محاسبه نیروی ضربه چکش + قدرت ضربه تقریبی انواع چکش
برای محاسبه نیروی ضربه چکش، دو روش کلی وجود دارد:
روش اول: استفاده از قانون دوم نیوتن
در این روش، از قانون دوم نیوتن که می‌گوید “نیرو برابر با جرم ضرب در شتاب است” استفاده می‌کنیم. برای این کار به اطلاعات زیر نیاز داریم:
- جرم چکش (m): جرم چکش را می‌توان با ترازو اندازه‌گیری کرد.
- شتاب چکش (a): شتاب چکش را می‌توان با استفاده از شتاب‌سنج اندازه‌گیری کرد.
- نیروی ضربه (F): با استفاده از معادله زیر می‌توان نیروی ضربه را محاسبه کرد:
F = m * a
روش دوم: استفاده از قانون حفظ تکانه
در این روش، از قانون حفظ تکانه که می‌گوید “تکانه کل یک سامانه بسته در طول زمان ثابت می‌ماند” استفاده می‌کنیم. برای این کار به اطلاعات زیر نیاز داریم:
- جرم چکش (m): جرم چکش را می‌توان با ترازو اندازه‌گیری کرد.
- سرعت اولیه چکش (v1): سرعت اولیه چکش را می‌توان با استفاده از سرعت‌سنج اندازه‌گیری کرد.
- سرعت نهایی چکش (v2): سرعت نهایی چکش را می‌توان با استفاده از سرعت‌سنج اندازه‌گیری کرد.
- نیروی ضربه (F): با استفاده از معادله زیر می‌توان نیروی ضربه را محاسبه کرد:
F = m * (v2 – v1)
معادله فوق فقط برای محاسبه نیروی ضربه چکش در لحظه برخورد با جسم کاربرد دارد. پس از برخورد، نیروی ضربه به تدریج به جسم منتقل می‌شود و تا زمانی که چکش از جسم جدا شود، به آن نیرو وارد می‌کند.
در روش اول، اندازه‌گیری شتاب چکش میتواند دشوار باشد.
در روش دوم، اندازه‌گیری سرعت اولیه و نهایی چکش میتواند دشوار باشد.
هر دو روش در شرایط ایده‌آل دقیق هستند، اما در عمل، به دلیل خطاهای اندازه‌گیری، دقت آنها محدود است.
مثال: فرض کنید جرم چکش 1 کیلوگرم و شتاب آن 10 متر بر ثانیه مربع باشد. در این صورت، نیروی ضربه چکش برابر با 10 نیوتن خواهد بود.
محاسبه دقیق تر نیروی ضربه چکش
علاوه بر دو روش کلی که در بالا ذکر شد، روش های دقیق تری برای محاسبه نیروی ضربه چکش وجود دارد. در اینجا به دو روش دیگر اشاره می کنیم:
- استفاده از سنسورهای ضربه: سنسورهای ضربه می‌توانند نیروی ضربه را به طور مستقیم اندازه‌گیری کنند. این سنسورها معمولاً از نوع پیزو الکتریک هستند و با تغییر شکل، سیگنال الکتریکی تولید می‌کنند. این سیگنال الکتریکی را می‌توان با استفاده از یک دستگاه آشکارساز، مانند اسیلوسکوپ، اندازه‌گیری کرد.
- استفاده از مدل‌سازی دینامیکی: می‌توان از مدل‌سازی دینامیکی برای شبیه‌سازی ضربه چکش و محاسبه نیروی ضربه استفاده کرد. این روش نیاز به اطلاعات دقیق در مورد هندسه چکش، جنس چکش، و شرایط ضربه دارد.
نکاتی برای افزایش دقت محاسبه:
1.از تجهیزات اندازه‌گیری دقیق استفاده کنید. 2.شرایط ضربه را به طور دقیق کنترل کنید. 3.از روش‌های مناسب برای تحلیل داده‌ها استفاده کنید.
در چکش نیرو کجاست
محل دقیق “نیرو” در چکش به نوع چکش و نحوه استفاده از آن بستگی دارد. به طور کلی، می‌توان گفت که نیروی ضربه چکش در نقطه تماس بین سر چکش و جسمی که به آن ضربه زده می‌شود، متمرکز است.
در اینجا به چند نمونه از انواع چکش و محل نیروی آنها اشاره می‌کنیم:
- چکش نجاری: در این نوع چکش، نیروی ضربه در مرکز سر چکش متمرکز است. این نوع چکش برای کارهایی مانند نجاری و میخ کوبی مناسب است.
- چکش تخریب: در این نوع چکش، نیروی ضربه در نوک سر چکش متمرکز است. این نوع چکش برای کارهایی مانند تخریب و شکستن مصالح مناسب است.
- چکش پتک: در این نوع چکش، نیروی ضربه در سطح وسیع تری از سر چکش پخش شده است. این نوع چکش برای کارهایی مانند صافکاری و آهنگری مناسب است.
عوامل موثر بر محل نیروی ضربه چکش:
- زاویه ضربه:
زاویه ای که چکش با آن به جسم برخورد می‌کند، بر محل نیروی ضربه تاثیر می‌گذارد. اگر زاویه ضربه عمود بر سطح جسم باشد، نیروی ضربه در مرکز نقطه تماس متمرکز خواهد شد. اما اگر زاویه ضربه مایل باشد، نیروی ضربه به سمت لبه نقطه تماس جابجا خواهد شد.
- سرعت ضربه:
سرعت چکش در هنگام برخورد با جسم، بر محل نیروی ضربه تاثیر می‌گذارد. هر چه سرعت چکش بیشتر باشد، نیروی ضربه به سمت لبه نقطه تماس جابجا خواهد شد.
- جنس چکش و جسم:
جنس چکش و جسمی که به آن ضربه زده می‌شود، بر محل نیروی ضربه تاثیر می‌گذارد. اگر چکش و جسم از جنس‌های متفاوتی باشند، نیروی ضربه به سمت لبه نقطه تماس جابجا خواهد شد.
- جرم چکش: هر چه جرم چکش بیشتر باشد، نیروی ضربه آن نیز بیشتر خواهد بود.
کاربردهای محاسبه نیروی ضربه چکش:
محاسبه نیروی ضربه چکش در کاربردهای مختلفی از جمله موارد زیر استفاده می‌شود:
- طراحی چکش: برای طراحی چکش با نیروی ضربه مشخص
- کنترل کیفیت چکش: برای اطمینان از اینکه چکش ها با مشخصات مورد نظر مطابقت دارند
- تحلیل ارتعاشات: برای تحلیل ارتعاشات ایجاد شده توسط ضربه چکش
- مهندسی پزشکی: برای بررسی اثرات ضربه چکش بر بدن انسان
ضربه چکش
ضربه چکش یک پدیده فیزیکی است که در اثر برخورد چکش با جسمی دیگر رخ می‌دهد. این پدیده میتواند باعث ایجاد اثرات مختلفی از جمله تغییر شکل، شکستگی، یا حرکت جسم شود.
اثرات ضربه چکش:
- تغییر شکل: ضربه چکش میتواند باعث تغییر شکل جسمی که به آن ضربه زده می‌شود، شود. این تغییر شکل میتواند موقتی یا دائمی باشد.
- شکستگی: ضربه چکش میتواند باعث شکستگی جسمی که به آن ضربه زده می‌شود، شود.
- حرکت: ضربه چکش میتواند باعث حرکت جسمی که به آن ضربه زده می‌شود، شود.
کاربردهای ضربه چکش:
ضربه چکش در کاربردهای مختلفی از جمله موارد زیر استفاده می‌شود:
- نجاری: برای اتصال قطعات چوبی به یکدیگر
- تخریب: برای شکستن مصالح
- صافکاری: برای صاف کردن سطوح فلزی
- آهنگری: برای شکل دادن به فلزات
- و …
کاربردهای چکش‌های بادی، برقی و دستی:
- چکش بادی: برای تخریب بتن و مصالح سخت، حفاری و کندن آسفالت، و …
- چکش برقی: برای تخریب مصالح سبک، کاشی کاری، سرامیک کاری، و …
- چکش دستی: برای نجاری، میخ کوبی، صافکاری، و …
تفاوت قدرت ضربه چکش‌های بادی، برقی و دستی:
- چکش‌های بادی:
چکش‌های بادی از قدرت ضربه بالایی برخوردار هستند. این نوع چکش‌ها از نیروی باد برای ایجاد ضربه استفاده می‌کنند. قدرت ضربه چکش‌های بادی به فشار باد و نوع چکش بستگی دارد.
- چکش‌های برقی:
چکش‌های برقی از قدرت ضربه متوسطی برخوردار هستند. این نوع چکش‌ها از موتور الکتریکی برای ایجاد ضربه استفاده می‌کنند. قدرت ضربه چکش‌های برقی به توان موتور و نوع چکش بستگی دارد.
- چکش‌های دستی:
چکش‌های دستی از قدرت ضربه کمتری نسبت به چکش‌های بادی و برقی برخوردار هستند. این نوع چکش‌ها از نیروی انسانی برای ایجاد ضربه استفاده می‌کنند. قدرت ضربه چکش‌های دستی به وزن چکش و نیرویی که کاربر به آن اعمال می‌کند، بستگی دارد.
جدول زیر قدرت ضربه تقریبی انواع چکش را نشان می‌دهد:
|
نوع چکش |
قدرت ضربه تقریبی |
|
چکش بادی |
1000 تا 2000 ژول |
|
چکش برقی |
200 تا 500 ژول |
|
چکش دستی |
10 تا 100 ژول |
چکش برقی چیست؟
چکش برقی اینگونه عمل می کند که بتوانید میخ و انواع اتصال دهنده های دیگر را به راحتی داخل موادی مانند چوب و گچ فرو ببرید. چکش برقی مانند سایر چکش های دیگر به صورت استاندارد عمل می کند، اما تفاوت آن با چکش های دیگر این است که عملکرد چکش های ساده با دست می باشد. چکش برقی تعداد ضربات وارده را برحسب دقیقه (BPM) محاسبه می کند؛ و وزن نسبتا سبکی دارند.
کاربرد چکش های برقی
از چکش های برقی بیشتر برای تراشیدن سنگ ها و سوراخ کردن چوب ها و برخی از کارهای دیگر استفاده می شود. چکش برقی به عنوان دریل چکشی نیز شناخته می شود. از اصطلاح دریل چکشی می توان برای توصیف ابزارهایی مانند چکش های برقی، چکش های برقی مخصوص تراشیدن و مخصوص شکستن هم استفاده کرد. هر یک از این ابزارهای نام برده شده دارای کاربردهای مختلفی می باشند.چکش های برقی که استاندارد هستند بیشتر در کارهای کوچک تر به کار می روند که برای استفاده از آنها لازم است در آن از چکش یا مته سنتی استفاده شود.
برخی از مدل های چکش های برقی از یک دستگاه خلا کوچک برخوردار هستند که می توانند گردوغبار را جمع آوری کنند. این دستگاه این امکان را به شما می دهد تا بتوانید محیط کارتان را پاک سازی کنید و در پروژه هایی که به دقت بالایی نیاز است بسیار پرکاربرد باشد. دستگاه خلا باعث می شود تا گردوغبار در یک ظرف کوچک ذخیره سازی جمع شود تا فرد بتواند کارهای سنگ تراشی را با کیفیت بیشتری انجام دهد.
بررسی چکش های شارژی
برخی از چکش های برقی بی سیم می باشند و به وسیله باتری کار می‌کنند. این نوع چکش های برقی شارژی به کاربر این امکان را می دهد تا بتواند به راحتی در هر منطقه ای که بخواهد کار کند و محدودیت مکانی نداشته باشد. باتری ها در یک بسته باتری ذخیره می شوند که به چکش برقی متصل می باشند.
چکش برقی تخریبی چیست؟
چکش های برقی انواع مختلفی دارند. یک نوع آن، چکش های برقی تخریبی هستند که بیشتر در پروژه هایی که کارهای تخریب را انجام می دهند مورد استفاده قرار می گیرند. یکی دیگر از انواع آن، چکش های تخریب هیتاچی هستند که عملکرد آنها با استفاده از تکنولوژی IDI می باشد و برای کار برش و تخریب مورد استفاده قرار می گیرند. یکی دیگر از انواع آن، چکش های برقی خردکن می باشند که از یک قسمت تخت و وسیع تشکیل شده اند که باعث جلوگیری از پاشیدن مواد می شوند. نوع دیگر آن، چکش های برقی چرخشی می باشند که برای کار حفاری بسیار مناسب هستند. این نوع از چکش های برقی می توانند بتن کن باشند، زیرا برای ضربه زدن به بتن نیز مورد استفاده قرار می گیرند و می توانند با سرعت بسیاری بتن ها را بشکنند. به همین دلیل به عنوان چکش های بتن کن نیز شناخته می شوند.
چکش تخریب بادی چیست؟
از آنجا که هر چکش برای هرکاری استفاده می شود، چکش بادی نیز برای کارهای به خصوصی استفاده می شود مانند تخریب سنگ، تخریب آسفالت، تخریب بتن و … یکی از موارد بسیار درباره ی چکش های این است که چكش هاي بادي با توجه به وزن هايشان و ظاهرشان دسته بندی مي شوند و بر اساس وزن آنها، انواع مختلفی از چکش بادی در بازار وجود دارد. پيكور بادي يا چكش بادي از نیروی باد کمک گرفته و كار مي كند كه اين نيروي باد نيز بايد با دبي 7 بار باشد يعني سيلندر درون چكش بادي میتواند با داشتن فشار هوا، 7 بار به حركت افتد. در غير اين صورت چكش بادي با تمام توان كار نكرده و ممکن است بازدهي مناسبی نداشته باشد.
چکش تخریب بادی انواع و اقسام مختلفی دارد که همان‌طور که گفته شد بر اساس وزن دسته بندی می شوند. چکش تخریب بادی 7 کیلویی، چکش تخریب بادی 9 کیلویی، چکش تخریب بادی 10 کیلویی، چکش تخریب بادی 32 کیلویی، چکش تخریب بادی 40 کیلویی از انواع چکش های بادی هستند که هرکدام برای مصارف خاصی استفاده می شوند. هر چه چکش سنگین تر باشد، قدرت بیشتری نیز دارد و برای تخریب سطوح بسیار قدرتمند به کار گرفته می شود.
یکی دیگر از تقسیم بندی های چکش بادی، دسته بندی آنها بر اساس ظاهرشان است که به سه دسته تقسیم می شوند.
چکش بادی دو دسته: چكش بادي دو دسته براي تخريب زمين مثل آسفالت و بتن كاربرد دارد.
چکش بادی تک دسته: چکش بادي تك دسته بيشتر براي تخريب سطوح افقی مانند دیوار مورد استفاده قرار می گیرد.
چکش بادی دسته عصایی: چكش بادي دسته عصايي یکی از انواع چکش ها با وزن کم هست.
این چکش های بادی به صورت کلی نیز به دو دسته تقسیم می شوند: پیکور بادی ضربه ای، چکش بادی گردون
تفاوت چکش بادی با چکش برقی و شارژی
چکش های برقی یا شارژی از الکتریسیته یا باتری استفاده می‌کنند در صورتی که چکش های بادی از انرژی باد برای به حرکت درآمدن استفاده می‌کنند که البته برای عملکرد مناسب آنها محدودیت موجود بیان شد. چکش های برقی و شارژی برای کار نیازمند مته هستند که چکش های بادی از این ابزار بی نیاز هستند. همچنین انواع زیادی از هر دو نوع نام برده شد که هرکدام برای کار خاصی تعریف شده اند و مسئولیت خاصی را برعهده دارند.
چکش های برقی و شارژی از لحاظ کاربردشان دسته بندی می شوند و دربازار فروخته می شوند اما چکش های بادی از لحاظ شکل ظاهری و وزنشان دسته بندی شده و در بازار موجود هستند. همچنین چکش های برقی و شارژی نسبت به چکش های بادی دارای قطعات متفاوتی هستند و معیارهای مهم شان متفاوت هستند. اندازه چکش های برقی و شارژی کوچکتر، سبک تر هستند و گونه شارژی آنها محدودیت مکانی نیز ندارد در صورتی که چکش های بادی نسبت به وزنشان استفاده می شوند و کارایی آنها نسبت به وزنشان مقایسه می شود و معمولا کابردهای متفاوتی نیز دارند.
