{"id":1058,"date":"2015-07-14T00:00:00","date_gmt":"2015-07-14T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dgcrane.com\/posts\/how-do-overhead-crane-work-levers-pulleys-hydraulic-cylinder-and-mechanical-advantage\/"},"modified":"2024-09-09T06:46:57","modified_gmt":"2024-09-09T06:46:57","slug":"how-do-overhead-crane-work-levers-pulleys-hydraulic-cylinder-and-mechanical-advantage","status":"publish","type":"posts","link":"https:\/\/www.dgcrane.com\/fr\/overhead-crane-work-levers-pulleys-hydraulic-cylinder-mechanical-advantage\/","title":{"rendered":"Comment fonctionne un pont roulant - Leviers, poulies, v\u00e9rin hydraulique et avantage m\u00e9canique"},"content":{"rendered":"<p>Avez-vous d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 \u00e9merveill\u00e9 par la technologie moderne ? Bien qu'un grand nombre de technologies et de machines modernes soient en fait tr\u00e8s compliqu\u00e9es, certaines d'entre elles sont en fait tr\u00e8s sens\u00e9es, une fois que l'on a fait abstraction des cloches et des sifflets.<br \/>\r\nLa grue de construction, par exemple, est une telle machine. La grue n'utilise g\u00e9n\u00e9ralement que trois machines simples. Le levier, la poulie et le cylindre hydraulique.<\/p>\r\n<h3>Levier<\/h3>\r\n<p>Dans cet article, nous allons examiner bri\u00e8vement un m\u00e9canisme tr\u00e8s important dans la grue de construction : le levier. Trois articles ult\u00e9rieurs \u00e9tudieront le r\u00f4le de la poulie, du cylindre hydraulique et du concept d'avantage m\u00e9canique, respectivement, dans les grues de construction.<\/p>\r\n<p>Alors, comment fonctionnent les ponts roulants ? Dans une mesure plus ou moins grande, la plupart des ponts roulants utilisent le levier pour soulever des charges exceptionnellement importantes. Presque toutes les grues port\u00e9es et de nombreuses grues \u00e9quilibr\u00e9es maximisent la capacit\u00e9 de levage \u00e0 l'aide du levier.<\/p>\r\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.dgcrane.com\/wp-content\/uploads\/2017\/04\/LH-double-girder-overhead-crane-31.jpg\" width=\"528\" height=\"396\" class=\"\" alt=\"\"><\/p>\r\n<p>Ces grues utilisent des leviers, ou bras m\u00e9caniques, qui augmentent sa force. Bien qu'un syst\u00e8me complexe de cordes, de cha\u00eenes et de poulies accompagne g\u00e9n\u00e9ralement le bras m\u00e9canique, le levier lui-m\u00eame n'est qu'une simple machine.<\/p>\r\n<p>Les anciens ont longtemps utilis\u00e9 le levier en pratique pour construire de grands temples, monuments et fortifications. En fait, les sp\u00e9cialistes affirment que les \u00c9gyptiens ont tr\u00e8s probablement utilis\u00e9 des leviers pour construire les grandes pyramides.<\/p>\r\n<p>Cependant, la plupart des historiens attribuent le d\u00e9veloppement de la th\u00e9orie g\u00e9om\u00e9trique derri\u00e8re le levier \u00e0 Archim\u00e8de. Archim\u00e8de, math\u00e9maticien et philosophe, a v\u00e9cu dans la Gr\u00e8ce antique vers le troisi\u00e8me si\u00e8cle avant notre \u00e8re. Il aurait dit un jour en plaisantant : \u00ab\u00a0Donnez-moi un endroit o\u00f9 me tenir, et je d\u00e9placerai la Terre avec un levier.\u00a0\u00bb<\/p>\r\n<p>Le levier lui-m\u00eame est une barre stable qui repose sur un point de pivotement, ou point d&#39;appui. Vous pouvez appuyer sur une extr\u00e9mit\u00e9 avec une certaine force \u00ab d&#39;effort \u00bb pour produire une force de \u00ab travail \u00bb r\u00e9sultante \u00e0 l&#39;autre extr\u00e9mit\u00e9. La main-d&#39;\u0153uvre porte ou tient g\u00e9n\u00e9ralement l&#39;objet \u00e0 soulever.<\/p>\r\n<p>Les scientifiques classent tous les leviers en trois groupes diff\u00e9rents. Dans les leviers de classe 1, le point d'appui se situe entre la force d'effort et la force de travail, comme dans une bascule ou un pied de biche. Les leviers de classe 2 sont des leviers dans lesquels la force de travail se situe entre le point d'appui et la force d'effort, comme une brouette. Et dans les leviers de classe trois, la force d'effort est appliqu\u00e9e entre le point d'appui et la force de travail, comme dans une pince \u00e0 \u00e9piler.<\/p>\r\n<p>Mais, encore une fois, comment fonctionne un pont roulant ? Comme nous allons le voir avec la poulie et le cylindre hydraulique, le levier manipule un concept connu sous le nom de couple. Le couple mesure la distance sur laquelle une force est appliqu\u00e9e, ou le couple est \u00e9gal \u00e0 la force multipli\u00e9e par la distance.<\/p>\r\n<p>Comme Archim\u00e8de l'a compris, la manipulation du couple permet d'obtenir des capacit\u00e9s de levage plus importantes. Prenons par exemple une simple balan\u00e7oire \u00e0 bascule sur un terrain de jeu. La balan\u00e7oire mesure 3 m\u00e8tres de long et pivote sur une barre situ\u00e9e directement au centre du plateau de la balan\u00e7oire. D'un c\u00f4t\u00e9, un enfant de 90 kilos est assis, et de l'autre c\u00f4t\u00e9, un enfant plus petit de 100 kilos est assis.<\/p>\r\n<p>L'enfant le plus gros va certainement pousser son c\u00f4t\u00e9 de la balan\u00e7oire vers le sol, tandis que l'enfant le plus maigre la soul\u00e8ve. Pour l'enfant le plus petit, il faut appliquer une force suppl\u00e9mentaire de 30 kg pour simplement \u00e9quilibrer la balan\u00e7oire !<\/p>\r\n<p>Mais que se passerait-il s'il avait des capacit\u00e9s magiques lui permettant d'\u00e9tendre son c\u00f4t\u00e9 de la balan\u00e7oire de 5 pieds suppl\u00e9mentaires. Son c\u00f4t\u00e9 de la balan\u00e7oire de 3 m\u00e8tres, associ\u00e9 \u00e0 son poids de 100 livres, lui permettrait d'\u00e9quilibrer la balan\u00e7oire. Et, th\u00e9oriquement, s'il \u00e9tendait son c\u00f4t\u00e9 \u00e0 une longueur sup\u00e9rieure \u00e0 10 pieds, son c\u00f4t\u00e9 ramperait lentement vers le sol, soulevant le gamin plus gros du sol.<\/p>\r\n<p>Mais encore une fois, comment fonctionnent les ponts roulants\u00a0? Le levier, en partie, manipule le couple permettant aux grues de soulever des charges tr\u00e8s lourdes. Plus vous r\u00e9partissez la force d\u2019effort sur de plus grandes distances, moins il faudra de force \u00ab d\u2019effort \u00bb pour effectuer le levage. Les leviers n&#39;aident pas seulement les enfants maigres, mais aussi des centaines d&#39;ing\u00e9nieurs, d&#39;architectes et d&#39;ouvriers du b\u00e2timent qui soul\u00e8vent des charges gigantesques chaque jour\u00a0!<br \/>\r\nRestez \u00e0 l&#39;\u00e9coute pour le prochain segment de notre s\u00e9rie \u00ab Comment fonctionnent les ponts roulants ? \u00bb, o\u00f9 nous explorerons le r\u00f4le de la poulie. Nous passerons ensuite au v\u00e9rin hydraulique et \u00e0 la notion d&#39;avantage m\u00e9canique.<\/p>\r\n<p>Barnhart Crane and Rigging Company ne cesse de relever la barre dans le secteur des grues. Si vous avez besoin d'une grue ou si vous souhaitez en savoir plus, veuillez consulter les pages Service de grue et D\u00e9placement de machines sur le site Web de Barnhart Crane.<\/p>\r\n<h3>La manipulation du couple par la poulie<\/h3>\r\n<p>Dans mon dernier article, je posais la question : comment fonctionnent les ponts roulants ? Pour r\u00e9soudre cette \u00e9nigme, j\u2019ai d\u2019abord \u00e9tudi\u00e9 le r\u00f4le important du levier dans les grues de chantier. Aujourd&#39;hui, nous verrons que la manipulation du couple par la poulie, comme le levier, augmente la capacit\u00e9 d&#39;une grue \u00e0 soulever de lourdes charges. Dans les articles suivants, nous explorerons les v\u00e9rins hydrauliques et le concept d&#39;avantage m\u00e9canique.<\/p>\r\n<p>Comme pour le levier, les chercheurs attribuent \u00e0 Archim\u00e8de le premier d\u00e9veloppement th\u00e9orique de la poulie. Selon Plutarque, un historien grec, Archim\u00e8de affirmait qu&#39;il pouvait d\u00e9placer le monde s&#39;il disposait de suffisamment de poulies, une affirmation tr\u00e8s similaire \u00e0 sa proposition selon laquelle d\u00e9placer la Terre avec un levier. L&#39;histoire continue lorsque le roi Hi\u00e9ron de Syracuse demande \u00e0 Archim\u00e8de de d\u00e9placer un grand navire de la marine de Hi\u00e9ron. Le jour fix\u00e9, Archim\u00e8de installa son syst\u00e8me de poulies, le roi chargea le navire plein de passagers et de marchandises, puis Archim\u00e8de s&#39;assit \u00e0 distance et tira la corde. Le r\u00e9sultat? Plutarque explique que le navire s&#39;est d\u00e9plac\u00e9 \u00ab aussi doucement et uniform\u00e9ment que s&#39;il avait \u00e9t\u00e9 dans la mer \u00bb.<\/p>\r\n<p>Pour les anciens, il s\u2019agissait d\u2019une simple nouveaut\u00e9, mais aujourd\u2019hui, il s\u2019agit d\u2019une science fondamentale. Pour l\u2019expliquer grossi\u00e8rement, les poulies r\u00e9partissent le poids sur diff\u00e9rents segments de corde pour faciliter le levage d\u2019objets lourds. Disons que l&#39;on souhaite soulever un gros objet. Il se penche et tente de le soulever avec ses propres forces, mais il n&#39;y parvient pas. Pour faciliter cela, il attache une poulie \u00e0 la grosse charge. Ensuite, il attache une corde au plafond et tire cette corde \u00e0 travers la poulie. Ensuite, il soul\u00e8ve la corde et soul\u00e8ve enfin l&#39;objet. On peut le faire parce que la corde au plafond fournit la moiti\u00e9 de la force n\u00e9cessaire pour soulever l&#39;objet tandis que l&#39;on applique l&#39;autre moiti\u00e9.<\/p>\r\n<p>Mais pourquoi cela se produit-il ? La poulie r\u00e9partit le poids sur deux segments de corde, le c\u00f4t\u00e9 de la corde allant du plafond \u00e0 la poulie et l'autre c\u00f4t\u00e9 de la corde allant de la poulie \u00e0 l'\u00e9l\u00e9vateur. Cette r\u00e9partition est une manipulation du couple, car le souleveur r\u00e9partit la force sur une plus grande distance. Le plafond, croyez-le ou non, aide \u00e0 soulever l'objet, en partie parce que nous tirons parti de la capacit\u00e9 de levage de la structure du plafond qui le maintient en l'air, ce qui permet au souleveur de ne faire que la moiti\u00e9 du travail. On peut continuer \u00e0 faciliter le soul\u00e8vement en ajoutant plus de poulies et \u00e0 diff\u00e9rents endroits, mais les math\u00e9matiques deviennent un peu plus compliqu\u00e9es. Cependant, la r\u00e8gle g\u00e9n\u00e9rale est la suivante : plus il y a de poulies, plus il y a de puissance.<\/p>\r\n<p>Diff\u00e9rentes configurations de poulies permettent donc de faciliter le levage. Il existe trois types de configurations, ou types, de poulies. Une poulie fixe d\u00e9crit un syst\u00e8me de poulie o\u00f9 l'axe ou la roue est fixe, ou immobile. Le deuxi\u00e8me type est une poulie mobile, o\u00f9 l'axe ou la roue peut se d\u00e9placer librement. Enfin, le troisi\u00e8me type est une poulie combin\u00e9e, dans laquelle des poulies fixes et mobiles sont utilis\u00e9es. Les poulies fixes permettent une configuration plus facile, mais les poulies mobiles multiplient la force appliqu\u00e9e, ce qui facilite le travail. Diff\u00e9rentes situations requi\u00e8rent diff\u00e9rents types de poulies, comme c'\u00e9tait le cas pour le levier.<\/p>\r\n<p>Mais comment cela s'applique-t-il aux grues ? Presque toutes les grues utilisent des poulies, mais l'application la plus courante des poulies dans les grues est celle des potences. Les potences ont des c\u00e2bles qui s'enroulent autour des poulies et de la charge. Plus vous enroulez les fils autour des deux, plus la capacit\u00e9 de levage est \u00e9lev\u00e9e.<\/p>\r\n<p>Dans le prochain segment de Comment fonctionnent les grues ? ?je soulignerai l'importance du cylindre hydraulique, apr\u00e8s quoi je conclurai par un article ult\u00e9rieur et final sur le r\u00f4le de l'avantage m\u00e9canique.<\/p>\r\n<h3>Cylindre hydraulique et avantage m\u00e9canique<\/h3>\r\n<p>Nous abordons maintenant la troisi\u00e8me partie de notre s\u00e9rie sur la science des grues de construction, dans laquelle nous examinerons le r\u00f4le du v\u00e9rin hydraulique. Les deux premi\u00e8res parties ont bri\u00e8vement d\u00e9crit comment les leviers et les poulies, respectivement, contribuent \u00e0 la force de levage des grues. L'article suivant et final examinera le principe scientifique peut-\u00eatre le plus important pour maximiser la force de levage : l'avantage m\u00e9canique.<\/p>\r\n<p>Qu'est-ce qu'un v\u00e9rin hydraulique ? La r\u00e9ponse simple est un cylindre \u00e9tanche, ou un prisme circulaire, enti\u00e8rement rempli d'un certain type de liquide, normalement de l'huile, avec deux ouvertures pour deux pistons. Les pistons peuvent \u00eatre reli\u00e9s au cylindre selon diff\u00e9rentes configurations.<\/p>\r\n<p>Si nous supposons que les pistons sont de la m\u00eame taille dans un v\u00e9rin hydraulique et qu'il n'y a pas de frottement, lorsqu'un piston est press\u00e9 vers le bas, l'autre monte vers le haut avec une force, une vitesse et une distance \u00e9gales. Ainsi, si l'on comprime un piston vers le bas sur deux centim\u00e8tres, l'autre piston devrait s'enfoncer vers le haut sur deux centim\u00e8tres.<br \/>\r\nL'avantage de ce syst\u00e8me permet de rediriger facilement les forces. Un piston fix\u00e9 horizontalement peut d\u00e9placer un autre piston fix\u00e9 verticalement, alors que d'autres machines ne permettent pas une translation de direction aussi facile, comme nous l'avons vu avec les poulies et les leviers. Avec les leviers et les poulies, une force vers le bas entra\u00eenera une force vers le haut, et vice versa, et une force vers la droite entra\u00eenera une force vers la gauche, et vice versa. Le v\u00e9rin hydraulique permet de transf\u00e9rer une force dans une direction vers n'importe quelle direction possible, vers le haut, le bas, l'avant, l'arri\u00e8re, la droite ou la gauche.<\/p>\r\n<p>D'autre part, le v\u00e9rin hydraulique peut multiplier les forces en maximisant le couple, comme nous l'avons vu avec le levier et la poulie. Si un piston a une surface de 6 unit\u00e9s carr\u00e9es, et qu'un autre piston a une surface de 2 unit\u00e9s carr\u00e9es, alors la force poussant vers le bas le plus petit piston appara\u00eetra 3 fois plus grande sur le plus grand piston. Par exemple, si l'on pousse le piston de 2 unit\u00e9s carr\u00e9es vers le bas avec une force de 500 livres, alors le piston de 6 unit\u00e9s carr\u00e9es re\u00e7oit une pouss\u00e9e avec une force de 1500 livres. Cependant, la distance parcourue par le plus grand piston sera 3 fois inf\u00e9rieure \u00e0 la distance parcourue par le plus petit piston pour cr\u00e9er une force de 1500 livres.<\/p>\r\n<p>Tout comme le levier et la poulie, presque toutes les grues utilisent le cylindre hydraulique sous une forme ou une autre. La grue peut utiliser un v\u00e9rin hydraulique pour soulever directement la charge, mais un v\u00e9rin hydraulique peut \u00eatre utilis\u00e9 pour allonger un bras de grue ou d\u00e9placer une fl\u00e8che ou une poutre qui porte le m\u00e9canisme de levage.<\/p>\r\n<p>En conclusion, le v\u00e9rin hydraulique ressemble beaucoup \u00e0 la poulie et au levier pour son utilisation fr\u00e9quente dans les grues et sa manipulation du couple. Cependant, le v\u00e9rin hydraulique se distingue par sa capacit\u00e9 \u00e0 rediriger les forces vers diff\u00e9rents plans. Cependant, les trois leviers, poulies et v\u00e9rins hydrauliques maximisent collectivement l\u2019avantage m\u00e9canique du levage d\u2019objets volumineux. Dans le prochain article, nous examinerons exactement ce qu&#39;est l&#39;avantage m\u00e9canique et comment il s&#39;applique aux grues.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Avez-vous d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 \u00e9merveill\u00e9 par la technologie moderne ? Bien que de nombreuses technologies et machines modernes soient, en fait, tr\u00e8s compliqu\u00e9es, certaines sont en r\u00e9alit\u00e9 tr\u00e8s judicieuses, une fois que l\u2019on a \u00e9limin\u00e9 les cloches et les sifflets. La grue de chantier, par exemple, est une telle machine. La grue n&#39;emploie g\u00e9n\u00e9ralement que trois machines simples. 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