая мультипликативное сравнение от аддитивного. (Оценка 4) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология

ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/lessons/view/cub_simple_lesson05], чтобы распечатать или загрузить.

Больше подобной программы

Поднимите собственный вес

Используя обычные материалы (катушки, веревку, мыло), учащиеся узнают, как можно использовать шкив, чтобы легко изменить направление силы, облегчая перемещение больших объектов. Они видят разницу между фиксированными и подвижными шкивами и механическое преимущество, полученное при использовании нескольких / комбинированных шкивов. …

Рычаги подъема

Студенты знакомятся с тремя из шести простых механизмов, используемых многими инженерами: рычагом, шкивом и колесно-осевым механизмом. Как правило, инженеры используют рычаг для увеличения силы, приложенной к объекту, шкив для подъема тяжелых грузов по вертикальному пути и колесо с осью для увеличения крутящего момента…

Инженерное дело: простые машины

Студенты знакомятся с шестью типами простых машин — клином, колесом и осью, рычагом, наклонной плоскостью, винтом и шкивом — в контексте построения пирамиды, получая общее представление об инструментах, которые использовались с тех пор. древние времена и используются до сих пор.

Let’s Move It!

Учащиеся изучают методы с использованием простых машин, которые, вероятно, использовались при строительстве древних пирамид, а также обычную современную транспортировку материалов. Они узнают о колесе и оси как о средстве транспортировки материалов из карьера на строительную площадку.

Предварительные знания

Общие сведения о пирамидах. Знакомство с шестью простыми машинами, представленными в Уроке 1 этого раздела.

Введение / Мотивация

Мы активно изучаем простые машины и строим древние египетские пирамиды, которые были наняты инженерами для проектирования и строительства. Теперь мы собираемся углубиться в наше понимание шкивов, чтобы увидеть, можем ли мы использовать эти знания, чтобы облегчить нашу работу .

Никто точно не знает, были ли шкивы одной из простых машин , которые древние культуры использовали для строительства пирамид. Некоторые люди считают, что красивые и массивные пирамиды не могли быть построены с использованием чего-то столь же простого, как простые машины. У некоторых людей есть дикие теории о том, как возникли пирамиды — возможно, пришельцы с другой планеты пришли на Землю и построили их.Что ж, мы не знаем об этом, но мы знаем, что люди очень творческие и находчивые, когда они этого хотят. Пока мы ограничиваемся материалами и технологиями, которые были доступны древним египтянам, для нас приемлемо использовать наши знания для создания систем шкивов для построения нашей пирамиды.

Рис. 2. Шкив рыболовного судна. Авторское право

Copyright © 2004 Microsoft Corporation, One Microsoft Way, Redmond, WA 98052-6399 USA. Все права защищены.

Шкив представляет собой простую машину, состоящую из струны (или веревки), обернутой вокруг колеса (иногда с канавкой), с одним концом веревки, прикрепленным к объекту, а другим концом, прикрепленным к человеку или двигателю. Шкивы могут показаться простыми, но они могут обеспечить мощное механическое преимущество, позволяющее легко выполнять подъемные операции.

Шкивы используются в повседневной жизни по-разному. Какие шкивы вы можете придумать? Некоторыми распространенными примерами являются большие строительные краны, которые используют шкивы для подъема тяжелых предметов с помощью двигателя, который обычно является очень слабым (см. Рисунок 1), силовые тренажеры в тренажерном зале, некоторые лифты, флагштоки, оконные жалюзи, велосипедные кольца / цепи, бельевые веревки и т. Д. ведро / веревка для водозабора, тросы, моторы, устройства для скалолазания, а также парусные и рыболовные лодки (см. Рисунок 2).

Лифт — это современное инженерное использование системы шкивов, которая работает так же, как подъем большого камня при строительстве пирамиды. Без использования шкивов лифту потребовался бы большой двигатель, чтобы тянуть кабель прямо вверх. Вместо использования большого двигателя в некоторых лифтах используется большой вес, который использует преимущество силы тяжести , чтобы помочь поднять кабину лифта (см. Рисунок 3). В этой ситуации приводной двигатель может быть намного меньше и использоваться только для определения направления, в котором должен двигаться лифт.

Рис. 3. Добавление противовеса и двух шкивов с двигателем посередине упрощает перемещение лифта. Авторское право

Авторские права © Джастин Фриттс, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере, 2005.

Но как колесо с веревкой может помочь нам перемещать огромные камни, необходимые для постройки пирамиды? Что ж, шкивы помогают нам, изменяя направление силы , которую мы используем для подъема объекта. Вам легче подтянуться на веревке или потянуть вниз? Используя шкив, нам не нужно тянуть вверх за веревку, чтобы поднять прикрепленный к ней тяжелый предмет, но вместо этого мы можем потянуть за нее.Представьте себе флагшток в качестве примера. Когда вы тянете за веревку флагштока, флаг поднимается вверх по полюсу и развевается в воздухе. Это потому, что на флагштоке есть шкив. Используя шкивы для перенаправления силы , камень можно было бы поднять с земли, что позволило большему количеству людей ухватиться за веревку и увеличило вес, поэтому рабочим приходилось меньше тянуть. Чтобы еще больше упростить это усилие, рабочие, использующие шкив, могли перемещать большой камень вверх по пандусу, натягивая веревку при спуске по пандусу, используя гравитацию в своих интересах.

Настоящее механическое преимущество шкива заключается в использовании сразу нескольких шкивов. Использование нескольких шкивов уменьшает силу, необходимую для перемещения объекта, за счет увеличения длины веревки, используемой для подъема объекта. Механическое преимущество (MA) шкивной системы равно количеству тросов, поддерживающих подвижную нагрузку. (Это означает, что не считайте веревки, которые — только , используемые для перенаправления, см. Рисунки 6 и 7.) Мы знаем из других уроков по простым машинам, что для получения большего механического преимущества существует компромисс.Со шкивом компромисс — расстояние. Таким образом, если два шкива используются вместе, требуемое усилие уменьшается вдвое, но требуется вдвое больше веревки, чтобы поднять объект на ту же желаемую высоту. (Проиллюстрируйте эту концепцию студентам, проведя следующую демонстрацию в классе; см. Рисунок 4.)

Рис. 4. (слева) Используя один виток веревки, сложно стянуть метлы вместе. (справа) Использование нескольких оберток упрощает сборку веников.авторское право

Авторское право © Джастин Фриттс, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере, 2005 г.

Демонстрация классной метлы и веревки:

Для этой демонстрации требуются три студента, две метлы и ~ 6 метров веревки. Привяжите веревку к одной из метел (метла 1) и оберните ее вокруг другой метлы (метла 2). Попросите двух учеников встать на расстоянии примерно метра друг от друга, каждый держит по одной метле, и постарайтесь держать метлы разделенными, пока третий ученик тянет за свободный конец веревки; Собрать палки метлы должно быть непросто.Затем снова оберните веревку вокруг каждой метлы. Попробуйте еще раз собрать учеников / метлы вместе; чем чаще вы наматываете веревку на метлы, тем легче третьему ученику стягивать остальных вместе! Это пример, демонстрирующий силу механического преимущества. Обратитесь к соответствующему упражнению «Тяги на весу», чтобы помочь учащимся лучше понять системы шкивов, проиллюстрировав, как шкив можно использовать для легкого изменения направления силы, облегчая перемещение больших объектов.

Шкивы могут быть намного сложнее. Инженеры объединяют множество шкивов в систему шкивов, которая значительно снижает силу, необходимую для подъема объекта. Они часто используют системы шкивов для перемещения очень тяжелых предметов. Блок и снасть — это пример системы шкивов, которую можно прикрепить к чему угодно. Для этого может потребоваться много троса или веревки, но человек, использующий достаточно шкивов, может поднять несколько тонн. Инженеры используют блоки и подъемники вместе с двигателями и электроникой для создания современных устройств, которые работают с очень низким энергопотреблением, таких как краны и лифты.В Диснейленде инженеры даже используют систему шкивов, чтобы перемещать Тинкербелл по небу.

Мы не уверены, использовали ли египтяне шкивы, и еще не нашли никаких доказательств того, что они использовали, но мы знаем, что если бы они использовали их, жизнь была бы легче, чем если бы они этого не делали. Теперь, когда мы разбираемся в шкивах и располагаем современными материалами, мы можем строить пирамиды намного проще. Сегодня мы рассмотрим разработку системы шкивов и посмотрим, сможем ли мы разработать способ доставить наши самые тяжелые камни на вершину нашей пирамиды с помощью этой простой машины.

Предпосылки и концепции урока для учителей

Используйте презентацию PowerPoint «Шкивы и пирамиды» как полезный инструмент в классе. (Покажите презентацию PowerPoint или распечатайте слайды для использования с проектором. Презентация анимирована, чтобы продвигать стиль, основанный на запросах; каждый щелчок раскрывает новую точку зрения о каждой машине; попросите учащихся предложить характеристики и примеры, прежде чем вы их покажете .)

Шкив, простой механизм, помогает выполнять работу, изменяя направление сил и облегчая перемещение крупных объектов. Когда мы думаем о шкивах, большинство людей думают о типе шкива, который позволяет человеку перенаправлять направление силы. При использовании этого типа шкива, называемого фиксированным шкивом , при натяжении веревки объект поднимается над землей. Также существуют подвижные шкивы и системы шкивов . Тысячи лет назад первые инженеры использовали шкивы для облегчения строительства и выполнения многих полезных повседневных задач. Многие обелиски были возведены с помощью шкивов, а в колодцах есть шкивы для сбора воды.

Фиксированные шкивы

Рис. 5. Фиксированный шкив без механического преимущества. Авторское право

Авторское право © Дениз У. Карлсон, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере, 2007.

Наиболее распространенная концепция шкива заключается в том, что это простой механизм, перенаправляющий силу. Это означает, что, обматывая веревку вокруг шкива и прикрепляя веревку к объекту, человек тянет веревку вниз, чтобы поднять объект, вместо того, чтобы поднимать объект (см. Рисунок 5; представьте, что поднимаете флаг).Хотя это полезное и удобное использование шкивов, у него есть серьезное ограничение: сила, которую вы должны приложить, чтобы поднять объект, была такой же, как если бы вы просто поднимали объект без шкива (что приемлемо для поднятия флажка, но недостаточно помогает при попытке поднять камень пирамиды). Это означает, что фиксированный шкив не дает никаких механических преимуществ.

Фиксированная конфигурация шкива полезна для поднятия объекта на уровень над вашей головой. Использование этого типа шкива также позволяет использовать силу тяжести.И, прикрепив веса к концу веревки, которую вы тянете, вы можете уменьшить силу, которую вы должны приложить. Этот тип шкива также можно использовать для балансировки объекта, прикрепляя предметы равного веса к обеим сторонам веревки, при этом ни один объект не перемещается. После приложения силы к любой из сторон система продолжает движение в этом направлении. Такая система шкивов используется в некоторых лифтах. К лифту прикреплен трос, который поднимается вокруг шкива, затем опускается и прикрепляется к противовесу.Двигатель, приводящий в движение кабину лифта, потребляет гораздо меньше энергии, поскольку противовес удерживает лифт в равновесии.

Подвижные шкивы

Рис. 6. Подвижный шкив с механическим преимуществом двух. Авторское право

Авторское право © Дениз У. Карлсон, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере, 2007.

Другой тип шкива — подвижный шкив. В системе с подвижным шкивом канат прикреплен к фиксированной (неподвижной) точке, шкив прикреплен к объекту, который вы хотите переместить, а другой конец каната остается свободным (см. Рисунок 6).При натяжении веревки шкив перемещается, и объект поднимается. Этот тип системы хорош, если вы пытаетесь поднять объект, расположенный под вами, до вашего уровня. В другом варианте, если обе стороны подвижной системы шкивов зафиксированы и веревка натянута между фиксированными точками, система становится похожей на колесо и ось, потому что объект может двигаться по веревке, если к нему приложена сила (например, , почтовый индекс).

Шкивные системы

Рис. 7. Система шкивов с механическим преимуществом двух.авторское право

Авторские права © Дениз Карлсон, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере, 2007.

Рис. 8. Система шкивов с механическим преимуществом, равным четырем, поскольку она имеет четыре несущих нагрузку сегмента веревки. Авторское право

Авторские права © Дениз У. Карлсон, Программа ITL, Колледж инженерии, Университет Колорадо в Боулдере, 2007.

Использование системы шкивов может быть гораздо более сложным и дает мощное механическое преимущество — значительно уменьшая силу, необходимую для перемещения объекта.Если используется один подвижный шкив (Рисунок 6), сила, необходимая для подъема объекта, прикрепленного к подвижному шкиву, уменьшается вдвое. Система шкивов, показанная на рисунке 7, не меняет механического преимущества, показанного на рисунке 6, однако она меняет направление необходимой силы. Компромисс заключается в том, что количество требуемой веревки увеличивается, а также увеличивается количество веревки, которую вы должны тянуть, чтобы поднять объект. Если к системе добавлены два фиксированных шкива и к объекту прикреплен второй подвижный шкив, сила, необходимая для подъема объекта, станет четвертью веса объекта, и потребуется в четыре раза больше веревки (см. Рис. 8). презентация PowerPoint «Шкивы и пирамиды»).

Механическое преимущество

Сильное механическое преимущество шкива заключается в использовании нескольких шкивов одновременно. Комбинирование нескольких шкивов уменьшает силу, необходимую для перемещения объекта, за счет увеличения длины веревки, используемой для подъема объекта. Количество веревки можно найти по формуле веревка = исходное количество веревки x количество шкивов. Механическое преимущество (MA) шкивной системы равно количеству тросов, поддерживающих подвижную нагрузку. (Это означает, что не учитывайте веревки, которые используются только для перенаправления, см. Рисунки 6, 7 и 8.)

Сопутствующие мероприятия

Закрытие урока

Как шкивы могут облегчить нам жизнь? Шкивы — это мощные простые машины. Они могут изменить направление силы, что может значительно облегчить нам перемещение чего-либо. Если мы хотим поднять объект весом 10 килограммов на высоту одного метра, мы можем поднять его прямо вверх или использовать шкив, чтобы мы могли потянуть за один конец, чтобы поднять объект вверх.Использовать шкив намного проще, потому что, пока мы весим более 10 килограммов, мы можем просто повиснуть за конец веревки и воспользоваться силой тяжести, так что наш вес обеспечивает всю необходимую силу для подъема объекта.

Шкивы

также могут дать нам механическое преимущество, если мы используем несколько веревок вместе и больше. Этот процесс уменьшает количество силы, необходимой для поднятия чего-либо.

Хотя мы не знаем, использовались ли шкивы древними строителями пирамид, мы знаем, что шкивы — идеальная простая машина для многих задач, необходимых для строительства пирамиды.В сегодняшнем высокотехнологичном мире инженеры по-прежнему используют шкивы для облегчения сложных задач. Без них наша жизнь была бы намного труднее.

Проведите итоговую оценку, как описано в разделе «Оценка». В заключение завершите таблицу KWL и задайте задачи со словами, в которых учащиеся вычисляют механическое преимущество наклонной плоскости (см. Раздел «Оценка»).

На других уроках этого раздела студенты изучают каждую простую машину более подробно и видят, как каждую из них можно использовать в качестве инструмента для построения пирамиды или современного здания.

Словарь / Определения

Фиксированный шкив: система шкивов, в которой шкив прикреплен к фиксированной точке, а веревка прикреплена к объекту.

сила: толкать или тянуть объект; способность выполнять работу.

гравитация: естественная сила притяжения, оказываемая Землей на объекты на ее поверхности или вблизи нее, стремящаяся притягивать их к центру тела.

механическое преимущество: преимущество, полученное за счет использования простых машин, позволяющих выполнять работу с меньшими усилиями. Облегчение задачи (что означает меньшее усилие), но может потребоваться больше времени или места для работы (большее расстояние, веревка и т. Д.). Например, приложение меньшей силы на большем расстоянии для достижения того же эффекта, что и приложение большой силы на небольшом расстоянии. Отношение выходной силы, оказываемой машиной, к приложенной к ней входной силе.

подвижный шкив: система шкивов, в которой шкив прикреплен к объекту; один конец веревки прикреплен к фиксированной точке, а другой конец веревки свободен.

шкив: простой механизм, который изменяет направление силы, часто для подъема груза. Обычно состоит из рифленого колеса, в котором движется натянутый трос или цепь.

перенаправить силу: чтобы изменить направление вашего толчка или тяги, чтобы получить преимущество над задачей.

простая машина: машина с небольшим количеством движущихся частей или без них, которая используется для облегчения работы (дает механическое преимущество). Например, клин, колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, винт или шкив.

работа: сила, действующая на объект, умноженная на расстояние, на которое он перемещается. W = F x d (сила, умноженная на расстояние).

Оценка

Оценка перед уроком

Мозговой штурм: Предложите учащимся участвовать в открытом обсуждении в классе. Напомните студентам, что в ходе мозгового штурма ни одна идея или предложение не являются «глупыми». Все идеи следует уважительно выслушивать. Занять некритическую позицию, поощрять дикие идеи и препятствовать критике идей.Попросите их поднять руки, чтобы ответить. Напишите их идеи на доске. Спросите у студентов:

• Что такое простые машины? В чем преимущество простых машин? (Возможные ответы: машина с небольшим количеством движущихся частей или без них, которая используется для облегчения работы. Простые машины облегчают работу, создавая механическое преимущество, например, заменяя большее расстояние за меньшее усилие.)
• Почему инженеры заботятся о простых машинах? (Ответ: современное оборудование, конструкции и инструменты используют простые машинные принципы для выполнения простых и сложных задач.Хотя вы, возможно, никогда не увидите шкив в действии на стройплощадке, шкивы спрятаны внутри двигателей, внутри кранов и постоянно работают за кулисами.)

Таблица «Знай / Хочу знать / Учиться» (KWL): Создайте классную диаграмму KWL, чтобы помочь организовать изучение новой темы. На большом листе бумаги или классной доске нарисуйте таблицу с заголовком «Простые машины: шкивы». Нарисуйте три столбца с названиями K, W и L, представляющие, что студенты знают о шкивах, что они хотят, чтобы знал о шкивах и что они узнали о шкивах и их механических преимуществах.Заполняйте разделы K и W во время введения к уроку по мере появления фактов и вопросов. Заполните L-часть в конце урока.

Оценка после введения

Вопросы для обсуждения: Запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы студентов.

• Что мы наблюдали во время демонстрации метлы и веревки? Каков был эффект от добавления шкивов? (Возможные ответы: шкивы в действии, использование механических преимуществ для облегчения работы, добавление большего количества шкивов (обмоток веревки), которые упростили стягивание двух щеток вместе. )
• Объясните, как найти механическое преимущество системы шкивов. (Ответ: механическое преимущество шкива в том, что система равна количеству веревок, поддерживающих подвижный шкив.)
• В чем заключается преимущество механического преимущества в системе шкивов? (Ответ: Расстояние или длина веревки.)
• Какие примеры современных изделий разработали инженеры со шкивами? (Возможные ответы: краны, лифты, блоки и снасти на лодках, флагштоки, тросы, моторы, велосипедные кольца / цепи, устройства для скалолазания, оконные жалюзи и парусные лодки.)

Итоги урока Оценка

Таблица KWL (Заключение): Как класс, завершите столбец L таблицы KWL, как описано в разделе «Оценка перед уроком». Составьте список всего, что студенты узнали о шкивах и их механических преимуществах. Были ли даны ответы на все вопросы W? Что нового они узнали? Можно ли использовать шаблон, основанный на их наблюдениях за движением объекта, для предсказания будущего движения?

Задачи со словами: Оцените понимание учащимися концепций урока, задав следующие задачи со словами.Напишите на доске: Механическое преимущество системы шкивов = количество отрезков каната, поддерживающих нагрузку.

• Если бы мы использовали один фиксированный шкив и хотели поднять камень на 100 метров, сколько силы и веревки потребовалось бы, чтобы поднять 500-килограммовый камень? (Ответ: сила равна весу камня, поэтому 500 килограммов. Поскольку мы используем только один шкив, веревка должна быть не менее 100 метров [расстояние от шкива до камня], но больше вероятно, будет около 200 метров [одна длина до шкива от камня и одна длина от шкива до вас].)
• Если бы мы использовали 10 шкивов в системе и хотели бы поднять камень на 100 метров, сколько силы и веревки нам понадобилось бы, чтобы поднять тот же самый 500-килограммовый камень? (Ответ: Сила может быть уменьшена до 1/10 веса камня [50 килограммов], поскольку у нас будет 10 веревок со шкивами. Однако нам легко понадобится 1000 метров веревки [в 10 раз длиннее одной веревки] или 2000 метров, если бы мы были на одном уровне со скалой.)

Мероприятия по продлению урока

Попробуйте сделать человеческий шкив.Вам понадобится доска, прочная веревка и место с верхней опорой, например, футбольные ворота или игровая площадка. Оберните один конец веревки вокруг 2 x 4 (или чего-нибудь прочного, например, сиденья от качелей), а другой конец веревки оберните вокруг ворот, так чтобы задний конец висел на земле. Позвольте одному ребенку сесть на 2 x 4, пока двое других детей пытаются поднять их, потянув за свободный конец веревки. Оборачивайте веревку вокруг ворот или опоры, пока двое детей не смогут легко поднять и опустить сидящего ребенка.Может быть полезно начать сидящего ребенка из положения стоя (обе ноги на земле).

Если учащиеся не знакомы с зиплайном, предложите им изучить это в Интернете. Застежка-молния — забавный пример подвижного шкива.

Предложите более продвинутым ученикам вычислить механическое преимущество использования нескольких шкивов, требующих деления с остатками или дробями.

использованная литература

Словарь.com. ООО «Издательская группа« Лексико ». По состоянию на 25 января 2006 г. (Источник некоторых словарных определений с некоторой адаптацией) http://www.dictionary.com

авторское право

© 2005 Регенты Университета Колорадо.

Авторы

Джастин Фриттс; Лоуренс Э. Карлсон; Жаклин Салливан; Малинда Шефер Зарске; Дениз Карлсон, при участии студентов, участвовавших в курсе подготовки инженерного корпуса К-12 весной 2005 года.

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этих программ электронных библиотек было разработано в рамках Комплексной программы преподавания и обучения в рамках гранта GK-12 Национального научного фонда. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 15 декабря 2020 г.

3 типа шкивов | Sciencing

Обновлено 22 февраля 2018 г.

Брайан Трандем

В классической механической физике шкив является одной из шести «простых машин», наряду с рычагом , наклонной плоскостью, винтом, колесом и осью, и клин . В классическом описании ученых эпохи Возрождения, которые первыми их определили, простая машина — это устройство, изменяющее направление или величину силы.

Шкив состоит из троса и ступицы или «барабана», в котором находится колесо с канавками, закрепленное на оси. Шкив находит широкое применение во многих обстоятельствах и может использоваться для облегчения множества задач по перемещению и подъему. Существует три основных типа шкивов: один изменяет направление силы, другой изменяет величину, а третий изменяет как величину, так и направление.

Фиксированный шкив

••• Wiki Commons

Фиксированный шкив — это тот, в котором барабан прикреплен к одной точке.Хотя сила, необходимая для подъема или перемещения объекта, ничем не отличается от силы, которую вы поднимали бы вручную, фиксированный шкив позволяет изменять направление необходимой силы. Например, когда вы прикреплены к ведру, вытягивающему воду из колодца, фиксированная тяга позволяет вам тянуть вбок, чтобы поднять ведро более удобным способом, чем если бы вы поднимали ведро с водой вертикально, передавая руку за руку. Ведро с водой останется прежним, но поднимать его будет удобнее.

Подвижный шкив

••• Wiki Commons

Подвижный шкив — это тот, в котором барабан движется при перемещении груза.Нет никакого изменения направления силы, которое вам нужно приложить, но нагрузка будет «ощущаться» легче, чем она есть на самом деле. Например, если вы тащите тяжелый тюк сена на чердак сарая, подвижный шкив сделает груз намного легче, хотя направление, в котором вы его тянете, будет таким же.

Составная система

••• Wiki commons

В составной шкивной системе есть как подвижный, так и фиксированный шкив. Это означает, что груз не только «кажется» легче, но и вы можете изменить направление силы.Хотя такая конфигурация позволяет очень легко перемещать тяжелые грузы, компромисс состоит в том, что для выполнения работы требуется значительно больше движений.

Сложные шкивные системы

••• Wiki Commons

Шкивы можно умножать любым количеством способов для выполнения множества задач. Блок и захват , например, представляет собой конфигурацию шкива, которая содержит два или более отдельных барабана, каждый из которых содержит два или более колеса, вращающихся на одной оси.Канат петляет назад и вперед между барабанами шкивов, переплетаясь через отдельные колеса внутри этих барабанов. Эти конфигурации могут быть довольно сложными, как это иногда наблюдается на больших парусных лодках, где одному паруснику может потребоваться управление парусами, которые подвергаются огромной силе от сильного ветра.

Сложные шкивные системы, подобные этой, могут перемещать чрезвычайно тяжелые грузы при условии, что они надежно закреплены. Но в то время как величина требуемой силы значительно уменьшена, величина этой уменьшенной величины (величина, на которую веревка должна пройти, чтобы выполнить работу) значительно увеличилась.

Единый подвижный шкив и механическое преимущество | Научный проект

Подвижный шкив — это шкив, который может свободно перемещаться вверх и вниз и прикреплен к потолку или другому объекту двумя отрезками одной и той же веревки. Примеры подвижных шкивов включают строительные краны, современные лифты и некоторые типы подъемных машин в спортзале.

Третий тип шкива — составной шкив , , который состоит из комбинации неподвижных и подвижных шкивов.

Какая установка шкива упрощает подъем тяжелого груза?

• 2 высокие поверхности одинаковой высоты (столы, столешницы или столешница и стол)
• 3 Деревянные доски размером 2 x 4 дюйма, достаточной длины, чтобы покрыть расстояние между высокими поверхностями
• 4 фиксированных шкива
• 2 подвижных шкива
• Трос для шкивов
• Винты
• Отвертка или дрель
• Ящик для инструментов с ручкой
• Инструменты, книги и другие предметы для увеличения веса набора инструментов
• Масштаб

Фиксированный шкив

1. С помощью винтов и отвертки или дрели прикрепите один фиксированный шкив к центру доски 2×4.
2. Пропустите трос через шкив.
3. Присоедините один конец троса к ручке ящика для инструментов.
4. Поместите несколько предметов в ящик для инструментов, пока он не станет тяжелым. Взвесьте ящик для инструментов на весах. Запишите его вес.
5. Установите деревянную доску между двумя высокими поверхностями так, чтобы шкив смотрел вниз.

6. Потяните вниз за свободный конец троса и поднимите ящик для инструментов. Запишите свои наблюдения. Сколько вы можете поднять с помощью фиксированного шкива?

Подвижный шкив

1. Используя винты, отвертку или дрель, прикрепите один фиксированный шкив к точке, немного смещенной от центра на одной из планок размером 2 x 4 дюйма.
2. Пропустите трос через шкив.
3. Пропустите один конец троса через подвижный шкив.
4. Присоедините конец троса, протянутого через подвижный элемент, к планке 2×4, примерно в 1 футе от неподвижного шкива.
5. Установите деревянную доску между двумя высокими поверхностями так, чтобы шкивы смотрели вниз. Подвижный шкив будет свисать вот так.

6. Присоедините ручку ящика для инструментов к подвижному шкиву.
7. Поместите различные предметы в ящик для инструментов, пока он не станет тяжелым.Взвесьте ящик для инструментов на весах.
8. Потяните вниз за свободный конец троса и поднимите ящик для инструментов. Запишите свои наблюдения. Сколько вы можете поднять с помощью подвижного шкива?

Составной шкив

1. Используя винты и отвертку или дрель, прикрепите два неподвижных шкива на расстоянии примерно 30 см друг от друга на доске размером 2 x 4 дюйма.
2. Пропустите трос через подвижный шкив.
3. Пропустите канат с каждой стороны через неподвижные шкивы так, чтобы подвижный шкив висел между неподвижными шкивами.
4. Установите деревянную доску между двумя высокими поверхностями так, чтобы шкивы смотрели вниз.

5. Присоедините ручку ящика для инструментов к подвижному шкиву.
6. Поместите различные предметы в ящик для инструментов, пока он не станет тяжелым. Взвесьте ящик с инструментами на весах.
7. Потяните вниз за свободные концы троса и поднимите ящик для инструментов. Запишите свои наблюдения. Сколько вы можете поднять с помощью подвижного шкива?

Фиксированный шкив затрудняет подъем ящика для инструментов.Подвижный шкив облегчит подъем ящика для инструментов. Система составных шкивов облегчит подъем ящика для инструментов.

Подвижные шкивы дают вам механическое преимущество , , которое является мерой производительности машин. Наличие механического преимущества означает, что сила, прикладываемая системой, больше, чем сила, которую вы прикладываете. В системе шкивов это означает, что шкив может поднимать объект с большей силой, чем вы прикладываете к веревке. Это позволяет легче поднимать тяжелые предметы.

Вот загвоздка — даже несмотря на то, что система подвижных шкивов и составная система шкивов позволяют поднимать тяжелые предметы с меньшей силой, чем вам приходилось бы использовать с фиксированным шкивом, вам все равно приходилось перемещать веревку дальше.