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Die einfachsten Mechanismen zum Heben von Lasten. Wie funktionieren Blöcke? Einzelne feste Blöcke

Mechanismus zum Heben von Gewichten

Anfangsbuchstabe „b“

Zweiter Buchstabe „l“

Dritter Buchstabe „o“

Der letzte Buchstabe des Buchstabens ist „k“

Antwort zur Frage „Mechanismus zum Heben von Gewichten“, 4 Buchstaben:
Block

Alternative Kreuzworträtselfragen für den Wortblock

Staatenbund öffentliche Organisationen oder Gruppen zum gemeinsamen Handeln

Volleyballverteidigung

Volleyballverteidigung oder russischer Dichter

Französischer Schriftsteller (1884-1947, „Sibilla“, „Spanien! Spanien!“, „Toulon“)

Verteidigungstechnik im Sport

Berühmter russischer Dichter Alexander

Technik in der Kampfkunst

Definition des Wortblocks in Wörterbüchern

Erklärendes Wörterbuch der russischen Sprache. D.N. Uschakow Die Bedeutung des Wortes im Wörterbuch Erklärendes Wörterbuch der russischen Sprache. D.N. Uschakow
Block, m. (englischer Block) (fur.). Einfache Maschine zum Heben von Gewichten mit einem Seil (Kette, Riemen), das über ein in der Höhe befestigtes Rad mit einer Rille am Umfang geworfen wird. Hebe etwas auf. Block.

Erklärendes Wörterbuch der lebendigen großen russischen Sprache, Dal Vladimir Die Bedeutung des Wortes im Wörterbuch Erklärendes Wörterbuch der lebenden großen russischen Sprache, Dal Vladimir
m. Morsk. Tor, Veksha, Vekoshka; Block mit Öffnung und Rolle; zwei Holzwangen, zwischen denen auf der Achse (Dübel) ein Kreis, eine Rolle, eine Ayushka (Riemenscheibe) mit einer Nut (Kip) entlang der Kante eingesetzt ist, um Tackle und Seile hindurchzuziehen. In unserem Alltag wird es auch Rollenbock genannt...

Wikipedia Bedeutung des Wortes im Wikipedia-Wörterbuch
Block ist ein Nachname jüdisch-deutschen Ursprungs. Bekannte Träger: Blok – Russisch Noble Familie. Block, Abraham van den (1572–1628) – Renaissance-Architekt und Bildhauer der Freien Stadt Danzig. Block, Adrien (ca. 1567-1627) – niederländischer Kaufmann,...

Beispiele für die Verwendung des Wortblocks in der Literatur.

Als ihm klar wurde, dass das gesamte Wasser aus reinen Kondensatbehältern und aus der chemischen Wasseraufbereitung auf Notbetrieb umgestellt wurde Block, meldete er Fomin im Bunker sofort, dass er den Reaktor abschalten würde.

Er rannte herum Block, hauptsächlich entlang des Entgaserregals, um die beiden linken Entgasertanks abzuschneiden, aus denen Wasser zur zerstörten Notförderpumpe floss.

Zemskov, der den Notfall gerade gewissenhaft umgangen hatte Block und stark verstrahlt.

Aussetzung möglich Blöcke mit 80-mm-Raketen, Maschinengewehren oder Granatwerfern, sowie 2 oder 4 Fliegerbomben mit einem Gesamtgewicht von 500 kg.

Berezhkov kam auf die Idee, was ein moderner Flugzeugmotor erfordert Block Zylinder, ein solches Design war in seiner Fantasie zu sehen, er drückte es sogar in Skizzen aus, und als Berezhkov nun diesen Motor betrachtete, der aus Amerika ankam und in der ADVI-Montagehalle zerlegt wurde, hatte er erneut das Gefühl, als hätte ihn jemand aus einem fremden Land geschnappt und führte seinen Plan aus.

Hebemaschinen sollen einer Person helfen, etwas Schweres auf eine Höhe zu heben. Die meisten Hebemechanismen basieren auf einfaches System Blöcke - Kettenzug. Archimedes wusste es, aber heute wissen viele Menschen nichts von dieser brillanten Erfindung. Erinnern Sie sich an Ihren Physikkurs und finden Sie heraus, wie ein solcher Mechanismus funktioniert, wie er aufgebaut ist und welchen Umfang er hat. Nachdem Sie die Klassifizierung verstanden haben, können Sie mit der Berechnung beginnen. Damit alles klappt, finden Sie hier eine Anleitung zum Aufbau eines einfachen Modells.

Die Erfindung des Kettenzuges gab der Entwicklung der Zivilisationen enorme Impulse. Das Blocksystem half beim Bau riesiger Bauwerke, von denen viele bis heute erhalten sind und moderne Bauherren vor ein Rätsel stellen. Auch der Schiffbau verbesserte sich und die Menschen konnten große Entfernungen zurücklegen. Es ist an der Zeit, herauszufinden, was es ist – ein Kettenzug – und herauszufinden, wo er heute eingesetzt werden kann.

Einfachheit und Effizienz des Mechanismus

Aufbau des Hebemechanismus

Ein klassischer Kettenzug ist ein Mechanismus, der aus zwei Hauptelementen besteht:

Rolle;
flexible Verbindung.

Das einfachste Diagramm: 1 – beweglicher Block, 2 – fest, 3 – Seil

Eine Riemenscheibe ist ein Metallrad, das an seiner Außenkante eine spezielle Nut für ein Kabel aufweist. Als flexible Verbindung kann ein gewöhnliches Kabel oder Seil verwendet werden. Ist die Last schwer genug, kommen Seile aus Kunstfasern oder Stahlseile und sogar Ketten zum Einsatz. Um sicherzustellen, dass sich die Riemenscheibe leicht dreht, ohne zu springen oder zu klemmen, werden Rollenlager verwendet. Alle beweglichen Elemente sind geschmiert.

Eine Rolle wird als Block bezeichnet. Ein Flaschenzug ist ein Blocksystem zum Heben von Lasten. Die Blöcke im Hubmechanismus können stationär (starr befestigt) und beweglich (wenn die Achse während des Betriebs ihre Position ändert) sein. Ein Teil der Riemenscheibe ist an einer festen Halterung befestigt, der andere Teil an der Last. Auf der Lastseite befinden sich bewegliche Rollen.

Fester Block

Die Aufgabe des stationären Blocks besteht darin, die Bewegungsrichtung des Seils und die Wirkung der ausgeübten Kraft zu ändern. Die Rolle des Mobiltelefons besteht darin, an Stärke zu gewinnen.

Beweglicher Block

Wie es funktioniert – was ist das Geheimnis?

Das Funktionsprinzip eines Flaschenzugs ähnelt einem Hebel: Die aufzuwendende Kraft wird um ein Vielfaches kleiner, während die Arbeit im gleichen Volumen verrichtet wird. Die Rolle des Hebels übernimmt das Kabel. Beim Betrieb eines Kettenzuges kommt es auf den Kraftgewinn an, der daraus resultierende Wegverlust bleibt daher unberücksichtigt.

Je nach Ausführung der Riemenscheibe kann der Kraftgewinn unterschiedlich ausfallen. Der einfachste Mechanismus Bei zwei Riemenscheiben ergibt sich eine etwa zweifache Verstärkung, bei drei - dreifachen und so weiter. Die Entfernungszunahme wird nach dem gleichen Prinzip berechnet. Um einen einfachen Flaschenzug zu betreiben, benötigen Sie ein Kabel, das doppelt so lang ist wie die Hubhöhe. Wenn Sie einen Satz aus vier Blöcken verwenden, erhöht sich die Länge des Kabels direkt proportional auf das Vierfache.

Funktionsprinzip des Blocksystems

In welchen Bereichen wird das Blocksystem eingesetzt?

Ein Kettenzug ist ein treuer Helfer im Lager, in der Produktion und im Transportbereich. Es kommt überall dort zum Einsatz, wo mit Kraft Lasten aller Art bewegt werden müssen. Das System wird häufig im Bauwesen eingesetzt.

Obwohl Baumaschinen den Großteil der schweren Hebearbeiten übernehmen ( Kran) fand der Kettenzug seinen Platz in der Konstruktion von Lastaufnahmemitteln. Das Blocksystem (Flaschenzug) ist ein Bestandteil von Hebemechanismen wie Winde, Hebezeug und Baumaschinen (verschiedene Arten von Kränen, Bulldozer, Bagger).

Neben der Bauindustrie erhielten Flaschenzüge Aufzüge Breite Anwendung bei der Organisation von Rettungseinsätzen. Das Funktionsprinzip bleibt gleich, das Design wurde jedoch leicht geändert. Die Rettungsausrüstung besteht aus strapazierfähigem Seil und es werden Karabiner verwendet. Bei Geräten für diesen Zweck ist es wichtig, dass das gesamte System schnell zusammengebaut werden kann und keine zusätzlichen Mechanismen erfordert.

Flaschenzug als Teil eines Kranhakens

Klassifizierung von Modellen nach unterschiedlichen Merkmalen

Es gibt viele Umsetzungen einer Idee – eines Systems aus Blöcken, die durch Seile verbunden sind. Sie unterscheiden sich je nach Art der Anwendung und Design-Merkmale. Kennenlernen verschiedene Typen Informieren Sie sich über den Zweck von Aufzügen und die Unterschiede zwischen den Geräten.

Klassifizierung abhängig von der Komplexität des Mechanismus

Abhängig von der Komplexität des Mechanismus gibt es

einfach;
Komplex;
komplexe Kettenzüge.

Beispiel für gerade Modelle

Ein einfacher Kettenzug ist ein System aus in Reihe geschalteten Rollen. Alles beweglich und feste Blöcke sowie die Last selbst werden durch ein Kabel zusammengefasst. Man unterscheidet gerade und ungerade einfache Riemenscheiben.

Auch Hebemechanismen sind solche, deren Ende des Kabels an einer festen Halterung – einer Station – befestigt ist. Alle Kombinationen werden in diesem Fall als gerade betrachtet. Und wenn das Ende des Seils direkt an der Last oder an der Stelle befestigt ist, an der die Kraft ausgeübt wird, wird diese Struktur und alle ihre Ableitungen als ungerade bezeichnet.

Diagramm eines ungeraden Kettenzugs

Ein komplexes Flaschenzugsystem kann als Flaschenzugsystem bezeichnet werden. Dabei werden nicht einzelne Blöcke in Reihe geschaltet, sondern ganze Kombinationen, die für sich allein genutzt werden können. Grob gesagt setzt in diesem Fall ein Mechanismus einen anderen, ähnlichen in Gang.

Der komplexe Kettenzug gehört weder dem einen noch dem anderen Typ an. Sein Unterscheidungsmerkmal– Rollen bewegen sich auf die Last zu. Das komplexe Modell kann sowohl einfache als auch komplexe Kettenzüge umfassen.

Durch die Kombination eines zweifachen und eines sechsfachen einfachen Kettenzuges entsteht eine komplexe sechsfache Ausführung

Einteilung nach Zweck des Aufzugs

Je nachdem, was Sie mit einem Kettenzug erreichen möchten, werden sie unterteilt in:

Leistung;
hohe Geschwindigkeit.

A – Power-Version, B – High-Speed

Die Power-Option wird häufiger genutzt. Wie der Name schon sagt, besteht seine Aufgabe darin, für einen Kraftzuwachs zu sorgen. Da erhebliche Gewinne ebenso erhebliche Entfernungsverluste erfordern, sind auch Geschwindigkeitsverluste unvermeidlich. Wenn Sie beispielsweise bei einem 4:1-System eine Last einen Meter heben, müssen Sie 4 Meter Kabel ziehen, was die Arbeit verlangsamt.

Der Hochgeschwindigkeitskettenzug ist prinzipiell eine Rückwärtskraft-Konstruktion. Es bringt keinen Kraftzuwachs, sein Ziel ist Geschwindigkeit. Wird verwendet, um die Arbeit auf Kosten des aufgewendeten Aufwands zu beschleunigen.

Vielfältigkeit ist das Hauptmerkmal

Der wichtigste Indikator, auf den bei der Organisation des Lastentransports geachtet wird, ist die Vielfältigkeit der Riemenscheibe. Dieser Parameter gibt herkömmlicherweise an, wie oft der Mechanismus es Ihnen ermöglicht, an Stärke zu gewinnen. Tatsächlich gibt die Multiplizität an, auf wie viele Äste des Seils das Gewicht der Last verteilt ist.

Kinematisches Verhältnis

Die Multiplizität wird in Kinematik (entspricht der Anzahl der Knicke im Seil) und Kraft unterteilt, die unter Berücksichtigung der Überwindung der Reibungskraft durch das Seil und der nicht idealen Effizienz der Rollen berechnet wird. In den Nachschlagewerken finden sich Tabellen, die die Abhängigkeit des Leistungsfaktors vom kinematischen Faktor bei unterschiedlichen Blockwirkungsgraden darstellen.

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, weicht die Kraftmultiplizität deutlich von der kinematischen ab. Bei einem niedrigen Rollenwirkungsgrad (94 %) ist der tatsächliche Festigkeitsgewinn einer 7:1-Riemenscheibe geringer als der Gewinn einer Sechsfach-Riemenscheibe mit einem Blockwirkungsgrad von 96 %.

Schemata von Riemenscheiben unterschiedlicher Multiplizität

So führen Sie Berechnungen für einen Kettenzug durch

Auch wenn der Aufbau eines Flaschenzugs theoretisch äußerst einfach ist, ist in der Praxis nicht immer klar, wie man eine Last mit Blöcken anhebt. Wie man versteht, welche Vielfalt benötigt wird, wie man die Effizienz des Aufzugs und jedes Blocks einzeln ermittelt. Um Antworten auf diese Fragen zu finden, müssen Sie Berechnungen durchführen.

Berechnung eines separaten Blocks

Die Berechnung des Kettenzuges muss durchgeführt werden, da die Arbeitsbedingungen alles andere als ideal sind. Der Mechanismus unterliegt Reibungskräften aufgrund der Bewegung des Kabels entlang der Riemenscheibe und aufgrund der Drehung der Rolle selbst, unabhängig davon, welche Lager verwendet werden.

Darüber hinaus werden flexible und biegsame Seile selten auf einer Baustelle oder als Teil von Baumaschinen verwendet. Stahlseile oder -ketten haben eine viel größere Steifigkeit. Da das Biegen eines solchen Kabels beim Laufen gegen einen Block zusätzliche Kraft erfordert, muss diese ebenfalls berücksichtigt werden.

Für die Berechnung wird die Momentengleichung für die Riemenscheibe relativ zur Achse abgeleitet:

SrunR = SrunR + q SrunR + Nfr (1)

Formel 1 zeigt die Momente solcher Kräfte:

Srun – Kraft von der Seite des Fluchtseils;
Srun – Kraft vom entgegenkommenden Seil;
q Srun – Kraft zum Biegen/Entbiegen des Seils unter Berücksichtigung seiner Steifigkeit q;
Nf ist die Reibungskraft im Block unter Berücksichtigung des Reibungskoeffizienten f.

Um das Moment zu bestimmen, werden alle Kräfte mit dem Arm multipliziert – dem Radius des Blocks R oder dem Radius der Hülse r.

Die Kraft des heran- und auslaufenden Seils entsteht durch die Wechselwirkung und Reibung der Seilfäden. Da die Kraft zum Biegen/Ausdehnen des Kabels deutlich geringer ist als die anderen, wird dieser Wert bei der Berechnung der Wirkung auf die Blockachse oft vernachlässigt:

N = 2 Srun×sinα (2)

In dieser Gleichung:

N – Aufprall auf die Riemenscheibenachse;
Srun – Kraft des entgegenkommenden Seils (angenommen, sie entspricht ungefähr Srun;
α ist der Winkel der Abweichung von der Achse.

Blockblock ziehen

Berechnung der Nutzwirkung des Blocks

Effizienz ist bekanntlich der Koeffizient nützliche Aktion, also wie effektiv die geleistete Arbeit war. Sie errechnet sich aus dem Verhältnis von geleisteter Arbeit und aufgewendeter Arbeit. Bei einem Flaschenzug gilt die Formel:

ηb = Srun/ Srun = 1/(1 + q + 2fsinα×d/D) (3)

In der Gleichung:

3 ηb – Blockeffizienz;
d und D – jeweils der Durchmesser der Buchse und der Riemenscheibe selbst;
q – Steifigkeitskoeffizient der flexiblen Verbindung (Seil);
f – Reibungskoeffizient;
α ist der Winkel der Abweichung von der Achse.

Aus dieser Formel ist ersichtlich, dass die Effizienz durch die Struktur des Blocks (durch den f-Koeffizienten), seine Größe (durch das d/D-Verhältnis) und das Seilmaterial (q-Koeffizient) beeinflusst wird. Der maximale Wirkungsgrad kann mit Bronzebuchsen und Wälzlagern erreicht werden (bis zu 98 %). Gleitlager sorgen für einen Wirkungsgrad von bis zu 96 %.

Das Diagramm zeigt alle Kräfte S an verschiedenen Seilästen

So berechnen Sie die Effizienz des gesamten Systems

Der Hebemechanismus besteht aus mehreren Blöcken. Gesamt Effizienz des Flaschenzugs nicht gleich arithmetische Summe alle Einzelkomponenten. Für die Berechnung verwenden sie eine viel komplexere Formel bzw. ein Gleichungssystem, bei dem alle Kräfte durch den Wert des primären S0 und die Effizienz des Mechanismus ausgedrückt werden:

S1=ηп S0;
S2=(ηп)2 S0; (4)
S3=(ηп)3 S0;

Sn=(ηп)n S0.

Effizienz eines Kettenzuges bei verschiedenen Vergrößerungen

Da der Effizienzwert immer kleiner als 1 ist, nimmt der Wert von Sn mit jedem neuen Block und jeder neuen Gleichung im System schnell ab. Der Gesamtwirkungsgrad der Riemenscheibe hängt nicht nur von ηb ab, sondern auch von der Anzahl dieser Blöcke – der Multiplizität des Systems. Anhand der Tabelle können Sie ηп für Systeme mit unterschiedlicher Anzahl von Blöcken ermitteln unterschiedliche Bedeutungen Effizienz von jedem.

Wie man mit eigenen Händen einen Aufzug baut

Im Bau während Installationsarbeit Der Einbau eines Krans ist nicht immer möglich. Dann stellt sich die Frage, wie man die Last mit einem Seil anhebt. Und hier findet ein einfacher Kettenzug seinen Einsatz. Damit es voll funktionsfähig ist, müssen Sie Berechnungen und Zeichnungen anfertigen und das richtige Seil und die richtigen Blöcke auswählen.

Verschiedene Schemata einfache und komplexe Aufzüge

Vorbereitung der Basis – Diagramm und Zeichnung

Bevor Sie mit dem Bau eines Kettenzugs mit Ihren eigenen Händen beginnen, müssen Sie die Zeichnungen sorgfältig studieren und ein geeignetes Schema für sich auswählen. Sie sollten sich darauf verlassen, wie Sie die Struktur bequemer platzieren können und welche Blöcke und Kabel verfügbar sind.

Es kommt vor, dass die Tragfähigkeit der Flaschenzüge nicht ausreicht und es zu einer komplexen Mehrfachkonstruktion kommt Hebemechanismus Es gibt keine Zeit und Gelegenheit. Dann kommen Doppelkettenzüge zum Einsatz, die eine Kombination aus zwei Einzelkettenzügen darstellen. Dieses Gerät kann die Last auch so anheben, dass sie sich streng vertikal und ohne Verzerrungen bewegt.

Zeichnungen des Zwillingsmodells in verschiedene Variationen

So wählen Sie ein Seil und einen Block aus

Die wichtigste Rolle beim Bau eines Kettenzuges mit eigenen Händen spielt das Seil. Wichtig ist, dass es sich nicht ausdehnt. Solche Seile werden statisch genannt. Die Dehnung und Verformung einer flexiblen Verbindung führt zu erheblichen Einbußen bei der Arbeitseffizienz. Für einen selbstgebauten Mechanismus eignet sich ein Kunststoffkabel, dessen Dicke vom Gewicht der Ladung abhängt.

Das Material und die Qualität der Blöcke sind Indikatoren, die selbstgebauten Hebegeräten die berechnete Tragfähigkeit verleihen. Abhängig von den im Block verbauten Lagern verändert sich dessen Wirkungsgrad und dies wird bereits in den Berechnungen berücksichtigt.

Aber wie kann man eine Last mit eigenen Händen auf eine Höhe heben und sie nicht fallen lassen? Um die Last vor einer möglichen Rückwärtsbewegung zu schützen, können Sie einen speziellen Sperrblock installieren, der eine Bewegung des Seils nur in eine Richtung – die gewünschte Richtung – ermöglicht.

Rolle, entlang der sich das Seil bewegt

Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Heben einer Last durch einen Block

Wenn das Seil und die Blöcke fertig sind, das Diagramm ausgewählt und die Berechnungen durchgeführt wurden, können Sie mit der Montage beginnen. Für eine einfache Doppelrolle benötigen Sie:

Walze – 2 Stk.;
Lager;
Buchse – 2 Stk.;
Clip für Block – 2 Stk.;
Seil;
Haken zum Aufhängen von Ladung;
Anschlagmittel – sofern diese für die Montage benötigt werden.

Zur schnellen Verbindung dienen Karabiner

Das schrittweise Anheben der Last auf eine Höhe erfolgt wie folgt:

Verbinden Sie die Rollen, Buchsen und Lager. Das alles fassen sie in einem Clip zusammen. Holen Sie sich einen Block.
Das Seil wird in den ersten Block eingeführt;
Der Clip mit diesem Block wird starr an einem festen Träger (Stahlbetonbalken, Pfeiler, Wand, speziell montierte Verlängerung usw.) befestigt;
Das Ende des Seils wird dann durch den zweiten Block (beweglich) geführt.
Am Clip ist ein Haken befestigt.
Das freie Ende des Seils ist fixiert.
Sie schleudern die angehobene Last und verbinden sie mit dem Kettenzug.

Der selbstgebaute Hebemechanismus ist sofort einsatzbereit und bietet doppelte Kraftvorteile. Um die Last nun auf eine bestimmte Höhe anzuheben, genügt es, am Ende des Seils zu ziehen. Durch das Umlaufen beider Rollen hebt das Seil die Last ohne an besondere Anstrengung.

Ist es möglich, einen Kettenzug und eine Winde zu kombinieren?

Wenn zum hausgemachter Mechanismus, den Sie nach dieser Anleitung bauen werden, befestigen Sie eine elektrische Winde, Sie erhalten einen echten Kran, selbstgebaut. Jetzt müssen Sie sich beim Heben der Last überhaupt nicht mehr anstrengen; die Winde erledigt alles für Sie.

Sogar Handwinde macht das Heben der Last komfortabler – Sie müssen Ihre Hände nicht am Seil reiben und müssen sich keine Sorgen machen, dass Ihnen das Seil aus den Händen rutscht. Auf jeden Fall ist das Drehen der Windenkurbel deutlich einfacher.

Flaschenzug für Winde

Grundsätzlich besteht auch außerhalb der Baustelle die Möglichkeit dazu Wanderbedingungen Mit einem Minimum an Werkzeugen und Materialien ist der Bau einer einfachen Riemenscheibe für eine Winde eine sehr nützliche Fähigkeit. Besonders Autofahrer werden es zu schätzen wissen, wenn sie das Glück haben, mit ihrem Auto irgendwo an einer unpassierbaren Stelle stecken zu bleiben. Eine hastig gefertigte Riemenscheibe steigert die Leistung der Winde deutlich.

Überschätzen Sie die Bedeutung des Kettenzugs in der Entwicklung moderne Konstruktion und Maschinenbau ist schwierig. Jeder sollte das Funktionsprinzip verstehen und sich dessen Aufbau visuell vorstellen. Jetzt haben Sie keine Angst mehr vor Situationen, in denen Sie eine Last heben müssen, aber es gibt keine spezielle Ausrüstung. Mit ein paar Flaschenzügen, einem Seil und Einfallsreichtum können Sie dies ohne den Einsatz eines Krans bewerkstelligen.

Die Verwendung eines beweglichen Blocks führt zu einem doppelten Kraftgewinn, die Verwendung eines stationären Blocks ermöglicht es Ihnen, die Richtung der ausgeübten Kraft zu ändern. In der Praxis werden Kombinationen aus beweglichen und festen Blöcken verwendet. Darüber hinaus können Sie mit jedem beweglichen Block die aufgebrachte Kraft halbieren oder die Geschwindigkeit der Lastbewegung verdoppeln. Feste Blöcke werden verwendet, um bewegliche Blöcke zu einem einzigen System zu verbinden. Ein solches System aus beweglichen und festen Blöcken wird Flaschenzug genannt.

Definition

Ein Kettenzug wird dort eingesetzt, wo es darum geht, eine schwere Last mit minimalem Kraftaufwand zu heben oder zu bewegen, für Spannung zu sorgen usw. Der einfachste Kettenzug besteht aus nur einem Block und einem Seil und ermöglicht es Ihnen, die zum Heben der Last erforderliche Zugkraft zu halbieren.

Abbildung 1. Jeder bewegliche Block in der Rolle sorgt für einen doppelten Kraft- oder Geschwindigkeitsgewinn

Typischerweise verwenden Hebemechanismen Kraftrollen, um die Spannung des Seils, das Moment aus dem Gewicht der Last auf der Trommel und das Übersetzungsverhältnis des Mechanismus (Hebezeug, Winde) zu reduzieren. Deutlich seltener werden Schnelllaufrollen eingesetzt, die es ermöglichen, die Bewegungsgeschwindigkeit der Last bei niedrigen Drehzahlen des Antriebselements zu steigern. Sie werden in hydraulischen oder pneumatischen Aufzügen, Ladern und Teleskopausleger-Ausfahrmechanismen von Kränen eingesetzt.

Das Hauptmerkmal der Riemenscheibe ist die Vielfältigkeit. Dies ist das Verhältnis der Anzahl der Zweige des flexiblen Körpers, an dem die Last hängt, zur Anzahl der auf der Trommel aufgewickelten Zweige (bei Kraftrollen) oder das Verhältnis der Geschwindigkeit des vorderen Endes des flexiblen Körpers zur angetriebenes Ende (für Hochgeschwindigkeits-Riemenscheiben). Relativ gesehen ist die Multiplizität ein theoretisch berechneter Koeffizient des Kraft- bzw. Geschwindigkeitszuwachses beim Einsatz eines Kettenzuges. Die Änderung der Multiplizität des Flaschenzugsystems erfolgt durch das Einführen oder Entfernen zusätzlicher Blöcke aus dem System, wobei das Ende des Seils mit gerader Multiplizität an einem festen Strukturelement und bei ungerader Multiplizität an der Hakenklemme befestigt wird.

Abbildung 2. Seilbefestigung mit gerader und ungerader Vielzahl von Rollensystemen

Der Kraftgewinn bei Verwendung einer Riemenscheibe mit $n$ beweglichen und $n$ festen Blöcken wird durch die Formel $P=2Fn$ bestimmt, wobei $P$ das Gewicht der Last und $F$ die ausgeübte Kraft ist der Eingang der Riemenscheibe, $n$ – Anzahl der beweglichen Blöcke.

Abhängig von der Anzahl der Seilstränge, die an der Trommel des Hubwerks befestigt sind, kann man zwischen einfachen (einfachen) und doppelten Kettenzügen unterscheiden. IN Einzelflaschenzüge Beim Auf- oder Abwickeln eines flexiblen Elements aufgrund seiner Bewegung entlang der Trommelachse kommt es zu einer unerwünschten Änderung der Belastung der Trommelstützen. Auch wenn im System keine freien Blöcke vorhanden sind (das Seil vom Hakenaufhängungsblock geht direkt zur Trommel), bewegt sich die Last nicht nur in der vertikalen, sondern auch in der horizontalen Ebene.

Abbildung 3. Einzel- und Doppelrollen

Abbildung 4. Methoden zum Sicherstellen des vertikalen Hebens der Last

Hochgeschwindigkeits-Riemenscheiben unterscheiden sich von Hochleistungs-Riemenscheiben darin Arbeitskraft, normalerweise durch einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder erzeugt, wird auf einen beweglichen Käfig ausgeübt und die Last wird am freien Ende des Seils oder der Kette aufgehängt. Der Geschwindigkeitsgewinn bei Verwendung einer solchen Riemenscheibe ergibt sich aus der Erhöhung der Lasthöhe.

Bei der Verwendung von Umlenkrollen ist zu berücksichtigen, dass die im System verwendeten Elemente keine absolut flexiblen Körper sind, sondern eine gewisse Steifigkeit aufweisen, sodass der entgegenkommende Ast nicht sofort in den Strom des Blocks gerät und der laufende Ast nicht sofort aufrichten. Dies macht sich am deutlichsten bei der Verwendung von Stahlseilen bemerkbar.

Frage: Warum haben Baukräne einen Haken, der die Last trägt, nicht am Ende des Kabels, sondern an der Halterung des beweglichen Blocks?

Antwort: um das vertikale Heben der Last sicherzustellen.

Abb. 5 zeigt einen Kraftkettenzug, bei dem es mehrere bewegliche Blöcke und nur einen festen gibt. Bestimmen Sie, wie viel Gewicht gehoben werden kann, indem eine Kraft von $F$ = 200 N auf einen stationären Block ausgeübt wird?

Abbildung 5

Jeder der beweglichen Blöcke der Kraftrolle verdoppelt die aufgebrachte Kraft. Das Gewicht, das eine Power-Polypaste dritten Grades heben kann (ohne Berücksichtigung von Korrekturen für Reibungskräfte und Kabelsteifigkeit), wird durch die Formel bestimmt:

Antwort: Der Kettenzug kann eine Last mit einem Gewicht von 800 N heben.

Für das Heben großer Lasten ist eine Person nicht sehr stark, aber sie hat sich viele Mechanismen ausgedacht, die diesen Vorgang vereinfachen. In diesem Artikel werden wir Riemenscheiben besprechen: den Zweck und die Konstruktion solcher Systeme, und wir werden auch versuchen, sie so einfach wie möglich zu gestalten Version eines solchen Geräts mit unseren eigenen Händen.

Eine Lastenrolle ist ein System aus Seilen und Blöcken, mit dem Sie effektive Kraft gewinnen und gleichzeitig an Länge verlieren können. Das Prinzip ist ganz einfach. An der Länge verlieren wir genau so oft, wie wir an Stärke gewinnen. Dank dieser goldenen Regel der Mechanik können ohne großen Aufwand große Massen gebaut werden. Was im Prinzip nicht so kritisch ist. Geben wir ein Beispiel. Jetzt haben Sie 8 Mal an Kraft gewonnen und müssen ein 8 Meter langes Seil spannen, um den Gegenstand auf eine Höhe von 1 Meter zu heben.

Der Einsatz solcher Geräte kostet Sie weniger als die Anmietung eines Krans und außerdem können Sie den Kraftzuwachs selbst steuern. Die Riemenscheibe hat zwei verschiedene Seiten: Eine davon ist fest, die an der Stütze befestigt ist, und die andere ist beweglich, die an der Last selbst haftet. Der Kraftgewinn erfolgt durch die beweglichen Blöcke, die auf der beweglichen Seite der Riemenscheibe montiert sind. Der feste Teil dient lediglich dazu, die Flugbahn des Seils selbst zu verändern.

Arten von Riemenscheiben zeichnen sich durch Komplexität, Parität und Vielfältigkeit aus. In Bezug auf die Komplexität gibt es einfache und komplexe Mechanismen, und die Multiplizität bedeutet eine Vervielfachung der Kraft, das heißt, wenn die Multiplizität 4 ist, dann gewinnt man theoretisch um das Vierfache an Kraft. Ebenfalls selten, aber immer noch verwendet, wird ein Hochgeschwindigkeits-Flaschenzug verwendet; dieser Typ ermöglicht einen Geschwindigkeitsgewinn beim Bewegen von Lasten bei einer sehr niedrigen Geschwindigkeit der Antriebselemente.

Betrachten wir zunächst eine einfache Montagerolle. Es kann durch Hinzufügen von Blöcken zu einer Stütze und einer Last erhalten werden. Um einen ungeraden Mechanismus zu erhalten, müssen Sie das Ende des Seils an einem beweglichen Punkt der Last befestigen, und um einen geraden Mechanismus zu erhalten, befestigen wir das Seil an einer Stütze. Wenn wir einen Block hinzufügen, erhalten wir +2 für die Stärke, und ein bewegter Punkt gibt jeweils +1. Um beispielsweise eine Riemenscheibe für eine Winde mit einer Multiplizität von 2 zu erhalten, müssen Sie das Ende des Seils an einer Stütze befestigen und einen Block verwenden, der an der Last befestigt wird. Und wir werden einen gleichmäßigen Gerätetyp haben.

Das Funktionsprinzip eines Kettenzuges mit einer Vielfachheit von 3 sieht anders aus. Hier wird das Ende des Seils an der Last befestigt und es werden zwei Rollen verwendet, von denen wir eine an der Stütze und die andere an der Last befestigen. Diese Art von Mechanismus führt zu einem dreifachen Kraftzuwachs, das ist eine seltsame Option. Um zu verstehen, wie hoch der Kraftzuwachs sein wird, können Sie Folgendes verwenden: einfache Regel: Wie viele Seile kommen aus der Ladung, so groß ist unser Kraftgewinn. Typischerweise werden Umlenkrollen mit Haken verwendet, an denen tatsächlich die Last befestigt ist; es ist ein Fehler zu glauben, dass es sich nur um einen Block und ein Seil handelt.

Jetzt erfahren wir, wie ein komplexer Kettenzug funktioniert. Dieser Name bezieht sich auf einen Mechanismus, bei dem mehrere einfache Optionen Von diesem Ladungsträger ziehen sie sich gegenseitig. Der Festigkeitsgewinn solcher Konstruktionen wird durch Multiplikation ihrer Multiplizitäten berechnet. Ziehen wir beispielsweise einen Mechanismus mit einer Multiplizität von 4 und einen anderen mit einer Multiplizität von 2, dann beträgt der theoretische Kraftgewinn 8. Alle oben genannten Berechnungen finden nur für ideale Systeme statt, die keine Reibungskraft haben. aber in der Praxis sieht es anders aus.

In jedem der Blöcke kommt es zu einem geringen Leistungsverlust durch Reibung, da dieser immer noch für die Überwindung der Reibungskraft aufgewendet wird. Um die Reibung zu reduzieren, muss man bedenken: Je größer der Biegeradius des Seils, desto geringer ist die Reibungskraft. Am besten verwenden Sie nach Möglichkeit Rollen mit größerem Radius. Wenn Sie Karabiner verwenden, sollten Sie einen Block aus identischen Optionen herstellen, aber Rollen sind viel effektiver als Karabiner, da der Verlust bei ihnen 5-30 % beträgt, bei Karabinern jedoch bis zu 50 %. Es ist auch nützlich zu wissen, dass der effektivste Block näher an der Last platziert werden muss, um die maximale Wirkung zu erzielen.

Wie berechnen wir den tatsächlichen Kraftzuwachs? Dazu müssen wir die Effizienz der verwendeten Einheiten kennen. Die Effizienz wird durch Zahlen von 0 bis 1 ausgedrückt, und wenn wir ein Seil verwenden großer Durchmesser oder zu hart, dann ist die Effizienz der Blöcke deutlich geringer als vom Hersteller angegeben. Dies bedeutet, dass dies berücksichtigt und die Effizienz der Blöcke angepasst werden muss. Zur Berechnung des tatsächlichen Kraftzuwachses einfacher Typ Hebemechanismus, es ist notwendig, die Last auf jedem Zweig des Seils zu berechnen und sie zu falten. Zur Berechnung des Kraftzuwachses komplexe Typen es ist notwendig, die realen Kräfte der einfachen Kräfte, aus denen es besteht, zu vervielfachen.

Vergessen Sie auch nicht die Reibung des Seils, da sich seine Äste untereinander verdrehen können und die Rollen bei starker Belastung zusammenlaufen und das Seil einklemmen können. Um dies zu verhindern, sollten die Blöcke einen Abstand zueinander haben, Sie können beispielsweise eine Leiterplatte dazwischen verwenden. Außerdem sollten Sie nur statische Seile kaufen, die sich nicht dehnen, da dynamische Seile zu einem erheblichen Festigkeitsverlust führen. Zur Montage des Mechanismus kann entweder ein separates oder ein Lastenseil verwendet werden, das unabhängig von der Hebevorrichtung an der Last befestigt wird.

Der Vorteil der Verwendung eines separaten Seils besteht darin, dass Sie eine Hebekonstruktion schnell zusammenbauen oder im Voraus vorbereiten können. Sie können auch die gesamte Länge nutzen, dies erleichtert auch das Durchführen von Knoten. Einer der Nachteile besteht darin, dass keine Möglichkeit zur automatischen Fixierung der angehobenen Last besteht. Die Vorteile eines Lastenseils bestehen darin, dass eine automatische Fixierung des angehobenen Gegenstands möglich ist und kein separates Seil erforderlich ist. Das Wichtigste an den Nachteilen ist, dass es während des Betriebs schwierig ist, durch die Knoten zu gelangen, und dass man außerdem ein Lastseil für den Mechanismus selbst ausgeben muss.

Sprechen wir über die Rückwärtsbewegung, die unvermeidlich ist, da sie beim Einklemmen des Seils, beim Entfernen der Last oder beim Anhalten zum Ruhen auftreten kann. Um das Auftreten von Spiel zu verhindern, müssen Blöcke verwendet werden, die den Seildurchlauf nur in eine Richtung ermöglichen. Gleichzeitig organisieren wir den Aufbau so, dass die Blockierrolle zuerst am anzuhebenden Gegenstand angebracht wird. Dadurch vermeiden wir nicht nur ein Zurückweichen, sondern ermöglichen uns auch, die Ladung beim Entladen oder einfach beim Umordnen der Blöcke zu sichern.

Wenn Sie ein separates Seil verwenden, wird die Blockierrolle zuletzt an der anzuhebenden Last angebracht und sollte eine hohe Wirksamkeit haben.

Nun ein wenig zur Befestigung des Hebemechanismus am Lastseil. Es kommt selten vor, dass wir ein Seil in der richtigen Länge zur Hand haben, um den beweglichen Teil des Blocks zu sichern. Es gibt verschiedene Arten der Mechanismusmontage. Bei der ersten Methode werden Greifknoten verwendet, die aus Schnüren mit einem Durchmesser von 7–8 mm in 3–5 Windungen gestrickt werden. Diese Methode, wie die Praxis gezeigt hat, ist am effektivsten, da ein Greifknoten aus 8 mm Kordel an einem Seil mit einem Durchmesser von 11 mm erst bei einer Belastung von 10-13 kN zu rutschen beginnt. Gleichzeitig verformt es das Seil zunächst nicht, aber nach einiger Zeit schmilzt es das Geflecht und klebt daran fest, wodurch es beginnt, die Rolle einer Sicherung zu spielen.

Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung einer Klemme allgemeiner Zweck. Die Zeit hat gezeigt, dass es auf vereisten und nassen Seilen eingesetzt werden kann. Erst bei einer Belastung von 6-7 kN beginnt es zu kriechen und verletzt das Seil leicht. Eine andere Methode ist die Verwendung einer Personenklemme, die jedoch nicht zu empfehlen ist, da diese bei einer Kraft von 4 kN zu kriechen beginnt und gleichzeitig das Geflecht zerreißt oder sogar das Seil durchbeißen kann. Dies sind alles Industriedesigns und deren Anwendung, aber wir werden versuchen, einen selbstgebauten Kettenzug zu bauen.

Ein Flaschenzug ist ein System aus beweglichen und festen Blöcken, die durch eine flexible Verbindung (Seile, Ketten) verbunden sind und dazu dienen, die Kraft oder Geschwindigkeit beim Heben von Lasten zu erhöhen. Ein Kettenzug wird dort eingesetzt, wo es darum geht, eine schwere Last mit minimalem Kraftaufwand zu heben oder zu bewegen, für Spannung zu sorgen usw. Das einfachste Flaschenzugsystem besteht aus nur einem Block und einem Seil und ermöglicht gleichzeitig die Halbierung der zum Heben einer Last erforderlichen Zugkraft.

Typischerweise verwenden Hebemechanismen Kraftrollen, um die Spannung des Seils, das Moment aus dem Gewicht der Last auf der Trommel und das Übersetzungsverhältnis des Mechanismus (Hebezeug, Winde) zu reduzieren. Hochgeschwindigkeits-Riemenscheiben, mit denen Sie die Bewegungsgeschwindigkeit der Last bei niedrigen Geschwindigkeiten des Antriebselements steigern können. Sie werden viel seltener verwendet und in hydraulischen oder pneumatischen Aufzügen, Ladern und Mechanismen zum Ausfahren von Teleskopauslegern von Kränen verwendet.

Abhängig von der Anzahl der Seilstränge, die an der Trommel des Hubwerks befestigt sind, kann man zwischen einfachen (einfachen) und doppelten Kettenzügen unterscheiden. Bei Einzelscheibenaufzügen kommt es beim Auf- oder Aufwickeln eines flexiblen Elements aufgrund seiner Bewegung entlang der Trommelachse zu einer unerwünschten Belastungsänderung der Trommelstützen. Auch wenn im System keine freien Blöcke vorhanden sind (das Seil vom Hakenaufhängungsblock geht direkt zur Trommel), bewegt sich die Last nicht nur in der vertikalen, sondern auch in der horizontalen Ebene.

Um ein strikt vertikales Heben der Last zu gewährleisten, werden Doppelrollen (bestehend aus zwei Einzelrollen) verwendet; in diesem Fall sind beide Enden des Seils an der Trommel befestigt. Um die normale Position der Hakenaufhängung bei ungleichmäßiger Dehnung des flexiblen Elements beider Riemenscheiben sicherzustellen, werden ein Balancer oder Ausgleichsblöcke verwendet. Solche Umlenkrollen werden hauptsächlich in Brücken- und Portalkranen sowie in schweren Turmdrehkranen eingesetzt, um anstelle einer großen, leistungsstarken Lastenwinde zwei Standard-Lastenwinden verwenden zu können und um zwei oder drei Geschwindigkeiten zum Heben von Lasten zu erreichen.

IN Kraftriemenscheiben Wenn die Multiplizität erhöht wird, ist es möglich, Seile mit verringertem Durchmesser zu verwenden und dadurch den Durchmesser der Trommel und der Blöcke zu verringern sowie das Gewicht und die Abmessungen des Gesamtsystems zu verringern. Durch die Erhöhung der Multiplizität lässt sich das Übersetzungsverhältnis reduzieren, erfordert aber gleichzeitig eine größere Seillänge und Seilkapazität der Trommel.

Hochgeschwindigkeits-Umlenkrollen unterscheiden sich von Kraft-Umlenkrollen dadurch, dass bei ihnen die Arbeitskraft, die normalerweise von einem hydraulischen oder pneumatischen Zylinder erzeugt wird, auf einen beweglichen Käfig ausgeübt wird und die Last am freien Ende eines Seils oder einer Kette aufgehängt wird. Der Geschwindigkeitsgewinn bei Verwendung einer solchen Riemenscheibe ergibt sich aus der Erhöhung der Lasthöhe.

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