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投稿日 2015年9月2日水曜日

ウインチのハンドル長は梃子の原理から

道具の検討 


ウインチのハンドル長は幾つにすれば良いのでしょうか?
ハンドルは負荷が掛かるので、強度の高い鉄の角パイプで製作する予定です。現場で試しながら、長さを決める訳には行きません。

ウインチのドラムとハンドルは、梃子の関係です。軸中心が支点、ドラムのロープ巻き取り位置が作用点、ハンドルが力点です。梃子の種類でいうと第2種梃子です。図だと三角形が軸中心、大きな矢印がロープ巻き取り位置、手の記号がハンドルです。

第二種梃子
(出典:てこ- Wikipedia https://ja.wikipedia.org)

梃子の原理なら、「支点-力点間の長さが支点-作用点の長さの2倍であれば、得られる力は加えた力の2倍になる」(Wikipedia)です。モーメントアームとか、難しいことはわからん。(笑)
スペックを再確認します。

◆PW-40ボビン スペック再掲
スペックサイズ(mm)
外径350
内径130
外幅166
内幅130
ロープ径10

◆オーガのスペック
部材 長さ(cm) 重さ(kg) 本数 計(cm) 計(kg)
オーガ一式 92 1.9 1 92 1.9
アンテナマスト(E25) 180 1.3 14 2,520 18.2
コネクタ(SGP15A) (20) 0.3 15 0 4.5
(計) 2,612 24.6

巻き始めの胴径(内径)から、軸中心=支点と巻き取り位置=作用点までの距離は65mmです。てことは、ハンドル長を2倍の130mmにすれば、重さ24.6kgのオーガを12.3kg相当の力で引き上げられることになります。重量と重さと力の違いとか難しいことは判らん。(笑)感覚やで!!

ハンドル長を4倍の260mmにすれば6.15kgの力で引き上げられます。これなら、左手一本で支えられそうです。ボビンと軸の間の摩擦抵抗があるので、この計算通りにはいかないかもしれませんが、鼻歌交じりで作業ができるようになるでしょう。

ハンドルの回転径は倍の520mmですが、腕の動きだけで回せるかな? シミュレーションが必要ですね。
想定は左手でウインチを巻き上げて、右手でロープを捌く運用です。


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