2023年《安全管理》之摩擦力与惯性力在起重作业中的应用.docx

摩擦力与惯性力在起重作业中的应用 摩擦力分为滑动摩擦与滚动摩擦两种。如果一物体沿着另一物体滑动时所产生的摩擦，叫做滑动摩擦；如果一物体沿着另一物体滚动时所产生的摩擦，叫做滚动摩擦。 一、滑动摩擦力的计算： 滑动摩擦力＝垂直正压力×滑动摩擦系数 当平地搬运物体时，物体析重量就等于垂直正压力，当在斜坡上搬运物体时，其垂直正压力可按下式计算。 垂直正压力＝重量×cos a 也可用图解法按比例求出垂直正压力和斜面分力。 滑动摩擦系数（单位：厘米）   摩擦材料摩擦系数摩擦材料摩擦系数硬木与钢0.6（枯燥的） 0.15（润滑油）硬木与卵石0.6钢与卵石0.42～0.49钢与钢（压力小时取小值，反之取大值）0.12～0.25（枯燥） 0.08～0.10（润滑油）钢与花岗石路面0.27～0.35钢与碎石路面0.36～0.39[例题]有一钢质物体在铁轨上滑动，假设物体重为10吨，求需多大力才能使物体移动？ 解：                 查表得摩擦系数0.25 滑动摩擦力＝10吨×0.25＝2.5吨 拉力需大于2.5吨，克服摩擦力后才能使物体移动。 [例题]有一钢质物体重为20吨，在坡度为150的铁轨上滑动。求需多大力才能使物体向上滑动？ 解：      拉力＝垂直正压力×滑动摩擦系数＋斜面分力 垂直正压力＝重量×cos a＝20×cos 150＝20×0.9639＝19.278吨 斜面分力＝重量×sin 150＝20×0.2588＝5.176吨 拉力＝19.278×0.25＋5.176≈10吨 所以接力需大于10吨，才能使物体向上移动。 二、滚动摩擦力的计算 滚动摩擦力下可按下面公式计算： （N＋g）×μʺ＋Nμʻ F＝——————————×2 D 式中：N――垂直正压力（公斤）；        G――滚杠重量（公斤）；        D――滚杠直径（厘米）；        μʺ――滚杠与排子面的滚动摩擦系数；          μʻ――滚杠与地面的摩擦系数。 滚动摩擦系数表   摩擦物体滚动摩擦系数（厘米）木头与木头 木头与钢 铸铁与铸铁 钢与钢 钢球与钢0.05～0.06 0.03～0.04 0.005 0.005 0.001[例题]在坡度100的路面上移动20吨重的物体，物体放在木排子上，排子下面垫滚杠，滚杠为108毫米的钢管，钢管下面铺枕木，试求移动该物体所需要的拉力。 解：垂直正压力N＝20×cos 100＝20×0.985＝19.7吨     斜面分力H＝20×sin 100＝20×0.174＝3.48吨     （N＋g）μʺ＋N×μʺ 摩擦力F＝——————————×2 D 19.7×0.04＋19.7×0.04 ＝————————————×2≈0.3 10.8 拉力：    P＝F＋H＝0.3＋3.48＝3.78吨 由于滚杠重量G，与物体重量相比很小，故忽略不计。 为了省略计算，可从表中直接查出所需拉力。 平地搬运载荷所需拉力表   载 荷 重       （吨）拉力（吨）负在排子上搬运（滑动）负在滚杠上搬运在铁路上搬运在地面上摩擦系数考虑为0.42厘米雪地上摩擦系数考虑为0.10厘米  在地面上 μʻ＝0.1厘米 μʺ＝0.15厘米在地面上 μʻ＝0.1厘米 μʺ＝0.1厘米在铁路小平车上μ＝0.015  3 5 10 15 20 30 40 501.3 2.1 4.2 6.2 8.4 － － －0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.00.03 0.13 0.25 0.38 0.50 － － －0.06 0.10 0.20 0.30 0.40 0.60 0.80 1.00－ － 0.20 0.35 0.44 0.75 0.90 1.05注：滚杠系指ϕ108毫米的钢管 二、惯性力 任何一个物体都且有保持原有状态的性质，即静者恒静，动者恒动，这种性质，叫做惯性。 惯性力的计算：     Q×μ F惯＝————    g×T 式中：Q――载荷（公斤）；       μ――直线运动速度（米/秒）；       g――重力加速度（9.81米/秒2）；       T――制动加速度的时间（秒）。 斜坡上搬运载荷所需的拉力   载 荷 重 （吨）接      力   （吨）负在滚杠上，斜坡斜度为装在货车或小平车内，斜坡斜度为50100150501001503 5 10 15 20 30 40 500.3 0.5 1.1 1.6 2.1 3.2 4.3 5.40.6 1.0 1.9 2.8 3.8 5.7 7.6 9.50.8 1.4 2.8 4.2 5.6 9.4 11.2 14.00.3 0.5 1.1 1.7 2.2 3.4 4.4 5.40.6 0.9 1.9 2.9 3.8 5.9 7.7 9.60.8 1.4 2.8 4.3 5.6 9.6 11.3 14.1[例题]有一个20吨重的物体，从静止时起动，经过2秒钟后的速度到达1米/秒，求它的惯性力。 解：                            Q×μ     20220×1 F惯＝————＝——————＝1020公斤 g×T       9.81×2   (注：红色的字是有错误的，因为查找不到相应的符号)   土壤允许压力 载荷＝土壤允许压力×面积 [例题]在土壤上有一枕木堆，尺寸为250厘米×250厘米，土壤允许压力为2公斤/厘米2.假设枕木受均布载荷，试求该枕木堆所能承受的载荷。 解：载荷＝土壤允许压力×面积     面积＝250×250＝62500厘米2     载荷＝2×62500＝125000公斤