Полиспаст своими руками чертежи: схема полиспаста, назначение, устройство, виды

кто придумал, как можно увеличить КПД, формула в физике

Содержание:

• Какие бывают блоки
• Устройство и принцип работы полиспаста
  • Как работает простая конструкция блоков
• Виды полиспастов
  • Что влияет на эффективность подъемника
• Как можно увеличить КПД, формула в физике
  • Расчет полиспаста
  • Вычисление КПД полиспаста
• Как сделать полиспаст своими руками

Содержание

• Какие бывают блоки
• Устройство и принцип работы полиспаста
  • Как работает простая конструкция блоков
• Виды полиспастов
  • Что влияет на эффективность подъемника
• Как можно увеличить КПД, формула в физике
  • Расчет полиспаста
  • Вычисление КПД полиспаста
• Как сделать полиспаст своими руками

Какие бывают блоки

Блоки и системы блоков были известны человечеству с античных времен. Они служили для подъема грузов на высоту или перемещения грузов. Блоки выполняют важную задачу — изменяют направление действия силы и дают выигрыш в силе.

Блок — это простой механизм, который используют для преобразования силы.

Различают подвижный и неподвижный блоки.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Неподвижный блок представляет собой диск, который вращается вокруг своей оси, и имеет желоб по окружности. Желоб предназначен для скольжения в нем цепи, ремня, каната и т.д. У неподвижного блока ось закреплена, и при подъеме грузов не поднимается и не опускается. 

Неподвижный блок можно представить в виде равноплечего рычага, у которого плечи сил равны радиусу колеса. Поэтому неподвижный блок не дает выигрыша в силе, а лишь позволяет менять направление действия силы.

Подвижный блок представляет собой диск, ось которого перемещается вместе с грузом. Можно представить в виде рычага с плечами разной длины. Подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза и проигрыш в расстоянии так же в два раза. При использовании подвижного блока, нужно приложить в два раза меньше силы для подъема груза, но нить, к которой подвешен груз, должна быть в два раза длиннее. 

Для увеличения эффективности используют системы блоков.

Примечание

Объединив подвижные и неподвижные блоки в систему можно получить выигрыш в силе в несколько раз, а также изменить направление прикладываемой силы.

Устройство и принцип работы полиспаста

Полиспаст — это система блоков, в которой неподвижные и подвижные блоки соединены попарно и огибаются общей нитью (тросом, веревкой, цепью).

Полиспаст состоит из двух элементов:

1. Шкив — это блок, металлическое колесо, которое по внешнему краю имеет желоб для нити. Для легкого вращения шкива используют роликовые подшипники.
2. Гибкая связь — это нить (трос, цепь), которая огибает шкивы.

Как работает простая конструкция блоков

Принцип действия полиспаста основан на правиле рычага.

Неподвижный блок в полиспасте крепится к опоре и изменяет направление приложения силы, подвижный блок находится на стороне груза и дает выигрыш в силе. Массу груза поднимают, прилагая силу к нити, длина которой прямо пропорциональна выигрышу в силе. 

Виды полиспастов

По предназначению полиспасты делятся на: 

1. Силовые полиспасты — дают максимальный выигрыш в силе. Но выигрыш в силе дает проигрыш в расстоянии. Например, чтобы поднять груз и выиграть в силе в 6 раз, на каждый метр поднятия груза, нужно натянуть 6 метров веревки. Это замедляет действие системы, потеря в скорости также будет в 6 раз.
2. Скоростные полиспасты — инвертируемые силовые. Груз крепится к неподвижному блоку, а силу прилагают к подвижному.
   Затрачивается больше силы, и пропорционально увеличивается скорость поднятия груза.

На рисунке а) силовой полиспаст, б) скоростной.

В зависимости от сложности механизма, различаются:

1. Простой полиспаст — представляет собой систему последовательно соединенных роликов. Все подвижные и неподвижные блоки, а также сам груз объединяются одной нитью.
2. Сложный полиспаст — является системой полиспастов. Последовательно соединяются не отдельные блоки, а целые комбинации, которые вполне могут использоваться сами по себе. В этом случае один механизм приводит в движение другой подобный поочередно.
3. Отличительная черта комплексного полиспаста — независимые ролики, движущиеся навстречу грузу. В состав комплексной модели могут входить как простые, так и сложные полиспасты.

Что влияет на эффективность подъемника

Главной характеристикой эффективности полиспаста считается его кратность.

Кратность показывает на сколько ветвей нити распределена тяжесть груза, и указывает какой выигрыш в силе дает полиспаст.

Кратность делится на: 

1. Силовую — рассчитывается с учетом преодоления нитью силы трения и не идеальным КПД роликов.
2. Кинетическую — равна количеству перегибов нити.

На эффективность полиспаста влияет:

• количество блоков;
• материал и вес нити;
• диаметр и длина нити;
• угол между канатом и средней плоскостью ролика;
• тип подшипников;
• отсутствие дефектов нити;
• скольжение всех элементов.

Как можно увеличить КПД, формула в физике

Расчет полиспаста

Примечание

При расчете полиспаста нужно учитывать, что на механизм действуют силы трения, а нить не является идеальной, и имеет жесткость.

Для расчета выводят уравнение моментов для блока относительно оси:

\(Sсбег\;R\;=\;Sнабег\;R\;+\;q\;Sнабег\;R\;+\;Nfr\)

Где:

• S_сбег — усилие со стороны сбегающей нити;
• S_набег — усилие со стороны набегающей нити;
• q S_набег — усилие для сгибания нити с учетом жесткости q;
• Nf — сила трения в блоке, с учетом коэффициента трения f.

Для определения момента все силы умножаются на плече (R или r):

• R — радиус блока;
• r — радиус втулки.

Вычисляя воздействие на ось блока, часто пренебрегают силой разгибания блока. Формула получает вид:

\(N\;=\;2\;Sнабег\;\times\;\sin\;\alpha\)

Где:

• N — воздействие на ось блока;
• α — угол отклонения от оси.

Подставив это соотношение в вышеприведенное определение моментов получим:

 \(S_{сбег}\;=\;S_{набег}\;(1\;+\;q\;+\;2f\frac dD\;\sin ɑ)\)

Где:

• D — диаметр блока;
• d — диаметр оси блока.

 

Вычисление КПД полиспаста

Коэффициент полезного действия блока (КПД блока) — это отношение полезной работы к полной работе с учетом потерь на трение и жесткости нити.

Формула для расчета КПД блока (ηб):\(\eta б\;=\;\frac{S_{набег}}{S_{сбег}}\;=\;\frac1{1\;+\;q\;+\;2f\;\sin\;ɑ\;\times\;{\displaystyle\frac dD}} \)Где:

• D — диаметр блока;
• d — диаметр оси блока;
• q — коэффициент жесткости нити;
• f — коэффициент трения;
• α — угол отклонения от оси. t \)Где:
  • a — кратность полиспаста;
  • t — число отклоняющих блоков.

  Примечание

  КПД полиспаста, как и КПД блока, всегда меньше 1.

  В таблице представлены КПД полиспаста, при разной кратности и КПД блока.

  Как сделать полиспаст своими руками

   Для изготовления простого двукратного полиспаста потребуются:

  • 2 ролика;
  • подшипники;
  • 2 втулки;
  • нить;
  • 2 обоймы для блоков;
  • крюк для подвеса груза.

   Этапы работы:

  1. Соединить ролики, втулку и подшипники в обойму, таким образом получить два блока.
  2. Пропустить нить в первый блок.
  3. Прикрепить первый блок к неподвижной опоре.
  4. Пропустить нить через второй блок.
  5. Прикрепить ко второму блоку крюк.
  6. Зафиксировать свободный конец нити.
  7. Прикрепить груз к крюку.

  Насколько полезной была для вас статья?

  Рейтинг: 4.00 (Голосов: 5)

  Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»

  Поиск по содержимому

  самодельный, подъемный, как сделать, для поднятия грузов, строительства, чертежи

  Автор Михалыч На чтение 4 мин.

  Содержание

  1. Составление проекта
  2. Чертежи
  3. Сварка
  4. Сборка конструкции

  Многие люди интересуются, как изготовить конструкцию подъемного крана своими руками. Такое устройство может помочь при постройке дома, подсобных помещений, необходимых в хозяйстве, зернохранилища и склада для кормов.

  Составление проекта

  Для строительства дома необходим подъемный кран. Рассмотрим, как самостоятельно сделать конструкцию миниатюрного крана для подъема строительных грузов на высоту. Необходимо изготовить передвижное разборное устройство.

  Сначала составляют и рассчитывают проект по изготовлению аппарата:

  1. Основную часть конструкции представляет опорная рама. Ее устанавливают на колеса или стационарно.
  2. На ходовую раму фиксируют узел вращения агрегата.
  3. Стрела может поворачиваться благодаря созданию электрического или ручного управления.
  4. Агрегат можно разбирать на части для удобства транспортировки.
  5. Кран будет устойчивым благодаря созданию блока противовесов и стальных тросовых оттяжек.
  6. Груз будет подниматься при помощи блока и лебедки.
  7. Нужно собрать подъемный кран своими руками.

  Чертежи

  Чтобы сделать кран, прежде всего составляют схему проекта и чертежи основных узлов. Рассмотрим изготовление конструкции подъемного крана с ручным управлением. Можно было бы сделать аппарат на электричестве, дающем возможность передвигать груз при помощи устройства на длинном тросе, как это происходит в заводских конструкциях. Но тогда сложность изготовления узлов увеличивается, это повлечет удорожание готового изделия и увеличение времени на его создание. Поэтому остановимся на изготовлении ручной модели.

  Сварка

  Все соединения узлов и деталей выполняют при помощи сварки. Для этого нужен сварочный аппарат. Его можно взять на время работы над выполнением крана напрокат или купить в специализированном салоне.

  Сборка конструкции

  Подготовьте:

  • канат;
  • шайбы;
  • уголки и швеллеры;
  • трубу;
  • болгарку;
  • сварочный аппарат.

  Раму следует выполнить из стального уголка 63х63х5 мм. Стрелу длиной 5 м выполняют из трубы, имеющей диаметр 55 мм. Чтобы усилить агрегат, применяют уголки размерами 30х30х3 мм.

  Грузоподъемность такого самодельного крана будет около 150 кг. Если необходимо поднимать панели с большей массой, то надо увеличить кратность полиспастов, которые являются устройством для поднятия груза. Полиспаст изготавливают из блоков, соединяют их друг с другом тросом. Этот трос должен обматывать блоки по кругу. Полиспаст позволяет поднять панели, прилагая при этом меньшую силу, чем вес груза.

  Полиспаст выигрывает в силе в 3-4 раза. При этом учитывают потери на трение, которые составляют 10%. Чем больше будет выигрыш в силе, тем меньше расстояние, на которое инструмент может перенести панели.

  Подготовить и сделать все детали можно за 7-10 дней.

  Еще 2 дня нужны на сборку механизма. Схема подъема выполнена в виде 2-кратного полиспаста. Узел поворота стрелы представляет собой 6-кратный полиспаст. Поворотную платформу изготавливают путем крепления 2 шайб. Ось заменяет болт на 30 мм.

  Для уменьшения величины противовесов опорные ноги делают длиной 2 м. При радиусе поворота шайбы в 200 мм и расстоянии 2 м до противовеса в 100 кг на болт будет действовать нагрузка 1 т. Это учитывают при расчете конструкции инструмента. Выполняют расчет на устойчивость.

  Принимают конструкцию за единую систему на одной опоре. Она является наименьшим расстоянием от оси вращения. На систему действуют: вес груза, противовеса и крана. Подъемный барабан создают из трубы сечением 100 мм. Его нельзя устанавливать близко к блокам. Его фиксируют ближе к шайбам.

  Блоки изготавливают из 3 шайб. Они должны огибаться шнуром, диаметр блоков должен быть большим, чтобы канаты не вылетели из шайб. Блоки фиксируют без подшипников.

  Нужен гибкий трос сечением 5 мм. Его рабочая нагрузка равна 150 кг, а разрывающая — 850 кг. Полиспаст функционирует по принципу рычага. Для полиспаста основным показателем является его кратность (отношение всех ветвей троса к отходящим от барабана).

  Если у шнура 6 частей, то тянущая сила на барабане будет в 6 раз меньше веса груза. Если канат изготовлен для поднятия 100 кг груза, то свернутый в 6 раз, он поднимет груз весом 600 кг. Когда все системы будут готовы, нужно собрать их, согласно составленной схеме конструкции, учитывая все размеры и правила крепления узлов и деталей. После сборки нужно смазать все системы конструкции и отдельные ее детали лизолом.

  Следуя всем вышеописанным указаниям, можно самостоятельно изготовить подъемный кран для строительства дома и каких-либо подсобных помещений, используемых в хозяйстве. Перед началом эксплуатации следует проверить работоспособность всех узлов созданной конструкции подъемного крана. Потом провести проверочное испытание оборудования на возможность подъема и перемещения грузов.

  Читайте также:

  Оцените автора

  Схема такелажа [+ Примеры]

  Знания

  Знайте все о блокировании и захвате

  Хотите рисовать схемы блоков и снастей?

  EdrawMax Diagram Maker предлагает множество шаблонов для удобного проектирования. Попробуйте!

  Попробуйте бесплатно

  Интересно, что такое блок и захват? Здесь вы получите ответы. Узнайте, как это работает, почему его следует использовать, и, наконец, научитесь эффективно рисовать диаграммы. Давайте начнем!

  Что такое блок и захват?

  Известно, что блок и снасть представляют собой систему из двух шкивов, подвешенных на веревке или нити. По сути, два или более шкивов подвешены на одной и той же веревке, продетой вместе с ними. Основная цель — поднять тяжелые блоки или предметы, которые невозможно поднять иначе.

  Хотите узнать больше об этом?

  Шкивы собираются или соединяются таким образом, что образуют блоки. В дополнение к этому, эти блоки спарены таким образом, что один конец веревки закреплен, а другой конец свободно перемещается для подъема тяжелых грузов.

  Кроме того, веревка продевается вместе с блоками, что обеспечивает существенное механическое преимущество. И это именно то, что усиливает силу, которую мы прикладываем к веревке.

  Как работает блок и захват?

  Итак, работа Block and Tackle немного сложна. В дополнение к этому, он работает, чтобы обеспечить механическое преимущество для подъема тяжелых блоков и грузов. Однако для вашего лучшего понимания мы описали ситуацию, которая содержит различное количество шкивов. Кроме того, он даст вам представление о том, как работает этот блок и захват.

  Связывание шкивов для подъема

  Верхний блок вешается на штангу на любой высоте, до которой легче дотянуться. После того, как он повешен, двойную снасть можно оснастить. Нет необходимости навешивать только один или два шкива, можно навешивать несколько шкивов одновременно.

  Конец каната пропускается на левый шкив. Это опускает шкив. Теперь нижний блок опирается на землю, а веревка пропускается к правому шкиву и оба шкива подвешиваются на веревке.

  Такелажные шкивы

  Теперь веревка опущена и проходит через нижнюю часть правого шкива. Как только это будет сделано, веревка опускается, чтобы свести оба блока вместе.

  Добавьте столько шкивов, сколько хотите

  Теперь вы можете добавить столько шкивов, сколько захотите. Один шкив дает вам одно механическое преимущество. Итак, следуя этому и эмпирическому правилу, вы можете повесить столько шкивов, сколько хотите, следуя той же процедуре, что и выше.

  Ситуации, когда объекты поднимаются с помощью двух или более шкивов

  Этим пользуются инженеры-строители и строители. Подъем тяжестей – непростая задача. Однако блочные и захватные шкивы упростили наши задачи. Хорошим примером является строительство большого проекта. Вы, должно быть, видели, как эти конструкторы поднимали тяжелые предметы с помощью блоков и талей, содержащих более двух шкивов. И это идеальный пример для блока и захвата.

  Советы, которые вы должны знать

  Если вам интересно, как создать схему оснастки Block & Tackle за минуту ? Попробуйте EdrawMax, чтобы использовать готовые шаблоны и редактировать их самостоятельно!

  Почему используется Block and Tackle?

  Блоки и такелажные шкивы широко используются в строительстве и гражданском строительстве. Помимо этого, он имеет множество преимуществ и недостатков. Для вашего удобства и простоты мы упомянем некоторые из них.

  Преимущества блока и такелажного шкива

  1. Он помогает поднимать тяжелые грузы. Кроме того, чем больше количество шкивов, тем больше будет его механическое преимущество.
  2. Его можно легко перемещать, если на него нанесена смазка или любое масло. Он также служит ремнем при установке на двигатель.
  3. Вдобавок к этому его довольно легко сделать. Излишне говорить, что это также экономичный метод подъема тяжелых грузов.
  4. Его можно перемещать в любом направлении, если приложить силу, потому что это зависит от соотношения между нагрузкой и усилием.

  Недостатки блока и такелажного шкива

  1. Существует вероятность соскальзывания груза, потому что трение очень мало.
  2. Ни в коем случае нельзя сравнивать с шестернями.
  3. В дополнение к этому, если веревка упадет с трассы, могут быть шансы получить травму.
  4. Мы не можем передавать его на высоких оборотах или очень большой мощности, потому что это неподходящее решение.
  5. В комбинированной системе шкивов используется несколько колес, поэтому для подъема тяжелых предметов требуются дополнительные канаты.

  Как нарисовать блок и схему такелажа? [Бесплатный и простой в использовании]

  Вы можете найти множество инструментов в Интернете, которые помогут вам рисовать блок-схемы и схемы. У него очень простой метод. Все, что вам нужно сделать, это выбрать любое программное обеспечение и следовать шагам рисования блока и схемы оснастки.

  Хотите сделать схему оснастки Block & Tackle? Попробуй сейчас!

  EdrawMax Diagram Maker предоставляет примеры и простые символы для создания диаграмм. Попробуйте!

  Попробуйте бесплатно

  Шаг 1: Загрузите и откройте EdrawMax на своем компьютере.

  Шаг 2: Выберите пустой холст, на котором вы можете создать диаграмму. Или перейдите к [ Наука и образование ] > [ Механика ], найдите и откройте шаблон.

  Шаг 3: Когда вы закончите выбор, откроется страница, на которой вы сможете нарисовать свою диаграмму.

  Шаг 4: Перейдите к « Библиотека » и найдите « Механика », и вы увидите все символы.

  Шаг 5: Выберите символ и начните создавать диаграмму.

  Пример блока и ведущего шкива

  Таким образом, приведенное выше изображение является лучшим примером шкива Block and Tackle, поскольку оно ясно показывает его основную цель — поднимать тяжелые предметы. Вдобавок к этому человек, стоящий с левой стороны, тянет веревку вниз, другой конец веревки привязан тяжелым грузом, и этот конец будет поднимать груз. Таким образом, человек тянет веревку вниз, чтобы поднять объект, демонстрируя, как можно поднять блок и полиспастный блок.

  Источник: https://www.edrawmax.com/

  Завершение статьи!

  В целом, блоки и полиспасты — это умный, эффективный и экономичный способ подъема тяжелых предметов. Он широко используется во многих областях и облегчил задачи подъема тяжелых предметов. Блок и захват можно смоделировать с помощью диаграммы, которую можно нарисовать с помощью многих инструментов, доступных в Интернете. EdrawMax — один из инструментов, который поможет вам нарисовать эту диаграмму с помощью тысяч встроенных инструментов.

  Все в одном инструменте для создания диаграмм

  EdrawMax

  Программное обеспечение для рисования диаграмм и графиков >>

  • Предлагайте готовые шаблоны для простого создания всевозможных диаграмм.

  • Импорт и экспорт карт чертежей в файлы различных форматов, например Visio.

  • Кроссплатформенная поддержка — (Windows, Mac, Linux, Интернет)

  
  

  Статьи по теме

  Типы карт: использование, символы и многое другое Знакомство с картами Временная диаграмма UML Диаграмма взаимодействия UML Карта пути клиента Что такое Канбан

  Простая система шкивов для детей

  С шкивом очень весело играть, и его легко сделать! Нам понравился наш самодельный шкив, сделанный из скобяных изделий, теперь сделайте эту небольшую систему шкивов с чашкой и веревкой. Кто сказал, что физика должна быть сложной или трудной! Выполнимые занятия STEM, которые вы можете организовать дома или в классе.

  КАК ИЗГОТОВИТЬ ШКИВ

  КАК РАБОТАЕТ ШКИВ

  Блоки представляют собой простые механизмы, имеющие одно или несколько колес, на которые намотана веревка. Шкивы могут помочь нам легче поднимать тяжелые предметы. Наша самодельная система шкивов, представленная ниже, не обязательно уменьшает вес того, что мы поднимаем, но помогает нам перемещать его с меньшими усилиями!

  Если вы хотите поднять действительно тяжелый вес, ваши мышцы не могут обеспечить столько силы, даже если вы самый сильный человек в мире. Но используйте простой механизм, такой как шкив, и вы сможете приумножить силу, которую производит ваше тело.

  Объект, поднимаемый шкивом, называется грузом. Сила, приложенная к шкиву, называется усилием. Для работы шкивов требуется кинетическая энергия.

  Самые ранние упоминания о шкивах относятся к Древнему Египту. Теперь вы найдете шкивы на бельевых веревках, флагштоках и кранах. Можете ли вы придумать еще какие-нибудь варианты использования?

  STEM ДЛЯ ДЕТЕЙ

  Итак, вы можете спросить, что на самом деле означает STEM? STEM — это наука, технологии, инженерия и математика. Самое главное, что вы можете извлечь из этого, это то, что STEM подходит для всех! Узнайте больше о том, что такое STEM.

  Да, дети всех возрастов могут работать над проектами STEM и получать удовольствие от уроков STEM. STEM-занятия также отлично подходят для групповой работы!

  STEM везде! Просто осмотритесь. Тот простой факт, что STEM окружает нас, объясняет, почему для детей так важно быть частью, использовать и понимать STEM.

  Заинтересованы в STEM плюс ART? Ознакомьтесь со всеми нашими мероприятиями в STEAM!

  Здания, которые вы видите в городе, мосты, соединяющие места, компьютеры, которые мы используем, программное обеспечение, которое к ним прилагается, и воздух, которым мы дышим, STEM — это то, что делает все это возможным.

  Щелкните здесь, чтобы получить бесплатные распечатанные инструкции по шкивам!

  КАК ИЗГОТОВИТЬ ШКИВ

  Хотите сделать большую наружную систему шкивов? Посмотрите наш оригинальный самодельный шкив.

  Поставки:

  • Поточная катушка
  • Строка
  • Картон
  • Ножничные ножницы
  • CUP
  • Мрамол
  • WIRE (для подвески)

  2

  . Проденьте веревку через отверстия и завяжите ее так, чтобы она подняла чашку в центре.

  ШАГ 2: Вырежьте из картона два круга и проткните в центре каждого отверстие.

  ШАГ 3: Приклейте картонные круги к каждой стороне катушки с нитками.

  ШАГ 4: Проденьте катушку через проволоку, а затем подвесьте проволоку.

  ШАГ 5: Наполните свою чашку шариками.

  ШАГ 6: Протяните веревку через шкив катушки с нитью, чтобы с легкостью поднять чашку с шариками!

  ДРУГИЕ ВЕЩИ ДЛЯ ДЕТЕЙ

  Используйте эти шарики, чтобы сделать эти забавные мраморные американские горки.