Полиспаст своими руками видео: Что такое полиспаст и его назначение. Расчет грузового блока. Полиспасты назначение и устройство фото. – Ремонт своими руками на m-stone.ru

Поговорим об обратном ходе, который неизбежен, так как он может возникнуть при прихватывании веревки, или же в момент снятия груза, или при остановке на отдых. Чтобы обратного хода не возникало, необходимо использовать блоки, которые пропускают веревку только в одну сторону. При этом организовываем конструкцию так, что блокирующий ролик крепится первым от поднимаемого объекта. Благодаря этому, мы не только избегаем обратного хода, но также позволяем закрепить груз на время разгрузки или же просто перестановки блоков.

Если вы используете отдельную веревку, то блокирующий ролик крепится последним от поднимаемого груза, при этом фиксирующий ролик должен обладать высокой эффективностью.

Способы крепления веревки к грузоподъемному механизму

Теперь немного о креплении грузоподъемного механизма к грузовой веревке. Редко, когда у нас под рукой находится веревка нужной длины, чтобы закрепить подвижную часть блока. Вот несколько видов крепления механизма. Первый способ – с помощью схватывающих узлов, которые вяжутся из репшнуров диаметром 7-8 мм, в 3-5 оборотов. Данный способ, как показала практика, является наиболее эффективным, так как схватывающий узел из 8 мм шнура на веревке диаметром 11 мм начинает сползать только при нагрузке 10-13 кН. При этом вначале он не деформирует веревку, а спустя какое-то время, оплавляет оплетку и прикипает к ней, начиная играть роль предохранителя.

Другой способ заключается в использовании зажима общего назначения. Время показало, что его можно использовать на обледенелых и мокрых веревках. Он начинает ползти только при нагрузке в 6-7 кН и несильно травмирует веревку. Еще один способ заключается в использовании персонального зажима, но он является не рекомендуемым, так как он начинает ползти при усилии уже в 4 кН и при этом рвет оплетку, или даже может перекусить веревку. Это все промышленные образцы и их применение, мы же попробуем создать самодельный полиспаст.

Создаем простейший подъемный механизм своими руками

А вот если механизм для грузов нужен срочно или на один раз, а выбирать по магазинам его нет времени и жалко денег, мы расскажем, как сделать полиспаст своими руками. Хорошо, если у вас в мастерской имеются резьбовые шпильки, подшипники, блок, трос, крюк, шестеренка. Понадобится немного времени: нужно подшипники насадить на шпильку. Гайку от шпильки желательно зафиксировать, чтобы не тратить некоторую часть сил впустую на прокручивание своеобразного вала. Конец шпильки можно снабдить шестеренкой, сделав таким образом более удобный ручной привод.

Через блок перекидываем трос и крепим его на опоре, а вот на другой конец цепляем крюк, на который будем вешать груз. Также на конце троса можно зафиксировать систему строп, если характер груза не позволит его насадить на крюк. В принципе, самый простейший вариант полиспаста готов. Остается приступить к работе, соблюдая технику безопасности, которая одинакова для всех механизмов, как покупных, так и самодельных. Внимательно проверяйте все элементы на целостность перед работой, а во время работы не делайте резких движений, поднимать груз следует плавно, и, конечно, не стоит стоять под подвешенным грузом.

Как рассчитать полиспаст для вытаскивания автомобиля

Пришло время продолжить цикл статей об оснастке крана. В предыдущей статье про полиспасты были подробно рассмотрены схемы и способы их применения. Но математическая основа полиспаста была затронута крайне мало. Судя по реакции наших читателей — это упущение. Поэтому давайте подробно рассмотрим расчет полиспаста в этой статье.

Начнем по порядку.

Рассмотрим отдельно взятый блок полиспаста и нагрузки возникающие в нем.

Расчет блока полиспаста

Рисунок 1

• Sн — сила, с которой груз воздействует на блок полиспаста;
• Sс — сила, с которой мотор крана воздействует на блок полиспаста;
• а (альфа) — потенциальный угол отклонения от оси;
• d — диаметр втулки блока полиспаста;
• D — диаметр ручья блока полиспаста.

На основе данной схемы полиспаста составим уравнение моментов сил.

• Sн*R -момент силы воздействия груза;
• q*Sн*R — момент силы необходимой на сгибание и разгибание троса;
• N — нагрузка на ось блока полиспаста;
• f — коэффициент трения втулки полиспаста о блок.

Коэффициент q определяется экспериментально и означает жесткость данного троса при огибании данного ролика полиспаста. Силы, возникающие при набегании и сбегании троса, обусловлены структурой самого троса, а точнее силами трения ниток внутри троса.

Как вы сами понимаете по сравнению с силами трения втулки блока полиспаста необходимое усилие на сгибание и разгибание троса крайне мало. Поэтому рекомендую пока об этом коэффициенте сильно не задумываться.

Теперь найдем нагрузку на ось блока полиспаста. Разницей в нагрузках на набегающей и сбегающей ветках мы пренебрегаем.

Собрав все это воедино, получаем:

Общие сведения о полиспастах

Полиспаст состоит из 2-х и более шкивов (блоков), связанных при помощи веревочных канатов или цепей:

Простые полиспасты могут состоять из 1 шкива и веревки. В них ролик располагается над грузом: на потолке, балке или опоре. Первый конец веревки связан с крюком и спускается к поднимаемому грузу. Человек тянет второй конец веревки, поднимая тяжелый объект. Сложные устройства для подъема груза включают в себя несколько простых блоков и дают больший выигрыш в силе.

Принцип действия полиспастов основан на правиле рычага. Через неподвижный шкив перекидывается веревка. Груз поднимается на высоту посредством прикладывания усилий, соразмерных с весом поднимаемого объекта. Длина каната или цепи должна быть сопоставима с высотой, на которую поднимается груз. Для снижения количества затрачиваемых усилий необходимо, чтобы подвижный блок осуществлял движение параллельно грузу.

Существуют следующие разновидности полиспастов:

Полиспасты используются для следующих операций:

Полиспастами оснащаются различные виды кранов, гидравлические и электрические приводы. Они также применялись в старых прототипах лифтов.

Формулу расчета КПД блока полиспаста

Как всегда, КПД показывает отношение выполненной работы к затраченной. Для дальнейших расчетов давайте немного обратимся к практике.

• Первое.
  При прочтении у вас, скорее всего, сразу возник вопрос о каких углах отклонения вообще идет речь? Действительно, современные полиспасты их просто не имеют. В этих углах нет никакого практического смысла. Можно смело заменить синус из формулы на единицу.
• Второе.
  Как уже упоминалось ранее, значение q крайне мало относительно f. В реальных условиях его опускают. Также очень малое значение имеют диаметр ручья полиспаста.

Ну, собственно, у нас остается только сила трения блока полиспаста о его втулку. Таким образом, основное значение при выборе полиспаста имеет качество материалов, из которых он изготовлен, а вернее материалы втулки.

При расчетах используются следующие величины КПД блока полиспаста:

• 100% — недостижимый идеал;
• 97% — среднее значение при использовании бронзовых втулок в подшипниках качения;
• 95% — средние значение при использовании подшипников скольжения;
• 93% и меньше — сильно запыленные места, сильно повышенная температура или агрессивные среды использования.

Не забываем, что мы до сих пор рассматриваем один единственный ролик, а он у нас не один и не два.

Выбор и расчёт полиспаста

Сдвоенные полиспасты применяют в двухбалочных мостовых и козловых кранах, у которых грузоподъемный механизм установлен на грузовой тележке, а грузовой канат от крюковой подвески сразу наматывается на барабан, минуя направляющие блоки. Одинарные же полиспасты используют на однобалочных мостовых и козловых кранах грузоподъемностью до 10 т, оборудованных электрической талью, а также на стреловых настенных или на колонне, на большей части башенных, на стреловых самоходных кранах. Важнейшей характеристикой полиспаста является его кратность. Чем больше заданная грузоподъемность крана Q, тем выше должна быть кратность полиспаста а (табл.1). Кроме грузоподъемности на выбор кратности полиспаста могут оказать влияние высота и скорость подъема груза. Если задана большая высота подъема груза, то кратность полиспаста приходится ограничивать с тем, чтобы длина грузового каната и, соответственно, барабана остались бы в допустимых пределах. От скорости подъема груза, в свою очередь, зависит передаточное отношение механизма и без ее учета возможны проблемы с подбором стандартного редуктора.

Таблица 1. Рекомендуемые значения кратности полиспаста

Но все таки основными критериями выбора полиспаста яв¬ляются грузоподъемность Q (табл. 1) и максимальное усилие Sб, которое будет действовать при подъеме груза в набегающем на барабан канате (табл.2). Рекомендуемые в таблицах значения кратности полиспаста и усилия не являются обязательными, поэтому их следует воспринимать как ориентировочные.

Подобрав полиспаст, следует начертить его схему в развернутом виде, подобную изображенным на рис.1, и затем приступить к расчету усилия в канате Sб.

Таблица 2

Для одинарного полиспаста максимальное значение усилия Sб определяют по формуле:

, где G ­ вес поднимаемого груза, включая грузозахватное устройство, кН;

G = Qg

Q -­ масса груза вместе с грузозахватным устройством, т;

g -­ ускорение свободного падения, м/с2;

ηδ -КПД канатных блоков, равный при подшипниках скольжения 0,97 и при подшипниках качения 0,98. При наличии в схеме направляющих блоков:

где η — число направляющих блоков. Когда груз поднимают сдвоенным или счетверенным полиспастом, то формула принимает следующий вид:

где m -­ число полиспастов. Если расчетное значение Sб не превышает рекомендуемую для заданной грузоподъемности величину (таб.2), то полиспаст выбран правильно.
Литература:

1. Федеральный закон от 21.07.1997 N 116­ФЗ (ред. от 13.07.2015) «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».
2. Строительные краны и грузоподъемные механизмы. Справочник. А.Д.Кирнев, Г.В.Несветаев.
3. ФНП «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения» Приказ от 12 ноября 2013 года N 533.

Проведение экспертизы грузоподъемных кранов и механизмов за 15 дней
К списку статей

Способы крепления веревки к грузоподъемному механизму

Грузовая веревка позволяет автоматически фиксировать поднимаемый груз, что сказывается на проходе узлов. Ее нужно заправить так, чтобы исключалась возможность перетирания из-за частых контактов с остальными частями грузоподъемной конструкции. Выделяют 3 основных метода крепления веревки к полиспасту:

1. С помощью схватывающих узлов, изготавливающихся из репшнуров диаметром до 8 мм. Они обладают высокой прочностью и начинают сползать с веревки только при нагрузке 10 – 13 кН. Схватывающие узлы не подвергает канат деформации. При длительной эксплуатации они оплавляют оплетку и прилипают к веревке, становясь предохранителями.
2. С помощью зажима общего направления. Его рекомендуется применять на влажных и обледенелых веревках. Зажим начинает сползать без возникновения деформаций при нагрузке 6-7 кН.
3. При помощи личного зажима. Он сползает при нагрузках от 4 кН, разрывая оплетку.

Для фиксации канатов кранов требуется закрепить 1 конец веревки запреткой или тросовым зажимом. На лебедках трос фиксируется на специальных креплениях при помощи клина и прижимной планки.

Подъем грузов без спецтехники – как рассчитать и сделать полиспаст своими руками

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.

Эксплуатационные характеристики полиспастов и их выбор

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

1. Грузоподъёмность основного механизма, в составе которого работают данные узлы.
2. Количество обводных блоков: с ростом их числа потери на трение возрастают.
3. Углы отклонения канатов от средней плоскости барабана.
4. Диаметры блоков.
5. Диаметр каната/высота цепи.
6. Материал каната.
7. Характер опор (в подшипниках качения или скольжения).
8. Условия смазки всех осей полиспаста.
9. 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.

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.

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.

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.

Полиспаст или как получить больше тяги от лебедки

Те, кто пользовался автомобильными лебедками или интересовался использованием этих устройств, знают, как следует их подбирать. Прежде всего следует обращать внимание на модели, тяговое усилие которых в 2-2,5 раза превышает массу автомобиля. Иначе в критический момент мощности лебедки можеть оказаться недостаточно. 

Примером может служить ситуация с автоэвакуаторм, вызванным для транспортировки неисправного транспортного средства. Если это легковой автомобиль, а происходит все на асфальтированном шоссе, проблем не возникнет. А представим, что водитель эвакуатора видит перед собой тяжелый внедорожник, первернувшийся на бок грязи, и к тому же вследствие неисправности у него заклинила ось. И водитель эвакуатора с досадой понимает, что задание его машине не под силу.

Блоки для лебедок: подберите подходящий >>>

Дело в том, что максимальную тягу лебедка развивает вначале, а чем больше троса наматывается на барабан, тем меньшим становится тяговое усилие. Кроме того, к весу машины часто прибавляется сопротивление болота, в котором она застряла, предметов, попадающих под колеса (бревна, камни и т.д.). Поэтому ледебка должна быть «с запасом». 

А что же делать, когда этого «запаса» не хватает?

Если ваше тяговое устройство пасует, достаточно прибавить к нему полиспаст — грузоподъемное приспособление, состоящее из колесика, через которое пропущен канат. Название его просиходит от греческого Polyspastos, что означает «натянутый многими канатами». 

Использование блока позволяет увеличить тяговое усилие лебедки практически в 2 раза. Использование комбинации из нескольких блоков даст возможность увеличить мощность лебедки в 4 и более раз. 

Принцип действия этого устройства, как и у простого рычага — проигрываем в расстоянии, выигрываем в силе. Используется полиспаст всюду, где нужно переместить большой вес при нехватке рабочих рук или производственных мощностей.

В ходу он у туристов и скалолазов, спасателей и строителей. А оснастка парусных судов — такелаж — вообще невозможно себе представить без этого устройства.

Эффективность такой конструкции обеспечивается тем, что канат разделяется блоком на две части. Усилие, прикладываемое к каждой из них, делится на 2. В то же время длина троса, каковую необходимо выбрать для подъема того же груза на ту же высоту, увеличивается также в 2 раза.

В промышленности используются полиспасты сложной конструкции, состоящие из нескольких блоков. Каждый последующий блок, встроенный в схему, увеличивает грузоподъемность почти в два раза, при этом с той же кратностью увеличивая путь, который должен пройти канат.

Вы спросите, что делать, если блока с колесиком, как на схеме, у вас нет? В таком случае вместо него можна использовать простое металлическое кольцо или даже кусок троса или каната. 

Правда, при использовании их вместо блока с колесиком неминуемо возрастают потери на трение. Уменьшить их можно, смазав канат или фал каким-нибудь скользким веществом. напр., мылом. 

Итак, один конец троса у нас закреплен за барабан лебедки. Другой цепляем за буксировочный крюк автомобиля, пропустив трос через колесико полиспаста. Блок колесика, в свой черед, прикреплен к дереву, большому камню или еще какому-то достаточно массивному объекту. Мы получили простой одноступенчастый полиспаст и, потратив немного больше времени, уверенно вытягиваем свое транспортное средство из любой передряги.

Еще один ракурс, с которого целесообразно взглянуть на описываемое в данном обзоре устройство — разгрузка тягового агрегата. Для лебедки, в принципе как и для любого другоого электромеханизма, одним из самых губительных факторов является перегруз. Соответственно, использование блока дает возможность с высокой степенью эффективности уйти от даной проблемы. Поэтому, использование полиспаста даже тогда, когда не стоит цели по преодолению сверхусилий, будет на 100% оправдано. Ваша лебедка скажет вам за это только спасибо.

В интернет-магазине «PRAGMATEC» можно найти полезные решения для увеличения тяговой мощности лебедки, а так же другие комплектующие повышающие общий уровень пользы от лебедки. 

Перейти к разделу Блоки для лебедок >>>

Как поднять груз с помощью веревки. Подъем грузов без спецтехники – как рассчитать и сделать полиспаст своими руками

До­став­ка круп­но­га­ба­рит­ных пред­ме­тов в квар­ти­ру, ко­то­рая на­хо­дит­ся в мно­го­этаж­ном до­ме, мо­жет ослож­нять­ся от­сут­стви­ем боль­шо­го лиф­та и уз­ки­ми лест­нич­ны­ми клет­ка­ми. В этом слу­чае са­мым вы­год­ным ва­ри­ан­том станет подъ­ем гру­зов на вы­со­ту с по­мо­щью ле­бед­ки. До­став­ку вы­пол­ня­ют про­мыш­лен­ные аль­пи­ни­сты. Для это­го про­из­во­дят осмотр фа­са­да зда­ния и уста­нав­ли­ва­ют подъ­ем­ник с ле­бед­кой на кры­ше или на бал­коне несколь­ки­ми эта­жа­ми вы­ше.

За­ка­зать услу­ги вер­хо­ла­зов, осу­ществ­ля­ю­щих подъ­ем и пе­ре­ме­ще­ние гру­зов вруч­ную или с по­мо­щью спе­ци­аль­ных ме­ха­низ­мов, все­гда мож­но в ком­па­нии «Альп-ур». Зво­ни­те нам тел.. На­ши вы­сот­ни­ки вы­пол­ня­ют слож­ные за­ка­зы, свя­зан­ные с предо­став­ле­ни­ем вер­хо­лаз­ных ра­бот, с 1999 го­да. Опыт и ква­ли­фи­ка­ция аль­пи­ни­стов поз­во­ля­ет осу­ществ­лять ка­че­ствен­ный ре­монт фа­са­дов, вы­сот­ную мой­ку окон, гер­ме­ти­за­цию меж­па­нель­ных швов, утеп­ле­ние зда­ний и раз­лич­ные стро­и­тель­но-от­де­лоч­ные ра­бо­ты.

Вер­хо­ла­зы осу­ществ­ля­ют подъ­ем гру­за при по­мо­щи ве­рев­ки До­став­ка ди­ва­на про­мыш­лен­ны­ми аль­пи­ни­ста­ми Под­го­то­ви­тель­ный этап: упа­ков­ка и об­вяз­ка

Ес­ли невоз­мож­но уста­но­вить подъ­ем­ные ме­ха­низ­мы на кры­ше, их со­би­ра­ют непо­сред­ствен­но в квар­ти­ре, ку­да под­ни­ма­ют груз. На­ши ма­сте­ра опре­де­лят, что луч­ше ис­поль­зо­вать в каж­дом кон­крет­ном слу­чае: один блок, син­хрон­но ра­бо­та­ю­щие ле­бед­ки, си­сте­му пол­ис­паст, проч.

Подъ­ем гру­за с по­мо­щью бло­ка вы­год­но за­ка­зы­вать про­мыш­лен­ным аль­пи­ни­стам. На­ши услу­ги от­ли­ча­ют­ся без­опас­но­стью и опе­ра­тив­но­стью. При­ме­не­ние совре­мен­но­го сер­ти­фи­ци­ро­ван­но­го обо­ру­до­ва­ния га­ран­ти­ру­ет до­став­ку нега­ба­рит­ных, длин­но­мер­ных и тя­же­лых гру­зов без по­вре­жде­ний. Ис­поль­зо­ва­ние элек­тро­при­во­дов в подъ­ем­ни­ках уско­ря­ет про­ве­де­ние ра­бот.

За­мет­ки за­каз­чи­ку

• Мы вы­пол­ня­ем подъ­ем гру­зов на тер­ри­то­рии Ека­те­рин­бур­га и Сверд­лов­ской об­ла­сти.
• Воз­мо­жен вы­езд ма­сте­ров в ре­ги­о­ны.
• Ока­зы­ва­ем услу­ги част­ным ли­цам и ор­га­ни­за­ци­ям за без­на­лич­ный и на­лич­ный рас­чет с по­этап­ной опла­той.
• Ра­бо­та­ем на до­го­вор­ной ос­но­ве, вла­де­ем все­ми тре­бу­е­мы­ми для про­из­вод­ства услуг до­ку­мен­та­ми.
• Бес­плат­но вы­ез­жа­ем на объ­ект для уточ­не­ния ню­ан­сов за­ка­за и кон­суль­та­ций.
• Вы­езд со­труд­ни­ка мож­но за­ка­зать по тел. +7(343)226-40-55 или по элек­трон­ной по­чте
• Да­ем га­ран­тии на без­опас­ное вы­пол­не­ние за­ка­за.

Каким образом мы упрощаем подъем грузов?

Грузовой полиспаст – это система, состоящая из веревок и блоков, благодаря которой можно выиграть в эффективной силе при потере в длине. Принцип довольно прост. В длине мы проигрываем ровно столько, во сколько раз оказался выигрыш в силе. Благодаря этому золотому правилу механики можно поднимать грузы большой массы, не прилагая при этом больших усилий. Что в принципе не так критично. Приведем пример. Вот вы выиграли в силе в 8 раз, при этом вам придется вытянуть веревку длиной в 8 метров, чтобы поднять объект на высоту 1 метр.

Применение таких приспособлений обойдется вам дешевле, чем аренда подъемного крана, к тому же, вы можете сами контролировать выигрыш в силе. У полиспаста есть две разные стороны: одна из них неподвижная, которая крепится на опоре, а другая – подвижная, которая цепляется на самом грузе. Выигрыш в силе происходит благодаря подвижным блокам, которые крепятся на подвижной стороне полиспаста. Неподвижная часть служит только для изменения траектории движения самой веревки.

Виды полиспастов выделяют по сложности, четности и кратности. По сложности есть простые и сложные механизмы, а кратность обозначает умножение силы, то есть, если кратность будет равна 4, то теоретически вы выигрываете в силе в 4 раза. Также редко, но все же применяется скоростной полиспаст, такой вид дает выигрыш в скорости перемещения грузов при совсем малой скорости элементов привода.

Как работает простая конструкция блоков?

Рассмотрим для начала простой монтажный полиспаст. Его можно получить при добавлении блоков на опору и груз. Чтобы получить нечётный механизм, необходимо закрепить конец верёвки на подвижной точке груза, а чтобы получить чётный, то крепим веревку на опоре. При добавлении блока получаем +2 к силе, а подвижная точка дает +1, соответственно. Например, чтобы получить полиспаст для лебедки с кратностью 2, необходимо закрепить конец верёвки на опоре и использовать один блок, который крепится на грузе. И у нас будет чётный вид приспособления.

Принцип работы полиспаста с кратностью 3 выглядит по-другому. Здесь конец веревки крепится на грузе, и используются два ролика, один из них мы крепим на опоре, а другой – на грузе. Такой тип механизма дает выигрыш в силе в 3 раза, это нечётный вариант. Чтобы понять, каков выигрыш в силе получится, можно воспользоваться простым правилом: сколько веревок идет от груза, таков наш выигрыш в силе. Используются обычно полиспасты с крюком, на котором, собственно говоря, и крепится груз, ошибочно думать, что это только блок и веревка.

Подъём и перемещение грузов промышленными альпинистами: в чём наши преимущества?

• Мы занимаемся этой работой много лет. Опыт приходит через обучение, причём часто в довольно экстремальных условиях. Специалистами нашей компании нередко приходилось быстро ориентироваться даже в форс-мажорных ситуациях, максимально оперативно просчитывая все возможные риски и выбирая наиболее оптимальные варианты решения задач.
• Мы ценим свою и чужую жизнь. Наша команда уверена, что дар жизни нужно беречь. Поэтому все специалисты, которые работают у нас, учатся промышленному альпинизму, прежде чем выйти на работу. Мы не работаем с легкомысленными людьми, пренебрегающими техникой безопасности. Отсюда следует факт, что наша деятельность никогда не ставит под угрозу жизнь сотрудников и окружающих людей.
• Мы не работаем на «авось». Мы не надеемся на случай, который может подвести. Только тщательная подготовка и обдумывание задачи служат гарантом того, что груз будет доставлен в целости и сохранности.

Сложная система блоков – как рассчитать выигрыш в силе?

Теперь узнаем, как работает полиспаст сложного типа. Под этим названием подразумевается механизм, где соединены в одну систему несколько простых вариантов данного грузового устройства, они тянут друг друга. Выигрыш в силе таких конструкций рассчитывается путем перемножения их кратностей. Например, мы тянем один механизм с кратностью 4, а другой с кратностью 2, тогда теоретический выигрыш в силе у нас будет равен 8. Все вышеуказанные расчеты имеют место быть только у идеальных систем, у которых нет силы трения, на практике же дела обстоят иначе.

В каждом из блоков происходит небольшая потеря в мощности из-за трения, так как она еще тратится как раз на преодоление силы трения. Для того чтобы уменьшить трение, необходимо помнить: чем больше у нас радиус перегиба веревки, тем меньше будет сила трения. Лучше всего использовать ролики с большим радиусом там, где это возможно. При использовании карабинов следует делать блок из одинаковых вариантов, но ролики гораздо эффективнее карабинов, так как на них у нас потеря составляет 5-30 %, а вот на карабинах же до 50 %. Также не лишним будет знать, что наиболее эффективный блок необходимо располагать ближе к грузу для получения максимального эффекта.

Читать также: Аккумулятор для шуруповерта не заряжается что делать

Как же нам рассчитать реальный выигрыш в силе? Для этого нам необходимо знать КПД применяемых блоков. КПД выражается числами от 0 до 1, и если мы используем веревку большого диаметра или слишком жесткую, то эффективность от блоков будет значительно ниже, чем указана производителем. А значит, необходимо это учесть и скорректировать КПД блоков. Чтобы рассчитать реальный выигрыш в силе простого типа грузоподъемного механизма, необходимо рассчитать нагрузку на каждую ветвь веревки и сложить их. Для расчета выигрыша в силе сложных типов необходимо перемножить реальные силы простых, из которых он состоит.

Ручные барабанные лебедки

Принцип работы лебедок напоминает простейший рычаг, закрепленный в точке опоры. Если короткое плечо рычага будет поверхностью цилиндра, а груз будет прикреплен к нему тросом, получится лебедка с передаточным числом, равным соотношению длины рычага и радиуса цилиндра. Для исключения обратного вращения на ось ставят храповый механизм с подпружиненной собачкой — трещотка. Собрать такую ручную лебедку своими руками можно по чертежу:

Инструкции по изготовлению шкива своими руками — Эксперимент в тренажерном зале в гараже

Проект Kaizen DIY

Всем привет, добро пожаловать на очередной урок по изготовлению тренажерного зала своими руками. В этом уроке я покажу вам, как сделать систему шкивов своими руками.

Я знаю; это было сделано миллион раз. Поэтому я решил углубиться в тему. Я расскажу, как построить нагрузочный штифт, варианты троса, доступные варианты шкивов, я покажу вам некоторые из многих вещей, которые вы можете сделать с настройкой шкива, и, наконец, я покажу вам шкив. системы, которые вы можете приобрести, если не хотите делать их своими руками.

Остальная часть статьи включает в себя:

• Видео

• учебники, я сделал много проектов, которые используют шкив или сопровождают шкив. До моего сведения было доведено, что я никогда не демонстрировал, как построить шкив. Что ж, поехали.

  Первое, что мы собираемся сделать, это булавка для хранения груза.

  Вам понадобятся: напольный фланец 3/4″, заглушка трубы 3/4″, болт с проушиной 3/8″, трубный ниппель 3/4″ x 12″ и ПВХ 1 1/4″.

  Если все это звучит слишком много, я недавно видел сообщение, в котором кто-то использовал якорь для лодки, так что это может быть вариантом.

  Я просверлил отверстие диаметром 3/8″ в центре крышки. Я использую сверлильный станок, но вы можете легко сделать это с помощью сетевой или аккумуляторной дрели.

  Затем я обрезал свой ПВХ примерно до 11 1/2 дюймов, это необязательно, но ПВХ предотвращает контакт металла с металлом.

  Я вставляю болт с проушиной 3/8″ в колпачок и затягиваю гайку, а затем добавляю контргайку, чтобы гарантировать, что она останется затянутой с течением времени.

  Я прикручиваю фланец пола, добавляю ПВХ и прикручиваю крышку. Я прохожу этот процесс дважды, потому что делаю две загрузочные булавки.

  Это еще один необязательный шаг, но я также добавляю небольшой кусок фанеры на дно, опять же для защиты пластин.

  Теперь, когда это сделано, давайте перейдем к следующему шагу.

  Почти в любом мастер-классе по шкиву, который вы увидите, будет использоваться трос с виниловым покрытием. Я купил версию 1/8″ с пределом рабочей нагрузки 340 фунтов. Обычно люди обращаются к этому, потому что он всегда использовался в селекторных кабельных машинах.

  Однако в процессе создания этого урока и опробования множества разных вещей я наткнулся на военный паракорд. Тот, который я купил, имеет грузоподъемность 550 фунтов, что уже более чем на 200 фунтов больше, чем у кабеля с виниловым покрытием. Тем не менее, в дополнение к этому, его легче резать, с ним легче работать, он бывает разных цветов и на ощупь более гладкий, чем кабель. На мой взгляд, паракорд намного лучше.

  У меня есть только один нюанс, при больших нагрузках, например, при жиме ногами, он имеет небольшую эластичность, которую вы можете почувствовать.

  Какой бы маршрут вы ни выбрали, следующим шагом будет обрезка кабеля или паракорда до нужной вам длины.

  Я рекомендую добавить короткую цепочку к загрузочному штифту, чтобы при необходимости можно было быстро изменить длину.

  Я начинаю с простого раскрытия широты. Я устанавливаю нагрузочный штифт на место, затем пропускаю трос через шкив и измеряю, насколько глубоко мне нужна ручка. Длина субъективна, поэтому делайте то, что вам удобно, не забудьте добавить несколько дополнительных дюймов на каждом конце, чтобы учесть петли.

  Для резки кабеля с виниловым покрытием требуются болторезы. Для паракорда нужны ножницы.

  После обрезки концы нужно обжечь, чтобы не сыпались.

  Для изготовления петель на концах кабеля требуются зажимы. Паракорд необходимо завязать надежным узлом.

  Затем проденьте трос через шкив… э-э-э, трос с виниловым покрытием не подходит, когда зажимается. Мне нужно будет либо разобрать шкив, либо снять зажимы и поставить их обратно, когда он пройдет.

  Посмотри на это. Паракорд входит прямо внутрь.

  В конце концов, они оба выполняют свою работу. Теперь у меня есть простая широкая тяга.

  Теперь пришло время поговорить о шкивах. Имея так много доступных вариантов, трудно понять, какой блок лучше всего подходит для вашего домашнего спортзала. К счастью, я купил и протестировал все это, так что вам не нужно.

  Это первый купленный. Это из моего местного хозяйственного магазина. Он дешев, прост в настройке и имеет грузоподъемность 650 фунтов. Основным недостатком этого является то, что у него нет подшипников, поэтому он не очень плавный и издает много шума. Не мой любимый, но он выполнит свою работу.

  LFJ — следующий шкив, который я попробовал. Я купил упаковку из четырех штук за 37 долларов на Amazon. Грузоподъемность составляет 330 фунтов. Шкив использует подшипники для плавной работы.

  Основным недостатком является то, что между колесом и корпусом много места, а это означает, что трос может выпасть из гусеницы и застрять. Это случилось со мной несколько раз и было довольно неприятно. Это приличный шкив, но не мой любимый.

  Этот шкив стоит 14,99 долларов на Amazon. Он рассчитан на грузоподъемность 800 фунтов. Он достаточно широк в верхней части, чтобы вставлять и вынимать кабель, не разбирая его, и не имеет зазора, чтобы кабель застревал. У меня есть две проблемы с этим: он не гладкий, и на пластиковом колесе есть острый край, который начал разъедать виниловое покрытие на моем кабеле. По этой причине я не рекомендую этот кабель.

  Эти шкивы Shinico поставлялись с Amazon в упаковке из двух штук по цене 16,99 долларов США. Каждый из них имеет грузоподъемность 551 фунт. Зазоров почти нет, и они очень гладкие. Это лучшие бюджетные шкивы для использования с паракордом.

  Блок для скалолазания. Я получил его от REI за 16,95 долларов. Вместо грузоподъемности указано «прочность на разрыв 22 кН». Загружается легко, без зазоров, но, к сожалению, не плавно. Он выполнит свою работу, но есть лучшие варианты по цене.

  Этот стоит 19,99 долларов на Amazon. Я не смог найти грузоподъемность, но, вероятно, она похожа на шкив LFJ (330 фунтов).

  В этом шкиве используется алюминиевое колесо. Он гладкий, тихий и имеет достаточно небольшой зазор, чтобы кабель не застревал. Я настоятельно рекомендую это, если вы планируете использовать кабель с виниловым покрытием.

  Последним, который я тестировал, был беззазорный шкив от Railtrainer. Цена 20 долларов, а вместимость 500 фунтов. Нет зазора, и он маслянисто гладкий. Я настоятельно рекомендую этот вариант, если вы планируете использовать паракорд. Используйте код GGE, чтобы сэкономить 10%!

  Скажу, что если вы планируете использовать трос с виниловым покрытием, вам понадобится шкив с большим колесом — 3 дюйма или больше. Паракорд работает с колесом любого размера, если между ними практически нет зазора.

  В дополнение к весовому штифту, тросу и шкиву вам понадобится несколько карабинов для соединения всего, несколько сцепных штифтов, которые подходят к отверстиям в вашей стойке, и последнее, что я рекомендую, это приобрести набор мягких петель. привязные лямки.

  Вы можете выполнять различные упражнения на подтягивания, разгибания трицепсов и лицевые тяги с помощью одного блока и нагружающего штифта.

  Если вы поместите шкив на штифт с отягощением, вы сможете делать сгибания рук на бицепс. Обратите внимание, что когда у вас есть подвижный шкив, он уменьшает нагрузку на 50%. У меня 50 фунтов на утяжелителе, но я скручиваю только 25 фунтов.

  Если я добавлю второй шкив и штифт, я смогу сделать гораздо больше. Я поднимаю свои корректирующие руки вверх и поворачиваю их наружу, затем прикрепляю к ним сцепные штифты и шкивы, чтобы выполнять полеты.

  Для людей без корректирующих рук или тех, кто хочет более широкий диапазон движения, прикрепите 4×4 к верхней части стойки.

  Существует 3-й вариант для махов, который использует штангу и требует четырех шкивов, что удваивает диапазон движения. Опять же, помните, что вам придется удвоить свой вес с помощью движущегося блока.

  Используйте сцепные штифты, чтобы прикрепить еще два шкива и превратить силовую раму в функциональный тренажер.

  Я прикрепляю свои глушилки и теперь использую их с постоянным сопротивлением.

  Я использую платформу для приседаний с поясом и делаю несколько приседаний с поясом.

  Я также могу использовать платформу для приседаний с поясом, чтобы делать низкие тяги.

  Я беру свой коврик для проповедника и делаю несколько сгибаний рук.

  Я подключаю тренажер для сгибания и разгибания ног и выполняю эти упражнения с постоянным сопротивлением.

  И последний жим ногами. Присоединение шкивов делает это гораздо более эффективным.

  Это ни в коем случае не полный список возможных упражнений, просто несколько вариантов, чтобы продемонстрировать, насколько универсальным может быть набор блоков.

  Если у вас возникли проблемы с раскачиванием шкива во время его использования, подскажите. Попробуйте добавить несколько цепочек или лент. Они помогут.

  Варианты, не предназначенные для самостоятельного изготовления

  Если после просмотра всего этого вам нравится идея иметь систему шкивов, но вы не хотите ее создавать. Есть несколько отличных вариантов.

  Самым простым является Cable Pro (для сохранения используйте код GGE). В нем есть все, что вам нужно, чтобы начать прямо из коробки. Цена 60 долларов, и за это вы получаете все эти вещи.

  Имейте в виду, что вместо весового штифта вы получаете этот ремень, он работает, но вы немного теряете диапазон движений. Шкив ровный, все компактно.

  Следующим шагом является Railtrainer (используйте код GGE для сохранения). Возможно, вы помните это имя по предыдущему уроку, когда я рекомендовал их маслянистый гладкий шкив. В дополнение к этому, что делает Railtrainer потрясающим, так это убирающийся паракорд. Это означает, что вы можете использовать его для упражнений с минимальными затратами времени на настройку. Каждый комплект Quickpin стоит 220 долларов, так что это больше, чем просто делать своими руками, но тем самым вы поддерживаете малый бизнес и рабочие места в Америке.

  Вариант премиум-класса — универсальная система шкивов Surplus Strength. Эта штука крепится к вашей стойке 3×3. Он гладкий, как шелк, и прослужит вам всю жизнь. Цена начинается с 450 долларов и увеличивается в зависимости от выбранных вами вариантов обновления. Это высококачественное оборудование по принципу «купи один раз, один раз поплачь».

  Есть даже насадка для нижнего ряда, которую можно добавить за дополнительные 275 долларов. Если вы строите тренажерный зал своей мечты и планируете использовать его всегда, я бы порекомендовал пойти с этим.

  Хорошо, вот оно. Дайте нам знать, что вы думаете в разделе комментариев.

  Tools & Materials

  Materials	Link #1	Link #2
  Best budget pulley for paracord	Amazon
  Best rated pulley for paracord	Railtrainer
  Лучший шкив для троса с виниловым покрытием	Amazon
  Best budget pulley to use with vinyl coated cable	Amazon
  1/8″ vinyl coated cable	Home Depot
  Military-grade paracord	Amazon
  Loading pin
  3/4 inch floor flange	Amazon
  3/4 inch pipe cap	Amazon
  3/8″ eye bolt	Amazon
  3/4 inch pipe nipple 12 inches long (https://amzn. to/3xREwuJ)	Amazon
  1 1/4″ PVC	Amazon
  Other accessories
  Carabiners	Amazon
  5/8″ hitch pins	Amazon
  1″ Hitch pin	Tractor Supply
  Soft loop tie-down straps	Amazon
  Tools
  Drill Press	Amazon	Home Depot
  (above) alternatively, the отверстия также можно просверлить с помощью аккумуляторной дрели
  Торцовочная пила Dewalt	Amazon	Home Depot
  Аккумуляторная дрель Dewalt	Amazon	Home Depot
  Bolt Cutters	Amazon

  Как построить свой собственный кабельный пульс

  Март. например, во время глобальной пандемии Covid-19 — у них нет выбора. Для многих людей это означает полагаться на упражнения с собственным весом или упражнения, которые основаны на минимальном оборудовании (эспандеры, турник и т. д.).

  Для тех, у кого есть домашние спортзалы, наверняка есть пара гантелей, несколько блинов и, может быть, даже штанга. У некоторых есть стойка для приседаний, что имеет большое значение.

  Но это в основном свободные веса, а это значит, что вы по-прежнему не можете выполнять какие-либо движения на тренажере, такие как отжимания на трицепс или тяги на широчайшие, для которых требуется система тросовых блоков. И вы просто не можете справиться с этим дома… или можете?

  Здесь мы покажем вам, как с помощью 50 долларов и похода в хозяйственный магазин (важный бизнес) вы можете сами сделать систему канатных шкивов и добавить несколько дополнительных опций в свою домашнюю тренировочную игру.

  Мы даже предусмотрели возможность заниматься в квартире, на тот случай, если вам не посчастливилось иметь спортзал в гараже по месту жительства.

  1 из 4

  ltdedigos / Shutterstock

  Выберите свое местоположение

  Чтобы создать эту систему блоков, вам сначала нужно решить, где вы собираетесь ее разместить.

  Если у вас есть стойка для приседаний с перекладине, лучше всего будет на верхней части перекладины. Если у вас нет стойки, вы можете использовать турник в дверном проеме; Если он может удержать вес вашего тела, то он удержит и вашу систему шкивов.

  Вы также можете подвесить его к потолку, если у вас есть балка второго этажа или твердое место для установки шурупа с крючком. Но имейте в виду, вам придется держать вес легким, чтобы вы не вытащили винт или не оторвали кусок от потолка.

  Как только вы определите свое местоположение, измерьте это пространство от пола до верха. Сохраните это число на листе бумаги или в телефоне, потому что это количество кабеля, которое вам понадобится. Это, вероятно, будет слишком много кабеля, когда вы его установите, но вы скорее отрежете лишний кабель, чем пойдете покупать другой кабель, так что не рискуйте.

  2 из 4

  Флорин Бурлан

  Список предметов

  Имейте в виду, что качество ваших предметов будет определять качество вашей системы. Вы можете выбрать самый дешевый вариант, но вам, скорее всего, придется заменять детали, поэтому вы также можете получить максимально возможное качество.

  Шкив, который вы видите на фотографиях, стоит 20 долларов, но выдерживает более 500 фунтов, поэтому я знаю, что он подойдет для всего, что я использую. Есть более доступные варианты, но убедитесь, что они проверены на вес, который вы планируете использовать.

  • Фланец из железной трубы ¾ дюйма
  • Прямая часть железной трубы ¾ дюйма x 12 дюймов (ниппель)
  • Тройник из железной трубы ¾ дюйма
  • Трос с покрытием 3/16 дюйма (также известный как трос)
  • 1 пара кусачек
  • 2 зажима для веревки
  • 1 блок с крюком или петлей наверху
  • 1 винт с крючком или 1 цепь (3 фута) (в зависимости от того, где вы висите)
  • 2 карабина

  3 из 4

  Робб Рис / Getty

  Как собрать

  Начните с основания: здесь вы будете размещать гири. Просто привинтите фланец и прямую трубу.

  Затем прикрутите тройник так, чтобы в верхней части совпадали два отверстия. Убедитесь, что он подходит и что вы можете снова ослабить эту деталь — так вы отрегулируете веса.

  Пропустите один конец кабеля через верхнюю часть тройника. Как только у вас будет достаточно кабеля через противоположный конец, соедините его с остальной частью кабеля с помощью одного из ваших зажимов. Они должны быть тугими, чтобы они не ослабли, пока вы тянете.

  Затем пропустите другой конец троса через верхнюю часть шкива. Используйте столько, чтобы можно было сделать петлю для карабина или крепления, если вы решите вставить его прямо в петлю. Закрепите петлю другим зажимом.

  Следующий шаг зависит от того, как вы планируете его установить. Если у вас есть стойка или перекладина, поместите цепь вокруг центра этого места и соедините ее с другим карабином. Если у вас есть винт с крючком, установите его в нужное место.

  На вашем шкиве должна быть петля или крюк, чтобы соединить его с цепью или винтом с крючком. Подсоедините шкив, чтобы он был надежно закреплен в точке крепления. В вашей системе может быть больше кабеля, чем вам нужно. Если вы обнаружите, что у вас слишком много троса, отсоедините верхнюю часть троса и обрежьте ее кусачками, чтобы у вас было достаточно для полного диапазона движения без ударов основания о шкив. После того, как вы сделали эту регулировку, снова закрепите верхнюю часть троса.

  К тому времени, когда вы закончите, основание должно касаться пола, а верхняя часть троса должна быть на пару дюймов ниже шкива. Теперь вы готовы протестировать свою систему.

  4 из 4

  Посмотреть эту публикацию в Instagram

  Демонстрация моей системы блоков во время отжиманий на канате для трицепса. #fitness #writer #homegymclub #training #underarmour #muscleandfitness

  Сообщение, опубликованное Роджером Локриджем (@rocklockridge) 28 апреля 2020 г. в 11:30 по тихоокеанскому времени

  Использование

  Снимите тройник с основания и наденьте одну пластину на основание. Вы можете использовать как стандартные, так и олимпийские веса. Как только ваш вес окажется на основании, закрепите тройник сверху. Поместите насадку на противоположный конец кабеля. Это может быть веревка, прямая перекладина или специальное крепление для троса, если оно у вас есть. Либо соедините его с карабином, либо проденьте через петлю.

  Возьмитесь за приспособление и начните выполнять базовые отжимания на трицепс. После того, как вы сделаете несколько повторений, сядьте на стул или на пол и выполните тягу широчайших. Наконец, выполните любое другое упражнение, для которого вы хотите использовать свою систему. Убедитесь, что вы используете контролируемую скорость повторений. Дергание троса и падение груза может привести к раскачиванию и потенциальному повреждению.

  Как только вы почувствуете себя уверенно в своей системе, добавьте еще немного веса (5-10 фунтов за один раз) и повторите предыдущие шаги. Ни в коем случае вы не должны выкладываться на максимум в каком-либо упражнении. Если вам необходимо использовать винт с крючком, вам следует больше сосредоточиться на контролируемых повторениях. Если у вас есть перекладина или стойка для подтягиваний, вы можете немного тяжелее, но все равно следите за тем, как реагирует ваша система.

  Как только вы почувствуете себя уверенно в своей системе, все готово, и вы можете начать добавлять упражнения в свой план домашних тренировок.

  Система тросовых шкивов «Сделай сам» — перекресток троса «Сделай сам» — фитнес-клуб «Сделай сам»

  Этот проект — безусловно, самая универсальная часть оборудования, которое я построил. Это также часть самодельного оборудования, которое я использую чаще всего.

  Когда я снимал видео, я заснял только пример упражнений, которые я делаю с этим оборудованием. Дело в том, что список возможностей бесконечен. Я постоянно открываю для себя новые способы интеграции новых механизмов с этой машиной. Я также всегда думаю о том, как улучшить текущий дизайн, чтобы сделать его еще более универсальным! У тебя есть какие-либо идеи? Поделись, пожалуйста! У меня есть несколько идей в рукаве (будущее видео!)

  ПРИМЕЧАНИЕ. В видео на отметке 5:46 есть ОПЕЧАТКА. Там написано «Две части 2 1/6 дюйма размером 2×4», но должно быть написано «Две части 2 1/16 дюйма размером 2×4».

  ВЕРХНЯЯ БАЛКА ПИЛОМАТЕРИАЛ:

  Подписчик канала недавно спросил меня, могут ли они использовать 4×4 вместо 2×4. Ответ «Да» — ДЛЯ ВЕРХНЕЙ БАЛКИ.

  Для верхней балки 4×4 на самом деле «лучше», поскольку 4×4 будет немного меньше прогибаться и потребует от вас меньше усилий, так как вам не придется склеивать и скреплять две доски вместе.

  В дизайне видео использовались 2×4 только потому, что я хотел снизить затраты. 4×4 был дороже, чем два 2×4 (и 3 винта), и это была единственная причина, по которой я выбрал два 2×4 для верхней балки.

  Тем не менее, для двух КРОНШТЕЙНОВ верхней балки я бы ВСЕ ЕЩЕ ИСПОЛЬЗОВАЛ 2×4. Если бы эти кронштейны были сделаны из 4×4, они бы излишне торчали «слишком далеко». На самом деле, я бы, скорее всего, ударился об него головой, выполняя некоторые упражнения (например, когда бревно перемещается в заднее положение и выполняю разгибания икр стоя и/или приседания с ремнем — как показано в конце моего видео «Сделай сам пояс для приседаний с ремнем») .

  РАССТОЯНИЕ ОТ БОЛТА ВЕРХНЕЙ БАЛКИ:

  На видео вы можете заметить, что на верхней балке имеется более трех отверстий для болтов с проушиной. Когда я впервые построил это (около 18 месяцев назад), я просверлил «дополнительные» отверстия, потому что я не был уверен в первоначальной конструкции и беспокоился, что мне нужно будет больше регулировать, позволяя шкивам перемещаться внутрь / наружу. Поэтому я просверлил несколько отверстий на расстоянии 2 дюймов друг от друга с обеих сторон.

  Однако вскоре я обнаружил, что эти отверстия бесполезны. Во-первых, во многих упражнениях перемещение рым-болтов внутрь увеличивает провисание тросов, уменьшая диапазон движений. Во-вторых, если бы я сдвинул верхние шкивы внутрь, грузики качнулись бы в стойку — лязг, лязг, лязг.

  Получается, что идеальное расстояние для меня (ростом 6 футов) — это именно то место, где мы разместили самое дальнее отверстие для болта с проушиной (22 дюйма от края стойки) —— Эти отверстия находятся на балке, выступающей на 26 дюймов из край, мы просверлили самое дальнее отверстие в 4 дюймах от этого края, что обеспечило расстояние 22 дюйма от края моей стойки).

  НИЖНИЕ АНКЕРЫ С U-ОБРАЗНЫМ БОЛТОМ:

  В связи с тем, что моя силовая рама в настоящее время стоит на ковре (настил конюшни в моем домашнем спортзале — мой предстоящий проект). U-образные болты отлично работают для меня. Зазор, оставшийся под ножкой Power Rack, незаметен, потому что стойка утопает в моем ковре. Однако, если ваша стойка находится на твердой поверхности, вы МОЖЕТЕ найти альтернативное решение. Альтернативные решения могут включать:

  1. Просто живите с этим

  2. Добавьте дополнительные U-образные болты для «выравнивания» ножек стойки

  3. Добавьте прокладки (например, кусок дерева, обрезки ковра и т. д.) для заклинивания под «Уровнем» ножек стойки

  4. РЕМНИ С ХРЕПКОМ (как показано на видео). Я проверил это, и это сработало отлично. Они являются дешевой и эффективной альтернативой. При правильном использовании они являются очень прочным анкером для нижних шкивов. Вот несколько рекомендаций, если вы решите пойти по этому пути:

     • Храповой механизм с ремнями, проходящими под ножкой стойки для лучшей устойчивости (как показано на рисунке)

     • Окончание с храповым механизмом на задней части задней стойки (как показано на рисунке)

     • Окончание двумя буквами «S» крючки, соединенные вместе в центре ножек стойки (как показано на рисунке)

     • Чтобы лучше закрепить шкив, прикрепите пружинные звенья нижних шкивов к «кругу» в S-образных крючках храпового ремня (как показано на рисунке)

     • В зависимости от личных предпочтений покупайте храповые ремни того же цвета, что и ваша стойка, чтобы она выглядела «красивее».

  5. Мягкие петлевые привязные ремни: Вы позволите прикрепить шкивы, но они не будут находиться в статическом положении. Некоторые упражнения заставят ремни скользить по нижней поперечине. Кому-то это может быть позволено. Не допустимо для других.

  ОПРОКИДЫВАНИЕ/ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ПРОУШИНЫ:

  Моя стойка не прикреплена болтами к земле. В первый раз я тяжело с одной стороны — угадайте, что случилось? Стеллаж опрокинулся, и потолок получил синяк! Я усвоил урок.

  При одновременном использовании двух тросов (левого и правого) проблем меньше, так как стойка будет сбалансирована с обеих сторон. (если не прикручен болтами). Поэтому, когда я хочу утяжелить одну «сторону», я перемещаю шкив в центр болта с проушиной (где гораздо больше стабильности). сделано из СТАЛИ. Не кладите 500 фунтов на одну сторону этой деревянной балки и не ждите, что ничего плохого не произойдет. Просто будьте умны и соблюдайте осторожность. Обратите внимание на рекламируемые пределы веса всего оборудования (и пиломатериалов).

  ДЕТИ/ЖИВОТНЫЕ:

  Пожалуйста, НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ВОКРУГ ДЕТЕЙ ИЛИ ЖИВОТНЫХ. Это катастрофа, ожидающая своего часа. Эта штука, по сути, машина для дробления детей и домашних животных. Кроме того, когда он не используется, снимите тросы/шкивы и уберите их. Дети, оставленные без присмотра, которые хотят «поиграть» с кабелями…. это просто плохая идея.

  ЗАМЕНА КАБЕЛЯ:

  У меня случались сбои кабелей. За 18 месяцев, что я использую это оборудование (а я использую его в среднем 6 дней в неделю), у меня дважды выходили из строя и ломались кабели. В обоих случаях я заметил, что кабель начал становиться темно-серым ВНУТРИ винилового покрытия, прежде чем он вышел из строя. Это (я полагаю) металлическая «пыль» от поломки кабеля. Когда он станет темно-серым, замените его, ДО ТОГО, как он выйдет из строя.

  Может быть, мне использовать более толстый кабель? Возможно. Причина, по которой я использую 1/8 дюйма, заключается в том, что в начале COVID я купил его тонну. У меня было много других планов на другое оборудование, и я хотел оптом. Возможно, однажды я буду использовать более толстый кабель. Но на данный момент кабель 1/8” меня вполне устраивает.

  ШКИВЫ

  Это стандартные поворотные шкивы из строительного магазина Big-Box. На мой взгляд, они пользуются плохой репутацией в сообществе любителей фитнес-оборудования своими руками. Есть ли лучшие ролики? Да. Не стесняйтесь покупать их и использовать вместо них. Тем не менее, я думаю, что шкивы, которые я использую, довольно неплохие. Пока вы держите их хорошо смазанными, они работают нормально.

  Убедитесь, что у вас есть ПОВОРОТНЫЕ шкивы. Если на ваших шкивах нет вертлюга, вы ограничите универсальность этого оборудования.

  РЕЗЬБОВОЙ ФИЛЬТР

  Рекомендуется использовать его везде и всегда (все U-образные болты, болты с проушиной и, черт возьми, даже зажимы для проводов). Это может предотвратить отказ оборудования и, следовательно, предотвратить травмы.

  ПЛАСТИНЧАТЫЕ ШТЫРЬКИ/РУЧКИ

  В этом видео я использую элементы из других видео, которые я создал, а именно пластинчатый штифт (он же загрузочный штифт) и самодельные ручки для канатных машин. Если вам нужен штифт для пластины или ручка — обязательно ознакомьтесь с этими проектами.

  УМЕНЬШЕНИЕ КАЧАНИЯ

  Посмотрите это сопутствующее видео, чтобы значительно уменьшить раскачивание. В этом видео я предлагаю несколько БЫСТРЫХ И ПРОСТЫХ ЛАЙКОВ для системы канатных шкивов вашего домашнего тренажерного зала (независимо от того, сделана она своими руками или куплена в магазине), чтобы значительно уменьшить раскачивание! Это предотвратит травмы и/или повреждение другого оборудования для фитнеса, стен и зеркал вашего тренажерного зала!!

  ЦЕНЫ (цены Home Depot на февраль 2021 г.):

  Если вы создаете этот проект и хотите им похвастаться, используйте хэштег #DesignBuildLift, чтобы я мог представить ваше удивительное творение в своих социальных сетях, чтобы помочь вдохновляй других!

  Шкивы.

  Простые механизмы для детей. Изобретатели завтрашнего дня.

  Давайте начнем с объяснения науки о шкивах и того, где найти / как создать шкивы, затем мы перейдем к забавным системам и занятиям со шкивами, а также книгам и видео о шкивах.

  Блок — это колесо, на которое наматывается веревка. Ключевая научная концепция шкивов состоит в том, что они перенаправить силу . Например, вместо того, чтобы ТОЛКАТЬ груз ВВЕРХ, вы можете прикрепить его к веревке, пропустить веревку через блок над вами, а затем ПОТЯНУТЬ веревку ВНИЗ, чтобы поднять ее. Все системы шкивов перенаправляют усилие. Некоторые системы шкивов облегчают работу, позволяя рабочему прилагать меньше усилий для перемещения объекта.
  

  Демонстрация действия шкива:

  1. Привяжите веревку к чему-то тяжелому (например, к корзине с книгами, мешку с мукой или галлонному кувшину с водой).
  2. Попросите ребенка поднять предмет с земли, потянув за веревку.
     Возможно, они смогут поднять его только на шесть дюймов или около того над землей — отчасти потому, что он тяжелый, отчасти потому, что их маленькие ручки не могут дотянуться так высоко.
  3. Затем пусть они возьмут сам предмет и попытаются поднять его руками высоко над головой. Теперь он выше, но вау, тяжело его поднимать.
  4. Затем пропустите веревку через шкив вверх, а затем потяните вниз. По ощущениям* намного легче тянуть вниз, чтобы поднять груз, и он может подняться настолько высоко, насколько может быть установлен шкив.

  Понимание силы:

  В шаге № 4 мы говорили*, что легче тянуть вниз веревку, обмотанную вокруг шкива. Это просто ощущение механики тела — легче тянуть вниз, потому что вы можете добавить вес своего тела к движению. Но это не научное измерение реальной необходимой «работы». Один фиксированный шкив не изменяет величину силы, необходимой для подъема груза, он просто перенаправляет вашу силу.

  На подвижном блоке (см. ниже) работа распределяется на две части каната, причем канат несет часть веса. Так с использованием подвижного шкива требуется вдвое меньше усилий, чтобы поднять груз, но вам придется тянуть веревку вдвое большей длины . Система составных шкивов (см. ниже) распределяет работу по нескольким шкивам. Чем больше шкивов в вашей системе, тем меньшее усилие вам потребуется. (И тем больше веревки вам нужно переместить. ) Блок и снасть имеют несколько петель веревки на нескольких шкивах. Чем больше мы разделяем работу, тем меньше общей силы требуется. Вот почему блоки и тали использовались для подъема тяжелых грузов на протяжении веков. Эта статья «Объясните это» хорошо объясняет основы силы и блоков на уровне взрослых. В статье Википедии о шкивах есть хорошее описание блоков и снастей.

  Если вы хотите купить базовый набор шкивов для своих детей, я думаю, что это отличная инвестиция в забавную игрушку, которую они могут использовать по-разному в течение нескольких лет, и вы можете найти для нее другое полезное применение. Мы использовали деревянные шкивы от Haba, но их больше нет в наличии. К счастью, есть много хороших шкивов. Такие универсальные шкивы прекрасно работают, и мне очень нравятся шкивы Rocari, которые мы используем на детской площадке с нейлоновой веревкой диаметром 1/4 или 3/8 дюйма. (Комбинация M20 Rocari и 3/8-дюймовой веревки SGT Knot рассчитана на подъем до 165 фунтов… обычно мы просто поднимаем рюкзаки или ведра с сосновыми шишками.) Мне нравится нейлоновая веревка, потому что она мягкая и удобная для детских рук. Я обычно прикрепляю свои шкивы к вещам с помощью шнура или ершиков для труб, но вы можете использовать карабины или быстрые звенья.

  Вам нужно много веревки… 20 футов веревки едва хватит, чтобы использовать фиксированный блок, чтобы поднять что-то с земли на скользящую платформу или балкон второго этажа. Я бы, наверное, пошел на 25 футов, если вы покупаете новый. Если вы хотите иметь возможность использовать несколько шкивов, например, систему блоков и талей, вам понадобится гораздо больше.

  Если вам нужен набор небольших шкивов для использования в классе, я рассматривал, но не купил набор шкивов American Educational 7-1607. У них очень неглубокие канавки, и мы обнаружили, что шкивы из комплекта Delta Science Modules с неглубокими канавками просто бесполезны для детей, чтобы играть и исследовать, потому что струна слишком легко соскальзывает с дорожки.

  (Примечание: ссылки в этом разделе являются партнерскими ссылками Amazon, и я получаю небольшую реферальную плату, если вы переходите по ссылке и покупаете что-либо.)

  Как получить действие шкива без шкива

  действие, просто обернув веревку вокруг любого гладкого круглого предмета и потянув вниз. Некоторые заменители шкивов, которые вы можете использовать на ходу:

  • Наденьте веревку на дверную ручку
  • Положите метлу на два стола так, чтобы между ними был зазор, чтобы ручка метлы перекрыла зазор. наденьте веревку на ручку метлы
  • Перебросьте веревку через край скользящей платформы (или вокруг перил на открытой лестнице)
  • Шкив со скалкой: http://cabinetofcuriositiesva. com/2014/08/21/a-lesson-on-simple-machines-simply-worked/ )
  • Пустая катушка от шнура или ленты: https://gosciencegirls.com/pulley-loungeroom-stairs-physics-fun-kids/.
  • Карабины: www.youtube.com/watch?v=oGgCaFTcbHk
  • Катушка с нитками и проволочная вешалка: www.ehow.com/how_5896241_make-pulley-children.html
  • Шпульки для швейных машин можно использовать для забавной миниатюрной системы шкивов

  Вот изображение, показывающее четыре основных типа шкивов, а вот мини-постер в формате PDF, который вы можете распечатать, со всеми 6 типами систем шкивов, которые я описываю.

  Примечание по технике безопасности: шкивы должны использоваться под присмотром взрослых, поскольку все, что связано с веревками, связано с возможным риском удушения. Тем не менее:

  Дети ОБОЖАЮТ играть со шкивами! Они могут часами заниматься простой задачей, например, поднимать игрушки на горку, спускать их вниз и снова поднимать. (Теоретики детского развития называют эту схему игры «транспортом». ) И этот практический опыт настолько эффективен в обучении физике простых машин — даже родители учатся, играя!

  Вы можете установить различные системы шкивов, чтобы дети могли с ними играть и исследовать… мы установили их все за одно занятие, но вы также можете делать по одному каждый день в течение серии занятий. Или просто установите один стиль на детской площадке или на заднем дворе и оставьте его там на месяцы веселья! (См. фотографии наших шкивов в нижней части поста, а также более подробную информацию о том, как их установить, в моем посте «Игра на шкиве для детей».)

  Фиксированный шкив . Требуется один шкив и высокое место для его крепления. Вы закрепляете шкив (закрепите его на высоком месте), привязываете веревку к ведру, протягиваете веревку по шкиву и снова опускаете на землю. Ребенок, стоящий на земле, тянет вниз свободный конец веревки (показан зеленой стрелкой), и он поднимает корзину высоко к шкиву. Это самая быстрая/простая система для настройки.

  • Это занятие доставляет больше удовольствия, если высокий якорь находится рядом с местом, где ребенок может безопасно стоять, например, на платформе скольжения, на лестничной площадке, в домике на дереве или на вершине лестницы. Один человек встает на землю, загружает в ведерко мягкую игрушку или другую мягкую игрушку и отправляет ее вверх. Человек на платформе может отправить его обратно в корзину, бросить или отправить вниз по горке.

  Подвижный шкив . Требуется один шкив, высокое место для закрепления одного конца веревки, а также возможность стоять и тянуть выше, чем установлен шкив. Высоко привяжите веревку, пропустите ее через шкив, на котором висит груз, затем поднимите конец веревки вверх. Потяните веревку над точкой крепления, чтобы поднять груз.

  • Для фиксированного шкива вам понадобятся два ребенка: один внизу, чтобы тянуть веревку, и один вверху, чтобы удерживать груз. С подвижным шкивом один ребенок наверху может выполнять обе работы. Они бегут/лезут вниз, загружают корзину, бегут/лезут наверх и тянут груз вверх.

  Составной шкив . Требуются два шкива — в основном это комбинация подвижного и неподвижного шкивов. Привяжите веревку высоко, затем пропустите веревку через шкив № 1, к которому прикреплен груз, затем вверх через шкив № 2, а затем вниз на землю. Вы тянете вниз, чтобы поднять груз вверх.

  Блокировать и захватывать . Есть много вариантов на блоке и снасти. На этих иллюстрациях показан простой блок и снасть, а также более сложная для подъема тяжестей.

  Для простой версии закрепите шкив. Привяжите веревку к его нижней части. Пропустите веревку вокруг шкива №2, затем вверх вокруг шкива №1. Потяните вниз, чтобы поднять вверх.

  Корзина на дорожке . Неподвижный шкив поднимает вещи вертикально – прямо над землей. Это вариант на фиксированном шкиве, где можно получить 9 вертикальных0588 и горизонтальное движение , когда корзина движется вверх по наклонной направляющей, показанной коричневым цветом. Начните с протягивания гусеничного шнура через ручку на ковше, или через шкив (показан розовым цветом), прикрепленный к ковшу — шкив обеспечивает более плавное движение. Привяжите оба конца шнура к анкерам, чтобы сформировать дорожку. Убедитесь, что шнур натянут, и корзина может легко скользить вверх и вниз по шнуру. Затем закрепите шкив (красный) рядом с верхним концом троса. Привяжите один конец желтой веревки к ручке корзины, перекиньте веревку через шкив и оставьте ее свисать. Когда вы тянете желтый шнур вниз, корзина скользит вверх по коричневой дорожке.

  Бельевая веревка . Требуется два шкива. Прикрепите шкивы к опорным точкам. Возьмите веревку и оберните ее вокруг обоих шкивов, затем завяжите ее, сделав одну большую петлю. Прикрепите вещи прищепками или привяжите к ним корзину или другой контейнер. Затем вы тяните либо за верхний, либо за нижний шнур, чтобы переместить корзину с одного конца на другой. Это легко даже для двухлетних детей, и все еще много удовольствия для детей младшего возраста. Вертикальная бельевая веревка может работать как флагшток, чтобы поднимать вещи высоко.

  Математическое расширение для исследования шкивов

  Поместите грузы в каждую из корзин. Домино? Стеклянные камешки? Книги? Какой предмет вы выберете, зависит от того, насколько сильны ваши корзины, ваша веревка и ваш ребенок. Подсчитайте, сколько из этих предметов вы можете поднять с помощью каждого типа шкива. Какая система шкивов помогает вам выполнять большую часть работы?

  См. фотографии наших шкивов внизу этого поста.

  Испытание – Постройте флагшток

  Мы делаем флагшток, используя линейку, скрепку, бумажные скрепки и шпульки. Вот полный учебник по флагштоку и видео-превью.

  Художественный проект

  У нас есть мастерская по изготовлению флагов, где дети могут придумать и раскрасить свои собственные бумажные флажки маркерами. Мы предложили детям разукрасить бумажные флажки маркерами. Мы публикуем советы по дизайну флагов и плакаты с изображением флагов всех 50 штатов и большинства стран, а также некоторые корпоративные логотипы, которые служат источником вдохновения для нашей деятельности. (Ищете краткий учебник по дизайну флага? Посмотрите «Хороший флаг, плохой флаг»). мы делаем меньшие флаги.

  Комплект шкивов

  Мы попросили их собрать комплект с миниатюрными шкивами, чтобы забрать домой. Мы предлагаем следующие расходные материалы: шпульки, мини-прищепки и чашки Дикси (а также материалы для украшения прищепок и чашек, пряжу, линейку, ножницы и пакеты с замком. Мы также установили образец системы шкивов между двумя кувшинами с краской, чтобы они знали, что они собирают. Они используют линейку, чтобы отмерить 20 футов пряжи или веревки, затем кладут в свою сумку: 2 шпульных шкива, веревку, один зажим и одну чашку.0003

  Водяной стол / Сенсорная корзина

  Однажды мы построили колодец желаний из Duplos, ниток и пластикового стаканчика. (рисунок 1) Примечание: для этого требуются специальные детали Duplo, которые мы получили из нашего пакета Duplo Simple Machines. Шкив поднимает ведро из воды. Еще через год мы построили ковшовый элеватор, он же канатный насос (рисунок 2). Они использовались в Висячих садах Вавилона в 450 г. до н.э. и в Древнем Китае. Мы привязали к шнуру маленькую пластиковую рюмку, которая будет ведром. почти работало. В следующем году мы установили фиксированные шкивы на сенсорном столе. (рисунок 3) Вы МОЖЕТЕ использовать эту идею на сенсорном столе: приклейте металлические банки к куску картона, чтобы сформировать серию «шкивов», которые дети могут исследовать: https://www.123homeschool4me.com/teach-

     

  Строительство колодца

  Мы сделали колодец, используя высокую узкую бутылку для воды, ведро, сделанное из наперстка с приклеенной ручкой, шкив и кривошип, сделанные с картоном и пластиковой крышкой.

  Ручная лебедка из трубок от бумажных полотенец : Вот забавная поделка, которую можно сделать из вторсырья: соберите систему лебедок: http://littlebinsforlittlehands.com/

  Circle Time

  Обсуждение

  Вы можете провести демонстрацию точно так, как описано в начале этого сообщения, чтобы показать механику шкивов, а затем продемонстрировать, как работает каждая система, которую вы настроили, и каковы преимущества каждой системы. Итак, мы демонстрируем фиксированный, подвижный и составной. Плюс блок и снасть:

  Мы объединили эту тему с наклонными плоскостями, поэтому мы установили пандус (наклонную плоскость) с помощью длинной доски, подпираемой стремянкой. Внизу доски устанавливаем корзину с плюшевым слоником внутри. Устанавливаем блок и подкатываем к нему шкив. Дети берут веревку и начинают пятиться по комнате, чтобы поднять слона. Мы обучаем перетягиванию веревки методом «перекладывание руки через руку».

  Затем, пока я читал ежедневник ( Поднятие мешка с игрушками: шкив против наклонной плоскости ), мы разыграли историю с нашим слайдом, который иллюстрировал различные преимущества шкивов и наклонных плоскостей для подъема игрушки на платформу слайда.

  Книги, песни и видео

  Песня : Я действительно не нашел песню, подходящую для этой возрастной группы, но для развлечения и развлечения взрослых или детей постарше, посмотрите «The Sick Note». / Почему Пэдди сегодня не на работе»: www. youtube.com/watch?v=iA5RGI3zn20
  
  Книги : Вот полный пост обо всех детских книгах о простых машинах: https://inventorsoftomorrow.com/2017/ 01.03/книги-о-простых-машинах/

  Видео о шкивах: www.youtube.com/watch?v=9T7tGosXM58 – 6-минутный отрывок из эпизода Билла Ная, ученого, а www.youtube.com/watch?v=LiarGb_LK10 – 1,5-минутный видеоролик. показывая детям основы шкивов.

  Для получения большой коллекции занятий со шкивом для детей , включая рекомендуемые книги, щелкните здесь: http://iijuan12.hubpages.com/hub/gears-and-pulleys-simple-machines-leson-plan. Вот пара забавных постов о том, как родители добавили шкивы на свои дворы в течение нескольких часов или лет, чтобы развлечь своих детей: https://innovationkidslab.com/backyard-pulley-engineering-kids/; http://happyhooligans.ca/a-bucket-and-a-rope/; и http://littlebinsforlittlehands.com/homemade-outdoor-pulley-play-idea-simple-machines/
  

  Фотографии шкивов в действии

  Вот фотографии с занятий. Более подробная информация о том, как их создавать и использовать, содержится в моем посте о Pulley Play для детей. На фотографиях вы увидите:  Исправлено . Шкив привязан к платформе скольжения. Ребенок внизу загружает мягкую игрушку и тянет ее к своему приятелю. Соединение : Мы прикрепили один конец веревки к гвоздю в стене, затем пропустили его через ручку ведра для подвижного шкива, а затем по катушке для неподвижного шкива. Блокировка и захват: Вот наша система блокировки и захвата, установленная на рампе. Корзина на дорожке – 2 изображения  Коричневый шнур – это дорожка. Он проходит через шкив, прикрепленный к зеленой корзине. Мы привязали один конец желтой веревки к корзине, а другой подошел к «шкиву» наверху и обратно вниз.

         

  Собери сам

  Доска для колышков предлагала систему шкивов, где дети могли переставлять шкивы и веревки, чтобы проверить несколько путей. На фотографии шнур закреплен слева, затем проходит по красному фиксированному шкиву, вниз к серебряному подвижному шкиву, привязанному к мешочку, полному стеклянных гирь, затем вверх и по красному неподвижному шкиву, затем привязанному ко второму мешочку. Дети могли нагружать мешочек №2 камнями, пока он не стал достаточно тяжелым, чтобы вытащить мешочек №1. Это была отличная идея, но на практике это было сложнее, так как шнур был очень склонен к соскальзыванию со шкивов из-за их узких канавок. С помощью взрослых это было увлекательное занятие.

  Подготовка к этому занятию занимает больше времени, чем к любому другому занятию, которое мы проводим в течение года (обычно подготовка к занятию занимает 90 минут, а этот день занимает целых два часа). Но оно того стоит! Игровая ценность и ценность обучения являются высшими. Вы можете сделать только один или два шкива, и все равно получить большое удовольствие от обучения.

  Примечание . Все действия , описанные в моих сообщениях , относятся к Лаборатории Семейных Изобретателей, кооперативному классу родителей и детей в Белвью, штат Вашингтон. Мы — игровой класс, ориентированный на STEM, для детей дошкольного и младшего школьного возраста (от 3 до 7 лет). Мы проводим множество увлекательных практических занятий, чтобы узнать о науке, инструментах, технике, природе и искусстве. Мы также поем песни и читаем сказки. Большинство наших мероприятий дешевы, просты и используют повседневные материалы, которые большинство семей имели бы в своих домах (или в своих мусорных баках!), Так что наши мероприятия подходят для классных учителей, родителей, которые обучаются на дому, или после школьных программ.

  Вот другие наши уроки для простых машин: обзор простых машин, наклонная плоскость, рычаг, клин, винт, колесо и ось.

  Нравится:

  Нравится Загрузка…

  Мощные шкивы — Урок — TeachEngineering

  (12 оценок)

  Нажмите здесь, чтобы оценить

  Quick Look

  Уровень: 4 (3-5)

  Требуемое время: 30 минут

  Зависимость от урока: Нет

  предметных областей: Геометрия, физика, решение задач, рассуждение и доказательство, наука и техника

  Ожидаемые характеристики NGSS:

  3-ПС2-1

  3-ПС2-2

  ---

  Доля:

  TE Информационный бюллетень

  Резюме

  Учащиеся продолжают изучать историю строительства пирамиды, узнавая о простой машине, называемой шкивом. Они узнают, как можно использовать шкив для изменения направления приложенных сил и перемещения/подъема очень тяжелых предметов, а также о мощных механических преимуществах использования системы с несколькими шкивами. Студенты выполняют простую демонстрацию, чтобы увидеть механические преимущества использования шкива, и они определяют современные инженерные приложения шкивов. В ходе практического занятия они видят, как шкив может изменить направление силы, разницу между неподвижными и подвижными шкивами и механическое преимущество, получаемое при использовании нескольких/комбинированных шкивов. Они также узнают, как инженеры используют шкивы в повседневных целях.

  Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).

  Инженерное подключение

  Инженеры являются экспертами в использовании преимуществ простых машин во всех видах реальных приложений, которые приносят пользу обществу. Они включают механические преимущества шкивов в свою конструкцию многих современных конструкций, машин, продуктов и инструментов, таких как краны, лифты, флагштоки, тросы, двигатели, велосипедные кольца / цепи, бельевые веревки, ведра / веревки для водяных колодцев, приспособления для скалолазания, оконные жалюзи и парусные/рыбацкие лодки. Используя несколько шкивов в сочетании с двигателями и электроникой, инженеры создают сложные современные устройства, которые выполняют большую работу при очень малой мощности.

  Цели обучения

  После этого урока учащиеся должны уметь:

  • Продемонстрируйте, как используются шкивы.
  • Объясните, как в древности инженеры могли использовать шкивы для выполнения работы.
  • Определите современные приложения, в которых инженеры используют шкивы.

  Образовательные стандарты

  Каждая TeachEngineering урок или занятие связано с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.

  Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

  В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классам, и т.д. .

  NGSS: научные стандарты нового поколения — наука

  Ожидаемая производительность NGSS
  3-ПС2-1. Спланируйте и проведите исследование, чтобы получить доказательства влияния уравновешенных и неуравновешенных сил на движение объекта. (3-й степени) Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
  Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
  Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
  Научная и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Концепции поперечной резки
  Совместное планирование и проведение расследования для получения данных, которые послужат основой для доказательства, с использованием честных тестов, в которых контролируются переменные и учитывается количество испытаний. Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв! В научных исследованиях используются различные методы, инструменты и приемы. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!	Каждая сила действует на один конкретный объект и имеет как силу, так и направление. На объект в состоянии покоя обычно действует несколько сил, но они суммируются, чтобы дать нулевую результирующую силу на объект. Силы, сумма которых не равна нулю, могут вызывать изменения скорости или направления движения объекта. (Граница: на этом уровне используется качественное и концептуальное, но не количественное сложение сил.) Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв! Соприкасающиеся объекты воздействуют друг на друга. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!	Обычно устанавливаются причинно-следственные связи. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!

  Ожидаемая производительность NGSS
  3-ПС2-2. Проведите наблюдения и/или измерения движения объекта, чтобы предоставить доказательства того, что шаблон можно использовать для предсказания движения в будущем. (3-й степени) Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
  Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
  Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
  Научная и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Концепции раскряжевки
  Проведение наблюдений и/или измерений для получения данных, которые служат основой для объяснения явления или проверки проектного решения. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Научные открытия основаны на распознавании закономерностей. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!	Можно наблюдать и измерять закономерности движения объекта в различных ситуациях; когда это прошлое движение демонстрирует регулярную закономерность, по нему можно предсказать будущее движение. (Граница: технические термины, такие как величина, скорость, импульс и векторная величина, на этом уровне не вводятся, но развивается концепция, согласно которой для описания некоторых величин требуется и размер, и направление.) Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв!	Модели изменений можно использовать для прогнозирования. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!

  Общие базовые государственные стандарты — математика

  Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология 909:00

  ГОСТ

  Предложите выравнивание, не указанное выше

  Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

  Подписывайся

  Подпишитесь на нашу рассылку новостей, чтобы получать внутреннюю информацию обо всем, что связано с TeachEngineering, например, о новых функциях сайта, обновлениях учебных программ, выпусках видео и многом другом!

  PS: Мы никому не передаем личную информацию и электронные письма.

  Рабочие листы и вложения

  Шкивы и пирамиды (ppt)

  Шкивы и пирамиды (pdf)

  Посетите [www.teachengineering.org/lessons/view/cub_simple_lesson05], чтобы распечатать или загрузить.

  Больше учебных программ, подобных этому

  Высшая элементарная деятельность

  Подтягивание собственного веса

  Используя обычные материалы (катушки, веревки, мыло), учащиеся узнают, как можно использовать шкив, чтобы легко изменить направление силы, облегчая перемещение больших объектов. Они видят разницу между фиксированными и подвижными шкивами, а также механические преимущества, получаемые при использовании нескольких/комбинированных шкивов. …

  Подтягивание собственного веса

  Урок средней школы

  Подъемные рычаги

  Студенты знакомятся с тремя из шести простых механизмов, используемых многими инженерами: рычагом, шкивом и колесом и осью. Как правило, инженеры используют рычаг для увеличения силы, прикладываемой к объекту, шкив для подъема тяжелых грузов по вертикальной траектории и колесо и ось для увеличения прикладываемого крутящего момента…

  Рычаги, которые поднимаются

  Высший элементарный урок

  Инжиниринг: Простые машины

  Учащиеся знакомятся с шестью типами простых механизмов — клином, колесом и осью, рычагом, наклонной плоскостью, винтом и шкивом — в контексте строительства пирамиды, получая представление высокого уровня об инструментах, которые использовались с тех пор. древних времен и используются до сих пор.

  Инженерия: простые машины

  Высший элементарный урок

  Давайте двигаться!

  Учащиеся изучают методы с использованием простых машин, которые, вероятно, использовались при строительстве древних пирамид, а также обычную современную транспортировку материалов. Они узнают о колесе и оси как о средствах транспортировки материалов из каменоломни на строительную площадку.

  Давайте двигаться!

  Предварительные знания

  Общие сведения о пирамидах. Знакомство с шестью простыми механизмами, представленными в Уроке 1 этого модуля.

  Введение/Мотивация

  Мы успешно изучаем простые механизмы и строим древние египетские пирамиды, для проектирования и строительства которых нас наняли в качестве инженеров. Теперь мы углубимся в наше понимание шкивов, чтобы посмотреть, сможем ли мы использовать эти знания, чтобы сделать наши работать легче.

  Никто точно не знает, были ли шкивы одним из простых механизмов , которые древние культуры использовали для строительства пирамид. Некоторые люди считают, что красивые и массивные пирамиды не могли быть построены с использованием чего-то такого простого, как простые машины. У некоторых людей есть дикие теории о том, как появились пирамиды — возможно, пришельцы с другой планеты прибыли на Землю и построили их. Ну, мы не знаем об этом, но мы знаем, что люди очень изобретательны и находчивы, когда хотят. Пока мы ограничиваемся материалами и технологиями, которые были доступны древним египтянам, для нас приемлемо использовать наши знания для создания систем шкивов для строительства нашей пирамиды.

  Рисунок 2. Шкив на рыбацкой лодке.

  Copyright

  Copyright © Корпорация Microsoft, 2004, One Microsoft Way, Redmond, WA 98052-6399 USA. Все права защищены.

  Шкив представляет собой простую машину, состоящую из веревки (или веревки), намотанной на колесо (иногда с канавкой), при этом один конец веревки прикреплен к объекту, а другой конец прикреплен к человеку или двигателю. Шкивы могут показаться простыми, но они могут обеспечить мощное механическое преимущество, поэтому подъемные задачи могут выполняться легко.

  Шкивы

  используются по-разному каждый день. Какие шкивы вы можете себе представить? Некоторыми типичными примерами являются большие строительные краны, которые используют шкивы для подъема тяжелых предметов с двигателем, который обычно имеет очень малую мощность (см. ведро/веревка для колодца, тросы, моторы, устройства для скалолазания, парусные и рыбацкие лодки (см. рис. 2).

  Лифт — это современное инженерное использование системы шкивов, которая работает так же, как подъем большого камня для строительства пирамиды. Без использования шкивов лифту потребовался бы большой двигатель, чтобы тянуть трос прямо вверх. Вместо того, чтобы использовать большой двигатель, некоторые лифты используют большой вес, который использует преимущество гравитация , чтобы помочь поднять кабину лифта (см. рис. 3). В этой ситуации приводной двигатель может быть намного меньше и использоваться только для определения направления, в котором должен двигаться лифт.

  Рис. 3. Добавление противовеса и двух шкивов с двигателем посередине облегчает перемещение лифта.

  авторское право

  Авторское право © Джастин Фриттс, Программа ITL, Инженерный колледж, Колорадский университет в Боулдере, 2005.

  Но как колесо с веревкой поможет нам передвигать огромные камни, необходимые для строительства пирамиды? Ну, шкивы помогают нам, изменяя направление силу мы используем, чтобы поднять объект. Вам легче подтягиваться на веревке или спускаться на веревке? Используя шкив, нам не нужно тянуть веревку, чтобы поднять прикрепленный к ней тяжелый предмет, вместо этого мы можем тянуть ее вниз. Подумайте о флагштоке в качестве примера. Когда вы тянете вниз веревку флагштока, флаг поднимается вверх по шесту, чтобы развеваться в воздухе. Это потому, что на флагштоке есть шкив. Используя шкивы для перенаправления силы , камень можно поднять над землей, что позволит большему количеству людей ухватиться за веревку и добавить вес, чтобы рабочим приходилось меньше тянуть. Чтобы еще больше упростить эту работу, рабочие, использующие шкив, могли перемещать большой камень вверх по пандусу, дергая за веревку при спуске по пандусу, используя гравитацию в своих интересах.

  Настоящее механическое преимущество шкива заключается в одновременном использовании многих шкивов. Использование нескольких шкивов уменьшает количество силы, необходимой для перемещения объекта, за счет увеличения количества веревки, используемой для подъема объекта. Механическое преимущество (MA) блочной системы равно количеству канатов, поддерживающих подвижный груз. (Это означает, что не считайте канаты 90 588, а только 90 589, используемые для перенаправления, см. рис. 6 и 7.) Мы знаем из других уроков, посвященных простым машинам, что для получения большего механического преимущества приходится идти на компромисс. Со шкивом компромиссом является расстояние. Таким образом, если два шкива используются вместе, требуемая сила уменьшается вдвое, но для подъема объекта на ту же желаемую высоту требуется вдвое больше веревки. (Проиллюстрируйте эту концепцию учащимся, проведя следующую демонстрацию в классе; см. рис. 4.)

  Рис. 4. (слева) Используя один виток веревки, трудно стянуть метлы вместе. (справа) Использование нескольких витков облегчает стягивание метел.

  авторское право

  Авторское право © Джастин Фриттс, Программа ITL, Инженерный колледж, Колорадский университет в Боулдере, 2005.

  Демонстрация метлы и веревки в классе:

  Для этой демонстрации требуются три ученика, две метлы и примерно 6 метров веревки. Привяжите веревку к одной из метел (метла 1) и оберните ее вокруг другой метлы (метла 2). Попросите двух учеников встать на расстоянии около метра друг от друга, каждый из которых держит по одной метле, и постарайтесь держать метлы отдельно друг от друга, пока третий ученик будет тянуть за свободный конец веревки; это должно быть трудной задачей, чтобы собрать палочки метлы вместе. Затем снова оберните веревку вокруг каждого из веников. Попробуйте еще раз стянуть учеников/метлы вместе; чем больше раз вы обмотаете веревку вокруг метел, тем легче будет третьему ученику стянуть остальных вместе! Это пример, показывающий силу механического преимущества. Обратитесь к соответствующему упражнению «Подтягивание собственного веса» для дальнейшего вовлечения учащихся в понимание систем шкивов, иллюстрируя, как шкив можно использовать для легкого изменения направления силы, облегчая перемещение больших объектов.

  Шкивы могут быть намного сложнее. Инженеры объединяют множество шкивов в систему шкивов, которая значительно снижает усилие, необходимое для подъема объекта. Они часто используют системы шкивов для перемещения очень тяжелых предметов. Блок и снасть — это пример системы шкивов, которую можно прикрепить к чему угодно. Может потребоваться много троса или веревки, но человек, использующий достаточное количество блоков, может поднять несколько тонн. Инженеры используют блок и подъемник вместе с двигателями и электроникой для создания современных устройств, которые работают с очень низким энергопотреблением, таких как краны и лифты. В Диснейленде инженеры даже используют систему шкивов, чтобы перемещать Тинкербелл по небу.

  Мы не уверены, использовали ли египтяне шкивы, и нам еще предстоит найти доказательства того, что они это делали, но мы знаем, что если бы они их использовали, жизнь была бы проще, чем без них. Теперь, когда мы разбираемся в шкивах и располагаем современными материалами, мы можем строить пирамиды намного проще. Сегодня мы рассмотрим проектирование системы шкивов и посмотрим, сможем ли мы придумать способ, которым наши самые тяжелые камни будут подниматься на вершину нашей пирамиды с помощью этого простого механизма.

  907:50 Предыстория урока и концепции для учителей

  Используйте презентацию PowerPoint «Шкивы и пирамиды» в качестве полезного учебного пособия. (Покажите презентацию PowerPoint или распечатайте слайды, чтобы использовать их с помощью проектора. Презентация анимирована, чтобы продвигать стиль, основанный на запросах; каждый щелчок раскрывает новую точку о каждой машине; попросите учащихся предложить характеристики и примеры, прежде чем вы их покажете. .)

  Шкив, простая машина, помогает выполнять работу, изменяя направление сил и облегчая перемещение больших предметов. Думая о шкивах, большинство людей думают о типе шкива, который позволяет человеку перенаправлять направление силы. С этим типом шкива — называется фиксированный шкив — потянув за веревку, объект поднимается над землей. Также имеются подвижные шкивы и системы шкивов . Тысячи лет назад первые инженеры использовали шкивы для строительства и выполнения многих полезных повседневных задач. Многие обелиски были возведены с использованием шкивов, а в колодцах есть шкивы, помогающие набирать воду.

  Фиксированные шкивы

  Рис. 5. Фиксированный шкив без механического преимущества.

  авторское право

  Авторское право © Дениз В. Карлсон, Программа ITL, Инженерный колледж, Колорадский университет в Боулдере, 2007 г.

  Наиболее распространенная концепция шкива состоит в том, что это простая машина, перенаправляющая силу. Это означает, что, обернув веревку вокруг шкива и прикрепив веревку к объекту, человек тянет веревку вниз, чтобы поднять объект, вместо того, чтобы поднимать объект (см. рис. 5; представьте, что вы поднимаете флаг). Хотя это полезное и удобное использование шкивов, оно имеет важное ограничение: сила, которую вы должны приложить, чтобы поднять объект, равна той же величине, как если бы вы просто поднимали объект без шкива (что приемлемо для поднятия флага, но недостаточно полезно, если вы пытаетесь поднять камень пирамиды). Это означает, что фиксированный шкив не дает никакого механического преимущества.

  Конфигурация с фиксированным шкивом удобна для подъема объекта на уровень выше вашей головы. Использование этого типа шкива также позволяет вам использовать гравитацию. И, прикрепив груз к концу веревки, за которую вы тянете, вы можете уменьшить количество прилагаемой силы. Этот тип шкива также можно использовать для балансировки объекта, прикрепляя объекты одинакового веса к обеим сторонам веревки, чтобы ни один объект не двигался. Как только сила приложена к любой стороне, система продолжает двигаться в этом направлении. Такая система шкивов используется в некоторых лифтах. К лифту прикреплен трос, который идет вверх, вокруг шкива, затем опускается и прикрепляется к противовесу. Двигатель, который перемещает кабину лифта, потребляет гораздо меньше энергии, поскольку противовес удерживает лифт в равновесии.

  Подвижные шкивы

  Рис. 6. Подвижный шкив с механическим преимуществом, равным двум.

  авторское право

  Авторское право © Дениз В. Карлсон, Программа ITL, Инженерный колледж, Колорадский университет в Боулдере, 2007.

  Другой тип шкива — подвижный шкив. В системе с подвижным шкивом веревка прикрепляется к фиксированной (неподвижной) точке, шкив прикрепляется к объекту, который вы хотите переместить, а другой конец веревки остается свободным (см. рис. 6). Потянув за веревку, шкив перемещается, и объект поднимается. Этот тип системы хорош, если вы пытаетесь поднять объект, расположенный под вами, на свой уровень. В одном варианте, если обе стороны системы подвижных шкивов зафиксированы, а веревка натянута между фиксированными точками, система становится похожей на колесо и ось, потому что объект может двигаться по веревке, если к нему приложена сила (например, , канатная дорога).

  Системы шкивов

  Рис. 7. Система шкивов с механическим преимуществом, равным двум.

  авторское право

  Авторское право © Дениз Карлсон, Программа ITL, Инженерный колледж, Колорадский университет в Боулдере, 2007.

  Рис. 8. Система шкивов с механическим преимуществом, равным четырем, поскольку она имеет четыре сегмента несущего троса.

  авторское право

  Авторское право © Дениз В. Карлсон, Программа ITL, Инженерный колледж, Колорадский университет в Боулдере, 2007 г.

  Использование системы шкивов может быть намного более сложным и обеспечивать мощное механическое преимущество — значительно уменьшать количество силы, необходимой для перемещения объекта. Если используется один подвижный шкив (рис. 6), сила, необходимая для подъема объекта, прикрепленного к подвижному шкиву, уменьшается вдвое. Система шкивов, показанная на рисунке 7, не меняет механического преимущества по сравнению с рисунком 6, однако она меняет направление необходимой силы. Компромисс заключается в том, что количество требуемой веревки увеличивается, и количество веревки, за которую вы должны тянуть, чтобы поднять объект, также увеличивается. Если к системе добавить два неподвижных шкива, а второй подвижный шкив прикрепить к объекту, сила, необходимая для подъема объекта, составит одну четвертую от веса объекта, а веревки потребуется в четыре раза больше (см. рис. 8). и презентация PowerPoint «Шкивы и пирамиды»).

  Механическое преимущество

  Мощное механическое преимущество шкива заключается в одновременном использовании многих шкивов. Объединение нескольких шкивов уменьшает количество силы, необходимой для перемещения объекта, за счет увеличения количества веревки, используемой для подъема объекта. Количество каната можно найти по формуле: канат = исходное количество каната x количество шкивов. Механическое преимущество (MA) блочной системы равно количеству канатов, поддерживающих подвижный груз. (Это означает, что не учитывайте веревки, которые используются только для перенаправления, см. рис. 6, 7 и 8.)

  Связанные виды деятельности

  Закрытие урока

  Как шкивы могут облегчить нашу жизнь? Шкивы — мощные простые механизмы. Они могут изменить направление силы, что значительно облегчит нам перемещение чего-либо. Если мы хотим поднять объект весом 10 кг на высоту одного метра, мы можем поднять его прямо вверх или использовать шкив, чтобы мы могли потянуть вниз за один конец, чтобы поднять объект вверх. Использовать шкив намного проще, потому что, пока мы весим более 10 кг, мы можем просто повиснуть на конце веревки и воспользоваться гравитацией, чтобы наш вес обеспечивал всю необходимую силу для подъема объекта.

  Блоки

  также могут дать нам механическое преимущество, когда мы используем несколько веревок вместе и больше. Этот процесс уменьшает количество силы, необходимой для подъема чего-либо.

  Хотя мы не знаем, использовались ли шкивы древними строителями пирамид, мы знаем, что шкивы — идеальное простое устройство для многих задач, необходимых для строительства пирамиды. В современном высокотехнологичном мире инженеры по-прежнему используют шкивы, чтобы упростить выполнение сложных задач. Без них наша жизнь была бы намного сложнее.

  Проведите итоговую оценку, как описано в разделе «Оценка». В заключение заполните таблицу KWL и задайте текстовые задачи, в которых учащиеся вычисляют механическое преимущество наклонной плоскости (см. раздел «Оценка»).

  На других уроках этого модуля учащиеся более подробно изучают каждую простую машину и видят, как каждую из них можно использовать в качестве инструмента для строительства пирамиды или современного здания.

  Словарь/Определения

  фиксированный шкив: система шкивов, в которой шкив прикреплен к фиксированной точке, а канат прикреплен к объекту.

  сила: толчок или тяга к объекту; способность выполнять работу.

  гравитация: естественная сила притяжения Земли к объектам на ее поверхности или вблизи нее, стремящаяся притянуть их к центру тела.

  механическое преимущество: преимущество, получаемое за счет использования простых машин для выполнения работы с меньшими усилиями. Облегчение задачи (что означает, что она требует меньше усилий), но может потребовать больше времени или места для работы (большее расстояние, веревка и т. д.). Например, применение меньшей силы на более длинном расстоянии для достижения того же эффекта, что и приложение большой силы на небольшом расстоянии. Отношение выходной силы, действующей на машину, к приложенной к ней входной силе.

  подвижный шкив: система шкивов, в которой шкив прикреплен к объекту; один конец веревки прикреплен к фиксированной точке, а другой конец веревки свободен.

  шкив: простая машина, которая меняет направление силы, часто для подъема груза. Обычно состоит из желобчатого колеса, в котором проходит натянутая веревка или цепь.

  перенаправить силу: чтобы изменить направление вашего толчка или притяжения, чтобы получить преимущество над задачей.

  простая машина: машина с небольшим количеством движущихся частей или без них, которая используется для облегчения работы (обеспечивает механическое преимущество). Например, клин, колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, винт или шкив.

  работа: Сила, действующая на объект, умноженная на расстояние, на которое он перемещается. W = F x d (сила, умноженная на расстояние).

  Оценка

  Оценка перед уроком

  Мозговой штурм: Всем классом предложите учащимся участвовать в открытом обсуждении. Напомните учащимся, что в мозговом штурме никакая идея или предложение не является «глупой». Все идеи должны быть выслушаны с уважением. Займите некритическую позицию, поощряйте дикие идеи и препятствуйте критике идей. Пусть они поднимут руки, чтобы ответить. Запишите их идеи на доске. Спросите у студентов:

  • Что такое простые машины? В чем преимущество простых машин? (Возможные ответы: Машина с небольшим количеством движущихся частей или без них, которая используется для облегчения работы. Простые машины облегчают работу, создавая механическое преимущество, например, увеличивая расстояние в обмен на меньшую силу.)
  • Почему инженеры заботятся о простых машинах? (Ответ: Современное оборудование, конструкции и инструменты используют простые машинные принципы для выполнения простых и сложных задач. Хотя вы, возможно, никогда не увидите шкив в действии на рабочей площадке, шкивы спрятаны внутри двигателей, внутри кранов и работают за кулисами во всех случаях. время.)

  Таблица «Знаю/Хочу узнать/Узнаю» (KWL): Создайте классную таблицу KWL, чтобы помочь организовать изучение новой темы. На большом листе бумаги или на классной доске нарисуйте схему под названием «Простые механизмы: шкивы». Нарисуйте три столбца с названиями K, W и L, представляющие то, что ученики знают о шкивах, что они хотят, чтобы знали о шкивах и что они узнали о шкивах и их механических преимуществах. Заполняйте разделы K и W во введении к уроку по мере появления фактов и вопросов. Заполните раздел L в конце урока.

  Оценка после внедрения

  Вопросы для обсуждения: Запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы учащихся.

  • Что мы наблюдали во время демонстрации метлы и веревки? Каков был эффект от добавления большего количества шкивов? (Возможные ответы: Блоки в действии, использование механического преимущества для облегчения работы, добавление дополнительных блоков (витков веревки) облегчило стягивание двух метел вместе.)
  • Объясните, как найти механическое преимущество системы шкивов. (Ответ: механическое преимущество шкива равно количеству канатов, поддерживающих подвижный шкив.)
  • Каков компромисс механического преимущества в системе шкивов? (Ответ: Расстояние или длина веревки.)
  • Какие примеры современных изделий, которые инженеры разработали со шкивами? (Возможные ответы: подъемные краны, лифты, блоки и снасти на лодках, флагштоки, зиплайны, моторы, велосипедные кольца/цепи, приспособления для скалолазания, оконные жалюзи и парусные лодки. )

  Итоги урока Оценка

  Таблица KWL (заключение): Всем классом закончите колонку L таблицы KWL, как описано в разделе «Оценка перед уроком». Перечислите все, что учащиеся узнали о шкивах и их механических преимуществах. Были ли даны ответы на все вопросы W? Что нового они узнали? Можно ли на основе их наблюдений за движением объекта использовать шаблон для предсказания будущего движения?

  Речевые задачи: Оцените понимание учащимися концепций урока, задав следующие текстовые задачи. Напишите на доске: Механическое преимущество системы шкивов = количество сегментов каната, поддерживающих нагрузку.

  • Если бы мы использовали один фиксированный блок и хотели поднять камень на 100 метров, сколько силы и веревки потребуется, чтобы поднять камень весом 500 кг? (Ответ: Сила равна весу камня, то есть 500 кг. Поскольку мы используем только один шкив, длина веревки должна быть не менее 100 метров [расстояние от шкива до камня], но больше. вероятно около 200 метров [одна длина до шкива от скалы и одна длина от шкива до вас].)
  • Если бы мы использовали 10 шкивов в системе и хотели бы поднять камень на 100 метров, сколько силы и веревки нам потребовалось бы, чтобы поднять тот же 500-килограммовый камень? (Ответ: Силу можно было бы уменьшить до 1/10 веса камня [50 кг], так как у нас было бы 10 канатов со шкивами. Однако нам легко понадобилось бы 1000 метров каната [в 10 раз больше длины одного каната]. или 2000 метров, если бы мы были на одном уровне со скалой.)

  Расширение урока

  Попробуйте сделать человеческий блок. Вам понадобится доска, прочная веревка и площадка с опорой над головой, например футбольные ворота или игровое оборудование. Оберните один конец веревки вокруг 2 x 4 (или чего-то прочного, например, сиденья от качелей), а другой конец веревки оберните вокруг ворот, позволяя заднему концу свисать до земли. Позвольте одному ребенку сесть на 2 x 4, а двое других детей попытаются поднять их, потянув за свободный конец веревки. Продолжайте оборачивать веревку вокруг ворот или опорной перекладины до тех пор, пока двое детей не смогут легко поднимать и опускать сидящего ребенка. Может быть полезно начать сидячего ребенка из положения стоя (обе ноги на земле).

  Если учащиеся не знакомы с канатной дорогой, попросите их изучить этот вопрос в Интернете. Зиплайн — забавный пример подвижного шкива.

  Предложите более продвинутым учащимся рассчитать механическое преимущество использования нескольких шкивов, требующих деления с остатками или дробями.

  использованная литература

  Словарь.com. Издательская группа Лексико, ООО. По состоянию на 25 января 2006 г. (Источник некоторых словарных определений с некоторой адаптацией) http://www.dictionary.com

  Авторские права

  © 2005 Регенты Университета Колорадо.

  Авторы

  Джастин Фриттс; Лоуренс Э. Карлсон; Жаклин Салливан; Малинда Шефер Зарске; Дениз Карлсон, при участии студентов курса K-12 Engineering Outreach Corps весной 2005 года.

  Программа поддержки

  Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж Колорадского университета в Боулдере 907:50 Благодарности

  Содержание этих учебных программ электронной библиотеки было разработано Интегрированной программой преподавания и обучения в рамках гранта Национального научного фонда ГК-12 №. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Национального научного фонда, и вы не должны исходить из того, что оно одобрено федеральным правительством.

  Последнее изменение: 1 июля 2021 г.

  Система шкивов для детей (Простые машиностроения) • Блог о деятельности для детей

  Автор: Deirdre Обновлено 7 июня 2022 г.

  Сегодня мы с детьми поговорим о том, как сделать шкив!

  Ваши дети никогда не будут слишком маленькими, чтобы узнать о таких простых механизмах, как шкив. Несмотря на то, что шкивы выглядят простыми и элементарными, на самом деле они представляют собой мощные машины, лежащие в основе многих машин, с которыми мы взаимодействуем каждый день.

  Давайте сделаем самодельный шкив, чтобы изучить простую механику!

  Мы в блоге Kids Activity Blog считаем, что наука для детей должна быть практической и всегда веселой. Это одна из причин, почему мы так любим науку. Это игра!

  Простые механизмы всегда очаровывали моего сына. Он любит их строить и исследовать.

  Простые машины — основа всех машин!

  Простые машинки для детей

  Что такое простая машинка?

  Простые механизмы окружают нас повсюду и облегчают нашу работу. При объединении простых машин получается составная машина. —НАСА

  Простая машина, любое из нескольких устройств с небольшим количеством движущихся частей или без них, которые используются для изменения движения и величины силы для выполнения работы. Это самые простые известные механизмы, которые могут использовать рычаг (или механическое преимущество) для увеличения силы. — Britannica

  Идентифицировано 6 простых машин. Попросите детей следить за тем, что их окружает:

  1. Шкив
  2. Рычаг
  3. Колесо и ось
  4. Клин
  5. Наклонная плоскость
  6. Винт

  Сегодня мы хотим исследовать шкив!

  Шкивы облегчают работу благодаря рычагу.

  Сделать систему шкивов

  После того, как я сделал ему мобиль для комнаты моего сына, я посмотрел на пустую катушку с лентой, оставшуюся от ленты на мобиле. Было бы идеально, я решил сделать шкив.

  Мы с сыном собрали еще несколько материалов, чтобы сделать самодельный шкив для катушки с лентой.

  Расходные материалы, которые мы использовали для самодельной системы шкивов

  Обязательно замените то, что у вас есть в доме! Это простая машина, которую можно сделать из самых разных вещей.

  • Два пластыря
  • Пустая катушка с красящей лентой
  • Пластиковая чашка для яблочного пюре
  • Палочки для еды
  • Пряжа
  • Дырокол
  • Пластиковые солдатики
  Наш самодельный блок, созданный из веревки, дюбеля и корзины с игрушками!

  Как сделать простую систему шкивов

  1. Проделайте три отверстия в чашке для яблочного пюре.
  2. Отрежьте три куска пряжи одинаковой длины.
  3. Протяните один конец каждой нити через отверстие в стаканчике.
  4. Свяжите свободные концы пряжи вместе.
  5. Привяжите очень длинный кусок пряжи к трем деталям, которые вы только что связали вместе.
  6. Прикрепите другой конец длинной нити к внутренней стороне катушки с лентой.
  7. Оберните пряжу вокруг катушки с лентой.
  8. Наклейте лейкопластырь на каждый конец палочки для еды. Пластыри предотвратят трение палочки для еды о дерево перил или там, где вы закрепляете шкив.
  9. Наденьте катушку с лентой на палочку для еды.
  10. Найдите место, где можно использовать шкив. Длина ваших палочек для еды может определить это.
  Дети узнают о простых машинах, изготавливая шкив!

  Наш опыт создания простой системы шкивов

  После того, как вы создали свой шкив, вам нужно установить его в том месте, где вы хотите его использовать. Мы установили свой шкив на лестнице. Палочки для еды были размещены за двумя секциями наших перил. Если у вас есть изголовье кровати или стула с рейками, вы можете установить там свой шкив.

  Для работы со шкивом мой сын подталкивал катушку к себе одной рукой и держал один конец палочки для еды. Простое скручивание рулона ленты тоже сработало бы.

  Веселее, когда есть что поднять с помощью шкива. В свой мы поместили пару пластмассовых армейцев. Они легкие и маленькие. Они сделали отличные предметы для подъема.

  Какой шкив будешь делать дальше?

  Другие занятия для детей по науке и STEM

  Существует несколько типов простых механизмов, и даже маленькие дети могут с удовольствием изучать их, выполняя правильные практические действия. Мы будем рады узнать, пытался ли ваш ребенок сделать блок.

  Мы думаем, вам понравятся эти идеи для более увлекательных занятий для детей:

  • Вот еще один способ, которым мы сделали простую машину со шкивом, и дети будут учиться, играя, и узнавать, как она работает.
  • Сделайте автомобильный шкив для детей, отправляющихся в путешествие!
  • Попробуйте очень простой способ сделать лодку из алюминиевой фольги.
  • Попробуйте наш простой способ сложить бумажный самолетик, а затем используйте его в испытании STEM!
  • Попробуйте эту лягушку-оригами для веселого эксперимента с кинетической энергией дома.
  • Нам нравится использовать LEGO STEM! Из кирпичиков, которые есть у вас дома, получаются отличные простые механизмы.
  • Попробуйте это соломенное испытание и сделайте самые удивительные вещи!
  • В этой инженерной задаче для детей используются красные чашки.
  • Наука — это очень весело с этим рецептом гигантских пузырей!
  • Найдите еще много научных экспериментов для детей.