Как должны быть расположены подвижные и неподвижные обоймы при сборке полиспастов при подъеме груза

Что такое полиспаст, зачем и где его применяют?

Грузоподъемные машины призваны помочь человеку поднять что-либо тяжелое на высоту. В основе большинства подъемных механизмов лежит простая система блоков – полиспаст. Он был знаком еще Архимеду, но сейчас об этом гениальном изобретении многие не знают. Вспоминая курс физики, выясните, как работает такой механизм, его строение и область применения. Разобравшись в классификации, можно приступать к расчету. Чтобы все получилось – вашему вниманию инструкция по конструированию простой модели.

Система блоков – теория ↑

Изобретение полиспаста дало огромный толчок развитию цивилизаций. Система блоков помогла построить огромные сооружения, многие из которых сохранились по сей день и вызывают недоумение у современных строителей. Также совершенствовалось судостроение, люди смогли путешествовать на огромные расстояния. Пора разобраться, что это такое – полиспаст и выяснить, где можно найти ему применение сегодня.

Простота и эффективность механизма

Строение грузоподъемного механизма ↑

Классический полиспаст представляет собой механизм, который состоит из двух основных элементов:

• шкив;
• гибкая связь.

Простейшая схема: 1 – подвижный блок, 2 – неподвижный, 3– канат

Шкив – это металлическое колесо, которое по внешнему краю имеет специальный желоб для троса. В качестве гибкой связи может применяться обычный трос или канат. Если груз будет достаточно тяжелый, используют тросы из синтетических волокон или стальные канаты и даже цепи. Для того чтобы шкив вращался легко, без скачков и заедания, используют роликовые подшипники. Все элементы, которые движутся, смазывают.

Один шкив называют блоком. Полиспаст – это система блоков для подъема грузов. Блоки в составе подъемного механизма могут быть неподвижными (жестко закрепленными) и подвижными (когда ось в процессе работы меняет положение). Одна часть полиспаста крепится к неподвижной опоре, другая – к грузу. Подвижные ролики располагаются на стороне груза.

Неподвижный блок

Роль неподвижного блока – изменение направления движения каната и действия прикладываемой силы. Роль подвижных – получение выигрыша в силе.

Подвижный блок

Принцип работы – в чем секрет ↑

Принцип работы полиспаста подобен рычагу: усилие, которое необходимо приложить, становится меньше в несколько раз, при этом работа выполняется в том же объеме. Роль рычага играет трос. В работе полиспаста важен выигрыш в силе, поэтому возникающий проигрыш в расстоянии не принимается во внимание.

В зависимости от конструкции полиспаста, выигрыш в силе может быть разным. Простейший механизм из двух шкивов дает примерно двукратный выигрыш, из трех – трехкратный и так далее. По тому же принципу рассчитывается и увеличение расстояния. Для работы простого полиспаста нужен трос в два раза длиннее высоты подъема, а если используют комплекс из четырех блоков – то и длина троса увеличивается прямо пропорционально в четыре раза.

Принцип работы системы блоков

В каких областях применяется система блоков ↑

Полиспаст – верный помощник на складе, на производстве, в транспортной сфере. Его используют везде, где нужно применять силу для перемещения всевозможных грузов. Система широко применяется в строительстве.

Несмотря на то что большую часть тяжелой работы выполняет строительная техника (подъемный кран), полиспасту нашлось место в конструкции грузозахватных механизмов. Система блоков (полиспаст) является составляющей таких подъемных механизмов, как лебедка, таль, строительная техника (краны разных типов, бульдозер, экскаватор).

Помимо строительной отрасли, полиспасты получили широкое применение в организации спасательных работ. Принцип работы остается прежним, но конструкция немного видоизменяется. Спасательное оборудование изготавливается из прочного троса, используются карабины. Для устройств такого назначения важно, чтобы вся система быстро собиралась и не требовала дополнительных механизмов.

Полиспаст в составе крюка подъемного крана

Что такое запасовка, как она делается и какой бывает?

Запасовкой называют изменение положения блоков и расстояния между ними. Ее проводят, чтобы изменить скорость или высоту подъема тяжести.

Схемы запасовки бывают:

1. Однократная: крюк вешают за 1 канат, который затем проводится последовательно через каждый неподвижный блок и наматывается на барабан.
2. Двукратная. Для балочных кранов 1 конец веревки крепят на корне стрелы, а второй конец пускают через обводной барабан, все блоки, после чего крепят к лебедке. Для подъемных кранов канат крепится к лебедке, а неподвижные блоки находятся на головке стрелы.
3. Четырехкратная. Используется сочетание схем, перечисленных выше, для каждого блока крюковой подвески.
4. Переменная. Подвижные ролики дополняются 1 или 2 подвижными обоймами.

Классификация моделей по разным характеристикам ↑

Существует множество исполнений одной задумки – системы блоков, объединенных канатом. Их дифференцируют в зависимости от способа применения и конструктивных особенностей. Познакомьтесь с разными типами подъемников, выясните, в чем заключается их назначение и чем отличается устройство.

Классификация в зависимости от сложности механизма ↑

В зависимости от сложности механизма выделяют

• простые;
• сложные;
• комплексные полиспасты.

Пример четных моделей

Простой полиспаст представляет собой систему последовательно соединенных роликов. Все подвижные и неподвижные блоки, а также сам груз объединяются одним тросом. Дифференцируют четные и нечетные простые полиспасты.

Четными называют те грузоподъемные механизмы, чей конец троса крепится к неподвижной опоре – станции. Все комбинации в таком случае будут считаться четными. А если конец веревки прикреплен непосредственно к грузу или месту прикладывания усилия, эта конструкция и все производные от нее будут называться нечетными.

Схема нечетного полиспаста

Сложный полиспаст можно называть системой полиспастов. В этом случае последовательно соединяются не отдельные блоки, а целые комбинации, которые вполне могут использоваться сами по себе. Грубо говоря, в этом случае один механизм приводит в движение другой подобный.

Комплексный полиспаст не относится ни к одному, ни к другому виду. Его отличительная черта – ролики, движущиеся навстречу грузу. В состав комплексной модели могут входить как простые, так и сложные полиспасты.

Объединение двукратного и шестикратного простого полиспаста дает сложный шестикратный вариант

Классификация по назначению подъемника ↑

В зависимости от того, что хотят получить при использовании полиспаста, их подразделяют на:

• силовые;
• скоростные.

А – силовой вариант, Б — скоростной

Силовой вариант используется чаще. Как следует из названия, его задача – обеспечить выигрыш в силе. Так как для значительного выигрыша нужны столь же значительные потери в расстоянии, неизбежны и потери в скорости. К примеру, для системы 4:1 при поднятии груза на один метр нужно натянуть 4 метра троса, что замедляет работу.

Скоростной полиспаст по своему принципу представляет собой обратную силовому конструкцию. Он не дает выигрыша в силе, его цель – скорость. Применяется для ускорения работы в ущерб прикладываемому усилию.

Кратность – основная характеристика ↑

Основной показатель, на который обращают внимание при организации подъема грузов –кратность полиспаста. Этот параметр условно обозначает, во сколько раз механизм позволяет выиграть в силе. Фактически, кратность показывает, на сколько ветвей каната распределен вес груза.

Кинематическая кратность

Кратность подразделяют на кинематическую (равную количеству перегибов каната) и силовую, которая рассчитывается с учетом преодоления тросом силы трения и неидеальным КПД роликов. В справочниках приведены таблицы, которые отображают зависимость силовой кратности от кинематической при разных КПД блоков.

Как видно из таблицы, силовая кратность существенно отличается от кинематической. При низком КПД ролика (94%) фактический выигрыш в силе полиспаста 7:1 будет меньше выигрыша шестикратного полиспаста с КПД блоков 96%.

Схемы полиспастов разной кратности

Виды полиспастов

Полиспасты делятся по нескольким признакам:

1. По назначению. Бывают силовые, а бывают скоростные схемы. Силовые позволяют поднимать больше груза, но медленнее. Скоростные позволяют поднимать тяжесть быстрее, но «осилят» меньший вес.
2. По количеству блоков. Самый простой вариант — 1 ролик. Но их может быть и 2, и 3, и 4, и больше. Чем больше их — тем больший вес получится поднять.
3. По сложности схемы. Бывают простые схемы (когда ролики объединены последовательно 1 канатом) и сложные (когда используется 2 или больше отдельных полиспастов). Сложные системы более производительны, дают больше результата при меньшем количестве блоков. К примеру, если объединить 2 полиспаста (из 1 и из 2 блоков) — получится выигрыш в силе в 6 раз. Тогда как простая схема даст выигрыш в 6 раз только при использовании 6 роликов.

Что влияет на эффективность подъемника?

Выше упоминалась кратность (выигрыш в силе) очень приблизительная, округленная в большую сторону. На практике она меньше.

На эффективность подъемника (на то, какой точный выигрыш в силе он даст) влияют такие факторы:

• количество блоков;
• материал троса;
• тип подшипников;
• качество смазки всех осей;
• диаметр и длина каната;
• угол между канатом и средней плоскостью ролика.

Как крепится веревка к механизму?

Закрепить грузоподъемный механизм к тросу можно следующими способами:

1. Узлами, связанными из репшнуров. Количество оборотов — 3-5.
2. Зажимом общего назначения.

Как производить расчеты для полиспаста ↑

Несмотря на то что теоретически конструкция полиспаста предельно простая, на практике не всегда ясно, как поднять груз с помощью блоков. Как понять, какая кратность понадобится, как выяснить КПД подъемника и каждого блока в отдельности. Для того чтобы найти ответы на эти вопросы, нужно выполнить расчеты.

Расчет отдельного блока ↑

Расчет полиспаста нужно выполнять из-за того, что условия работы далеки от идеальных. На механизм действуют силы трения в результате движения троса по шкиву, в результате вращения самого ролика, какие бы подшипники ни применялись.

Кроме того, на стройплощадке и в составе строительной техники редко применяется гибкая и податливая веревка. Стальной канат или цепь обладают гораздо большей жесткостью. Так как для сгибания такого троса при набегании на блок требуется дополнительное усилие, его тоже нужно обязательно учитывать.

Для расчета выводят уравнение моментов для шкива относительно оси:

SсбегR = SнабегR + q SнабегR + Nfr (1)

В формуле 1 показаны моменты таких сил:

• Sсбег – усилие со стороны сбегающего каната;
• Sнабег – усилие со стороны набегающего каната;
• q Sнабег – усилие, для сгибания/разгибания каната с учетом его жесткости q;
• Nf – сила трения в блоке, с учетом коэффициента трения f.

Для определения момента все силы умножаются на плечо – радиус блока R или радиус втулки r.

Сила набегающего и сбегающего троса возникает в результате взаимодействия и трения нитей каната. Поскольку сила для сгибания/разгибания троса существенно меньше остальных, вычисляя воздействие на ось блока, этим значением часто пренебрегают:

N = 2 Sнабег×sinα (2)

В этом уравнении:

• N – воздействие на ось шкива;
• Sнабег – усилие со стороны набегающего каната (принимается примерно равным Sсбег;
• α – угол отклонения от оси.

Блок полиспаста

Расчет полезного действия блока ↑

Как известно, КПД – коэффициент полезного действия, то есть насколько результативна была выполненная работа. Его рассчитывают, как отношение выполненной и затраченной работ. В случае с блоком полиспаста применяется формула:

ηб = Sнабег/ Sсбег = 1/(1 + q + 2fsinα×d/D) (3)

• 3 ηб – КПД блока;
• d и D – соответственно, диаметр втулки и самого шкива;
• q – коэффициент жесткости гибкой связи (каната);
• f – коэффициент трения;
• α – угол отклонения от оси.

Из этой формулы видно, что на КПД влияет строение блока (посредством коэффициента f), его размер (через отношение d/D) и материал каната (коэф. q). Максимальное значение КПД можно получить, используя втулки из бронзы и подшипники качения (до 98%). Подшипники скольжения дадут до 96% коэффициент полезного действия.

На схеме изображены все силы S на разных ветвях каната

Как высчитать КПД всей системы ↑

Подъемный механизм состоит из нескольких блоков. Суммарный КПД полиспаста не равен арифметической сумме всех отдельных составляющих. Для вычисления используют куда более сложную формулу, а точнее – систему уравнений, где все силы выражаются через значение первичной S0 и КПД механизма:

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

• Sn=(ηп)n S0.

КПД полиспаста при разной кратности

Поскольку значение КПД всегда меньше 1, с каждым новым блоком и уравнением в системе значение Sn будет стремительно уменьшаться. Суммарный КПД полиспаста будет зависеть не только от ηб, но и от количества этих блоков – кратности системы. По таблице можно найти ηп для систем с разным количеством блоков при разных значениях КПД каждого.

Как сделать подъемник своими руками ↑

В строительстве во время проведения монтажных работ далеко не всегда есть возможность подогнать подъемный кран. Тогда возникает вопрос, как поднять груз веревкой. И здесь находит свое применение простой полиспаст. Для его изготовления и полноценной работы нужно сделать расчеты, чертежи, правильно подобрать веревку и блоки.

Разные схемы простых и сложных подъемников

Подготовка базы – схема и чертеж ↑

Прежде чем приступать к сооружению полиспаста своими руками, нужно внимательно изучить чертежи и подобрать подходящую для себя схему. Опираться следует на то, как вам будет удобнее разместить конструкцию, какие блоки и трос имеются.

Случается, что грузоподъемности блоков полиспаста недостаточно, а сооружать сложный многократный подъемный механизм нет времени и возможности. Тогда применяют сдвоенные полиспасты, представляющие собой комбинацию из двух одинарных. Этим устройством также можно поднимать груз таким образом, чтобы он двигался строго вертикально, без перекосов.

Чертежи сдвоенной модели в разных вариациях

Как подобрать веревку и блок ↑

Важнейшую роль в построении полиспаста своими руками играет веревка. Важно, чтобы она не растягивалась. Такие канаты называют статическими. Растяжение и деформация гибкой связи дает серьезные потери эффективности работы. Для самодельного механизма подойдет синтетический трос, толщина зависит от веса груза.

Материал и качество блоков – показатели, которые обеспечат самодельным подъемным устройствам расчетную грузоподъемность. В зависимости от подшипников, которые установлены в блоке, меняется его КПД и это уже учтено в расчетах.

Но как поднять груз на высоту своими руками и не уронить его? Чтобы обезопасить груз от возможного обратного хода, можно установить специальный фиксирующий блок, который позволяет веревке двигаться только в одном – нужном направлении.

Ролик, по которому движется канат

Пошаговая инструкция для подъема груза через блок ↑

Когда веревка и блоки готовы, схема выбрана, а расчет произведен, можно приступать к сборке. Для простого двукратного полиспаста понадобятся:

• ролик – 2 шт.;
• подшипники;
• втулка – 2 шт.;
• обойма для блока – 2 шт.;
• веревка;
• крюк для подвеса груза;
• стропы – если они нужны для монтажа.

Для быстрого соединения используют карабины

Пошагово подъем груза на высоту осуществляется так:

1. Соединяют ролики, втулку и подшипники. Объединяют все это в обойму. Получают блок.
2. Веревку запускают в первый блок;
3. Обойма с этим блоком жестко крепится к неподвижной опоре (железобетонная балка, столб, стена, специально смонтированный вынос и пр.);
4. Затем конец веревки пропускают через второй блок (подвижный).
5. К обойме крепят крюк.
6. Свободный конец веревки фиксируют.
7. Стропят поднимаемый груз и соединяют его с полиспастом.

Самодельный подъемный механизм готов к использованию и обеспечит двойной выигрыш в силе. Теперь, чтобы поднять груз на высоту, достаточно потянуть за конец веревки. Огибая оба ролика, веревка поднимет груз без особых усилий.

Можно ли объединить полиспаст и лебедку ↑

Если к самодельному механизму, который вы построите по этой инструкции, присоединить электрическую лебедку, получится самый настоящий подъемный кран, выполненный своими руками. Теперь для подъема груза не придется напрягаться совсем, лебедка все сделает за вас.

Даже ручная лебедка сделает подъем груза комфортнее – не нужно стирать руки о канат и переживать, чтобы веревка не выскользнула из рук. В любом случае, крутить ручку лебедки куда проще.

Полиспаст для лебедки

В принципе, даже вне стройплощадки умение в походных условиях с минимумом инструментов и материалов соорудить элементарный полиспаст для лебедки – очень полезный навык. Особенно оценят его автомобилисты, которым посчастливилось застрять на машине где-нибудь в непроходимом месте. Сделанный на скорую руку полиспаст значительно увеличит производительность лебедки.

Переоценить значение полиспаста в развитии современного строительства и машиностроения сложно. Понимать принцип действия и визуально представлять себе его конструкцию должен каждый. Теперь вам не страшны ситуации, когда нужно поднять груз, а специальной техники нет. Несколько шкивов, веревка и смекалка позволят обойтись без привлечения крана.

4.4. Блоки и полиспасты

4.4.1. Грузоподъемность блоков и полиспастов должна быть указана в паспорте завода-изготовителя, на клейме крюка, или на обойме блока, или на металлической табличке, прикрепляемой к наружной щеке блочной обоймы.

4.4.2. Ролики блоков, а также крюки и петли на траверсах должны свободно проворачиваться.

4.4.3. Применять при оснастке полиспастов блоки разной грузоподъемности запрещается.

4.4.4. При выборе блока по грузоподъемности необходимо проверять соответствие размеров ручья ролика диаметру каната; диаметр ручья ролика должен быть больше диаметра каната на 1 — 3 мм.

4.4.5. При подвешивании верхних неподвижных блоков полиспастов необходимо избегать бокового опирания обоймы верхнего блока на ригель или балку. Перекос роликов верхнего блока по отношению к канату не допускается.

4.4.6. При оснастке полиспастов должны соблюдаться следующие требования:

если число ниток полиспаста, т.е. сумма чисел роликов неподвижного и подвижного блоков, четное, то конец каната следует крепить к неподвижному блоку;

если число ниток нечетное, конец каната следует крепить к подвижному блоку.

4.4.7. При сборке полиспастов и подъеме грузов необходимо следить за соблюдением параллельности подвижной и неподвижной обойм. Косое положение одного блока относительно другого во избежание соскальзывания каната с блока не допускается.

4.4.8. Тяговый сбегающий конец каната должен быть направлен к лебедке так, чтобы он не вывертывал блока полиспаста и не вызывал его перекоса.

4.4.9. Отводные блоки рекомендуется применять разъемной конструкции, позволяющей запасовать канат в блок в любом месте по его длине. Располагать их необходимо так, чтобы проходящий через них тяговый конец каната не имел косого набегания на блок полиспаста, что также может вызвать его соскальзывание с этого блока и возникновение горизонтальных усилий, действующих на верхний блок полиспаста.

4.4.10. При выборе грузоподъемности отводных блоков и расчетах чалочных канатов для их привязки необходимо учитывать угол между направлением канатов.

4.4.11. При длительном хранении блоки массой до 60 кг следует подвешивать за крюки, петли или скобы на прочных перекладинах. Более тяжелые блоки необходимо укладывать на полу на подкладках.

4.4.12.* Блоки и полиспасты должны осматриваться не реже чем 1 раз в 6 мес., а также перед каждым подъемом груза, близкого к грузоподъемности блока или полиспаста. Блоки и полиспасты для осмотра должны полностью разбираться.

Состояние блоков и полиспастов проверяется, кроме того, внешним осмотром перед каждым их применением.

4.4.13. При внешнем осмотре прежде всего следует убедиться, что блоки и полиспасты с приданными им канатами испытаны и имеют металлическую бирку с указанием номера блока или полиспаста, грузоподъемности и даты очередного испытания. Следует проверить общее состояние блоков и их отдельных элементов (роликов, щек, подшипников), крепление каната к блоку, смазку роликов и вращение их на оси и обратить внимание на внутреннюю поверхность зева крюка, где чаще всего появляются трещины, на состояние каната, которым оснащен полиспаст, и чистоту каналов для смазки в осях роликов.

4.4.14. Подлежат замене:

ролики, имеющие трещины, отбитые края, износ втулок, равный 3% диаметра оси и более, диаметр отверстия, увеличенный более чем на 5% первоначального, а также износ реборд и дна ручья, превышающий значения, указанные в Приложении 7 «Допустимый износ роликов блоков». При достаточной толщине стенки и равномерном износе втулки по окружности она может быть оставлена в эксплуатации при условии замены оси осью большего диаметра;

крюки, имеющие трещины, деформацию, износ от стропового каната опорной поверхности в виде канавки глубиной более 10% первоначальной высоты сечения крюка;

траверсы, имеющие трещины и износ шеек более 10% первоначального диаметра;

оси блоков с износом, превышающим 5% по диаметру. Если ось имеет равномерный износ по диаметру и неровности на поверхности отсутствуют, она может быть оставлена в эксплуатации при условии замены втулок роликов;

грузовые блоки, имеющие трещины на несущих планках, разработанные отверстия для осей и траверс.

4.4.15.* Не реже 1 раза в 12 мес. блоки и полиспасты должны подвергаться статическому испытанию грузов, превышающему на 25% их номинальную грузоподъемность, в целях проверки их прочности. Испытательный груз поднимается на высоту 100 — 200 мм и выдерживается в течение 10 мин., затем производится осмотр состояния блоков и полиспастов. Испытание может производиться также с помощью динамометра.

4.4.17. Для проведения испытаний блок или полиспаст оснащается канатом соответствующей грузоподъемности, который растягивается на всю длину.

Однорольные блоки испытываются на стендах для испытания такелажа или по схемам, показанным на рис. 4.3. При испытаниях с динамометром, если грузоподъемность блока меньше грузоподъемности динамометра, последний врезается между якорем (слева) и блоком и непосредственно показывает полную прикладываемую испытательную нагрузку. Если же грузоподъемность блока больше грузоподъемности динамометра, последний врезается в одну из ветвей троса, который огибает блок и идет к тяговому механизму. При такой схеме динамометр будет показывать 50% испытательной нагрузки (без учета КПД блока).

4.4.18. Многорольные блоки испытываются так же, как полиспасты (рис. 4.4). Если грузоподъемность динамометра недостаточна для испытания полиспаста по схеме, указанной на рис. 4.4 «а» и «б», то применяются схемы, приведенные на рис. 4.4 «в» и «г». Динамометр врезается в одну из ветвей, огибающих уравнительный блок, или в ходовую ветвь троса. В этом случае при определении испытательной нагрузки необходимо учесть КПД всех роликов.

4.4.19.* При осмотре блоков после их испытаний следует обратить внимание на состояние осей и втулок. Изгиб осей, задиры на осях и втулках не допускаются. Не должно быть также трещин в крюке и щеках, заклинивания тросов между роликами и обоймой, разгибания крюка и т.п.

При обнаружении каких-либо дефектов они устраняются и испытание проводится вновь.

Если при испытаниях не обнаружено неисправностей, полиспаст или блок считается выдержавшим испытания.

После испытания на блоках и полиспастах прикрепляются бирки с указанием номера блока или полиспаста, его грузоподъемности и даты следующего испытания. На концах канатов полиспастов должны быть бирки с указанием только номера блока или полиспаста.

Правила по охране труда при работе на высоте

Требования по охране труда при работе на высоте с применением средств малой механизации

Требования по охране труда при работе на высоте с применением средств малой механизации

НЕ ДОПУСКАЕТСЯ!

При работе с лебедками с ручным рычажным приводом:

• находиться в плоскости качания рычага и под поднимаемым грузом;
• применять удлиненный (против штатного) рычаг;
• переводить рычаг из одного крайнего положения в другое рывками.

При работе перемещаемый груз должен надежно крепиться к крюку. Движение рукоятки обратного хода должно быть плавным, без рывков и заеданий; тяговый механизм и канат должны находиться на одной прямой.

Место установки, способ крепления лебедок, а также расположение блоков должны быть указаны в ППР на высоте.

Место установки лебедки необходимо выбирать исходя из следующих требований:

• лебедка должна находиться вне зоны производства работ по подъему и перемещению груза;
• место установки лебедки должно обеспечивать обзор зоны работы и визуальное наблюдение за поднимаемым (перемещаемым) грузом;
• должно быть обеспечено надежное закрепление лебедки, крепление и правильное направление намотки каната на барабан лебедки;
• канат, идущий к лебедке, не должен пересекать дорог и проходов для людей.

НЕ ДОПУСКАЮТСЯ К РАБОТЕ лебедки, при осмотре которых обнаружены дефекты.

Не допускается работа лебедок:

• при ненадежном закреплении лебедки на рабочем месте;
• при неисправности тормозов;
• при неисправности привода;
• при отсутствии ограждения привода;
• при ненадежном закреплении каната на барабане или неправильной его навивке на барабан.

НЕ ДОПУСКАЮТСЯ:

• ручное управление лебедкой без рукавиц;
• ремонт или подтяжка крепежных деталей во время работы лебедки;
• трение канатов о выступающие конструкции

Канаты в местах присоединения их к люльке и барабану лебедки должны быть прочно закреплены. Движение канатов при подъеме и опускании люлек должно быть свободным.

Лебедки с электрическим приводом, предназначенные для подъема людей, оснащаются колодочным тормозом, автоматически действующим при отключении электродвигателя.

Коэффициент запаса торможения должен быть не менее 2.

Корпус кнопочного аппарата управления тали, управляемой с пола, выполняется из изоляционного материала либо должен быть заземлен не менее чем двумя проводниками. В качестве одного из заземляющих проводников может быть использован трос, на котором подвешен кнопочный аппарат.

Пусковые аппараты ручного управления талями должны подвешиваться на стальном тросе такой длины, чтобы можно было управлять механизмом, находясь на безопасном расстоянии от поднимаемого груза. При расположении аппарата управления ниже 0,5 м от пола его следует подвешивать на крючок, укрепленный на тросе на высоте 1-1,5 м от пола.

Механизм подъема ручных талей должен быть снабжен тормозом, обеспечивающим плавное опускание груза под действием силы тяжести и остановку груза в любой момент подъема или опускания.

Концевые выключатели электрической тали должны обеспечивать остановку механизма подъема груза так, чтобы зазор между грузозахватным органом и упором был не менее 50 мм.

При подъеме груза доводить грузозахватный орган (обойму крюка) до концевого выключателя и пользоваться им для автоматической остановки механизма подъема не допускается.

Техническое освидетельствование талей проводится нагрузками и в сроки, которые указаны в документации. Состояние талей проверяется перед каждым их применением.

НЕ ДОПУСКАЕТСЯ!

• Подтаскивание груза крючком или оттяжка поднимаемого груза электрическими талями
• Отклонение грузового каната от вертикали при подъеме груза допускается не более чем на 5°.

При сборке полиспастов и при подъеме груза необходимо следить за тем, чтобы подвижные и неподвижные обоймы были параллельны друг другу.

Косое положение одного блока относительно другого может привести к соскальзыванию каната с блока.

Тяговый (сбегающий) конец каната должен быть направлен к лебедке так, чтобы он не вызывал перекоса блока полиспаста.

НЕ ДОПУСКАЕТСЯ!

Применять при оснастке полиспастов блоки разной грузоподъемности.

При подборе блока по грузоподъемности необходимо проверять соответствие размеров ручья ролика диаметру каната. Диаметр ручья ролика должен быть больше диаметра каната на 1-3 мм.

При оснастке полиспастов должны соблюдаться следующие требования:

• при четном числе ниток полиспаста конец каната следует крепить к неподвижному блоку;
• при нечетном числе ниток полиспаста конец каната следует крепить к подвижному блоку.

Технические освидетельствования блоков и полиспастов проводятся нагрузками, указанными в документации производителя.

Расчет выигрыша в силе: формула, примеры расчета с пояснениями

Применение подвижного блока даёт двукратный выигрыш в силе, применение неподвижного — позволяет изменить направление прилагаемой силы. На практике используются комбинации подвижных и неподвижных блоков. При этом каждый подвижный блок позволяет вдвое уменьшить прилагаемое усилие или вдвое увеличить скорость перемещения груза. Неподвижные блоки используют для связи подвижных блоков в единую систему. Такая система подвижных и неподвижных блоков называется полиспаст.
Используется полиспаст в случаях, если необходимо прилагая минимальные усилия поднять или переместить тяжелый груз, обеспечить натяжение и т.п. Простейший полиспаст состоит всего из одного блока и каната, при этом позволяет в два раза снизить тяговое усилие, необходимое для подъема груза.

Рисунок 1. Каждый подвижный блок в полиспасте даёт двукратный выигрыш в силе или скорости

Обычно в грузоподъемных механизмах применяют силовые полиспасты, позволяющие уменьшить натяжение каната, момент от веса груза на барабане и передаточное число механизма (тали, лебедки). Скоростные полиспасты, позволяющие получить выигрыш в скорости перемещения груза при малых скоростях приводного элемента, применяются значительно реже. Они используются в гидравлических или пневматических подъемниках, погрузчиках, механизмах выдвижения телескопических стрел кранов.

Основной характеристикой полиспаста является кратность. Это отношение числа ветвей гибкого органа, на котором подвешен груз, к числу ветвей наматываемых на барабан (для силовых полиспастов), либо отношение скорости ведущего конца гибкого органа к ведомому (для скоростных полиспастов). Условно говоря, кратность это теоретически рассчитанный коэффициент выигрыша в силе или скорости при использовании полиспаста. Изменение кратности полиспаста происходит путем введения или удаления из системы дополнительных блоков, при этом конец каната при четной кратности крепится на неподвижном элементе конструкции, а при нечетной кратности — на крюковой обойме.

Рисунок 2. Крепление каната при чётной и нечётной кратности полиспаста

Выигрыш в силе при применении полиспаста с $n$ подвижных и $n$ неподвижных блоков определяется по формуле: $P=2Fn$, где $Р$ — вес груза, $F$ — сила, прилагаемая на входе полиспаста, $n$ — число подвижных блоков.

В зависимости от количества ветвей каната, закрепленных на барабане грузоподъемного механизма, можно выделить одинарные (простые) и сдвоенные полиспасты. В одинарных полиспастах, при наматывании или сматывании гибкого элемента вследствие его перемещения вдоль оси барабана, создается нежелательное изменение нагрузки на опоры барабана. Также в случае отсутствия в системе свободных блоков (канат с блока крюковой подвески непосредственно переходит на барабан) происходит перемещение груза не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости.

Рисунок 3. Одинарные и сдвоенные полиспасты

Для обеспечения строго вертикального подъема груза применяют сдвоенные полиспасты, (состоящие из двух одинарных), в этом случае на барабане закрепляются оба конца каната. Для обеспечения нормального положения крюковой подвески при неравномерной вытяжке гибкого элемента обоих полиспастов применяют балансир или уравнительные блоки.

Рисунок 4. Способы обеспечения вертикальности подъёма груза

Скоростные полиспасты отличаются от силовых тем, что в них рабочая сила, обычно развиваемая гидравлическим или пневматическим цилиндром, прикладывается к подвижной обойме, а груз подвешивается к свободному концу каната или цепи. Выигрыш в скорости при использовании такого полиспаста получается в результате увеличения высоты подъёма груза.

При использовании полиспастов следует учитывать, что используемые в системе элементы не являются абсолютно гибкими телами, а имеют определенную жесткость, поэтому набегающая ветвь не сразу ложится в ручей блока, а сбегающая ветвь не сразу выпрямляется. Это наиболее заметно при использовании стальных канатов.

Вопрос: почему у подъемных строительных кранов крюк, который переносит груз, закреплен не на конце троса, а на обойме подвижного блока?

Ответ: для обеспечения вертикальности подъёма груза.

Запасовка – полиспаст

Во время запасовки полиспаста необходимо следить за тем, чтобы узел соединения тонкого и толстого канатов при перемещении свободно проходил через ролики блоков.
Во время запасовки полиспаста необходимо наблюдать за тем, чтобы узел соединения тонкого и толстого канатов при перемещении свободно проходил через ролики блоков.

Схемы запасовок полиспастов.

Применяют различные виды запасовок полиспастов и отводных блоков в зависимости от массы поднимаемого груза, наличия такелажной оснастки, условий подъема оборудования.

Одиннадцатирольный блок БМ-280 грузоподъемностью 280 т.| Схема запасовки полиспастов с различным количеством рабочих.

На рис. 24 приведена схема запасовки полиспастов с различным количеством рабочих нитей. Усилие в сбегающей нитке каната S будет равняться массе поднимаемого груза Q, деленной на число рабочих нитей и коэффициент полезного действия полиспаста.

На рис. 85 приведена схема запасовки полиспастов с различным количеством рабочих нитей.

На рис. 37 приведена схема запасовки полиспастов с различным количеством рабочих нитей. Усилие в сбегающей нитке каната будет равняться ориентировочно массе поднимаемого груза, деленной на число рабочих нитей и коэффициент полезного действия полиспаста. Коэффициент полезного действия подбирают по таблицам в зависимости от вида подшипников ( качения или скольжения) и числа роликов в полиспасте.

Схемы запасовки полиспастов с числом рабочих нитей.

На рис. 27 приведены схемы запасовки полиспастов с двух -, четырех -, пяти – и шестирольными блоками.

Для увеличения грузоподъемности полиспастов применена схема запасовки полиспастов ( рис. 14, б) с креплением мертвой нитки, идущей с верхнего блока непосредственно к траверсе, что позволило увеличить грузоподъемность каждого полиспаста на 10 тс. Сбегающие нитки через систему отводных роликов грузоподъемностью 15 тс идут на электролебедки с тяговым усилием 12 5 тс.

Схема за-пасовки сдвоенных полиспастов с одной а и двумя б приводными лебедками.

На рис. 34 приведены различные схемы запасовки полиспастов с двух -, четырех -, пяти – и шестирольными блоками.

На рис. 25 приведены наиболее распространенные схемы запасовок полиспастов. Использование полиспаста с верхним отводным роликом ( рис. 25, а) дает возможность увеличить грузоподъемность полиспаста и уменьшить усилие в сбегающей нитке. Применяют также несколько систем полиспастов с уравнительными блоками. На рис. 25, б показан сдвоенный полиспаст с верхним уравнительным роликом.

На рис. 49 приведены наиболее распространенные схемы запасовок полиспастов. Использование полиспаста с верхним отводным роликом ( рис. 49, а) дает возможность увеличить грузоподъемность полиспаста и уменьшить усилие в сбегающей нитке.

Как сделать подъемник своими руками

В строительстве во время проведения монтажных работ далеко не всегда есть возможность подогнать подъемный кран. Тогда возникает вопрос, как поднять груз веревкой. И здесь находит свое применение простой полиспаст. Для его изготовления и полноценной работы нужно сделать расчеты, чертежи, правильно подобрать веревку и блоки.

Подготовка базы – схема и чертеж

Прежде чем приступать к сооружению полиспаста своими руками, нужно внимательно изучить чертежи и подобрать подходящую для себя схему. Опираться следует на то, как вам будет удобнее разместить конструкцию, какие блоки и трос имеются.

Случается, что грузоподъемности блоков полиспаста недостаточно, а сооружать сложный многократный подъемный механизм нет времени и возможности. Тогда применяют сдвоенные полиспасты, представляющие собой комбинацию из двух одинарных. Этим устройством также можно поднимать груз таким образом, чтобы он двигался строго вертикально, без перекосов.

Как подобрать веревку и блок

Важнейшую роль в построении полиспаста своими руками играет веревка

Важно, чтобы она не растягивалась. Такие канаты называют статическими

Растяжение и деформация гибкой связи дает серьезные потери эффективности работы. Для самодельного механизма подойдет синтетический трос, толщина зависит от веса груза.

Материал и качество блоков – показатели, которые обеспечат самодельным подъемным устройствам расчетную грузоподъемность. В зависимости от подшипников, которые установлены в блоке, меняется его КПД и это уже учтено в расчетах.

Но как поднять груз на высоту своими руками и не уронить его? Чтобы обезопасить груз от возможного обратного хода, можно установить специальный фиксирующий блок, который позволяет веревке двигаться только в одном – нужном направлении.

Пошаговая инструкция для подъема груза через блок

Когда веревка и блоки готовы, схема выбрана, а расчет произведен, можно приступать к сборке. Для простого двукратного полиспаста понадобятся:

• ролик – 2 шт.;
• подшипники;
• втулка – 2 шт.;
• обойма для блока – 2 шт.;
• веревка;
• крюк для подвеса груза;
• стропы – если они нужны для монтажа.

Пошагово подъем груза на высоту осуществляется так:

1. Соединяют ролики, втулку и подшипники. Объединяют все это в обойму. Получают блок.
2. Веревку запускают в первый блок;
3. Обойма с этим блоком жестко крепится к неподвижной опоре (железобетонная балка, столб, стена, специально смонтированный вынос и пр.);
4. Затем конец веревки пропускают через второй блок (подвижный).
5. К обойме крепят крюк.
6. Свободный конец веревки фиксируют.
7. Стропят поднимаемый груз и соединяют его с полиспастом.

Самодельный подъемный механизм готов к использованию и обеспечит двойной выигрыш в силе. Теперь, чтобы поднять груз на высоту, достаточно потянуть за конец веревки. Огибая оба ролика, веревка поднимет груз без особых усилий.

Можно ли объединить полиспаст и лебедку

Если к самодельному механизму, который вы построите по этой инструкции, присоединить электрическую лебедку, получится самый настоящий подъемный кран, выполненный своими руками. Теперь для подъема груза не придется напрягаться совсем, лебедка все сделает за вас.

Даже ручная лебедка сделает подъем груза комфортнее – не нужно стирать руки о канат и переживать, чтобы веревка не выскользнула из рук. В любом случае, крутить ручку лебедки куда проще.

В принципе, даже вне стройплощадки умение в походных условиях с минимумом инструментов и материалов соорудить элементарный полиспаст для лебедки – очень полезный навык. Особенно оценят его автомобилисты, которым посчастливилось застрять на машине где-нибудь в непроходимом месте. Сделанный на скорую руку полиспаст значительно увеличит производительность лебедки.

Переоценить значение полиспаста в развитии современного строительства и машиностроения сложно. Понимать принцип действия и визуально представлять себе его конструкцию должен каждый. Теперь вам не страшны ситуации, когда нужно поднять груз, а специальной техники нет. Несколько шкивов, веревка и смекалка позволят обойтись без привлечения крана.

Проведение расчетов

Для того, чтобы сделать в гараже кран-балку своими руками, необходимо рассчитать размеры конструкции и марки металлопроката по грузоподъемности. Подобные расчеты выполняются на специальных онлайн-калькуляторах, которые позволяют с достаточной для кустарного изготовления точностью, подобрать необходимые материалы. В эти калькуляторы необходимо ввести размеры конструкции и максимально допустимый вес, который предполагается поднимать и перемещать. Затем нужно изготовить рабочий чертеж и можно приступать к работе.

Рабочую балку механизма лучше всего сделать из равнополочного двутаврового проката, потому что при использовании сваренных уголков очень трудно добиться единства поверхности катания. Неровность поверхности катания приведет к недозагруженности одних подшипников, и перезагруженности других. Салазки рабочей балки можно изготовить из отрезка швеллера, длина которого будет равна ширине полки двутавра рабочей балки. Размер должен позволять ему свободно скользить по опорам пролетной балки.

Здесь болты применяются как стойки для крепления опорных подшипников.

Полиспаст. Назначение и устройство, виды, схема.

Привод грузоподъемного крана имеет свой предел. Вернее стоимость двигателя растет гораздо быстрее, чем вес груза, который он может поднять. Конечно, вам ничего не мешает поставить очень дорогой двигатель, но есть способ лучше — использование полиспаста.

По сути именно с полиспаста началось развитие ГПМ как сложных механизмов. В своей схеме полиспаст использует более древние изобретения, такие как блок и гибкое сочленение. Веревку вместо рычага начали использовать далеко не сразу.

В дальнейшем полиспаст начали использовать повсеместно. Ни одно парусное судно не обходится без такого простого, но незаменимого такелажа. Конечно, современная конструкция полиспаста сильно видоизменилась, но суть осталась та же.

Схема полиспаста

Вот простейшая схема полиспаста.

Кружки это блоки. Большой круг привод, а вернее барабан, грузоподъемного крана. Конец троса закреплен не на крюке крана, а на неподвижной относительно крана поверхности. Такой поверхностью может быть стрела крана или, если говорить про башенные краны, каретка. Нижний блок никак не закреплен на кране и является подвижным относительно него. Это две простейшие схемы устройства полиспаста.

Какие же нагрузки возникают в этом случае?

Расчет полиспаста

Вернее будет спросить, как изменится нагрузка на двигатель и на сам канат. В нашем случае она уменьшится в два раза. Конечно, можно приводить формулы и школьные примеры известные еще со времен Архимеда, но можете поверить на слово. Но это относительно простой пример. Как произвести расчет полиспаста более сложного я расскажу в другой статье. А теперь рассмотрим какие-же бывают полиспасты.

Рычаги и блоки | Сила и движение

Рычаги и блоки — простые механизмы. Рычаг состоит из стержня и точки опоры или вращения. В блоках используется канат, укрепленный в желобе колеса.

Если приложить силу к одному концу рычага, то на втором его конце тоже возникать сила. Рычаг можно использовать, чтобы выиграть в силе, — усилие, действующее на груз, может быть значительно больше, чем приложенное к другому концу рычага. В частности, с помощью лома, используемого как рыча , можно сдвинуть с места огромные глыбы, которые вручную не поднять.

Чтобы увеличить усилие иногда применяют систему с двух или нескольких блоков. Системы блоков не только дают выигрыш в силе, но и дают возможность изменить направление усилия, прикладываемого к канату.

Рычаг вращается вокруг неподвижной точки, которая называется точкой опоры или ось вращения. От расстояния между точкой опоры и местом, куда прикладывают силу и где размещен груз, зависит, во сколько раз можно выиграть в силе. Применяя монету как рычаг, можно открыть банку с краской. Для этого один конец монеты надо продвинуть в щель между крышкой и банкой, а ободок банки будет выполнять роль точки опоры. Теперь, нажав на монету с другой стороны, можно поднять плотно вставленную крышку. Если не хватает силы открыть банку монетой, можно воспользоваться ручкой ложки. Ее свободный конец размещен дальше от точки опоры, и со стороны второго конца к крышке будет приложена значительно большая сила.

Блок представляет собой колесо с желобом, вращающийся вокруг оси. В желобе закреплен канат. Подтягивая один конец каната, поднимают груз, закрепленный на другом конце. При использовании одиночного недвижимого блока сила тяги равна силе тяжести груза. Итак, одиночный неподвижный блок не дает выигрыша в силе. Направление силы, которая передвигает груз, отличается от направления силы тяги.

Можно заставить работать два блока одновременно, если ось одного из них закрепить на высоко расположенной опоре, например балке, а к оси второго подвесить груз. Один конец каната прикрепляют к оси недвижимого блока. Если потянуть за свободный конец каната, груз начнет подниматься. Системы из нескольких подвижных и неподвижных блоков называются полиспастами.

Полиспаст с 2 пар блоков дает выигрыш в силе в 4 раза. Расстояние, на которое тянут канат, в 4 раза больше высоты, на которую поднимается груз. Для подъема очень тяжелых грузов краны и другие грузоподъемные механизмы оснащены полиспастами с несколькими парами блоков.

Использование двойного блока уменьшает усилие, необходимое для подъема груза в два раза, то есть , прикладывая к канату силу 100 Н, можно поднять груз силой тяжести 200 Н. Таким образом, двойной блок дает двойной выигрыш в силе; при этом для перемещения груза на 1 м приходится выбрать 2 м каната. Поскольку работа равна произведению действующей силы на расстояние, то выполненная работа составляет 100 Н х 2 м = 200 Дж, и она равна работе по подъему груза 200 Н x 1 м = 200 Дж. В общем случае выигрыш в силе равно количеству блоков.

Устройство и виды полиспастов

Для начала стоит отметить, что все полиспасты делятся на два вида:

• силовой полиспаст
• скоростной полиспаст

Конечно, нам как практикам более интересен силовой полиспаст, но стоит понять устройство и другого вида полиспаста.

В примере выше представлено устройство именно силового полиспаста. В нем усилие сокращается в два раза, но и присутствует существенный недостаток. Внимательно посмотрите на рисунок. Скорость изменения положения груза будет в два раза ниже, чем скорость «намота» троса на бобину двигателя.

Скоростной полиспаст представляет собой обратную картину. Просто представьте, что двигатель и крюк поменяли местами. Скорость относительно базового безблочного варианта возрастет в два раза. Но усилие необходимое чтобы поднять груз тоже вырастет.

Кратность полиспаста

Усложняем схему. Никто нам не мешает использовать не два блока, а три, четыре и более.

На рисунке представлен сдвоенный полиспаст. Нагрузка на двигатель снижена примерно в четыре раза. «Примерно» потому что часть усилия мы теряем на трение каната о блок. КПД блока обычно составляет 0,97.

Кратностью полиспаста называется как раз отношение усилий троса на барабане и около груза. В примере выше кратность полиспаста равна четырем.

Скоростные полиспасты

Скоростной полиспаст — по существу обращённый силовой полиспаст, то есть усилие (обычно от гидравлического или пневматического силового цилиндра) прикладывается к подвижной обойме, а груз подвешивается к сбегающему концу каната. Выигрыш в скорости при использовании такого полиспаста получается в результате увеличения высоты подъёма груза, которая равна произведению хода поршня силового цилиндра на кратность полиспаста. Во многих кранах по конструктивным соображениям механизм подъёма груза расположен не над крюковой обоймой. В этом случае появляется необходимость в установке между полиспастом и барабаном неподвижных направляющих блоков. Наибольшее применение в грузоподъёмных машинах находят:

Одинарные силовые полиспасты. В одинарных — один конец каната закреплён на барабане, другой на неподвижной части конструкции крана или крюковой обойме, барабан имеет нарезку в одну сторону.

Отношение скорости в ветви (для одинарных полиспастов) каната, набегающей на барабан, к скорости подъёма груза называют кратностью полиспаста. Её обозначают буквой «а». Недостатком схем одинарных полиспастов является нежелательное изменение нагрузки, действующей на опоры барабана при подъёме или опускании груза.

Сдвоенные силовые полиспасты. Сдвоенные: оба конца закреплены на барабане; барабан имеет нарезку в правую и левую стороны. Такие полиспасты можно рассматривать как два одинарных. Сдвоенный полиспаст имеет верхний блок, называемый уравнительным. Он предназначен для выравнивания длины ветвей каната при неравномерном их вытягивании. Уравнительный блок может быть заменён рычагом. При этом вместо одного каната устанавливаются два, что особенно выгодно в механизмах с большой кратностью, для которых требуются канаты большой длины. При чётной кратности уравнительный блок расположен на неподвижной оси, при нечётной кратности — на подвижной оси крюковой обоймы.

Назначение и применение полиспаста

В современном строительстве полиспасты применяются очень широко. Крюки крана сложной конструкции со щеками сразу рассчитаны на них.

Конструкция полиспаста может быть заблокирована, если в ней нет необходимости. Применение полиспаста как самостоятельного ГПМ ограничено только одним фактором — отсутствие тормоза, жизненно необходимого в грузоподъемных машинах.

Множество специализированных фирм занимается продажей полиспастов. Прежде чем купить полиспаст убедитесь в правильности подобранных характеристик под ваши нужды и если возникают сомнения — обратитесь к профессионалам.

Как на эффективность работы влияет веревка

Избежать зажатия и перекручивания веревки можно, если использовать дополнительные приспособления, к примеру, монтажные платы, которые позволяют разнести ролики относительно друг друга. Категорически не рекомендуем применять в полиспастах растягивающиеся веревки, поскольку в сравнении с обычными статическими изделиями они очень серьезно проигрывают в эффективности. Собирая блок для подъема грузов, специалисты используют и грузовую, и отдельную веревки, которые прикрепляются к объекту независимо от подъемного приспособления.

Эксплуатация отдельных веревок дает некоторое преимущество. Суть заключается в том, что отдельная веревка предоставляет возможность предварительно или заранее собрать всю конструкцию. К тому же, можно существенно облегчить проход узлов, поскольку используется вся длина веревки. Единственный недостаток – это невозможность фиксировать груз в автоматическом режиме. Грузовые же веревки могут похвастаться именно такой особенностью, поэтому в случае возникновения необходимости в автофиксации груза воспользуйтесь именно грузовой веревкой.

Большое значение имеет обратный ход. Данный эффект является неизбежным, поскольку в момент снятия, а также при перехватывании веревки или остановке на отдых груз непременно двигается в обратную сторону. От качества используемых блоков, а также всего устройства в целом зависит то, насколько сильно груз уйдет обратно. Можно предотвратить возникновение данного явления, если приобрести специальные ролики, обеспечивающие пропуск веревки исключительно в одном направлении.

Расскажем немного о том, как правильно крепить грузовую веревку к подъемному механизму. Далеко не всегда даже самый предусмотрительный мастер обладает веревкой необходимой длины, которая требуется для крепления динамической части блока. Поэтому разработано несколько способов крепления механизма:

При помощи схватывающих узлов. Эти узлы завязываются в пять оборотов из репшнуров, сечение которых не превышает 8 мм. Использование подобных узлов является самым эффективным и, соответственно, распространенным. По словам специалистов, узлы являются очень прочными и надежными. Лишь нагрузка свыше 13 кН способна привести к сползанию такого узла

Важно то, что даже при сползании узел никоим образом не деформирует веревку, оставляя ее в целости и сохранности. Применение зажимов общего назначения. Данные приспособления можно использовать даже в сложных климатических условиях, к примеру, на мокрых или обледенелых веревках

Нагрузка в 7 кН способна привести к сползанию зажима, что приводит к повреждению веревки, хотя и не очень сильному. Персональные зажимы. Они применяются только при небольших работах, поскольку нагрузка свыше 4 кН приводит к сползанию зажима и последующему обрыву веревки.

Выбор редуктора

Следующей проблемой является выбор редуктора. Любая лебедка электрическая 220 В своими руками должна содержать в себе механизм, который будет передавать вращение с большим тяговым усилием. Существуют следующие разновидности редукторов:

• Червячные, передают вращение под углом 90 градусов, не требуют устройств для торможения, так как обладают хорошими самотормозящими свойствами.
• Для лебёдок не используются из-за сложности перпендикулярного расположения главного приводного и вторичного валов.
• Цилиндрические, представляют собой одну или несколько пар шестерен в одной плоскости, находящихся в зацеплении. Вращение передается с меньшего колеса на большее. Обладают высокой надёжностью, но меньшим тяговым усилием. Удобны для использования при конструировании самодельных лебедок.

Планетарный редуктор, самый распространенный на сегодняшний момент. Состоит обычно из 3 сателлитов, солнечной, коронной шестерни и водила. Обладают увеличенным рабочим ресурсом, передаваемой мощностью, но сложны в конструктиве.

Самым простым решением при изготовлении агрегата, электрическая лебедка на 220 В, конечно, всегда можно воспользоваться преобразователем, тем более в продаже имеются готовые устройства высоких мощностей. В качестве приводного двигателя можно применить асинхронный мотор, но лучше воспользоваться двигателем от стиральной машины. Современные модели являются довольно мощными и производительными.

Кинематика мальтийского механизма

Прежде чем проводить расчеты следует уделить внимание кинематическим особенностям устройства. В качестве основы применяется треугольник с несколькими вершинами, а также цевки, которая формируется при входе в паз и выходе из него

Используя кинематику можно провести следующие расчеты:

Найти углы поворота на первой и второй фазе. Углы и стороны треугольника также считаются важной информацией. Угловую скорость и угловое ускорение.

При анализе вращения диска уделяется внимание теореме сложения скоростей и ускорения центра цевки при вращении с равномерной скоростью. Алгоритм расчетов предусматривает применение специальных таблиц

Принцип работы полиспаста

По сути, полиспаст является системой рычагов, роль которых выполняют части каната, находящиеся между блоками. Как известно, закон рычага гласит что, выигрывая в силе, проигрываешь в расстоянии, а значит, и в скорости, и наоборот. Значит, для перемещения груза на 1 метр механизмом с двойным выигрышем придётся выбрать 2 метра каната, то есть потратить в 2 раза больше времени. Прилагаемое усилие будет в 2 раза меньше массы груза, однако, количество затраченной энергии не изменится.

Точно так же подсчитывается выигрыш по расстоянию, если точки крепления полиспаста и груза поменять местами.

Устройство

Простой полиспаст состоит из двух шкивов, связанных верёвкой, тросом, цепью. Шкив изготовляется в виде металлического колеса, вращающегося на оси. По внешнему краю сделан жёлоб для укладки троса. Шкивы, входящие в состав конструкции, называются блоками. Одни из них крепятся неподвижно, другие меняют положение по мере движения груза. Подвижные блоки размещаются со стороны тяжести. Неподвижный блок изменяет направление движения троса и вектор приложения усилия, а подвижные увеличивают усилие, прилагаемое к грузу. Перемещение груза происходит за счёт того, что он через систему блоков подтягивается канатом к закреплённой части полиспаста.

Как работают блоки?

Блок состоит из одного или нескольких колес (роликов), огибаемых цепью, ремнем или тросом. Так же, как и рычаг, блок уменьшает усилие, необходимое для подъема груза, но плюс к этому может изменять направление прикладываемой силы.

За выигрыш в силе приходится расплачиваться расстоянием: чем меньшее усилие требуется для подъема груза, тем больше путь, который должна пройти точка приложения этого усилия. Система блоков увеличивает выигрыш в силе за счет использования большего количества грузонесущих цепей. Подобные силосберегающие устройства имеют очень широкий диапазон применения — от перемещения на высоту массивных стальных балок на строительных площадках до подъема флагов.

Как и в случае других простых механизмов, изобретатели блока неизвестны. Хотя, возможно, блоки существовали и раньше, первое упоминание о них в литературе относится к пятому веку до нашей эры и связано с использованием блоков древними греками на кораблях и в театрах.

Установленные на подвесном рельсе подвижные системы блоков (рисунок сверху) широко распространены на сборочных линиях, поскольку существенно облегчают перемещение тяжелых деталей. Прикладываемая сила (F) равна частному от деления веса груза (W) на используемое количество поддерживающих его цепей (n).

Одинарные неподвижные блоки

Этот простейший тип блока не уменьшает усилие, необходимое для подъема груза, но зато изменяет направление прикладываемой силы, как это показано на рисунках сверху и справа вверху. Неподвижный блок на верхней части флагштока облегчает подъем флага, позволяя тянуть шнур, к которому привязан флаг, вниз.

Одинарные подвижные блоки

Одинарный блок, имеющий возможность перемещения, уменьшает наполовину усилие, требующееся для подъема груза. Однако уменьшение вдвое прикладываемой силы означает, что точка ее приложения должна пройти в два раза больший путь. В данном случае сила равна половине веса (F=1/2W).

Системы блоков

При использовании комбинации неподвижного блока с подвижным прикладываемая сила кратна общему количеству грузонесущих цепей. В данном случае сила равна половине веса (F=1/2W).

Груз, подвешенный через блок вертикально, позволяет туго натягивать горизонтальные электрические провода.

Подвесной подъемник (рисунок сверху) состоит из цепи, обвитой вокруг одного подвижного и двух неподвижных блоков. Подъем груза требует прикладывания силы, составляющей всего лишь половину от его веса.

Полиспаст, обычно используемый в больших подъемных кранах (рисунок справа), состоит из комплекта подвижных блоков, к которому подвешивается груз, и комплекта неподвижных, прикрепленного к стреле крана. Получая выигрыш в силе от столь большого количества блоков, кран может поднимать очень тяжелые грузы, например, стальные балки. В данном случае сила (F) равна частному от деления веса груза (W) на количество поддерживающих тросов (n).

Как снизить трение?

Главная проблема полиспаста состоит в том, что в процессе работы ему приходится преодолевать возникающие силы трения. Данную задачу можно частично решить, если использовать высококачественные канаты, блоки-полиспасты, имеющие гладкие ручьи, а также густую смазку.

Также появляются дополнительные возможности при грамотном применении конструкции полиспаста. К примеру, если использовать не один карабин, а два. За счет этого снижается сила трения, а также происходит увеличение радиуса перегиба.

4. ПОЛИСПАСТЫ

Полиспастом

называется устройство, представляющее собой систему блоков и тросов, предназначенное для выигрыша в силе либо в скорости. В грузоподъемных механизмах применяются силовые полиспасты для уменьшения усилия в тросе и снижения передаточного числа редуктора.

В морской практике полиспасты, которые применяются для подъема груза, стрелы и другого оборудования, называются талями. К ним относятся грузовые тали, тали топенанта, топрик-тали, шлюп-тали, тали оттяжки и др.

Ходовой конец полиспаста (тали), который навивается на барабан, называется лопарем.

Основным параметром полиспаста является его кратность u

(передаточное отношение) кратностью полиспаста называется отношение числа ветвей троса, которые сбегают c подвижных блоков к числу лопарей.

Трос, предназначенный для подъема и опускания груза, называется шкентелем. Трос, предназначенный для удержания стрелы и изменения ее вылета, называется топенантом.

Кратность грузового полиспаста представляет собой отношение числа ветвей троса, на которых висит груз, к числу лопарей

где –число ветвей троса,на который висит груз;

По числу лопарей полиспасты подразделяются на одинарные (рис.4.1 а)) (=1) и сдвоенные (рис.4.1 б)) (=2).

Рис.4.1.
Одинарный полиспаст кратностьюuг=2
Рис.4.2.
Сдвоенный полиспаст кратностьюuг=2
Определим к.п.д. полиспаста на примере одинарного полиспаста, изображенного на рис. 4.2, имеющего кратность u
г
. В неподвижном полиспасте сила натяжения во всех одинакова

где F
Q
– сила веса груза, Н.

u
г
– кратность грузового полиспаста.

Если полиспаст начинает поднимать груз, то силы натяжения в его ветвях распределяется неравномерно. Это обусловлено потерями к.п.д. в блоках и от жесткости троса. Усилия распределены таким образом:

где 

– к.п.д., учитывающий потери на трение в блоке и от жесткости каната.

Система сил находится в равновесии

Здесь в скобках указана сумма геометрической прогрессии

, с учетом этого выражение (4.3) приведется к виду . Откуда получим формулу для определения тягового усилия в лопаре троса

К.п.д. полиспаста представляет собой отношение полезной работы

Рис.4.3.
Распределение усилий в ветвях полиспаста

при подъеме груза весом F
Q
на высоту
h
к затраченной работе

Между скоростью подъема (опускания) груза V
под
и скоростью выбирания (травления) лопаря шкентеля
Vл.ш.
существует зависимость

Недостатком одинарных полиспастов является то, при подъеме груза он также перемещается горизонтально. Это затрудняет точную остановку груза и вызывает неравномерные реакции в опорах барабана.

При выборе полиспаста также следует учитывать потери на трение. Самые лучшие блоки, используемые на практике, приводят к потерям на трение не менее 10% от прилагаемого усилия. Таким образом, приложив усилие в 1 кг

к простому двукратному полиспасту, можно поднять груз в
2 × 0,9 = 1,8 кг
, а при использовании простого четырёхкратного полиспаста не
4 кг
, как ожидается, а
4 × 0,9 × 0,9 × 0,9 = 2,92 кг
, то есть выигрыш в силе окажется менее чем в 3 раза, при потерях в скорости в 4 раза. Простой пятикратный полиспаст даёт реальное усиление чуть больше чем в 3 раза. При использовании вместо блоков карабинов, трение ещё больше.

Мощный блочок без токарных работ своими руками

Здравствуйте, Сегодня, своими руками — мощный блочок без применения токарных работ.

Нужно было изменить конструкцию подвеса в теплицах, где применил блочную систему для натяжки троса 3 мм, при изгибе его на 90°, поэтому понадобилось несколько блочков.
Наверняка есть другие, но продаже нашёл только такой как на фото не совсем внушивший мне доверия, на вид красивый, но совершенно не удовлетворительный, по функционалу, а именно надёжности, плюс цена (нужно было 8 штук).

Пришлось делать свой вариант, причём без применения токарных работ, который и представляю Вашему вниманию.

Описываемый в данной публикации блочок рассчитан на тросик Ø 3 — 4 мм и на нужный мне радиус его изгиба, но по такому же принципу можно изготовить блок и для другого диаметра троса и предельной нагрузке, которая будет зависеть лишь от выбора такелажной серьги.

Конечно же, он не рассчитан на большие скорости вращения, но для работы в условиях, где этого не требуется, он вполне подходит, главное — это его мощность, а значит и надёжность.

А если изготовить шкив на токарном станке, то блочок будет соответствовать абсолютно всем, необходимым к нему, требованиям.

Комплектующие для изготовления блока:

Серьга (скоба) такелажная 5 мм — 1 шт. Лучше конфигурация типа «омега», но такого размера нашёл только прямую.

Шайба усиленная М8 — 2 шт.

Шайба М8 — 2 шт.Внимание! Должны быть одинаковые, учитывая, что шайбы попадаются разные, и по диаметру, и по толщине. Я подобрал шайбы суммарной толщиной 4 мм, что мне и было нужно

Я подобрал шайбы суммарной толщиной 4 мм, что мне и было нужно.

Винт М8 × 25 — 1 шт.Внимание! Для удобства, при сверлении осевого отверстия, желательно выбирать винт, показанный на фото. Гайка сквозная М8 — 1 шт

Гайка сквозная М8 — 1 шт.

Изготовление сразу нескольких блоков занимает совсем немного времени, если выполнять каждую отдельную операцию, сразу для всех заготовок.

Собрать приготовленные комплектующие вместе.

Для этого, зажав головку винта в тисках, туго затянуть гайку.

Зажав заготовку резьбовой частью в патроне сверлильного станка, сверлом Ø 4,8 мм. сделать осевое отверстие.

Болгаркой, отрезным кругом толщиной 1 мм, срезать головку винта и гайку на толщину 1,5 ÷ 2 мм от плоскости крайних шайб.

Внимание! Такой вариант изготовления блока предусматривает возможность неприменения сварочного аппарата, но будет лучше, если перед срезом или после, прихватить электросваркой (две-три точки) к крайним широким шайбам головку винта и гайку. С помощью подходящего приспособа, диаметром немного большим, чем толщина изготовленного шкива, немного развести «рога» серьги (в качестве приспособа я использовал сверло Ø 12 мм)

С помощью подходящего приспособа, диаметром немного большим, чем толщина изготовленного шкива, немного развести «рога» серьги (в качестве приспособа я использовал сверло Ø 12 мм).

Лёгкими ударами молотка, при вставленном приспособе, свести «рога» серьги вместе на нужный размер, таким образом, подогнав такелажную скобу под изготовленный шкив.

Установить шкив на место.

Внимание! Всё изготовляется без токарной обработки, поэтому без подгонки, для свободного вращения шкива, не обойтись. Мощный блочок, для тросика 3 ÷ 4 мм, изготовленного без токарных работ готов

Мощный блочок, для тросика 3 ÷ 4 мм, изготовленного без токарных работ готов.

На этом всё. Удачи!

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Делаем полиспаст из бумажных стаканов и шестеренок

Устройства, используемые в строительстве, отличаются большой сложностью, что и логично, ведь здесь требуется поднимать большие грузы на достаточно большую высоту. Разобраться в их конструктивных особенностях бывает весьма проблематично. Чего нельзя сказать о домашних полиспастах, которые применяются в быту. Они настолько просты и понятны, что соорудить полиспаст своими руками сможет любой человек. Для этого нам потребуются следующие приспособления:

1. несколько стаканов из бумаги;
2. ножницы;
3. шнурок или крепкая нить, выступающая в качестве веревки;
4. пластилин;
5. пластиковые вешалки.

В первую очередь потребуется сделать корзину, в которой будет перемещаться груз. Для этих целей будем использовать бумажные стаканы, через которые продеваем веревку. Сам же полиспаст собираем из вешалок. Веревку или нить фиксируем на верхней части вешалки, после чего несколько раз наматываем на перекладину. Полученную из стаканов корзинку следует подвесить на нижней вешалке за крючок. В принципе, на этом сбор полиспаста можно считать оконченным. Для поднятия грузов достаточно лишь правильно пользоваться механизмом. Для этого понадобится тянуть за свободный конец нитки, что приведет к соединению вешалок. Теперь можно попробовать поднять тяжелые предметы на высоту.

Существует еще один способ изготовления полиспаста своими руками, который несколько сложнее, но отличается большей эффективностью и надежностью конструкции. Здесь нам потребуются подшипники, шестеренка, крючок, тросы с блоками, а также резьбовая шпилька. Сначала на шпильке закрепляем подшипники, после чего устанавливаем шестеренку на конец шпильки, чтобы было удобнее и проще пользоваться самодельным полиспастом. Остается только перекинуть трос через шестеренки и закрепить его, свободный же конец будет оборудован крюком, который необходим для подъема предметов.

Напоследок напомним, что при работе с любыми полиспастами, купленными в магазине или сделанными дома, обязательно следует помнить о технике безопасности. Необходимо тщательно проверить конструкцию на прочность и целостность

Сами же грузы следует поднимать плавно и осторожно, не располагаясь в этом время под подвешенным предметом

Меры предосторожности при замене

Замена вентиля на газовом баллоне должна проводиться с соблюдением определенных мер безопасности, среди них такие, как:

Замена вентиля газового баллона

1. Удалить из сосуда остатки газа. Газ допустимо стравливать только на открытом пространстве. Исключение можно сделать только для азота, кислорода и ряда других.
2. Рабочее место, на котором будут выполнять работы должно хорошо проветриваться.
3. Маховик надо откручивать плавно и с небольшой скоростью.
4. Замену вентиля можно выполнять только после уравнивания давления снаружи и в баллоне.

При установке вентиля на штатное место в баллоне необходимо использовать фум-ленту и другие типы герметиков, которые обеспечивают надежность соединения. Надо отметить, что уплотнители любого типа могут создавать определенные сложность при извлечении вентиля. Для облегчения этой задачи допустимо использовать строительный фен.

Выполнять нагрев арматуры, устанавливаемой на баллон допустимо только после стравливания содержимого емкости.