ハンドウインチの吊り上げ能力は、ドラムの半径に対するクランクのモーメント(力にアームの長さを掛けたもの)が生み出す機械的な利点を考慮し、摩擦やギアの遊びなどの効率的な損失を調整して計算します。ウインチが安全な範囲内で作動するように、想定荷重の1.5倍の安全係数を推奨します。ギヤ比は、スピードと引き換えに力を増加させることで、さらに容量に影響します。手動ウィンチの実用的な容量は、設計とコンポーネントによって異なりますが、一般的に300 kgから1.2トンの範囲です。
キーポイントの説明
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基本的な計算原理
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核となる計算式は
クランクが発生するモーメント:
[ -
\(1)クランクアームの長さ (2)クランクアームの半径 (3)クランクアームの長さ (4)クランクアームの半径\times{クランクアームの長さ}}{text{ドラムの半径}} [ ]。
]
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核となる計算式は
クランクが発生するモーメント:
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例ドラム半径5cmの30cmのクランクアームに50Nの力をかけると、次のようになります:
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[
- \50㏄0.3}{0.05}=300,㏄N},(㏄約30.6,㏄kg}) ]
- 効率損失の調整 実際の能力は、以下の理由により低くなる:
- 摩擦
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[
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歯車やベアリングの
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機械的な遊び
- (部品のたるみなど)。
- 効率は通常60~80%で、理論出力を20~40%低下させる。
- 安全係数(1.5倍ルール) 常に総荷重に1.5を掛け、以下を考慮する: 動的な力(例えば、急発進/急停止)。
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機械的な遊び
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不均等な荷重配分。
-
A
- 小型ウインチ
- 1トン定格の小型ウインチは、実際には666kg(1トン÷1.5)以上は持ち上げられないはずです。
- ギア比の役割
-
A
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ギア比は速度と力を交換します。1:10の比率とは
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クランク10回転=ドラム1回転。
力は10倍になるが、速度は比例して低下する。
最小限の入力力でより重い荷物を持ち上げるために重要です。
- 典型的な容量範囲
- 手動ウィンチは一般的に
- 300kg~1.2トン
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クランク10回転=ドラム1回転。
力は10倍になるが、速度は比例して低下する。
最小限の入力力でより重い荷物を持ち上げるために重要です。
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影響を受ける
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ドラムのサイズと材質。
- ギアボックスの設計。 ロープ/ケーブルの強度(例:合成繊維とスチール)。
- コンポーネントの完全性 ウィンチの寿命は以下によって決まります:
- ドラムとケーブルのアライメント 偏摩耗を防ぐため
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ドラムのサイズと材質。
潤滑
- 摩擦損失を最小限に抑える 材料の品質
- (例えば、高負荷用の硬化鋼ギア)。 実用上の考慮事項
負荷測定
:ダイナモメータを使用して、計算後の実際の能力を確認する。
メンテナンス | :ギア、ロープ、アンカーを定期的に点検することで、安定した性能を発揮します。 | 理論的な計算と現実的な調整のバランスをとることで、ユーザーは産業作業でもオフロードでの復旧作業でも、ハンドウインチの実用性を安全に最大限に引き出すことができます。 |
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要約表 | ファクター | 吊り上げ能力への影響 |
例 | クランクモーメント | 力×クランクアームの長さ÷ドラム半径 |
力50N、アーム30cm、ドラム5cm → 300N(≒30.6kg) | 効率の損失 | 摩擦と機械的な遊びにより、能力が20~40%低下 |
一般的な効率:60~80 | 安全係数(1.5倍) | 動力を考慮し、荷重を定格容量の2/3に制限 |
1トンウインチ → 最大666kg | ギア比 | レシオが高いほど力は倍増するが速度は低下する(例:1:10=力は10倍、速度は1/10) |
最小限の入力で大きな負荷をかける場合に重要
コンポーネントの品質
ドラムの材質、ギアの設計、ケーブルの強度が実用的な限界を決める
硬化スチールギアと整列ドラムが耐久性を強化