Co to jest siła promieniowa?

Technicznie siła promieniowa to każda siła, która działa w linii prostej. W fizyce jest często używany do opisania wpływu wywieranego prostopadłego - pod kątem prostym - do linii środkowej lub osi obiektu przemieszczającego się ścieżką orbitalną. Mówiąc prościej, piłka maciona w łuku na końcu długości sznurka doświadczy tej siły, utrzymując napięcie sznurka. Kilka innych przewidywalnych sił pracuje w różnych kierunkach, aby piłka obracała się przez łuk, ale siła promieniowa jest odpowiedzialna za utrzymanie jej z dala od dłoni trzymającej sznur.

Chociaż dokładne pochodzenie i natura sił promieniowych są bardzo skomplikowane, można je zobaczyć w pracy w wielu codziennych procesach, takich jak bity z zasilaniem, obracającymi się samochodami i boczności. Podczas obróbki siła ta jest wyjaśniona jako wpływ, który odsuwa narzędzie tnące od cięcia powierzchni. Prawidłowo obliczanie specyfiki siły promieniowej jest kluczowym krokiem w projektowaniu narzędzi i innych obiektów z SPInning części.

Co robi siła promieniowa?

Siły promieniowe są ważnym elementem procesu, który utrzymuje dowolny obiekt podróżujący na okrągłej orbicie. Gdy znana masa (taka jak kula) obraca się w okręgu, odległość ustalona (promień) od punktu środkowego ze stałą prędkością, siła promieniowa wypycha masę, z dala od środka. Siła utrzymuje masę wirowania w tej samej odległości od punktu środkowego, utrzymując równomierną ścieżkę orbitalną - okrąg lub elipsę. Bez działania tej siły ścieżka byłaby nieobliczalna i nieprzewidywalna.

Dotyczy to wszystkich obiektów na orbicie, niezależnie od tego, czy są one fizycznie dołączone do centrum, czy nie. Luźna kula wirująca wokół wnętrza wiadra jest również wymuszana do wewnętrznej ściany pojemnika siłą promieniową. Siły promieniowe są na przykład odpowiedzialne za utrzymanie piłki ruletki na krawędzi tGniazdo koła, podczas gdy koło się obraca.

Dlaczego siły promieniowe są ważne?

Dokładne obliczanie sił promieniowych jest krytycznym projektowaniem wszystkiego, co zawiera ruch orbitalny. Dokładne ustalenie zakresu tej zmiennej odgrywa na przykład główną rolę w ogólnej wydajności, bezpieczeństwie i żywotności serwisowej. Umożliwia także projektantom ustalenie, jakie będą praktyczne ograniczenia dla dowolnego przedmiotu.

Na przykład łożyska są szeroko stosowane w wielu różnych typach sprzętu do wspierania, prowadzenia i zmniejszania tarcia ruchu między częściowymi i ruchomymi częściami maszyn. Często są narażone na siły promieniowe, które wytwarzają naprężenia materiałowe, które mogą powodować zużycie i ostateczną awarię, jeśli siła i powiązane naprężenia stają się nadmierne. Łożyska muszą być wystarczająco silne, aby utrzymać pod presją, które są do nich regularnie stosowane. Z tego powodu istnieją rodzaje łożysk specjalnie zaprojektowanych i ocenianychDo zastosowań mechanicznych zawierających siły wysokoprotynowe.

Kolejnym przykładem tego zjawiska w pracy jest siła, którą narzędzie tnące jest poddawane, gdy usuwa materiał z powierzchni elementu pracy. Siła działa na narzędzie, aby odepchnąć go od wyciętego kawałka. Ilość siły działającej na urządzenie do cięcia będzie zależeć od funkcji samego narzędzia i właściwości obróbki materiału. Jeśli narzędzie jest źle zaprojektowane i doświadczy nadmiernej siły promieniowej, może bardzo utrudnić wciskanie krawędzi tnącej do kawałka, co spowoduje, że wyniki pod standardem lub nawet potencjalnie zranienie operatora, ponieważ narzędzie jest wymuszone.

Zmiana siły promieniowej

Wariacja tego zjawiska występuje, gdy pęd zmienia się obiektu podróżnego lub ewoluuje podczas pracy. Znany jako zmienność sił promieniowych, można to zilustrować przy użyciu przykładu opony samochodowej. Opona doświadczy siły promieniowej w kierunku prostopadłymDo osi koła, gdyby opona była idealnie okrągła, a powierzchnia drogi idealnie gładka, pozostałaby taka sama, gdy koło się obraca. Tak nie jest jednak, więc siła promieniowa wywierała na zmieniającą się oponę za każdym razem, gdy się obraca. To przedstawia projektantom wyzwania przy projektowaniu sprzętu, ponieważ musi być w stanie bezpiecznie działać w stale zmieniających się warunkach środowiskowych.