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滑轮:改向与省力的起重轮
定滑轮改方向、动滑轮省一半力、滑轮组放大数倍:几根绳几个轮,千斤变几十斤。

图解


解决什么问题
人力提重有极限,方向还别扭。定滑轮改方向、动滑轮省一半力、滑轮组把省力放大数倍——几根绳几个轮,井上、船上、工地上就能把千斤变成几十斤。
历史背景
《墨子·经说下》有”挈”的提重论说,学者普遍释读为滑轮受力分析,是文献最早的滑轮记载之一。四川汉代画像砖盐场图中,井架顶装定滑轮、绳索连辘轳提卤的装置已完整可见。复滑车与差动滑轮(民间所谓”神仙葫芦”的思路)随后世起重业逐渐成熟。
原料与前置条件
坚木轮坯(车制或拼板)、轴(硬木或铁)、绳(麻绳、竹篾索)、挂点(井架、三脚架、梁)。轴孔加铁衬、上油可延寿——没有轴承也能用,只是费力些。
过程概览
车木轮、刻绳槽 → 装轴穿架 → 定滑轮:轮固于架,绳过轮即改向 → 动滑轮:轮挂重物下,一端固定一端拉,省力一半 → 滑轮组:多轮组合,拉力约等于重除以承重绳段数 → 配辘轳绞盘收绳,完成起重。
关键难点
摩擦是隐形成本:木轴木轮涩滞,省力打折,轴要细磨加油。绳径须匹配轮槽——细绳跳槽、粗绳卡槽。心里要有失效顺序:绳先断还是轴先裂,承重件一律多留余量。
成品如何辨识
好滑轮转匀无跳摆、槽光滑不咬绳、架起绳走直线不偏磨。试吊先半载再满载,听异响——木件开裂前会出声。
规模化障碍
滑轮组省的是力不是功:省力几倍,拉绳长度也几倍,作业节奏变慢。起重上限仍受材料约束(木轮麻绳的强度天花板),千斤以下才是它的主场,更重的活要多机分段。
关联技术
与辘轳绞盘组成起重三件套;脚手架、三脚架提供支点;井盐天车、船帆索具是同构应用。
原料
- 坚木轮坯
- 轴(硬木或铁)
- 麻绳或竹索
工具与设备
- 车削工具
- 井架或三脚架
- 梁架挂点
来源
- 《墨子·经下/经说下》("挈"条(滑轮提重论说))—— 先秦对滑轮提重受力关系的文献记载
- 四川汉代画像砖(盐场图)(成都扬子山等出土画像砖)—— 井架定滑轮配合辘轳提卤的汉代图像证据
- 《中国科学技术史·机械卷》(陆敬严、华觉明)(起重机械相关章节)—— 滑车辘轳等起重机械的形制演变