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铅门厂家说图7是传统下轨道式铅门的横截面,灰色是滑轮,棕色是安装滑轮的槽,黄色是地面上的轨道,蓝色是门的主体,设铅防护门的重力为mg,则重力全部由槽(棕色)承担,而槽是对称结构,一边承担0.5mg;由于槽处于平衡态,所以轮轴(红色)每一边承担了0.5mg,一扇玻璃门至少重50kg,一般的推拉门有四个滑轮,每个轮轴宽2mm,每一边槽与轴的接触面积约为0.002 x0.005x 4=0.00016m2。
那么轴上的压强高达p=50 kg x 0.5 x 10N/kg÷0.00016m2=1562500pa,是大气压的十倍,所以轮轴容易损坏。
图8是上滑轨式医用铅门的横截面(灰色是滑轮,黄色轨道,红色轴,蓝色是门主体),除了上文提到的压强问题外,还有更大的一个隐患:门与轨道之间的连接全部在于红色箭头标志出的两个螺丝钉,螺丝钉承受的也是0.5mg,可能会变形脱落,有危险。
图9是对轮轴的受力分析。为了与两边的拉力平衡,滑轮会在轮轴中部对轮轴产生Fn=mg的支持力。设轴长为L,则由力矩平衡可等效为在0.25mg处有一个F=0.5mg的张力(应力)会损坏轮轴。
图10是当我们试图把磁体浮在另一块上时的情景。上面的磁体左边缘几乎没有磁场,可以看做一块铁,被下面磁体北极吸引;尽管右边缘也受到引力,但没有左边大。综合考虑,左边的引力最终占据了主导地位,使得磁体“翻过去”。
图11描绘了当导轨偏离平衡位置时的情景,导轨偏离后,设滑片中心为转动中心,则中心和重心的连线会位离竖直方向a角度,设门高为H,重力产生的力矩就是M=0.5mgLcosa,因为m和L很大,能够抵消掉磁力力矩,从而构成稳定平衡.