Hvordan man beregner trækkraft

February 5

Hvordan man beregner trækkraft

Trækkraft er fremdrivningskraften at drive hjulene eller spor anvendes til jorden for at flytte et køretøj langs en bane, uanset om det er en vej, et jernbanespor eller bløde jord. Trækkraft for hårde, glatte overflader er en proportional funktion af vægt og friktionskoefficienten af ​​de to materialer i kontakt. Beregning kompleksiteten stiger, når gummi eller dybe slidbaner komme i spil. En dybere forståelse af trækkraft principper kan opnås ved at betragte flere forskellige eksempler.

Instruktioner


1. Beregn den trækkraft på en accelererende 1360 kg (3.000 pund) auto-mobil med gummidæk på et niveau asfalt vejbane med en 0,68 friktionskoefficient. Antag at fremaddrivende kraft af motoren ved transmission og bageste drivaksel gearing er 567 kg (1.250 £), og at vægten over baghjulstrukne hjulene under acceleration er 726 kg (1.600 £). Først multipliceres 726 kg (1.600 £) ved 0,68 friktionskoefficient til at bestemme det punkt, hvor dækkene ville begynde at glide og miste trækkraft (726 kg x 0,68 = 494 kg [£ 1088]). Hvis bilen er at anvende 567 kg (1.250 £) af kraft til hjulene, ville trækkraft blive brudt, og bilen ville "brænde gummi" med en ledsagende skrigende lyd. Enhver kraft mindre end 494 kg ville glat drive bilen fremad.

• Beregn de forskellige trækkræfter i en 113400 kg (250.000 pund) jernbanelokomotiv forsøger at komme til et nødstop, og derefter når det er stoppet. Den statiske friktionskoefficient for mild stål (hvorfra både hjul og skinner er lavet) er 0,74; den kinetiske (bevægelse) koefficient er 0,57. Mens lokomotivet bremser til et stop, trækkraften er kun 113400 kg (250.000 pund) vægt x 0,57, den kinetiske friktionskoefficient. Maksimal trækkraft er derfor 64637 kg (£ 142.500). Når lokomotiv stopper dog skal anvendes den statiske koefficient, og det ville tage en kraft på 113400 kg (£ 250.000) x 0,74 = 83915 kg (185,000 pounds) at tvinge lokomotivets hjul til at begynde at skride ud på sporene fra en døde stop. Når de er ved at glide, selv om den kraft, igen ville være 64637 kg (£ 142.500). Forskellen er "breakaway" force.

• Beregn den effektive traktionskoefficient (friktion) for et 29500 kg (65.000 pund) bulldozer der er i stand til at bibringe 68039 kg (£ 150.000) af kraft til sine dybt knoppede stål numre fra sin diesel-hydraulisk gearsystem. Eksperimentelle data fra bulldozer producent viser, at bulldozeren har påvist en trækkraft på 50621 kg (111.600) i gennemsnit hårdt jordovn jorden under design test. Dividere 50621 kg af trækkraft ved bulldozer vægt ville give koefficienten trækkraft (i modsætning til friktion siden bulldozer spor har stål klamper, der trænger ned i jorden for at øge vejgreb). Tager 50.621 / 29500 kg (111.600 / 65.000 pund) vægt resulterer i en koefficient på trækkraft til bulldozer på omkring 1,72, hvilket er langt større end friktionskoefficienten, der ville blive udviklet af glatte, un-cleated spor på hårdt underlag. Det er grunden til, at bulldozere er så effektive i at flytte enorme mængder af jord (eller noget andet deres vinger kan komme i kontakt med).