Differenciális csigasor

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A differenciális csigasor vagy differenciál-csigasor az álló- és mozgócsigákból álló csigasorok azon változata, amely két különböző átmérőjű, egymáshoz erősített állócsigából, egy különálló mozgócsigából, valamint az ezeken végigfutó egyetlen, végtelenített láncból áll.

Működése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Differenciális csigasor működésének szemléltetőábrája

A mellékelt ábra szemlélteti a differenciális csigasor működési elvét. A felső állású, rögzített és együtt futó állócsigák peremén a visszacsúszást megakadályozó fogazatot képeznek ki, ebbe illeszkedik a lánc. A terhet a mozgócsigához erősítik, s az ennek – gyakran szintén fogazott – peremén is végigvezetett lánc teremti meg a mechanikai kapcsolatot az állócsigákkal. A nagyobb sugarú, rögzített állócsigáról szabadon lógó láncág (1) húzásával párhuzamosan a láncnak a csiga túloldaláról lelógó szakasza (4) megemeli a terhet. Ugyanakkor a kisebbik állócsigára felcsévélődő láncrész (3) visszaereszti a kis állócsiga és a mozgócsiga közötti, terhelt láncágat (2). Tekintve azonban, hogy e láncág (2) süllyedésének mértékét a kisebbik állócsiga sugara határozza meg, az elmarad a nagy sugarú állócsiga által kifejtett emelőhatástól (4), így a teher lassan emelkedik.

A teher megemeléséhez kifejtett kézi erő mértékét a két állócsiga sugarának aránya szabja meg, a következő képlet alapján:

\frac{F_Z}{F_L} = \frac{1}{2} \cdot (1 - \frac{r}{R})


Másképpen:

F_Z = \frac{F_L}{2} \cdot \frac{R-r}{R}


Más szóval minél kisebb mértékben tér el egymástól a nagyobbik (R) és a kisebbik állócsiga (r) sugara, annál kisebb erőt kell kifejteni a teher felemeléséhez. Ugyanakkor a kifejtett erővel fordítottan arányos a megtett út hossza. Azaz ha egy 100 newtonos tömeg (FL) megmozdításához 25 newton erőt (FZ) fejtünk ki, a teher 10 centiméteres magasságba (h) emeléséhez 40 centiméter (s) utat kell megtennünk, azaz ennyit kell húznunk a láncon. Az állócsigák egymáshoz közelítő sugármérete esetén tehát az erőkifejtés elenyészően kicsi, ám az út hosszabb lesz, a munkavégzés jóval tovább tart, hiszen a kisebbik állócsigáról függő láncág (2) süllyedésének mértéke megközelíti a terhet emelő láncrész (4) emelkedését. Az emelőmagasság gyakorlatilag nem lehet hosszabb a lánc egy ágánál, azaz a lánchossz negyedrészénél. A differenciális csigasor gyakorlati alkalmazási lehetőségei napjainkban szűkre szabottak, hiszen csak kézi erővel – erőátvitel segítségével – mozgatható terhek kis magasságra történő emelésére használható.

Története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A differenciál-csigasor egy angol feltaláló, Thomas A. Weston nevéhez fűződik, akinek szabadalma révén 1859-ben Birminghamben indult meg a Weston-féle differenciál-csigasorok (Weston’s differential pulley blocks) gyártása. Az 1862-es londoni világkiállításon is sikerrel szerepelt, s a 19. században nagy népszerűségnek örvendett a találmány. Széles körben alkalmazták bányákban, üzemekben, áruraktárakban, vasúti közlekedésben, vágóhídakon stb., de a 20. század korszerűbb, a kézi erőkifejtést motoros hajtással kiváltó emelőgépei jószerével kiszorították a használatból. Weston találmánya azonban nem volt előzmény nélküli. Hasonló elven működik a hagyományos kínai csörlő és bányacsörlő is (ábrázolásuk), amely két, egymással párhuzamosan futó, eltérő átmérőjű kötéldobra csévéli fel a terhet húzó vagy emelő, horogban végződő kötél egy-egy szárát.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Erik Oberg et al., Machinery's handbook, New York, Industrial Press, 1959, 163.
  • Samuel Timmins, Birmingham and the Midland Hardware District, London, Cass, 1967, 648.
  • Magyar nagylexikon' VI. (Csen–Ec). Főszerk. Berényi Gábor. Budapest: Magyar Nagylexikon. 1998. 576. o. ISBN 9638577320