Головна

Ремонт

Як працюють блоки? Найпростіші механізми для підйому вантажів Класифікація моделей за різними характеристиками.

Як працюють блоки? Найпростіші механізми для підйому вантажів Класифікація моделей за різними характеристиками.

Блок складається з одного або декількох коліс (роликів), що обгинаються ланцюгом, ременем або тросом. Так само, як і важіль, блок зменшує зусилля, необхідне для підйому вантажу, але плюс до цього може змінювати напрямок сили, що прикладається.

За виграш у силі доводиться розплачуватися відстанню: чим менше зусилля потрібно для підйому вантажу, тим більше шлях, який має пройти точка докладання цього зусилля. Система блоків збільшує виграш у силі за рахунок використання більшої кількості вантажних ланцюгів. Подібні силозберігаючі пристрої мають дуже широкий діапазон застосування - від переміщення на висоту масивних сталевих балок на будівельних майданчикахдо підйому прапорів.

Як і у випадку інших простих механізмів, винахідники блоку невідомі. Хоча, можливо, блоки існували і раніше, перша згадка про них у літературі відноситься до п'ятого століття до нашої ери і пов'язана з використанням блоків стародавніми греками на кораблях та в театрах.

Встановлені на підвісній рейці рухомі системи блоків (рисунок зверху)широко поширені на складальних лініях, оскільки суттєво полегшують переміщення важких деталей. Прикладана сила (F) дорівнює частці від поділу ваги вантажу (W) на кількість ланцюгів, що підтримують його (n).

Одинарні нерухомі блоки

Цей найпростіший типблоку не зменшує зусилля, необхідне для підйому вантажу, зате змінює напрямок сили, що прикладається, як це показано на малюнках зверху і праворуч вгорі. Нерухомий блокна верхній частині флагштока полегшує підйом прапора, дозволяючи тягнути шнур, до якого прив'язаний прапор вниз.

Одинарні рухомі блоки

Одинарний блок, що має можливість переміщення, зменшує наполовину зусилля, потрібне для підйому вантажу. Однак зменшення сили, що вдвічі прикладається, означає, що точка її застосування повинна пройти вдвічі більший шлях. У даному випадкусила дорівнює половині ваги (F=1/2W).

Системи блоків

При використанні комбінації нерухомого блоку з рухомим сила, що прикладається, кратна загальній кількості вантажонесучих ланцюгів. У разі сила дорівнює половині ваги (F=1/2W).

Вантаж, підвішений через блок вертикально, дозволяє туго натягувати горизонтальні. електричні дроти.

Підвісний підйомник(Малюнок зверху) складається з ланцюга, обвитого навколо одного рухомого і двох нерухомих блоків. Підйом вантажу вимагає докладання сили, що становить лише половину від його ваги.

Поліспаст, що зазвичай використовується у великих підйомних кранах (малюнок праворуч), складається з комплекту рухомих блоків, до якого підвішується вантаж, і комплекту нерухомих, прикріпленого до стріли крана. Отримуючи виграш в силі від такого великої кількостіблоків, кран може піднімати дуже важкі вантажі, наприклад сталеві балки. В даному випадку сила (F) дорівнює частці від поділу ваги вантажу (W) на кількість підтримуючих тросів (n).

Застосування рухомого блоку дає дворазовий виграш у силі, застосування нерухомого - дозволяє змінити напрямок сили, що додається. На практиці використовуються комбінації рухомих та нерухомих блоків. При цьому кожен рухомий блок дозволяє вдвічі зменшити зусилля, що додається, або вдвічі збільшити швидкість переміщення вантажу. Нерухомі блоки використовують для зв'язку рухомих блоків єдину систему. Така система рухомих та нерухомих блоків називається поліспаст.

Визначення

Поліспаст - система рухомих і нерухомих блоків, з'єднаних гнучким зв'язком (канати, ланцюги), що використовується для збільшення сили або швидкості підйому вантажів.

Використовується поліспаст у випадках, коли необхідно докладаючи мінімальних зусиль підняти або перемістити важкий вантаж, забезпечити натяг тощо. Найпростіший поліспастскладається всього з одного блоку та каната, при цьому дозволяє вдвічі знизити тягове зусилля, необхідне для підйому вантажу.

Малюнок 1. Кожен рухливий блок у поліспасті дає дворазовий виграш у силі чи швидкості

Зазвичай у вантажопідйомних механізмах застосовують силові поліспасти, що дозволяють зменшити натяг каната, момент від ваги вантажу на барабані та передатне число механізму (талі, лебідки). Швидкісні поліспасти, що дозволяють отримати виграш у швидкості переміщення вантажу за малих швидкостей приводного елемента, застосовуються значно рідше. Вони використовуються в гідравлічних чи пневматичних підйомниках, навантажувачах, механізмах висування телескопічних стрілок кранів.

Основною характеристикою поліспасту є кратність. Це відношення числа гілок гнучкого органу, на якому підвішений вантаж, до гілок намотуваних на барабан (для силових поліспастів), або відношення швидкості провідного кінця гнучкого органа до веденого (для швидкісних поліспастів). Умовно кажучи, кратність це теоретично розрахований коефіцієнт виграшу в силі чи швидкості під час використання поліспасту. Зміна кратності поліспаста відбувається шляхом введення або видалення системи додаткових блоків, при цьому кінець каната при парній кратності кріпиться на нерухомому елементі конструкції, а при непарній кратності - на крюковой обоймі.

Малюнок 2. Кріплення каната при парній та непарній кратності поліспасту

Виграш у силі при застосуванні поліспаста з $n$ рухомих і $n$ нерухомих блоків визначається за формулою: $P=2Fn$, де $Р$ - вага вантажу, $F$ - сила, що додається на вході поліспаста, $n$ - кількість рухомих блоків.

Залежно від кількості гілок каната, закріплених на барабані вантажопідіймального механізму, можна виділити одинарні (прості) та здвоєні поліспасти. У одинарних поліспастах, при намотуванні або змотуванні гнучкого елемента внаслідок його переміщення вздовж осі барабана створюється небажана зміна навантаження на опори барабана. Також у разі відсутності у системі вільних блоків (канат з блоку гакової підвіски безпосередньо переходить на барабан) відбувається переміщення вантажу не тільки у вертикальній, а й у горизонтальній площині.

Рисунок 3. Одинарні та здвоєні поліспасти

Для забезпечення строго вертикального підйому вантажу застосовують здвоєні поліспасти (що складаються з двох одинарних), у цьому випадку на барабані закріплюються обидва кінці каната. Для забезпечення нормального положення гакової підвіски при нерівномірній витяжці гнучкого елемента обох поліспастів застосовують балансир або зрівняльні блоки.

Малюнок 4. Способи забезпечення вертикальності підйому вантажу

Швидкісні поліспасти відрізняються від силових тим, що в них робоча сила, що зазвичай розвивається гідравлічним або пневматичним циліндром, прикладається до рухомої обойми, а вантаж підвішується до вільного кінця каната або ланцюга. Виграш у швидкості при використанні такого поліспасту виходить внаслідок збільшення висоти підйому вантажу.

При використанні поліспастів слід враховувати, що використовувані в системі елементи не є абсолютно гнучкими тілами, а мають певну жорсткість, тому гілка, що набігає, не відразу лягає в струмок блоку, а гілка, що збігає, не відразу випрямляється. Це найбільше помітно при використанні сталевих канатів.

Запитання: чому у підйомних будівельних кранів гак, який переносить вантаж, закріплений не на кінці троса, а на обоймі рухомого блоку?

Відповідь: для забезпечення вертикальності підйому вантажу.

На рис.5 зображений статечний поліспаст, в якому кілька рухомих блоків, а нерухомий - лише один. Визначте, яку вагу можна підняти, доклавши до нерухомого блоку зусилля $F$ = 200 H?

Малюнок 5

Кожен з рухомих блоків статечного поліспаста подвоює зусилля, що додається. Вага, яка може підняти статечний полістпаст третього ступеня (без урахування поправок на сили тертя та жорсткість троса), визначається формулою:

Відповідь: поліспаст може підняти вантаж вагою 800 н.

Вантажопідйомні машини покликані допомогти людині підняти щось важке на висоту. В основі більшості підйомних механізмів лежить проста системаблоків – поліспаст. Він був знайомий ще Архімеду, але зараз про цей геніальний винахід багато хто не знає. Згадуючи курс фізики, з'ясуйте, як працює такий механізм, його будова та сфера застосування. Розібравшись у класифікації, можна братися до розрахунку. Щоб все вийшло – до вашої уваги інструкція з конструювання простої моделі.

Винахід поліспасту дало величезний поштовх розвитку цивілізацій. Система блоків допомогла побудувати величезні споруди, багато з яких збереглися досі і викликають подив у сучасних будівельників. Також удосконалювалося суднобудування, люди змогли мандрувати на величезні відстані. Настав час розібратися, що це таке – поліспаст і з'ясувати, де можна знайти йому застосування сьогодні.

Простота та ефективність механізму

Будова вантажопідйомного механізму

Класичний поліспаст є механізмом, що складається з двох основних елементів:

шків;
гнучкий зв'язок.

Найпростіша схема: 1 – рухомий блок, 2 – нерухомий, 3 – канат

Шків - це металеве колесо, яке по зовнішньому краю має спеціальний жолоб для троса. Як гнучкий зв'язок може застосовуватися звичайний трос або канат. Якщо вантаж буде досить важким, використовують троси із синтетичних волокон або сталеві канати і навіть ланцюги. Для того, щоб шків обертався легко, без стрибків і заїдання, використовують роликові підшипники. Усі елементи, що рухаються, змащують.

Один шків називають блоком. Поліспаст – це система блоків для підйому вантажів. Блоки у складі підйомного механізму можуть бути нерухомими (жорстко закріпленими) та рухомими (коли вісь у процесі роботи змінює положення). Одна частина поліспаста кріпиться до нерухомої опори, інша – до вантажу. Рухливі ролики розташовуються за вантажу.

Нерухомий блок

Роль нерухомого блоку - зміна напрямку руху каната і дії сили, що прикладається. Роль рухливих – отримання виграшу чинності.

Рухомий блок

Принцип роботи – у чому секрет

Принцип роботи поліспаста подібний до важеля: зусилля, яке необхідно докласти, стає менше в кілька разів, при цьому робота виконується в тому ж обсязі. Роль важеля відіграє трос. У роботі поліспасту важливий виграш у силі, тому програш, що виникає, у відстані не береться до уваги.

Залежно від конструкції поліспасту, виграш у силі може бути різним. Найпростіший механізм із двох шківів дає приблизно дворазовий виграш, із трьох – триразовий і так далі. За принципом розраховується і збільшення відстані. Для роботи простого поліспаста потрібен трос вдвічі довший за висоту підйому, а якщо використовують комплекс із чотирьох блоків – то і довжина троса збільшується прямо пропорційно в чотири рази.

Принцип роботи системи блоків

В яких областях застосовується система блоків

Поліспаст - вірний помічник на складі, на виробництві, у транспортній сфері. Його використовують скрізь, де потрібно застосовувати силу для переміщення усіляких вантажів. Система широко застосовується у будівництві.

Незважаючи на те, що більшу частину важкої роботи виконує будівельна техніка (підйомний кран), поліспасту знайшлося місце в конструкції вантажозахоплювальних механізмів. Система блоків (поліспаст) є складовою таких підйомних механізмів, як лебідка, таль, будівельна техніка (крани різних типів, бульдозер, екскаватор).

Окрім будівельної галузі, поліспасти отримали широке застосуванняв організації рятувальних робіт. Принцип роботи залишається незмінним, але конструкція трохи видозмінюється. Рятувальне обладнання виготовляється із міцного троса, використовуються карабіни. Для таких пристроїв важливо, щоб вся система швидко збиралася і не вимагала додаткових механізмів.

Поліспаст у складі гака підйомного крана

Класифікація моделей за різними характеристиками

Існує безліч виконань одного задуму - системи блоків, об'єднаних канатом. Їх диференціюють залежно від способу застосування та конструктивних особливостей. Познайомтеся з різними типамипідйомників, з'ясуйте, у чому полягає їх призначення та чим відрізняється пристрій.

Класифікація залежно від складності механізму

Залежно від складності механізму виділяють

прості;
складні;
комплексні поліспасти.

Приклад парних моделей

Простий поліспаст є системою послідовно з'єднаних роликів. Всі рухомі та нерухомі блоки, а також сам вантаж об'єднуються одним тросом. Диференціюють парні та непарні прості поліспасти.

Парними називають ті вантажопідйомні механізми, чий кінець троса кріпиться до нерухомої опори – станції. Усі комбінації в такому разі вважатимуться парними. А якщо кінець мотузки прикріплений безпосередньо до вантажу або місця докладання зусилля, ця конструкція та всі похідні від неї будуть називатися непарними.

Схема непарного поліспасту

Складний поліспаст можна називати системою поліспастів. І тут послідовно з'єднуються не окремі блоки, а цілі комбінації, які можуть використовуватися власними силами. Грубо кажучи, в цьому випадку один механізм рухає інший подібний.

Комплексний поліспаст не відноситься до жодного, ні до іншого виду. Його відмінна риса- ролики, що рухаються назустріч вантажу. До складу комплексної моделі можуть входити як прості, і складні поліспасти.

Об'єднання дворазового та шестиразового простого поліспасту дає складний шестиразовий варіант

Класифікація за призначенням підйомника

Залежно від того, що хочуть отримати під час використання поліспасту, їх поділяють на:

силові;
швидкісні.

А – силовий варіант, Б – швидкісний

Силовий варіант використовується найчастіше. Як випливає з назви, його завдання – забезпечити виграш у силі. Так як для значного виграшу потрібні такі ж значні втрати на відстані, неминучі й втрати у швидкості. Наприклад, для системи 4:1 при піднятті вантажу на один метр необхідно натягнути 4 метри троса, що уповільнює роботу.

Швидкісний поліспаст за своїм принципом є зворотною силовою конструкцією. Він не дає виграшу у силі, його мета – швидкість. Застосовується для прискорення роботи на шкоду зусиллю, що прикладається.

Кратність – основна характеристика

Основний показник, який звертають увагу під час організації підйому вантажів –кратность полиспаста. Цей параметр умовно позначає, скільки разів механізм дозволяє виграти в силі. Фактично, кратність показує, на скільки гілок каната розподілено вагу вантажу.

Кінематична кратність

Кратність поділяють на кінематичну (рівну кількості перегинів каната) та силову, яка розраховується з урахуванням подолання тросом сили тертя та неідеальним ККД роликів. У довідниках наведені таблиці, що відображають залежність силової кратності від кінематичної при різних ККД блоків.

Як очевидно з таблиці, силова кратність істотно відрізняється від кінематичної. При низькому ККД ролика (94%) фактичний виграш у силі поліспасту 7:1 буде меншим за виграш шестиразового поліспасту з ККД блоків 96%.

Схеми поліспастів різної кратності

Як проводити розрахунки для поліспасту

Незважаючи на те, що теоретично конструкція поліспасту гранично проста, на практиці не завжди ясно, як підняти вантаж за допомогою блоків. Як зрозуміти, яка кратність знадобиться, як з'ясувати ККД підйомника та кожного блоку окремо. Щоб знайти відповіді ці питання, потрібно виконати розрахунки.

Розрахунок окремого блоку

Розрахунок поліспасту потрібно виконувати через те, що умови роботи далекі від ідеальних. На механізм діють сили тертя внаслідок руху троса по шківу, внаслідок обертання самого ролика, які б підшипники не застосовувалися.

Крім того, на будмайданчику та у складі будівельної техніки рідко застосовується гнучка та податлива мотузка. Сталевий канат або ланцюг мають набагато більшу жорсткість. Так як для згинання такого троса при набіганні на блок потрібно додаткове зусилля, його потрібно обов'язково враховувати.

Для розрахунку виводять рівняння моментів для шківа щодо осі:

SзбігR = SнабігR + q SнабігR + Nfr (1)

У формулі 1 показані моменти таких сил:

Sсбег - зусилля з боку каната;
Sнабіг - зусилля з боку каната, що набігає;
q Sнабіг – зусилля, для згинання/розгинання каната з урахуванням його жорсткості q;
Nf – сила тертя у блоці, з урахуванням коефіцієнта тертя f.

Для визначення моменту всі сили множаться на плече – радіус блоку R або радіус втулки r.

Сила троса, що набігає і збігає, виникає в результаті взаємодії і тертя ниток каната. Оскільки сила для згинання/розгинання троса істотно менша від інших, обчислюючи вплив на вісь блоку, цим значенням часто нехтують:

N = 2 Sнабіг×sinα (2)

У цьому рівнянні:

N – вплив на вісь шківа;
Sнабіг - зусилля з боку каната, що набігає (приймається приблизно рівним Sсбіг;
α – кут відхилення від осі.

Блок поліспасту

Розрахунок корисної дії блоку

Як відомо, ККД – коефіцієнт корисної дії, тобто наскільки результативною була виконана робота. Його розраховують як ставлення виконаної та витраченої робіт. У випадку з блоком поліспасту застосовується формула:

ηб = Sнабіг/Sзбіг = 1/(1 + q + 2fsinα×d/D) (3)

У рівнянні:

3 ηб - ККД блоку;
d і D – відповідно, діаметр втулки та самого шківа;
q – коефіцієнт жорсткості гнучкого зв'язку (канату);
f – коефіцієнт тертя;
α – кут відхилення від осі.

З цієї формули видно, що на ККД впливає будова блоку (за допомогою коефіцієнта f), його розмір (через відношення d/D) та матеріал канату (коеф. q). Максимальне значення ККД можна отримати, використовуючи втулки із бронзи та підшипники кочення (до 98%). Підшипники ковзання дадуть до 96% коефіцієнт корисної дії.

На схемі зображені всі сили S на різних гілках каната

Як вирахувати ККД усієї системи

Підйомний механізм складається з кількох блоків. Сумарний ККД поліспастуне дорівнює арифметичній сумівсіх окремих складових. Для обчислення використовують куди складнішу формулу, а точніше – систему рівнянь, де всі сили виражаються через значення первинної S0 та ККД механізму:

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

Sn=(ηп)n S0.

ККД поліспасту при різній кратності

Оскільки значення ККД завжди менше 1, з кожним новим блоком та рівнянням у системі значення Sn стрімко зменшуватиметься. Сумарний ККД поліспасту залежатиме не лише від ηб, а й від кількості цих блоків – кратності системи. За таблицею можна знайти ηп для систем з різною кількістю блоків при різних значенняхККД кожного.

Як зробити підйомник своїми руками

У будівництві під час проведення монтажних робітдалеко не завжди є можливість підігнати підйомний кран. Тоді постає питання, як підняти вантаж мотузкою. І тут знаходить своє застосування простий поліспаст. Для його виготовлення та повноцінної роботи потрібно зробити розрахунки, креслення, правильно підібрати мотузку та блоки.

Різні схемипростих та складних витягів

Підготовка бази – схема та креслення

Перш ніж приступати до спорудження поліспасту своїми руками, потрібно уважно вивчити креслення та підібрати потрібну для себе схему. Спиратися слід на те, як вам буде зручніше розмістити конструкцію, які блоки та трос є.

Трапляється, що вантажопідйомності блоків поліспасту недостатньо, а споруджувати складний багаторазовий підйомний механізмнемає часу та можливості. Тоді застосовують здвоєні поліспасти, що є комбінацією з двох одинарних. Цим пристроєм можна піднімати вантаж таким чином, щоб він рухався строго вертикально, без перекосів.

Креслення здвоєної моделі в різних варіаціях

Як підібрати мотузку та блок

Найважливішу роль у побудові поліспасту своїми руками грає мотузка. Важливо, щоб вона не розтягувалася. Такі канати називають статичними. Розтягування та деформація гнучкого зв'язку дає серйозні втрати ефективності роботи. Для саморобного механізму підійде синтетичний трос, товщина залежить від ваги вантажу.

Матеріал та якість блоків – показники, які забезпечать саморобним підйомним пристроям розрахункову вантажопідйомність. Залежно від підшипників, встановлених у блоці, змінюється його ККД і це вже враховано у розрахунках.

Але як підняти вантаж на висоту своїми руками і не впустити його? Щоб убезпечити вантаж від можливого зворотного ходу, можна встановити спеціальний фіксуючий блок, який дозволяє мотузці рухатися тільки в одному напрямку.

Ролик, яким рухається канат

Покрокова інструкція для підйому вантажу через блок

Коли мотузка та блоки готові, схема обрана, а розрахунок зроблений, можна приступати до збирання. Для простого дворазового поліспасту знадобляться:

ролик – 2 шт.;
підшипники;
втулка – 2 шт.;
обойма для блоку – 2 шт.;
мотузка;
гак для підвісу вантажу;
стропи - якщо вони потрібні для монтажу.

Для швидкого з'єднання використовують карабіни

Покроково підйом вантажу на висоту здійснюється так:

З'єднують ролики, втулку та підшипники. Об'єднують все це в обойму. Отримують блок.
Мотузку запускають у перший блок;
Обойма з цим блоком жорстко кріпиться до нерухомої опори (залізобетонна балка, стовп, стіна, спеціально змонтований винос тощо);
Потім кінець мотузки пропускають через другий блок (рухомий).
До обойми кріплять гачок.
Вільний кінець мотузки фіксують.
Крокують вантаж, що піднімається, і з'єднують його з поліспастом.

Саморобний підйомний механізм готовий до використання та забезпечить подвійний виграш у силі. Тепер, щоб підняти вантаж на висоту, достатньо потягнути за кінець мотузки. Огинаючи обидва ролики, мотузка підніме вантаж без особливих зусиль.

Чи можна об'єднати поліспаст та лебідку

Якщо до саморобного механізму, який ви побудуєте за цією інструкцією, приєднати електричну лебідку, вийде справжнісінький підйомний кран, виконаний своїми руками. Тепер для підйому вантажу не доведеться напружуватись зовсім, лебідка все зробить за вас.

Навіть ручна лебідказробить підйом вантажу комфортніше - не потрібно прати руки об канат і переживати, щоб мотузка не вислизнула з рук. У будь-якому випадку, крутити ручку лебідки куди простіше.

Поліспаст для лебідки

В принципі, навіть поза будмайданчиком вміння в похідних умовахз мінімумом інструментів та матеріалів спорудити елементарний поліспаст для лебідки – дуже корисна навичка. Особливо оцінять його автомобілісти, яким пощастило застрягти на машині десь у непрохідному місці. Зроблений нашвидкуруч поліспаст значно збільшить продуктивність лебідки.

Переоцінити значення поліспасту у розвитку сучасного будівництвата машинобудування складно. Розуміти принцип дії і візуально уявляти його конструкцію повинен кожен. Тепер вам не страшні ситуації, коли потрібно підняти вантаж, а спеціальної техніки немає. Декілька шківів, мотузка і кмітливість дозволять обійтися без залучення крана.

Для підйому великих вантажів людина не дуже сильна, але вона вигадала дуже багато механізмів, які полегшують цей процес, і в цій статті ми обговоримо поліспасти: напрям і пристрій систем такого типу, а ще спробуємо виконати найпростіший варіант такого пристрою власними руками.

1 Як ми спрощуємо підйом вантажів?

Вантажний поліспаст – це система, яка складається з канатів та блоків, завдяки якій можна виграти у ефектній силі при втраті у довжині. Принцип дуже простий. У довжині ми програємо саме стільки, скільки разів виявився виграш у силі. За рахунок цього золотому правилу механіки можна піднімати вантажі великої маси, не докладаючи при цьому неабияких зусиль. Що зазвичай не дуже критично. Наведемо приклад. Ось ви виграли в силі в 8 разів, при цьому вам потрібно вийняти мотузку завдовжки 8 метрів, щоб підняти об'єкт на висоту 1 метр.

Використання подібних пристроїв для Вас обійдеться більш доступно, ніж оренда крана для підйомних робіт, більше того, ви можете самі контролювати виграш у силі. У поліспаста є дві протилежні сторони: одна з них нерухома, яка фіксується на опорі, а інша – рухлива, яка чіпляється на вантажі. Виграш у силі виконується завдяки рухомим блокам, які закріплюються на рухомому боці поліспасту. Нерухлива частина служить виключно для зміни шляху руху мотузки.

Види поліспастів виділяють по проблемі, парності та кратності. За проблеми є звичайні та важкі механізми, а кратність означає множення сили, тобто, якщо кратність дорівнюватиме 4, то теоретично ви виграєте в силі в 4 рази. Також нечасто, але все-таки застосовується швидкісний поліспаст, подібний варіант надає виграш у швидкості переміщення вантажів при дуже невеликій швидкості компонентів приводу.

2 Як працює звичайна блокова конструкція?

Розглянемо спершу простий монтажний поліспаст. Його можна отримати при додаванні блоків на опору та вантаж. Щоб отримати непарний механізм, слід зміцнити кінець мотузки на рухомий точці вантажу, а щоб отримати парний, закріплюємо мотузку на опорі. При додаванні блоку набуваємо +2 до сили, а рухома точка надає +1, виходячи з цього. Наприклад, щоб отримати поліспаст для лебідки з кратністю 2, слід зміцнити кінець мотузки на опорі і використовувати один блок, який фіксується на вантажі. І у нас буде парний вигляд пристрою.

Робочий принцип поліспасту з кратністю 3 виглядає інакше. Тут кінець мотузки фіксується на вантажі, і використовуються два ролика, один з яких ми закріплюємо на опорі, а інший - на вантажі. Подібний тип механізму надає виграш чинності в 3 рази, це непарний варіант. Щоб розуміти, який виграш у силі вийде, скористатися можна нескладним правилом: скільки канатів йде від вантажу, такий наш виграш у силі. Застосовуються в більшості випадків поліспасти з гаком, на якому, по суті, і фіксується вантаж, неправильно міркувати, що це тільки блок і мотузка.

3 Важка система блоків – як вирахувати виграш у силі?

Нині з'ясуємо, як працює поліспаст важкого типу. Під цим найменуванням мається на увазі механізм, де з'єднані в одну систему кілька типових варіантів даного вантажного пристрою, вони тягнуть один одного. Виграш у силі таких конструкцій розраховується шляхом множення їх кратностей. Наприклад, ми тягнемо один механізм з кратністю 4, а інший з кратністю 2, тоді теоретичний виграш у силі у нас буде рівним 8. Всі зазначені вище розрахунки мають місце бути тільки у чудових систем, у яких немає сили тертя, як показала практика ж справи інакше.

У кожному з блоків виконується невелика втрата потужності через тертя, оскільки вона ще витрачається якраз на подолання сили тертя. Для того, щоб зробити менше тертя, потрібно не забути: чим більше у нас радіус перегину мотузки, тим меншою буде сила тертя. Доцільно використовувати ролики з великим радіусом там, де це реально. При експлуатації карабінів необхідно робити блок зі схожих варіантів, але ролики набагато ефектніше карабінів, так як на них у нас втрата становить 5-30%, а ось на карабінах до 50%. Також не зайвим буде знати, що найбільш ефектний блок потрібно розташовувати ближче до вантажу для отримання найбільшого ефекту.

Як же нам вирахувати справжній виграш у силі? Нам для цього важливо знати ККД блоків, що використовуються.ККД виражається числами від 0 до 1, і якщо ми застосовуємо мотузку великого діаметру або занадто жорстку, то результативність від блоків буде набагато менше, ніж вказана виробником. А це означає, що потрібно це передбачити і підкоригувати ККД блоків. Щоб вирахувати справжній виграш у силі звичайного типу вантажопідйомного механізму, потрібно вирахувати навантаження на кожну гілку мотузки і скласти їх. Для розрахунку виграшу в силі важких видів необхідно перемножити реальні сили традиційних, з яких він складається.

Необхідно пам'ятати так само і про тертя мотузки, тому що гілки її можуть перекручуватися між собою, а ролики від високих навантажень можуть збиратися і затискати мотузку. Щоб цього не траплялося, слід рознести блоки по відношенню один до одного, наприклад, можна між ними використовувати монтажну плату. Необхідно також купувати лише статичні канати, що не розтягуються, оскільки динамічні дають серйозний провал у силі. Для збору механізму може застосовуватися як окремий, так і вантажний мотузок, приєднаний до вантажу незалежно від пристрою підйому.

Плюси застосування індивідуального мотузка полягає в тому, що ви можете швидко зібрати або підготувати заздалегідь вантажопідйомну конструкцію. Ви також можете застосовувати всю її довжину, це також легше прохід вузлів. З мінусів можна згадати те, що відсутня можливість автоматичної фіксації вантажу, що піднімається. Плюси вантажної мотузки в тому, що можлива автофіксація об'єкта, що піднімається, і Відсутня необхідність в індивідуальній мотузці. З недоліків головне те, що під час роботи важко йти вузли, а ще доводиться витрачати вантажний мотузок на сам механізм.

Поговоримо про зворотний хід, який неминучий, тому що він може з'явитися при прихоплюванні мотузки, або в момент зняття вантажу, або при зупинці відпочинку. Щоб зворотного ходу не з'явилося, потрібно використовувати блоки, які пропускають мотузку тільки в один бік. При цьому організовуємо конструкцію так, що блокуючий ролик фіксуєтьсяпершим від об'єкта, що піднімається. За рахунок цього, ми не тільки уникаємо зворотного ходу, але ще дозволяємо зафіксувати вантаж на певний період розвантаження або просто перестановки блоків.

Якщо ви використовуєте окрему мотузку, то блокуючий роликфіксується заключним від вантажу, що піднімається, при цьому фіксуючий ролик повинен володіти великою ефективністю.

5 Варіанти кріплення мотузки до вантажопідйомного механізму

Зараз трошки про кріплення вантажопідйомного механізмудо вантажної мотузки. Нечасто, коли у нас поруч знаходиться мотузка необхідної довжини, щоб зафіксувати рухому частину блоку. Ось кілька видів кріплення механізму. Перший метод - за допомогою вузлів, що схоплюють, які в'яжуться з репшнурів діаметром 7-8 мм, в 3-5 оборотів. Цей варіант, на практиці, вважається найкращим, так як схоплюючий вузол з 8 мм шнура на мотузці діаметром 11 мм починає сповзати тільки при навантаженні 10-13 кН. При цьому спочатку він не деформує мотузку, а через деякий час оплавляє обплетення і прикипає до неї, починаючи відігравати роль запобіжника.

Інший варіант полягає у застосуванні затиску загального напряму. Час показав, що його можна застосувати на обмерзлих і мокрих канатах. Він починає повзти тільки при навантаженні 6-7 кН і несильно пошкоджує мотузку. Черговий метод полягає у застосуванні особистого затиску, але він вважається не пропонованим, тому що він починає повзти при зусиллі вже в 4 кН і при цьому рве обплетення, або навіть може поїсти мотузку. Все це промислові зразки та їх використання, ми спробуємо зробити рукоробний поліспаст.

6 Створюємо найпростіший підйомник власноруч

А от якщо механізм для вантажів необхідний негайно або на 1 раз, а підбирати по магазинах його не вистачає часу та шкода готівки, ми розповімо, як виконати поліспаст власноруч. Відмінно, якщо у вас у майстерні є різьбові шпильки, підшипники, блок, трос, гачок, шестірня. Потрібно буде мало часу: необхідно підшипники насадити на шпильку. Гайку від шпильки непогано закріпити, щоб не витрачати певну частину сил коту під хвіст на прокручування своєрідного валу. Кінець шпильки можна забезпечити шестірнею, зробивши подібним чином набагато зручний ручний привід.

Через блок перекидаємо трос і закріплюємо його на опорі, а ось на другий кінець чіпляємо гачок, на який вішатимемо вантаж. Також на кінці троса можна закріпити систему строп, якщо характер вантажу не дозволить його насадити на гачок. Як правило, найпростіший варіант поліспасту готовий. Залишається розпочати роботу, виконуючи техніку безпеки, яка однакова для всіх механізмів, як покупних, так і саморобних. Ретельно контролюйте всі деталі на цілісність перед роботою, а робочий період не потрібно робити різких рухів, піднімати вантаж слід повільно, і, зрозуміло, не варто стояти під підвішеним вантажем.

Використовується поліспаст у випадках, коли необхідно докладаючи мінімальних зусиль підняти або перемістити важкий вантаж, забезпечити натяг тощо. Найпростіший поліспаст складається з одного блоку і каната, при цьому дозволяє вдвічі знизити тягове зусилля, необхідне для підйому вантажу.

Малюнок 1. Кожен рухливий блок у поліспасті дає дворазовий виграш у силі чи швидкості

Малюнок 2. Кріплення каната при парній та непарній кратності поліспасту

Залежно від кількості гілок каната, закріплених на барабані вантажопідіймального механізму, можна виділити одинарні (прості) та здвоєні поліспасти. В одинарних поліспастах, при намотуванні або змотуванні гнучкого елемента внаслідок його переміщення вздовж осі барабана створюється небажана зміна навантаження на опори барабана. Також у разі відсутності у системі вільних блоків (канат з блоку гакової підвіски безпосередньо переходить на барабан) відбувається переміщення вантажу не тільки у вертикальній, а й у горизонтальній площині.

Рисунок 3. Одинарні та здвоєні поліспасти

Малюнок 4. Способи забезпечення вертикальності підйому вантажу

Відповідь: для забезпечення вертикальності підйому вантажу.

spravochnick.ru

Як працюють блоки?

За виграш у силі доводиться розплачуватися відстанню: чим менше зусилля потрібно для підйому вантажу, тим більше шлях, який має пройти точка докладання цього зусилля. Система блоків збільшує виграш у силі за рахунок використання більшої кількості вантажних ланцюгів. Подібні силозберігаючі пристрої мають дуже широкий діапазон застосування від переміщення на висоту масивних сталевих балок на будівельних майданчиках до підйому прапорів.

Встановлені на підвісній рейці рухомі системи блоків (малюнок зверху) поширені на складальних лініях, оскільки істотно полегшують переміщення важких деталей. Прикладана сила (F) дорівнює частці від поділу ваги вантажу (W) на кількість ланцюгів, що підтримують його (n).

Одинарні нерухомі блоки

Цей найпростіший тип блоку не зменшує зусилля, необхідне для підйому вантажу, зате змінює напрямок сили, що прикладається, як це показано на малюнках зверху і праворуч вгорі. Нерухомий блок на верхній частині флагштока полегшує підйом прапора, дозволяючи тягнути шнур, до якого прив'язаний прапор, вниз.

Одинарні рухомі блоки

Одинарний блок, що має можливість переміщення, зменшує наполовину зусилля, потрібне для підйому вантажу. Однак зменшення сили, що вдвічі прикладається, означає, що точка її застосування повинна пройти вдвічі більший шлях. У разі сила дорівнює половині ваги (F=1/2W).

Системи блоків

Вантаж, підвішений через блок вертикально, дозволяє туго натягувати горизонтальні електричні дроти.

Підвісний підйомник (малюнок зверху) складається з ланцюга, обвитого навколо одного рухомого та двох нерухомих блоків. Підйом вантажу вимагає докладання сили, що становить лише половину від його ваги.

Поліспаст, який зазвичай використовується у великих підйомних кранах (малюнок праворуч), складається з комплекту рухомих блоків, до якого підвішується вантаж, і комплекту нерухомих, прикріпленого до стріли крана. Отримуючи виграш у силі від такої великої кількості блоків, кран може піднімати важкі вантажі, наприклад, сталеві балки. В даному випадку сила (F) дорівнює частці від поділу ваги вантажу (W) на кількість підтримуючих тросів (n).

information-technology.ru

Важелі та блоки | Сила та рух

Важелі та блоки - прості механізми. Важель складається з стрижня і точки опори або обертання. У блоках використовується канат, укріплений у жолобі колеса.

Якщо прикласти силу до одного кінця важеля, то на другому кінці його також виникатиме сила. Важіль можна використовувати, щоб виграти в силі - зусилля, що діє на вантаж, може бути значно більше, ніж прикладене до іншого кінця важеля. Зокрема, за допомогою брухту, який використовується як важіль, можна зрушити з місця величезні брили, які вручну не підняти.

Щоб збільшити зусилля, іноді застосовують систему з двох або декількох блоків. Системи блоків не тільки дають виграш у силі, але й дають можливість змінити напрямок зусилля, що прикладається до канату.

Важель обертається навколо нерухомої точки, яка називається точкою опори або вісь обертання. Від відстані між точкою опори і місцем, куди прикладають силу і де розміщено вантаж, залежить, скільки разів можна виграти в силі. Використовуючи монету як важіль, можна відкрити банку з фарбою. Для цього один кінець монети треба просунути в щілину між кришкою та банкою, а обідок банки виконуватиме роль точки опори. Тепер, натиснувши на монету з іншого боку, можна підняти кришку, що щільно вставлена. Якщо бракує сили відкрити банку монетою, можна скористатися ручкою ложки. Її вільний кінець розміщений далі від точки опори, і з боку другого кінця до кришки буде додана значно більша сила.

ОДИННІ БЛОКИ

Блок є колесом з жолобом, що обертається навколо осі. У жолобі закріплено канат. Підтягуючи один кінець каната, піднімають вантаж, закріплений на іншому кінці. При використанні одиночного нерухомого блоку сила тяги дорівнює силі вантажу. Отже, одиночний нерухомий блокне дає виграшу у силі. Напрямок сили, що пересуває вантаж, відрізняється від напрямку сили тяги.

ПОЛІCПАСТИ

Можна змусити працювати два блоки одночасно, якщо вісь одного з них закріпити на високо розташованій опорі, наприклад, балці, а до осі другого підвісити вантаж. Один кінець каната прикріплюють до осі нерухомого блоку. Якщо потягнути за вільний кінець каната, вантаж почне підніматися. Системи з кількох рухомих та нерухомих блоків називаються поліспастами.

Використання подвійного блоку зменшує зусилля, необхідне для підйому вантажу вдвічі, тобто, прикладаючи до каната силу 100 Н, можна підняти вантаж силою ваги 200 Н. Таким чином, подвійний блок дає подвійний виграш у силі; при цьому для переміщення вантажу на 1 м доводиться вибрати 2 м каната. Оскільки робота дорівнює добутку чинної силина відстань, то виконана робота становить 100 Н х 2 м = 200 Дж, і вона дорівнює роботі з підйому вантажу 200 Н x 1 м = 200 Дж. У загальному випадку виграш в силі дорівнює кількості блоків.

techis.ru

Прості механізми. Блок:: Классна фізика

У сучасної технікидля перенесення вантажів на будівництвах та підприємствах широко використовуються вантажопідйомні механізми, незамінні складовими частинамияких можна назвати найпростіші механізми. Серед них найдавніші винаходи людства: блок та важіль. Давньогрецький вчений Архімед полегшив працю людини, давши їй при використанні свого винаходу виграш у силі, і навчив змінювати напрямок дії сили.

Блок - це колесо з жолобом по колу для каната або ланцюга, вісь якого жорстко прикріплена до стіни або стельовій балці. Вантажопідйомні пристрої зазвичай використовують не один, а кілька блоків. Система блоків та тросів, призначена для підвищення вантажопідйомності, називається поліспаст.

Рухомий та нерухомий блок - такі ж найдавніші прості механізми, як і важіль. Вже в 212 р. до н.е. за допомогою гаків і захоплень, з'єднаних з блоками, сиракузці захоплювали у римлян засоби облоги. Спорудженням військових машин та обороною міста керував Архімед.

Нерухомий блок Архімед розглядав як рівноплечий важіль. Момент сили, що діє з одного боку блоку, дорівнює моменту сили, що додається з іншого боку блоку. Однакові й сили, що створюють ці моменти. Виграш у силі при цьому відсутній, але такий блок дозволяє змінити напрямок дії сили, що іноді необхідно.

Рухомий блок Архімед приймав за нерівноплечий важіль, що дає виграш чинності в 2 рази. Щодо центру обертання діють моменти сил, які при рівновазі мають бути рівними.

Архімед вивчив механічні властивостірухомого блоку та застосував його на практиці. За свідченням Афінея, "для спуску на воду велетенського корабля, побудованого сиракузським тираном Гієроном, вигадували багато способів, але механік Архімед, застосувавши прості механізми, один зумів зрушити корабель за допомогою небагатьох людей. Архімед придумав блок і за допомогою нього спустив на воду величезний корабель" .

Блок не дає виграшу у роботі, підтверджуючи " золоте правилоМеханіки. У цьому легко переконатися, звернувши увагу на відстані, пройдені рукою і гирей.

Спортивні вітрильні судна, як і вітрильники минулого, не можуть обійтися без блоків при постановці вітрил та управлінні ними. Сучасним судам потрібні блоки для підйому сигналів, шлюпок.

Ця комбінація рухомих та нерухомих блоків на лінії електрофікованої залізницідля регулювання натягу дротів.

Такою системою блоків можуть користуватися планеристи для підйому повітря своїх апаратів.

Чи зможеш збагнути?

1. Через нерухомий блок перекинуто мотузок. Один кінець її прикріплений до пояса монтажника, а другий він тягне вниз із певною силою. Яка ця сила, якщо вага робітника 700 Н? Тертям у блоці і масою мотузки знехтувати.

2. Під час перевірки динамометром виявляється, що сила, яка утримує вантаж на нерухомому блоці, трохи менша від сили тяжіння вантажу, а при рівномірному підйомі більша за неї. Чим це пояснюється?

3.Чому у підйомних будівельних кранів гак, який переносить вантаж, закріплений не на кінці троса, а на обоймі рухомого блоку?

Відповіді. Але спочатку подумай сам!

Інші сторінки за темами фізики за 7 клас:

Вимірювання часу Одиниці виміру Переведення одиниць виміру Будова речовини Щільність Сила тертя Тертя спокою Тертя в природі та техніці. Підшипники Тиск твердих тіл Тиск газу Передача тиску рідинами та газами. Закон Паскаля Тиск у рідині та газі Атмосферний тиск Прилади для вимірювання атмосферного тискуАрхімедова сила Повітроплавання Блок. Прості механізми Воріт. Лебідка. Зубчаста передача Похила поверхня. Клин. Гвинт Використання простих механізмів Механічна роботаМеханічна потужність

class-fizika.narod.ru

Розрахунок поліспасту, розрахунок ККД

Настав час продовжити цикл статей про оснащення крана. У попередній статті про поліспасти було детально розглянуто схеми та способи їх застосування. Але математичну основу поліспасту торкнулися вкрай мало. Судячи з реакції наших читачів – це недогляд. Тож давайте докладно розглянемо розрахунок поліспасту у цій статті.

Почнемо по порядку.

Розглянемо окремо взятий блок поліспасту і навантаження, що виникають у ньому.

Розрахунок блоку поліспасту

Малюнок 1

Sн - сила, з якою вантаж впливає блок полиспаста;
Sс - сила, з якою двигун крана впливає на блок поліспаста;
а (альфа) – потенційний кут відхилення від осі;
d – діаметр втулки блоку поліспасту;
D – діаметр струмка блоку поліспасту.

На основі цієї схеми поліспасту складемо рівняння моментів сил.

Sн * R - момент сили впливу вантажу;
q*Sн*R - момент сили необхідної на згинання та розгинання троса;
f - коефіцієнт тертя втулки поліспасту про блок.

Коефіцієнт q визначається експериментально і означає жорсткість даного троса при обгинанні цього ролика поліспасту. Сили, що виникають при набіганні та збіганні троса, зумовлені структурою самого троса, а точніше силами тертя ниток усередині троса.

Як ви самі розумієте, порівняно з силами тертя втулки блоку поліспаста, необхідне зусилля на згинання і розгинання троса вкрай мало. Тому рекомендую поки що про цей коефіцієнт сильно не замислюватися.

Тепер знайдемо навантаження на вісь поліспастового блоку. Різницею в навантаженнях на гілках, що набігає і збігає, ми нехтуємо.

Зібравши все це воєдино, отримуємо:

Формулу розрахунку ККД блоку поліспасту

Як завжди, ККД показує відношення виконаної роботи до витраченої. Для подальших розрахунків давайте трохи звернемося до практики.

Перше.
При прочитанні у вас, швидше за все, відразу виникло питання про які кути відхилення взагалі йде мова? Справді, сучасні поліспасти просто не мають. У цих кутах немає практичного сенсу. Можна сміливо замінити синус із формули на одиницю.
Друге.
Як згадувалося раніше, значення q вкрай мало щодо f. У реальних умовах його опускають. Також дуже мале значення мають діаметр струмка поліспасту.

Ну, власне, у нас залишається лише сила тертя поліспастового блоку про його втулку. Таким чином, основне значення при виборі поліспасту має якість матеріалів, з яких він виготовлений, а точніше, матеріали втулки.

При розрахунках використовуються такі величини ККД блоку поліспасту:

100% - недосяжний ідеал;
97% – середнє значення при використанні бронзових втулок у підшипниках кочення;
95% – середні значення при використанні підшипників ковзання;
93% і менше – сильно запилені місця, сильно підвищена температура чи агресивні середовища використання.

Не забуваємо, що ми досі розглядаємо єдиний ролик, а він у нас не один і не два.

Розрахунок системи силового поліспасту

Малюнок 2

Як видно з малюнка, вся вага вантажу розподілиться рівномірно по всіх гілках поліспаста і гілці троса, що йде на барабан. Але це у статиці, тобто. за відсутності руху. У динаміці картина зовсім інша.

При підйомі вантажу зусилля двигуна крана, проходячи через кожен блок поліспасту, зменшуватиметься через втрати на подолання сил тертя всередині блоку. Величина втрат на кожному блоці і наш ККД знайдений парою абзаців вище. Давайте висловимо всі навантаження всередині поліспасту через навантаження Sо.

Склавши всі ці зусилля та застосувавши формули перетворення геометричної прогресії, ми отримаємо вагу вантажу залежно лише від Sо. Тепер знаючи вагу вантажу легко знайти навантаження Sо, а отже і параметри (якість) троса необхідного для підйому даного вантажу з використанням поліспасту.

Але це ще не все. Між поліспастом і барабаном підйомного крана обов'язково розташовуватимуться кілька обвідних роликів, і найбільше навантаження ляже на гілку, що йде від останнього обвідного блоку до барабана. Отже, нам необхідно доопрацювати формулу для точного результату.

k – загальна кількість обвідних блоків;
(n+1) - загальна кількість ниток, на яких висить вантаж.

Ось, власне, і все. Знаючи кількість та якість всіх роликів у поліспасті, Ви досить легко обчислите параметри потрібного вам троса.

Увага! На сайті додано сервіс розрахунку основних характеристик поліспасту та параметрів тросу для запасування.

spctex.ru

ТЯЖКІСТЬ НЕ В ТЯГКІСТЬ З ВАЖЕЛОМ І БЛОКОМ

Ми живемо у вік техніки, і багатьом чомусь здається, що ця техніка в основному електронна. Ну в крайньому випадку електрична або зовсім на худий кінець просто моторизована, тобто забезпечена яким-небудь двигуном. І справді, куди не глянеш, обов'язково побачиш комп'ютер, радіоприймач, телевізор, автомобіль або підйомний кран. Тим часом є техніка і простіше, адже саме вона дозволила людям зводити грандіозні архітектурні споруди та рити канали, будувати вітрильники та борознити на них моря та океани та просто діставати щодня воду з колодязя та робити багато інших корисних справ.

В основі майже будь-якого «класичного» механізму лежить важіль чи блок. Найпростіший важіль – це звичайна палиця, що лежить на опорі. У важеля є два плечі - довге та коротке. Плечо - це відстань від точки опори важеля до точки застосування сили. Якщо бути точним - до лінії докладання сили (рис.1).

Чудова властивість важеля полягає в тому, що якщо до його короткого плеча прикласти силу, повісити, наприклад, вантаж, то, щоб підняти його або утримати важіль у рівновазі, до довгого плеча доведеться прикласти силу в стільки разів менше ваги вантажу, скільки довге плече більше короткого. Добуток величини сили, прикладеної до важеля, на величину довжини плеча цієї сили в механіці називається моментом сили. Розмірність його - Ньютон метр (Нм). Важель знаходиться в рівновазі, коли момент сили, прикладеної до довгого плеча, дорівнює моменту на короткому плечі і спрямований у протилежний бік.

Цією властивістю важеля люди навчилися користуватись дуже давно. Якщо потрібно підняти важкий камінь, достатньо засунути під нього довгий міцний ціпок або металевий брухт, підкласти під цей важіль камінчик поменше або поліно і натиснути на довгий кінець. Так само можна підняти шафу чи холодильник (рис. 2). До речі, саме з використанням властивостей важеля роблять візки для перевезення меблів у магазинах.

Не менш цікавим є блок. Це всього лише насаджений на міцну вісь невеликий ролик з перекинутою через нього мотузкою. Якщо ролик закріпити на високій опорі, то буде зручно піднімати на мотузці невеликі вантажі, наприклад, відро з фарбою. Але жодного помітного полегшення у роботі так не отримати. А от якщо взяти два ролики, то можна чудово виграти в силі.

Погляньмо на схему (рис.3А). Припустимо, що мотузка двома кінцями нерухомо закріплена на стелі, а внизу на ній висить ролик з приробленим до його осі гачком. На гачку висить вантаж. Мотузка - штука гнучка і здатна чинити опір тільки розтягуванню. Як кажуть про такі предмети – на вигин та стиск вони не працюють. І справді, гнути, в'язати і груди мотузку можна скільки завгодно, а порвати (якщо, звичайно, вона хороша) складно. Так ось, мотузка передає зусилля від ваги вантажу на точки підвіски, причому кожна її гілка рівно половину.

Тепер замінимо одне із кріплень мотузки на блок, причепимо його вісь міцно до стелі, а ролику забезпечимо можливість вільно обертатися (рис.3б). Якщо мотузку не утримувати, то вантаж, зрозуміло, впаде на підлогу. А якщо дотримуватись? А якщо притримувати, то ви з подивом помітите, що вантаж не падає, хоча сила, прикладена до мотузки, вдвічі менша за вагу вантажу! Ще б пак, подивіться на схему: щоб зберегти систему в рівновазі, потрібна саме така сила! Спробуйте тепер підняти вантаж. Виявиться, що зробити це набагато легше, ніж на мотузці, просто перекинутій через блок. Щоправда, часу підйом займе більше. А чому? Та тому, що виграючи вдвічі в силі, ми програємо в стільки ж разів на відстані. І це теж добре видно на схемі.

Якщо замість однієї пари блоків взяти дві, то виграш в силі ще раз подвоїться, а якщо три - виграш зросте в шість разів (рис.4). Така конструкція з кількох блоків називається поліспастом. Їх використовують у підйомних кранах, ліфтах, на вітрильниках для підйому вітрил. З кількох блоків можна зробити невелику, але дуже зручну та корисну в господарстві ручну лебідку.

Підписи до ілюстрацій

Мал. 1. Плечо важеля – це відстань від точки опори (вона позначена буквою А) до лінії докладання сили F. Величину плеча на малюнку легко визначити, побудувавши з точки опори перпендикуляр до лінії дії сили та вимірявши його довжину. Це буде плече. Зауважимо: довжина важеля (позначена буквою L) завжди більша (або в крайньому випадку дорівнює) величини плеча. Важель перебуває в рівновазі, якщо моменти сил, прикладених до його плечей, рівні один одному і спрямовані в протилежні сторони.

Мал. 2. Конструкція візка для перевезення меблів ґрунтується на властивостях важеля. Момент від ваги вантажу: М1 = F1h2. Щоб підняти вантаж, потрібно прикласти в горизонтальному напрямку силу. Коли візок нахилиться, утримати його дозволить сила. Зауважимо, що F"2>F2 через те, що в міру «завалювання» візка плече h2 збільшується, а плече h3 - навпаки, зменшується.

Мал. 3. Вага вантажу, підвішеного на перекинутій через блок мотузці, передається до точок підвіски кожної її гілкою порівну. У нашому випадку натяг кожної гілки становить 1 кг (вага вантажу та блоку 2 кг). Щоб врівноважити підвішений на блоці вантаж, потрібна противага, що має вдвічі меншу масу.

Мал. 4. Пара блоків, один із яких закріплений на нерухомій осі, а інший - на вільній, називається поліспастом. Якщо блоків два – це простий поліспаст, якщо чотири (тобто дві пари) – це дворазовий поліспаст, якщо вісім – чотириразовий. Скільки блоків у поліспасті, стільки разів при підйомі можна виграти в силі і рівно стільки ж разів програти у відстані.

www.nkj.ru

Блок-ролики подвійні та поліспасти | Паспорти виробів Документація | KROK™

ПАСПОРТБЛОК-РОЛИКИ подвійні та поліспасти

1. Загальні відомості

Блок-ролики та поліспасти (блоки) застосовуються для зменшення сили тертя у системах підняття вантажів та у поліспастних системах.

Використовуються на мотузках чи сталевих тросах діаметром від 8 мм до 12 мм.

2. Технічні характеристики

Блок є пристроєм з розташованими на одній осі незалежними роликами, які по зовнішньому периметру мають канавку (ручок) для каната.

Вісь блоку закріплена на підшипнику між рухомими щоками.

Випускаються блок-ролики з роликами та осями різних діаметрів.

Ролики та щоки блок-роликів виготовляються із сталі або з дюралюмінієвого сплаву.

Подвійні блок-ролики

Поліспасти

на сталевому тросівикористовуються лише блоки з термообробленими роликами з легованої сталі!

Робочі та максимальні навантаження, діаметри роликів та осей, матеріал щік та роликів зазначені у таблиці протоколу випробувань, що є невід'ємною частиною даного паспорта.

Для підготовки пристрою до роботи необхідно:

1. Заправити мотузку по канавці в ролику (роликах), підвісити блок через карабін і закріпити вантаж.

ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ використовувати як індивідуальний засібзахисту від падіння з висоти!

Найпростіший комплект для підйому вантажів, достатній для підйому легких вантажів – карабін із блоком (блок-роликом). Використання вертлюга запобігає скручуванню мотузки.

Для підйому важких вантажів використовується поліспастна система, яка збирається з двох або більше одинарних, подвійних та потрійних блоків.

Для безпечної експлуатаціїблоку перед його застосуванням необхідно проводити огляд на наявність механічних дефектів, корозії, тріщин, деформації та пошкоджень, перевіряти фіксацію кріпильних гайок.

За наявності дефектів або зношеності більш ніж на 10% від початкового розміру блоку експлуатація пристрою ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ!

Зазор між роликами та щоками регулюється кількістю дистанційних шайб між ними. Якщо з якоїсь причини відбулося зміщення ролика до однієї з щік, його можна відновити установкою додаткової дистанційної шайби.

Блок може експлуатуватись як у закритому приміщенні, так і на відкритому повітрі.

4. Технічне обслуговування та умови зберігання

Після експлуатації блок потрібно ретельно вичистити, висушити, змастити підшипники роликів індустріальним маслом.

За необхідності провести технічне обслуговуванняВироби.

При проведенні профілактичних робіт обов'язково замініть гайки, що самоконтрятся, на нові!

Зберігати у сухому приміщенні при температурі від +5 до +25°С.

Забороняється зберігати блок разом із агресивними хімічними речовинами.

Дозволяється транспортувати за умови захисту блоку від механічних пошкоджень, атмосферних опадів та впливу агресивних середовищ.

Блок підлягає випробуванням статичним навантаженням, що відповідає робочому навантаженню з протоколу випробувань, не рідше одного разу на 6 місяців.

Таким же випробуванням підлягають пристрої, що потивостояли ривку і зберігаються на складі більше 1 року.

5. Гарантії виробника

Виробник гарантує збереження основних характеристик та функціонування блоку за відсутності механічного зносу та належного зберігання протягом усього терміну експлуатації.

Тож конкретний термін експлуатації не встановлюється.

Термін служби залежить від інтенсивності використання. Гарантійні зобов'язання не поширюються на пристрої, модифіковані споживачем або які використовуються з порушенням правил експлуатації, транспортування або зберігання.

Виробник не несе відповідальності за нецільове або неправильне використання виробу.

Блок-ролик перевірено на відповідність нормативно-технічної документації та визнано придатним до експлуатації.

Завантажити/відкрити паспорт у форматі PDF

Розділи