Kladka

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
(přesměrováno z Kladkostroj)
Skočit na: Navigace, Hledání

Kladka je volně otočné kolo na hřídeli, po obvodě zpravidla opatřené drážkou, která vede lano nebo řetěz. Funkcí kladky není přenos kroutícího momentu, ale změna směru tahové síly ohebného media, které je přes kladku vedeno. Vedeným mediem mohou být nejrůznější druhy lan a řetězů, pásy, dráty, struny a pod. Podle průřezu vedeného media je vytvarována drážka na obvodě kladky. Kladka je uložena tak, aby bezpečně přenášela výslednici tahových sil media.

Poměry sil na pevné kladce (1) a na kladkostroji se dvěma, třemi a čtyřmi kladkami. FZ = působící síla; s = dráha; FL = výsledná síla; h = zdvih břemene. N znamená newton.

Rozdělení kladek[editovat | editovat zdroj]

podle funkce
  • vodící – udržují medium v potřebném směru
  • napínací – udržují medium v potřebném tahu
  • pracovní – součásti kladkostrojů
    • pevná kladka – s osou uloženou pevně k nosné konstrukci
    • volná kladka – s osou uloženou ve volném prvku (v kladnici), takže se vůči konstrukci pohybuje; na kladnici bývá upevněno závěsné zařízení (hák a pod.)
podle profilu věnce
  • lanové – s drážkou pro lano
  • řetězové
    • s drážkou
    • se zuby
  • hladké – pro pasy

Pracovní kladky[editovat | editovat zdroj]

Pákový ekvivalent kladek

Pracovní kladky představují z hlediska mechaniky jednoduché stroje založené na principu páky. Ekvivalentem pevné kladky je rovnoramenná dvojzvratná páka s rameny o délce R a ekvivalentem volné kladky je jednozvratná páka s rameny o délce R a 2R.

Účinnost kladky[editovat | editovat zdroj]

Čepový a lanový odpor v kladce

Síla přenášená kladkou se snižuje o pasivní odpory, což jsou:

  • Čepové tření v ložisku kladky.
    U kluzného ložiska platí, že moment odporu je
    ,
    kde je součinitel tření v čepu, je průměr kladky a průměr čepu
    z čehož plyne
    Čepová účinnost kladky tedy je
  • Lanový odpor způsobený deformací lana.
    Navíjené a odvíjené lano na kladce není ideálně poddajné a tak dochází k tomu,
    že při navíjení se lano oddaluje od povrchu kladky (o míru )
    a při odvíjení naopak ulpívá na povrchu kladky, čímž se dostává blíže ose kladky (o míru ).
    Pak platí rovnováha z čehož plyne
    Lanová účinnost kladky je tedy

Celková účinnost jedné kladky je

Jelikož je lanový odpor dán rozměry , jejichž hodnoty je v reálných podmínkách velmi obtížné určit, neboť jsou závislé jednak na konstrukci, ale také na rychlosti a zatížení lana, používají se v praxi empirické hodnoty celkové účinnosti. Pro ocelová lana se berou hodnoty pro kladky na valivých a na kluzných ložiskách.

Účinnost volné kladky[editovat | editovat zdroj]

Zátěžová síla se rozdělí na dvě lana , kde platí a tedy . Kladka se zátěží se zvedne o míru a vykoná práci . Volný konec lana musí být tažen silou po dráze , takže se musí vynaložit práce .
Účinnost volné kladky je tedy: .
Účinnost jednoduchého kladkostroje složeného z jedné volné a jedné pevné kladky pak bude .

Účinnost zablokované kladky[editovat | editovat zdroj]

Pokud dojde k zablokování kladky a kladka se přestane volně otáčet, začne lano po kladce prokluzovat. V takovém případě se uplatní na kladce odpor zvaný vláknové tření, kde platí: , kde je Eulerovo číslo, je součinitel tření lana na kladce a je úhel opásání (v obloukové míře), který je na kladce zpravidla roven .
Účinnost jedné zablokované kladky je:
Což například při (přibližně ocel na oceli nebo litině) dává účinnost (pokud zanedbáme vliv tvaru drážky).

Kladkostroj[editovat | editovat zdroj]

Kladkostroj je kombinace pevné a volné kladky, případně několika párů kladek. Ty mohou být uloženy nad sebou ve společném třmenu, u lodních kladkostrojů na napínání plachet a lan (angl. tackle) se umísťují vedle sebe na společné ose.

Kladkostroj kombinuje výhody volné a pevné kladky: znásobuje působící sílu, která přitom může působit směrem dolů. Při použití více kladek se potřebná síla F vypočte podle vzorce: F = G / 2n , kde G je tíha břemene a volných kladek, n je počet volných kladek.

Vynález kladkostroje se připisuje Archimédovi, který prý s jeho pomocí sám zavlékl naloženou válečnou loď do přístavu.[1] Po něm se také nazývá Archimédův kladkostroj, kde je pohyblivý konec lana nad volnou kladkou zavěšen na třmen další volné kladky. Potom platí, že síla se zmenší dle vztahu F = G2n, kde n je počet skutečně volných kladek.

Archimédův kladkostroj
Volné kladky na stavebním jeřábu
Lodní kladkostroj (talje)

Kladky v technické praxi[editovat | editovat zdroj]

V technické praxi se kladky používají u nejrůznějších mechanismů, od zavěšení hodinového závaží až po velká zdvihadla, stavební, důlní a těžební stroje, dále pro napínání drátů elektrického vedení, vypínání plachtoví na jachtách, při stavbách drátěných ohrad či plotů apod. Kladka jako každý jednoduchý stroj práci neušetří, spíše naopak musíme do kladky vložit větší práci, než jakou chceme, aby kladka vykonala, jelikož část vložené práce se ztratí třením. Účinnost kladky je tak vždy menší než 1.

Nejběžnější a nejznámější stroje u nichž jsou použity kladky :

Jiné významy slova[editovat | editovat zdroj]

Termínem kladka bývají také označovány některé jiné strojní součásti kupř.:

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Plútarchos: Životopisy, Marcellus 14,8 ; srv. Polybios, Historíai 8, 5-7

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Ottův slovník naučný, heslo Kladka. Sv. 14, str. 288
  • Ottův slovník naučný, heslo Kladkostroj. Sv. 14, str. 289

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]