דלג לתוכן
In English
A load applied over a very short time, such as a blow or drop, producing stresses much higher than the same load applied gradually.
הסבר
משקל שנופל על קורה אפילו מגובה אפס יוצר פי 2 מהמאמץ הסטטי, ובגובה רב המקדם גדל מאוד. חלק גמיש יותר סופג את האנרגיה במהלך ארוך ולכן חווה כוח קטן יותר. לעמידות בהלם בוחרים חומר בעל חוסן גבוה לפי מבחן שרפי, ומוסיפים בולמים או אלמנטים אלסטיים.
מה זה אומר בפועל
משקולת של 10 ק"ג שתלויה על כבל יוצרת כוח של כ־100 N. אם היא נופלת 10 ס"מ עד שהכבל נמתח, הכוח בכבל יכול להגיע לפי עשרה ויותר, תלוי בקשיחות הכבל. זה מה שקורה במסוע כשחבילה נופלת על רולר, במנוף כשהמטען נעצר בבת אחת, או כשבוכנה פנאומטית נכנסת לסוף מהלך בלי בלימה.
למה זה חשוב
- חישוב סטטי בלבד יכול להמעיט בהרבה בעומס האמיתי, ולגרום לשבר בחלק שנראה חזק מספיק.
- בהלם קובעת האנרגיה שהחלק צריך לספוג, ולא רק הכוח, ולכן גמישות היא לפעמים הפתרון.
- חומרים פריכים, כמו ברזל יציקה, פלסטיק קר או פלדה מוקשה, נכשלים בהלם בעומס נמוך בהרבה.
- הלם חוזר מאיץ שחיקה, רופפות ברגים ועייפות.
בעיות נפוצות ופתרונות
- תכנון לפי עומס סטטי → להכפיל בגורם הלם מתאים או לחשב לפי איזון אנרגיה.
- חיזוק החלק כדי שיהיה קשיח יותר → דווקא מגדיל את הכוח; לשקול אלמנט גמיש, קפיץ או בולם.
- בוכנה שמכה בסוף המהלך → להשתמש בבלימה פנימית מתכווננת או בבולם הלם חיצוני.
- בחירת חומר לפי חוזק בלבד → לבדוק אנרגיית הלם (שרפי) בטמפרטורת העבודה.
איפה משתמשים
- עצרים ובולמים בקצוות מהלך
- מנופים, כבלים וציוד הרמה
- מסועים ונקודות נפילת חומר
- מכבשים ומכונות ניקוב
- מגני בטיחות ומעקות
- אריזות ומבחני נפילה
נוסחאות ונתונים הנדסיים
E = m · g · h / 1000kd = 1 + √(1 + 2 · h / δst)Fd = kd · m · g| E | אנרגיה | J |
| m | מסה נופלת | kg |
| g | תאוצת הכובד | m/s² |
| h | גובה הנפילה | mm |
| δst | שקיעה סטטית מאותו משקל | mm |
| kd | מקדם דינמי | – |
| Fd | כוח הלם מקסימלי | N |
דוגמה: משקל של 20 kg נופל מגובה 50 mm על קורה ששוקעת סטטית 0.5 mm: kd = 1 + √(1 + 2 · 50 / 0.5) ≈ 15.2, ולכן Fd ≈ 15.2 · 196 ≈ 2980 N, פי 15 מהמשקל הסטטי.
נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.
