Počátky
Již před více než 2 500 lety se na stavbách používaly pomocné stroje jako zdvihadla. Postupem času se dále vyvíjely. Při bezmotorovém přenášení velkých břemen se tehdy uplatňovaly principy páky a zdvihací síla se zvyšovala větším počtem vedených lan a kladek. Tyto jednoduché, ale důmyslné základní principy se uplatňují dodnes.
Co je to kladkostroj?
Kladkostroj je smíšená konstrukce, která se skládá z lana a alespoň jedné kladky a která slouží ke zvedání břemen. Při použití několika kladek lze sílu potřebnou ke zvednutí břemene dále snižovat. Některé kladky jsou přitom pevné, zatímco jiné, které se při zdvihu břemene také pohybují, se označují jako volné. Výhodu zvýšené zdvihací síly je třeba vyrovnat delší tažnou drahou.
Čtyři typické kladkostroje
Níže uvádíme čtyři varianty kladkostroje s tažnou silou směrem dolů. V připojeném souboru jsme vytvořili co nejrealističtější konstrukci a dále jednoduchý schematický model, aby bylo možné danému chování lépe porozumět.
U všech variant se bude v našem příkladu jednat o zdvižení břemene, jehož tíha je G = 100 N, o výšku zdvihu u = 100 mm. Přitom:
F ... síla potřebná ke zvednutí břemene odpovídá v modelu RFEM levé dolní podpoře
n ... počet nosných lan
Δl ... tažná dráha potřebná ke zdvižení břemene o u
U tohoto typu kladkostrojů se potřebná tažná dráha stanoví z výrazu Δl = n · u.
Realizace 1 : 1
F = G
Δl = u
Realizace 1 : 2
F = 0,5 · G
Δl = 2 · u
Realizace 1 : 3
F = 1/3 · G
Δl = 3 · u
Realizace 1 : 4
F = 1/4 · G
Δl = 4 · u
Modelování v programu RFEM
Při modelování je třeba lano zadat jako průběžnou polylinii alespoň se třemi uzly. Program tak bude „vědět“, že prvek tvoří celé lano. Následně lze dané polylinii přiřadit typ prutu „Lano na kladkách“. Alespoň na jednom konci lana je třeba umístit neposuvnou podporu nebo prut, aby bylo možné přenášet působící zatížení v tahu. Vzhledem k tomu, že tahová síla by měla být v „lanu na kladkách“ konstantní, nepotřebují průběžně připojované prvky žádné další zadání. Na sousední prvky nebo uzlové podpory se z lana přenášejí radiální příčné síly.
Při modelování byly tuhé pruty zadány tak, že sílu potřebnou ke zvednutí břemene lze vyčíst z jedné podpory. Na volných kladkách byly pro zamezení nestabilitě umístěny další stabilizační podpory.
Potřebná tažná dráha se uvažuje jako vynucené přetvoření uzlu.
.jpg?mw=350&hash=bd355674e865e37d5548c329b8f5f0153cefe276)
_Axel_Hartmann_2000px.jpg?mw=350&hash=29ba177d24f5abf31140279ae6c167930c0379c9)
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
