滑轮计算器

滑轮可以改变绳索力的方向、放大力，或同时实现两者。定滑轮固定在支撑物上，主要用于改变拉力方向。动滑轮随载荷一起移动，使多段绳索共同承担载荷力。本计算器针对常见滑轮组布置估算理想机械利益，再按整体效率进行修正，并计算平衡或缓慢提升指定载荷所需的拉力。 机械利益是载荷力与输入拉力之比。在由一根连续绳索组成、每个动滑轮周围有两段承重绳的理想系统中，每个动滑轮贡献两段承重绳。因此，理想机械利益等于动滑轮数量的两倍。一个动滑轮提供 2:1 的机械利益，三个则提供 6:1。在此模型的布置中，定滑轮不会增加理想倍率，但对于绳索走向和实际滑轮组布置仍很重要。 力的放大是以距离为代价的。理想机械利益为 4:1 时，操作者需要拉动四米绳索，才能将载荷提升约一米。理想模型中功守恒：减少拉力，就需要按比例增加拉绳距离。滑轮组不会产生能量，增加滑轮可能使提升速度变慢，同时增加绳索行程和系统重量。 实际滑轮系统会因轴承摩擦、绳索弯曲、绳轮不对中、绳索刚度及运动部件接触而损失能量。效率以百分比表示这些综合损失。实际机械利益等于理想机械利益乘以小数形式的效率。所需拉力等于载荷力除以实际机械利益。例如，标称 2:1 的系统在百分之九十效率下，实际机械利益为 1.8:1，所需拉力大于载荷力的一半。 输入载荷是以牛顿表示的力，而不是以千克表示的质量。要将地球上的静止质量换算为力，可将千克数乘以约 9.81 m/s²。启动、加速、冲击载荷、绳索与滑轮组自重、各绳段张力不均，以及吊装几何结构，都可能使实际受力高于此简单估算。定滑轮数量用于描述布置，但在此模型中不改变力的放大倍数。 结果仅用于物理教学与初步比较，不用于起重系统认证。绳索、绳轮、锚点、连接件和结构的选型，应依据额定工作载荷极限、所需设计系数、适用标准及合格吊装人员的指导。切勿站在悬吊载荷下方，使用前应检查所有起重设备。