Britlift: 角度を付けたスリングの力はなぜ大きくなるのですか?

なぜ角度を付けたスリングの力が大きくなるのかという質問は、私が何度も受けたものです。 その結果、ブリットリフトの繁忙期のホリデーシーズンの影響で長い間お休みしていましたが、ようやく新しい記事を公開することができました。 これらの作品に関して受け取るフィードバックや反応にとても感謝しており、新しい記事のアイデアを得ることがよくあります。 今日は、以前の記事の後にいただいたご質問にお答えします。

いつものように、私はこれらの質問に対する答えを共通の用語を使用して説明し、すべての人がアクセスできるように説明することを目指しています。 これは設計エンジニア向けに特別に書かれた記事ではないため、技術的な表現は意図的に避けています。

今回は、LinkedIn 接続から受け取った質問を取り上げます。

彼はスリングが斜めになった場合のリギングの経験則は知っていましたが、その方法だけでなく、その理由も説明してもらいたかったのです。

私は彼の質問を以下の問題として表現し、わかりやすくするために図を含めました。

この問題を理解するために、まず負荷の片側だけを見てみましょう。 図 1 の図の下のセクションを見てください。

図 2 では、シャックルを介して吊り上げポイント (またはラグ) に接続されたワイヤ ロープ スリングが示されています。 スリングは50度の角度で接続されています。 青い矢印は吊り上げ装置からの引っ張り力を示し、オレンジ色の矢印は荷重に生じる力を示しています。

オレンジ色の矢印で示される力の大きさ（サイズ）は、青色の矢印で示される力（スリングを引っ張る力）に依存します。 これらは青い矢印の水平成分と垂直成分であり、スリングを引っ張る力が強いほど、これらの力は両方とも大きくなります。

オレンジ色の矢印 (荷重に伝わる力) に抵抗しない限り、荷重はその方向に移動します。

まずオレンジ色の垂直矢印について考えてみましょう。この力は荷物を上方に引っ張り、地面から持ち上げようとします。 明らかに、この力に対する抵抗は、負荷自体の質量に作用する重力です。 スリングの引っ張り力が十分であれば、垂直力は重力と荷物の質量によって生じる反対の力と等しくなり、荷物は空中に持ち上げられます。

オレンジ色の水平矢印の力は、スリング接続が斜めに (この場合は 50 度) で行われているために発生します。 この角度が 0 度に近づくほど、この矢印の力は大きくなります。 垂直矢印と同様に、この力に抵抗しなければ動きが生じます。

さらにいくつかの力の矢印を含めて、図全体を見てみましょう。

完全な図 (図 3) では、オレンジ色の水平矢印で表される力が、荷重の他端で生成される同じ力によって抵抗されることがわかります。 これらの力のバランスは、荷物が空中にあるときの安定性にとって非常に重要です。

この例では、重心 (CoG) が中央にあり、水平方向の力が等しいと仮定します。これは、水平方向の動きが発生しないことを意味します。 荷重は水平方向に安定していますが、荷重自体は両端から押されているため、圧縮されています (破砕力)。 多くの荷物はこの圧縮に対処するのに十分な強度を備えていますが、そうでない荷物もあり、これには伝統的にスプレッダー ビームまたはリフティング ビームが使用されます。

図 2 は、図 3 に示す 2 つのラグのうちの 1 つだけを表しているため、垂直力は荷重の総質量の半分 (10/2 = 5 トン) に等しくなります (CoG が 2 つであるため、重量の分割は 50/50 です)。中央として指定されます）。

荷物を持ち上げるには、垂直のオレンジ色の矢印が少なくとも 5 トンである必要があります。青い矢印は両方のオレンジ色の矢印を担当するため、スリング (青い矢印) にかかる力は常に 5 トンを超えます。

つまり、スリングにかかる​​力は 5 トンを超えることがわかりますが、それは 6.5 トン (質問に記載されているシャックルとスリングの容量) を超えるのでしょうか?