Головна

Скудний

Підйом вантажів без спецтехніки – як розрахувати та зробити поліспаст своїми руками. Найпростіші механізми для підйому вантажів Система блоків для підняття суден 4 літери

Підйом вантажів без спецтехніки – як розрахувати та зробити поліспаст своїми руками. Найпростіші механізми для підйому вантажів Система блоків для підняття суден 4 літери

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.

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

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.

spravochnick.ru

Як працюють блоки?

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 (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 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 та двох нерухомих блоків. Підйом вантажу вимагає докладання сили, що становить лише половину від його ваги.

Поліспаст, який зазвичай використовується у великих підйомні крани(Рисунок 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).

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 блок не дає виграшу в 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, радіо, 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 тросі використовуються лише блоки з термообробленими роликами із 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 робітобов'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

Гордень – одношківний блок із пропущеним через нього тросом; для виграшу в силі в такелажній справі використовують хват-талі та гіні (рис. 137).

Мал. 137. Найпростіші механізми для підйому вантажу:
а - гордень, б - хват-талі, в - гіні

Талі - це поліспаст, т. Е. Система одношківних блоків (двох і більше) з одним тросом, призначених для спільної роботи. Найчастіше застосовують талі у вигляді двох блоків з одним-трьома шківами в кожному. Найбільш широко використовуються хват-талі, що мають один блок рухомий, а інший (верхній) блок у вигляді подвійних талей.

Гінями називають талі, що мають два блоки з трьома та більше шківами в кожному. Багатошківні блоки (більше трьох) застосовують рідко, вони мають особливу конструкцію та застосовуються лише у спеціальних пристроях. Гіні - найбільші талі, що служать для підйому великих тягарів; вони відрізняються від звичайних талей великими розмірамиблоків та товщиною каната-лопиря.

Трос, що з'єднує два блоки для спільної роботи, називають лопарем талей. Кінець, за допомогою якого лопар зашпаровують в обух верхнього або нижнього блоку, називають корінним лопарем, а кінець, що виходить з верхнього блоку, за який тягнуть при підйомі вантажу або травлять при його опусканні, називають ходовим лопарем; інші гілки троса талей називають гілками лопаря, число яких дорівнює числу шківів обох блоків.

Талі бувають з двома одношківними блоками, з одним одношківним та одним двошківним; з двома двошківними блоками, з одним двошківним та одним тришківним і, нарешті, з двома тришківними блоками (гіні). Отже, гілок лопаря може бути від трьох до семи.

Для талей застосовують рослинні канати та сталеві троси, а також такелажні ланцюги.

Механічні талі – талі, які називають диференціальними. Існують також системи диференціальних талей із гвинтовою передачею та талі із зубчастою передачею.

Для підйому вантажів на невелику висоту використовують ручні талі; по вантажопідйомності талі випускаються 1-10 т, їх виготовляють зубчастими з шестерним і черв'ячним приводами.

Ручні талі з черв'ячним приводом складаються з гака, на якому їх підвішують до конструкцій, верхнього сталевого нерухомого блоку, на обід якого нарізані зубці для зчеплення з елементами ланцюгової передачі; цей приводний блок пов'язаний із черв'яком. Зварний калібрований ланцюг, виконаний замкненим нескінченним, перекинутий через приводний блок, що обертається від перебирання ланцюга руками. Під час обертання приводного блоку з черв'яком обертається черв'ячна шестерня, з'єднана із зірочкою. Якщо вручну перебирати ланцюг обертання приводного блоку, черв'як обертатиметься і передаватиме обертання верхньому блоку разом з вантажним ланцюгом, розташованим на гніздах зірочки. Через нижній блок (малого діаметра) талей та верхню зірочку проходить вантажний ланцюг. При обертанні черв'ячної шестерні із зірочкою вантажний ланцюг скорочується по довжині та піднімає вантаж. Для підйому вантажу ручними таляминеобхідно прикласти до ланцюга тягове зусилля в 33-68 кгс (залежно від вантажу, що піднімається).

Підйом вантажу за допомогою механічних талей з шестерним приводом відбувається так само, як і підйом вантажу талями з черв'ячним приводом. Однак у першому випадку підйом вантажу здійснюється в паралельної площині, В якій обертається приводний блок, а при черв'ячній передачі у взаємно перпендикулярних площинах. Для зменшення зусиль підйому роблять дві шестерні передачі (рис. 138).

Мал. 138. Диференціальні (механічні) талі

Ручні механічні талі мають обмежений радіус дії, вони можуть піднімати вантаж лише у місці закріплення.

Для розширення радіусу дії талів їх підвішують до візка, який пересувається по коліях, виконаних з двотаврових балок, підвішені до перекриття цеху.

Більш досконалим вантажопідйомним пристосуванням є тельфер - електрична таль з візком, що пересувається монорейкою. Підйомним механізмом тельфера служить електромотор, з'єднаний з барабаном, що замінює верхній блок талей. Підйомом та переміщенням тельфера керують через пульт із кнопками на гнучкому дроті. Тельфери можуть переміщатися і на значні відстані за допомогою тролея - токонесучого дроту, розташованого збоку монорейок або над ними.

У суднобудуванні та судноремонті використовують також шпилі та лебідки. Вони бувають ручні та електричні.

Ручна лебідка має міцну та масивну основу, станину, основний барабан (з горизонтальною віссю), вали з шестернями для зміни швидкостей, гальмо та рукоятки для докладання м'язової сили. Ручні лебідки виготовляють вантажопідйомністю 0,5; 1,0; 3,0; 5 т. При роботі з такими лебідками застосовують каніфос-блоки та талі. Каніфос-блоки служать для відведення троса, що йде на барабан, а талі - для більшого виграшу в силі.

Шпиль, на відміну лебідки, має вертикальну вісь обертання. Шпилі та лебідки працюють зазвичай на малій швидкості з великими тяговими зусиллями. При підйомі легких вантажів користуються однією гілкою троса (шкентелем), а підйомі важких вантажів застосовують талі.

Електричні шпилі (рис. 139) та лебідки працюють на березі від електростанції або підстанції заводу, а на судні – від генератора. Вал з барабаном на них приводиться у обертання електродвигуном. Для управління ними застосовують контролери та пускові реостати. Повертаючи важіль пускового реостату у той чи інший бік, механізмам повідомляють потрібний хід.

Мал. 139. Шпилі та лебідки:
а - схема роботи шпиля; б - схема роботи лебідки; в - ручна такелажна лебідка; 1 - барабан; 2 - рукоятка; 3 - переставний вал рукоятки; 4; 10 - щити з листової сталі, 11 - розпірні болти

Перед підйомом вантажів необхідно перевірити правильність обертання лебідки (або шпиля), визначити придатність її для роботи. p align="justify"> Особливу увагу слід звернути на справність стопора. При несправності стопора та гальма лебідка працювати не може.

Для підйому важких машин та агрегатів на невелику висоту та пересування їх на незначні відстані, а також виконання різних такелажних робіт застосовують домкрати. Їх переваги: мала маса, велика вантажопідйомність, простота конструкції, легкість пристрою гальмування та зручність поводження.

Домкрати бувають: гвинтові, гідравлічні, повітряні та із зубчастою рейкою; їх загальним недоліком є порівняно низький к. п. д. Вантажопідйомність домкратів досягає 20-25 т. Середня висота підйому вантажів 400 мм, маса рейкових та гвинтових домкратівколивається в межах від 5 до 120 кг.

В експлуатації механізмів широко застосовують канатно-мотузкові вироби та такелажні ланцюги.

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 поліспаступотрібен трос вдвічі довший висоти підйому, і якщо використовують комплекс із чотирьох блоків – те й довжина троса збільшується прямо пропорційно вчетверо.

Принцип роботи системи блоків

В яких областях застосовується система блоків

Поліспаст – вірний помічникскладі, з виробництва, у 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.

Четними 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 саморобному 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.

Вантажопідйомні машини покликані допомогти людині підняти щось важке на висоту. В основі більшості підйомних механізмів лежить проста система блоків 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.

Система блоків – теорія

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

Нерухомий блок

Рухомий блок

Принцип роботи – у чому секрет

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.

Крім будівельної галузі, поліспасти набули широкого застосування в 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

rc="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js">

Класифікація моделей за різним характеристикам

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

Класифікація залежно від складності механізму

Залежно від складності механізму вирізняють прості; складні; комплексні поліспасти.

Приклад парних моделей

Схема непарного поліспасту

rc="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js">

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

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.

Класифікація за призначенням підйомника

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

Силові;

Швидкісні.

А - силовий варіант, Б - швидкісний

Кратність – основна характеристика.

Кінематична кратність

Схеми поліспастів різної кратності

Як проводити розрахунки для поліспасту

Розрахунок окремого блоку

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.

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

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.

На схемі зображені всі сили S на різних гілках каната

Підйомний механізм складається з кількох блоків. Сумарний ККД поліспасту не дорівнює арифметичній сумі всіх 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 за різних значень ККД кожного.

Як зробити підйомник своїми руками

Під час проведення монтажних робіт далеко 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 схеми простих та складних витягів

Підготовка бази – схема та креслення

Трапляється, що вантажопідйомності блоків поліспасту недостатньо, а споруджувати складний багаторазовий підйомний механізм немає 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

Ролик, яким рухається канат

Покрокова інструкціядля підйому вантажу через блок

– 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:

1. З'єднують ролики, втулку та підшипники. Об'єднують все це в обойму. Отримують блок.

2. Мотузку запускають у перший блок;

3. Обойма з цим блоком жорстко кріпиться до нерухомої опори (залізобетонна балка, стовп, стіна, спеціально змонтований винос тощо);

4. Потім кінець мотузки пропускають через другий блок (рухомий).

5. До обойми кріплять гачок.

6. Вільний кінець мотузки фіксують.

7. Стропять вантаж, що піднімається, і з'єднують його з поліспастом.

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 лебідка зробить підйом вантажу комфортнішим – 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 умовах з 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 будівництва та 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.

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.

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 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 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 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 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 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).

Розділи