斜面增力比咋算

① 弹簧夹紧式卡盘的设计计算

图5-8所示为卡瓦座受弹簧力在斜面上移动卡瓦时卡瓦的受力分析图。

图5-8中G为卡盘上最大轴向载荷即给进机构最大提升力；N为卡瓦对钻杆的夹紧力；f′为卡瓦与钻杆间的摩擦系数，考虑卡瓦齿嵌入钻杆中，所以设计一般取f′＝0.5；P为卡瓦座对卡瓦的正压力；Pf为卡瓦座与卡瓦间的摩擦力；f为斜面间摩擦系数，钢对钢f＝0.15；φ为斜面间摩擦角，tgφ＝f，当f＝0.15时，φ＝8°32′；R为P与Pf的合力；α为卡瓦座T形槽斜面角；F为弹簧的轴向推力

1.卡盘承受最大提升力G

则

液压动力头岩心钻机设计与使用

2.弹簧的轴向推力

为确定弹簧力F与提升力G之间的关系，建立xy两坐标方向的平衡方程式：

∑x＝0 Rcos（α＋φ）-N＝0移项得：

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上两式整理得：F＝Ntan（α＋φ）

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图5-8 卡盘受力分析

考虑应有一定储备系数（安全系数）k，则上式改写为：

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式中k值一般取1.25～1.6。

从式中看出，α值愈小，增力作用愈大，但使卡瓦产生一定的径向位移所需的轴向行程必然加长。从而导致卡盘轴向尺寸增加。当然，α过大，增力作用就不明显了。

设卡瓦径向位移量为Δx，而卡瓦轴向位移量为Δy见图5-9。从图中可知，弹簧压缩量Δy与卡瓦径向位移量Δx的比值为定值，其数值大小取决于α角，当卡瓦径向位移量一定时，α角越小，所需卡瓦座位移量越大，即弹簧压缩量越大。

卡瓦斜面角是这种机构最主要的设计参数。在卡盘基本参数（夹持能力、夹持范围）一定时，减小α角可相应减小所需的弹簧力F，但卡瓦的移动量加大，从而使卡盘轴向尺寸加大，故一般取α＝6°～9°。

为了减小斜面间的摩擦系数，有的钻机卡盘在卡瓦与卡瓦座之间加了滚柱，变滑动摩擦为滚动摩擦，有的钻机在斜面处采用了油脂润滑，设置了加油孔。

图5-9 斜面位移关系

3.碟形弹簧参数的确定

在卡盘中，单片碟形弹簧一般不能满足要求，需要采用组合弹簧。主要有两种组合方式，即对合与叠合的组合方式，而钻机卡盘均应用对合组合弹簧（图5-10）。

图5-10 对合碟形弹簧

此种弹簧设计计算，主要根据载荷及变形量要求，选择单片弹簧的规格和弹簧片数，其设计步骤如下。

1）已知条件

（1）根据钻机应用钻杆使用范围确定主轴通孔直径即可知碟簧内径d的尺寸。

（2）根据给进液压缸的提升力即可知组合碟形弹簧的载荷P_z。

（3）采用斜面增力机构，根据所需的径向位移量Δx为1～2mm，可初步确定夹紧时的工作载荷P₁时的轴向变形量f1和松开卡盘时工作载荷P₂时的轴向变形量f_z。

2）设计说明

由i个相同规格的一组碟簧

P_z＝P

fz＝if

H_z＝iH₀

式中：P、f、H₀为单片碟簧的载荷、变形量和高度；P_z、fz、H_z为组合碟簧的载荷、变形量和自由高度。

3）c值的选择

，碟形弹簧单位体的做功能力与c值有关，一般在 时为最大，因此设计储能的碟形弹簧时，可取c＝1.7-2.5，为制造方便，一般取c＝2.0。c值对弹簧特性曲线也有很大影响，c值愈大，弹簧刚度愈小，但c＞3时，c值的改变对特性几乎没有影响。c值过小时将使制造困难，一般不小于1.25。

考虑卡盘具体结构和上述选择c值的范围，定出c值与前述确定的碟形弹簧内径d，即可求出碟形弹簧外径D。

4）求碟形弹簧的厚度

当单片碟簧的变形量f等于碟簧压平时变形量h₀时，压平弹簧时载荷P_c（N）。

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式中：E为弹性模量，MPa；μ为泊松比；t为碟簧厚度，mm；h₀为碟形弹簧压平时变形量的计算值，mm；D为碟形弹簧外径，mm；K₁、K₄为计算系数，可根据机械手册查取。

5）确定弹簧片数i

当松开卡瓦时，弹簧被进一步压缩。为了使弹簧有一定的使用寿命，松开卡瓦时的轴向力P₂不应超过P_c，弹簧的变形量f_z相应也不应超过最大工作载荷的变形量h₀。为了限位，即限制碟簧不超过最大变形量h₀，应在对合碟簧间加一垫圈。

6）确定碟簧尺寸

给出组合弹簧的几何尺寸，包括组合弹簧自由高度H_z，夹紧状态下（工作载荷P₁）的高度H₁，以及松开时的高度H_z。

7）进行碟簧强度及刚度验算，以确保弹簧工作的可靠性。

② 怎样计算斜面的面积

无论从理论上讲或者在实际计算中运用,计算一个不规则的立体的表面积总是一件比较难的事,所谓比较难是指比算平面积和算立体体积而言.但是地理学家和采矿学家都有他们自己的适合于实用的好方法,这些方法虽然不能给出确切的表面积,但在坡度不太悬殊的地形下,这些方法都可以给出合乎要求的粗估数值.有时还可以用分块算(依坡度相近分块),再合计的办法来改进精密度.
在介绍这些方法之前,我们先说明一些简单的事实,就是根据了这些事实,以及“平面估曲面”的方法,可以得出公式来.
一条斜线,其长度是AB,在水平面上的投影的长度是A′B′,其间有关系ABcosα=A′B′,这儿α是斜线与水平面的夹角(也称水平角),勾股弦定理(商高定理)告诉我们
AB2=A′B′2+BP2(=A′B′2(1+tg2α))
这儿BP是A,B两点的高程差.把这原则引伸到面积上,假定有一平行四边形ABCD,AB,CD两边都平行于水平面,ABCD在水平面上的投影是A′B′C′D′,则面积间有次之关系
ABCDcosα=A′B′C′D′,
这儿α是平面ABCD的水平角,ABCD,A′B′C′D′表示相应的面积.同样也有
(ABCD)2=(A′B′C′D′)2+(CDPQ)2
这儿CDPQ是一个长方形,它的高是高程差h(AB与CD的高程差),它的底长是AB(=PQ),所以CDPQ的面积等于h·AB,即

根据这些原则,我们介绍斜坡面积的计算方法,如果有一张画有等高线的地图,它的高程差是h,在要计算的范围内,由低到高等高线是l0,l1,…,ln-1,ln,我们也用这些符号的长度,我们先在地图上量
就这样一条一条地算出,总加起来便是斜坡面积的近似值.
这基本上是采矿学家巴乌曼的方法,但也作了一些必要的简化和改进.
在计算的时候,这个方法需要开方多次,比较麻烦,地理学工作者常用一个易算,但欠精密些的伏尔可夫方法.

③ 在斜面上怎样计算重力所做的功

斜面
简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物之困难。距离比和力比都取决于倾角。如摩擦力很小，则可达到很高的效率。用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。不计无用阻力时，根据功的原理，得
FL=Gh
倾角越小，斜面越长则越省力，但费距离。
斜面
从山顶到山脚的倾斜面叫斜面，也叫斜坡或山坡。在地图上明确斜面的具体形状，对定向越野有一定价值。斜面按其形状可分为：
(1)等齐斜面。实地坡度基本一致的斜面叫等齐斜面，全部斜面均可通视。地图上，从山顶到山脚，间隔基本相等的一组等高线，表示为等齐斜面。
(2)凸形斜面。实地坡度为上缓下陡的斜面叫凸形斜面，部分地段不能通视。地图上，从山顶到山脚，间隔为上面稀、下面密的一组等高线，表示为凸形斜面。
(3)凹形斜面。实地坡度为上陡下缓的斜面叫凹形斜面，全部斜面均可通视。地图上，从山顶到山脚，间隔为上面密、下面稀的一组等高线，表示为凹形斜面。
(4)波状斜面。实地坡度交叉变换、陡缓不一、成波状形的不规则斜面叫波状斜面，若干地段不能通视。地图上，表示该状斜面的等高线间隔稀密不均，没有规律。

④ 怎么计算一个物体放在斜面上的力

同水平面成一向上倾斜角度的平面。沿垂线向上举物体费力，若把物体放在斜面上，沿斜面往上推或拉就可以省力。设重量为W的物体放在升角为α的斜面AB上。当物体静止或做匀速直线运动时，若不考虑摩擦，则由静力学平衡条件可知重力W
、沿斜面的拉力F和斜面的法向反力N构成一封闭力三角形F=Wsinα。因F为输入力，W为输出力，所以斜面的机械益=W/F=1/sinα=s/h。这就是斜面原理：输出力同输入力之比等于直角三角形ABC中的斜边同一直角边之比。
因s＞h，所以斜面的机械利益大于1。盘山公路、物料运输机中的斜面传送带等就是斜面原理的具体应用。

⑤ 斜面比值

选A
设物重为G,甲斜面长为2s,高为2h,拉力为F,则乙斜面长为3s,高为h,拉力为2F
甲中机械效率为：
G*2h÷（2sF）①
乙中机械效率为：
G*h÷（3s*2F）②
由①÷②
可得：机械效率比为6：1

⑥ 为什么斜面比平面省力

斜面与平面的倾角越小，斜面较长，则省力，但费距离，机械效率低。
斜面与平面的倾角越大，斜面较短，则费力，但省距离，机械效率高。

⑦ 斜面坡度比是什么

天桥的
斜面
坡度
I=1:1.5
就指的是，桥的最高
顶端
的
水平
地面
的
距离
和桥的最低顶端到最高顶端与地面
垂足
的距离之比，即
垂直高度：水平距离=1：1.5=tan
坡角

⑧ 一个斜面的坡度比是1:1,垂直高度是1.6,斜面长度怎么算

坡度是1:1,也就是坡度45°,剩下自己去算

⑨ 楔块夹紧机构中，楔块的斜面升角一般要小于多少度

选择升角时要兼顾增力比和行程比，过大或过小均不是太好。一般对于手动夹紧，取6-10度，对于气动或液压等夹紧，不考虑自锁，可以取的大一些，一般为15-30度。供参考。