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.

Для підйому великих вантажів людина не дуже сильна, але вона вигадала безліч механізмів, які спрощують цей процес, і в цій статті ми обговоримо поліспасти: призначення та влаштування таких систем, а також спробуємо зробити найпростіший варіант такого пристосування своїми руками.

Вантажний поліспаст – це система, що складається з мотузок та блоків, завдяки якій можна виграти у ефективній силі при втраті у довжині. Принцип досить простий. У довжині ми програємо рівно стільки, скільки разів виявився виграш у силі. Завдяки цьому золотому правилу механіки можна великої маси, не докладаючи великих зусиль. Що в принципі не таке критично. Наведемо приклад. Ось ви виграли в силі у 8 разів, при цьому вам доведеться витягнути мотузку завдовжки 8 метрів, щоб підняти об'єкт на висоту 1 метр.

Застосування таких пристроїв обійдеться вам дешевше, ніж оренда крана, до того ж, ви можете самі контролювати виграш в силі. У поліспаста є дві різні сторони: одна з них нерухома, яка кріпиться на опорі, а інша – рухлива, яка чіпляється на вантажі. Виграш у силі відбувається завдяки рухомим блокам, які кріпляться на рухомому боці поліспасту. Нерухлива частина служить лише зміни траєкторії руху самої мотузки.

Види поліспастів виділяють за складністю, парністю та кратністю. За складністю є прості і складні механізми, а кратність позначає множення сили, тобто якщо кратність дорівнюватиме 4, то теоретично ви виграєте в силі в 4 рази. Також рідко, але все ж таки застосовується швидкісний поліспаст, такий вид дає виграш у швидкості переміщення вантажів при зовсім малій швидкості елементів приводу.

Розглянемо спершу простий монтажний поліспаст. Його можна отримати при додаванні блоків на опору та вантаж. Щоб отримати непарний механізм, необхідно закріпити кінець мотузки на рухомий точці вантажу, а щоб отримати парний, то кріпимо мотузку на опорі. При додаванні блоку отримуємо +2 до сили, а рухома точка дає +1 відповідно. Наприклад, щоб отримати поліспаст для лебідки з кратністю 2 необхідно закріпити кінець мотузки на опорі і використовувати один блок, який кріпиться на вантажі. І ми матимемо парний вигляд пристосування.

Принцип роботи поліспасту з кратністю 3 виглядає інакше. Тут кінець мотузки кріпиться на вантажі, і використовуються два ролики, один з них кріпимо на опорі, а інший - на вантажі. Такий тип механізму дає виграш у силі втричі, це непарний варіант. Щоб зрозуміти, який виграш у силі вийде, можна скористатися простим правилом: скільки мотузок йде від вантажу, такий наш виграш у силі Використовуються зазвичай поліспасти з гаком, на якому, власне, кріпиться вантаж, помилково думати, що це тільки блок і мотузка.

Тепер дізнаємось, як працює поліспаст складного типу. Під цією назвою мається на увазі механізм, де з'єднані в одну систему кілька простих варіантівданого вантажного пристрою вони тягнуть один одного. Виграш у силі таких конструкцій розраховується шляхом перемноження їх кратностей. Наприклад, ми тягнемо один механізм з кратністю 4, а інший з кратністю 2, тоді теоретичний виграш в силі у нас буде дорівнює 8. Всі вищезазначені розрахунки мають місце бути тільки в ідеальних систем, які не мають сили тертя, на практиці ж справи інакше .

У кожному з блоків відбувається невелика втрата потужності через тертя, оскільки вона ще витрачається якраз на подолання сили тертя. Для того, щоб зменшити тертя, необхідно пам'ятати: чим більше у нас радіус перегину мотузки, тим меншою буде сила тертя. Найкраще використовувати ролики з великим радіусом там, де це можливо. При використанні карабінів слід робити блок з однакових варіантів, але ролики набагато ефективніші за карабіни, тому що на них у нас втрата становить 5-30%, а ось на карабінах ж до 50%. Також не зайвим буде знати, що найбільш ефективний блок необхідно розташовувати ближче до вантажу для отримання максимального ефекту.

Як же нам розрахувати реальний виграш у силі? Для цього нам необхідно знати ККД блоків, що застосовуються.ККД виражається числами від 0 до 1, і якщо ми використовуємо мотузку великого діаметруабо занадто жорстку, ефективність від блоків буде значно нижче, ніж вказана виробником. А отже, необхідно це врахувати та скоригувати ККД блоків. Щоб розрахувати реальний виграш у силі простого типувантажопідйомного механізму необхідно розрахувати навантаження на кожну гілка мотузки і скласти їх. Для розрахунку виграшу в силі складних типівнеобхідно перемножити реальні сили простих, у тому числі він складається.

Не варто забувати ще й про тертя мотузки, тому що гілки її можуть перекручуватися між собою, а ролики від великих навантажень можуть сходитися і затискати мотузку. Щоб цього не відбувалося, слід рознести блоки один до одного, наприклад, можна між ними використовувати монтажну плату. Слід також набувати лише статичні мотузки, що не розтягуються, оскільки динамічні дають серйозний програш у силі. Для збирання механізму може використовуватися як окрема, так і вантажна мотузка, приєднана до вантажу незалежно від підйомного пристрою.

Переваги використання окремої мотузки полягає в тому, що ви можете швидко зібрати або приготувати вантажопідйомну конструкцію заздалегідь. Ви також можете використовувати всю її довжину, що також полегшує прохід вузлів. З мінусів можна згадати те, що немає можливості автоматичної фіксації вантажу, що піднімається. Переваги вантажного мотузка в тому, що можлива автофіксація об'єкта, що піднімається, і немає необхідності в окремій мотузці. З мінусів важливо те, що при роботі складно проходити вузли, а також доводиться витрачати вантажний мотузок на сам механізм.

Поговоримо про зворотний хід, який неминучий, тому що він може виникнути при прихоплюванні мотузки, або в момент зняття вантажу, або при зупинці відпочинку. Щоб зворотного ходу не виникало, необхідно використовувати блоки, які пропускають мотузку лише в один бік. При цьому організовуємо конструкцію так, що блокуючий ролик кріпиться першим від об'єкта, що піднімається. Завдяки цьому, ми не тільки уникаємо зворотного ходу, але також дозволяємо закріпити вантаж на час розвантаження або просто перестановки блоків.

Якщо ви використовуєте окрему мотузку, то блокуючий ролик кріпиться останнім від вантажу, що піднімається, при цьому фіксуючий ролик повинен мати високу ефективність.

Тепер трохи про кріплення вантажопідйомного механізму до вантажної мотузки. Рідко коли у нас під рукою знаходиться мотузка потрібної довжини, щоб закріпити рухому частину блоку. Ось кілька видів кріплення механізму. Перший спосіб - за допомогою вузлів, що схоплюють, які в'яжуться з репшнурів діаметром 7-8 мм, в 3-5 оборотів. Цей спосібЯк показала практика, є найбільш ефективним, 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 якийсь час оплавляє обплетення і прикипає до нього, починаючи відігравати роль запобіжника.

Інший спосіб полягає у використанні затиску загального призначення. Час показав, що його можна використовувати на зледенілих і мокрих мотузках. Він починає повзти тільки при навантаженні 6-7 кН і несильно травмує мотузку. Ще один спосіб полягає у використанні персонального затиску, але він є не рекомендованим, так як він починає повзти при зусиллі вже в 4 кН і при цьому рве обплетення, або навіть може перекусити мотузку. Це все промислові зразки та їх застосування, ми спробуємо створити саморобний поліспаст.

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.

Система блоків – теорія

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 механізміз двох шківів дає приблизно дворазовий виграш, із трьох – трикратний тощо. 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 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 у 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

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

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 вирізняють 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

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

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.

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

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 діїблоку

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

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:

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.

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.

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), чи ставлення швидкості провідного кінця гнучкого органу до веденому (для швидкісних полиспастов). 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, додавши до нерухомого блокузусилля $F$ = 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.

Механізм для підйому ваг

Перша буква "б"

Друга буква "л"

Третя буква "про"

Остання бука буква "к"

Відповідь на запитання "Механізм для підйому ваг", 4 літери:
блок

Альтернативні питання у кросвордах для слова блок

Об'єднання держав, громадських організаційабо груп для спільних дій

Волейбольний захист

Захист у волейболі чи російський поет

Французький письменник (1884-1947, "Сібілла", "Іспанія! Іспанія!", "Тулон")

Прийом захисту у спорті

Відомий російський поет Олександр

Прийом у бойових мистецтвах

Визначення слова блок у словниках

Тлумачний словник російської. Д.М. Ушаков Значення слова у словнику Тлумачний словник російської. Д.М. Ушаков
блоку, м. (англ. block) (мех.). Проста машинадля підйому ваги за допомогою мотузки (ланцюга, ременя), перекинутої через укріплене на висоті коліщатко з жолобком по колу. Піднімати що-н. блоком.

Тлумачний словник живої мови, Даль Володимир Значення слова в словнику Тлумачний словник російської мови, Даль Володимир
м. морськ. хвіртка, векша, вікошка; колодка з отвором та каточком; дві дерев'яні щоки, між якими вставлений на осі (нагель) кружок, каток, аюшка (шків) з пазом (кіп) по ребру, для тяги через нього снасті, мотузки. У нашому побуті також називають блоком каточок,...

Вікіпедія Значення слова у словнику Вікіпедія
Блок – прізвище єврейсько-німецького походження. Відомі носії: Блок - російська дворянський рід. Блок Абрахам ван ден (1572-1628) - архітектор і скульптор епохи ренесансу вільного міста Данцига. Блок, Адрієн (бл. 1567-1627) - голландський торговець,...

Приклади вживання слова блок у літературі.

Коли він зрозумів, що всю воду з баків чистого конденсату та з хімводоочищення переключили на аварійний блок, він відразу доповів у бункер Фоміну, що зупинить реактор.

Він бігав по блоку, в основному по деаераторної етажерці, щоб відсікти лівих два деаеро-торні баки, з яких вода надходила на зруйнований аварійний живильний насос.

Земсков, який щойно сумісно обійшов аварійний блокі сильно опромінений.

Можлива підвіска блоківз ракетами калібру 80 мм, кулеметами чи гранатометами, і навіть 2 чи 4 авіабомбами загальною вагою 500 кг.

Бережков прийшов до думки, що сучасний авіамотор вимагає блокуциліндрів, така конструкція бачилася йому у фантазії, він навіть висловив її в начерках, і тепер, розглядаючи цей мотор, що прибув з Америки, роз'ятений у складальному залі АДВІ, Бережков знову відчув, ніби хтось із чужої країни вихопив і здійснив його задум.