初中物理里面的力学,里面讲到了杠杆原理,就有著名科学家阿基米德的一句话:“给我一根足够长的杠杆,就能把地球翘起来。”相信朋友们对这句话并不莫生,毕竟物理里面有很多有趣的事情,还有象牛顿被苹果砸了,而我最近的一个项目上面用到了旋转气缸,跟这个杠杆有脱不了的干系。

阿基米德被枪指时还在思考问题(能翘起地球的阿基米德)(1)

为什么会把这两者拉到一起?这是因为我在设计这个旋转气缸时发现在个有趣的事情,有可能很多人也碰到过,但在繁重的工作过程没有人会在意这个事情,但我带队设计(带着两个学员设计,因为长三角被疫情风控,我的两个刚毕业的学员本来安排好的工作,现在去不成,正好我手上的项目堆积了两个),这个机构部分是学员在设计,因为旋转气缸相对用的少,在安要例里面用过一次,但只讲过一次,所以学员还有点迷糊。

当时应该是选了一个旋转气缸,50缸径,在首次与客户检讨的时候,客户提出了要求提供计算数据和过程,因为此处为此设备的关键部位,然后在计算过程中,以及选型出力表对比时发现差的不是一星半点,我们的负载是一个Y型的叉取摆臂,因为温度原因,必须要在大约1300mm的地方将产品叉出高温区,再旋转放入冷却的区域。

阿基米德被枪指时还在思考问题(能翘起地球的阿基米德)(2)

产品的重量大约在0.8kg,按10N/kg,计算下来是8N的重量,直接叉取旋转肯定是不能实现的,前面再加了一个机械申缩的反向拉缸,照力学上的原理是可以配重,但机构空间有限,在各种条件非常艰难的情况下,只能加大旋转气缸的缸径。

如果会计算的朋友应该是通过上面的数据可以计算并选型了,10.4N.m,看一下气缸的出力表,发现是不够,但实际上我发现是够的,到底原因出在何处?这个得从杠杆原理的公式上面来分析,我们给杠杆的定义是:绕轴转动的时候,离旋转轴越近的地方,力量越大,为说明这个问题我在下面举个例子。

比方说我们推门,离门转轴越近,用的力量越大,离门轴越远,自然力量用的越小,同样是做一件事,着力点不同事半功倍,那么,问题来了,推门是要克服掉门自身的重量,而不是挑起门轴,同样是杠杆,作用和结果却不同。

回到最初的话题,既然要把地球翘起来,那杠杆怎么办?我给你一根很长的杠杆,你连杠杆都不一定能拿的起,还怎么挑起地球?有的朋友可能认为我是在抬杠,但阿基米德难道不是在抬扛?只因为我是一个渺小的工程师,就只能是抬扛,而阿基米德是个科学家,就是科学原理?

阿基米德被枪指时还在思考问题(能翘起地球的阿基米德)(3)

若不是一直认为阿基米德的说法正确,我们在计算这个受力和选型气缸时,就不会出现问题 ,毕竟圆心附近的地方才是我们机构大量堆的区域,而真正产品所在的位置,虽然离的远,但重量有限,而后学员通过实验也证明,所有旋转体的重量,足大,但都不是堆积于最远的距离处的。

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