Масса в силу: как подобрать грузоподъёмное оборудование до покупки
Что делает этот расчёт
Он умножает массу на местное ускорение свободного падения и находит силу, которую эта масса создаёт, — вес в инженерном смысле слова. Нагрузка в 500 килограммов даёт 4903 ньютона при стандартном ускорении. Тот, кто подбирает кран, тельфер, скобу или перекрытие, работает именно с этой силой, а не с массой: оборудование отказывает тогда, когда сила превышает его номинал, а не тогда, когда это делает масса.
Почему грузоподъёмное оборудование аттестуют в силе
Крану безразлично, из чего сделан предмет и сколько в нём материала; ему важен натяг в тросе. Натяг представляет собой силу, и он растёт вместе с ускорением свободного падения, поэтому один и тот же контейнер весит заметно больше в порту высокой широты, чем на экваторе, и куда больше, если кран когда-нибудь перенесут на другую планету. Номиналы указывают в ньютонах, килоньютонах или тонна-силах именно поэтому, и запас прочности применяют тоже к силе.
Перевод килограммов в ньютоны при стандартном ускорении
Посчитано при стандартном ускорении свободного падения, 9,80665 метра на секунду в квадрате. Полезный ориентир: одна тонна создаёт 9806,65 ньютона — настолько близко к десяти килоньютонам, что при предварительной прикидке эти величины часто используют как взаимозаменяемые, хотя в окончательном расчёте так поступать нельзя.
| Килограмм (kg) | Ньютон (N) |
|---|---|
| 0.1 | 0.980665 |
| 1 | 9.80665 |
| 2 | 19.6133 |
| 10 | 98.0665 |
| 50 | 490.3325 |
| 100 | 980.665 |
| 1000 | 9806.65 |
Расчётный случай — это не статический вес
Кран, поднимающий груз плавно, видит только статический вес. Кран, который внезапно трогается или останавливается, видит заметно больше, потому что разгон груза добавляет усилие в тросе. Отсюда и требование указывать грузоподъёмное оборудование с коэффициентом динамичности, который накладывается поверх полученной здесь величины: статический вес служит исходным числом для расчёта, а не его результатом.
Тонны и килоньютоны в одной фразе
Нагрузка в одну тонну составляет 9,80665 килоньютона, и для первой прикидки это обычно округляют до десяти. Оставшийся в запасе десяток процентов меньше того коэффициента динамичности, который будет применён позже, поэтому округление редко на что-то влияет — но в документ, который будут проверять, вписывайте точное число.
Частые вопросы
Как вычислить силу по массе?
Умножьте массу в килограммах на местное ускорение свободного падения в метрах на секунду в квадрате. Нагрузка в 500 килограммов при стандартном ускорении даёт 500 × 9,80665, то есть 4903 ньютона. На Луне та же нагрузка дала бы лишь около 810 ньютонов.
Почему грузоподъёмное оборудование аттестуют в ньютонах, а не в килограммах?
Потому что трос, крюк и подшипники разрушаются от силы, и именно сила меняется при смене ускорения свободного падения. Номинал в килограммах был бы номиналом в весе одного килограмма в одном конкретном месте, а это утверждение и слабее, и менее переносимо.
Что такое тонна-сила?
Сила, которую создаёт одна тонна при стандартном ускорении свободного падения, равная 9806,65 ньютона. Она сохранилась в судоходстве, такелажном деле и старых строительных нормах потому, что числа в ней остаются близкими к тем массам, которые у людей уже в голове.
Меняется ли нагрузка при перемещении крана?
Масса не меняется, а сила меняется, причём прямо пропорционально местному ускорению свободного падения. Груз, поднятый у экватора и затем у полюса, даёт разницу в несколько десятых процента — обычно она укладывается в запас прочности, но нулю не равна.
Стоит ли учитывать ускорение при подъёме?
Для окончательного расчёта — обязательно. Статический вес, который даёт этот инструмент, служит исходной величиной; трогание и торможение добавляют к нему, и нормы требуют сверху ещё и коэффициент динамичности. Используйте полученное здесь значение как вход для того расчёта, а не как его результат.