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.

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.

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

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 рухливі 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:

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. 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

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

Простота та ефективність механізму

Будова вантажопідйомного механізму

Класичний поліспаст є механізмом, що складається з двох основних елементів: шків; гнучкий зв'язок

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

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

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

Нерухомий блок

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

Рухомий блок

Принцип роботи – у чому секрет

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

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

Принцип роботи системи блоків

В яких областях застосовується система блоків

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

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

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

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 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

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

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 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

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 інструкціядля 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 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.

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 поліспаст складається всього з одного блоку та каната, при цьому дозволяє вдвічі знизити тягове зусилля, необхідне для підйому вантажу.

Зазвичай у вантажопідйомних механізмах застосовують силові поліспасти, що дозволяють зменшити натяг каната, момент від ваги вантажу на барабані та передатне число механізму (талі, лебідки). Швидкі поліспасти, що дозволяють отримати виграш у швидкості переміщення вантажу при малих швидкостях приводного елемента. Вони використовуються значно рідше і використовуються в гідравлічних або пневматичних підйомниках, навантажувачах, механізмах висування телескопічних стріл 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.

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.

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. Такі поліспасти застосовують в основному в мостових і козлових кранах, а також у важких кранах баштових для того, щоб можна було використовувати дві стандартні вантажні лебідки замість однієї великогабаритної великої потужності, а також для отримання двох або трьох швидкостей підйому вантажу.

У силових поліспастах зі збільшенням кратності можна використовувати канати зменшеного діаметра, як наслідок зменшити діаметр барабана і блоків, знизити масу і габарити системи загалом. Збільшення кратності дозволяє знизити передатне число редуктора, але водночас вимагає більшої довжини каната та канатоємності барабана.

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.