Hefkracht berekenen

Lesezeit: 5 Minuten

Inhoud

In diverse ambachts-, bouw- en productiebedrijven wordt de hefkracht ten volle benut in de vorm van hijsgereedschap. Onder andere breekijzers, moersleutels of kraaninstallaties maken montage- en bouwwerkzaamheden en goederentransport een pak eenvoudiger. Bovendien dient hefkracht ook om kracht over te dragen op machines. Interne bedrijfsprocessen kunnen zo veilig en comfortabel worden uitgevoerd. In dit artikel leest u hoe u zelf de hefkracht kan berekenen.

De hefboomwet als basisbeginsel voor het berekenen van de hefkracht

Hefkracht is de kracht die nodig is om ladingen op te tillen en eventueel te verplaatsen. Dit gebeurt door middel van een hefboom, die in de natuurkunde en technologie een mechanische versterker wordt genoemd: de solide hefboom kan om zijn eigen as worden gedraaid – vergelijkbaar met een wip. De hefboomwet houdt daarbij rekening met enkele en dubbele hefbomen.

De hefboomwerking zorgt ervoor dat zware goederen ook met een relatief geringe krachtinspanning eenvoudig kunnen worden opgeheven en getransporteerd.

Het diagram toont een schematische hefboom en de krachen die hierop werken.

De hefkracht wordt gedefinieerd en berekend door de hefboomwet. Deze wet uit de oudheid om de hefkracht te berekenen kan met de volgende formule eenvoudig worden uitgedrukt:

Kracht • krachtarm = last • lastarm

De lastarm is de kant waar de te verplaatsen last zich bevindt. De krachtarm is de kant waarop de bewegingskracht wordt uitgeoefend. Het zogenaamde draaimoment (ook: draaikracht) is de draaiwerking die ontstaat wanneer een hefboom aan één zijde van het draaipunt wordt bewogen met een bepaalde kracht. Hierbij geldt: hoe langer de hefboom, hoe groter de kracht op het draaipunt. Afhankelijk van de draairichting vanuit het draaipunt wordt ook een onderscheid gemaakt tussen een linker- en een rechter draaimoment.

Hefkracht berekenen bij enkele hefbomen

Enkele hefbomen hebben de volgende kenmerken:

Last- en krachtarm vallen samen, d.w.z. dat de hefkrachten slechts aan één kant van het draaipunt werken
Draaipunt bevindt zich aan een uiteinde van de hefboom
Krachten gaan in één richting

Praktijkvoorbeeld van een enkele hefboom:

Een typisch voorbeeld uit de praktijk voor een enkele hefboom is een schroevendraaier. Door de draaibeweging van de hefboom komt de schroef onder een trekspanning; wanneer de schroef opnieuw wordt losgedraaid, vermindert deze trekspanning. Om de benodigde hefkracht bij een enkele hefboom te berekenen, kan u de volgende formule gebruiken:

M = r • F

Hierbij is:

M = draaimoment in Nm

r = lengte van de hefboomarm in m

F = kracht in N

Voorbeeld berekening: Met een schroevendraaier, die een hefboomlengte (r) van 0,6 m heeft, moet een machineschroef worden aangedraaid, die een draaimoment (M) van 38 Nm heeft. De benodigde hefkracht hiervoor kan u berekenen door de formule als volgt om te zetten:

F = 38 Nm / 0,6 m

= resultaat: de benodigde hefkracht bedraagt 63 N.

Hefkracht berekenen bij dubbele hefbomen

Dubbele hefbomen onderscheiden zich op de volgende manier van enkele hefbomen:

Krachtpunten bevinden zich aan verschillende kanten van de hefboom
Krachten gaan in twee richtingen en zijn in balans als het linker en rechter draaimoment in evenwicht zijn

Praktijkvoorbeeld van een dubbele hefboom:

Een klassiek voorbeeld voor dubbele hefbomen is gereedschap zoals een combinatietang: hier zijn er twee hefboomarmen die tegenover elkaar liggen op het draaipunt. Bijgevolg werken de twee hefkrachten hier in twee richtingen.

Het diagram toont een dubbele hefboom. De hef- en krachtarmen en het draaipunt zijn met wiskundige symbolen weergegeven.

Om de benodigde hefkracht bij een dubbele hefboom te berekenen, kan de volgende formule worden gebruikt:

F1 • r1 = F2 • r2

Hierbij is:

F₁ = hefkracht 1

F₂ = hefkracht 2

r₁ = lengte van hefboomarm 1

r₂ = lengte van hefboomarm 2

Voorbeeld berekening: De hefkracht moet berekend worden bij een tang met F2 = 500 N en r2 = 0,5 m en met r1 = 0,1 m. Na aanpassing van de formule kan u de hefkracht van deze dubbele hefboom als volgt berekenen:

F2 = 500 N x 0,5 m / 0,1 m

Resultaat = 2500 N

Er kan dus 5 keer zoveel kracht uitgeoefend worden op de tweede krachtarm dankzij de hefboomwerking. De formule voor het berekenen van de hefkracht bij een dubbele hefboom kan ook voor enkele hefbomen worden gebruikt. Als u bijvoorbeeld een kruiwagen met lading moet verplaatsen, dan werken de beide krachten misschien slechts op één zijde, maar door de lading in de kar ontstaan er uiteindelijk ook twee hefboomarmen met een verschillende lengte.

Het diagroom toont de schematische voorstelling van een kruiwagen met lading. De hefboomarmen en de hefkrachten worden met wiskundige symbolen weergegeven.

Als hefbomen niet recht zijn, worden ze ook wel gebogen hefbomen genoemd. Deze worden bijvoorbeeld gebruikt voor bepaalde weegschalen, zoals de bascule.

Bij alle soorten hefbomen moet naast de hefkracht ook rekening worden gehouden met de wrijving op het scharnierpunt: wanneer de hefboom over de as draait, wordt een deel van de gebruikte energie omgezet in warmte. Daarom is voor de benodigde hefkracht extra krachtbelasting nodig, afhankelijk van het materiaal van de hefboom en de last.

Hijsgereedschap gebruikt hefkracht in de praktijk om zware lasten te verplaatsen

Hef- en hijsgereedschap maakt gebruik van het hefboomeffect, zoals beschreven in de hefboomwet. Het vermindert zo merkbaar de inspanning die nodig is bij het heffen en verplaatsen van zware lasten. Daarbij horen zowel handmatige als elektro-hydraulische hefsystemen en takels met en zonder kantelfunctie. Hef- en hijsgereedschap wordt in de logistiek en in de bouw veel gebruikt en combineert een hoog draagvermogen met een eenvoudige en comfortabele bediening. Voorbeelden van typisch, veelgebruikt hijsgereedschap zijn:

Doordat verschillende soorten hefgereedschap verschillende hoeveelheden kracht overbrengen, maken ze het werk in veel bedrijfstakken permanent gemakkelijker. Ze dragen bij aan effectieve en veilige werkprocessen en bevorderen de doorstroming in de opslag en productie. Bovendien kunnen bedrijfskosten in veel gevallen aanzienlijk worden verlaagd door gebruik te maken van hoogwaardig hef- en hijsgereedschap.

Naar het hef- en hijsgereedschap

Veelgestelde vragen over de hefkracht berekenen

Wat is hefkracht?

Hefkracht is de kracht die nodig is om ladingen op te tillen en eventueel te verplaatsen. Dit gebeurt door middel van een hefboom, die in de natuurkunde en technologie een mechanische versterker wordt genoemd: de solide hefboom kan om zijn eigen as worden gedraaid – vergelijkbaar met een wip. De hefboomwet houdt daarbij rekening met enkele en dubbele hefbomen. De hefboomwerking zorgt ervoor, dat zware goederen ook met een relatief geringe krachtinspanning eenvoudig kunnen worden opgeheven en getransporteerd.

Hoe wordt hefkracht berekend?

Volgens de hefboomwet kan de hefkracht met de volgende formule worden berekend voor zowel enkele hefbomen met extra gewicht als voor dubbele hefbomen:

• Kracht x krachtarm = last x lastarm

Bij enkele hefbomen, waarbij het draaipunt een rol speelt, luidt de formule voor het berekenen van de hefkracht als volgt:

• Draaipunt = hefboomarm x kracht

Wat is hef- en hijsgereedschap?

Hef- en hijsgereedschap maakt gebruik van het hefboomeffect, zoals beschreven in de hefboomwet. Het vermindert zo merkbaar de inspanning die nodig is bij het heffen en verplaatsen van zware lasten. Daarbij horen zowel handmatige als elektro-hydraulische hefsystemen en takels met en zonder kantelfunctie. Veelgebruikt hijsgereedschap zijn onder andere elektrische takels, kraansystemen, palettenheffers, stapelaars en hand- en rateltakels.