起重吊裝是與力密切相關(guān)的。在日常生產(chǎn)、生活中，人們對力的認(rèn)識并不陌生，然而卻不是都有所研究。機(jī)修人員若對力僅有一些模糊概念是不行的，掌握一些力的常用基礎(chǔ)知識，對思考合理用力、安全使用繩索和起重工具是非常必要的。
 
   1力的概念
 
    力是什么?力是一種作用。這種稱為力的作用，可以使物體由靜止變?yōu)檫\動，由運動變?yōu)殪o止；也可以使物體改變形狀。
 
    在維修和起重作業(yè)中可以遇到兩種力：一種是靠人、工器具或機(jī)械等產(chǎn)生并傳遞給所接觸的物體的。人直接或通過工器具，或由機(jī)械設(shè)備等機(jī)件施以擊、擰、拉、推、壓、吊、頂、撬、舉等等作用都是這種力的具體體現(xiàn)。另一種力，對任何物體而言都是始終存在的，稱之為重力。重力是地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生的引力。
 
   2力的三要素
 
    認(rèn)識力，必須記住力的三要素。力對物體的作用效果取決于力的大小、方向和力的作用點。力的大小、方向、作用點即是力的三要素。力的三要素在圖示中都可以用帶箭頭的線段表示出來：按設(shè)定比例(如用25px長表示若干克力、千克力或噸力)繪出的線段，其長短表示力的大小、箭頭指向表示力的方向，線段的起點或終點處表示力的作用點。力的三要素的圖示法，在力的合成與分解的作圖法中都是不可缺少的。
 
    力有大小，也有單位。在力學(xué)中，力的單位有牛頓(N)，千克力(kgf)等。而重量常用千克(kg)、噸(t)作單位。二者是有區(qū)別的，但在實際起重工作中常以重量單位千克和噸來衡量和稱呼力的大小。在圖示法中，力的大小須按預(yù)先設(shè)定的比例表示(這與地圖中應(yīng)用的比例尺很相似)。如用25px長的線段表示100kgf，則540kgf需要用540/100=135px長的線段來表示其大小。
 
    力有方向，如舉升重物，必須向上用力，水平推拉或向下用力則不行。起吊重物時，吊索所受拉力的方向是與吊索方向一致的。在圖示法中，箭頭所指方向必須正確，否則會在力的合成或分解中得出錯誤的結(jié)果。
 
    力的作用點，關(guān)系到力的效果。例如，對于一圓盤，作用力通過中心點，它會前移；作用在邊緣處，它會轉(zhuǎn)動。起重工作中，在物件上選擇吊點，或千斤頂?shù)闹ξ恢茫瑢嶋H上就是選擇力的作用點。
 
    3力系、力的合成與分解
 
    作用在同一物體上的幾個力總稱為力系。若能用一個力等效代替一個力系的作用(即它的三要素與力系的作用相等)，則此力稱為這個力系的合力；力系中原來的幾個力稱為這個合力的分力。
 
    力的合成，就是由已知作用于物體的多個力，求它們的合力。求合力可以用數(shù)學(xué)計算法，也可用作圖法。力的合成常有以下幾種情況：
 
    在同一直線上的力的合成  這種情況用計算法更簡單。先設(shè)定出合力方向，則與合力設(shè)定方向相同的分力為正值，相反的分力為負(fù)值；再求各分力值的代數(shù)和。若代數(shù)和為正值則合力實際方向與設(shè)定方向相同，若為負(fù)值，則合力實際方向與設(shè)定方向相反；合力作用點與各分力作用點相同。
 
    同方向兩平行力的合成  合力的大小等于兩力之和，即R=F1+F2；合力的方向與兩力平行并同向；合力作用點至兩力作用點的距離與兩力大小成反比，即L1/L2=F1/F2(圖11-1a) 。
 
    兩交匯力的合成  合力R的大小和方向可用兩力F1、F2為邊所構(gòu)成的平行四邊形求得，從兩力交匯點O引出的對角線所表示的力即為合力，這一種求合力的方法常稱平行四邊形法；合力R的大小與方向還可用兩力F1、F2為邊所構(gòu)成的力三角形的封閉邊求得，作力三角形時兩力必須首尾相接，用這種方法求合力常稱三角形法。應(yīng)用平行四邊形法和三角形法時，采用作圖法求兩交匯的力的合力都極簡便實用(圖11-1b)，可以避免三角函數(shù)計算。
 
    交匯于一點的多力合成 合力可用力多邊形求得：從O點開始，依次按諸力的大小和方向畫出力多邊形，最后所畫的封閉邊即表示合力(圖11-1c)。作力多邊形時，諸力必須首尾相接。

 
力可以合成，也可以分解。力的分解方法與力的合成相反：以已知力F為對角線按力的平行四邊形法，可將其沿任意方向的兩交線分解成兩個力；沿互相垂直的兩直線方向分解成兩力；沿互相垂直的三直線方向分解成空間中的三力(圖11-2a、b、c)。

 
    11.1.4力矩、力偶與力偶矩
 
    力矩  它是用來度量力使物體在平面內(nèi)繞某點(即垂直于該平面的軸)轉(zhuǎn)動的能力的。用扳手?jǐn)Q螺栓便是利用力矩工作的例子。力矩與力的大小、方向有關(guān)，還與轉(zhuǎn)動中心到力的垂直距離(即力臂)有關(guān)。力矩=力×力臂，單位為kgf·m等。當(dāng)力通過轉(zhuǎn)動中心時(力臂=0)，力矩為零。利用力矩的杠桿原理(力×力臂=重×重臂)常會幫助找到省力的辦法：如加長手柄(力臂)，選擇盡量靠近重物的撬棍支點等。必須注意的是，力臂、重臂不能和杠桿的實際長度相混淆，它們應(yīng)分別是力、物體重量的作用線至旋轉(zhuǎn)中心的垂直距離(圖11-3)。

 
    力偶 作用在同一物體上，相互平行、大小相等、方向相反的兩力稱為力偶。組成力偶的兩力不能用一個力來代替，但能產(chǎn)生力矩使物體繞著某軸轉(zhuǎn)動。
 
    力偶矩 它是用來度量力偶使物體轉(zhuǎn)動的能力的。力偶矩與兩力的大小、方向有關(guān)，還與兩力間的垂直距離(力偶臂)有關(guān)，即力偶矩等于力偶中任意一力與力偶臂的乘積，也等于兩力對任意一點的兩力矩之和。力偶矩的單位為kgf·m等。雙手操作絲錐扳手、圓扳牙扳手加工螺紋即是力偶矩的應(yīng)用實例。
 
    11.1.5力系的平衡
 
    當(dāng)一物體受到兩個或兩個以上力的作用而仍然保持不動，這種情況叫力系平衡。力系平衡的條件是全部力的合力等于零，同時力矩的代數(shù)和也等于零。在起重作業(yè)中，常要利用力系的平衡原理求得省力和保持物件上升、下降中的平穩(wěn)性等(圖11-4)。

 
    通過力的平衡、力的分解或合成，就容易知道每根吊物繩索的受力情況。這在起吊作業(yè)中是非常有用的。例如，在圖11-4中，用兩根長度相等的繩索對稱地吊起一物件，物件重量為G，由力的平衡原理知：繩索向上吊的合力應(yīng)與物件所受重力(即重量)作用于同一作用線上，其方向相反、大小相等(F=G)。再看兩根繩索受力情況，物件重量可以通過平行四邊形法分解成沿繩索的兩個分力G1和G2，并求出其大小(G1=G2≠1/2G)；而向上的合力F，同樣可以沿繩索方向分解為兩力F1和F2，且知F1=F2≠1/2F。由此可知，F(xiàn)2的方向與G2相反，大小相等；F1與G1方向相反，大小相等。