Mikä on hihnapyörätyökalu?

Hihnapyörätyökalu on yksinkertainen kone, jonka avulla työntekijä voi muuttaa kohdistetun voiman suuntaa ja mahdollisesti käsitellä painoja, jotka ylittävät huomattavasti sen, mitä hän normaalisti pystyisi ohjaamaan. Hihnapyöriä on kolmea eri tyyppiä: kiinteät, siirrettävät ja yhdistetyt. Kiinteää hihnapyörää käytetään vain voiman suunnan muuttamiseen, kun taas kaksi muuta suuntaa ja lisäävät vetovoimaa.

Hihnapyörätyökalun tarkoituksesta riippumatta rakenne on yleensä hyvin samanlainen. Yksinkertaisimmillaan hihnapyörä on pyörä, akseli ja köysi tai hihna. Akseli on kytketty suurempaan koneeseen tai kiinnitetty paikalleen paikallaan olevan esineen avulla. Pyörä voi pyöriä vapaasti akselilla ja köysi tai hihna istuu pyörää vasten. Useimmissa hihnapyörissä on uria pyörässä, joten köysi tai hihna ei liu’u pois sivuttaisvoiman käytön aikana.

Hihnapyörätyökalun alkuperäinen tarkoitus oli muuttaa voiman suuntaa. Hihnapyörä muuttaa kohdistetun voiman suuntaa kiertämällä pyörää. Köysi menee järjestelmään yhdestä kulmasta, mutta tulee ulos toisesta. Ero näiden kahden suunnan välillä on työkalun tarjoama muutosaste. Jos esimerkiksi henkilö vetää alas köyttä, joka menee hihnapyörän yli, köysiin kohdistuva voima on alhaalla, mutta vaikutus muuttuu nousevaksi sen jälkeen, kun se on vedetty pyörän päälle.

Toinen, mutta epäilemättä vielä tärkeämpi, hihnapyörätyökalun käyttö on moninkertainen mekaaninen etu. Joillakin hihnapyörillä köyden toiseen päähän kohdistuva voima moninkertaistui järjestelmän läpi liikuttaessa. Hihnapyörä, jolla on yksi mekaaninen etu, ei tarjoa lisähyötyä; kaksi luokitusta kaksinkertaistaa hyödyn, kolme kolminkertaistaa ja niin edelleen. Esimerkiksi kun 100 kiloa (220 kg) voimaa kohdistetaan hihnapyörätyökaluun, jolla on kolmen mekaanisen edun mukainen, köyden toinen pää vetää 300 kg: n voimalla.

Erilaiset työkalut ovat yhdistelmä hihnapyörän yleisimmistä ominaisuuksista. Kiinteällä hihnapyörätyökalulla on yksi etu, ja sitä käytetään vain suuntaa vaihdettaessa, kuten auton moottorin hihnoilla. Näissä hihnapyörissä on akseli, joka ei voi liikkua yhdestä kiinteästä asennosta.

Kaksi muuta hihnapyörätyökalutyyppiä voivat liikkua, muuttaa suuntaa kohdistetun voiman suunnan perusteella ja tarjota mekaanista etua. Liikkuva hihnapyörä on aivan yhtä yksinkertainen kuin kiinteä hihnapyörä kuin sen akselin liikkumisvapaus. Nämä hihnapyörät tarjoavat mekaanisen edun kahdesta. Yhdistelmähihnapyörä, jota kutsutaan myös lohkoksi ja tartuntaksi, on yksi linja, joka liikkuu useamman kuin yhden liikkuvan hihnapyörän läpi. Jokainen lisähihnapyörä tarjoaa hieman pienemmän mekaanisen edun kuin edellinen, joten lopullinen arvo on vaihteleva, mutta tämä tyyli tarjoaa aina suuremman edun kuin kaksi.