Ножницы рычажные по металлу: Рычажные ножницы по металлу (настольные)
alexxlab | 21.07.1983 | 0 | Разное
Рычажные ножницы для реки металла: ручные, профессиональные
Среди всех разновидностей разделительного оборудования, предназначенного для резки металла, рычажные ножницы считаются самыми простыми и компактными. Они могут иметь ручной привод, либо управляться электродвигателем. Универсальность рассматриваемого вида кузнечно-штамповочного оборудования даёт возможность устанавливать такие ножницы практически в любой хозяйственной мастерской, и – тем более – в небольших частных предприятиях, работающих с сортовым или листовым металлом.
Рычажные ножницы по металлуПринцип действия и конструктивные особенности
В отличие от листовых ножниц с наклонным ножом (гильотинных), движение ножа в рычажных ножницах чаще всего происходит не по поступательной, а по вращательной траектории. Кроме того, в качестве основного исполнительного механизма используется не кривошипно-ползунный, а рычажный.
Наибольшее распространение приобрели рычажные ножницы, собранные по схеме одноплечевого рычага. При резке тонкого металла, с толщиной не более 0,7…0,8 мм применяются ручные слесарные ножницы, а при более толстом – стуловые ножницы, рычаг у которых намного длиннее. Кроме того, в схемах стуловых ножниц предусматривается возможность встраивания промежуточной зубчатой передачи. Это увеличивает длину траектории движения подвижного ножа, но снижает результирующее усилие, что важно, если агрегат имеет ручной привод.
Наиболее крупные исполнения стуловых ножниц позволяют разрезать листовой прокат стали толщиной до 8…10 мм, и сортовой прокат диаметром не более 22 мм.
Стуловые рычажные ножницы с ручным приводом конструируются таким образом, чтобы приводной рычаг имел форму сабли. Это позволяет приблизить траекторию движения к работе гильотинных ножниц: внедрение подвижной части рабочего инструмента в разрезаемый металл также происходит постепенно. В результате текущее значение усилия разрезки снижается. Неприводными (ручными) ножницами стулового типа можно резать сталь толщиной до 2…2,5 мм.
Типовая конструкция рычажных ножниц настольного исполнения представляет собой совокупность следующих узлов:
- станины;
- эксцентриковых или винтовых зажимов, посредством которых оборудование стационарным образом можно прикрепить к слесарному верстаку;
- нижней опорной рамы, на которую устанавливается неподвижная часть оснастки;
- саблевидного поворотного рычага с рукояткой (для ручных моделей). на нём устанавливается подвижная часть оснастки;
- оси с подшипником скольжения.
В приводных рычажных ножницах, кроме вышеприведенных узлов имеются также электродвигатель, клиноременная передача, а также кривошипно-шатунный механизм, который преобразует вращательное движение вала двигателя в качательное перемещение рычага. Иногда такое оборудование снабжается механизмом включения (муфтой и тормозом), и в таком виде уже мало чем отличаются от стационарных ножниц аллигаторного типа. Единственное их преимущество в данном случае состоит в отсутствии балансира, компенсирующего инерцию массивных деталей.
Ограничения рычажных ножниц и возможность их преодоления
Главный недостаток рычажных ножниц, не имеющих механического привода – необходимость совершать очень длинные перемещения, чтобы снизить усилие резки металла. Кроме того, при ручном приводе невозможно обеспечить постоянство скорости реза, что может ухудшать качество поверхности разделения металла. Удлиняя привод, приходится жертвовать габаритными размерами оборудования. Кроме того, удлинение плеча всегда ухудшает контроль за качеством прижима заготовки, и требует применения более мощных зажимов, удерживающих разрезаемый металл от смещения. При этом также нет возможности для качественного разрезания профильного проката: прутков, уголков и пр.
Указанные ограничения преодолеваются конструкциями с многозвенным рычажным механизмом реза, а также использованием различных способов усиления без участия мускульной силы. При этом механического привода не требуется.
Правила резки
В первом случае применяются преимущественно кинематические схемы с двумя рычагами. К основному рычагу (каждая из частей которого соединяется с другой частью при помощи общей оси), добавляется дополнительный, а его связь с основной парой достигается наличием цилиндрического стержня, имеющего реечный привод.
Реечный механизм состоит из следующих деталей:
- промежуточного рычага;
- возвратных пружин;
- поворотных скоб;
- винтовой пары, соединяющей рейку с промежуточным стержнем.
Этот способ, хотя и обеспечивает более высокое качество резки металла, но существенно усложняет схему рычажных ножниц. Изготовить такой вариант в домашних условиях весьма затруднительно, кроме того, усилие рабочего останется достаточно высоким.
Если вместо реечной передачи в промежуточном стержне разместить механический усилитель, то результирующая нагрузка заметно снизится. Такая разновидность ручных рычажных ножниц включает в себя, помимо основных рабочих элементов также:
- цилиндрический полый стержень;
- усилитель с самотормозящейся резьбой;
- соединительный стержень;
- подпружиненный фиксатор;
- противовес.
Наличие груза придаёт процессу резки металла ударный характер, за счёт чего удаётся повысить энергию реза, и разделять заготовки с большей толщиной или площадью поперечного сечения. Однако ударный характер приложения нагрузки утомляет рабочего (особенно при продолжительной работе), а амплитуда колебаний устройства на раме увеличивается. Для установки таких ножниц потребуются более надёжная опора и ровная поверхность пола. Производительность резки металла также снизится.
Наиболее современной считается трёхзвенная схема. В данном случае достигается требуемый компромисс между прилагаемым усилием и длиной перемещения подвижного инструмента.
Трёхзвенные рычажные ножницы
Установлено, что схеме, которая будет описана далее, возможно производить резку сортового и листового проката с размером поперечного сечения до 10 мм, чего в большинстве случаев бывает достаточно не только для собственных нужд, но и для изготовления стальных изделий в рамках небольшого бизнеса.
Такие ножницы состоят из следующих узлов:
- Станины, для изготовления которой понадобятся два равновеликих уголка с толщиной полки не менее 7 мм.
- Нижней опоры, к которой крепится рабочий инструмент.
- Верхней опоры, которая устанавливается в посадочное место, и имеет скос с целью уменьшения зазора между ножами в момент начала резки.
- Корпуса, крепёжные отверстия под ножи в котором стоит выполнять немного овальной формы, чтобы компенсировать возможные погрешности установки инструмента.
- Серьги.
- Соединительной оси.
- Крепёжных деталей.
Для изготовления всех деталей многозвенного механизма потребуется среднелегированная сталь марки 35 или выше.
Длина опорной рамы определяется максимальными размерами разрезаемого металла: габарит ручных ножниц будет в примерно два раза больше ширины заготовки. Тем не менее, конструкция получается достаточно компактной, и позволяет для своей установки использовать обычные слесарные тиски и соответствующих размеров верстак.
Схема крепления рабочего инструмента состоит в следующем. В оснастке, изготавливаемой из высокопрочной инструментальной стали марок У10 или У12 выполняются посадочные отверстия с раззенкованной конической частью, для того, чтобы крепление выполнялось впотай. Комплект должен включать варианты для разрезания профильного металлопроката. Для облегчения обслуживания оснастку стоит изготовить двусторонней. Далее производится термическая обработка до твёрдости не менее 54…56 HRC, и шлифовка с целью ликвидации вероятного коробления рабочего полотна. Готовая оснастка устанавливается в нижнюю и верхнюю посадочные части, и пригоняются один по другому таким образом, чтобы фактический зазор между подвижной и неподвижной частями не превышал 5…8% от толщины разрезаемого металла.
Обслуживание и эксплуатация
Основное регламентное обслуживание оборудования состоит в периодической заточке инструментальной оснастки (при первой эксплуатации ножи достаточно просто перевернуть на 180°). Заточку можно вести на шлифовальной машинке, используя карборундовый круг, после чего необходимо зашлифовать полученную поверхность. После многократных переточек стабильность зазора необходимо поддерживать установкой прокладок из стали. Их толщина устанавливается опытным путём.
Периодически проверяют зазоры в сочленениях, и смазывают их маслом «Индустриальное-20» или аналогичным.
Категорически не рекомендуется при изготовлении оснастки останавливаться на секторном варианте, который потребует сварки. Точность резки металла при этом неизбежно ухудшится.
Для улучшения надёжности монтажа настольных ручных ножниц с рычажным механизмом на слесарный верстак, его стоит усилить с противоположной стороны при помощи стального уголка, швеллера или толстой полосы.
Рычажные ножницы для листового металла
Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 500 МПа
Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 750 Мпа
Предназначено для обработки натурального и искусственного камня
Предназначено для обработки закаленных сталей твердостью до 55 HRC
Предназначено для обработки титана и титановых сплавов
Рекомендуется использование СОЖ
Предназначено для обработки коррозионно-стойких сталей
Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 900 МПа
Предназначено для обработки древесины
Предназначено для обработки алюминиевых и магниевых сплавов
Универсальное применение
Предназначено для обработки твердых сплавов
Предназначено для обработки закаленных сталей твердостью до 67 HRC
Рекомендуется обработка без СОЖ
Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 1400 Мпа
Предназначено для обработки полимеров
Предназначено для обработки серых чугунов и высокопрочных чугунов
Предназначено для обработки поверхностей покрытых лаками и красками
Предназначено для обработки латуни и бронзыПредназначено для обработки меди
Рекомендуется охлаждение сжатым воздухом
Предназначено для обработки латуни
Предназначено для обработки латуни и медно-никелевых сплавов
Предназначено для обработки сотовых материалов Honeycomb
Предназначено для обработки металломатричных композитных материалов (MMC)
Предназначено для обработки обработки полиметилметакрилата
Предназначено для обработки закаленных сталей с твердостью до 65 HRC
Предназначено для обработки жаропрочных никелевых сплавов
Предназначено для обработки инструментальных сталей Toolox твердостью 33 HRC
Предназначено для обработки полиэфирэфиркетона с 30%-ым содержанием стекловолокна
Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 500 МПа
Предназначено для обработки оловянной бронзы
Предназначено для обработки низколегированных медных сплавов
Предназначено для обработки сталей Hardox 500 с пределом прочности до 1600 Мпа
Предназначено для обработки чугуна с пределом прочности более 800 Мпа
Предназначено для обработки бериллиевой бронзы
Предназначено для обработки углепластика
Допускается обработка цветных металлов, термопластов, длинная сливная стружка
Предназначено для обработки стекло- и углепластика
Допускается обработка полиамида
Предназначено для обработки инструментальных сталей Toolox твердостью 44 HRC
Предназначено для обработки медно-свинцово-цинковых сплавов
Предназначено для обработки медно-никель-цинковых сплавов
Предназначено для обработки литейных алюминиевых сплавов
Предназначено для обработки коррозионно-стойких сталей с пределом прочности более 900 МПа
Предназначено для обработки поливинилиденфторида с 20%-ым содержанием стекловолокна
Предназначено для обработки полиэфирэфиркетона с 30%-ым содержанием углеволокна
Предназначено для обработки низколегированных медно-кремниевых сплавов
Предназначено для обработки стеклопластика
Предназначено для обработки вольфрамово-медных сплавов
Предназначено для обработки полиэтилена высокой плотности
Предназначено для обработки литейной бронзы
Предназначено для обработки закаленных сталей с твердостью до 50 HRC
Предназначено для обработки полиамида с 30%-ым содержанием стекловолокна
Предназначено для обработки графита, стекло- и углепластика
Предназначено для обработки титановых сплавов с пределом прочности более 850 МПа
Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 750 Мпа
Предназначено для обработки графита
Предназначено для обработки оловянной бронзы
Предназначено для обработки алюминиевых сплавов дающих короткую стружку
Предназначено для обработки коррозионно-стойких сталей с пределом прочности до 900 МАа
Предназначено для обработки бронз повышенной прочности
Предназначено для обработки свинцовых бронз
Предназначено для обработки высокопрочных чугунов
Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 1100 МПа
Предназначено для обработки композитных материалов
Предназначено для обработки арамида
Предназначено для обработки алюминиево-медных сплавов
Предназначено для обработки полиметиленоксида с 25%-ым содержанием стекловолокна
Предназначено для обработки фенолформальдегидной смолы
Предназначено для обработки закаленных сталей твердостью до 70 HRC
Предназначено для обработки алюминиево-никелевых бронз
Предназначено для обработки серых чугунов
Предназначено для обработки меди и медных сплавов
Рекомендуется использование масел или эмульсии
Предназначено для обработки алюминиевых сплавов, дающих длинную (сливную) стружку
Предназначено для обработки политетрафторэтилена с 25%-ым содержанием углеволокна
Рекомендуется использовать в условиях непрерывного резания
Рекомендуется использовать в условиях на удар
Рекомендуется использовать в нестабильных условиях резания
Артикул | ||
---|---|---|
длина ножниц, мм | 240 | |
Материал губок | Сталь Cr-Mo | Сталь Cr-Mo |
Материал рукояток | Двухкомпонентные резиновые | Двухкомпонентные резиновые |
Тип губок | правые | левые |
Режущая способность для холоднокатанной стали, мм | 1.2 | |
Режущая способность по нержавеющей стали, мм | 0.8 | 0.8 |
Рычажные ножницы по металлу GHS-8
Ножницы рычажные сручным приводом предназначены для резки листового металла,пластин,а также прутов из низколегированной стали и цветных металлов.
Твердость разрезаемого металла не должна превышать 24 HRC (по Роквеллу).
Для уменьшения нагрузки на руки оператора в данном типе ножниц используется рычажно-зубчатый механизм.
Производитель: | CNIC |
Базовая единица | шт |
Макс. толщина листа: | 6 мм |
Макс. размер резки прутка: | Ø 13 |
Макс.размер резки полосы: | 70х6 мм |
Габариты: | 500x160x450 мм |
Вес: | 17.0 кг |
Задать вопрос
Рычажные ножницы по металлу настольные
Рычажные ножницы предназначены для прямолинейной и криволинейной резки листового металла, полос и металлических прутьев. В каталоге представлены модели различной конфигурации, габаритов, для работы с материалами разных толщин, в широком диапазоне цен.
Простой инструмент для оснащения мастерской и выездных работ
Быстро и без особых усилий раскроить листовую заготовку из металла, кожи, резины, толстой проволоки или разрезать крепеж малого диаметра позволяют рычажные ножницы. Эти простые и функциональные приспособления способны резать материал по сложной траектории и выполнять прямолинейные резы. Минимальный радиус изгиба зависит от конструктивных особенностей конкретного инструмента и учитывается при покупке.
Рычажные ножницы, представленные в нашем каталоге, отличаются:
- жесткой, надежной конструкцией, стойкой к деформациям и износу;
- устойчивым, стабильным положением на рабочей поверхности благодаря крепкой фиксации к опорной поверхности и прочному основанию;
- высоким качеством режущих ножей, что способствует ровному и быстрому раскрою материала;
- простотой установки, регулировки и эксплуатации, нетребовательностью в обслуживании;
- эргономичными рычагами управления оптимальной длины, эффективно передающими усилия при незначительных трудозатратах в процессе резки.
Компактные размеры конструкций, небольшой вес и независимость от источника питания делают этот ручной инструмент незаменимым помощником не только на производстве, но и на стройплощадках, удаленных объектах и при выполнении работ в условиях отсутствия электроснабжения.
Рычажные ножницы используется при изготовлении элементов вытяжных, водосточных систем, комплектующих кровли, фасада, при производстве продукции различного назначения.
У нас можно купить рычажные ножницы для работы с листовым металлом толщиной до 6 мм, полосой, круглым прутком различного сечения. Все инструменты оснащены качественными износостойкими ножами и рассчитаны на долговечную эксплуатацию при соблюдении рекомендаций производителя.
Рычажные ножницы по металлу служат для эффективного раскроя листового материала, полосы и круглого прутка. Линейка представлена модификациями с различными параметрами резки и размерами ножей.
Рычажные ножницы по металлу – незаменимый инструмент в цеху и мастерской
Для быстрого и аккуратного раскроя металлических листов, прутка, полосы используются конструктивно простые и функциональные приспособления – рычажные ножницы по металлу настольные. Они незаменимы на стройплощадках и производствах, занятых изготовлением комплектующих для кровли, вытяжных, водосточных систем, фасадов и других элементов внутренней и внешней отделки зданий.
В зависимости от характеристик, механические ножницы, представленные в нашем каталоге, обеспечивают эффективный раскрой листовой стали толщиной до 6 мм, полосы разного размера, круглых сплошных заготовок сечением до 13 мм. Благодаря продуманной конструкции и грамотно просчитанным пропорциям рычага, обеспечивается плавный, без рывков, ход, и легкий раскрой материала.
Конструктивные особенности рычажных ножниц
Ручные ножницы имеют жесткую металлическую конструкцию, устойчивую к нагрузкам и износу, рассчитаны на долговечную эксплуатацию. Антикоррозийная обработка способствует надежной работе длительное время.
Инструмент фиксируется к опорной поверхности с помощью отверстий в основании и болтов, что гарантирует высокую стабильность и устойчивость в процессе работы.
Качественные ножи, изготовленные из высокопрочной стали, легко кроят металл и длительно не нуждаются в заточке.
Длинная рукоятка эффективно передает усилие, прикладываемое пользователем, а противоскользящая прорезиненная насадка обеспечивает удобство работы и уверенный хват. Заготовка надежно фиксируется перед раскроем, а прижим регулируется по высоте.
Предложение от Stalex-market
Для быстрого и легкого раскроя листовой, полосовой стали и другого металла, нарезки прутка, проволоки предлагаем купить настольные рычажные ножницы по металлу. Выберите оптимальную модель инструмента с учетом особенностей эксплуатации и решаемых задач в цеху или на стройплощадке.
Рычажные ножницы по металлу SS-12N – низкая цена, описание
Цена: по запросу
- Для резки жести, а также профильных и круглых прутков из различных материалов;
- Сменные высококачественные, закаленные ножи из инструментальной стали для максимального срока службы;
- Регулируемый прижим фиксирует заготовку;
- Легкая резка без особых усилий по всей длине реза;
- Устойчивый корпус ножниц.
Макс. толщина листа (Ст. 3): | 5 мм |
Макс. сечение профиля (Ст. 3): | 70 х 6 мм |
Макс, круглый пруток (Ст. 3): | Ø 13 мм |
Ширина: | 300 мм |
Габаритные размеры, мм (ДхШхВ): | 560 х 175 х 460 |
Вес: | 29 кг |
Макс. толщина листа (Ст. 3): | 5 мм |
Макс. сечение профиля (Ст. 3): | 70 х 6 мм |
Макс, круглый пруток (Ст. 3): | Ø 13 мм |
Ширина: | 300 мм |
Габаритные размеры, мм (ДхШхВ): | 560 х 175 х 460 |
Вес: | 29 кг |
Также посетители сайта смотрят
Техническое описание товара предоставлено официальными представительствами компаний производителей и актуально на дату появления товара в нашем каталоге. Характеристики могут быть изменены без нашего ведома. Для уточнения обращайтесь к менеджерам ЗАО «Гигант».Указанные на сайте цены носят информационный характер и не являются публичной офертой (ст.435 ГК РФ).
Для получения подробной информации о наличии и стоимости указанных товаров, пожалуйста, обращайтесь к менеджерам компании с помощью специальной формы связи или по телефону.
рычажные ножницы по металлу ss-12n возможно приобрести в лизинг. А также мы доставим рычажные ножницы по металлу ss-12n в Москву, Санкт-Петербург, Новосибирск, Екатеринбург, Нижний Новгород, Самару, Омск, Казань, Челябинск, Ростов-на-Дону, Уфу, Волгоград… А ТАКЖЕ В ЛЮБОЙ ГОРОД России, Белоруссии и Казахстана. Обращайтесь к специалистам компании.
Рычажные ножницы по металлу из обычных
Если старые ножницы по металлу работают плохо, их можно переделать в более производительное устройство. Усовершенствованные ножницы позволяют резать толстую листовую сталь, и делать это быстрее, причем с минимальными усилиями.Материалы:
- обычные ножницы по металлу;
- листовая сталь 5 мм;
- полоса 20х4 мм;
- уголки 40х40 мм и 20х20 мм;
- болты, гайки.
Процесс изготовления рычажных ножниц
Ножницы разбираются.
Ручка одной из половин укорачивается за 10 см до отверстия для оси поворота.
Из листовой стали 5 мм вырезается пластина 100х110 мм.
Один ее угол протачиваете внутрь и закругляется.
Затем укороченная половина ножниц приваривается к пластине. При этом нужно, чтобы отверстие оси расположилось над проточкой.
Из полосы вырезается 2 заготовки по 500 мм. С одного конца в них делаются по отверстию за 15 мм от края. Отступив от них 150 мм сверлиться еще по отверстию.
Полосы нужно сварить вдвое, чтобы получить рычаг. Для этого между ними укладывается 2 проставки, вырезанные из листовой стали 5 мм. Одна вваривается напротив смещенных отверстий, вторая на конце без них.
Из полосы вырезается 2 заготовки по 210 мм. С обоих концов они просверливаются за 15 мм от краев.
Рукоять второй половины ножниц просверливается за 150 мм от отверстия оси вращения. Затем она укорачивается.
Сбоку к половине ножниц с пластиной приваривается отрезок уголка 40х40 мм. К нему сбоку варится уголок 20х20 мм.
Теперь нижняя половина ножниц зажимается в тисках за уголки. На нее устанавливается второе лезвие. Затем через отверстие на верхней пластине присоединяется рычаг. Уже к нему прикручиваются 2 короткие полосы, которые соединяются с подвижной половиной ножниц.
При резке металла рычажными ножницами основная часть листа сможет ложиться на большой уголок справа.
Срезаемая полоса будет входить в зазор между пластиной и малым уголком. Это позволит поддерживать заготовки в удобном положении.
Смотрите видео
Scissors – New World Encyclopedia
- “Ножницы” перенаправляются сюда.
Ножницы разных типов – швейные (слева), бумажные (в центре), кухонные (справа)
Ножницы – это ручной режущий инструмент, состоящий из пары металлических лезвий, соединенных шарниром, так что лезвия встречаются и режут материалы, помещенные между ними, когда ручки сводятся вместе. Слово ножницы используется для обозначения более крупных инструментов аналогичного типа.Как правило, ножницы имеют лезвия короче 15 сантиметров (см) (или 6 дюймов), а на ручках есть отверстия для пальцев, которые обычно одинакового размера. В отличие от этого, пара ножниц имеет лезвия длиннее 15 см, а ручки часто бывают разных размеров, так что меньшая ручка имеет отверстие для большого пальца, а большая ручка имеет отверстие, в которое могут поместиться два или более пальцев.
Ножницы и ножницы доступны в самых разных формах в зависимости от их предполагаемого применения.Они используются для резки различных материалов, таких как бумага, тонкий пластик, картон, металлическая фольга, ткань, веревка, проволока, волосы и продукты питания. Детские ножницы, используемые только для бумаги, имеют тупые лезвия и закругленные концы (тупой кончик) для обеспечения безопасности. Ножницы, используемые для стрижки волос или ткани, должны быть намного острее. Ножницы для шитья часто имеют одно острие и одно затупление для сложного разрезания ткани, а ножницы для ногтей имеют изогнутые лезвия для стрижки ногтей на руках и ногах.
Ножницы для розжига имеют лезвия с зазубринами или зазубринами, которые режут ткань, придавая ей волнистую или зигзагообразную кромку, а у филировочных ножниц есть зубья, которые делают волосы тонкими, а не стригут их.Большие ножницы с очень прочными лезвиями используются для резки металла или обрезки кустарников.
Единственное и множественное число
Слово ножницы (или ножницы ) трактуется как существительное во множественном числе и поэтому принимает глагол множественного числа, например, «эти ножницы …». В качестве альтернативы этот инструмент может называться «ножницами» в в этом случае он (пара) имеет единственное число и, следовательно, принимает глагол единственного числа, например, «эта пара ножниц …» (Теоретически каждое из двух лезвий инструмента является «ножницами», хотя на практике такое употребление редко слышал.)
История
Ножницы из Малой Азии II века.Самые ранние из известных ножниц появились на Ближнем Востоке около 3000 или 4000 лет назад. Это были ножницы типа «пружинные ножницы», состоящие из двух бронзовых лезвий, соединенных в ручках тонкой изогнутой полоской из бронзы. Эта полоска служила для сближения лезвий при сжатии и для их разъединения при отпускании. Ножницы XIV века – г. до н. Э. были найдены в Древнем Египте. [1]
Ножницы с крестообразным лезвием были изобретены римлянами около 100 г. н. Э.
Поворотные ножницы из бронзы или железа, в которых лезвия соединялись в точке между наконечниками и ручками, использовались в Древнем Риме, Китае, Японии и Корее. Пружинные ножницы продолжали использоваться в Европе до шестнадцатого века, и эта идея до сих пор используется почти во всех современных ножницах.
Раннее производство
В средние века и в эпоху Возрождения пружинные ножницы изготавливали путем нагревания железного или стального бруска, затем его сплющивания и придания формы лезвиям на наковальне.Центр стержня нагревали, изгибали, чтобы сформировать пружину, затем охлаждали (отпускали) и повторно нагревали, чтобы сделать ее гибкой.
Поворотные ножницы не производились в больших количествах до 1761 года, когда Роберт Хинчлифф произвел первую пару современных ножниц из закаленной и полированной литой стали. Он жил на площади Чейни в Лондоне и имел репутацию первого человека, который вывесил вывеску с надписью «Производитель прекрасных ножниц». [2]
В девятнадцатом веке ножницы выковывались вручную с искусно украшенными ручками.Они были сделаны молотком по стали по зубчатым поверхностям, известным как выступы, чтобы сформировать лезвия. Кольца в рукоятках, известные как луки, были сделаны путем проделывания отверстия в стали и увеличения его заостренным концом наковальни.
В части Швеции (ныне Финляндия) в 1649 году в деревне Фискарс между Хельсинки и Турку был запущен металлургический завод. В 1830 году новый владелец открыл первый в Финляндии завод по производству столовых приборов, в том числе изготовил ножницы под торговой маркой Fiskars. Корпорация Fiskars представила новые методы производства ножниц в 1967 году. [3]
Описание и работа
Ножницы состоят из двух вращающихся лезвий. Большинство ножниц не очень острые; режет в первую очередь ножницы между двумя лезвиями. Детские ножницы еще менее острые, а лезвия часто защищены пластиком.
С механической точки зрения ножницы представляют собой первоклассные двухрычажные рычаги, в которых шарнир действует как точка опоры. Для резки толстого или тяжелого материала можно использовать механическое преимущество рычага, поместив разрезаемый материал как можно ближе к точке опоры.Например, если приложенная сила (то есть рука) вдвое дальше от точки опоры, чем место разреза (например, лист бумаги), сила в месте разреза вдвое больше, чем приложенная сила на ручках. Ножницы режут материал, прикладывая локальное напряжение сдвига в месте резки, которое превышает прочность материала на сдвиг.
Специализированные ножницы, такие как болторезные станки, используют рычаг за счет длинных рукояток, требующих управления двумя сильными руками, но при этом режущий материал помещается близко к точке опоры.
Ножницы кухонные
Кухонные ножницы.Кухонные ножницы, также известные как кухонные ножницы , похожи на обычные ножницы. Основное отличие – расположение точки опоры. У кухонных ножниц точка опоры расположена дальше от ручек, чтобы обеспечить больший рычаг и, следовательно, большую мощность резания. Высококачественные кухонные ножницы могут легко прорезать грудину курицы. Некоторые из них сконструированы так, что два лезвия можно разобрать для тщательной мойки.
Ножницы ручные
Большинство ножниц лучше всего подходят для использования правой рукой, но ножницы для левой руки предназначены для использования левой рукой. Ножницы для левшей имеют ручки, которые удобно держать в левой руке. Поскольку ножницы имеют перекрывающиеся лезвия, они не симметричны. Эта асимметрия сохраняется независимо от ориентации и формы ручек: лезвие, которое находится сверху, всегда образует одну и ту же диагональ независимо от ориентации. Человеческие руки также асимметричны и при закрытии большой палец и пальцы не смыкаются вертикально, а имеют боковую составляющую движения.В частности, большой палец выталкивается наружу, а пальцы втягиваются внутрь. У правых ножниц, удерживаемых в правой руке, лезвие большого пальца находится ближе к телу, так что естественная тенденция правой руки состоит в том, чтобы сжимать режущие лезвия вместе. И наоборот, если правые ножницы держать в левой руке, естественной тенденцией левой руки будет раздвигать режущие лезвия в поперечном направлении. Кроме того, если правые ножницы удерживаются правой рукой, режущая кромка видна, но при использовании левой рукой режущая кромка ножниц находится за верхним лезвием, и нельзя увидеть, что режется.
левосторонние (левые) и правосторонние (правые) ножницы.Некоторые ножницы продаются как ножницы для обеих рук. У них симметричные ручки, поэтому нет различий между ручками для большого пальца и пальца, и у них очень сильные шарниры, так что лезвия просто вращаются и не имеют бокового отклонения. Тем не менее, большинство “двусторонних” ножниц на самом деле все еще правши. Даже если они режут успешно, ориентация лезвия закрывает обзор линии разреза для левши. Настоящие двусторонние ножницы возможны, если лезвия обоюдоострые, а одна ручка повернута полностью (почти на 360 градусов), так что задняя часть лезвия становится новой режущей кромкой.На настоящие ножницы для обеих рук были выданы патенты. [4] [5]
Использование ножниц, предназначенных для неправильной руки, затруднено для большинства людей, даже для левшей, которые привыкли использовать более доступные ножницы для правшей. Им приходится неестественно сжимать лезвия вместе, чтобы разрезать, и смотреть поверх верхнего лезвия, чтобы увидеть, что разрезается. Это неестественное движение также может вызвать появление следов на руке, язвы и, в конечном итоге, мозолей. Альтернативный вариант – использовать ножницы вверх ногами, кончики лезвий должны быть направлены к телу, что позволяет доминирующей руке лучше управлять режущим действием.
Ножницы
Ножницы рычажные (ювелирный инструмент).Хотя термин «ножницы» часто используется как синоним, термин ножницы используется в промышленности для обозначения ножниц длиной более 15 см (около 6 дюймов). Кроме того, некоторые утверждают, что ножницы имеют симметричные ручки, тогда как пара ножниц имеет ручку меньшего размера для большого пальца и большую ручку для двух или более пальцев. [6] Как и ножницы, ножницы сочетают в себе слегка смещенные губки для резки материала посредством физического сдвига и объединяют это с рычагами для приложения значительной силы сдвига.Ножницы обычно предназначены для резки более тяжелого материала, например кожи, чем ножницы.
Ножницы и ножницы специализированные
Есть несколько специализированных ножниц и ножниц, используемых для разных целей. Вот некоторые из них:
- Ножницы для пигментации – это ножницы с зубчатыми лезвиями, которые образуют кромки с пилообразными зубьями. Их можно использовать для резки ткани, чтобы ткань не потрепалась.
- Ножницы для жести – это ножницы для резки листового металла, такого как жесть или гальваническое железо.
- Секатор (секатор) и сучкорез – садовые ножницы для обрезки ветвей деревьев и кустарников.
- Ножницы для травм, или «туфовые порезы», представляют собой прочные ножницы, используемые при оказании неотложной медицинской помощи и спасательных операциях.
- Ножницы для стрижки используются для прореживания густых волос, чтобы они не выглядели густыми.
- Ножницы для травы и живой изгороди используются для стрижки травы и живых изгородей.
- «Челюсти жизни» предназначен для резки тяжелого листового металла при спасательных операциях.
- Бесконтактные ножницы используются для резки листового металла сложной формы
- Ножницы для шерсти используются «для стрижки овцы» для снятия и сбора шерсти с кожи животного, не причиняя ему вреда.
- Ножницы для птицы используются для разделки птицы, в том числе костей, при приготовлении пищи.
- Ножницы для волос используются для стрижки волос косметологом или парикмахером, а также для ухода за домашними животными.
См. Также
Банкноты
Список литературы
- Бецина, Сандра.2004. More Fabric Savvy: Краткое руководство по выбору и пошиву ткани. Ньютаун, Коннектикут: Taunton Press. ISBN 1561586625
- Пенсо, Дороти Э. 2004. Навыки ножниц. Лондон: Whurr. ISBN 978-1861564238
- Хопф, Клаудиа. 2007. Papercutting: Советы, инструменты и методы для обучения ремеслу. Механиксбург, Пенсильвания: Stackpole Books. ISBN 978-0811732697
Внешние ссылки
Все ссылки получены 2 ноября 2019 г.
Режущий инструмент – тесла | Топор | Болторезные станки | Резак для керамической плитки | Бензопила | Мачете | Кукри | Пила | Нож | Брошь | Концевая фреза | Развертка | Сверло | Инструментальная насадка | Зенковка | Передние зубы | Фреза | Лезвие бритвы | Скальпель | Ножницы | Лезвие | Ноготь | Switchblade | Водоструйный резак
Садовые инструменты – Культиватор | Садовая вилка | Триммер для живой изгороди | Мотыга | Хори Хори | Газонокосилка | Аэратор для газонов | Воздуходувка | Подметально-уборочная машина | Сучки | Мэтток | Маклеод | Мини-трактор | Вилы | Плуг | Секаторы | Пуласки | Грабли (инструмент) | Секаторы | Лопата | Спринклерный | Триммер для струн | Триммер Ручной инструмент – скоба | Долото | Молоток | Отвертка | Ручная пила | Плоскогубцы | Динамометрический ключ | Зажим | Уровень | Губка Электроинструменты – Ленточная пила | Ленточный шлифовальный станок | Бензопила | Циркулярная пила | Пила по бетону | Дробилка | Алмазный диск | Дисковая шлифовальная машина | Дрель | Ударный гайковерт | Шлифовальный станок | Тепловая пушка | Фуганок | Головоломка | Токарный станок | Радиальная пила | Эксцентриковая шлифовальная машинка | Поворотный инструмент | Сандер | Настольная пила | Строгальный станок | Фрезерный станок по деревуСм. Также – Антикварные инструменты | Инструмент алмазный |
|
|
Букле · Пряжа для ресниц · Спица · Калибр иглы · Новинка! Комбинированное вязание · Континентальное вязание · Английское вязание · Плоское вязание · Основное вязание · Уточное вязание
Уменьшение · Погружной стежок · Удлиненный стежок · Увеличить · Плетеный стежок · Пряжа поверх 914000
Плетение · Бисерное вязание · Косое вязание · Переплет · Бобл · Вязание бриошь · Петля · Шнурки · Литье · Двойное вязание · Прямым стежком · Энтрелак · Вышивка · Фэйр-Айл · Пальцевое вязание · Сборка · Пришивка · Подшивка · Интарсия · Кружево · Медальон вязание · Набирающие стежки · Складки · Резинка · Теневое вязание · Короткий ряд · Вязание скользящим стежком · Спиральное вязание · Вытачивание · Неравномерное вязание · Плетение · Сварка
Aran · Argyle
Полное вязание одежды · Полностью модное вязание · Вязальная машина · Каркас для чулок
:
Knit литература · Марианна Кинзель · Уильям Ли · Гвен Мэтьюман · Шеннон Окей · Стефани Перл-Макфи · Элис Стармор · Дебби Столлер · Мег Свон сен · Барбара Г.Уокер · Элизабет Циммерманн
Базовое трикотажное полотно · Блокировка · Партия красителя · Калибр · История · Трикотаж · Трикотажное полотно · Сокращения для вязания · Selvage · Steek · Stitch ‘n Bitch
|
Ожидаемые характеристики NGSS | ||
---|---|---|
МС-ПС2-2.Запланируйте расследование, чтобы получить доказательства того, что изменение движения объекта зависит от суммы сил, действующих на объект, и массы объекта. (6-8 классы) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв! | ||
Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям. | ||
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS: | ||
Наука и инженерная практика | Основные дисциплинарные идеи | Комплексные концепции |
Научное знание основано на логических и концептуальных связях между свидетельствами и объяснениями. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! | Движение объекта определяется суммой действующих на него сил; если общая сила, действующая на объект, не равна нулю, его движение изменится. Чем больше масса объекта, тем больше сила, необходимая для достижения такого же изменения движения. Для любого данного объекта большая сила вызывает большее изменение в движении. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! Все положения объектов и направления сил и движений должны быть описаны в произвольно выбранной системе отсчета и произвольно выбранных единицах размера.Чтобы делиться информацией с другими людьми, необходимо также поделиться этим выбором.Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! | Объяснения стабильности и изменений в естественных или спроектированных системах могут быть построены путем изучения изменений во времени и сил в различных масштабах. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! |
Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Больше подобной программы
Урок старшей школы Инженерное дело: простые машиныСтуденты 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.
Урок средней школы Just Plane SimpleЭтот урок знакомит студентов с тремя из шести простых машин, используемых многими инженерами. Эти машины включают наклонную плоскость, клин и винт.
Урок средней школы Преимущество машинНа этом уроке учащиеся узнают о работе с точки зрения физики и видят, что работа упрощается благодаря использованию простых машин.Уже сталкиваясь с простыми машинами каждый день, учащиеся узнают об их широко распространенном использовании для улучшения повседневной жизни.
Урок старшей школы Сдвиньте вправо, используя наклонную плоскостьУчащиеся изучают построение пирамиды, узнавая о простой машине, называемой наклонной плоскостью.Они также узнают о другой простой машине, шурупе, и о том, как она используется в качестве подъемного или крепежного устройства.
Предварительные знания
Учащиеся должны быть знакомы с шестью простыми машинами, как обсуждалось в Уроке 1 этого раздела «Преимущества машин».
Введение / Мотивация
Сегодня мы готовы познакомиться с еще тремя простыми машинами. К ним относятся рычаг, шкив и колесо-ось. Сначала эти машины могут показаться незнакомыми, но, вероятно, вы узнаете их, когда мы раскроем множество повседневных приложений, оборудования и приборов, в которых они используются. Хотя одна из шести простых машин не превосходит другую, каждая машина предлагает свои преимущества для различных инженерных приложений.Эти преимущества, а также то, как их используют инженеры, будут обсуждаться на сегодняшнем уроке, когда мы будем изучать следующие три исключительные машины. После урока учащиеся могут применить свои знания наряду со своим творчеством в практическом задании «Машины и инструменты, часть II».
Сегодня многие инженеры, особенно инженеры-механики, интересуются простыми машинами и их способностью выполнять огромный объем работы с минимальными усилиями. Чтобы понять, как это достигается, необходимо вспомнить, что работа выполняется путем приложения силы к грузу и его транспортировки на некоторое расстояние.Чем больше прилагается сила и чем дальше перемещается груз, тем больше работы выполняется. Математически эта идея выражается как
.
Мы знаем, что для выполнения определенной задачи необходимо выполнить определенный объем работы. Однако природа не указывает, как именно эта работа может быть выполнена. Это позволяет инженерам выполнять такой же объем работы с меньшими усилиями, просто перемещая груз на большее расстояние. Эта тактика облегчения работы выполняется с помощью простых механизмов, таких как рычаг, шкив и колесо-ось.
Рычаг
Рисунок 2. Три класса рычагов. Авторское право
Авторские права © 2006 Джейк Льюис, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Рычаг является наиболее знакомым из всех простых механизмов из-за его простой конструкции и широкого использования во многих инженерных устройствах. Он просто состоит из жесткой балки или стержня, который свободно вращается вокруг фиксированной точки, также называемой точкой опоры . Расположив точку опоры близко к тяжелому объекту и приложив усилие издалека, рычаги можно использовать для легкого подъема огромных грузов (см. Рисунок 1).Объект, перемещаемый рычагом, часто называется нагрузкой или выходной силой, а сила, приложенная к рычагу, называется усилием или входной силой. Лом – классический пример того, как рычаг используется для облегчения работы. С помощью лома плотники могут легко извлекать гвозди из дерева, что было бы практически невозможно и крайне неэффективно без такой удобной машины.
Рис. 3. Тачка, разновидность рычага второго класса и одна из шести простых машин.авторское право
Авторское право © Министерство транспорта США, Федеральное управление шоссейных дорог http://www.fhwa.dot.gov/environment/fspubs/05232810/page16.htm
Вы сразу увидите, что где-то на рычаге всегда есть точка опоры, нагрузка и усилие, но может быть трудно заметить, как положение каждого из них относительно друг друга может полностью изменить характеристики рычага. По этой причине рычаги подразделяются на три разных типа; называемые рычагами первого, второго и третьего класса (см. рис. 2).
Классификация каждого зависит от положения точки опоры относительно усилия и нагрузки. В первоклассном рычаге точка опоры расположена между усилием и нагрузкой, напоминая качели. Примеры этого типа рычага включают весы, лом и ножницы.
Рычаг второго сорта – это когда нагрузка помещается между точкой опоры и усилием. Этот тип рычага использовался в конструкции многих устройств, таких как тачка, щелкунчик, открывалка для бутылок и обычная дверь.
Наконец, рычаги третьего класса работают с усилием, прилагаемым между точкой опоры и грузом. Эти рычаги можно найти в пинцетах, удочках, молотках, лодочных веслах и граблях.
Шкив
Рис. 4. Шкив, одна из шести простых машин. авторское право
Авторское право © 2006 Джейк Льюис, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
На протяжении всей истории инженеры находили, что шкив является предпочтительным механизмом для подъема тяжелых предметов по прямому вертикальному пути.Шкив в основном представляет собой рифленый круглый диск, который направляет веревку или трос, натянутый по его периметру, как показано на рисунке 4. С помощью одного шкива инженеры могут изменить направление приложенной силы; например, потянув веревку вниз, чтобы поднять вес. Однако использование комбинации шкивов в системе шкивов может изменить как величину, так и направление прилагаемого усилия. Чтобы увеличить подъемную силу шкива, к системе шкивов добавляются колеса шкива, так что усилие, необходимое для подъема предметов по вертикали, значительно снижается.Эта машина включена в конструкцию различных инженерных систем, таких как кран, где огромные грузы управляются с небольшой силой, создаваемой относительно небольшим двигателем. Некоторые краны могут иметь множество шкивов и сложный набор тросов, так что способность поднимать более тяжелые предметы еще больше. Многие другие устройства используют шкив, чтобы воспользоваться его удивительным потенциалом, включая лифт, парусную лодку и простой флагшток.
Колесо-ось
Последняя простая машина, о которой мы собираемся узнать, – это колесно-ось, которую инженеры в первую очередь используют для увеличения крутящего или вращательного усилия.Это устройство состоит из круглого колеса, непосредственно соединенного с круглым валом или осью и повернутого для вращения вокруг общей оси (см. Рисунок 5). Из этого расположения вы можете заметить, как колесо и ось работают аналогично рычагу; однако он отличается в том смысле, что имеет способность увеличивать вращающую силу вместо линейной силы. Инженеры обычно называют вращающую силу крутящим моментом . Чтобы соответствовать определению механического преимущества, мы определяем колесо и ось таким образом, чтобы усилие или входная сила всегда прикладывались к колесу, а нагрузка или выходная сила всегда действовали на ось.
Рис. 5. Колесо-ось, одна из шести простых машин. авторское право
Авторское право © 2006 Джейк Льюис, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
В большинстве случаев ось меньше колеса, и прикладываемый крутящий момент увеличивается машиной; однако такая конфигурация бывает не всегда. В некоторых случаях ось больше, чем колесо, и входное расстояние увеличивается машиной вместо входного крутящего момента.
Примеры колеса и оси включают отвертку, рулевое колесо, реактивный двигатель, механические шестерни и даже дверные ручки.
Велосипед – отличный пример нескольких простых машин, таких как колесо-ось, рычаг и шкив, объединенных в одно устройство (см. Рисунок 6). Передние и задние шины являются колесно-осевыми, причем колеса вращаются вокруг оси в центре, где зафиксированы шестерни. Шестерни и цепь действуют как шкив и помогают вести колесо на его оси. На велосипеде несколько рычагов, один из которых – педаль. Все три этих простых механизма необходимы для передвижения велосипеда! Когда вы едете на велосипеде, ваша нога передает энергию на педаль (рычаг), которая затем передается от педали к цепи и шестерням (система шкивов).Эта энергия, наконец, передается в колесно-осевую систему (шины), а затем на землю, заставляя велосипед двигаться вперед!
Рис. 6. Велосипед, пример простой колесно-осевой машины. Авторское право
Авторские права © 2007 Джанет Йоуэлл, программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Предпосылки и концепции урока для учителей
Механическое преимущество машины характеризует ее способность выполнять работу эффективно и результативно.Следовательно, каждый раз, когда простая машина рассматривается в качестве соответствующей инженерной системы, необходимо определить связанные с ней механические преимущества. В Уроке 1 этого раздела механическое преимущество машины определяется как отношение нагрузки (сопротивления, которое машина преодолевает) к усилию (приложенной силе). Механическое преимущество – это способ определить, насколько хорошо работает машина. Эту идею также можно выразить общим математическим уравнением:
Для трех простых машин в этом уроке важно прояснить, что механическое преимущество машины говорит о ее возможностях.Если MA = 1 ( Mechanical Advantage = 1), это означает, что машина не влияет на облегчение работы, поскольку выходная сила точно такая же, как входная. Большинство простых машин обеспечивают механическое преимущество больше 1 ( MA > 1), что упрощает работу; то есть входная сила увеличивается, и, следовательно, механическое преимущество меньше выходной силы.
Бывают случаи, когда лучше иметь механическое преимущество меньше единицы.В этом случае машина усложняет работу, так как входное усилие больше, чем выходное. Это может показаться противоречащим цели простых машин; однако сила должна быть уменьшена машиной, чтобы увеличить расстояние. Иногда это очень полезно в определенных инженерных приложениях и удивительно часто встречается среди трех машин, обсуждаемых в этом уроке.
Подводя итог этой концепции, если MA <1, расстояние умножается - работа становится тяжелее, но быстрее; если MA > 1, усилие умножается – работа становится легче, но медленнее.Обладая этой информацией, инженеры могут изменить механическое преимущество машины, чтобы произвести эффективное, действенное и очень полезное устройство.
Механическое преимущество
Рычаг
Преимущество рычагов, которое связывает усилие и нагрузку (или входное и выходное усилие), зависит от того, насколько далеко каждый из них находится от точки опоры. Механическое преимущество рычага увеличивается, когда либо усилие перемещается дальше от точки опоры, либо нагрузка перемещается ближе к точке опоры, либо и то, и другое.Идея кредитного плеча математически может быть выражена следующим образом:
В этом уравнении расстояние между нагрузкой и точкой опоры называется рычагом нагрузки , а расстояние от точки опоры до усилия называется рычагом усилия , как показано на рисунке 9.
Рис. 9. Механическое преимущество рычагов. Авторское право
Авторские права © 2006 Джейк Льюис, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Обратите внимание, что одно определение механического преимущества рычага применяется ко всем трем классам рычагов.Однако, учитывая физическое расположение каждого типа рычага, отметим, что для рычагов второго класса MA > 1, а для рычагов третьего класса MA <1. Рычаги первого класса имеют уникальную возможность увеличения либо входное усилие, либо входное расстояние ( MA > 1 или MA <1). Возможности этих различных типов рычагов предоставляют инженерам широкий выбор в процессе проектирования и выбора конкретной инженерной системы.
Шкив
Система шкивов работает по принципу, согласно которому груз можно легче поднять, потянув за веревку или трос, обернутый между опорной конструкцией и жестким приспособлением, прикрепленным к самому грузу.Одна чрезвычайно распространенная идея – и часто практическое правило – для шкива – вычислить его механическое преимущество путем подсчета количества колес шкива, обнаруженных в системе. Хотя такая практика в целом приемлема, метод не всегда дает точные результаты. Более точный метод расчета механического преимущества шкива – это подсчет количества веревок или тросов, которые выдерживают нагрузку. Тогда математическая связь просто выражается как:
Этот результат может показаться не связанным с общим определением механического преимущества; однако эта машина остается в полном соответствии с определением после того, как определены входные и выходные расстояния.На рисунке 11 мы можем видеть, как входное расстояние, выходное расстояние и количество поддерживающих линий связаны в системе шкивов. В этом примере, если шкив имеет механическое преимущество 2 ( MA = 2), вытягивание конца опорной линии с усилием на заданном входном расстоянии приведет к тому, что нагрузка будет поднята на расстояние, равное половине тянущего усилия. усилием. Это верно в отношении всех комбинаций шкивов: чем больше опорных линий прикреплено к грузу, тем большее входное расстояние требуется для подъема груза на желаемую высоту.В заключение мы находим, что физическая геометрия системы шкивов требует, чтобы ее механическое преимущество всегда было больше единицы и только в положительных целых значениях; т.е. MA = 1, 2, 3 и т. д.
Рис. 11. Механическое преимущество шкива. Авторское право
Copyright © 2006 Джейк Льюис, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо, Боулдер
Колесо-ось
Прежде чем констатировать механическое преимущество колесной оси, чрезвычайно важно помнить, что к колесу всегда прилагается усилие, в то время как нагрузка всегда действует так, чтобы противодействовать поворотному движению оси.В частности, когда к колесу прилагается усилие и вращается на угол θ, геометрия диктует, что входное расстояние должно быть произведением θ и радиуса колеса. Точно так же, поскольку ось прикреплена к колесу и повернута на один и тот же угол θ, выходное расстояние является произведением θ и радиуса оси. Тогда из общего определения мы видим, что механическое преимущество колесной оси зависит только от радиуса каждой из них, где это можно записать как:
Этот результат информирует инженеров о том, как можно изменить механическое преимущество колеса с осью, чтобы обеспечить наиболее эффективные результаты в инженерной системе.Обычно инженеры конфигурируют колесо и ось так, чтобы его механическое преимущество было больше единицы, чтобы получить выгоду от увеличенного крутящего момента, как, например, в случае с рулевым колесом. Если инженеры предпочитают, чтобы колесо и ось увеличивали расстояние и, таким образом, работали быстрее, например, в случае с велосипедом, машина сконструирована с осью больше, чем колесо, или MA <1.
Рис. 12. Механическое преимущество колес и осей. Авторское право
Авторские права © 2006 Джейк Льюис, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Сопутствующие мероприятия
- Машины и инструменты, часть II – учащиеся конструируют систему шкивов, чтобы узнать, как можно увеличить ее механическое преимущество и согласуются ли их результаты с расчетными значениями.
Закрытие урока
Все простые машины характеризуются своей способностью обеспечивать механическое преимущество, что позволяет инженерам разрабатывать устройства, упрощающие и повышающие эффективность работы. Хотя одна машина не превосходит другую, каждая машина обладает своими уникальными и привлекательными возможностями, которые используются инженерами для множества приложений. Рычаг способен быстро увеличивать силу или расстояние; шкив может поднимать огромные грузы по вертикальной траектории; а колесо-ось используется для простого увеличения входного крутящего момента.Эти три простых станка в сочетании с тремя другими (наклонная плоскость, клин и винт) дают инженерам набор чрезвычайно ценных инструментов для эффективного выполнения работ.
Словарь / Определения
сложная машина: машина, которая работает, комбинируя две или более из шести простых машин.
Рычаг: простой механизм, состоящий из жесткой балки или стержня, который поворачивается вокруг фиксированной точки для перемещения тяжелых грузов с меньшими усилиями.
механическое преимущество: количество раз, когда сила, действующая на машину, умножается на нее.
шкив: простая машина, состоящая из рифленого круглого колеса, которое направляет веревку, трос или цепь. Эта машина в основном используется для подъема тяжелых грузов по прямому вертикальному пути.
простая машина: основные части любой машины. Простые машины могут существовать сами по себе, а также иногда спрятаны в механических устройствах вокруг вас; устройство, которое выполняет работу, увеличивая или изменяя направление силы, облегчая работу людям.
крутящий момент: результат приложения линейной силы снаружи круглой рамы для создания тенденции к повороту.
колесо и ось: простая машина, состоящая из двух круглых или цилиндрических объектов, которые скреплены вместе и вращаются вокруг общей оси. Эта машина в основном используется для увеличения крутящего момента, создаваемого пользователем.
работа: энергия, затрачиваемая на перемещение объекта на расстояние с использованием силы (W = Fd).
Оценка
Оценка перед уроком
Вопрос / ответ : Задайте учащимся следующие вопросы и обсудите их в классе:
- Работа определяется как произведение силы и расстояния. Что из этого, сила или расстояние, затрудняет работу? (Ответ: Сила. Если машина может уменьшить усилие, необходимое для выполнения работы, обычно легче применять ее на большем расстоянии.)
- Работа определяется как произведение силы и расстояния. Что из этого, сила или расстояние, заставляет работать быстрее или медленнее? (Ответ: Расстояние. Если машина может сократить расстояние, необходимое для выполнения работы, как правило, выполнять работу быстрее, даже если это труднее.)
Оценка после введения
Голосование : Задайте вопрос «правда / ложь» и попросите учащихся проголосовать, подняв палец вверх за истину и вниз за ложь. Подсчитайте голоса и напишите числа на доске.Дайте правильный ответ.
- Верно или неверно: рычаг состоит из четырех различных компонентов. (Ответ: Неверно. У рычага есть три основных компонента: точка опоры, усилие и нагрузка. Эти компоненты могут быть расположены тремя различными способами, поэтому рычаг имеет три разные классификации.)
- Верно или неверно: рычаг – более простая машина, чем шкив или колесо и ось. (Ответ: неверно. Хотя рычаг может быть лучшим выбором для инженеров в конкретной конструкции, одна машина не превосходит другую.Каждая простая машина имеет свои уникальные преимущества, которые можно использовать для различных инженерных приложений.)
Итоги урока Оценка
Вопрос для обсуждения : запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы учащихся.
- Спросите студентов, как механическое преимущество машины помогает инженерам. Студенты должны понимать, что если механическое преимущество машины меньше 1, машина увеличивает входное расстояние (работа тяжелее, но намного быстрее).Если механическое преимущество машины больше 1, машина увеличивает входную силу (работа легче, но медленнее). Если MA = 1, машина ничего не делает и работает так же. Другими словами:
Если MA <1, то работать тяжелее, но быстрее
Если MA > 1, то работа будет медленнее, но проще
Мероприятия по продлению урока
Командное соревнование : Разделите класс на небольшие группы по два или три ученика в каждой и предложите каждой группе подумать, где в современных инженерных системах можно найти рычаг, шкив и колесо-ось.Группа, которая думает о большем количестве машин, – это команда-победитель. Чтобы получить полную оценку, каждая команда должна указать инженерное устройство вместе с связанной с ним простой машиной. Примеры: Рычаг: качели, весы, лом, тачка, щелкунчик, открывалка для бутылок, пинцет, удочка, молоток, весло для лодки, грабли и т. Д. Шкив: кран, подъемник, флагшток и т. Д. Колесо и Ось: отвертка , рулевое колесо, велосипедные шестерни, дверная ручка и т. Д.
Комплексные машины:
[Примечание для учителя: это дополнительное упражнение следует выполнять после того, как учащиеся познакомятся со всеми шестью простыми машинами в ходе этого урока и урока Just Plane Simple]
Сложная машина – это машина, которая работает путем объединения двух или более простых машин.Рассмотрим ножницы. Две руки, которые вы сжимаете вместе, – это рычаги , а режущие кромки лезвий – острые клинья . Ножницы были решением реальной проблемы, которую можно было упростить, разбив ее на более мелкие части. Простые механизмы рычага и клина были объединены для создания инженерного решения.
В группах по двое подумайте о следующих сложных машинах. Для каждой сложной машины перечислите простые машины, которые были объединены, и где они находятся (точно так же, как в описании ножниц):
- Тачка
- Ручной консервный нож
- Точилка для карандашей
- Штопор
Ответы:
- Тачка: Сама тачка представляет собой рычаг 2-го класса, совмещенный с колесом и осью, чтобы она катилась.
- Ручной консервный нож: ручка, которую вы вращаете, представляет собой колесо и ось. Две длинные руки, которые зажимают, образуют рычаг. Круговое колесо, прорезающее металлическую крышку, представляет собой острый клин.
- Точилка для карандашей: лезвие, которое режет и точит карандаш, представляет собой клин. Винт скрепляет детали. То, что вы вращаете, – это колесо и ось.
- Штопор: вращающаяся ручка вверху представляет собой колесо и ось. Спиральная металлическая деталь, фиксирующая пробку, представляет собой винт. Острый наконечник в нижней части спирального элемента – это клин, который нужно вонзить в пробку перед поворотом.Два опущенных боковых рычага – это рычаги.
использованная литература
Кахан, Питер. Движение, силы и энергия: Science Explorer Student Edition . Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall, 2002.
Маколей, Дэвид. Как все устроено . Бостон, Массачусетс: Компания Houghton Mifflin, 1988.
Окружающая среда: Ручной инструмент для работы на тропе . Последнее обновление: 16 июня 2005 г.Федеральное управление шоссейных дорог Министерства транспорта США. По состоянию на 31 августа 2007 г. http://www.fhwa.dot.gov/environment/fspubs/05232810/page16.htm
Вудс, Майкл и Мэри Вудс. Древние машины: от клинья до водяных колес . Миннеаполис, Миннесота: Runestone Press, 2000.
Другая сопутствующая информация
Просмотрите центр учебных программ по физике, согласованный с NGSS, чтобы найти дополнительные учебные программы по физике и физическим наукам, посвященные инженерным наукам.
авторское право
© 2007 Регенты Университета Колорадо.Авторы
Джейк Льюис; Малинда Шефер Зарске; Джанет ЙоуэллПрограмма поддержки
Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в БоулдереБлагодарности
Содержание этой электронной библиотеки было разработано в рамках Комплексной программы преподавания и обучения в рамках гранта GK-12 Национального научного фонда.