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图4-1-43(a)表示一木制闸门。闸门自重W=2.6kN,水压力的合力P=32kN。设闸门与门槽之间摩擦系数为0.5,求所需的启门力与闭门力(不计水的浮托力)。
(来学网)
正确答案:
当开启闸门时,闸门上所受的力有:闸门自重W、水压力P、门槽反力N和向下的极限摩擦力F
,图4-1-43(c)。写出平衡方程:
∑X=0 P-N=0 (a)
∑Y=0 T
-W-F
=0 (b)
由(a)式得N=P。因F
=
N=
P,代入(b)式得
T
=W+
P=2.6+0.5×32=18.6kN
关闭闸门时,闸门向下滑动,故摩擦力向上,如图4-1-43(d)。由平衡方程可得
P=N (c)
T
=W-F
(d)
由式(c)、(d)及F
=
N,得闭门力为
T
=W-
P=2.6-16=-13.4kN
"-"号表示T
的实际方向应与图示方向相反,即应向下。
可见,当扇门时,启门力向上,为拉力;而在关门时,关门力应向下,即压力。也就是说门的自重小,依靠它本身重量还不能下降,必须外加向下的压力13.4kN才能使门关闭。故当闸门小而轻时,常采用螺杆式启闭机,因为通过螺杆既可施加拉力,也可施加压力。通常,为了减小摩擦,闸门和门槽上都镶有铜片或其他材料。
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