Kladkostroj na přívěsném vozíku: princip funkce

V oblasti práce s lany a napínacími systémy existuje několik klíčových nástrojů, které usnadňují manipulaci s břemeny a zajišťují potřebné napětí. Pokud je vaší doménou trikovka, pravděpodobně nedáte dopustit na pořádnou ráčnu. Jestli vás ale lákají longlajny, bez kladkostroje se neobejdete.

Kladkostroj je napínací systém složený z několika kladek (pevných a volných), lana, lanové brzdy, blokantu a spojovacích komponent. Jeho výhoda spočívá kromě velké účinnosti také ve velké variabilitě. Jednotlivé prvky se dají různě kombinovat.

Základní princip a účinnost kladkostroje

Základem kladkostroje jsou dvě dvoukladky (např. EQB Minima FX) nebo dvě čtyřkladky (např. EQB Quatron FX). Přední kladka je kladka volná (pohyblivá) a právě ta zvyšuje mechanickou účinnost kladkostroje. Základní účinnost kladkostroje s dvěma dvoukladkami je 5:1, s dvěma čtyřkladkami pak 9:1.

Tato účinnost se dále zvyšuje pomocí tzv. multiplieru (“násobitele”), což je další jednoduchý kladkostroj tvořený lanovou brzdou a další volnou kladkou, uchycený na volný konec lana vycházející z hlavního kladkostroje.

Klíčové komponenty kladkostroje

Lanová brzda

Důležitým prvkem kladkového systému je lanová brzda. Funguje buď na samosvorném principu (lano v ohybu svírá samo sebe) nebo na principu excentrické vačky.

• Samosvorné brzdy (například Elephant FX) jsou lehčí a levnější, ale díky většímu tření méně účinné a dochází v nich k rychlejšímu opotřebení lana.
• Vačkové brzdy jsou o něco účinnější, ale jsou dost drahé a těžší.

Uchycení lanové brzdy

Pro uchycení lanové brzdy ke kladkostroji je možné využít kotvící desku (např. EQB Tribit nebo EQB Alien) případně samostatnou kotvící smyčku. Konstrukce některých kladek umožňuje uchycení lanové brzdy přímo k zadní pevné kladce, což velmi usnadňuje používání systému.

Lano

Pro spojení kladek se používá výhradně statické lano odpovídajícího průměru (většinou je to 8-11 mm). Materiál lana může být polyamid (PAD), polyester (PES) nebo hi-tech materiály jako dyneema nebo vectran. Platí, že čím menší průtažnost lana (PAD > PES > hi-tech), tím větší je účinnost kladkostroje.

Teorie a principy kladkostrojů

Kladkostroj je systém pevných kladek a volných kladek propojený lanem, který využívá jejich účinků a vzájemně je kombinuje. Vzniká tak mnoho typů kladkostrojů. Může být složen z různých typů a počtů kladek, avšak musí obsahovat alespoň jednu kladku pevnou a jednu kladku volnou.

Definice kladek

• Kladka je volně otočná rolna umístěná mezi bočnicemi, umožňující vést lano a změnit jeho směr. Při improvizaci se dá za kladku považovat jakákoliv kulatina s průměrem stejným nebo větším, než je průměr lana.
• Pevná kladka je kladka pevně připevněna ke kotvícímu bodu.
• Volná kladka je kladka připevněná k pohyblivému prameni lana nebo k předmětu, na který chceme působit. Samotná volná kladka pouze půlí sílu.

Výpočet účinnosti a práce

Pro výpočet poměru sil v kladkostroji se pro lepší představu místo sil použije poměr v posunu lana oproti posunu vytahovaného předmětu. Tento poměr zároveň určuje, kolikrát se síla působící předmětem zmenší při průchodu kladkostrojem.

V libovolném kladkostroji platí, že volný konec lana vycházející z poslední kladky se posune tolikrát, jako je posun lana v kladce před poslední volnou kladkou sečtený s dvojnásobným posunem poslední volné kladky. Je tedy jasné, že poměr sil v kladkostroji nelze vypočítat jedním výpočtem, ale je potřeba postupovat kladku po kladce směrem od vytahovaného předmětu.

Pokud se jedná o kladkostroj, ve kterém jsou kladky uspořádány podle nějakého systému, lze jeho účinek vypočítat snadněji. Každá volná kladka připevněná k vytahovanému předmětu přidá k účinku kladkostroje +2.

Protože platí zákon zachování energie, je potřeba sníženou silou působit na delší dráze ve stejném poměru, jako je poměr sil v kladkostroji. Je proto špatné konstatování, že kladkostroj ulehčí práci. Správně je to, že kladkostroj sníží potřebnou sílu ve stejném poměru, jako prodlouží dráhu její působení. Práce proto zůstane vždy stejná.

Vliv tření a účinnosti

V praxi je to ještě jiné, protože se musí do celkové práce přičíst i třecí síla. Protože žádná kladka nemá 100% účinnost, tak každá kladka v kladkostroji snižuje jeho celkovou účinnost. Při použití jakéhokoli kladkostroje proto vždy vynaložíme větší práci, než bez něj.

Pevné kladky pouze mění směr vedení lana a nemají vliv na sílu působící v laně, jako kladky volné. Každá kladka má menší účinnost než 1. Platí tedy, že každá použitá pevná kladka v kladkostroji pouze snižuje jeho účinnost bez jakéhokoli vlivu na sílu působící v laně.

Typy kladkostrojů a jejich aplikace

Existují různé typy kladkostrojů, které se liší uspořádáním kladek a jejich počtem, což ovlivňuje výslednou účinnost.

Obecný kladkostroj

Obecný kladkostroj je soustava pevných a volných kladek spojená jedním lanem, přičemž všechny volné kladky jsou zařazeny vedle sebe. Každá volná kladka v kladkostroji je pevně spojená s předmětem, půlí sílu, a proto se jejich účinky sčítají.

Archimédův kladkostroj

Archimédův kladkostroj je soustava alespoň jedné pevné kladky a několika volných kladek, které jsou zařazeny nezávisle za sebou.

Příklady kladkostrojů a jejich účinnosti

Níže jsou popsány některé běžně používané kladkostroje a jejich principy:

• Jednoduchý kladkostroj s jednou pevnou a jednou volnou kladkou: Volná kladka půlí sílu. Pevná pouze mění směr vedení lana.
• Archimédův kladkostroj s jednou pevnou a dvěma nezávislými volnými kladkami: Volná kladka půlí sílu. Druhá volná kladka opět půlí sílu.
• Obecný kladkostroj složený ze dvou pevných a dvou volných kladek: Dvě volné kladky půlí sílu. Protože jsou ale pevně spojené, jejich účinky se pouze sčítají.
• Kladkostroj složený ze dvou pevných a dvou volných kladek s koncem lana uchyceným na vytahovaném předmětu přes pevnou kladku: Účinek kladkostroje se zvedá ještě o jedna.

V praxi se kladkostroje používají například na šponování lanovek, kde obecné kladkostroje mohou být méně účinné, ale nenáročné na prostor, zatímco násobící kladkostroje jsou rychlejší, ale vyžadují více místa.

tags: #kladkostroj #na #privesnem #voziku