Knowledge Base Wiki

Клин је једноставан алат који се употребљава да би одвојио две целине или два дела једне целине, да би се подигао неки део или да би се неки део држао на месту. Механичка својства клина зависе од његовог облика, односно од односа дужине и угла оштрице клина. Што је угао већи, обављени рад ће бити бржи, али ће захтевати већу силу. Са мањим углом клина рад ће се спорије обављати, али ће потребна сила бити мања.^[1]^[2]

Историја

Када и где је измишљен и направљен први клин није познато. Зна се само да се клин користи још од каменог доба. Око 3000. године п. н. е. у старом Египту, употребљавани су бронзани клинови у каменоломима да би одвајали блокове камена за изградњу. Поред бронзаних клинова употребљавали су се и дрвени клинови, који су се ширили након влажења водом. У Америци нека племена Индијанаца су употребљавала клинове од јеленове кости при обради дрвета.

Један рани пример клина је ручна секира (погледајте такође ручни клин и Олорџасејли), која се прави ломљењем камена, углавном кремена, да би се формирала бифацијална ивица или клин. Клин је једноставна машина која трансформише бочну силу и кретање алата у попречну силу цепања и кретање радног предмета. Доступна снага је ограничена напором особе која користи алат, али пошто је снага производ силе и кретања, клин појачава силу смањујући кретање. Ово појачање или механичка предност је однос улазне и излазне брзине. За клин ово је дато са 1/tanα, где је α угао врха. Површине клина су моделоване као праве линије које формирају клизни или призматични спој.

Употреба

Клин данас има врло широку употребу. Примери су секира, клинови за одвајање (штемајзи), длето...).^[3] Клинови се користе за подизање тешких предмета, одвајајући их од површине на којој почивају.^[4]

Замислите блок који треба да се подигне клином. Како клин клизи испод блока, блок клизи уз нагнуту страну клина. Ово подиже тежину F_B блока. Хоризонтална сила F_A потребна за подизање блока добија се узимањем у обзир брзине клина v_A и брзине блока v_B. Ако се претпостави да клин не расипа и нити складишти енергију, онда је снага у клину једнака излазној снази, или

{\frac {F_{\mathrm {B} }}{F_{\mathrm {A} }}}={\frac {v_{\mathrm {A} }}{v_{\mathrm {B} }}}.

Брзина блока је повезана са брзином клина нагибом странице клина. Ако је угао клина α тада

v_{\mathrm {B} }=v_{\mathrm {A} }\tan \alpha ,\!

што значи да је механичка предност

MA={\frac {F_{\mathrm {B} }}{F_{\mathrm {A} }}}={\frac {1}{\tan \alpha }}.

Дакле, што је мањи угао α то је већи однос силе дизања и силе примењене на клин. Ово је механичка предност клина. Ова формула за механичку предност се односи на сечење ивица и операције цепања, као и на подизање.

Клинови се могу користити и за одвајање предмета, као што су блокови од тесаног камена. Маљеви за цепање и клинови се користе за цепање дрвета. Уски клин са релативно дугим конусом који се користи за фино подешавање растојања између објеката назива се подметач, и обично се користи у столарству.

Врхови виљушки и ексера су такође клинови, јер цепају и одвајају материјал у који се гурају или забијају; осовине се тада могу чврсто држати због трења.

Оштрице и клинови

Сечиво је сложена нагнута раван, која се састоји од две нагнуте равни постављене тако да се равни састају на једној ивици.^[5]^[6]^[7] Када се ивица на којој се спајају две равни гурне у чврсту или течну супстанцу, она превазилази отпор материјала да се одвоји преносећи силу која делује на материјал у две супротне силе нормалне на лице сечива.

Прва позната употреба оштрице од стране људи била је оштра ивица кременог камена који је коришћен за раздвајање или цепање животињског ткива, нпр. сечење меса.^[8]^[9]^[10] Употреба гвожђа или других метала довела је до развоја ножева за те врсте задатака. Оштрица ножа омогућавала је људима да секу месо, влакна и друге биљне и животињске материјале са много мањом силом него што би била потребна да се поцепају једноставним повлачењем рукама. Други примери су плугови који одвајају честице земље, маказе које одвајају тканину, секире које раздвајају дрвена влакна, и длета и хоблерице које одвајају дрво.

Клинови, тестере и длета могу да одвоје дебеле и тврде материјале, попут дрвета, чврстог камена и тврдих метала и то раде са много мање силе, расипања материјала и са већом прецизношћу него дробљење, што је примена исте силе на широј површини материјала који се одваја.

Други примери клинова налазе се у бургијама, које производе кружне рупе у чврстим материјалима.^[11] Две ивице бургије су наоштрене, под супротним угловима, у тачку и та ивица је намотана око осовине бургије.^[12]^[13]^[14] Када се бургија окреће око своје осе ротације, клинови се гурају у материјал који треба одвојити. Резултујући рез у материјалу је у смеру ротације бургије, док спирални облик бургије омогућава уклањање резаног материјала.

Механичка предност

Попречни пресек клина за цепање чија је дужина вертикално оријентисана. Сила која се креће надоле производи силе управне на њене нагнуте површине.

Механичка предност или МА клина може се израчунати дељењем висине клина са ширином клина:^[1]

{\rm {MA={Length \over Width}}}

Што је угао клина оштрији или ужи, то је већи однос дужине његовог нагиба и ширине, а самим тим ће имати већу механичку предност.^[2]

Клин ће се везати када је угао клина мањи од арктангенса коефицијента трења између клина и материјала. Стога, у еластичном материјалу као што је дрво, трење може лакше везати уски клин него широки. Због тога глава цепања има много шири угао од главе секире.

Машински клинови

Данас постоје клинови, као стандардизовани машински елементи за остваривање растављивих веза. Могу бити уздужни и попречни.

Референце

^ ^а ^б Bowser, Edward Albert (1920), An elementary treatise on analytic mechanics: with numerous examples (25th изд.), D. Van Nostrand Company, стр. 202—203
^ ^а ^б McGraw-Hill Concise Encyclopedia of Science & Technology, Third Ed., Sybil P. Parker, ed., McGraw-Hill, Inc., (1992). стр. 2041.
^ Antonsson & Cagan 2005, стр. 321
^ J. M. McCarthy and Leo Joskowitz, “Kinematic Synthesis,” Formal Engineering Design Synthesis, (J. Cagan and E. Antonson, eds.), Cambridge Univ. Press, 2002.
^ Culinary Institute of America (2007). In the Hands of a Chef: The Professional Chef's Guide to Essential Kitchen Tools. John Wiley and Sons. стр. 17. ISBN 978-0-470-08026-9.
^ Echanis, Michael (1977). Knife Self-Defense for Combat. стр. 4. ISBN 978-0-89750-022-7.
^ Echanis, Michael (1979). Knife Throwing for Combat. стр. 4. ISBN 978-0-89750-058-6.
^ General Quartz Information, WebMineral.com . „Archived copy”. Архивирано из оригинала 11. 2. 2021. г. Приступљено 4. 3. 2022.
^ „Flint and Chert”. quartzpage.de. Архивирано из оригинала 12. 1. 2018. г. Приступљено 30. 3. 2008.
^ „Uses of Flint - Tools, weapons, fire starters, gemstones”. geology.com. Архивирано из оригинала 27. 11. 2020. г. Приступљено 26. 3. 2019.
^ Todd, Robert H.; Allen, Dell K.; Alting, Leo (1994), Manufacturing Processes Reference Guide, Industrial Press Inc., стр. 43—48, ISBN 0-8311-3049-0.
^ Judge, Arthur W (1947). Engineering Workshop Practice (New and Revised изд.). The Caxton Publishing Company Ltd. стр. Vol i 136.
^ Modern machinery, 5, Modern Machining Publishing Company, 1899, стр. 68.
^ Stephen Ambrose Morse US patent 38,119 Improvement in Drill-Bits. Twist Drill Bit, Granted: April 7, 1863

Литература

Antonsson, Erik K.; Cagan, Jonathan (2005). Formal Engineering Design Synthesis. Cambridge University Press. стр. 321. ISBN 978-0-521-01775-6.
Driscoll, Killian; García-Rojas, Maite (јул 2014). „Their lips are sealed: identifying hard stone, soft stone, and antler hammer direct percussion in Palaeolithic prismatic blade production” (PDF). Journal of Archaeological Science. 47: 134—141. doi:10.1016/j.jas.2014.04.008. Приступљено 19. 7. 2017.
Maryon, Herbert (1948). „A Sword of the Nydam Type from Ely Fields Farm, near Ely”. Proceedings of the Cambridge Antiquarian Society. XLI: 73—76. doi:10.5284/1034398.
„Drawing Lessons: How to Create a Chisel Point - Pencils.com”. pencils.com. 13. 9. 2012. Архивирано из оригинала 21. 3. 2018. г. Приступљено 20. 3. 2018.
„Why do you use the chisel grind? - Emerson Knives Inc.”. emersonknives.com. Приступљено 20. 3. 2018.
Butler, Chris (2005). Prehistoric Flintwork. The History Press. ISBN 9780752433400.
Paul, Akshoy; Roy, Pijush; Mukherjee, Sanchayan (2005), Mechanical sciences: engineering mechanics and strength of materials, Prentice Hall of India, стр. 215, ISBN 978-81-203-2611-8.
Asimov, Isaac (1988), Understanding Physics, New York: Barnes & Noble, стр. 88, ISBN 978-0-88029-251-1.
Anderson, William Ballantyne (1914). Physics for Technical Students: Mechanics and Heat. New York: McGraw Hill. стр. 112. Приступљено 2008-05-11.
„Mechanics”. Encyclopædia Britannica. 3. John Donaldson. 1773. стр. 44. Приступљено 5. 4. 2020.
Morris, Christopher G. (1992). Academic Press Dictionary of Science and Technology. Gulf Professional Publishing. стр. 1993. ISBN 9780122004001.
Compound machines, University of Virginia Physics Department, Архивирано из оригинала 03. 08. 2019. г., Приступљено 2010-06-11.
Usher, Abbott Payson (1988). A History of Mechanical Inventions. US: Courier Dover Publications. стр. 98. ISBN 978-0-486-25593-4.
Wallenstein, Andrew (јун 2002). „Foundations of cognitive support: Toward abstract patterns of usefulness”. Proceedings of the 9th Annual Workshop on the Design, Specification, and Verification of Interactive Systems. Springer. стр. 136. ISBN 9783540002666. Приступљено 2008-05-21.
Prater, Edward L. (1994), Basic machines (PDF), U.S. Navy Naval Education and Training Professional Development and Technology Center, NAVEDTRA 14037.
U.S. Navy Bureau of Naval Personnel (1971), Basic machines and how they work (PDF), Dover Publications.
Reuleaux, F. (1963) [1876], The kinematics of machinery (translated and annotated by A.B.W. Kennedy), New York: reprinted by Dover.
Cornell University, Reuleaux Collection of Mechanisms and Machines at Cornell University, Cornell University.
Chiu, Y. C. (2010), An introduction to the History of Project Management, Delft: Eburon Academic Publishers, стр. 42, ISBN 978-90-5972-437-2
Ostdiek, Vern; Bord, Donald (2005). Inquiry into Physics. Thompson Brooks/Cole. стр. 123. ISBN 978-0-534-49168-0. Приступљено 2008-05-22.
Strizhak, Viktor; Igor Penkov; Toivo Pappel (2004). „Evolution of design, use, and strength calculations of screw threads and threaded joints”. HMM2004 International Symposium on History of Machines and Mechanisms. Kluwer Academic. стр. 245. ISBN 1-4020-2203-4. Приступљено 2008-05-21.

Спољашње везе

[bowser-1] а ^б Bowser, Edward Albert (1920), An elementary treatise on analytic mechanics: with numerous examples (25th изд.), D. Van Nostrand Company, стр. 202—203

[CEST-2] а ^б McGraw-Hill Concise Encyclopedia of Science & Technology, Third Ed., Sybil P. Parker, ed., McGraw-Hill, Inc., (1992). стр. 2041.

[3] Antonsson & Cagan 2005, стр. 321

[4] J. M. McCarthy and Leo Joskowitz, “Kinematic Synthesis,” Formal Engineering Design Synthesis, (J. Cagan and E. Antonson, eds.), Cambridge Univ. Press, 2002.

[5] Culinary Institute of America (2007). In the Hands of a Chef: The Professional Chef's Guide to Essential Kitchen Tools. John Wiley and Sons. стр. 17. ISBN 978-0-470-08026-9.

[6] Echanis, Michael (1977). Knife Self-Defense for Combat. стр. 4. ISBN 978-0-89750-022-7.

[7] Echanis, Michael (1979). Knife Throwing for Combat. стр. 4. ISBN 978-0-89750-058-6.

[8] General Quartz Information, WebMineral.com . „Archived copy”. Архивирано из оригинала 11. 2. 2021. г. Приступљено 4. 3. 2022.

[9] „Flint and Chert”. quartzpage.de. Архивирано из оригинала 12. 1. 2018. г. Приступљено 30. 3. 2008.

[10] „Uses of Flint - Tools, weapons, fire starters, gemstones”. geology.com. Архивирано из оригинала 27. 11. 2020. г. Приступљено 26. 3. 2019.

[11] Todd, Robert H.; Allen, Dell K.; Alting, Leo (1994), Manufacturing Processes Reference Guide, Industrial Press Inc., стр. 43—48, ISBN 0-8311-3049-0.

[12] Judge, Arthur W (1947). Engineering Workshop Practice (New and Revised изд.). The Caxton Publishing Company Ltd. стр. Vol i 136.

[13] Modern machinery, 5, Modern Machining Publishing Company, 1899, стр. 68.

[14] Stephen Ambrose Morse US patent 38,119 Improvement in Drill-Bits. Twist Drill Bit, Granted: April 7, 1863

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

Нормативна контрола
Државне	Израел Сједињене Државе
Остале	Енциклопедија Британика