РЫБАЛКА - ОБРАЗ ЖИЗНИ
Лунный календарь
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Безынерционные катушки. Продолжение банкета

Арчилыч

Дата записи в блоге: 13.12.2014
Дата добавления записи в блоге: 14.12.2014

Текст
Дневник
Координаты
Видео
Трофеи

Игорь Плиев (aka Арчилыч)

Безынерционные катушки. Продолжение банкета

Продолжение  написано после дебатов в блоге  «По вопросу теста катушек на тяговитость». Вадим (аkа Vadkh) категорически настаивал на основной роли радиуса вращения ротора катушки при оценке ее  тяговитости.

Рассмотрим, так ли есть на самом деле. На рисунке 1 изображены силы и моменты, действующие на безынерционную катушку на виде спереди:

Мрот - момент, действующий на роторе катушки при вращении рукоятки, г см;

N- тянущее усилие, создаваемое ротором, г;

N'кх - составляющая тянущего усилия, действующая по оси х, г;

N'ку - составляющая тянущего усилия, действующая по оси у, г;

Nк- тянущее усилие, действующее на кормушку, г;

Кроме того, катушку характеризует радиус шпули rш,  радиус ротора rрот  и угол α - угол между тянущим усилием, создаваемым ротором N'к, и его составляющей, действующей по оси х.

Леска, на которой создается тянущее усилие со стороны ротора N, на рисунке располагается с другой стороны ролика. Тянущее усилие, действующее на кормушку Nк, направлено от нас и превращается на рисунке в точку.

На рисунке не показано усилие Nр (г), действующее на рукоятку катушки, и радиус вращения рукоятки rр (см). Крутящий момент, действующий на роторе при вращении рукоятки катушки, равен:

Мрот = Nр · rр· ηвн. мех / iк, где:                                                                  плачет1)

η вн. мех -  КПД внутренних механизмов катушки;

iк - передаточное число катушки.

Крутящий момент на роторе уравновешивается крутящим моментом, образующимся при создании тянущего усилия  N'к. Если посмотреть на рисунок 1, то видно, что усилие Nк крутящий момент не создает, составляющая N'кх крутящий момент не создает. Крутящий момент создает только составляющая N'ку. Обозначим уравновешивающий крутящий момент Мур, при этом  Мур = Мрот:

Мур = N'ку · rрот = N'к · sin α · rрот                                                            плачет2)

Но sin α можно определить из выражения:

sin α = rш / rрот

Тогда, сократив  на rрот, получим:

Мур = N'к · rш                                                                                                                                                 (3)

Ротор, создавая усилие N'к, вынужден вытягивать леску через ролик, который имеет определенный КПД, поэтому можно записать:

N'к · ηрол = Nк

Мур = Nк · rш / ηрол ,  где                                                                             плачет4) 

ηрол - КПД ролика.                                                                                                          

Приравняв крутящий момент на роторе и уравновешивающий крутящий момент, а также зная, что rш = dш /2,  получим:

Nр · rр · η вн. мех / iк = 1/2 Nк · dш / ηрол                                                          плачет5)

Решим уравнение (5) относительно усилия на рукоятке Nр:

Nр = 1/2 Nк · dш · iк / (rр · ηрол · ηвн. мех ),                                                      плачет6)

где:

ηкат = ηрол · ηвн. мех - КПД катушки.

А теперь предлагается сравнить получившуюся формулу с формулой (6) из  блога  «По вопросу теста катушек на тяговитость». Мы видим абсолютную идентичность, несмотря на то, что в предыдущем блоге расчет производился, исходя из закона сохранения энергии, а в данном случае - исходя из равенства моментов на роторе. Это говорит о единстве основных положений теоретической механики при  правильном составлении уравнений.

 

Выводы:

Усилие на рукоятке катушки Nр зависит от диаметра шпули dш и передаточного числа катушки iк - чем эти значения больше при одинаковых остальных параметрах, тем большее усилие нужно приложить к рукоятке катушки. Скорость выматывания кормушки при этом растет. Усилие на рукоятке катушки Nр зависит также от радиуса вращения (плеча) рукоятки rр и КПД катушки - чем эти значения больше при одинаковых остальных параметрах, тем меньшее усилие нужно приложить к рукоятке катушки.

Размеры ротора на тяговитость катушки не влияют.

 

 

 
Смотрите также:
13.12.2014 Обзор складного универсального стола MAVER MXi ELITE // Колганов Виталий Владимирович (vitnw)
13.12.2014 Ловля леща на канале имени Москвы фидером. // Колганов Виталий Владимирович (vitnw)
14.12.2014 Когда нужен багор // Шматков Виталий (Vit)
15.12.2014 Зимняя олимпиада сельских спортсменов // Лаас Андрей (Stalker13)
Рисунок 1 - Силы и моменты, действующие на безынерционную катушку. Вид спереди
Просмотров
35
 
Зарегистрируйтесь или войдите под своим именем, чтобы прокомментировать
28.10.2015 19:19:09
Nicky Еще один способ получения формулы 6 (таким образом ее можно получить в уме улыбка).
Также теоретически доказано, что радиус ротора (лесоукладывателя) не влияет на момент силы.
Браво, Арчилыч!
14.12.2014 17:16:48
Nicky 1. "Скорость выматывания кормушки при этом растет" (с). Что изменится в выводах, если скорость будет постоянной? Помница, Вадим измерял усилие, при котором движение ротора начинаеца. Как это связано со скоростью вращения ротора.
2. Кто-нить дайте определение тяговитости катушки, расскажите "чо мы хочем"?
3. Игорь, я формулы прочесть не смог - r_p и r_pot это одно и тоже? Что такое ню_кат в формуле после (6), и где оно используеца?
14.12.2014 18:04:22
Арчилыч Николай! Начну с последнего вопроса. rр - радиус вращения рукоятки катушки(см. предыдущий материал "По вопросу теста катушек на тяговитость"), r pot - радиус вращения ротора; кат - коэффициент полезного действия катушки, состоит из двух составляющих: вн. мех - КПД внутренних механизмов и рол - КПД ролика (про КПД обстоятельно проговорено в материале "По вопросу теста катушек на тяговитость", ты, наверное, его не смотрел). КПД, как раз, используется в формуле (6).
Что такое "тяговитость" катушки - знает только Vadkh. Он внес это определение. С его эксперимента «Тест катушек на тяговитость» все и началось.
Чем больше диаметр шпули dш и передаточное число катушки iк, тем больше скорость выматывания кормушки при равномерном вращении рукоятки - только это имелось в виду. То, что измерял Вадим - это выведение механизма из состояния покоя со своим КПД катушки. Это КПД по результатам его теста, в принципе, можно измерить.
Давай, подключайся. Я был удивлен, что ты до сих пор никак не реагировал. Это уже целая эпопея, если ты посмотришь комментарии к прошлому материалу. Песня!
14.12.2014 20:57:27
Nicky Подключаться не готов пока.
Потому что мое интуитивное понимание тяговой катушки это большая, тяжелая, прочная (карповая, серфовая, морская). И оно противоположно вашим с Вадимом выводам.
Причина на мой взгляд в следующем. Вадим измеряет "антитяговитость" - минимальное усилие, при котором катушка завращается. В моем понимании, катушка тяговита, если я ее придерживаю, а она способна выдержать без разрушений и ущерба для себя кило усилий, десять, сто, тонну.
Потому и спросил - о чем вы спорите. улыбка
14.12.2014 21:36:20
Vadkh Николай, в моем понимании, то о чем ты говоришь, это мощность катушки. Может быть правильней не называть термином " Тяговитость", а термином КПД катушки.
14.12.2014 22:26:59
Арчилыч Вадим! КПД катушки - это отношение энергии, мощности или крутящего момента на выходе (то, что идет к кормушке) к энергии, мощности или крутящему моменту на входе (на рукоятке катушки). Наглядно показывает, какая доля энергии, мощности, крутящего момента теряется внутри катушки, но ничего не определяет ни по усилиям, ни по размерам. "Тяговитость", конечно, сленг, но он в какой-то мере определяет проблему - от чего в целом зависит усилие на рукоятке катушки и усилие, которое подтягивает кормушку. Можно назвать "тяговая характеристика катушки".
14.12.2014 22:43:29
Vadkh Не вижу противоречия, чем менее проложенное усилие при выкручивании одинакового веса по сравнению с другой у которой надо прикладывать большее усилие, тем больше ее КПД?
15.12.2014 00:52:26
Арчилыч Правильно. Но посмотри на формулу 6. На усилие влияет не только КПД. Предлагаю назвать "Тяговые свойства катушки".
14.12.2014 17:25:53
Nicky Это тяговитость? вопросхохот
http://salapin.ru/forum/showthread.php?957-%DE%EC%EE%F0%EE%EA&p=276473&viewfull=1#post276473
14.12.2014 11:11:46
Vadkh Игорь, может все и хорошо в твоих формулах, но мне кажется твоя схема не корректна. Ротор вращается вокруг шпули, а не шпуля крутится внутри ротора. Поэтому за основу схемы надо брать край первого кольца и ролик лесоукладывателя. Я сделаю новый опыт и дам все размеры и результаты.
14.12.2014 11:27:12
Арчилыч На схеме у меня ротор вращается вокруг шпули. Специально показал угловую скорость вращения ротора. От вращения ротора происходит наматывание лески на шпулю и возникает усилие, тянущее кормушку. Почему тебе видится другое?
14.12.2014 11:44:33
Vadkh Игорь я не о угловой скорости вращения ротора. А о другой схеме. Не могу в коментах рисовать>хохот
Но представь проекцию сверху, а не спереди как ты нарисовал. На буднях поставлю опыт и дам тебе все параметры и результаты. подмигивание И не принимай это все так близко, я хочу докопаться до сути,а не доказывать твою неправоту, результаты опыта покажут, может быть я и не прав.
14.12.2014 14:04:54
SF Повесь груз 400 г и мотай на шпулю оценивая усилие за один оборот ручки, потом шпулю сними и мотай леску на голый штырь. И сравни в каком случае легче делать один оборотхохот
14.12.2014 18:06:28
Арчилыч Подход верный.
14.12.2014 10:43:26
Степаныч Игорь, здесь рисунок более понятенпалец вверх. И понятен ход мысли. Надо было параллельно тему открыть. А раз рисунок более понятен, то и ход вычисленийчитаю стал понятнымпалец вверх Кстати, про размер ролика лесоукладывателя я упоминал, но он, как мне кажется, на всех катушках одинаков...
14.12.2014 11:17:10
Арчилыч Володя! Спасибо, что оценил. Когда начинал выводить формулы, сам не знал, к какому результату приду (что в первом, что во втором случае). Идентичность формул радует и говорит о незыблемости законов механики. Размер ролика чуть влияет на радиус вращения ротора, но ролики действительно близки по размерам.

 
К началу
к началу