Talja

Talja on koydesta ja yhdesta tai useammasta vakipyorasta (myos pylpyra, ploki tai rissa) koostuva laite. Talja helpottaa kappaleiden siirtoa tai nostoa kaantamalla vetosuunnan tai pienentamalla tarvittavaa voimaa. Yhdistamalla vinssi ja useita taljapyoria voidaan kasivoiminkin siirtaa tai nostaa raskaita kappaleita. Taljavetoa kaytetaan muun muassa kokonaisten laivojen siirtamisessa vetotelakka-tyyppisilla kuivatelakoilla.

Yksinkertaisia vakipyoria kaytettiin nostureissa noin 3 000 vuotta sitten. Useamman vakipyoran taljaa kaytettiin ainakin jo 400-luvulla eaa. Esimerkiksi Arkhimedeen (noin 287-212 eaa.) kerrotaan nostaneen taljalla laivoja telakalle.

Taljoja kaytetaan edelleenkin esimerkiksi nostureissa sovittamassa moottorin teho vastaamaan nostettavan kappaleen painoa tai purjeveneissa muuntamaan hallintavoimat ihmisvoimin kasiteltaviksi. Tyypillinen esimerkki on purjeveneen isopurje, jota hallitaan kiristamalla purjeen puomilta veneen kanteen tulevaa koytta: pienimmissa veneissa koysi voi olla suora tai yhdella vakipyoralla tehostettu (puolittaa voiman), suuremmissa veneissa taljassa saattaa olla koysi kuusinkertaisena, jolloin tarvittava voima putoaa kuudesosaan.

Talja on usein korvattavissa konevoimalla toimivalla vinssilla, mutta silla on omat etunsa:

• Ihmisvoimin kaytettavana se ei tarvitse ulkopuolista voimanlahdetta.
• Konevinssiin yhdistettyna talja mahdollistaa pienemman voimanlahteen kayton tai saman voimanlahteen kayton erikokoisten kuormien nostamiseen.
• Taljalla voidaan kehittaa voima, joka on suurempi kuin koyden tai vaijerin kestavyys, josta on hyotya eri tilanteissa: esimerkiksi pitkan, ohuen ja taipuisan vaijerin kasittely on usein helpompaa kuin yhden paksun.
• Yksinkertaisuutensa ansiosta talja voidaan koota ja konfiguroida tarpeen mukaan.

Kiinteapyoraisessa taljassa vakipyora on kiinnitetty tukipisteeseen, jolloin koyden vetosuunta saadaan kaannettya. Esimerkiksi kattoon kiinnitetylla taljalla voidaan kappaleita nostaa vetamalla kappaleen painoa ja jarjestelman kitkaa vastaavalla voimalla.

Liikkuvapyoraisessa taljassa vakipyoria on kiinnitetty kuormaan ja tarvittava voima puoliintuu, mutta vedettavan koyden maara kaksinkertaistuu. Tehdyn tyon maara ei siis muutu, pienempi voima kohdistuu pidemmalle matkalle.

Lisaamalla yhdistelmaan useampia taljapyoria saadaan tarvittavaa voimaa pienennettya edelleen. Esimerkiksi neljalla taljapyoralla saadaan voima pienenemaan 1/4 osaan, ja koyden liike nelinkertaistuu liikutettavaan kappaleeseen nahden (oheisen kuvan neljas pyora ei tuota voimaetua, vaan suuntaa koyden). Jarjestelmaan voidaan lisata vakipyoria tai vetokoyteen voidaan liittaa toinen talja, kuten purjeveneiden takaharusta kiristavassa kukonjalassa on usein.

Yleistaen taljan tuoma etu on kuorman kulkeman matkan suhde jarjestelmasta ulos vedetyn koyden pituuteen. Taljan tehokkuutta arvioitaessa on otettava huomioon myos vakipyorien ja koyden hankautumisen aiheuttama kitka, joka heikentaa taljasuhdetta.

Ketjutalja, vanhemmassa kirjallisuudessa myos erotustalja, eroaa perinteisesta taljasta siina, etta pitka koysi on korvattu paattymattomalla lenkilla, joka kulkee kahden samalla akselilla olevan erilapimittaisen pyoran yli. Lenkki on venymattomasta ja liukumattomasta materiaalista, kaytannossa kettingista, ja se roikkuu ylemmista pyorista ja sen toiseen silmukkaan on ripustettu nostokoukku. Kun suuremman pyoran ylitse kulkevaa kettinkia vedetaan, myos pienempi pyora pyorii ja paastaa nostokoukun silmukkaan kettinkia, mutta hitaampaa tahtia kuin sita vedetaan suuremman pyoran yli ja tuloksena on nostokoukun lenkin lyheneminen. Kaytannossa tama tarkoittaa, etta vetamalla ketjua pienella voimalla pitka matka saadaan suuri kuorma nousemaan vahan matkaa ja taljan hyotysuhde riippuu sen pyorien lapimittojen suhteesta.

Ketjutaljan tasapainoehto voidaan laskea tarkastelemalla sen osien tekemaa virtuaalista tyota. Oletetaan, etta oheisen kuvan ylempi vakipyora pyorahtaa voiman F_Z vaikutuksesta infinitesimaalisen kulman dph. Talloin voiman F_Z kulkema matka on R dph, missa R on isomman rattaan sade. Voiman tekema tyo on F_ZR dph. Kuormaa kannattava koysi 4 lyhenee matkan R dph ja 2 venyy matkan r dph, missa r on pienemman rattaan sade. Koska koyden lyhenema jakautuu tasaisesti molempien koysien pituudelle, kuorma nousee matkan ¹/₂(R - r) dph ja suorittaa nain ollen tyon -¹/₂ F_L (R - r) dph. Koska systeemissa ei tapahdu energiahavioita, on naiden toiden summa nolla. Nain saadaan johdettua taljan tasapainoehto:

${\displaystyle F_{Z}R={\frac {1}{2}}F_{L}(R-r)}$

• Vinssi
• Vorokki

• Koneenelimet
• Rakennusvalineet ja -kalusto

• Seulonnan keskeiset artikkelit