斜面自鎖條件是指A塊在垂直載荷作用下不沿斜面滑落的條件。 從前面的分析可以看出,只有當(dāng)當(dāng)時(shí)物體不向下滑動(dòng)時(shí),即斜面自鎖的條件是斜面的傾斜角度小于或等于摩擦角。 斜面的自鎖條件就是螺紋的自鎖條件。
因?yàn)槁菁y可以看作是纏繞在圓柱體上的斜面,所以螺紋仰角θ就是斜面的傾角。 螺母相當(dāng)于斜面上的滑塊A。 施加在螺母上的軸向載荷相當(dāng)于塊體A的重力。要使螺紋自鎖,螺紋的升角θ必須小于或等于摩擦角。 因此,螺紋的自鎖條件也是相同的。
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推理
由于靜摩擦力不能超過最大值,因此完全約束力的作用線不能超過摩擦角,即完全約束反力必須在摩擦角以內(nèi)。 由此可見:
(1) 如果作用在木塊上的所有作用力的合力的作用線在摩擦角以內(nèi),則無論力有多大,木塊都會(huì)保持靜止。 這種現(xiàn)象稱為自鎖。 因?yàn)樵谶@種情況下,主動(dòng)力的合力與法線之間的角度小于摩擦角。
因此,主動(dòng)力的合力的作用線必須在該摩擦角內(nèi),并且完全約束力的作用線也必須在該摩擦角內(nèi)。 主動(dòng)力和全約束力的合力必須滿足二力平衡條件,因此塊體必須是靜止的。 在工程實(shí)踐中,常利用自鎖原理來設(shè)計(jì)一些機(jī)構(gòu)或夾具,如千斤頂、壓力機(jī)、錐銷等,使其始終工作在平衡狀態(tài)。
(2)如果所有作用力的合力的作用線都在摩擦角之外,那么無論力有多小,木塊一定會(huì)滑動(dòng)。 因?yàn)樵谶@種情況下,所有主動(dòng)力的合力的作用線已經(jīng)在摩擦角之外,全結(jié)合力的作用線不可能在摩擦角之外,不能滿足二力平衡條件,所以塊不會(huì)是靜止的。
應(yīng)用這個(gè)原理,可以盡量避免自鎖。 利用摩擦角的概念,可以使用簡(jiǎn)單的測(cè)試方法來確定靜摩擦因數(shù)。
將兩種待測(cè)材料分別制成斜面和塊體。 將木塊放在斜面上,從零開始逐漸增大斜面的傾斜角θ,直到木塊開始向下滑動(dòng)。 記下斜面的傾斜角θ。 此時(shí)角度θ即為待測(cè)摩擦角,其正切即為待測(cè)摩擦系數(shù)。
原因如下:由于物體僅靠重力和全約束力來平衡,因此重力和全約束力應(yīng)該是相等、方向相反、共線的。 因此,它們必須沿著鉛垂線。 重力與斜面法線的夾角等于斜面的傾角。 θ。 當(dāng)塊體處于臨界狀態(tài)時(shí),完全約束力與法線之間的夾角等于摩擦角,即θ=φ。 所以摩擦系數(shù)為 tanθ。
保護(hù)作用
(1)欠壓保護(hù):當(dāng)電源電壓因某種原因下降時(shí),電機(jī)的扭矩會(huì)明顯降低,影響電機(jī)的正常運(yùn)行。 嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成“堵轉(zhuǎn)”現(xiàn)象,導(dǎo)致電機(jī)損壞。 采用接觸器自鎖控制電路可以避免上述故障。
因?yàn)楫?dāng)電源電壓低于接觸器線圈額定電壓的85%時(shí),接觸器電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁力無法克服彈簧的反作用力,因而釋放,主觸頭打開,自動(dòng)切斷主電路,達(dá)到欠壓保護(hù)的效果。 。
(2)失壓保護(hù):電機(jī)啟動(dòng)后,如果供電電路出現(xiàn)故障斜面可以省什么,又恢復(fù)供電,此時(shí)由于自鎖觸點(diǎn)仍處于斷開狀態(tài),電機(jī)不會(huì)自行啟動(dòng)斜面可以省什么,必須再次發(fā)出命令(按啟動(dòng)按鈕SB2)才能啟動(dòng)。