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阿基米德被槍指時還在思考問題

生活 更新时间:2024-10-12 22:41:50

初中物理裡面的力學,裡面講到了杠杆原理,就有著名科學家阿基米德的一句話:“給我一根足夠長的杠杆,就能把地球翹起來。”相信朋友們對這句話并不莫生,畢竟物理裡面有很多有趣的事情,還有象牛頓被蘋果砸了,而我最近的一個項目上面用到了旋轉氣缸,跟這個杠杆有脫不了的幹系。

阿基米德被槍指時還在思考問題(能翹起地球的阿基米德)1

為什麼會把這兩者拉到一起?這是因為我在設計這個旋轉氣缸時發現在個有趣的事情,有可能很多人也碰到過,但在繁重的工作過程沒有人會在意這個事情,但我帶隊設計(帶着兩個學員設計,因為長三角被疫情風控,我的兩個剛畢業的學員本來安排好的工作,現在去不成,正好我手上的項目堆積了兩個),這個機構部分是學員在設計,因為旋轉氣缸相對用的少,在安要例裡面用過一次,但隻講過一次,所以學員還有點迷糊。

當時應該是選了一個旋轉氣缸,50缸徑,在首次與客戶檢讨的時候,客戶提出了要求提供計算數據和過程,因為此處為此設備的關鍵部位,然後在計算過程中,以及選型出力表對比時發現差的不是一星半點,我們的負載是一個Y型的叉取擺臂,因為溫度原因,必須要在大約1300mm的地方将産品叉出高溫區,再旋轉放入冷卻的區域。

阿基米德被槍指時還在思考問題(能翹起地球的阿基米德)2

産品的重量大約在0.8kg,按10N/kg,計算下來是8N的重量,直接叉取旋轉肯定是不能實現的,前面再加了一個機械申縮的反向拉缸,照力學上的原理是可以配重,但機構空間有限,在各種條件非常艱難的情況下,隻能加大旋轉氣缸的缸徑。

如果會計算的朋友應該是通過上面的數據可以計算并選型了,10.4N.m,看一下氣缸的出力表,發現是不夠,但實際上我發現是夠的,到底原因出在何處?這個得從杠杆原理的公式上面來分析,我們給杠杆的定義是:繞軸轉動的時候,離旋轉軸越近的地方,力量越大,為說明這個問題我在下面舉個例子。

比方說我們推門,離門轉軸越近,用的力量越大,離門軸越遠,自然力量用的越小,同樣是做一件事,着力點不同事半功倍,那麼,問題來了,推門是要克服掉門自身的重量,而不是挑起門軸,同樣是杠杆,作用和結果卻不同。

回到最初的話題,既然要把地球翹起來,那杠杆怎麼辦?我給你一根很長的杠杆,你連杠杆都不一定能拿的起,還怎麼挑起地球?有的朋友可能認為我是在擡杠,但阿基米德難道不是在擡扛?隻因為我是一個渺小的工程師,就隻能是擡扛,而阿基米德是個科學家,就是科學原理?

阿基米德被槍指時還在思考問題(能翹起地球的阿基米德)3

若不是一直認為阿基米德的說法正确,我們在計算這個受力和選型氣缸時,就不會出現問題 ,畢竟圓心附近的地方才是我們機構大量堆的區域,而真正産品所在的位置,雖然離的遠,但重量有限,而後學員通過實驗也證明,所有旋轉體的重量,足大,但都不是堆積于最遠的距離處的。

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