Как работает полиспаст: Принцип работы полиспаста. Статья — Строительная большегрузная техника для бизнеса

Содержание

Устройство, принцип работы и виды полиспастов, обзор систем.

Подъем тяжелого груза даже на небольшую высоту без применения специальных инструментов возможен не всегда. Речь идет не только про подъемные краны, автокраны и погрузчики — есть и другие приспособления для решения этой задачи.

Одним из механизмов для подъема грузов является полиспаст.

Содержание

Что такое полиспаст, зачем он нужен и где применяется?
Устройство и принцип работы
Виды полиспастов
Что влияет на эффективность подъемника?
Как крепится веревка к механизму?
Что такое запасовка, как она делается и какой бывает?
Как сделать полиспаст своими руками?

Что такое полиспаст, зачем он нужен и где применяется?

Полиспаст — блочная система с цепной или канатной передачей. Ее задача — упростить и ускорить подъем любого тяжелого груза, используя человеческую силу. Такие схемы (или их близкие аналоги) использовались еще до нашей эры — при строительстве египетских пирамид и Великой Китайской стены.

Стационарно подъемники применяются на складах и в производственных помещениях, в которых необходимо поднимать разные тяжести. Переносные блочные системы используются в строительстве, логистике, для спасательных работ.

Устройство и принцип работы

Полиспаст позволяет поднимать тяжесть, используя меньшее усилие человека. Принцип похож на действие рычага для подъема груза, только вместо рычага используется трос.

Конструктивно, самый простой полиспаст являет собой 1 блок и веревку. Ролик закрепляется над грузом (на потолке, балке, или перемещаемой специальной опоре). Один конец веревки с крюком спускается к грузу. Второй конец веревки человек держит в руках и тянет за него, поднимая тяжесть.

На выигрыш в силе влияют такие факторы:

Количество роликов.
Длина веревки.

1 блок увеличивает силу примерно в 2 раза (примерно — потому что какие-то потери спишутся из-за силы трения). То есть если человек без подъемника сможет поднять 30 кг на высоту 1 метр, то с полиспастом — это будут уже 60 кг. Если роликов будет больше — то и вес можно будет поднимать больший.

Что касается длины веревки: чем она длиннее, тем больше вес сможет поднять человек, но и тем больше времени на это придется тратить.

Виды полиспастов

Полиспасты делятся по нескольким признакам:

По назначению. Бывают силовые, а бывают скоростные схемы. Силовые позволяют поднимать больше груза, но медленнее. Скоростные позволяют поднимать тяжесть быстрее, но «осилят» меньший вес.
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.
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:

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

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:

Однократная: крюк вешают за 1 канат, который затем проводится последовательно через каждый неподвижный блок и наматывается на барабан.
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.
Четырехкратная. Используется сочетание схем, перечисленных выше, для каждого блока крюковой подвески.
Переменная. Подвижные ролики дополняются 1 или 2 подвижными обоймами.

Как сделать полиспаст своими руками?

Рассмотрим схему создания двукратного полиспаста.

Понадобится:

2 втулки.
2 ролика.
2 обоймы.
Подшипники.
Крюк (чтобы цеплять груз).
Канат.

Пошаговая конструкция:

Втулки, ролики и подшипники соединяются и вставляются в обойму. В результате получается 2 вращающихся блока.
Трос пропускают через блок.
Обойма с пропущенным канатом крепится к опоре, под которой будет располагаться груз.
Второй конец каната пропускается через второй блок.
Ко второй обойме крепят крюк.
Оставшийся висеть конец каната фиксируют (за него необходимо будет тянуть для подъема груза).

После этого останется только закрепить груз (подцепить его крюком), и можно начинать подъем.

Полиспасты. Назначение и устройство | ПроИнструмент

Грузозахваты |

19.03.2017

Полиспастами называют систему, образуемую подвижными и неподвижными блоками, которые соединяются между собой канатными (реже – цепными) передачами. Известные ещё в античные времена, полиспасты и сейчас являют собой устройство, без которого не может функционировать подъёмно-транспортная техника. По сути, за тысячелетия не очень изменились и составляющие этого механизма. Полиспасты, их назначение и устройство – вопросы, важные для эффективного использования всех конструкций механизмов подъёма.

Устройство полиспаста и условия его работы

Основная область применения полиспастов – стреловые механизмы кранов. Всё многообразие полиспастов может быть сведено к двум требованиям: либо увеличить силу (силовые полиспасты), либо поднять скорость (скоростные полиспасты). В подъёмных кранах чаще используются первые, а подъёмниках – вторые. Таким образом, схемы скоростных и силовых полиспастов взаимно обратные.

В состав полиспаста входят следующие составляющие:

Блоки с неподвижными осями
Блоки с подвижными осями.
Обводные блоки.
Обводочные барабаны.

Все вышеперечисленные элементы располагаются преимущественно в вертикальной компоновке, причём место размещения барабана зависит от наличия обводных блоков: сверху, если такие блоки отсутствуют, и снизу – если присутствуют.

Количество блоков с неподвижными осями всегда на один меньше, чем с подвижными. При этом общее количество блоков определяет (для силовых полиспастов) кратность увеличения суммарного усилия на механизме. Количество обводных блоков определяется размерами узла: с увеличением числа таких блоков усилие также увеличивается.

Силовые полиспасты, назначение и устройство которых характеризуется несколькими параметрами, важнейшим из которых является нагрузка, развиваемая в подъёмном механизме. Она увеличивается с увеличением расчётной грузоподъёмности крана, кратности устройства (количества ветвей каната, на которых подвешен груз) и КПД блока. КПД учитывает потери на трение в осевых опорах, а также потери, определяемые жёсткостью каната или цепи.

Полиспастов может быть несколько, тогда суммарная нагрузка на блок пропорционально уменьшается. Одинарные полиспасты конструктивно проще, но и наименее эффективны. В них один конец неподвижно закрепляется на неподвижном элементе, а второй – на барабане. При этом угол отклонения весьма ограничен из-за опасности схода каната с блока. Наличие обводного блока существенно улучшает условия работы механизма: нагрузка становится симметричной, что снижает износ каната, и увеличивает допустимую скорость вращения блоков. Устойчивость действия полиспаста зависит также от расстояния между обводным и основными блоками. С увеличением этого параметра надёжность полиспаста как функционального узла возрастает, хотя одновременно увеличивается (из-за наличия соединительной оси) и его сложность.
Другими схемами полиспастов, применяемых на практике, являются:

Сдвоенные трёхкратные, когда в схеме присутствует три рабочих блока и два обводных;
Сдвоенные трёхкратные, снабжённые уравнительной траверсой. Вариант используется в грузоподъёмной технике, которая эксплуатируется в тяжёлых и особо тяжёлых условиях.

Эксплуатационные характеристики полиспастов и их выбор

На эффективность, которой обладают полиспасты, на их назначение и устройство в конкретном механизме влияние оказывают следующие факторы:

Грузоподъёмность основного механизма, в составе которого работают данные узлы.
Количество обводных блоков: с ростом их числа потери на трение возрастают.
Углы отклонения канатов от средней плоскости барабана.
Диаметры блоков.
Диаметр каната/высота цепи.
Материал каната.
Характер опор (в подшипниках качения или скольжения).
Условия смазки всех осей полиспаста.
Скорость вращения блоков или перемещения тяговых канатов (в зависимости от назначения устройства).

Наибольшие потери в полиспастах связаны с условиями трения. В частности, КПД рассматриваемых механизмов, которые работают в подшипниках скольжения, в зависимости от условий их эксплуатации, составляет:

При неудовлетворительной смазке и при повышенных температурах — 0,94…0,54;
При редкой смазке – 0,95…0,60;
При периодической смазке — 0,96…0,67;
При автоматической смазке – 0,97…0,74.

Меньшие значения соответствуют полиспастам с максимально возможной кратностью. Потери на трение для узлов, которые работают в подшипниках качения, гораздо ниже, и составляют:

При недостаточной смазке и высоких температурах эксплуатации – 0,99…0,83;
При нормальных рабочих температурах и смазке – 1,0…0,92.

Таким образом, применяя современные антифрикционные покрытия контактной поверхности блоков, можно практически исключать потери на трение.

Углы отклонения каната, располагающегося на блоке/блоках полиспаста, определяют не только износ канатов и блоков, но и безопасность производственного персонала грузоподъёмного устройства. Объясняется это тем, что при превышении допустимых показателей сход каната с блока чреват производственной аварией. На данный параметр влияют материал канатов, профиль канавки барабана, а также направление навивки.
Материалами канатов чаще всего служат типы ТЛК-О по ГОСТ 3079, ЛК-Р по ГОСТ 2688 и ТК по ГОСТ 3071. Третий тип имеет наименьшую жёсткость (не более 1,7), что положительно сказывается на предельно допустимом угле отклонения каната на полиспасте. Соответственно для канатов двух первых типов жёсткость достигает 2.

Нормальными углами отклонения от оси полиспаста считаются углы 7,5…2,5⁰ (меньшие значения принимаются для максимальных соотношений диаметра блока к диаметру каната). Вообще при проектировании данных устройств это соотношение всегда стараются выбирать в диапазоне значений 12…40. Допустимый угол отклонения канатов из маложёстких материалов меньше: до 6,5…2⁰.

ГОСТ допускает увеличение предельного отклонения, по сравнению с рекомендуемым не более, чем на 10…20% (зависит от режима работы грузоподъёмной техники). На уравнительном блоке допустимые углы отклонения могут увеличиваться, но не более, чем в 1,5 раза.

Для снижения углов отклонения на барабанах полиспастов изготавливают профильные канавки, причём угол их направления зависит от направления навивки. Поэтому барабаны в механизмах современной конструкции всегда выполняют с крестовым профилем, пригодным под оба типа навивки.

Запасовка полиспастов

Запасовка – технологическая операция изменения расположения основных грузовых блоков полиспаста, а также расстояний между ними. Целью запасовки является изменение скорости или высоты подъёма грузов путём определённой схемы прохождения канатов по блокам устройства.

Схемы запасовки определяются типом грузоподъёмной техники. Известно, в частности, что механизмы изменения вылета стрелы различны для ручной или электротали – с одной стороны, и для кранов – с другой. Поэтому для лебёдок запасовка производится изменением расположения оси направляющего блока, и предназначается только для изменения длины вылета стрелы. В грузовых кранах запасовкой исправляют возможную криволинейность перемещения груза. Кроме грузовых канатов, запасовку применяют также и для канатных устройств перемещения рабочей тележки.

Различают следующие схемы запасовок:

Однократная, которая применяется для грузоподъёмных механизмов стрелового типа с гуськом. Крюк при этом подвешивается на одной нитке каната, последовательно проводится через все неподвижные блоки, после чего наматывается на барабан. Такой способ запасовки наименее эффективен.
Двухкратная, которая может быть применена на кранах, как с подъёмной, так и балочной стрелой. В первом случае неподвижные блоки располагаются на головке стрелы, а противоположный конец каната закрепляется в грузовой лебёдке. Во втором случае один из концов каната закрепляют на корне стрелы, а второй последовательно пропускают через обводной барабан, блоки крюковой подвески, стреловые блоки, блоки оголовка башни и затем подводят к грузовой лебёдке.
Четырёхкратная, используемая для механизмов большой грузоподъёмности. Здесь реализуется одна из схем, описанных выше, но отдельно по каждому из блоков крюковой подвески. Две рабочих ветви каната при этом направляются на блоки рабочей стрелы. Соединение смежных полиспастов производится через дополнительный неподвижный блок, который устанавливается на стойке платформы поворота крана.
Переменная, суть которой состоит в изменении грузоподъёмности крана. При таком виде запасовки (она может быть и двух-, и четырёхкратной) возможно соответствующее увеличение массы поднимаемого груза. Для этого в подвижные блоки дополнительно устанавливают по одной или две подвижных обоймы. Удержание обойм производит сам грузовой канат из-за разницы в усилиях, которые создаются наличием крюковой подвески. Изменение кратности запасовки выполняется опусканием крюковой подвески на опору при продолжающемся сматывании каната.

Двух- и особенно – четырёхкратная запасовка позволяет производить безопасный подъём груза, который практически вдвое превышает тяговое усилие, развиваемое лебёдкой. При этом проворот канатов под нагрузкой исключается, что существенно снижает их износ.

Кромочный рубанок для гипсокартона. Делаем идеальные стыки

Ножовка по дереву. Какая лучше?

Полиспаст. Виды и устройство. Применение и особенности

Полиспаст – механическое устройство, состоящее из подвижных и неподвижных блоков с роликами. Предназначено для перемещения грузов, с использованием цепной или канатной передачи, главная особенность которого выигрыш в силе. Система позволяет с ее помощью выполнять подъем тяжестей, прикладывая для этого меньшее усилие.

Элементы полиспаста

В состав простейшего полиспаста входят:

Неподвижные блоки.
Подвижные блоки.
Веревка, трос или цепь.

Неподвижные блоки в системе представляют собой ролик на оси в корпусе, закрепленный в одном положении. При пропуске через него веревки или троса происходит только оборачивание ролика в момент прикладывания тягового усилия. За счет его применения выполняется изменение направления тяги. То есть, если нужно поднять привязанный груз вверх, то пропущенная через неподвижный блок веревка тянется вниз. Нагрузка при этом остается той же.

Подвижные блоки в полиспасте имеют аналогичную конструкцию, что и неподвижные. Единственное их отличие заключается в методе крепления. Груз цепляется непосредственно к подвижному блоку. Если пропустить через последний веревку, и потянуть за нее, то для поднятия прикрепленной тяжести потребуется приложить меньшее усилие в 2 раза, чем ее фактическая масса.

Как устроен полиспаст

Данное устройство является системой из подвижных и неподвижных блоков. Благодаря этому оно корректирует направления тягового усилия на передающую веревку или трос, при этом уменьшает его в определенное количество раз.

Самое простое устройство состоит из одного подвижного и одного неподвижного блока. Для выполнения поднятия груза с его помощью край веревки привязывается к якорю вверху. Затем она пропускается через подвижный блок, к обойме которого крепится предмет для перемещения. Дальше веревка заводится в неподвижный ролик, подвешенный вверху возле якоря. В таком случае если ее тянуть вниз, то груз будет подниматься вверх. Причем для этого нужно будет приложить усилие в 2 раза меньшее.

Если же усложнить систему, и увеличить количество блоков, то ее эффективность повысится. Так, у полиспаста с двумя подвижными и двумя неподвижными роликами выигрыш в силе составит уже в 4 раза. То есть, чтобы поднять определенный вес, нужно будет приложить только четверть усилия.

Представленные примеры имеют эффективность в выигрыше в силе 2 или 4 раза только в теории. На практике же этот показатель немного меньше, так как на продуктивность системы влияют и другие факторы. В целом, теоретически можно использовать полиспасты с огромным количеством блоков, и выигрывать в силе хоть в 100 или 1000 раз, но обычно это нецелесообразно, сложно и дорого.

Главный недостаток полиспаста

Как известно, к каждому воздействию имеется противодействие. Выигрыш в силе на полиспасте имеет и существенный недостаток – проигрыш в расстоянии. То есть, чтобы снизить усилие при подъеме груза в 2 раза используется обычная простейшая схема. Если вертикально перемещается 100 кг, то потянуть за веревку придется с усилием 50 кг. При этом для поднятия груза на 1 м в высоту, придется выбрать 2 м веревки. Когда же используется устройство с пятью подвижными блоками, то придется вытянуть вместо 1 м уже 10 м.

Выигрыш в силе равен проигрышу в расстоянии. Из-за этого и следует, что слишком сложных полиспастов с большим количеством блоков просто не делают. Для них необходимо использовать очень длинные веревки, троса или цепи. Это делает конструкцию дорогой и громоздкой. В реальной жизни обычно применяют полиспаст с выигрышем в силе максимум 8 раз, то есть на 4 подвижных блока.

Почему на практике выигрыш в силе меньше расчетного значения

Применение правила, что один подвижный ролик дает выигрыш в силе в 2 раза на практике не работает. Это значение получается немного меньшим, а иногда и существенно.

Причина этого в прочих условиях:

Материале троса.
Типе подшипников.
Диаметре каната.
Углу между канатом и средней плоскостью ролика.

Все перечисленные факторы влияют на уровень трения. Ролик блока при оборачивании требует прикладывания дополнительного усилия. Кроме этого значение имеет масса самих блоков и троса. Поднимать нужно не только сам груз, но и элементы системы. Все этого немного, но влияет на конечный выигрыш в силе. Так, на практике чтобы сдвинуть с места массу 100 кг устройством с кратностью 4 раза, приложить придется не 25 кг, а приблизительно 27-31 кг. Если ролики оборачиваются не на подшипниках, а втулках, кроме этого их оси не смазаны, то этот показатель возрастет еще больше.

Трение – это враг полиспаста. Чем оно ниже, тем эффективней система. Если применяются миниатюрные ролики, то выигрыш в силе меньший. Самое высокое КПД устройства на больших блоках.

Полиспаст на карабинах

Область использования полиспаста обширна. Его схема применяется для поднятия грузов в разных областях. Особенно часто ее используют альпинисты. При ограниченности снаряжения в походе часто выполняется сборка полиспаста без блоков с оборачиваемыми роликами. Вместо них применяются обычные карабины.

Это возможно только в сочетании со шнуром, так как благодаря его наружной оплетки, тот имеет невысокий коэффициент трения. Такая конструкция на карабинах работает, но существенно менее эффективно. Ее практическое применение целесообразно только при установке вместо роликов карабинов в количестве до 4 шт. Если больше, то для преодоления трения на них требуется приложить усилие, которое окажется больше, чем реальная масса перемещаемого груза. В идеале использовать такую систему на 2-3 карабина. Если же их будет существенно больше 4-х, то в определенный момент для поддержания груза на весу будет достаточно просто массы самого шнура, удерживаемого трением.

Виды

Полиспаст может иметь конструкцию различной сложности. В целом такие системы можно разделять на виды по ряду критериев:

Назначению.
Количеству блоков.
Сложности схемы.

По назначению полиспасты разделяют на силовые и скоростные схемы. В первых ставится акцент именно на большой выигрыш в силе. В таком случае для выполнения перемещения груза нужно делать большую выборку веревки или троса. При этом сама тяжесть будет двигаться медленно. Скоростные схемы дают выигрыш в силе 2-4 раза, при этом действуют они сравнительно быстро. Они предназначены для работы с небольшими тяжестями, когда нужно просто слегка уменьшить уровень нагрузки.

Скорость срабатывания полиспаста зависит от используемого в нем типа привода. Если конец веревки тянет человек вручную, то и продуктивность схемы невысокая. Когда же она наматывается на быстро оборачиваемый вал лебедки, то фактическая скорость перемещения груза даже на силовой схеме будет высокой, хотя сравнительно и уменьшенной относительно самой выборки.

Полиспаст может состоять из разного числа блоков. Чем их количество выше, тем естественно больший вес можно поднять, приложив фиксированное усилие. На практике в отдельных случаях можно встретить устройства, схема которых предусматривает десятки роликов в подвижных и неподвижных узлах.

Также полиспасты разделяют на простые и сложные. В первых используется одна веревка, канат или цепь. В сложных системах объединяется несколько полиспастов с отдельными тросами. Это позволяет добиваться в силе большого выигрыша при использовании меньшего количества роликов. К примеру, если соединить вместе полиспасты на 1 и 2 блока, то конечная кратность связки получится 6 раз. При одном канате для такой эффективности нужно будет применять 6 роликов.

Область использования

Полиспаст применяется в разных отраслях для облегчения поднятия тяжестей, а также их перемещения по вертикальным и наклонным поверхностям.

Устройство используют для:

Подъема альпинистов и их снаряжения по отвесным скалам.
Погрузочных работ.
Подъема стройматериалов.
Извлечения автомобилей из снежных заносов, грязи.
Выполнения спасательных операций.
Натяжки кабеля на ЛЭП и т.д.

Схема полиспаста является элементом механизма подъемного крана, лифта, лебедки и десятков других машин. Ее использование позволяет отказаться от установки мощного привода. Так, к примеру, полиспаст позволяет лебедке со слабым двигателем, питаемым от бортовой сети 12В, вытягивать тяжелый многотонный автомобиль из грязи.

Виды полиспастов в продаже

Можно встретить соединенные блоки с роликами для сборки полиспаста. В них применяется одна ось, что обеспечивает упрощенный монтаж к якорю или к грузу. Такие элементы могут быть как небольшими, предназначенными для использования альпинистами или ручного перемещения стройматериалов на площадке, так и очень массивными. Последние применяют на карьерной и шахтной технике, грузовых лифтах.

Отдельного внимания заслуживают уже собранные системы с готовой распасовкой шнура. Они обычно рассчитаны на применение при эвакуации. Подобные устройства одним блоком цепляются к якорю, а вторым к грузу. Распасованный между роликами шнур необходимо вытягивать сбоку. В результате произойдет сужения между элементами. За счет того, что трос по сути складывается многократно, то в общем подобные системы выдерживают большие нагрузки. Их часто применяют, чтобы вытащить машину из снега или грязи. Если длины такого устройства недостаточно, то его можно подцепить цепью или стропой. Они послужат для передачи тягового усилия.

Полипаст. Назначение и устройство. Блоки и полиспасты. Принцип работы Веревка ручная полиспаст своими руками

Полиспаст – подъемная конструкция, изобретенная во времена великого мыслителя Архимеда. Сейчас невозможно точно установить, кто был тот гений, но к разработке этой конструкции приложил руку и уже упомянутый философ. Ее также называют блочной системой, из-за основного назначения и имеющихся в то время противовесов в виде блоков известняка.

Блоки и полиспасты, назначение и устройство которых сейчас выглядит довольно примитивно для обычного человека, привыкшего к высоким технологиям. Но стоит учесть тот факт, что именно благодаря этому механизму были построены великие исторические сооружения, такие как пирамиды, Пантеон, Колизей и тому подобное. Но технология не осталась на страницах учебников, а продолжила свое развитие, приспосабливаясь к появляющейся технике и потребностям людей.

Описание и устройство полиспастов

Сама конструкция представляет собой приспособление для подъема грузов с использованием специальных соединительных блоков и канатов между ними. Используя правило рычага и силы трения, конструкция приводится в действие

, увеличивая силу или скорость подъема объекта .

.. Существуют различные типы цепных талей, которые отличаются количеством блоков, канатных соединений, грузоподъемностью. и другие конфигурации.

Система, в свою очередь, состоит из подвижных и неподвижных элементов, по которым протянуты канаты, создающие натяжение и обеспечивающие транспортировку груза. Неподвижный элемент представляет собой базовую конструкцию, которая крепится к транспортному средству или статической штанге, а подвижный элемент крепится к нагрузке. Поэтому первый должен выдерживать большое давление, а второй должен его равномерно распределять.

Нижний или подвижный блок обычно снабжен специальным креплением, в виде крючка, мощного магнита, карабина и так далее. Верхний блок имеет специальные ролики, по которым направляется канат, и давление, оказываемое на каждый канат в отдельности, зависит от количества роликов. Это означает, что для подъема больших и тяжелых грузов требуется соответствующее количество роликов и рабочих ветвей.

В ролике рассказывается и демонстрируется принцип работы полиспаста, а также раскрываются его преимущества.

Назначение

Учитывая тот факт, что этому изобретению более двух тысяч лет, с его помощью выполнялось невообразимое количество работ и задач. Часто это строительная отрасль, где полиспасты используются в кранах, лебедках и т.п. Также механизм использовался на кораблях, для спуска и подъема спасательных шлюпок. Некоторое время он использовался в первых прототипах лифта, до появления гидравлических и электрических приводов.

Полистили, назначение и устройство, их частотность разнообразны и нашли применение в спорте, а именно в скалолазании и других экстремальных видах деятельности на больших высотах. Также долгое время спасательные отряды в горных районах были оснащены приспособлениями для вытаскивания пострадавших из труднодоступных мест. Также часто можно встретить применение блоков в электропроводке, а точнее, для создания напряжения в кабельной сети.

Разновидности полиспастов

Все полиспасты можно разделить на две категории:

мощность;

высокоскоростной.

Исходя из названия, определяется и основывается назначение каждого типа. Первый является наиболее распространенным и используется для подъема грузов, именно так, как он был изобретен. Скоростная версия представляет собой модифицированную конструкцию, в которой большие усилия направлены на увеличение скорости транспортировки. По такому принципу создаются канатные дороги на горнолыжных курортах.

Кроме того, разница заключается в количестве роликов и рабочих ветвей, а также других модификациях. К конструкции можно подключить электропривод и стопор. Еще одно отличие заключается в материале веревки 9.0011 ведь можно представить в виде:

канаты;

металлический трос;

железная цепь;

электрический кабель.

В строительной технике чаще всего используется второй вариант, благодаря прочности материала. Канатные канаты чаще всего используются в туризме, спасательных работах и так далее. Использование железной цепи очень редко; это узконаправленные разновидности для определенных профессий.

Лифт с домом

Иногда в быту возникает необходимость поднять тяжелый груз, но не у всех есть возможность подогнать строительный кран к порогу, из которого приходится выбираться. И тут на помощь как раз может прийти блочная система. Полистирол, назначение и устройство которого может показаться довольно сложным по конструкции, но при правильной подготовке создание такой конструкции в домашних условиях не будет проблемой. Все делается в четыре этапа:

Расчеты. Изготавливаются с учетом ваших целей и задач, а именно параметров рабочего помещения, наличия в нем ограничений, веса груза и расстояния, на которое необходимо осуществить транспортировку. Все эти данные необходимо зафиксировать для составления чертежа и выбора дизайна.

Создание чертежа. Если опыта в этом деле нет, то лучше обратиться к человеку с опытом и инженерным образованием, который сможет сократить время создания модели на бумаге.
Если неоткуда получить помощь, то лучше обратиться в интернет и посмотреть рабочие чертежи основных конструкций. Каждый из типов будет эффективен в определенных условиях, которые вы измерите ранее.

Подбор материалов. Отбор нужно начинать уже на первых этапах, а именно отталкиваться от вещей, которые уже есть, и тех, что можно купить. От вашего чертежа и расчетов зависит, какие детали понадобятся и какой материал лучше использовать. Купите, чтобы соответствовать вашему бюджету и имейте в виду. Слишком сильно экономить не стоит, иначе конструкция может дать сбой в самый ответственный момент.

Строительство. Этот шаг самый простой из всех, потому что здесь вам нужно только следовать плану и делать это добросовестно.

При определенной сноровке и подготовке можно получить очень добротную рабочую модель, которая не будет уступать строительным аналогам. Но если задачи не слишком амбициозны, то и больших затрат это не потребует.

Для надежности можно использовать в создании готовые детали от строительных полиспастов.

Заключение

Полиспасты просты в устройстве, но их назначение важно, ведь благодаря им можно без труда выполнять самые сложные подъемные манипуляции. Строительство зданий, монтаж электрических кабельных линий, установка фуникулера или спасательная операция, в любой из этих ситуаций надежность выполнения может гарантировать блочная система.

Древние египтяне и Архимед, не задумываясь, что такое полиспаст, уже использовали его для перемещения тяжестей. Он до сих пор широко применяется во всех грузоподъемных механизмах, в спорте, в быту, а также используется спасателями. С тех пор схема этого устройства претерпела значительные изменения, но принцип работы не изменился.

В контакте с

Устройство

Блок полиспастов простой состоит из двух шкивов, соединенных канатом, тросом, цепью. Шкив выполнен в виде металлического колеса, вращающегося на оси. По внешнему краю делается канавка для укладки кабеля.

Шкивы, входящие в состав конструкции, называются блоками. Одни из них закреплены неподвижно, другие изменить позицию по мере перемещения груза. Движущиеся блоки размещаются на стороне гравитации. Неподвижный блок изменяет направление движения троса и вектор приложения силы, а подвижный блок увеличивает силу, приложенную к грузу. Движение груза происходит за счет того, что он подтягивается через систему блоков канатом к неподвижной части полиспаста.

По сути, полиспаст представляет собой систему рычагов, роль которых выполняют части каната, расположенные между блоками. Как известно, закон рычага гласит, что, выигрывая в силе, вы проигрываете в расстоянии, а значит, и в скорости, и наоборот. Значит,

для перемещения груза на 1 метр с механизмом двойного выигрыша придется выбрать 2 метра веревки, то есть потратить в 2 раза больше времени. Приложенная сила будет в 2 раза меньше массы груза, однако количество затраченной энергии не изменится.

Таким же образом рассчитывается выигрыш в расстоянии, если точки крепления полиспаста и груза поменяны местами.

Множественность

Это основная характеристика, показывающая, во сколько раз полиспаст теоретически увеличивает усилие или скорость. Величина кратности определяется количеством ветвей кабеля, между которыми распределяется нагрузка, и может быть четной или нечетной. В первом случае свободный конец троса крепится к неподвижной части подъемного механизма, а во втором — к крюкодержателю.

Может показаться, что, увеличивая количество блоков, можно бесконечно умножать усилия.

Однако никто не отменял трение, на преодоление которого даже в лучших моделях шкивов затрачивается не менее 10% усилия. Так

если посчитать реальный выигрыш с учетом трения для полиспаста с кратностью 5:1 (5*0,9*0,9*0,9*0,9=3,28), то результат будет скромнее. А если вместо блоков использовать карабины (например, в альпинизме), у которых потери на трение гораздо больше, выигрыш будет еще скромнее.

Классификация

Полипаста, назначение и структура которой не менялись на протяжении веков, может быть силовой и быстродействующей. Первые используются на подъемных механизмах, а вторые оснащены подъемниками. По исполнению изготавливаются:

Простые схемы , состоящие из линейной последовательности блоков. Они связаны друг с другом и с грузом общей веревкой.
Комплекс . Это система, в которой последовательно соединены не отдельные блоки, а несколько независимых механизмов. Данное решение позволяет создавать схемы полиспастов большой кратности при малом количестве блоков. Например, сочетание полиспастов с кратностью 2:1 и 3:1 даст 6-кратный выигрыш при использовании всего трех блоков. За счет меньших потерь на трение фактический результат будет выше, чем у простой конструкции с аналогичными параметрами.

Сложные полиспасты занимают отдельное место. Это цепная система из простых и сложных механизмов, связанных таким образом, что блоки при подъеме перемещаются навстречу грузу.

Полиспласт как выглядит, фото

Как сделать полиспаст своими руками

В домашнем хозяйстве нет необходимости каждый день поднимать тяжести, поэтому для разовых работ можно сделать подъемное устройство своими руками. Все, что для этого требуется, можно найти в мастерской бережливого хозяина:

стальные шпильки с резьбой;
;
;
веревка;
.

Подшипник вставляется в ролик и надевается на шпильку. Накручивают гайку и стопорят, чтобы не тратить усилия на прокручивание получившегося вала. Крюк крепится на шпильку или стропы. Один конец каната, пропущенный через изготовленный блок, закрепляется на неподвижной опоре, а другой конец вытягивается вверх при подъеме груза. Получился простейший полиспаст с кратностью 2:1.

Так как работать с таким механизмом неудобно, следует сделать еще один блок и, закрепив, продеть через него веревку. Теперь его можно опустить и даже подключить к лебедке. Помимо улучшения условий труда, это даст возможность при необходимости зафиксировать груз в любом промежуточном положении.

Для полиспаста своими руками лучше использовать канат, а не стальной трос. Его преимущество в том, что он позволяет быстро собрать или разобрать дизайн. Выбирайте статические виды, которые не растягиваются. Динамические типы съедают часть прироста мощности.

Привод крана имеет свои ограничения. Скорее, стоимость двигателя растет намного быстрее, чем вес груза, который он может поднять. Конечно, ничто не мешает вам установить очень дорогой двигатель, но есть способ получше — с помощью полиспаста.

Собственно, со шкива и началось развитие ПМГ как сложных механизмов. В своей схеме полиспаст использует более древние изобретения, такие как блок и гибкий шарнир. Потребовалось много времени, чтобы использовать веревку вместо рычага.

В дальнейшем полиспаст стал применяться повсеместно. Ни одно парусное судно не обходится без такого простого, но незаменимого такелажа. Конечно, современная конструкция полиспаста сильно изменилась, но суть осталась прежней.

Блок-схема шкива

Вот простейшая схема полиспаста.

Круги — это блоки. Большой приводной круг, а точнее барабан,. Конец троса закрепляют не на крюке крана, а на неподвижной относительно крана поверхности. Такой поверхностью может быть стрела крана или, если говорить о башенных кранах, тележка. Нижний блок никак не закреплен к крану и подвижен относительно него. Это две простейшие схемы устройства полиспаста.

Какие нагрузки возникают в этом случае?

Расчет полиспаста

Правильнее было бы спросить, как изменится нагрузка на двигатель и на сам трос. В нашем случае она будет уменьшена вдвое. Конечно, можно привести формулы и школьные примеры, известные со времен Архимеда, но можно поверить нам на слово. Но это относительно простой пример. более сложные я расскажу в другой статье. А теперь давайте посмотрим на некоторые из тех же полиспастов.

Устройство и виды полиспастов

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

силовой шкив
Высокоскоростная цепная таль

Конечно, нас, как практиков, больше интересует полиспаст силовой, но стоит разобраться в устройстве и другого типа полиспаста.

В приведенном выше примере устройством является именно блок силового шкива. В нем усилие уменьшается вдвое, но есть и существенный недостаток. Внимательно посмотрите на картинку. Скорость изменения положения груза будет в два раза ниже скорости «наматывания» троса на барабан двигателя.

Высокоскоростная цепная таль наоборот. Просто представьте, что мотор и крюк поменяны местами. Скорость относительно базовой безблочной версии удвоится. Но усилие, необходимое для подъема груза, также возрастет.

Кратность полиспаста

Усложняем схему. Нам никто не мешает использовать не два блока, а три, четыре и более.

На рисунке показан двойной полиспаст. Нагрузка на двигатель снижается примерно в четыре раза. «Примерно» потому, что мы теряем часть усилия на трение веревки о блок. КПД агрегата обычно составляет 0,9.7.

Кратность полиспаста как раз и есть отношение усилий троса на барабане и возле груза. В приведенном выше примере частота полиспаста равна четырем.

Назначение и использование полиспаста

В современном строительстве полиспасты используются очень широко. на них сразу рассчитаны сложные конструкции со щечками.

Конструкцию полиспаста можно заблокировать, если в этом нет необходимости. Использование полиспаста в качестве самостоятельного ПММ ограничено лишь одним фактором — отсутствием тормоза, что в грузоподъемных машинах жизненно необходимо.

Многие специализированные фирмы занимаются продажей полиспастов. Прежде чем купить полиспаст, убедитесь, что характеристики соответствуют вашим потребностям, а если сомневаетесь, обратитесь к профессионалам.

Самодельный шкив

Полиспаст, как известно, очень полезная вещь. Принцип действия изучали в школе. Система подвижных и неподвижных блоков. Мы проигрываем в расстоянии, мы выигрываем в силе. Я тоже решил купить себе ферму. Купил за 200 кг, китайский, с нейлоновой веревкой. Получилось не совсем то, что я ожидал — веревки запутались, 200 кг маловато. Я решил сделать это сам. Сначала я начал смотреть в Интернете, как дела у других людей. Но как оказалось найти нормальный пример непросто — в основном поиск указывал на говносайты, которые воруют текст и картинки друг у друга.
Решил разобраться с некоторыми тонкостями конструкции. То, что они имеют в виду, продается в районе 60 000 тысяч рублей. Это немного дорого для меня. Решил сделать цепную таль своими руками.
Вот тонкости, которые нужно учитывать при самостоятельном изготовлении полиспаста:
Сначала схема:

Теперь приступим к постройке полиспаста.
Планировал сделать полиспаст из двух блоков по три ролика в каждом, около 6 тонн.
Начнем с грузоподъемности, которая зависит от толщины троса — здесь грузоподъемность просто зависит от толщины троса. Приблизительно и очень грубо грузоподъемность можно разделить на коэффициент, множитель полиспаста я планировал, можете посмотреть на приведенной выше схеме. Допустим искомый полиспаст нужен на 6 тонн, значит 6000 кг. делим на 6 и получаем ровно одну тонну кабеля. Трос 10 мм подходит для тонны.
В магазинах все лебедки, блоки с использованием стального троса делают совсем не так. Диаметр ролика следует выбирать с учетом диаметра стального троса и должен быть равен не менее 16 диаметрам троса, а лучше 24 диаметрам. В магазинных поделках это не соблюдается. Диаметр шкива ролика катастрофически мал, диаметр троса абсолютно не соответствует допустимым нагрузкам. Ролик в лучшем случае на однорядном радиальном подшипнике или вообще без подшипника, что тоже не очень хорошо. Канавка на шкиве часто бывает слишком большой. Материал, как правило, изготовлен из самой дешевой стали и не имеет никакого запаса прочности. Челюсти из тонколистовой стали. Доходит до смешной продажи ручной лебедки с заявленной грузоподъемностью 1,5 тонны и тросом диаметром 3 мм.
А вот в интернете легко найти таблицу грузоподъемности стальных тросов

Диаметр каната

1 кН примерно равен 100 кг.
Канавка на шкиве или ролике должна соответствовать тросу и быть немного больше диаметра троса. Грубо говоря, размер паза должен быть таким, чтобы кабель не сплющивался и в то же время свободно входил в паз.
Взяв прототип полиспаста, я все посчитал, нарисовал и получил следующую конструкцию. Каждый шкив поддерживается двумя подшипниками в соответствии с соответствующей нагрузкой, ось изготовлена из твердой стали. Есть еще одна тонкость — штыри для прокладки кабеля не дают кабелю дополнительной свободы. Количество блочных частей на удивление велико для простой цепной тали. Ну а все остальное думаю будет понятно из фото.

Полиспаст оказался тяжелым, но очень удобным в использовании.
Вес одного блока 15 кг. Канат диаметром 10 мм и длиной 30 м.

Не всегда возможно поднять тяжелый груз даже на небольшую высоту без применения специальных приспособлений. Речь идет не только о кранах, автокранах и вилочных погрузчиках — есть и другие устройства для решения этой задачи.

Одним из механизмов для подъема грузов является таль цепная.

Полиспаст представляет собой блочную систему с цепным или тросовым приводом. Его задача — упростить и ускорить подъем любого тяжелого груза силами человека. Такие схемы (или их близкие аналоги) применялись еще до нашей эры — при строительстве египетских пирамид и Великой Китайской стены.

Подъемники стационарные применяются в складских и производственных помещениях, где необходимо поднимать различные тяжести. Переносные блочные системы используются в строительстве, логистике и спасательных работах.

Устройство и принцип действия

Полиспаст позволяет поднимать тяжести с меньшими усилиями человека. Принцип аналогичен действию рычага для подъема груза, за исключением того, что вместо рычага используется трос.

Конструктивно самая простая полиспастная таль состоит из 1 блока и каната. Ролик закрепляется над грузом (на потолке, балке или подвижной специальной опоре). Один конец веревки с крюком опускается к грузу. Другой конец веревки человек держит в руках и тянет за нее, поднимая вес.

На прирост прочности влияют следующие факторы:

Количество роликов.
Длина каната.

1 блок увеличивает усилие примерно в 2 раза (примерно — т.к. будут списаны некоторые потери за счет силы трения). То есть, если человек без подъемника может поднять 30 кг на высоту 1 метр, то с полиспастом уже будет 60 кг. Если роликов больше, то и вес можно поднять больше.

Насчет длины веревки: чем она длиннее, тем больший вес может поднять человек, но и тем больше времени ему придется на это потратить.

Типы полиспастов

Полиспасты делятся по нескольким признакам:

По назначению. Есть силовые, а есть высокоскоростные цепи. Силовые позволяют поднимать больший груз, но медленнее. Скоростные позволяют быстрее поднимать тяжести, но «осилят» меньший вес.
По количеству блоков. Самый простой вариант — 1 видео. Но их может быть 2, 3, 4 или больше. Чем их больше, тем больший вес вы сможете поднять.
По сложности схемы. Различают простые схемы (когда ролики связаны последовательно 1 канатом) и сложные (когда используются 2 и более отдельных полиспаста). Сложные системы более производительны, дают больше результатов с меньшим количеством блоков. Например, если объединить 2 полиспаста (из 1 и из 2 блоков), получится 6-кратный выигрыш в силе. Тогда как простая схема даст 6-кратный выигрыш только при использовании 6 роликов.

Что влияет на эффективность лифта?

Указанная выше кратность (прирост силы) очень приблизительна, округлена в большую сторону. На практике меньше.

Следующие факторы влияют на эффективность подъемника (насколько это даст вам точный прирост силы):

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

Как веревка крепится к механизму?

Подъемный механизм можно закрепить на тросе следующими способами:

Узлы, связанные из тросов. Количество оборотов 3-5.
Хомут общего назначения.

Что такое резервирование, как это делается и что происходит?

Резервом называется изменение положения блоков и расстояния между ними. Используется для изменения скорости или высоты подъема силы тяжести.

Схемы бронирования такие:

Одинарное: крюк подвешивается на 1 веревке, которую затем пропускают последовательно через каждый стационарный блок и наматывают на барабан.
Двойной ввод. У балочных кранов 1 конец каната крепится к корню стрелы, а второй конец пропускается через обводной барабан, все блоки, а затем крепится к лебедке. У кранов трос крепится к лебедке, а неподвижные блоки находятся на оголовке стрелы.
Четырехместный. Комбинация вышеуказанных схем используется для каждого крюкового блока.
Переменная. Подвижные ролики дополняются 1 или 2 подвижными зажимами.

Как сделать полиспаст своими руками?

Рассмотрим схему создания двойной полиспастной тали.

Вам потребуется:

2 втулки.
2 ролика.
2 зажима.
Подшипники.
Крюк (для крепления груза).
Веревка.

Поэтапная сборка:

Втулки, ролики и подшипники соединяются и вставляются в сепаратор. В результате получается 2 вращающихся блока.
Кабель пропущен через блок.
Зажим с пропущенной веревкой крепится к опоре, под которой будет располагаться груз.
Другой конец веревки пропускается через второй блок.
Ко второму зажиму прикреплен крючок.
Оставшийся висеть конец веревки закреплен (за него нужно будет потянуть, чтобы поднять груз).

После этого остается только закрепить груз (подцепить крюком), и можно приступать к подъему.

Полиспаст — средства индивидуальной защиты от падения с высоты. Особенности сертификационных и сертификационных испытаний

title={Полиспаст — средства индивидуальной защиты от падения с высоты. Особенности сертификации и сертификационных испытаний}, автор={К. В. Жердев, О. Н. Корольченко и Рагим Гаджиев}, journal={Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия}, год = {2021}, громкость={1030} }
- Жердев К., Корольченко О., Гаджиев Р.
- Опубликовано 15 января 2021 г.
- Информатика
- Серия конференций ИОП: Материаловедение и инженерия
средства защиты от падения с высоты. Проанализировано структурное место этих изделий в классификации средств защиты, их функциональное назначение в обеспечении безопасности работ на высоте. Затрагивается вопрос статистики несчастных случаев при работах на высоте. Показана актуальность вопроса непрерывной работы по охране труда на данном участке труда. Есть сходство в потребности в безопасности и…
Посмотреть на IOP Publishing
doi.org
Коррекция метода испытаний для лестниц со съемными шагами
- В. Антонова, К. Зердев, А. Ю. Барвина
- Эйнинг
- 211114090
- 211114090
- 211114090
- 211114090
- 211114090
- 2111140
- . 10 ИЗ 30 ССЫЛОК
  СОРТИРОВАТЬ ПОРелевантность Наиболее влиятельные документыНедавность
  Процедуры испытаний и сертификации шкивов как части индивидуальной страховочной системы
  Целью данной работы является создание методов испытаний, отвечающих функциональным требованиям для этого класса продуктов и показаний необходимо усовершенствовать обязательную сертификацию и расширить количество инструментов ее реализации как системы контроля качества и безопасности многих товаров, в том числе таких важных, как средства индивидуальной защиты.
  Определение критериев проверки средств индивидуальной защиты (для работ на высоте) на примере страховочных привязей
  - Василенко В., Корольченко Д., Фам Нам Тхань
  - Экология
  - 2018