Система полиспастов виды и их кратность: Система полиспастов виды и их кратность. Как работает полиспаст

Содержание

Система полиспастов виды и их кратность. Как работает полиспаст

Полиспасты

Полиспастом называется система, состоящая из нескольких подвижных и неподвижных блоков и каната, последовательно огибающего все блоки. Один конец полиспаста закрепляется на обойме подвижных или неподвижных блоков, а другой – на барабане лебедки.

Рис. 1. Схемы канатных полиспастов а – трехкратный полиспаст; б, в, г – четырех-, пяти- и шестикратные полиспасты

Рис. 2. Схема сдвоенного полиспаста

Число рабочих ветвей (кратность полиспаста) равно числу блоков, когда канат сбегает с неподвижного блока полиспаста, и числу блоков полиспаста плюс единица, когда канат сбегает с подвижного блока.

Рис. 3. Схема полиспаста обратного действия

Полиспаст – простейшее грузоподъемное устройство, состоящее из блоков, соединенных между собой канатом. С помощью полиспаста можно поднимать груз или перемещать его по горизонтали. Полиспаст дает выигрыш в силе за счет проигрыша в скорости: во сколько раз выигрывается в силе, во столько раз проигрывается в скорости.

Полиспаст состоит из двух блоков: неподвижного, прикрепляемого к подъемному приспособлению (балке, мачте, треноге), и подвижного, который крепится к поднимаемому грузу. Оба блока соединяются между собой канатом. Канат, последовательно огибая все ролики блоков, одним концом крепится к верхнему неподвижному блоку. Другой его конец через отводные блоки крепится к барабану лебедки. Если число рабочих нитей полиспаста, идущих к подвижному блоку, четное, то конец каната закрепляют к верхнему неподвижному блоку, а если нечетное – к нижнему подвижному.

Если нить полиспаста сбегает не с нижнего блока, а с верхнего, то верхний блок неподвижного блока считается отводным. Это условие необходимо учитывать при расчете полиспастов.

Полиспаст запасовывают двумя способами. По первому способу, применяемому при оснастке многониточных полиспастов большой грузоподъемности, неподвижный блок без канатов поднимают в рабочее положение и закрепляют; нижний подвижный блок находится внизу. Затем через ручьи (канавки) роликов верхнего и нижнего блоков последовательно пропускают канат. Конец каната закрепляют за верхний или нижний блок в зависимости от принятой схемы запасовки полиспаста. Через ручьи роликов канат часто пропускают с помощью ручных рычажных лебедок, что значительно облегчает работу по запасовке полиспаста.

В последнее время при оснастке многониточного полиспаста применяют вспомогательный тонкий легкий стальной канат диаметром 5-6’мм, который пропускают через ролики блоков вручную. К одному концу тонкого каната прикрепляют конец рабочего каната, второй его конец закрепляют на барабане лебедки. Во время работы лебедки рабочий канат протягивается через ролики блоков полиспаста.

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

При втором способе полиспаст оснащают внизу (на дощатом настиле или бетонном полу), а затем в готовом виде поднимают и закрепляют в необходимом месте. Блоки укладывают плашмя на расстоянии 3-4 м друг от друга и закрепляют.

Канат начинают протягивать с того ролика, с которого сходит сбегающая нить, ведущая к лебедке. Когда канат обогнет последний ролик блока, его конец закрепляют к одному из блоков. После закрепления мертвой нити полиспаст устанавливают в исходное положение.

В некоторых случаях поднимают один верхний неподвижный блок или весь полиспаст с помощью вспомогательного однорольного блока или полиспаста небольшой грузоподъемности. Сначала закрепляют вспомогательный блок, через него пропускают канат, к которому крепится основной блок полиспаста. Второй конец каната закрепляют на лебедке, с помощью которой будут поднимать полиспаст. Закрепляют основной блок полиспаста из люльки или с подмостей.

На рис. 4 приведены схемы запасовки полиспастов с двух-, четырех-, пяти- и шестирольными блоками.

При выполнении такелажных работ часто встречаются случаи, когда в наличии имеются блоки различной грузоподъемности и канаты. Чтобы правильно подобрать канат для оснащения полиспаста, а также лебедку с необходимой тяговой силой, такелажнику необходимо знать расчет полиспастов.

Расчет полиспастов сводится к определению усилий в нитях полиспастов. Обычно сами блоки рассчитывать не приходится, так как они рассчитываются при проектировании, и каждый из них имеет определенную грузоподъемность.

При такелажных работах расчет начинают с выяснения грузоподъемности имеющихся блоков, которая должна соответствовать весу поднимаемого груза. Например, по схеме (рис. 22, а) для подъема груза весом 20 т необходимы блоки грузоподъемностью 20 т. На схеме верхний блок трехрольный, но для того, чтобы выделить отводной, он условно показан двухрольным.

Рис. 4. Схемы запасовки полиспастов с числом рабочих нитей: а – шесть с тремя отводными однорольными блоками, б – три, в – четыре, г – пять, д – шесть, е – семь, ж – восемь, з – десять, и – одиннадцать, к – двенадцать, S0, 1, 2, 3, 4, 5.6,7 – нити полиспаста

Подвеска, на которой подвешен верхний блок полиспаста, рассчитывается на всю нагрузку, которую поднимает полиспаст: вес двух блоков, вес каната, а также усилие в сбегающей нити грузового полиспаста.

При расчете полиспастов рассчитывают закрепление верхнего блока полиспаста к механизму или приспособлению.

Если допустить, что обе нити идут вертикально, то первый отводной ролик закрепляется на усилие, равное сумме усилий в 5-й и 6-й нитях: 3,68+3,82=7,5 тс. Закрепление второго отводного блбка рассчитывается на усилия в 6-й и 7-й нитях.

Поскольку усилия в обеих нитях и угол между ними могут быть различными, усилие, на которое рассчитывается закрепление блока, определяют по правилу параллелограмма.

Пример. Подобрать полиспаст для подъема груза весом 10 т и канат необходимого сечения для подвески полиспаста на высоте 18 м.

Подбираем два блока для полиспастов. По табл. 11 выбираем для нижнего подвижного блока двухрольный блок грузоподъемностью 10 тс, для верхнего неподвижного блока – трехрольный блок грузоподъемностью 15 тс.

По максимальному усилию в 6-й нити Se подбираем сечение каната. Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности канатов k для грузового полиспаста с машинным приводом при легком режиме работы равен 5.

Поскольку может быть только четное число нитей, то принимаем для подвески восемь нитей.

При отсутствии блоков необходимой грузоподъемности применяют сдвоенные полиспасты, например сдвоенный полиспаст с уравнительным роликом и одной или Двумя приводными лебедками показан на рис. 5.

Сдвоенный полиспаст с одной приводной лебедкой рассчитывают как и одинарный с соответствующим числом рабочих нитей.

Полиспаст с двумя приводными лебедками рассчитывают как два самостоятельно работающих полиспаста,

Рис. 5. Схемы запасовки сдвоенных полиспастов с одной (а) и двумя (б) приводными лебедками: 1 – уравнительный блок, 2 – неподвижный блок, 3 – подвижный блок, 4 – траверса, 5 – подвеска

Полиспаст представляет собой простейшее грузоподъемное устройство, состоящее из системы подвижных и неподвижных блоков (роликов), огибаемых гибким органом (обычно канатом). Полиспасты применяются как самостоятельные механизмы в сочетании с лебедками и как элементы сложных грузоподъемных машин (кранов).

Блоки (ролики) полиспаста размещаются в двух обоймах – подвижной и неподвижной – и последовательно огибаются одним канатом, к свободному концу или обоим концам которого прикладывается тяговое усилие. Неподвижная обойма блоков (роликов) крепится к несущей конструкции (мачте, стреле и т. п.), подвижная снабжается грузозахватным органом (крюком, петлей, скобой).

Рис. 6. Схемы полиспастов а – в четыре нитки; б – в шесть ниток; 1 – неподвижные блоки; 2 – подвижные блоки; 3 – отводной блок; 4 – канат

Полиспасты используются для выигрыша в силе (реже скорости). Выигрыш в силе тем больше, тем больше кратность полиспаста, равная числу рабочих ветвей каната, на которых подвешена подвижная обойма блоков полиспаста.

Рис. 7. Расчетные схемы полиспастов

1. Определить усилие 5Л в канате, идущем на лебедку, при подъеме груза весом Q = 20 т полиспастом, выполненным по схеме I. Блоки (ролики) полиспаста установлены на подшипниках качения (/j = 1,02), отводные ролики – на бронзовых втулках (= 1,04).

2. Определить усилие 5Л в канате, идущем на лебедку, при подъеме груза весом 20 т полиспастом, выполненным по схеме II. Блоки (ролики) приняты на бронзовых втулках (= 1,04).

3. Определить, какой груз Q можно поднять лебедкой с тяговым усилием 5Л = 1,5 тс и полиспастом, выполненным по схеме III . Блоки (ролики) приняты на бронзовых втулках.

К атегория: – Строительные машины и их эксплуатация

Поднимать тяжелые грузы на высоту, пусть даже не очень большую – задача для человека очень сложная. Однако придумано достаточно много различных механизмов и приспособлений, облегчающих этот процесс. К числу таких механизмов в обязательном порядке следует отнести полиспаст. В нашей статье подробнее поговорим об этом устройстве, а также расскажем о технологии создания полиспаста дома.

Как можно упростить подъем грузов

Полиспаст представляет собой систему, которая состоит из неподвижных и подвижных блоков, соединенных друг с другом цепными или канатными передачами. Это устройство было изобретено очень давно, ведь еще древние греки и римляне пользовались аналогичными механизмами. За последующие тысячелетия составляющие данного аппарата и его предназначение практически не изменились. На сегодняшний день это устройство используется практически в первозданном виде, лишь с небольшими изменениями.

Схема работы полиспаста

Полиспасты применяются в основном в стреловых механизмах строительных кранов. К полиспастам, несмотря на все их многообразие, предъявляют два основных требования: увеличение скорости (за это отвечают скоростные механизмы) и увеличение силы (так называемые силовые полиспасты). В подъемниках обычно используются первые, тогда как вторые нашли применение в подъемных кранах. Следует отметить и тот важный факт, что схемы силовых и скоростных устройств являются практически полностью взаимно обратными.

Обычный полиспаст представляет собой устройство, основными компонентами которого являются:

  • система блоков с подвижными осями;
  • блоки с неподвижными осями;
  • обводочные барабаны;
  • обводные блоки.

За счет эффективного взаимодействия блоков и веревок появляется возможность существенно выиграть в силе. В силе мы выигрываем во столько раз, во сколько раз проигрываем в длине. Это одно из фундаментальных правил механики, благодаря которому обычный человек может с легкостью поднимать тяжелые массы, затрачивая минимум физических усилий.

Гораздо выгоднее приобрести данный прибор или сделать его самостоятельно, нежели брать в аренду подъемные краны или аналогичные механизмы. Особенность устройства заключается в том, что одна из сторон, которую закрепляют на грузе, находится в подвижном состоянии, тогда как вторая сторона, крепящаяся к опоре, является статичной. Именно подвижные блоки обеспечивают такой существенный выигрыш в силе. Статические же блоки требуются для контроля траектории движения веревки и самого груза.

Существуют различные виды полиспастов, которые отличаются по кратности, четности и сложности. Показатель кратности определяет, во сколько раз вы выиграете в силе, используя данное приспособление. Так, покупая механизм с кратностью 6, вы теоретически имеете выигрыш в силе в 6 раз.

Простые и сложные полиспасты – разбираемся в их конструкции

Для начала поговорим о простых механизмах. Получить такое устройство можно, добавив блоки на груз и опору. Четный полиспаст – это устройство, в котором веревка прикрепляется к опоре. Если же требуется нечетный, то веревка устанавливается на подвижной точке поднимаемого предмета. Добавление блока увеличивает кратность прибора на два пункта.

Так, чтобы вручную сделать полиспаст для обычной лебедки, кратность которого составляет 2, достаточно использовать только один подвижный блок, крепящийся к грузу. Веревка же при этом крепится на опоре. В результате мы будем иметь четный полиспаст с кратностью 2. Сложные полиспасты включают несколько простых механизмов. Естественно, такое устройство дает существенно больший выигрыш в силе, который можно рассчитать путем перемножения кратностей каждого из используемых полиспастов. При этом не стоит забывать о силе трения, из-за действия которой происходит небольшая потеря в мощности устройства.

Есть несколько способов уменьшить силу трения веревки. Самый эффективный заключается в том, чтобы использовать ролики как можно большего радиуса. Ведь чем больше радиус, тем сила трения оказывает меньше воздействия на веревку и подъемный механизм в целом.

Как на эффективность работы влияет веревка

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

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

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

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

  • При помощи схватывающих узлов. Эти узлы завязываются в пять оборотов из репшнуров, сечение которых не превышает 8 мм. Использование подобных узлов является самым эффективным и, соответственно, распространенным. По словам специалистов, узлы являются очень прочными и надежными. Лишь нагрузка свыше 13 кН способна привести к сползанию такого узла. Важно то, что даже при сползании узел никоим образом не деформирует веревку, оставляя ее в целости и сохранности.
  • Применение зажимов общего назначения. Данные приспособления можно использовать даже в сложных климатических условиях, к примеру, на мокрых или обледенелых веревках. Нагрузка в 7 кН способна привести к сползанию зажима, что приводит к повреждению веревки, хотя и не очень сильному.
  • Персональные зажимы. Они применяются только при небольших работах, поскольку нагрузка свыше 4 кН приводит к сползанию зажима и последующему обрыву веревки.

Запасовка – изучаем самые популярные схемы

Данная технологическая операция предназначена для изменения расстояния между блоками, а также для изменения положения указанных блоков. Необходимость запасовки обусловлена изменением высоты или скорости подъема предметов посредством установки конкретной схемы прохождения веревки по блокам и роликам механизма.

Используемая схема во многом зависит от типа грузоподъемного прибора. Запасовка для лебедок проводится только с целью изменения длины вылета стрелы. Выполняется же она путем изменения взаимного расположения направляющих блоков. Очень часто такую операцию проводят в грузовых кранах, где она требуется для предотвращения такого эффекта, как криволинейность перемещения тяжестей.

Запасовки, в зависимости от используемых схем, подразделяются на следующие категории:

  • Однократная. Такой тип нашел применение в грузоподъемных кранах стрелкового типа, где крюк необходимо подвести на одной веревке каната. После этого требуется последовательно проводить статические блоки. В финальной стадии крюк наматывается на барабан. Как показывает практика, данный тип запасовки является самым неэффективным.
  • Двухкратная. Этот тип применяется в кранах, которые оборудованы балочной и подъемной стрелой. В этом случае требуется неподвижные блоки установить на головке стрелы, тогда как на грузовой лебедке крепится другой конец веревки.
  • Четырехкратная. Востребована среди полиспастов, которые используются для поднятия предметов огромной массы. Обычно применяют одну из схем запасовки, которые были описаны ранее, с той лишь разницей, что они используются отдельно для каждого блока крюковой подвески.

Делаем полиспаст из бумажных стаканов и шестеренок

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

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

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

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

Напоследок напомним, что при работе с любыми полиспастами, купленными в магазине или сделанными дома, обязательно следует помнить о технике безопасности. Необходимо тщательно проверить конструкцию на прочность и целостность. Сами же грузы следует поднимать плавно и осторожно, не располагаясь в этом время под подвешенным предметом.


Часть B

2.5. Выбор оптимальной конструкции полиспаста.

2.5.1 . У каждой конструкции полиспастов, кроме выигрыша в усилии есть и другие важные показатели, влияющие на общую эффективность её работы.

Общие конструктивные особенности, способствующие повышению эффективности работы полиспастов:

Чем больше рабочая длина полиспаста – тем больше его рабочий ход и расстояние, на которое поднимается груз за один рабочий ход.

При одинаковой рабочей длине быстрее работает полиспаст с большим рабочим ходом.

При одинаковой рабочей длине и рабочем ходе быстрее работает полиспаст, требующий меньше перестановок.

4 . Простые полиспасты 2:1 и 3:1 дают самый быстрый подъем с минимумом перестановок системы.

Прежде чем переходить к полиспастам с большим усилием, необходимо убедиться, что приняты все меры борьбы с трением в простом полиспасте.

Часто за счет уменьшения потерь на трение удается продолжить работу более простым полиспастом и сохранить высокую скорость подъема.

Но в целом все зависит от конкретной ситуации, в которой должен применяться тот или иной вид полиспаста. Поэтому однозначные рекомендации дать невозможно.

Для того чтобы подобрать оптимальный полиспаст для работы в каждой конкретной ситуации спасатели должны знать основные плюсы и минусы каждой системы.

2.5.2. Общие рабочие характеристики простых полиспастов

Плюсы простых полиспастов:

* Просты и понятны в сборке и в работе.

* В простых полиспастах рабочий ход близок к рабочей длине полиспаста, так как они достаточно полно «складываются» в работе – 1й грузовой ролик вплотную подтягивается к станции. Это – серьезный плюс, особенно в тех случаях, когда общая рабочая длина полиспаста ограничена (например, короткая рабочая полка на скале и т.п.)

* Требуется передвигать только один схватывающий (зажим).

* При достаточном количестве людей, выбирающих веревку, простые полиспасты 2:1 и 3:1дают самую большую скорость подъема.

Минусы простых полиспастов:

* Большее (по сравнению со сложными полиспастами аналогичных усилий) количество роликов. Следовательно, большие общие потери на трение.

По этой причине в спасательной практике не применяются простые полиспасты больше чем 5:1. А при использовании карабинов нет смысла делать простой полиспаст больше чем 4:1

* При одинаковой общей рабочей длине простые полиспасты используют больше веревки чем сложные полиспасты аналогичных усилий. Рис.18


2.5.3. Общие рабочие характеристики сложных полиспастов.

Плюсы сложных полиспастов:

* При равном количестве роликов и схватывающих узлов (зажимов) позволяют создать полиспасты больших усилий. Например:

3 ролика требуется для сложного полиспаста 6:1 и простого 4:1.

4 ролика для сложного полиспаста 9:1 и простого 5:1. Рис. 19, 20.

* Требуют меньше веревки по сравнению с аналогичными простыми полиспастами. Рис 16.

* По сравнению с близкими по значению простыми сложные полиспасты дают больший фактический выигрыш в усилии, так как задействовано меньше роликов.

Например: в сложном полиспасте 4:1 работает 2 ролика, а в простом 4:1 – 3 ролика.

Соответственно в сложном полиспасте потери на трение будут меньше, а ФВ будет больше.

Пример на рис. 21:

В сложном полиспасте 4:1 (2 ролика) при использовании роликов с потерей на трение 20% ФВ составит – 3.24:1. В простом полиспасте 4:1 (3 ролика) – ФВ = 2.95:1

Минусы сложных полиспастов:

* Сложнее в организации.

* Некоторые конструкции сложных полиспастов требуют больше перестановок, так как для того чтобы снова растянуть полиспаст на всю рабочую длину, надо передвигать 2 схватывающих узла (зажима)

* При одинаковой рабочей длине, рабочий ход у сложных полиспастов меньше чем у простых, так как они не складываются полностью при каждом рабочем ходе (к станции подтягивается ролик, ближайший к тянущим, а 1й грузовой ролик останавливается, не доходя до станции). Это существенно снижает эффективность работы, особенно в тех случаях, когда общая рабочая длина полиспаста ограничена (например, короткая рабочая полка на скале и т.п.) Это также может осложнить работу на последних этапах подъема, когда надо поднимать груз на рабочую площадку.

* В целом существенно проигрывают простым полиспастам в скорости подъема.

Практические советы по работе со сложными полиспастами:

* Для того чтобы сложный полиспаст более полно складывался при каждом рабочем ходе, и требовалось меньше перестановок, необходимо разнести станции простых полиспастов, входящих в состав сложного. Рис.22


* Система сложного полиспаста требует меньше перестановок в работе, если простой полиспаст с большим усилием тянет за полиспаст с меньшим усилием.

Пример на рис.22А

А – полиспаст 6:1 (2:1 тянет за 3:1) В этом случае требуется переставлять 2 схватывающих узла.

Б – другая схема полиспаста 6:1 – 3:1 тянет за 2:1. Требуется перестановка только одного схватывающего узла (зажима). Соответственно система работает быстрее.


2.5.4. Во всех приведенных выше конструкциях полиспастов веревку необходимо тянуть в сторону грузовой станции. В горах, на ограниченной площадке или на стене тянуть снизу – вверх может быть очень тяжело и неудобно. Для того чтобы тянуть вниз и включит в работу свой вес, а также, чтобы не рвать спины, часто встегивают дополнительный стационарный ролик (карабин). Рис. 23 .

Однако, согласно Правилу полиспастов №1 – стационарные ролики не дают выигрыша в усилии. Потери на трение в такой схеме, особенно при использовании карабина, могут свести на нет все преимущества от тяги вниз.

б. Использовать комплексный полиспаст.

Комплексные полиспасты не являются ни простыми, ни сложными – это отдельный вид.

Отличительная особенность комплексных полиспастов – наличие в системе роликов движущихся навстречу грузу.

В этом заключается главное преимущество комплексных полиспастов в тех случаях, когда станция расположена выше спасателей и надо тянуть полиспаст вниз.

На Рис 25. приведены две схемы комплексных полиспастов, применяемых в спасработах.

Существуют и другие схемы, но они не находят применения в спасательной практике и в данной статье не рассматриваются.


Примечание :

Схема показанного на Рис. 25 комплексного полиспаста 5:1 приводится в книге «Школа альпинизма. Начальная подготовка» 1989года издания, стр. 442.

Основные недостатки комплексных полиспастов подобны недостаткам сложных полиспастов:

Комплексные полиспасты не складываются полностью, имеют малый рабочий ход и требуют много перестановок при каждом рабочем цикле. Например, схема 5:1 требует перестановки двух схватывающих узлов.

2.5.5. В тех случаях, когда усилия собранного полиспаста недостаточно, а длины тянущей веревки не хватает для сборки более мощной схемы, может помочь дополнительный полиспаст 2:1, присоединенный к концу веревки схватывающим узлом или зажимом.

Для этого достаточно иметь короткий конец веревки или сложенный в 2-3 раза репшнур, 1 ролик (карабин) и 1 схватывающий (зажим). Пример на Рис. 26.

Также для дополнительного полиспаста 2:1 может быть использована слабина грузовой веревки, как показано на рисунке из книги Ф. Кропфа. «Спасательные работы в горах» 1975 г. Рис. 26А


Это один из самых быстрых и простых в организации способов повысить усилие полиспаста – своеобразная «палочка – выручалочка». Добавив схему 2:1 к любому полиспасту вы автоматически получите 2х кратный теоретический выигрыш в усилии. Каков будет фактический выигрыш, зависит от ситуации.

О недостатках этой схемы уже сказано выше – это короткий рабочий ход и много перестановок (необходимо переставлять два схватывающих).

Однако случаются ситуации, когда этот способ может помочь. Например, такой способ нередко применяют в тех случаях, когда часть тянувших полиспаст спасателей вынуждена переключиться на выполнение других задач, а усилий оставшихся работать на полиспасте недостаточно и надо быстро повысить усилие.

2.5.6. На рисунке 27 приводится схема, так называемой «встроенной двойки».

Простой полиспаст 2:1 «встроен» в систему простого полиспаста 3:1. В результате получился полиспаст с ТВ 5:1. Этот полиспаст не относиться ни к простым, ни к сложным. Мне не удалось найти его точного названия. Название «составной» на рис. 27 и 27А придумано мной.

Несмотря на небольшой проигрыш в ТВ по сравнению со схемой на рис. 26 (5:1 против 6:1) эта система имеет ряд практических преимуществ:

* Это еще более экономичный способ, так как кроме веревки дополнительно требуется только один ролик (карабин).

* В работе этот способ требует перестановки только одного схватывающего (зажима) и потому более эффективен в работе.

* Еще один пример этого системы «встроенной двойки» показан на рис. 27А.

Здесь работает сложный полиспаст 10:1 – полиспаст 2:1 «встроен» в полиспаст 6:1.

Подобная система может применяться при вытаскивании пострадавшего в одиночку. В такой схеме неизбежны большие потери на трение и подъем идет медленно. Но в целом система довольно практична, работает хорошо и позволяет одному спасателю работать не надрываясь.

Часть C

2.6. Способы оптимизации расположения полиспаста на местности.

Здесь важно не только уменьшить трение о рельеф всей системы полиспаста или отдельных его частей. Также важно создать необходимое рабочее пространство для эффективной работы полиспаста.

2.6.1. Основной способ – это использование направляющих роликов (далее НР). Рис. 28


Направляющие ролики размещают на отдельной станции непосредственно над местом подъема (спуска).

Станция может быть размещена на скале, на дереве, на специальной или импровизированной треноге и т.п. см. рис.30-37.

При подъеме и спуске с наращиванием веревок используют направляющие ролики самого большого диаметра, через которые свободно проходит веревка с узлами.

Станция для направляющего ролика должна быть рассчитана на большие нагрузки.
рис. 29.


Что дает использование направляющих роликов*

Если коротко – то грамотное применение НР позволяет спасателям работать более эффективно и безопасно.

Ниже приведены примеры основных плюсов использования направляющих роликов:

* Сползание веревки под нагрузкой в сторону по краю рабочей площадки при работе спасателей (не важно – подъем это или спуск, скала или здание) крайне нежелательно и опасно перетиранием веревки!

Оптимально веревка должна подходить к краю под углом 90 0 . В противном случае неизбежно сползание грузовой веревки в сторону.

НР позволяет направить грузовую веревку под правильном углом к краю площадки. Рис. 31

* В тех случаях, когда нет подходящей рабочей площадки непосредственно над местом подъема или спуска, НР позволяет расположить грузовую станцию для спуска и подъема в стороне от линии подъема, в более удобном для работы месте.

Кроме того, расположение станции в стороне от линии подъема (спуска) снижает вероятность поражения спасателя, пострадавшего, грузовой и страховочной веревок камнями и т.п., которые могут быть сброшены работающими наверху спасателями.

* НР дает возможность полностью или частично поднять систему полиспаста над рельефом. Это существенно повышает эффективность работы за счет снижения потерь на трение полиспаста и его компонентов о рельеф. За счет этого также повышается общая безопасность работы, так как снижается вероятность перетирания, заклинивания или заедания какого либо компонента полиспаста.

* НР позволяет уменьшить или полностью исключить трение грузовой веревки об край (перегиб) рабочей площадки. Это также очень большой плюс с точки зрения безопасности.

* НР может существенно облегчить переход через край спасателя и пострадавшего, как на подъеме, так и на спуске. Это один из самых сложных и трудоемких моментов в транспортировке, особенно для сопровождающего спасателя.

Направляющие ролики исключительно широко применяется профессионалами в самых разных ситуациях, как в горах, так и в техногенных условиях. Поэтому хочу проиллюстрировать этот способ оптимизации расположения полиспастов на местности поподробнее. Рис. 30-37.


НР позволяет:

* Поднять переправу выше.

* Удобно расположить систему полиспаста.

* Тянуть полиспаст вниз.

* Регулировать натяжение переправы в процессе работы.

Важно ! При сильном натяжении переправы возникают очень большие нагрузки на крайние точки крепления переправы. Рис. 38.


Выводы из приведенной выше схемы следующие:

* Следует избегать чрезмерного натяжения переправ – это опасно!

Например:
При одновременной переправе по сильно натянутой переправе двух человек (Пострадавший и сопровождающий. Общий вес ~ 200кг), за счет неизбежного раскачивания переправы, пиковые нагрузки на крайние точки могут достигать 20 KN (2000кг) и выше! Такая нагрузка близка к пределу прочностных характеристик альпинистских карабинов, оттяжек и веревок (с учетом потери прочности веревки в узлах).

* Все точки крепления переправы, включая станцию крепления направляющего ролика и все её компоненты, должны быть исключительно надежны!

Продолжение следует…

Блоки и полиспасты — простые механизмы, использующиеся для поднимания грузов или с приложением небольших усилий, или с приложением усилий в удобной для пользователя позиции.

Блоки и полиспасты состоят из двух деталей: колеса с окружным желобом (шкивом) и веревки или троса. Блоком, как правило, называют устройство, состоящее из одного шкива в оправе с подвесом и одного троса. Полиспаст — комбинация шкивов и тросов. Принцип его работы похож на работу рычага — выигрыш в силе сказывается на увеличении расстояния при теоретическом равенстве совершаемых работ.

Эти механизмы могут использоваться независимо от других грузоподъемных агрегатов, таких как: лебедки, тали, подъемные краны, а также как их части.

На рисунках показан принцип работы блока и полиспаста :

На рис.1,а груз весом W1 поднимают с помощью одиночного блока усилием P1, равным весу. На рис.1,б груз W2 поднимают простейшим кратным полиспастом, состоящим из двух блоков, усилием P2, равным только половине веса W2. Воздействие этого веса делится поровну между ветвями троса, на которых шкив B2 подвешен к шкиву A2 с помощью крюка C2. Следовательно, для того чтобы поднять груз W2, к ветви троса, проходящей через желоб шкива A2, достаточно приложить силу P2, равную половине веса W2; таким образом, простейший полиспаст дает двойной выигрыш в силе. Рис.1,в поясняет работу полиспаста с двумя шкивами, каждый из которых имеет два желоба. Здесь усилие P3, необходимое для поднятия груза W3, составляет лишь четверть его веса. Это достигается благодаря распределению всего веса W3 между четырьмя тросами подвеса блока B3. Отметим, что кратность выигрыша в силе при подъеме тяжестей всегда равна числу тросов, на которых висит подвижный блок B3.

Рис. 2

В прошлом в качестве троса для блоков и полиспастов использовался гибкий и прочный пеньковый канат. Его сплетали косой из трех прядей, каждая из которых состояла из множества мелких прядей. Полиспасты с такими канатами применялись везде, где необходимо было подниматься грузы: на морских суднах, в сельском хозяйстве, на стройках. Самые сложные из них (рис. 2) часто использовались на парусных судах. Там они были необходимы для работы с парусами, деталями рангоута и другой перемещаемой оснастки.

Со временем на смену пеньковым кантам пришли стальные тросы и тросы из синтетических и минеральных волокон. Они более прочны и износоустойчивы. Полиспасты со стальными тросами и многожелобковыми шкивами являются неотъемлемыми частями грузоподъемных механизмов всего современного грузоподъемного оборудования. Шкивы блоков обычно вращаются на роликовых подшипниках и все их движущиеся поверхности принудительно смазываются.

Всегда являлась приоритетом. В связи с этим уже достаточно давно было изобретено приспособление, которое поспособствовало значительному облегчению физического труда рабочих, задействованных в проведении операций по подъему или опусканию различных предметов. Название этого устройства – полиспаст. Что это такое, мы рассмотрим в данной статье.

История создания и определение

Никто достоверно не знает, когда же именно появились и стали эксплуатироваться механизмы для перемещения в пространстве тяжестей. В первую очередь отметим: полиспаст (что это такое, может также подсказать техническая литература) – система блоков и канатов, позволяющая значительно упростить и ускорить проведение запланированных работ с тяжеловесными объектами.

Изучение таких архитектурных памятников, как пирамиды Хеопса в Египте, Великая Китайская стена и прочих стародавних сооружений однозначно подтверждает, что полиспасты, назначение и устройство которых будет рассмотрено ниже, были изобретены несколько тысяч лет назад. Вполне очевидно, что изначально они характеризовались примитивностью.

Общая информация

Давайте попытаемся как можно более детально изучить полиспаст. Что это такое с технической точки зрения? По своей сути он представляет собой группу блоков, собираемых в специальные обоймы, через которые проходит либо цепь, либо канат. Самый простой полиспаст – один блок с протянутым через него тяговым элементом. Такой вариант схемы позволяет снизить в два раза усилие тяги, которое требуется для перемещения груза.

Классификация

Полиспасты делятся на две большие группы: силовые и скоростные. Зачастую на практике используются силовые аналоги, позволяющие значительно снизить натяжение троса. Кстати, это усилие можно вычислить достаточно просто. Для этого потребуется разделить массу груза на имеющуюся кратность полиспаста. Возникает вопрос: что же такое кратность? Ответ: кратность – отношение количества ветвей органа, на котором расположился груз, к числовому значению ветвей, которые наматываются уже на барабан. Такое определение применимо к силовым полиспастам. Что касается скоростных полиспастов, то здесь кратностью является значение, получаемое от деления скорости ведущего конца каната на скорость ведомого.

В скоростных полиспастах рабочее усилие прилагается к подвижной обойме, груз же, в свою очередь, закрепляют на свободном конце троса. Выигрыш в скорости во время эксплуатации полиспаста такого типа возникает благодаря наращиванию расстояния подъема предмета.

Изменение кратности

Полиспасты (назначение и устройство их за годы существования в своей основе остались неизменными) допускают введение или удаление из системы дополнительных блоков. За счет этого и обеспечивается получение требуемой кратности. Если кратность четная, то в таком случае свободный конец каната закрепляется на стационарном конструктивном элементе. Если же кратность является нечетной, то этот же конец присоединяют к обойме с крюком.

В силовых полиспастах увеличение кратности позволяет уменьшить диаметр каната и, соответственно, габариты барабана и блоков. Все это в итоге приводит к снижению общей массы всей системы, уменьшению Но в то же время потребуется большая длина каната.

Разделение по количеству ветвей

Полиспаст (что это такое, теперь вы уже, очевидно, поняли) может быть одинарным или сдвоенным в зависимости от количества ветвей. В первом случае гибкий элемент перемещается вдоль оси барабана. Такой вариант имеет недостаток, который заключается в нежелательном изменении нагрузки на опоры барабана, а при отсутствии свободных блоков (то есть канат с подвески сразу же наматывается на барабан) предмет будет перемещаться не только по вертикали, но и по горизонтали.

Сдвоенный полиспаст предусматривает закрепление обоих концов каната на барабане. Примером может служить полиспаст для лебедки. С целью исключения перекоса применяют уравнительные блоки или балансиры. Чаще всего такая система эксплуатируется в козловых или мостовых или тяжелых кранах башенного типа.

Особенности

Абсолютно любой полиспаст, принцип действия которого в целом схож с работой рычага, хорош тем, что не требует от пользователя каких-либо специальных навыков, однако обязывает быть крайне осторожным, поскольку, как и любой другой таит в себе опасность и способен травмировать. Кроме того, эксплуатация полиспастов показывает, что применяемые в их системах тяговые элементы не обладают идеальной гибкостью и наделены некоторой жесткостью. Именно поэтому набегающая ветвь каната не способна моментально лечь в ручей блока или барабана, а сбегающая ветвь не может сразу же выпрямиться. Лучше всего это видно в момент использования канатов из стали.

Правила полиспастов

Каждый полиспаст ручнойработает на основе законов физики, и потому его функционирование соответствует нескольким достаточно простым правилам, с которыми желательно ознакомиться.


Отдельного внимания заслуживает сложный полиспаст. Сам по себе он представляет совокупность простых полиспастов, каждый из которых тянет за собой другой. Таким образом между собой могут быть смонтированы несколько полиспастов. Данная разновидность наиболее часто применяется в момент проведения спасательных работ.

В заключение будет правильным сказать следующее: полиспаст (принцип действия его достаточно легко понять при внимательном изучении вопроса) был, остается и, скорее всего, будет еще очень долгое время верным помощником человека в решении множества насущных вопросов, связанных со строительством, монтажом, погрузкой, разгрузкой и прочими операциями, которые являются достаточно трудоемкими. Основной проблемой, устранение которой полностью на сегодняшний день не представляется возможным по причине опять-таки идеально работающих физических законов, является наличие силы трения в системе.

назначение и устройство, их кратность

Введение

Полиспаст – это подъемная конструкция, которая была изобретена еще во времена великого мыслителя Архимеда. Сейчас нельзя точно установить, кто был тем самым гением, но уже упомянутый философ также прикладывал свою руку к развитию этой конструкции. Иначе еще называют системой блоков, из-за основного назначения и имеющихся в то время противовесов, в виде блоков известняка.

Блоки и полиспасты, назначение и устройство которых сейчас для обычного человека, привыкшего к высоким технологиям, выглядит довольно примитивно. Но стоит учесть тот факт, что именно благодаря этому механизму были построены великие исторические сооружения, такие как пирамиды, Пантеон, Колизей и тому подобные. Но технология не осталась на страницах учебников, а продолжала свое развитие, адаптируясь под появляющуюся технику и нужды людей.

Описание и устройство полиспастов

Сама по себе конструкция представляет устройство для поднятия грузов с использованием специальных блоков соединения и канатами между ними. Используя правило рычага и силу трения конструкция приходит в действие увеличивая силу или скорость подъема объекта. Имеются разные типы полиспастов, которые различаются по количеству блоков, канатных соединений, грузоподъемности и прочим конфигурациям.

Система в свою очередь состоит из подвижных и неподвижных элементов, по которым проведены канаты, создающие натяжение и обеспечивающие транспортировку груза. Неподвижный элемент представляет собой основную конструкцию, которая крепится к технике или статичной планке, а подвижный элемент присоединяется к грузу. Поэтому первый должен быть способен выдержать большое давление, а второй равномерно его распределить.

Нижний или подвижный блок обычно оснащен специальным креплением, в виде крюка, мощного магнита, карабина и так далее. Верхний блок имеет специальные ролики, по которым проводится канат и от количество роликов зависит оказываемое давление на каждый канат в отдельности. А это означает что для подъема больших тяжелых грузов требуется соответствующие количество роликов и рабочих ветвей.

В видео рассказывается и демонстрируется, как работает полиспаст, а также раскрываются его преимущества

Назначение

Учитывая тот факт, что этому изобретение больше двух тысяч лет, оно применялось для выполнения невообразимого количество работ и задач. За частую это строительная сфера, где полиспасты используются в подъемных кранах, лебедках и тому подобное. Также механизму нашли применения на суднах, для спуска и подъема спасательных шлюпок. Некоторое время использовался в первых прототипах лифта, до появления гидравлических и электрических приводов.

Полиспасты, назначение и устройство, кратность их менялось и находило применение в спорте, а именно, в скалолазание и других экстремальных занятиях на больших высотах. Также долгое время спасательные отряд в горных местностях были оснащены устройствами, чтобы вытаскивать пострадавших из труднодоступных мест. Еще часто можно встретить использование блоков в электрических проводках, а точнее для создания натяжения кабельной сети.

Разновидности полиспастов

Все полиспасты можно разделить на две категории:

Исходя из названия определяется и основе назначение каждого вида. Первый самый распространённый и используется для поднятия грузов, в точности, каким и был изобретен. Скоростной вариант — это видоизменённая конструкция, где большие усилия направлены на увеличение скорости транспортировки. По этому принципу создаются канатные дороги на горнолыжных курортах.

Кроме этого различие заключается в количестве роликов и рабочих ветвей, а также прочими модификациями. К конструкции может быть подключен электрический привод и стоппер. Еще разница заключается в материала каната, ведь он может быть представлен в виде:

  • металлического каната;
  • железной цепи;
  • электрического кабеля.

В строительной технике чаще всего используется второй вариант, из-за прочности материала. Веревочные канаты используются чаще всего в туризме, спасательных операциях и так далее. Использование железной цепи встретить можно очень редко, это узконаправленные разновидности для определенных работ.

Подъемник с в домашних условиях

Порой в быту появляется нужда в поднятии тяжелого груза, но не у всех людей есть возможность подогнать к порогу строительный кран, от чего приходится выкручиваться. И тут на помощь как раз сможет прийти система блоков. Полиспасты, назначение и устройство которых может показаться довольно сложной в конструировании, но при должной подготовки, создание такой конструкции в домашних условиях не составит проблем. Все производится в четыре этапа:

  • Расчеты. Они производятся с учетом ваших целей и задач, а именно, параметры рабочего помещение, наличие в нем ограничений, вес груза и расстояние на которое нужно произвести транспортировку. Нужно зафиксировать все эти данный для составления чертежа и выбора конструкции.
  • Создание чертежа. Если в этом деле нет опыта, то лучше обратится к человеку с опытом и инженерным образованием, который сможет сократить время на создание модели на бумаге. Если помощи взять неоткуда, то лучше обратится в интернет и посмотреть рабочие чертежи базовых конструкций. Каждая из типов будет эффективна в определённых условиях, замеры которых вы сделаете ранее.
  • Подбор материалов. Подбор стоит начинать уже на первых этапах, а именно отталкиваться от уже имеющих вещей и тех, что можно приобрести. От вашего чертежа и расчетов зависит, какие детали будут нужны и какой материал лучше использовать. Покупайте в силу своего бюджета и с заделом на дальнейшее использование. Сильно экономить не стоит, иначе конструкция может подвести в самый ответственный момент.
  • Конструирование. Этот шаг самый простой из всех, потому что здесь нужно лишь соблюдать план и делать на совесть.

При определённой сноровке и подготовленности может получится очень добротная рабочая модель, которая не будет уступать строительным аналогам. Но если задачи не слишком амбициозные, то сильных затрат это не потребует. Для надежности можно в создании использовать уже готовый части из строительных полиспастов.

Заключение

Полиспасты просты в устройстве, но их назначение важно, потому что благодаря им можно изводить сложнейшие грузоподъемные манипуляции. Строительство зданий, проведение линий электрических кабелей, установка фуникулера или спасательная операция, в любой из этих ситуациях надежность исполнения может гарантировать система блоков.

Полиспасты. Назначение и устройство | ПроИнструмент

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

Устройство полиспаста и условия его работы

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

В состав полиспаста входят следующие составляющие:

  1. Блоки с неподвижными осями
  2. Блоки с подвижными осями.
  3. Обводные блоки.
  4. Обводочные барабаны.

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

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

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

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

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

Эксплуатационные характеристики полиспастов и их выбор

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

  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.


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

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

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

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

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

Запасовка полиспастов

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

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

Различают следующие схемы запасовок:

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

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

Полиспасты: назначение, устройство, виды

Необходимость поднимать и передвигать грузы возникла еще в глубокой древности по всему миру при возведении Колизея, Великой Китайской стены и т. д. Наши предки изобрели механизм под названием «полиспаст», основной принцип работы которого до сих пор актуален. Он состоит из множества блоков, их затягивают тросом. Практически у всех полиспастов назначение и устройство одинаково. По потребностям сборку рассчитывают на том, чтобы усилить показатели в силе и скорости.

Назначение и применение полиспаста

Грузоподъемные механизмы конструктивно отталкиваются от правила рычага и силы трения, чтобы увеличить силу или скорость подъема объекта. Два ключевых элемента устройства полиспаста составляют основу работы данного механизма:

  • Неподвижный шкив является элементом, который прикрепляется к технике или иному крепкому статичному элементу. Он выполняет функцию распределения давления между элементами конструкции.
  • Подвижный шкив, присоединяясь к грузу при помощи оснащенного крюка, должен выдержать максимально возможное давление и поддержать работоспособность механизма.

Тросы соединяют элементы конструкции. Неподвижный шкив состоит из роликов, по каждому из которых проводится цепь или канат, что позволяет сократить давление на каждый ролик путем увеличения количества рабочих ветвей, таким образом для подъема тяжелого груза нужно рассчитать и организовать подходящее количество роликов.

  • Полиспаст на кране подъемном используется с усиленными силовыми показателями, его также применяют на такелажных приспособлениях, на малых судах. Подвесные конструкции, в которых натягиваются подвесные силовые линии, машины, переправы, перила, подъемные конструкции в спорте уже много лет практикуют использование полиспастов для облегчения работы.
  • Полиспасты с усиленными скоростными показателями применяются гидравлических и пневматических системах подъема.
  • Когда нужно поднять или спустить тяжелые объекты необходим механизм, который способен поддержать постоянное давление на опорах мостового, козлового и консольного кранов, активно применяется сдвоенный грузоподъемный механизм.

Одной из главных характеристик подобного механизма по праву считается его кратность. Данная характеристика этого устройства рассчитывается следующим образом:

  • скорость, с которой движется подвижная ветвь механизма ÷ скорость, с которой поднимается груз;
  • число ветвей троса с подвешенным грузом ÷ число ветвей троса, присоединенных к барабану.

При подобном расчете мы определяем мы можем определить коэффициент выигранной силы или скорости по итогу использования данного механизма. Изменить кратность полиспаста можно, добавляя или удаляя дополнительные шкивы системы, соблюдая следующие условия:

  • Если дополнительные шкивы суммарно составили нечетное количество, их нужно прикрепить конец троса на неподвижном шкиве.
  • Если дополнительные шкива суммарно составили четное количество, их нужно прикрепить конец троса на крюковую обойму.

Устройство

Таким образом, мы видим схему простейшего устройства полиспаста:


Барабан привода изображен при помощи большого круга, небольшие круги обозначают шкивы системы. На схеме указаны два вида запасовки троса/ цепи:

  • Схема полиспаста слева отображает фиксацию одного конца каната/цепи на неподвижном шкивы, а второго — на барабане привода.
  • Схема справа отображает фиксацию троса/цепи на тяговом механизме, а также на оси подвижного элемента.

Более продвинутые системы полиспаста состоят из трех и более подвижных и неподвижных частей, которые затягиваются канатом при определенной последовательности. Усложненная схема полиспаста выглядит следующим образом:

Работает полиспаст при помощи двух неподвижных шкивов, которые закреплены на поверхности, и два — подвижных. Два его шкива неподвижно закреплены к поверхности, другие — движутся. Подобная схема примерно в четыре раза сокращает давление, оказываемое на привод при тяговом усилии на трос. Точность этой примерно разницы составляет 93-97%, изменяясь в зависимости от качества использованных элементов и точности исполнения конструктивных решений.

Если потребуются определить точный КПД действия полиспаста или рассчитать схему подъема сложного механизма, нужно обратиться к точным формулам. К тому же, без них нельзя обойтись из-за того, что создать идеальные условия в обычной жизни практически невозможно и потому что на конструкцию также действует сила трения, которая создается при движении шкивов по канату/цепи в процессе вращения ролика вне зависимости от используемых подшипников. К негативным факторам дополнительно относится отсутствие на стройплощадке и в комплекте стройтехники гибкого и податливого каната. Жесткость стальных тросов и цепей вынуждает прикладывать дополнительные усилия для перемещения груза, что также важно учитывать.

Существует уравнение моментов сил для полиспастов:

Элементы формулы расшифровываются подобным образом:

  • Sс– сила движения сбегающего веревки/цепи.
  • Sн – сила движения набегающего веревки/цепи.
  • q*Sн– усилие, которое нужно приложить для сгибания или разгибания веревки/цепи с учетом жесткости этого каната равному q.
  • N*f – сила трения, учитывая коэффициент трения в блоке равному f.

Если необходимо определить момент, все силы нужно умножить на плечо, которое равняется радиусу шкива R.
Сила, с которой набегает и сбегает веревка/цепь образуется, когда нити веревки/цепи начинают взаимодействовать и создают трение. Учитывая тот факт, что усилие, которое нужно приложить для сгибания или разгибания веревки/цепи оказывается ниже вышеперечисленных, регулярно пренебрегают расчетом воздействия на ось блока:
Это уравнение расшифровывается следующим образом:
N – уровень воздействия на ось блока.
Sн – сила движения набегающего веревки/цепи (можно использовать значение принимается примерно равным Sс).
sin(a) – градус угла. с которым отклоняется веревка/цепь от оси.

Далее получаем формулу расчета КПД блока полиспаста:

Принцип работы полиспаста

Сквозь статичный шкив для подъема груза перекидывается канат/цепь, груз поднимается при прикладывании усилий, сопоставимых с исходным весом. Через эту конструкцию пропускается цепь. Высота, на которую поднимается груз должна быть равной длине каната. Такая схема не позволяет сократить ни силовые, ни скоростные показатели процесса перемещения груза.

Вдвое сократить затраченные усилия при применении грузоподъемного механизма возможно, конец веревки фиксирует систему на статичном шкиве, а специальный подвижный ролик и крюк подвешивается к грузу. В таком случае подвижный шкив механизма передвигается параллельно грузу и усилия, которые нужно затратить на его подъем, сокращаются. В этих несложных манипуляциях и основывается работа подобного грузоподъемного устройства.

Главная задача неподвижных блоков — создать путь перемещения каната/веревки, не давая сократить затрачиваемые усилия. Подвижные шкивы, прикрепляясь к грузу, способны выиграть в усилиях. Можно двукратно сократить прилагаемые усилия на подъем груза, при помощи увеличения состава системы конструкции на парные шкивы, состоящие из подвижного и статичного шкивов, отталкиваясь от количества подвижных роликов.

Виды полиспастов

Силовыми механизмами называются системы, позволяющие экономить усилия на поднятие или перемещение груза за счет сокращения скорости его поднятия или перемещения, таким образом, сэкономленные усилия обратно пропорциональный затраченной скорости.
Также существуют скоростные механизмы, рычагом в таких системах является веревка, но усилия направляются на скорость подъема груза, что очень актуально для гидравлических систем.
Существуют следующие виды полиспастов:

  • Одинарные силовые полиспасты, в таких системах груз необходимо подвесить к подвижному блоку, а рабочие ветви берут на себя тяговые усилия. При использовании силовых систем нужно учитывать необходимость наличия у барабана нарезки в одну сторону, так как один конец канта/цепи будет прикрепляться к нему, а второй — к неподвижному блоку или обойме крюка.
  • Скоростные полиспасты, в таких системах груз необходимо подвесить к концу рабочей ветви, а усилия прикладываются в отношении подвижного блока.
  • Сдвоенные силовые полиспасты, в таких системах груз оба конца веревки/цепи прикрепляться к барабану с нарезкой в две стороны. Уравнительный верхний блок выравнивает длину ветвей каната, в случае если они неровно вытянуты.

Что влияет на эффективность подъемника?

В предыдущих разделах статьи упоминалось о приблизительной кратности полиспастов. что округляется в большую сторону. Однако в реальном использовании механизма, она часто оказывается ниже указанного. Какие же факторы влияют на подъемник и его эффективность?

Нужно обратить внимание на следующие вопросы:

  • Сколько блоков было использовано?
  • Из какого материала сделана веревка/канат?
  • Какой тип подшипников был использован?
  • Качественно ли были смазаны все элементы полиспаста?
  • Был использован канат расчетного диаметра и длины?
  • Чему был равен градус угла каната и плоскости ролика?

Как крепится веревка к механизму?

Существует несколько способов крепления этой конструкции к цепи:

  • Необходимо применять репшнуры и обмотать узлами в 3-6 оборота.
  • Прикрепить конструкцию можно также при помощи различных зажимов.

Запасовка полиспастов

В момент, если возникает необходимость изменить скорость или высоту подъема груза проводят запасовку, а именно изменяют расположение блоков и межблочное расстояние.

Запасовка полиспастов используется в следующих формах:

  • Однократная запасовка, являясь наименее эффективной, применяется на стреловых кранах, где крюк подвешивается на 1 цепи, проводится через все статичные шкивы и наматывается на барабан.
  • Двукратная запасовка, применяясь на балочных кранах со стрелами, с одной стороны цепи прикрепляется к началу стрелы, а другой конец цепи пропускаются через обводной барабан и закрепляется лебедкой.
  • Четырехкратная запасовка является наиболее мощной и популярной в связи с большой грузоподъемностью. Ее особенностью является использования поочередно схемы двукратной и однократной запасовок, прикрепляя каждый блок к крюковой подвеске.
  • Четвертый вид запасовки предусматривает дополнение подвижных роликов одной или двумя подвижными обоймами.

Современная жизнь, как и жизнь наших предков несколько тысячелетий назад, очень сильно бы усложнилась при отсутствии такого полезного механизма. Начав историю своего использования со строительства и машиностроения, полиспаст стал обязательным элементом обыденной жизни. В связи с этим, знать, что это и как им пользоваться, должен каждый.

Полиспаст. Назначение и устройство, схема, виды.

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

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

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

Схема полиспаста

Вот простейшая схема полиспаста.

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

Какие же нагрузки возникают в этом случае?

Расчет полиспаста

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

Устройство и виды полиспастов

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

  • силовой полиспаст
  • скоростной полиспаст

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

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

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

Кратность полиспаста

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

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

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

Назначение и применение полиспаста

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

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

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

 

Полиспаст. Виды и устройство. Применение и особенности

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

Элементы полиспаста

В состав простейшего полиспаста входят:

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

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

Как устроен полиспаст

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

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

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

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

Главный недостаток полиспаста

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

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

Почему на практике выигрыш в силе меньше расчетного значения

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

Причина этого в прочих условиях:
  • Материале троса.
  • Типе подшипников.
  • Диаметре каната.
  • Углу между канатом и средней плоскостью ролика.

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

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

Полиспаст на карабинах

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

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

Виды

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

  • Назначению.
  • Количеству блоков.
  • Сложности схемы.

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

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

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

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

Область использования

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

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

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

Виды полиспастов в продаже

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

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

Похожие темы:

Устройство, принцип работы и виды полиспастов, обзор систем

Вес предметов бывает таким, что одному, а то и впятером, сдвинуть их с места вручную не получается, а надо. В таких случаях пригодится самодельное приспособление для подъема тяжестей или их перемещения. Ручная лебедка — самое востребованное устройство в таком деле. Для гаража ручную лебёдку своими руками сделать совсем нетрудно даже в домашних условиях. Но сначала нужен расчет и чертеж механизма.

Общим у блочка для подъема груза и строительного крана является использование идеи увеличения силы – правила рычага. Для того чтобы уравновесить груз на короткой стороне рычага, нужно приложить к длинной его стороне усилие меньше настолько, насколько короткое плечо меньше длинного. Соотношение сил на концах рычага называется передаточным числом.

Уравновесить и даже поднять тяжесть можно с усилием меньше его веса, но проделанный концом длинного рычага путь будет длиннее, чем у короткого, настолько же, насколько меньше сил для подъема было приложено. Выигрыша в работе (F1*L1=F2*L2) нет, но это и не требуется.

Использование закона Архимеда воплощается в разные подъемные механизмы, а как — зависит от назначения подъемника. Конструкции различаются по передаточному числу, принципу передачи усилия, мобильности, прочности, используемой энергии. Самые востребованные для самостоятельного изготовления виды:

Проще этого устройства для перемещения тяжелых предметов есть только металлический лом. Главный элемент – колесо с фаской по середине внешней поверхности, ось которого закреплена на потолочной балке. Через него можно перекинуть таль, и подъемник с передаточным числом 1 к 1 готов. Для увеличения рычага пропустим таль еще через одно незакрепленное колесо, ось которого соединена с грузом, а таль закрепим наверху конструкции.

Передаточный коэффициент станет равен 2. Теперь прикрепим к потолку еще одно колесо, а конец тали пропустим через него, закрепив на оси нижнего колеса. Передаточный коэффициент станет равным 3. И так далее, добавляя по одному колесу и меняя место крепления тали, можно увеличивать передаточное значение.

Расположение колес относительно друг друга может быть разным.

Наиболее компактны конструкции с одноосным расположением колес. В конструкции таких устройств две обоймы колес. Изучив чертежи полиспаста, своими руками собрать его не составит труда. Потребуются две обоймы:

Конец тали закрепляется на одной из обойм.

Есть у полиспастов и недостатки. Для увеличения передаточного числа на 1 нужно каждый раз добавлять одно колесо, в результате растет вес механизма. Кроме того, для сгибания троса на каждом колесе тратится сила, снижая КПД устройства. Можно снизить эти потери, увеличив диаметр колес, но одновременно произойдет увеличение веса и габаритов полиспаста. Этих недостатков нет у другого вида подъемников.

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:

Как сделать лебедку своими руками, используя червячную передачу, можно посмотреть на чертеже:

Трещотка в такой конструкции не нужна, передаточное число, когда гребень червяка проходит по каждому зубу шестерни, равно количеству зубьев шестерни, умноженному на соотношение длины рукояти к радиусу червяка. Но существенным недостатком будет трение между зубцами и гребнем. Требуется постоянная смазка механизма.

С гораздо меньшим трением работает редуктор из шестеренок. При использовании принципа передачи силы парой шестеренок разного диаметра ручную барабанную лебедку своими руками проще всего сделать так:

Обратите внимание, что стопор в таких устройствах необходим. Такая конструкция применяется при небольшой высоте или длине перемещения груза. Увеличить расстояние перемещения поможет тросоукладчик, равномерно распределяющий трос по длине цилиндра. Проще всего результат получить, применяя подпружиненную пластину или стержень, прижимающие трос к барабану:

Самое популярное применение рычажных подъемных механизмов — это автомобильный домкрат. В качестве универсального устройства его применяют реже, так как высота подъема невелика и ограничена.

В домашних условиях можно использовать подручные материалы и готовые передаточные узлы. Например, трещетка, используемая в автомобиле КАМАЗ для выравнивания тормозного усилия — это готовый червячный передаточный механизм.

Сочетая блоковые механизмы с барабанными лебедками, можно работать, компенсировав недостатки каждого вида подъемников. Например, в полиспастах не предусматривают фиксатор, исключающий обратное движение тали, а барабанные лебеди устраняют это очень просто. Зато угол между вектором подъемной силы и вектором веса у полиспаста может быть практически любым, чем не могут похвастать лебедки.

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

Одним из механизмов для подъема грузов является полиспаст.

Что такое полиспаст, зачем он нужен и где применяется?

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

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

Устройство и принцип работы

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

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

На выигрыш в силе влияют такие факторы:

  1. Количество роликов.
  2. Длина веревки.

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

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

Виды полиспастов

Полиспасты делятся по нескольким признакам:

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

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

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

  • количество блоков;
  • материал троса;
  • тип подшипников;
  • качество смазки всех осей;
  • диаметр и длина каната;
  • угол между канатом и средней плоскостью ролика.
Как крепится веревка к механизму?

Закрепить грузоподъемный механизм к тросу можно следующими способами:

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

Что такое запасовка, как она делается и какой бывает?

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

Схемы запасовки бывают:

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

Как сделать полиспаст своими руками?

Рассмотрим схему создания двукратного полиспаста.

Понадобится:

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

Пошаговая конструкция:

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

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

Источник: RemBoo.ru

Устройство и принцип работы полиспаста

Древние египтяне и Архимед, не задаваясь вопросом о том, полиспаст ― что это такое, уже пользовались им для перемещения тяжестей. Он и поныне широко применяется во всех подъёмных механизмах, в спорте, в быту, а также используется спасателями. С тех пор схема этого устройства претерпела значительные изменения, но принцип действия не изменился.

Устройство

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

Принцип работы полиспаста

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

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

Кратность

Это основная характеристика, показывающая, во сколько раз полиспаст теоретически увеличивает усилие или скорость. Величина кратности определяется количеством ветвей троса, между которыми распределена нагрузка и может быть чётной или нечётной. В первом случае свободный конец троса закрепляется на неподвижной части грузоподъёмного механизма, а во втором прицепляется к обойме крюка.

Может показаться, что увеличивая число блоков можно бесконечно умножать усилие.

Однако никто не отменял трение, на преодоление которого даже в лучших моделях шкивов тратится не менее 10% усилий. Поэтому если подсчитать реальный выигрыш с учётом трения для полиспаста кратностью 5:1 (5*0,9*0,9*0,9*0,9 = 3,28), результат окажется более скромным. А если вместо блоков использовать карабины (например, в альпинизме), у которых потери на трение значительно больше выигрыш будет ещё скромнее.

Классификация

Полиспасты, назначение и устройство которых не изменилось за прошедшие века, могут быть силовыми и скоростными. Первые применяются на грузоподъёмных механизмах, а вторыми оборудуются подъёмники. По исполнению они изготовляются:

  1. Простые схемы, состоящие из линейной последовательности блоков. Они соединяются между собой и с грузом общим канатом.
  2. Сложные. Это система, в которой последовательно соединены не отдельные блоки, а несколько самостоятельных механизмов. Такое решение позволяет создавать схемы полиспастов с большой кратностью при малом количестве блоков. Например, соединение полиспастов, обладающих кратностью 2:1 и 3:1, даст выигрыш в 6 раз при использовании всего трёх блоков. За счёт меньших потерь на трении реальный результат будет более высоким, нежели у простой конструкции с аналогичными параметрами.
  3. Комплексные полиспасты занимают отдельное место. Это система полиспастов из простых и сложных механизмов, соединённых таким образом, что блоки при подъёме движутся навстречу нагрузке.

Полиспласт как выглядит, фото

Как сделать полиспаст самостоятельно

В домашнем хозяйстве нет необходимости ежедневно поднимать тяжести, поэтому для разовых работ можно сделать подъёмное устройство своими руками. Всё, что потребуется для этого найдётся в мастерской запасливого хозяина:

  • стальные шпильки с резьбой;
  • подшипники;
  • ролики;
  • верёвка;
  • крюк.

Подшипник вставляют в ролик и насаживают на шпильку. Накручивают гайку и стопорят её, чтобы не тратить зря усилий на прокручивание получившегося вала. К шпильке крепится крюк или стропы. Один конец верёвки, пропущенной через сделанный блок, закрепляют на неподвижной опоре, а за другой тянут вверх при подъёме груза. Получился простейший полиспаст кратностью 2:1.

Поскольку работать с таким механизмом неудобно следует сделать ещё один блок и, закрепив, пропустить через него верёвку. Теперь её можно будет тянуть вниз и даже соединить с лебёдкой. Кроме улучшения условий работы, это обеспечит возможность, при необходимости, фиксации груза в любом промежуточном положении.

Для полиспаста, сделанного своими руками, лучше использовать верёвку, а не стальной трос. Её преимуществом является то, что она позволяет быстро собрать или разобрать конструкцию. Выбирать следует статические виды, которые не растягиваются. Динамические типы «съедают» часть выигрыша в силе.

Источник: instrument.guru

Полиспаст своими руками – чтобы стать сильней в несколько раз!

Для подъема больших грузов человек не очень силен, но он придумал очень много механизмов, которые облегчают данный процесс, и в данной статье мы обговорим полиспасты: направление и устройство систем такого типа, а еще попытаемся выполнить самый простой вариант подобного устройства собственными руками.

1 Как мы упрощаем подъем грузов?

Грузовой полиспаст – это система, которая состоит из канатов и блоков, благодаря которой можно выиграть в эффектной силе при потере в длине. Принцип очень простой. В длине мы проигрываем именно столько, во сколько раз оказался выигрыш в силе. За счёт этого золотому правилу механики можно приподнимать грузы большой массы, не прилагая при этом немалых усилий. Что как правило не очень критично. Приведем пример. Вот вы выиграли в силе в 8 раз, при этом вам потребуется вынуть веревку длиной в 8 метров, чтобы поднять объект на высоту 1 метр.

Использование подобных устройств для Вас обойдется доступнее, чем аренда крана для подъемных работ, более того, вы можете сами контролировать выигрыш в силе. У полиспаста имеется две противоположные стороны: одна из них неподвижная, которая фиксируется на опоре, а остальная – подвижная, которая цепляется на самом грузе. Выигрыш в силе выполняется благодаря подвижным блокам, которые закрепляются на подвижной стороне полиспаста. Неподвижная часть служит исключительно для перемены пути движения самой веревки.

Виды полиспастов выделяют по проблемы, четности и кратности. По проблемы есть обычные и трудные механизмы, а кратность означает умножение силы, другими словами, если кратность будет равна 4, то в теории вы выигрываете в силе в 4 раза. Также нечасто, но все таки применяется скоростной полиспаст, подобный вариант предоставляет выигрыш в скорости перемещения грузов при совсем небольшой скорости компонентов привода.

2 Как работает обычная блочная конструкция?

Рассмотрим сначала простой монтажный полиспаст. Его можно получить при добавлении блоков на опору и груз. Дабы получить нечётный механизм, следует укрепить конец верёвки на подвижной точке груза, а дабы получить чётный, то закрепляем веревку на опоре. При добавлении блока приобретаем +2 к силе, а подвижная точка предоставляет +1, исходя из этого. К примеру, дабы получить полиспаст для лебедки с кратностью 2, следует укрепить конец верёвки на опоре и применять один блок, который фиксируется на грузе. И у нас будет чётный вид устройства.

Рабочий принцип полиспаста с кратностью 3 смотрится по-иному. Тут конец веревки фиксируется на грузе, и применяются два ролика, один из которых мы закрепляем на опоре, а иной – на грузе. Подобный тип механизма предоставляет выигрыш в силе в 3 раза, это нечётный вариант. Чтобы понимать, каков выигрыш в силе выйдет, воспользоваться можно несложим правилом: сколько канатов идет от груза, такой наш выигрыш в силе. Применяются в большинстве случаев полиспасты с крюком, на котором, говоря по существу, и фиксируется груз, неправильно размышлять, что это только блок и веревка.

3 Трудная система блоков – как высчитать выигрыш в силе?

Сейчас выясним, как работает полиспаст трудного типа. Под этим наименованием имеется в виду механизм, где соединены в одну систему несколько обычных вариантов данного грузового устройства, они тянут друг друга. Выигрыш в силе подобных конструкций рассчитывается путем умножения их кратностей. К примеру, мы тянем один механизм с кратностью 4, а иной с кратностью 2, тогда теоретический выигрыш в силе у нас будет равным 8. Все указанные выше расчеты имеют место быть только у замечательных систем, у которых нет силы трения, как показала практика же обстоят дела иначе.

В любом из блоков выполняется невелика потеря в мощности из-за трения, так как она еще тратится как раз на преодоление силы трения. Для того чтобы сделать меньше трение, нужно не забыть: чем больше у нас радиус перегиба веревки, тем меньше будет сила трения. Целесообразно применять ролики с большим радиусом там, где это реально. При эксплуатации карабинов необходимо делать блок из похожих вариантов, но ролики намного эффектнее 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 эффектный блок нужно располагать ближе к грузу для получения самого большого эффекта.

Как же нам высчитать настоящий выигрыш в силе? Нам для этого важно знать КПД используемых блоков. КПД выражается числами от 0 до 1, и если мы применяем веревку крупного диаметра или через чур жёсткую, то результативность от блоков будет намного меньше, чем указана изготовителем. А это означает, нужно это предусмотреть и подкорректировать КПД блоков. Чтобы высчитать настоящий выигрыш в силе обычного типа грузоподъемного механизма, нужно высчитать нагрузку на каждую ветвь веревки и сложить их. Для расчета выигрыша в силе трудных видов нужно перемножить настоящие силы обычных, из которых он состоит.

4 Веревка и ее роль в работе полиспаста

Необходимо помнить так же и о трении веревки, так как ветви ее могут перекручиваться между собой, а ролики от высоких нагрузок могут собираться и зажимать веревку. Дабы этого не случалось, следует разнести блоки по отношению друг к другу, к примеру, можно между ними применять монтажную плату. Необходимо также покупать только статические канаты, не растягивающиеся, так как динамические дают серьёзный провал в силе. Для сбора механизма может применяться как отдельная, так и грузовая веревка, присоединенная к грузу независимо от устройства подъема.

Плюсы применения индивидуальной веревки заключается в том, что вы можете быстро собрать или подготовить заблаговременно грузоподъемную конструкцию. Вы также можете применять всю ее длину, это также делает легче проход узлов. Из минусов можно вспомнить то, что отсутствует возможность автоматической фиксации поднимаемого груза. Плюсы грузовой веревки в том, что вероятна автофиксация поднимаемого объекта, и Отсутствует необходимость в индивидуальной веревке. Из недостатков главное то, что во время работы тяжело идти узлы, а еще доводится тратить грузовую веревку на сам механизм.

Побеседуем об обратном ходе, который неизбежен, так как он может появиться при прихватывании веревки, либо же в момент снятия груза, или при остановке на отдых. Чтобы обратного хода не появилось, нужно применять блоки, которые пропускают веревку исключительно в одну сторону. При этом организовываем конструкцию так, что блокирующий ролик фиксируется первым от поднимаемого объекта. За счёт этого, мы не только избегаем обратного хода, но еще позволяем зафиксировать груз на определенный период времени разгрузки либо же просто перестановки блоков.

Если вы применяете отдельную веревку, то блокирующий ролик фиксируется заключительным от поднимаемого груза, при этом фиксирующий ролик должен владеть большой эффективностью.

5 Варианты крепежа веревки к грузоподъемному механизму

Сейчас немножко о креплении грузоподъемного механизма к грузовой веревке. Нечасто, когда у нас рядом пребывает веревка необходимой длины, чтобы зафиксировать подвижную часть блока. Вот пару видов крепления механизма. Первый метод – при помощи схватывающих узлов, которые вяжутся из репшнуров диаметром 7-8 мм, в 3-5 оборотов. Этот вариант, на практике, считается самым лучшим, так как схватывающий узел из 8 мм шнура на веревке диаметром 11 мм начинает сползать только при нагрузке 10-13 кН. При этом сначала он не деформирует веревку, а через некоторое время, оплавляет оплетку и прикипает к ней, начиная играть роль предохранителя.

Иной вариант состоит в применении зажима общего направления. Время показало, что его можно применить на обледенелых и мокрых канатах. Он начинает ползти только при нагрузке в 6-7 кН и несильно повреждает веревку. Очередной метод состоит в применении личного зажима, но он считается не предлагаемым, так как он начинает ползти при усилии уже в 4 кН и при этом рвет оплетку, либо даже может покушать веревку. Все это промышленные образцы и их использование, мы же попробуем сделать рукодельный полиспаст.

6 Создаём самый простой подъемник собственными руками

А вот если механизм для грузов необходим немедленно или на 1 раз, а подбирать по магазинам его не хватает времени и жалко наличных средств, мы расскажем, как выполнить полиспаст собственными руками. Отлично, если у вас в мастерской есть резьбовые шпильки, подшипники, блок, трос, крючек, шестеренка. Нужно будет мало времени: необходимо подшипники насадить на шпильку. Гайку от шпильки неплохо бы закрепить, чтобы не расходовать определенную часть сил коту под хвост на прокручивание своеобразного вала. Конец шпильки можно снабдить шестеренкой, сделав подобным образом намного удобный ручной привод.

Через блок перекидываем трос и закрепляем его на опоре, а вот на второй конец цепляем крючек, на который станем вешать груз. Также на конце троса можно закрепить систему строп, если характер груза не даст возможность его насадить на крючек. Как правило, самый самый простой вариант полиспаста готов. Остается начать работу, выполняя технику безопасности, которая одинакова для абсолютно всех механизмов, как покупных, так и самодельных. Тщательно контролируйте все детали на цельность перед работой, а в рабочий период не нужно делать резких движений, приподнимать груз следует медлено, и, разумеется, не стоит стоять под подвешенным грузом.

Источник: tooran.com.ua


Типы и конструкция подъемников мостовых кранов: ручные, электрические и пневматические

Подъемник можно считать наиболее важным компонентом мостовой крановой системы, потому что это устройство, которое фактически выполняет подъем и опускание груза. Подъемник мостового крана поднимает и опускает груз с помощью барабана или подъемного колеса, в которые наматывается цепь или трос.

Подъемники

можно определить по двум основным характеристикам:

  • Подъемное средство (трос или цепь), используемое для поддержки груза
  • Источник энергии (ручной / ручной, электрический или пневматический), используемый для подъема

Там Существует множество различных конфигураций подъемников в зависимости от используемого подъемного средства, источников энергии, используемых для управления подъемником, и системы крепления.Может быть трудно понять, что означают эти разные термины и какой стиль лучше всего подходит для вашей системы мостового крана.

В этой статье мы обсудим следующее:

  • Определения цепных и канатных тали, а также некоторые преимущества и недостатки использования любого типа подъемного средства
  • Различия между ручными подъемниками, электрическими подъемниками и пневматическими (пневматическими) подъемниками
  • Подвесные, крюковые конструкции навесных и тележек

Цепные тали

Цепные тали – это портативный, экономичный и компактный вариант, который может приводиться в действие вручную, электрически или по воздуху.Цепные тали обычно используются в более легких условиях.

Цепные тали используют металлическую цепь в качестве подъемного средства и выполняют подъем, протягивая цепь через звездочки, а затем опускают ее в контейнер. Цепные тали – популярный выбор, потому что они относительно не требуют обслуживания и могут быть дешевле, чем канатная таль. Цепные тали могут приводиться в действие вручную, электрически или пневматически.

Несмотря на то, что они являются надежным и экономичным вариантом, цепные тали имеют меньшую грузоподъемность и чаще встречаются в более легких условиях, менее 5 тонн.

Основные преимущества использования цепной тали:

  • Возможность изменения высоты подъемника путем замены цепи
  • Компактная, компактная конструкция без барабана
  • Портативная, выдерживает большие нагрузки
  • Грузоподъемность до 25 тонн (стандартная конструкция)
  • Цепь может служить дольше, чем трос

Основные недостатки использования цепной тали:

  • Ограниченная скорость подъема
  • Более шумная работа
  • Может быть проблематичным на высоте подъема более 20 футов

Тросовые подъемники

Канатные тали обеспечивают плавную и бесшумную работу и могут выполнять подъемы с большей скоростью, чем цепные тали.Обычно они доминируют на рынке с емкостью от 10 тонн и более. В канатных тали

в качестве подъемного средства используется трос, и подъем осуществляется путем наматывания троса на барабан с желобками. Канатные тали могут приводиться в действие вручную, электрически или пневматически.

Трос

– популярный выбор в производственных условиях, поскольку он может выполнять подъемы с большей скоростью и на большую высоту, а также может быть рассчитан на работу в тяжелых условиях – краны классов D, E и F.

Основные преимущества использования канатной тали:

  • Предлагает очень высокую скорость подъема
  • Может быть рассчитан на тяжелые условия эксплуатации
  • Доминирует на рынке при грузоподъемности 10 тонн и более
  • Более тихая и плавная операция подъема

Основные недостатки использования канатной тали:

  • В некоторых случаях трос может быть не таким прочным, как цепь
  • Барабан с тросом занимает больше места, чем цепная таль
  • Дороже цепных талей

Ручные мостовые подъемники

Ручные подъемники

могут иметь цепную или тросовую конфигурацию и в основном используются для нерегулярных подъемов, когда скорость подъемника не имеет значения.Одна цепь используется для подъема и опускания груза, а другая цепь используется для поддержки груза. Цепь натягивается ручным движением, ручным рычагом или храповым механизмом, чтобы повернуть шестерни, расположенные внутри подъемника, и положить цепь в корзину для цепи.

Ручные подъемники

имеют простую конструкцию, которая позволяет легко осматривать, обслуживать и чистить. Их компактный дизайн позволяет использовать их в тесных помещениях и в приложениях, где электричество непрактично или недоступно.

Ручные подъемники

чаще всего используются в такелажной, ремонтной, строительной, автомобильной, общепромышленной, горнодобывающей и нефтяной отраслях. Существуют три основных типа ручных подъемников, в том числе:

Ручные цепные тали Ручные цепные тали используют движение руки над рукой для ручного подъема или опускания груза.
  • Идеально подходит для строительства, технического обслуживания, автомобилестроения и промышленности
  • Типичная грузоподъемность может варьироваться от 1/4 тонны до 50 тонн
  • Может быть прикреплена к балке или тележке и использовать вертикальное тяговое усилие для создания вертикального подъема
  • Искробезопасная конструкция может быть достигнута с использованием нержавеющих или бронзовых крюков, колес и цепей

Рычажные подъемники или подъемники с трещоткой Рычажные подъемники или подъемники с храповым механизмом позволяют оператору тянуть, поднимать и размещать материалы в горизонтальном или вертикальном направлениях.
  • Идеально подходит для строительных площадок, технического обслуживания предприятий и промышленных приложений
  • Конструкция позволяет пользователю тянуть, поднимать и размещать материалы по горизонтали или вертикали
  • Типичная грузоподъемность может варьироваться от 1/2 до 9 тонн
  • Вращение рычага и верхнего поворотного крюка на 360 ° для облегчения такелажа
  • Компактная, портативная и прочная конструкция позволяет использовать его в тесноте

Подъемник Lineman

Подъемник линейного мастера позволяет работникам коммунальных служб эффективно протягивать электрические линии от полюса к полюсу.
  • Сетчатые ремни вместо металлического троса или материала цепи позволяют линейным монтерам работать на линиях электропередач
  • Легкость и управление одной рукой
  • Предназначен для точного протягивания в труднодоступных местах


Подъемники мостовые электрические

Электрические тали

могут быть сконструированы для использования цепного или стального троса и использования электродвигателя для вращения шестерен, расположенных внутри подъемника, которые поднимают или опускают груз. Электрические тали управляются кнопочным пультом или радиоуправлением.

Электрические лебедки

обычно жестко подключаются к системе электрификации крана и используют 220/440 или 230/460 В. Легкие электрические тали могут работать на 110 В и подключаться непосредственно к стандартной розетке.

Электрические лебедки

могут использоваться в самых разных областях, бывают разных типов и конфигураций, но они ограничены рабочим циклом и не могут работать непрерывно. Электродвигатель подъемника требует периода охлаждения в перерывах между использованием, чтобы гарантировать, что двигатель не перегреется.

Классификация грузоподъемности HMI / ASME

Существует пять основных классификаций электрических лебедок, определенных HMI / ASME. Каждая классификация рабочего цикла учитывает ряд факторов, в том числе следующие:

  • Среднее время работы в день
  • Диапазон нагрузок
  • Пусков в час
  • Периоды работы
  • Срок службы оборудования

Рекомендации по классификации рабочего цикла подъемника в зависимости от типа подъема, максимального времени работы и максимального количества см. В таблице ниже запусков для равномерно распределенных и нечастых периодов работы.

Электрические цепные тали

Электрические тали популярны на производстве и на промышленных предприятиях и бывают самых разных конструкций и конфигураций.
  • Идеально подходит для производства, производства электроэнергии и промышленных объектов.
  • Имеется в различных конфигурациях с различными опциями.
  • При определении рабочего цикла подъемника, количества скоростей подъема и среды, в которой он будет использоваться, учитывайте следующее:
    • Подъемов в час
    • Производительность, с которой вы поднимаете
    • Время, в течение которого подъемник находится в эксплуатации

Электрические канатные подъемники

Электрические канатные тали могут использоваться в промышленных, опасных и искробезопасных приложениях и доступны в вариантах для легких и тяжелых условий эксплуатации.
  • Идеально подходит для промышленных, опасных, искробезопасных и многих других применений.
  • Доступны модели для легких и тяжелых условий эксплуатации.
  • Предпочтительны по прочности, производительности и разной грузоподъемности и грузоподъемности.

Пневматические (пневматические) подъемники для мостовых кранов

Пневматические подъемники, часто называемые пневматическими подъемниками, используют роторный или поршневой двигатель, приводимый в действие сжатым воздухом. Воздух проходит через систему и охлаждает подъемник во время его работы, поэтому пневмоподъемники могут работать непрерывно без отдыха или риска перегрева – в отличие от системы электрических подъемников.

Пневматические подъемники

идеально подходят для промышленных и тяжелых производственных условий и исключительно хорошо работают в высокоскоростных и интенсивных средах с постоянным запуском и остановом. Они обладают высокой грузоподъемностью (до 100 тонн) и не подвержены воздействию высоких температур. Пневматические подъемники часто используются во взрывобезопасных средах и могут быть сконфигурированы как искробезопасные с использованием латунных или нержавеющих компонентов.

Пневматический пневмоподъемник настолько хорош, насколько хороши качество воздуха, воздушный поток и давление, которые он получает для работы с номинальной мощностью и производительностью.

Пневматические цепные тали

Пневматические цепные тали прочные и относительно неприхотливые. Они идеально подходят для производственных, энергетических и промышленных предприятий, а также могут иметь искробезопасную конструкцию.
  • Прочная конструкция, минимальная высота над головой, низкие эксплуатационные расходы и непроницаемость для пыли и влаги, что делает их идеальными для производственных, энергетических и промышленных объектов.
  • Отлично подходят для мест, где безопасность имеет первостепенное значение, поскольку сжатый воздух не создает искр, что делает его предпочтительный выбор во взрывоопасных зонах
  • Позволяет регулировать скорость и точно определять нагрузку, когда тяжелые предметы поднимаются и размещаются как часть производства или складирования

Пневматические канатные подъемники

Пневматические канатные тали прочные и могут поднимать и размещать практически любой тип груза.Их можно использовать в искробезопасных и опасных областях.
  • Прочность и производительность для подъема и позиционирования практически любого груза
  • Доступен широкий диапазон грузоподъемности и подъемников для любого промышленного, искробезопасного или опасного применения

Подвесные системы подъемников

Подъемники

обычно устанавливаются на тележке, которая перемещает их по балке или рельсовой системе, по которой они перемещаются. На тележке на фиксированной монорельсовой дороге подъемник и тележка движутся вместе вперед и назад, а также вверх или вниз.При установке на мостовой кран доступны три движения: вправо или влево, вперед или назад и вверх или вниз.

Крюковые подвесные системы

Крюковая подвесная система подъема.

Крюк в верхней части рамы подъемника или корпуса подъемника используется для прикрепления подъемника к тележке или фиксированной точке подвеса на балке или части несущего каркаса здания.

Как правило, вместо троса используется цепь, потому что положение загрузки совпадает с верхним крюком.Подъемники с крюковым креплением могут использоваться на ручных, электрических или пневматических подъемниках.

Подвесные системы с проушинами

Система подвески лебедки на проушинах.

Монтажный кронштейн с проушиной прикрепляется к верхней части рамы подъемника или интегрируется как часть рамы подъемника, а затем подъемник подвешивается к тележке, фиксированному подвесному устройству на балке или реальной конструкции здания.

Подвесные системы на тележке

Подвесная система подъемника на тележке.

Подъемник может быть установлен на крюке, на скобе или на проушине и подвешен на одной или нескольких тележках. Ходовое движение происходит по нижней полке монорельсовой или мостовой кран-балки.

Завершение

Мы надеемся, что эта статья дала вам лучшее представление о различных типах конфигураций подъемников мостовых кранов, которые вам доступны. При проектировании вашей системы мостового крана следует тщательно продумать конструкцию и технические характеристики подъемника, поскольку это будет устройство, фактически выполняющее подъем и опускание грузов.

Если ваш подъемник будет использоваться в системах с малой высотой потолка или будет использоваться в системе мостовых кранов большой грузоподъемности, вам следует убедиться, что вы получили и внимательно изучили разрешительные чертежи. Это позволит убедиться, что технические характеристики подъемника соответствуют эксплуатационным и эксплуатационным требованиям, предъявляемым к вашим потребностям в подъеме.

Также подумайте, подходит ли цепная или канатная таль для ваших грузоподъемных нужд, и будет ли ручная, электрическая или пневматическая таль соответствовать требованиям и требованиям использования вашей крановой системы.

Компания Mazzella сотрудничает с ведущими производителями ручных подъемников, электрических подъемников и пневматических подъемников, которые мы предлагаем им во всех типах подъемных сред и конфигураций подвески. Мы также предлагаем услуги собственного инженера, которые будут работать с вашей производственной командой над разработкой подъемника, который отвечает всем вашим требованиям к подъемным, производственным, безопасным и конкретным условиям применения.

Мы приветствуем возможность удовлетворить ваши потребности в накладных расходах на погрузочно-разгрузочные работы.Если вы хотите узнать больше о том, как мостовой кран может повысить эффективность и безопасность вашего объекта, или хотите обновить или модернизировать возможности существующей крановой системы, свяжитесь с нами, чтобы поговорить со специалистом по кранам и подъемникам.



Авторские права 2017. Компании Mazzella.

Факторы, которые следует учитывать при выборе подъемника

Покупка или спецификация подъемников для подъема тяжелых предметов в непосредственной близости от оборудования и / или персонала – это решение, заслуживающее вдумчивого рассмотрения.В этой статье мы определим некоторые важные моменты, которые необходимо учитывать в процессе принятия решений.

Загрузите полное руководство по выбору подъемника, подходящего для вашего применения.

Определение требуемой мощности

При выборе ручной ручной цепной таль номинальная грузоподъемность должна быть не меньше веса самого тяжелого груза, который будет подниматься, и не выше номинальной грузоподъемности проушины подкладки, монорельсовой системы или другой подвесной конструкции, с которой осуществляется подъемник. будет приостановлено.

В дополнение к факторам, перечисленным выше для ручных подъемников, при определении требований к грузоподъемности для электрической или пневматической подъемника мы должны не только учитывать вес самого тяжелого груза, который необходимо поднять, но мы также должны определить среднюю эффективную нагрузку (MEL). и примените коэффициент MEL 0,65.

Для получения более подробной информации см. ASME HST-1, Стандарт производительности для электрических цепных талей, Разделы 1-1.1 – Раздел 1-2.4.2

Выбор типа подвески Цепные тали

могут быть подвешены в фиксированном месте или на тележке с помощью верхнего крюка или монтажной проушины.Тележки могут быть жесткими или шарнирно-сочлененными. Траверса тележки может быть простой (толкающей), ручной или моторной. Ниже приведены примеры типичных типов подвески цепной тали.


Выбор высоты, вылета и высоты

Эти три параметра целесообразно сгруппировать вместе, поскольку они тесно связаны. Проще говоря, длина подъема – это расстояние, на которое грузовой крюк может пройти между полностью опущенным и полностью поднятым положениями.

Вылет стрелы равен разнице в высоте между точкой подвеса подъемника (проушиной подъемника или рабочей поверхностью балки тележки) и седлом крюка в крайнем нижнем положении.

Высота над головой – это расстояние от точки подвеса подъемника до полностью поднятого седла крюка. Для подъемника с подвесом с верхним крюком высота перемычки – это расстояние между опорой верхнего крюка и опорой полностью поднятого нижнего крюка.

Понимание типа операции, необходимой для r Ваше приложение

Тип операции относится к источнику питания, используемому для подъемного движения.Типы операций включают ручное, электрическое или пневматическое (воздушное) питание. Некоторые из критериев определения того, какой из этих типов лучше всего подходит для данного приложения, включают начальную стоимость, доступность коммунальных услуг, рабочий цикл, требования к скорости подъема, условия эксплуатации и многое другое.

Ручные ручные цепные тали имеют самую низкую закупочную цену, что делает их идеальными для применений, связанных с временным или нечастым использованием, малой грузоподъемностью, малой высотой подъема и при отсутствии источников питания.

Электрические и пневматические тали обеспечивают более высокую скорость подъема, более эргономичны и лучше подходят для тяжелых циклов, большой грузоподъемности и длинных подъемов, чем ручные подъемники.

Пневматические подъемники требуют значительного объема сжатого воздуха для работы и часто используются для применений, связанных с длительными подъемами или высокими рабочими циклами, а также в областях, где электроэнергия непрактична или недоступна. Пневматические двигатели имеют тенденцию к самоохлаждению, обеспечивая практически неограниченное время работы.А поскольку нет риска возникновения электрической дуги, пневмоподъемники также используются в некоторых опасных зонах, где могут присутствовать горючие газы или пыль. Одним из недостатков является то, что пневмоподъемники, как правило, работают значительно громче, чем электрические или ручные подъемники.

Электрические тали могут иметь более низкую закупочную цену, чем пневматические подъемники. Они не требуют покупки и установки воздушного компрессора и обычно работают тише, чем пневмоподъемники. Если имеется подходящая электрическая мощность, для большинства общих подъемных операций чаще выбирают электрические тали, чем пневматические.Электротали также могут быть оснащены специальными двигателями и средствами управления, чтобы сделать их пригодными для использования в обозначенных опасных зонах.

Определение требуемого класса нагрузки

Американское общество инженеров (ASME) и Институт производителей подъемников (HMI) разработали и опубликовали стандарты для подъемников, в том числе номинальные характеристики подъемников. Эти классификации обязанностей основаны на множестве факторов, включая количество подъемов, выполняемых в час за определенный период работы, средний и максимальный поднимаемый груз, частоту подъема максимального груза, среднее расстояние, на которое поднимается груз и снижено, и максимальное количество остановок и пусков в час.Приведенная ниже таблица предназначена для справки, чтобы помочь вам понять значение классов нагрузки, предоставляемых производителем подъемника для своей продукции.

Выбор скорости подъема

Скорости подъема подъемников сильно различаются, и их следует внимательно рассмотреть, прежде чем делать выбор. Вообще говоря, более высокие скорости подъема предпочтительны для длинных подъемов или для более коротких подъемников, в которых большое количество циклов подъема / опускания должно быть выполнено за относительно короткий период времени.

Вес поднимаемого груза вместе с требуемой скоростью подъема и передаточным числом подъемного механизма определяет требуемый крутящий момент, который, в свою очередь, определяет мощность двигателя, необходимую для обеспечения этого крутящего момента. Двигатели большей мощности могут увеличить размер, вес и потребляемую мощность подъемника, а также его стоимость.

Чаще всего скорость подъема составляет от 8 до 32 футов в минуту. CMCO предлагает механические подъемники со скоростью от 3 футов в минуту и до 64 футов в минуту.

Определение источника питания

Некоторые электрические тали спроектированы для работы от однофазной сети 120 или 230 В переменного тока. Эти подъемники обычно имеют грузоподъемность от до 2 тонн и чаще всего используются в домашних мастерских, гаражах и на некоторых предприятиях легкой промышленности. Большинство промышленных предприятий по всей Северной Америке подключено к электросети 208, 230, 460 или 575 В, трехфазной, 60 Гц. Наиболее распространены напряжения 240 В и 480 В, хотя 575 В также часто используется в Канаде.Перед покупкой или заказом электрической лебедки важно проверить доступный источник питания.

Выбор типа управления для электротали

Чтобы снизить риск серьезных травм из-за поражения электрическим током, большинство органов управления электрическими лебедками не работают от полного сетевого напряжения, подаваемого на двигатели лебедок. Вместо этого они используют трансформаторы для понижения управляющего напряжения до 120 или 24 В. Большинство подъемников в U.S. функция управления 120v.

Подъемники

могут быть оснащены различными типами управления. Наиболее распространены односкоростные или двухскоростные контакторные блоки управления . Для двухскоростного контакторного управления также требуется специальный двигатель с двухскоростными обмотками.

Другим доступным типом управления является привод с регулируемой скоростью (VFD), иногда также называемый преобразователем частоты (AFD). Эта полупроводниковая система управления регулирует скорость и крутящий момент двигателя переменного тока путем изменения входной частоты двигателя и напряжения . Например, подъемник с регулируемой скоростью, который работает со скоростью 20 футов в минуту при мощности 60 Гц, будет работать примерно со скоростью 10 футов в минуту, если с помощью частотно-регулируемого привода частота снижена до 30 Гц.

Системы частотно-регулируемых приводов с замкнутым контуром, также известные как приводы с вектором потока, переводят управление частотно-регулируемым приводом на другой уровень, используя энкодер на вращающихся компонентах, таких как вал двигателя подъемника или выходной вал редуктора, для отправки обратной связи на модуль управления. Этот тип системы управления с обратной связью может обеспечить чрезвычайно точное управление скоростью и определение нагрузки и может использоваться в сочетании с программируемым логическим управлением (ПЛК) для автоматизации функций подъема и опускания на основе предварительно установленных параметров.Еще одним значительным преимуществом привода подъемника с векторным магнитным потоком является динамическое торможение, которое обеспечивает более мягкую остановку и может значительно продлить срок службы тормоза двигателя.

Выбор пульта управления

Большинство электрических цепных талей оснащены проводным пультом управления, который подвешивается к подъемнику, тележке или крану (если применимо). В некоторых случаях стационарные подвесные станции также могут быть закреплены на стене. Также доступны беспроводные системы дистанционного радиоуправления, которые позволяют оператору управлять функциями подъемника из любой точки в непосредственной близости от подъемника.Подвески для радиоуправления также могут быть меньше, легче и эргономичнее, чем подвесные устройства с проводным соединением.

Общие сведения об ограничениях размеров

Перед тем, как выбрать подъемник, важно учесть любые габаритные ограничения, существующие в зоне, где подъемник может использоваться. Такие проблемы, как зазор над потолком, боковой зазор по длине монорельсовой дороги или кран-балки и подход к концу, являются особенно важными зазорами.

Термин «подход к концу» (см. Размер «A» справа ) можно определить как расстояние между осевой линией подъемного крюка и концом балки монорельсовой дороги, балки моста или взлетно-посадочной полосы, на которой работает подъемник. .

Это важно, поскольку связано с возможностью центрировать подъемник над поднимаемым грузом во избежание бокового тягового усилия. Узнайте больше об опасности бокового натяжения.

Определение потребностей в особых условиях

Стандартные цепные тали разработаны для «нормальных условий эксплуатации.В таких условиях, как экстремальные температуры, незащищенные открытые зоны, соленая морская среда, коррозионная атмосфера, классифицированные опасные зоны, чистые комнаты и зоны смыва, среди прочего, могут потребоваться подъемники со специальными модификациями или дополнительными функциями, которые предназначены для этих локации.

Мы надеемся, что информация в этой статье дала представление о некоторых соображениях, которые следует учесть перед покупкой или спецификацией подъемника. Выбор подходящего подъемника для конкретной области применения может стать первым шагом на пути к безопасному, эффективному и эргономичному перемещению материалов.Для получения дополнительной помощи по вопросам подъема над головой, пожалуйста, свяжитесь с нашими специалистами по применению.

Как работает цепная таль? Полиспаста. Блоки и подкаты. Как это работает Кран строительный своими руками на базе снасти

Поднять тяжелый груз даже на небольшую высоту без использования специальных инструментов не всегда возможно. Речь идет не только о кранах, автокранах и погрузчиках – для решения этой проблемы есть и другие устройства.

Одним из механизмов подъема грузов является цепная таль.

Полиспаст – блочная система с цепной или тросовой передачей. Его задача – упростить и ускорить подъем любого тяжелого груза силами человека. Подобные схемы (или их близкие аналоги) использовались еще до нашей эры – при строительстве египетских пирамид и Великой Китайской стены.

Стационарные подъемники используются на складах и в производственных помещениях, где необходимо поднимать разный вес. Переносные блочные системы используются в строительстве, логистике, при проведении аварийно-спасательных работ.

Устройство и принцип действия

Polyspast позволяет поднимать тяжести с меньшими человеческими усилиями. Принцип действия аналогичен действию рычага для подъема груза, только вместо рычага используется трос.

Конструктивно простейшая цепная таль состоит из 1 блока и каната. Ролик закрепляется над грузом (на потолке, балке или подвижной специальной опоре). Один конец веревки с крючком спускается к грузу. Другой конец веревки мужчина держит в руках и тянет за него, поднимая тяжесть.

На прирост силы влияют следующие факторы:

  1. Количество обойм.
  2. Длина троса.

1 блок увеличивает силу примерно в 2 раза (примерно – потому что некоторые потери будут списаны из-за трения). То есть, если человек без подъемника сможет поднять 30 кг на высоту 1 метр, то с цепной тали будет 60 кг. Если роликов будет больше, то можно будет поднять больший вес.

Что касается длины веревки: чем она длиннее, тем больший вес может поднять человек, но и тем больше времени придется потратить.

Типы цепных тали

Полиспасты делятся по нескольким признакам:

  1. По предварительной записи. Есть силовые, есть скоростные схемы. Мощность позволяет поднимать больше груза, но медленнее. Скоростные позволяют поднимать тяжести быстрее, но они «несут» меньший вес.
  2. По количеству блоков. Самый простой вариант – 1 фильм. Но их может быть и 2, и 3, и 4, и более. Чем их больше – тем больший вес вы сможете поднять.
  3. По сложности схемы. Схемы бывают простые (когда ролики соединены последовательно 1 тросом) и сложные (когда используются 2 и более отдельных цепных тали). Сложные системы более производительны, дают больше результатов с меньшим количеством блоков. Например, если вы объедините 2 блока шкивов (из 1 и 2 блоков), вы получите прирост силы в 6 раз. Тогда как простая схема даст прирост в 6 раз только при использовании 6 зажимов.

Что влияет на эффективность подъемника?

Упомянутая выше кратность (прибавка в силе) очень приблизительна, округлена в большую сторону.На практике он меньше.

На эффективность подъемника (какой именно прирост силы он даст) влияют следующие факторы:

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

Как трос крепится к механизму?

Подъемный механизм можно закрепить на тросе следующими способами:

  1. Узлы, подключенные от представителей.Количество оборотов 3-5.
  2. Зажим общего назначения.

Что такое резерв, как это делается и что происходит?

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

Схемы чулок:

  1. Одиночный: крюк навешивается на 1 веревку, которая затем проводится последовательно через каждый фиксированный блок и наматывается на барабан.
  2. Двойной. Для кран-балок 1 конец троса прикрепляется к основанию стрелы, а второй конец запускается через обводной барабан, все блоки, а затем прикрепляется к лебедке. Для кранов трос прикреплен к лебедке, а неподвижные блоки расположены на головке стрелы.
  3. Четыре раза. Для каждого крюкового подвеса используется комбинация вышеперечисленных схем.
  4. Переменная. Подвижные ролики дополняются 1 или 2 подвижными зажимами.

Как сделать цепную таль своими руками?

Рассмотрим схему создания двойного шкивного блока.

Вам потребуется:

  • 2 втулки.
  • 2 зажима.
  • 2 зажима.
  • Подшипники.
  • Крюк (для подвешивания груза).
  • Веревка.

Пошаговое проектирование:

  1. Втулки, ролики и подшипники соединяются и вставляются в обойму. В результате получается 2 вращающихся блока.
  2. Кабель пропущен через блок.
  3. К опоре крепится зажим с пропущенным тросом, под которым будет располагаться груз.
  4. Второй конец веревки пропущен через второй блок.
  5. Ко второму зажиму прикреплен крючок.
  6. Оставшийся конец веревки закреплен (для подъема груза за него нужно будет потянуть).

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

Привод крана имеет предел.Скорее, стоимость двигателя растет намного быстрее, чем вес груза, который он может поднять. Конечно, ничто не мешает поставить очень дорогой двигатель, но есть способ получше – с помощью цепной тали.

Фактически, именно с снасти и началось развитие GPM как сложных механизмов. В своей конструкции цепная таль использует более древние изобретения, такие как блокировка и гибкое сочленение. Веревку вместо рычага начали использовать далеко не сразу.

В дальнейшем снасть стала применяться повсеместно.Ни один парусник не обходится без такого простого, но незаменимого такелажа. Конечно, современная конструкция цепной тали сильно изменилась, но суть осталась прежней.

Цепная таль

Вот самая простая цепная таль.

Круги – это блоки. Привод большого круга, а точнее барабан. Конец кабеля устанавливается не на крюк крана, а на неподвижной по отношению к крану поверхности. Такой поверхностью может быть стрела крана или, говоря о башенных кранах, каретка.Нижний блок не закреплен на кране и подвижен относительно него. Это две простейшие схемы устройства шкивного блока.

Какие нагрузки возникают в этом случае?

Расчет снасти

Скорее спросят, как изменится нагрузка на двигатель и на сам трос. В нашем случае он будет уменьшен вдвое. Конечно, можно привести формулы и школьные примеры, известные со времен Архимеда, но на слово можно поверить. Но это относительно простой пример.Более сложное я расскажу в другой статье. А теперь рассмотрим подкаты.

Устройство и виды шкивов

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

  • шкив приводной
  • шкив высокоскоростной

Конечно, нас, как практиков, больше интересует силовой шкив, но стоит разобраться в конструкции шкива другого типа.

В приведенном выше примере устройство представляет собой приводной шкив.В нем усилие вдвое меньше, но есть существенный недостаток. Внимательно посмотрите на картинку. Скорость изменения положения груза будет в два раза ниже скорости «наматывания» троса на катушку двигателя.

Шкив высокоскоростной, картина обратная. Только представьте, что двигатель и крюк поменяны местами. Скорость относительно базовой неблокирующей версии увеличится вдвое. Но усилие, необходимое для подъема груза, также возрастет.

Скорость шкива

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

На рисунке показан двойной шкив. Нагрузка на двигатель снижена примерно в четыре раза. «Примерно», потому что часть усилия мы теряем из-за трения веревки о блок. Эффективность блока обычно составляет 0,97.

Передаточным числом снасти называется отношение усилий троса на барабане и возле груза. В приведенном выше примере коэффициент полиспаста равен четырем.

Назначение и использование полиспаста

В современном строительстве очень широко используются снасти.сложная конструкция со щеками сразу предназначена для них.

Конструкция цепной тали может быть заблокирована, если в этом нет необходимости. Использование цепной тали в качестве независимого ГПМ ограничивается только одним фактором – отсутствием тормоза, который жизненно важен для подъемных машин.

Полиспаст продают многие специализированные компании. Перед покупкой цепной тали убедитесь, что подобраны правильные характеристики, соответствующие вашим потребностям, и в случае сомнений проконсультируйтесь со специалистом.

Для подъема больших грузов человек не очень силен, но он придумал множество механизмов, упрощающих этот процесс, и в этой статье мы обсудим снасти: назначение и устройство таких систем, а также постараемся сделать самый простой вариант такого устройства своими руками.

Снасть представляет собой систему, состоящую из веревок и блоков, благодаря которой вы можете выиграть в эффективной силе с потерей длины. Принцип довольно простой. По длине мы теряем ровно столько раз, сколько раз было действующее усиление.Благодаря этому золотому правилу механика может быть большой массой, не прилагая больших усилий. Что в принципе не так критично. Приведем пример. Здесь вы выиграли в 8 раз в силе, при этом вам нужно протянуть веревку длиной 8 метров, чтобы поднять объект на высоту 1 метр.

Использование таких устройств обойдется вам дешевле, чем аренда крана, к тому же вы сможете самостоятельно контролировать прирост мощности. Тали имеет две разные стороны: одна неподвижная, которая установлена ​​на опоре, а другая подвижная, которая цепляется за сам груз .Увеличение прочности происходит за счет подвижных блоков, которые установлены на подвижной стороне цепной тали. Неподвижная часть служит только для изменения траектории самой веревки.

Типы цепных тали отличаются сложностью, четностью и множественностью. Есть простые и сложные механизмы по сложности, а множественность означает умножение силы, то есть если множественность равна 4, то теоретически вы выигрываете в силе в 4 раза. Также редко, но тем не менее используется высокоскоростной шкив, этот тип дает выигрыш в скорости движения товаров при очень низкой скорости приводных элементов.

Начнем с простого монтажного приспособления. Его можно получить, добавив блоки к опоре и нагрузке. Чтобы получить нечетный механизм, необходимо конец веревки закрепить на движущейся точке груза, а чтобы получить четный, веревку пристегиваем к опоре. Когда вы добавляете блок, мы получаем +2 к силе, а точка перемещения дает +1 соответственно. Например, чтобы получить цепную таль для лебедки с кратностью 2, необходимо закрепить конец троса на опоре и использовать один блок, который устанавливается на груз.И у нас будет ровный вид устройства.

Принцип работы шкива с кратностью 3 выглядит иначе. Здесь конец веревки прикреплен к грузу, и используются два ролика, один из которых мы крепим на опору, а другой – на груз. Такой тип механизма дает прибавку в силе в 3 раза, это странный вариант. Чтобы понять, чем получится прибавка в силе, можно воспользоваться простым правилом: сколько веревок выходит из нагрузки, это наша прибавка в силе.Обычно используются снасти с крюком, на который, собственно, и крепится груз, ошибочно думать, что это всего лишь блок и веревка.

Теперь узнаем, как работает шкив сложного типа. Под этим названием понимается механизм, в котором несколько простых вариантов данного грузового устройства соединены в одну систему, они тянут друг друга. Прирост прочности таких конструкций рассчитывается путем умножения их кратностей. Например, тянем один механизм с увеличением 4, а другой с увеличением 2, тогда теоретический прирост силы будет 8.Все вышеперечисленные расчеты у нас будут только для идеальных систем, не имеющих трения, но на практике все иначе.

В каждом из блоков есть небольшая потеря мощности из-за трения, так как она все равно тратится только на преодоление силы трения. Чтобы уменьшить трение, необходимо помнить: чем больше радиус изгиба каната, тем меньше будет сила трения. По возможности лучше использовать ролики с большим радиусом. При использовании карабинов следует изготавливать колодку из тех же вариантов, но ролики намного эффективнее карабинов, так как на них у нас потеря 5-30%, а на карабинах до 50%.Также будет полезно знать, что наиболее эффективный блок необходимо расположить ближе к нагрузке, чтобы получить максимальный эффект.

Как рассчитать реальный прирост силы? Для этого нам необходимо знать КПД используемых агрегатов. КПД выражается числами от 0 до 1, и если мы используем веревку большого диаметра или слишком жесткую, то КПД блоков будет значительно ниже, чем указано производителем. Значит, необходимо это учитывать и корректировать эффективность блоков.Чтобы рассчитать реальный прирост прочности простого типа подъемного механизма, необходимо рассчитать нагрузки на каждую ветвь каната и сложить их. Для расчета прироста силы сложных типов необходимо умножить реальные силы простых, из которых она состоит.

Не забывайте о трении веревки, так как ее ветви могут перекручиваться, а ролики от больших нагрузок могут сходиться и зажимать веревку. Чтобы этого не произошло, следует разделить блоки относительно друг друга, например, между ними можно использовать печатную плату.Также стоит покупать только статические канаты, которые не растягиваются, так как динамические веревки дают серьезную потерю прочности. Для сбора механизма можно использовать как отдельный, так и грузовой трос, прикрепленный к грузу независимо от подъемного устройства.

Плюсы использования отдельной веревки в том, что можно быстро собрать или заранее подготовить грузоподъемную конструкцию. Также можно использовать всю его длину, это также облегчает прохождение узлов. Из минусов можно отметить отсутствие возможности автоматической фиксации поднятого груза.Преимущества грузового троса в том, что можно автоматически фиксировать поднимаемый объект, и нет необходимости в отдельном тросе. Из минусов важно то, что во время работы сложно проходить узлы, а также приходится проводить нагрузочный трос на сам механизм.

Давайте поговорим об обратном ходе, который неизбежен, так как он может произойти, когда вы берете веревку, или во время снятия нагрузки, или при остановке для отдыха. Во избежание обратного хода необходимо использовать блоки, пропускающие веревку только в одном направлении.При этом организуем конструкцию так, чтобы блокирующий ролик крепился первым от поднимаемого объекта. Благодаря этому мы не только избегаем обратного хода, но и позволяем фиксировать груз при разгрузке или просто переставлять блоки.

Если вы используете отдельный трос, то стопорный ролик прикрепляется последним от поднимаемого груза, в то время как стопорный ролик должен быть высокоэффективным.

Теперь немного о креплении грузоподъемного механизма к грузовому тросу.Редко бывает, когда у нас под рукой есть веревка нужной длины, чтобы закрепить подвижную часть блока. Вот несколько видов монтажного механизма. Первый способ – захватными узлами, которые вяжутся из отремонтированных шнуров диаметром 7-8 мм в 3-5 витков. Этот способ, как показала практика, наиболее эффективен, так как захватный узел шнура 8 мм на канате диаметром 11 мм начинает скользить только при нагрузке 10-13 кН. При этом сначала он не деформирует веревку, но через какое-то время расплавляет тесьму и прилипает к ней, начиная играть роль предохранителя.

Другой способ – использовать зажим общего назначения. Время показало, что его можно использовать на обледенелых и мокрых веревках. Он начинает ползать только при нагрузке 6-7 кН и слегка травмирует канат. Другой способ – использовать личный зажим, но он не рекомендуется, так как он начинает ползать с силой 4 кН и при этом рвет тесьму, а то и может перекусить веревку. Это все промышленные образцы и их применение, но мы попробуем создать самодельный полиспаст.

Древние египтяне и Архимед, не гадая, была ли цепная таль – что это такое, уже использовали ее для перемещения тяжелых грузов.Он до сих пор широко используется во всех подъемных механизмах, в спорте, в повседневной жизни, а также используется спасателями. С тех пор схема этого устройства претерпела существенные изменения, но принцип работы не изменился.

В контакте с

Устройство

Подъемник цепной простой состоит из двух шкивов, соединенных тросом, тросом, цепью. Шкив выполнен в виде металлического колеса, вращающегося на оси. По внешнему краю делают паз для прокладки кабеля.Шкивы, составляющие конструкцию, называются блоками. Некоторые из них фиксированы, другие изменяют положение при перемещении груза. Подвижные блоки размещаются на стороне силы тяжести. Фиксированный блок изменяет направление движения троса и вектор приложения силы, а подвижный – увеличивает силу, приложенную к нагрузке. Движение груза происходит за счет того, что через систему блоков он натягивается на веревке к неподвижной части цепной тали.

По сути, цепная таль представляет собой систему рычагов, роль которых выполняют части каната, расположенные между блоками.Как вы знаете, закон кредитного плеча гласит, что когда вы выигрываете в силе, вы теряете расстояние, а значит, и скорость, и наоборот. Средство для перемещения груза на 1 метр с механизмом двойного выигрыша вам придется выбрать 2 метра веревки, то есть потратить в 2 раза больше времени. Приложенная сила будет в 2 раза меньше массы груза, однако количество затраченной энергии не изменится.

Таким же образом вычисляется выигрыш в расстоянии, если точки крепления цепной тали и груза поменять местами.

Кратность

Это основная характеристика, показывающая, во сколько раз цепная таль теоретически увеличивает усилие или скорость. Величина кратности определяется количеством ветвей кабеля, между которыми распределяется нагрузка, и может быть четной или нечетной. В первом случае свободный конец троса закрепляется на неподвижной части подъемного механизма, а во втором – на зажиме крюка.

Может показаться, что увеличение количества блоков может бесконечно умножать усилие.

Однако никто не отменял трение, преодоление которого требует не менее 10% усилий даже в лучших моделях шкивов. поэтому , если рассчитать реальный коэффициент усиления с учетом трения для цепной тали с кратностью 5: 1 (5 * 0,9 * 0,9 * 0,9 * 0,9 = 3,28), результат будет скромнее. А если вместо блоков использовать карабины (например, в альпинизме), у которых потери на трение намного больше, то выигрыш будет еще скромнее.

Классификация

Полиспаста, назначение и структура которой не менялась за прошедшие столетия, может быть мощной и скоростной.Первые используются на подъемных механизмах, вторые – на подъемниках. По исполнению их составляет:

  1. Простые схемы , состоящие из линейной последовательности блоков. Они связаны друг с другом и с грузом общей веревкой.
  2. Сложный . Это система, в которой последовательно соединены не отдельные блоки, а несколько независимых механизмов. Такое решение позволяет создать цепную таль большой кратности с небольшим количеством блоков.Например, комбинация подкатов с кратностью 2: 1 и 3: 1 даст прирост в 6 раз при использовании всего трех блоков. Благодаря меньшим потерям на трение реальный результат будет выше, чем у простой конструкции с аналогичными параметрами.
  3. Комплексные снасти занимают отдельное место. Это цепная система из простых и сложных механизмов, соединенных таким образом, что блоки перемещаются навстречу грузу при подъеме.

Полипласт как выглядит, фото




Как самому сделать цепную таль

В хозяйстве нет необходимости поднимать тяжести ежедневно, поэтому для разовой работы можно сделать подъемное устройство своими руками.Все, что для этого требуется, можно найти в мастерской экономного хозяина:

.
  • шпильки стальные резьбовые;
  • подшипники;
  • роликов;
  • веревка;
  • крючок.

Подшипник вставлен в ролик и закреплен на шпильке. Накрутите гайку и зафиксируйте ее, чтобы не тратить зря усилия на прокрутку получившегося вала. К шипу или стропам прикреплен крюк. Один конец веревки, пропущенный через изготовленный блок, закрепляется на неподвижной опоре, а другой тянется вверх при подъеме груза.Получился простейший шкив с кратностью 2: 1.

Так как работать с таким механизмом неудобно, необходимо сделать еще одну колодку и, закрепив ее, пропустить через нее веревку. Теперь его можно снять и даже подключить к лебедке. Помимо улучшения условий работы, это даст возможность при необходимости зафиксировать груз в любом промежуточном положении.

Для цепной тали своими руками лучше использовать трос, а не стальной трос.Его преимущество в том, что позволяет быстро собирать или разбирать конструкцию . Вам следует выбирать статические виды, которые не растягиваются. Динамические типы «съедают» часть набора силы.

Вес предметов может быть таким, что один или даже пять из них не могут вручную сдвинуть с места, но это необходимо. В таких случаях пригодится самодельное приспособление для подъема тяжестей или их перемещения. Ручная лебедка – самое популярное устройство в таком бизнесе. Для гаража сделать ручную лебедку своими руками несложно даже в домашних условиях.Но для начала потребуется расчет и чертеж механизма.

Общее для блока для подъема груза и строительного крана – это использование идеи увеличения прочности – правила рычагов. Чтобы сбалансировать нагрузку на короткую сторону рычага, вам нужно приложить меньшее усилие к его длинной стороне, поскольку короткое плечо меньше длинного. Соотношение сил на концах рычага называется передаточным числом.

Вы можете уравновесить и даже поднять груз с усилием, меньшим, чем его вес, но путь, пройденный концом длинного рычага, будет длиннее, чем путь короткого рычага, поскольку для подъема прикладывалась меньшая сила.Прироста в работе нет (F1 * L1 = F2 * L2), но этого и не требуется.

Применение закона Архимеда воплощается в различных подъемных механизмах, и как это зависит от назначения подъемника. Конструкции различаются передаточным числом, принципом передачи усилия, подвижностью, силой, используемой энергией. Наиболее востребованные для самостоятельного производства виды:

  • снастей;
  • барабанных конструкций;
  • рычажный механизм.

Чтобы выбрать тип устройств, необходимых для конкретной работы, следует ознакомиться с их возможностями и ограничениями.

Легче этого устройства перемещать тяжелые предметы, есть только металлолом. Основной элемент – колесо с фаской посередине внешней поверхности, ось которого закреплена на балке перекрытия. Через него можно перебросить подъемник, и подъемник с передаточным числом 1: 1 готов. Для увеличения рычага пропускаем лебедку через другое нефиксированное колесо, ось которого соединена с грузом, и закрепляем лебедку вверху конструкции.

Передаточное число становится 2 .Теперь прикрепляем к потолку еще одно колесо, и пропускаем через него конец подъемника, закрепляя его на оси нижнего колеса. Передаточное число станет равным 3. И так далее, добавляя по одному колесу и меняя место крепления лебедки, можно увеличивать передаточное число.

Расположение колес относительно друг друга может быть разным.

Наиболее компактные конструкции с одноосным расположением колес. В конструкции таких устройств два колесных держателя.Изучив чертежи цепного блока, собрать его своими руками несложно. Требуются два зажима:

Конец подъемника фиксируется на одном из зажимов.

У цепных тали тоже есть недостатки. Чтобы увеличить передаточное число на 1, нужно каждый раз добавлять по одному колесу, в результате вес механизма растет. Кроме того, на изгиб троса на каждом колесе расходуется мощность, снижая КПД устройства. Вы можете уменьшить эти потери, увеличив диаметр колес, но при этом увеличатся вес и габариты цепной тали.Этих недостатков нет у подъемников другого типа.

Принцип работы лебедки напоминает простой рычаг, закрепленный на точке опоры. Если короткое плечо рычага представляет собой поверхность цилиндра, а груз прикреплен к нему тросом, вы получите лебедку с передаточным числом, равным отношению длины рычага к радиусу цилиндра. . Для предотвращения обратного вращения на оси размещен храповой механизм с подпружиненной собачкой – храповик. Собрать такую ​​ручную лебедку своими руками можно по чертежу:

Однако при большом передаточном числе системы потребуется очень длинная ручка, что неудобно.Решение было найдено в двух разновидностях барабанных лебедок, увеличивающих передаточное число с помощью шестерен или червячной передачи.

Как сделать лебедку своими руками с помощью червячной передачи, вы можете увидеть на чертеже:

Храповик в такой конструкции не нужен, передаточное число при прохождении гребня червяка через каждый зуб шестерни равно количеству зубьев шестерни, умноженному на отношение длины ручки к радиусу червяка. Но существенным недостатком будет трение между зубцами и гребнем.Требуется постоянная смазка механизма.

Редуктор работает с гораздо меньшим трением. Используя принцип передачи мощности парой шестерен разного диаметра, ручная барабанная лебедка своими руками – самый простой способ сделать это:

Обратите внимание, что остановка в таких устройствах необходима. Такая конструкция используется при небольшой высоте или длине перемещения груза. Удлинитель поможет увеличить дистанцию ​​движения, равномерно распределив кабель по длине цилиндра.Самый простой способ получить результат – с помощью подпружиненной пластины или стержня прижать трос к барабану:

Самым популярным применением навески подъемников является автомобильный домкрат. Как универсальное устройство применяется реже, так как высота подъема небольшая и ограниченная.

Подъем груза происходит в результате повторяющихся небольших перемещений площадки между фиксированными положениями на рельсе. В хозяйстве редко находит применение. Положительное качество рычажных систем – надежность и долговечность.

В домашних условиях можно использовать подручные материалы и готовые агрегаты трансмиссии. Например, храповик, используемый в автомобиле КАМАЗ для выравнивания тормозного усилия, представляет собой уже готовый червячный механизм.

Вы можете навсегда избавиться от ручного подъема тяжестей, если соберете лебедочную систему своими руками один раз в работу. Для этого на ось привода лебедки надеть шестерню, соединив ее цепью с ведущей звездочкой бензопилы на жесткой конструкции кузова.

Комбинируя блочные механизмы с барабанными лебедками, можно работать, компенсируя недостатки каждого типа подъемников.Например, в цепных тали не предусмотрена защелка, исключающая обратное движение тали, а барабанные лебеди устраняют это очень просто. Но угол между вектором подъемной силы и вектором веса шкива может быть практически любым, чем не могут похвастаться лебедки.

Купленные подъемники можно использовать в хозяйстве, но, как правило, лебедки нужны там, где магазины далеко – и всегда срочно. Стоит заглянуть в гараж на предмет каких-либо деталей, чтобы выйти из ситуации.

просмотры

Полипаст.Назначение и устройство. Подъем грузов без спецтехники

Полистилями называют систему, состоящую из подвижных и неподвижных блоков, которые соединены между собой тросовыми (реже – цепными) передачами. Известные еще в древности блоки шкивов до сих пор являются устройством, без которого не может работать подъемно-транспортное оборудование. На самом деле компоненты этого механизма не сильно изменились за тысячелетия. Полистили, их назначение и структура – вопросы, которые важны для эффективного использования всех конструкций подъемных механизмов.

Устройство цепной тали и условия ее работы

Основная область применения цепной тали – стреловые механизмы кранов. Все разнообразие блоков шкивов можно свести к двум требованиям: либо увеличить прочность (блоки силовых шкивов), либо увеличить скорость (блоки высокоскоростных шкивов). В кранах чаще используются первые, а в подъемниках – вторые. Таким образом, схемы быстроходного и силового шкивов взаимно обратны.

Блок шкивов состоит из следующих компонентов:

  1. Блоки с неподвижными осями
  2. Блоки с подвижными осями.
  3. Блокировка байпаса.
  4. Барабаны байпасные.

Все вышеперечисленные элементы расположены преимущественно вертикально, а расположение барабана зависит от наличия обводных блоков: сверху, если такие блоки отсутствуют, и снизу – если они есть.

Количество блоков с фиксированными осями всегда на единицу меньше, чем с подвижными. В этом случае общее количество блоков определяет (для блоков силовых шкивов) кратность увеличения суммарного усилия на механизме.Количество обходных блоков определяется габаритами узла: с увеличением количества таких блоков увеличивается и сила.

Блоки силовых шкивов, назначение и конструкция которых характеризуется несколькими параметрами, важнейшим из которых является нагрузка, развиваемая в подъемном механизме. Он увеличивается с увеличением расчетной грузоподъемности крана, кратности устройства (количества ветвей каната, на которых подвешен груз) и КПД агрегата.В КПД учитываются потери на трение в осевых опорах, а также потери, определяемые жесткостью троса или цепи.

Полиспастов может быть несколько, тогда общая нагрузка на блок пропорционально уменьшается. Одиночные блоки шкивов конструктивно проще, но также наименее эффективны. В них один конец неподвижно закреплен на неподвижном элементе, а другой – на барабане. В этом случае угол отклонения очень ограничен из-за опасности соскальзывания веревки с блока.Наличие байпасной блокировки значительно улучшает условия работы механизма: нагрузка становится симметричной, что снижает износ каната, увеличивает допустимую скорость вращения блоков. Стабильность работы цепной тали также зависит от расстояния между байпасом и основными блоками. С увеличением этого параметра повышается надежность цепной тали как функционального узла, хотя и увеличивается ее сложность (за счет наличия соединительной оси).
На практике используются и другие схемы цепной тали:

  • Двойной тройной, когда в цепи три рабочих блока и два байпасных блока;
  • Двойной тройной, с уравнительной траверсой. Вариант используется в подъемном оборудовании, которое эксплуатируется в сложных и особо тяжелых условиях.

Тактико-технические характеристики цепных тали и их выбор

На эффективность блоков шкивов, их назначение и устройство в конкретном механизме влияют следующие факторы:

  1. Грузоподъемность основного механизма, в который входят эти узлы.
  2. Количество байпасных блоков: с увеличением их количества увеличиваются потери на трение.
  3. Углы отклонения канатов от средней плоскости барабана.
  4. Диаметр блока.
  5. Диаметр троса / высота цепи.
  6. Веревочный материал.
  7. Тип опор (в подшипниках качения или скольжения).
  8. Условия смазки для всех осей цепной тали.
  9. Скорость вращения блоков или движения тяговых канатов (в зависимости от назначения устройства).

Наибольшие потери в блоках шкивов связаны с условиями трения. В частности, КПД рассмотренных механизмов, работающих в подшипниках скольжения, в зависимости от условий их эксплуатации составляет:

  • При неудовлетворительной смазке и при повышенных температурах – 0,94 … 0,54;
  • С редкой смазкой – 0,95 … 0,60;
  • с периодической смазкой – 0,96 … 0,67;
  • С автоматической смазкой – 0.97 … 0,74.

Меньшие значения соответствуют блокам шкивов с максимально возможной кратностью. Потери на трение для узлов, работающих в подшипниках качения, значительно ниже и составляют:

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


Таким образом, используя современные антифрикционные покрытия на контактной поверхности блоков, можно практически исключить потери на трение.

Углы отклонения каната, расположенного на блоке / блоках цепной тали, определяют не только износ канатов и блоков, но и безопасность производственного персонала подъемного устройства. Объясняется это тем, что при превышении допустимых показателей стягивание каната с блока чревато производственной аварией. На этот параметр влияет материал канатов, профиль канавки барабана, а также направление намотки.
Канатные материалы чаще всего относятся к типам ТЛК-О по ГОСТ 3079, ЛК-Р по ГОСТ 2688 и ТК по ГОСТ 3071. Третий тип имеет наименьшую жесткость (не более 1,7), что имеет положительную влияние на максимально допустимый угол прогиба каната цепной тали. Соответственно, для первых двух типов канатов жесткость достигает 2.

Нормальные углы отклонения от оси цепной тали считаются углами 7,5 … 2.5 0 (меньшие значения приняты за максимальные отношения диаметра блока к диаметру каната). Вообще, при конструировании этих устройств всегда стараются выбирать это соотношение в диапазоне значений 12 … 40. Допустимый угол прогиба канатов из маложестких материалов меньше: до 6,5 .. 2 0.

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

Для уменьшения углов прогиба на шкивных блоках выполнены профильные пазы, угол их направления зависит от направления намотки. Поэтому барабаны в механизмах современной конструкции всегда делаются с поперечным профилем, подходящим для обоих типов намотки.

Резервирование блоков шкивов

Складирование – это технологическая операция по изменению расположения основных грузовых блоков цепной тали, а также расстояний между ними.Назначение резерва – изменение скорости или высоты подъема груза посредством определенной схемы прохождения канатов через блоки устройства.

Схемы резервирования определяются типом подъемного оборудования. Известно, в частности, что механизмы изменения вылета стрелы различны для ручной или электрической лебедки, с одной стороны, и для кранов, с другой. Поэтому для лебедок запасовка осуществляется путем изменения положения оси направляющего блока и предназначена только для изменения длины стрелы.В грузовых кранах используется резерв для корректировки возможной кривизны движения груза. Помимо грузовых тросов, запас используется также для тросовых устройств для перемещения рабочей тележки.

Имеются следующие схемы складирования:

  1. Одинарный вход , который используется для подъемных механизмов стрелового типа с гуськом. При этом крючок подвешивают на одной нити веревки, последовательно пропускают через все закрепленные блоки, а затем наматывают на барабан.Такой способ заготовки наименее эффективен.
  2. Двойной , который можно использовать на кранах, как с подъемной стрелой, так и с балочной стрелой. В первом случае неподвижные блоки расположены на оголовке стрелы, а противоположный конец троса закреплен в грузовой лебедке. Во втором случае один из концов троса закрепляется у основания стрелы, а второй последовательно пропускается через обводной барабан, блоки подвески крюка, блоки стрелы, блоки оголовка башни и затем подается на грузовую лебедку.
  3. Четырехстворчатый , применяется для тяжелых механизмов. Здесь реализована одна из описанных выше схем, но отдельно для каждого из блоков крюковой подвески. Две рабочие ветви каната направлены к блокам рабочей стрелы. Соединение соседних шкивов производится через дополнительный неподвижный блок, который устанавливается на стойке поворотной платформы крана.
  4. Переменная , суть которой заключается в изменении грузоподъемности крана.При таком типе хранения (оно может быть двух- или четырехкратным) возможно соответствующее увеличение массы поднимаемого груза. Для этого в подвижные блоки дополнительно устанавливают один или два подвижных зажима. Удержание зажимов обеспечивается самим грузовым тросом из-за разницы в силах, создаваемых наличием подвески крюка. Изменение частоты переупорядочивания осуществляется путем опускания подвески крюка на опору при продолжении перемотки веревки.

Двойное, а особенно четырехкратное резервирование позволяет безопасно поднимать груз, что почти вдвое превышает тяговое усилие, развиваемое лебедкой.В этом случае исключается вращение канатов под нагрузкой, что значительно снижает их износ.

Полиспаст – это подъемное сооружение, изобретенное во времена великого мыслителя Архимеда. Сейчас невозможно точно установить, кем был гений, но уже упомянутый философ тоже приложил руку к развитию этой конструкции. Ее также называют блочной системой из-за ее основного назначения и имеющихся в то время противовесов в виде известняковых блоков.

Блоки и шкивные блоки, назначение и устройство которых сейчас выглядят довольно примитивно для обычного человека, привыкшего к высоким технологиям. Но стоит учитывать тот факт, что именно благодаря этому механизму были построены великие исторические сооружения, такие как пирамиды, Пантеон, Колизей и тому подобное. Но технологии не остались на страницах учебников, а продолжили свое развитие, адаптируясь к появляющимся технологиям и потребностям людей.

Описание и устройство шкивов

Сама конструкция представляет собой устройство для подъема грузов с помощью специальных соединительных блоков и канатов между ними.Используя правило рычага и силы трения, конструкция приводится в действие , увеличивая силу или скорость подъема объекта … Существуют различные типы цепных тали, которые различаются количеством блоков, канатных соединений, грузоподъемностью и другие конфигурации.

Система, в свою очередь, состоит из подвижных и неподвижных элементов, вдоль которых удерживаются тросы, создающие натяжение и обеспечивающие транспортировку груза. Неподвижный элемент – это базовая конструкция, которая прикрепляется к транспортному средству или статической штанге, а подвижный элемент прикрепляется к грузу.Поэтому первый должен выдерживать большое давление, а второй – равномерно его распределять.

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

Видео рассказывает и демонстрирует принцип работы цепной тали, а также раскрывает ее преимущества

Назначение

Учитывая тот факт, что этому изобретению более двух тысяч лет, оно использовалось для выполнения невообразимого количества работы и задач. Часто это строительная отрасль, где блоки шкивов используются в подъемных кранах, лебедках и т. Д. Также механизм использовался на кораблях, для спуска и подъема спасательных шлюпок.Некоторое время он использовался в первых прототипах лифтов, до появления гидравлических и электрических приводов.

Полистирол, назначение и устройство, их частота разнообразна и нашла применение в спорте, а именно в скалолазании и других экстремальных видах деятельности на больших высотах. Также долгое время спасатели в горных районах оснащались устройствами для вытаскивания пострадавших из труднодоступных мест. Также часто можно встретить применение колодок в электропроводке, а точнее для создания напряжения в кабельной сети.

Разновидности блоков шкивов

Все блоки шкивов можно разделить на две категории:

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

Кроме того, разница заключается в количестве роликов и рабочих веток, а также в других модификациях.К конструкции можно подключить электропривод и стопор. Еще одно отличие заключается в материале веревки, , потому что он может быть представлен как:

В строительной технике чаще всего применяется второй вариант, ввиду прочности материала. Веревочные канаты чаще всего используются в туризме, спасательных операциях и так далее. Железная цепь используется очень редко; это узконаправленные разновидности для определенных должностей.

Подъемник с домом

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

  • Расчеты. Они изготавливаются с учетом ваших целей и задач, а именно параметров рабочего помещения, наличия в нем ограничений, веса груза и расстояния, на которое необходимо его транспортировать.Все эти данные необходимо закрепить для составления чертежа и выбора конструкции.
  • Создание чертежей. Если опыта в этом деле нет, то лучше обратиться к человеку с опытом и инженерным образованием, который сможет сократить время создания модели на бумаге. Если нигде не получить помощи, то лучше обратиться в Интернет и посмотреть рабочие чертежи основных конструкций. Каждый из типов будет эффективен в определенных условиях, которые вы измерите ранее.
  • Подбор материалов. Выбор следует начинать уже на первых этапах, а именно начинать с того, что уже есть, и того, что можно купить. От вашего чертежа и расчетов зависит, какие детали потребуются и какой материал лучше использовать. Покупайте в соответствии с вашим бюджетом и помните. Слишком сильно экономить не стоит, иначе конструкция может выйти из строя в самый ответственный момент.
  • Строительство. Это самый простой шаг, потому что здесь нужно только следовать плану и делать это добросовестно.

При определенном навыке и подготовленности можно получить очень прочную рабочую модель, которая не будет уступать строительным аналогам. Но если задачи не слишком амбициозные, то больших затрат не потребуется. Для надежности можно использовать в создании готовые детали от строительных цепных тали.

Заключение

Полиспасты просты в устройстве, но важно их назначение, ведь с их помощью можно взломать самые сложные подъемные манипуляции.Строительство зданий, прокладка электрических кабельных линий, установка фуникулера или спасательная операция, в любой из этих ситуаций надежность работы может быть гарантирована системой блокировок.

Подъем тяжелых грузов на высоту, даже если она не очень большая, – очень сложная задача для человека. Однако для облегчения этого процесса было изобретено множество различных механизмов и устройств. Эти механизмы должны включать блок шкивов. В нашей статье мы более подробно поговорим об этом устройстве, а также поговорим о технологии создания цепной тали в домашних условиях.

Как облегчить подъем грузов

Полиспаст – это система, состоящая из неподвижных и подвижных блоков, соединенных между собой цепными или тросовыми приводами. Это устройство было изобретено очень давно, ведь еще древние греки и римляне использовали подобные механизмы. В течение следующих тысячелетий состав этого устройства и его назначение практически не изменились. Сегодня это устройство используется практически в первозданном виде с небольшими изменениями.

Схема блока шкивов

Полипаста в основном применяется в стреловых механизмах строительных кранов. Несмотря на все свое разнообразие, к блокам шкивов предъявляются два основных требования: увеличение скорости (за это отвечают высокоскоростные механизмы) и увеличение прочности (так называемые блоки силовых шкивов). В подъемниках обычно используются первые, а в подъемных – вторые. Также следует отметить тот важный факт, что схемы силовых и быстродействующих устройств практически полностью взаимно инвертированы.

Обычный шкив – это устройство, основными компонентами которого являются:

  • блочная система с подвижными осями;
  • блоки с фиксированными осями;
  • байпасные барабаны;
  • байпасных блоков.

Благодаря эффективному взаимодействию блоков и канатов становится возможным значительно выиграть в силе. В силе мы выигрываем столько раз, сколько проигрываем в длине. Это одно из основополагающих правил механики, благодаря которому обычный человек может легко поднимать тяжелые массы с минимальными физическими усилиями.

Гораздо выгоднее приобрести это устройство или сделать его самому, чем арендовать краны или аналогичные механизмы. Особенность устройства заключается в том, что одна из сторон, на которой закреплен груз, находится в подвижном состоянии, а другая, прикрепленная к опоре, неподвижна. Именно подвижные блоки обеспечивают такой значительный прирост силы. Статические блоки необходимы для управления траекторией веревки и самой нагрузки.

Существуют разные типы цепных тали, которые различаются по кратности, четности и сложности.Индикатор кратности определяет, во сколько раз вы прибавите в силе, используя данное приспособление. Итак, покупая механизм с кратностью 6, вы теоретически получаете прирост силы в 6 раз.

Простые и сложные блоки шкивов – мы разбираемся в их конструкции

Сначала поговорим о простых механизмах. Получить такое устройство можно, добавив блоки в нагрузку и опору. Ровный блок шкива – это устройство, в котором веревка прикреплена к опоре. Если требуется нечетный, то веревку устанавливают на подвижную точку поднимаемого объекта.Добавление блока увеличивает кратность устройства на два пункта.

Итак, чтобы вручную изготовить цепную таль для обычной лебедки, кратность которой равна 2, достаточно использовать только один подвижный блок, прикрепленный к грузу. Верёвка прикреплена к опоре. В результате у нас будет ровная цепная таль с кратностью 2. Сложные цепные лебедки включают в себя несколько простых механизмов. Естественно, такое устройство дает значительно больший выигрыш в мощности, который можно рассчитать, умножив кратности каждой из используемых цепных тали.При этом не стоит забывать о силе трения, из-за действия которой происходит небольшая потеря мощности устройства.

Есть несколько способов уменьшить трение каната. Наиболее эффективно использовать ролики с максимально возможным радиусом. Ведь чем больше радиус, тем меньше сила трения действует на канат и подъемный механизм в целом.

Как веревка влияет на производительность

Избежать защемления и перекручивания троса можно с помощью дополнительных приспособлений, например, монтажных пластин, которые позволяют расположить ролики относительно друг друга.Настоятельно не рекомендуем использовать натяжные канаты в цепных тали, так как по сравнению с обычными статическими изделиями они очень сильно уступают по эффективности. При сборке блока для подъема грузов специалисты используют как груз, так и отдельный трос, которые крепятся к объекту независимо от подъемного устройства.

Использование отдельных веревок дает некоторые преимущества. Суть в том, что отдельная веревка дает возможность предварительно или предварительно собрать всю конструкцию.Кроме того, прохождение узлов может быть значительно упрощено, поскольку используется вся длина веревки. Единственный недостаток – невозможность зафиксировать нагрузку в автоматическом режиме. Грузовые канаты могут похвастаться именно такой особенностью, поэтому при необходимости автоматической фиксации груза используйте грузовой канат.

Обратное имеет большое значение. Этот эффект неизбежен, так как в момент снятия, а также при перехвате веревки или остановке на отдых груз обязательно будет двигаться в обратном направлении.От качества используемых блоков, а также всего устройства в целом зависит, на сколько вернется нагрузка. Это явление можно предотвратить, купив специальные ролики, которые позволяют веревке проходить только в одном направлении.

Давайте немного поговорим о том, как правильно прикрепить грузовой трос к подъемному механизму. Даже у самого расчетливого мастера не всегда есть веревка необходимой длины, которая требуется для крепления динамической части блока. Поэтому было разработано несколько способов крепления механизма:

  • С захватными узлами.Эти узлы связаны в пять витков из шнуров, сечение которых не превышает 8 мм. Использование таких узлов наиболее эффективно и, соответственно, широко распространено. По мнению специалистов, узлы очень прочные и надежные. Только нагрузка, превышающая 13 кН, способна вызвать скольжение такого агрегата. Важно то, что даже при скольжении узел никак не деформирует веревку, оставляя ее в целости и сохранности.
  • Применение хомутов общего назначения. Эти устройства можно использовать даже в сложных климатических условиях, например, на мокрых или покрытых льдом веревках.Нагрузка в 7 кН может вызвать проскальзывание зажима, что приведет к повреждению веревки, хотя и не очень серьезно.
  • Зажимы индивидуальные. Они используются только для небольших работ, поскольку нагрузка более 4 кН приведет к проскальзыванию зажима и разрыву троса.

Чулок – изучаем самые популярные схемы

Данная технологическая операция предназначена для изменения расстояния между блоками, а также для изменения положения этих блоков. Необходимость в чулке возникает из-за изменения высоты или скорости подъема предметов за счет установки определенного шаблона прохождения веревки через блоки и ролики механизма.

Используемая схема во многом зависит от типа подъемного устройства. Подъемники снабжены запасами только для изменения вылета стрелы. Осуществляется изменением взаимного расположения направляющих блоков. Очень часто такая операция проводится в грузовых кранах, где требуется предотвратить такой эффект, как криволинейное перемещение грузов.

Акции в зависимости от используемых схем делятся на следующие категории:

  • Разовая запись. Этот тип нашел применение в малогабаритных подъемных кранах, где крюк необходимо подвести на один канат.После этого требуется последовательно провести статические блоки. На завершающем этапе на барабан наматывается крючок. Как показывает практика, этот тип хранилища самый неэффективный.
  • Двойная запись. Этот тип используется в кранах, оборудованных гуськом и гуськом с изменяемой вылетом стрелы. В этом случае необходимо закрепить неподвижные блоки на головке стрелы, а другой конец троса прикрепить к грузовой лебедке.
  • Четырехместный. Он востребован среди блоков шкивов, которые используются для подъема предметов огромной массы.Обычно используется одна из описанных ранее схем запасовки, с той лишь разницей, что они используются отдельно для каждого крюкового блока.

Делаем цепную тали из бумажных стаканчиков и шестерен

Устройства, используемые в строительстве, очень сложные, что логично, ведь здесь требуется поднимать большие грузы на достаточно большую высоту. Разобраться в их конструктивных особенностях бывает очень проблематично. Чего нельзя сказать о бытовых блоках шкивов, которые используются в быту.Они настолько просты и понятны, что построить цепную таль своими руками может любой человек. Для этого нам потребуются следующие устройства:

  1. 1. несколько стаканов бумаги;
  2. 2. ножницы;
  3. 3. веревка или прочная нить, которая действует как веревка;
  4. 4. пластилин;
  5. 5. Вешалки пластиковые.

В первую очередь нужно сделать корзину, в которой будет перемещаться груз. Для этих целей мы будем использовать бумажные стаканчики, через которые продеваем веревку.Сама цепная таль собирается с подвесов. Закрепляем веревку или нить сверху вешалки, после чего несколько раз обматываем ее вокруг перекладины. Полученную из стаканов корзину следует подвесить на нижнюю вешалку за крючок. В принципе, на этом сбор цепной тали можно считать завершенной. Чтобы поднять грузы, нужно просто правильно использовать механизм. Для этого нужно натянуть свободный конец нити, что приведет к соединению подвесов.Теперь вы можете попробовать поднять на высоту тяжелые предметы.

Есть еще один способ изготовить цепную таль своими руками, он несколько сложнее, но более производительный и надежный по конструкции. Здесь нам понадобятся подшипники, шестерня, крюк, тросы с колодками, а также шпилька с резьбой. Сначала фиксируем подшипники на шпильке, после чего на конец шпильки устанавливаем шестерню, чтобы удобнее и проще было пользоваться самодельной цепной таль. Остается только перекинуть трос через шестерни и закрепить его, при этом свободный конец будет снабжен крючком, который необходим для подъема предметов.

Напоследок напомним, что при работе с любыми цепными тали, купленными в магазине или изготовленными дома, обязательно нужно помнить о технике безопасности. Конструкцию необходимо тщательно проверить на прочность и целостность. Сами грузы следует поднимать плавно и осторожно, не находясь при этом под подвешенным предметом.

Полипаст

ДО Категория:

Строительные машины и их работа

Полипаст

Полиспаст – это система, состоящая из нескольких подвижных и неподвижных блоков и веревки, последовательно охватывающей все блоки.Один конец цепной тали закреплен на держателе подвижных или неподвижных блоков, а другой – на барабане лебедки.

Рисунок: 1. Схемы блоков канатных шкивов а – трехходовой блок шкивов; б, в, г – блоки шкивов четырех-, пяти- и шестикратные

Рисунок: 2. Схема двойной цепной тали

Число рабочих ветвей (частота цепной тали) равно количеству блоков, когда канат выходит из неподвижного блока цепной тали, и количеству блоков цепной тали плюс один, когда канат выходит из подвижный блок.

Рисунок: 3. Схема цепной тали обратного действия

Полиспаст – простейшее подъемное устройство, состоящее из блоков, соединенных тросом. С помощью цепной тали можно поднимать груз или перемещать его по горизонтали. Полиспаст дает прирост силы за счет потери скорости: сколько раз он выигрывал в силе, сколько раз терял в скорости.

Полиспаст состоит из двух блоков: неподвижного, прикрепленного к подъемному устройству (балке, мачте, треноге), и подвижного, который крепится к поднимаемому грузу.Оба блока связаны веревкой. Трос, последовательно огибая все ролики блоков, одним концом прикрепляется к верхнему неподвижному блоку. Другой ее конец крепится к барабану лебедки через блоки ответвлений. Если количество рабочих ниток цепной тали, идущих к подвижному блоку, четное, то конец каната закрепляют на верхнем неподвижном блоке, а если он нечетный – на нижнем подвижном.

Если цепь цепной тали идет не от нижнего блока, а от верхнего, то верхний блок неподвижного блока считается отклоняющим.Это условие необходимо учитывать при расчете блоков шкивов.

Полиспаст хранится двумя способами. По первому способу, применяемому при оснащении многолинейных блоков шкивов большой грузоподъемности, неподвижный блок без тросов поднимается в рабочее положение и фиксируется; нижний подвижный блок находится внизу. Затем канат последовательно пропускается через пазы (бороздки) роликов верхнего и нижнего блоков. Конец каната крепится к верхнему или нижнему блоку в зависимости от принятой схемы резервирования цепной тали.Канат часто пропускают через канавки роликов с помощью ручных рычажных лебедок, что значительно облегчает работу по перетяжке цепной тали.

В последнее время при оснащении многолинейного блока шкивов используется вспомогательный тонкий легкий стальной канат диаметром 5-6 мм, который вручную пропускают через ролики блоков. Конец рабочего троса прикрепляют к одному концу тонкого троса, другой его конец закрепляют на барабане лебедки. Во время работы лебедки рабочий трос протягивается через ролики блоков цепной тали.

При складывании цепной тали необходимо следить, чтобы стык тонких и толстых канатов при движении свободно проходил через ролики блоков.

При втором способе блок шкива оборудуют внизу (на дощатом настиле или бетонном полу), а затем в готовом виде поднимают и закрепляют в необходимом месте. Блоки укладываются ровно на расстоянии 3-4 м друг от друга и закрепляются.

Трос начинает вытягиваться от ролика, с которого отрывается бегущая нить, ведущая к лебедке.Когда веревка огибает последний ролик блока, ее конец закрепляется на одном из блоков. После фиксации мертвой нити цепная таль устанавливается в исходное положение.

В некоторых случаях один верхний неподвижный блок или вся цепная таль поднимается с помощью вспомогательного однорядного блока или цепной лебедки малой грузоподъемности. Сначала закрепляется вспомогательный блок, через него пропускается трос, к которому крепится основной блок цепной тали. Другой конец троса закреплен на лебедке, с помощью которой будет подниматься цепная таль.Основной блок цепной тали крепится к люльке или к подмосткам.

На рис. 4 показаны схемы резервирования блоков шкивов с двух-, четырех-, пяти- и шестиколесными блоками.

При выполнении такелажных работ нередко встречаются блоки различной грузоподъемности и канаты. Чтобы правильно выбрать канат для оснащения цепной тали, а также лебедки с требуемым тяговым усилием, такелажнику необходимо знать расчет цепной тали.

Расчет блоков шкивов сводится к определению усилий в резьбе блоков шкивов. Обычно сами блоки рассчитывать не приходится, так как они рассчитываются при проектировании, и каждый из них имеет определенную несущую способность.

При сборке расчет начинается с определения грузоподъемности имеющихся блоков, которая должна соответствовать весу поднимаемого груза. Например, по схеме (рис.22, а), для подъема груза массой 20 тонн требуются блоки грузоподъемностью 20 тонн. На схеме верхний блок трехвалковый, но для выделения ответвления условно показан двухвалковым.

Рисунок: 4. Схемы резервирования цепных тали с числом рабочих ниток: а – шесть с тремя разветвленными однобалочными блоками, б – три, в – четыре, г – пять, д – шесть, д – семь, ж. – восемь, h – десять и – одиннадцать, k – двенадцать, S0, 1, 2, 3, 4, 5.6,7 – резьба цепной тали

Подвеска, на которой подвешен верхний блок цепной таль, рассчитана на всю нагрузку, которую поднимает цепная таль: вес двух блоков, вес троса, а также усилие в нити убегающего груза. цепная таль.

При расчете цепных тали рассчитывается крепление верхнего блока цепной тали к механизму или устройству.

Если предположить, что обе нити проходят вертикально, то первый отводной ролик фиксируется с силой, равной сумме усилий в 5-й и 6-й нитях: 3.68 + 3,82 = 7,5 тс. Крепление второго блока ответвления рассчитано на усилия в 6-й и 7-й резьбовых соединениях.

Поскольку силы в обеих резьбах и угол между ними могут быть разными, сила, на которую рассчитывается блок, определяется в соответствии с правилом параллелограмма.

Пример. Выберите цепную таль для подъема груза массой 10 тонн и трос необходимого сечения для подвешивания цепной таль на высоте 18 м.

Подбираем два блока для цепных тали.По таблице. 11 выбираем двухвалковый блок грузоподъемностью 10 тс для нижнего подвижного блока и трехвалковый блок грузоподъемностью 15 тс для верхнего неподвижного блока.

По максимальной силе в 6-й нити Se выбираем сечение веревки. Наименьший допустимый коэффициент запаса прочности канатов k для грузовой цепной тали с машинным приводом в легком режиме работы составляет 5.

Так как потоков может быть только четное число, мы берем восемь потоков для приостановки.

При отсутствии блоков необходимой грузоподъемности применяют таль с двойной цепью, например таль с уравнивающим роликом и одной или двумя приводными лебедками показана на рис. 5.

Двухцепная таль с одной приводной лебедкой рассчитывается как одинарная с соответствующим количеством рабочих ниток.

Цепная таль с двумя приводными лебедками рассчитана как две независимо работающих цепных лебедки,

Рисунок: 5.Схемы складирования двухцепных тали с одной (а) и двумя (б) приводными лебедками: 1 – уравнительный блок, 2 – неподвижный блок, 3 – подвижный блок, 4 – траверса, 5 – подвеска

Полиспаст представляет собой простое подъемное устройство, состоящее из системы подвижных и неподвижных блоков (роликов), изогнутых гибким телом (обычно веревкой). Полипасты используются как самостоятельные механизмы в сочетании с лебедками и как элементы сложных подъемных машин (кранов).

Блоки (ролики) цепной тали размещены в двух зажимах – подвижной и неподвижной – и последовательно огибаются одним тросом, к свободному концу или обоим концам которого прилагается тяга.Неподвижная рама блоков (роликов) крепится к опорной конструкции (мачте, стреле и т. Д.), Подвижная снабжена грузозахватным телом (крюк, петля, скоба).

Рисунок: 6. Схемы блоков шкивов а – в четыре ряда; б – в шесть ниток; 1 – неподвижные блоки; 2 – подвижные блоки; 3 – отводной блок; 4 – трос

Полипасты используются для набора силы (реже скорости). Прирост прочности тем больше, чем больше кратность цепной тали, равная количеству рабочих ветвей каната, на которых подвешен подвижный держатель блоков цепной тали.


Рисунок: 7. Расчетные схемы блоков шкивов

1. Определить усилие 5L в канате, идущем к лебедке, при подъеме груза массой Q = 20 т цепной тали, выполненной по схеме I. Блоки (ролики) цепной тали установлены на подшипниках качения. (/ j = 1,02), переключающие ролики – на бронзовых втулках (= 1,04).

2. Определить усилие 5L в канате, идущем к лебедке, при подъеме груза массой 20 тн цепной тали, выполненной по схеме II.Блоки (ролики) снимаются на бронзовых втулках (= 1,04).

3. Определить, какой груз Q можно поднять лебедкой с тяговым усилием 5L = 1,5 тс и цепной тали, выполненной по схеме III. Блоки (ролики) приняты на бронзовые втулки.

TO Категория: – Строительные машины и их эксплуатация

Томск
Не в сети
1 год 47 недель

Полистилями называют систему, состоящую из подвижных и неподвижных блоков, которые соединены между собой тросовыми (реже – цепными) передачами.Известные еще в древности блоки шкивов до сих пор являются устройством, без которого не может работать подъемно-транспортное оборудование. На самом деле компоненты этого механизма не сильно изменились за тысячелетия. Полистили, их назначение и структура – вопросы, которые важны для эффективного использования всех конструкций подъемных механизмов.

Все разнообразие блоков шкивов можно свести к двум требованиям: либо увеличить прочность (блоки силовых шкивов), либо увеличить скорость (блоки высокоскоростных шкивов).В подъемных кранах чаще используются первые, а в подъемных механизмах – вторые. Таким образом, схемы быстроходного и силового шкивов взаимно обратны.

Блок шкивов состоит из следующих компонентов:

  1. Колодки с фиксированными осями
  2. Блоки с подвижными осями.
  3. Блокировка байпаса.
  4. Барабаны байпасные.

Все вышеперечисленные элементы расположены преимущественно вертикально, а расположение барабана зависит от наличия обводных блоков: сверху, если такие блоки отсутствуют, и снизу – если они есть.


Количество блоков с фиксированными осями всегда на единицу меньше, чем с подвижными. В этом случае общее количество блоков определяет (для блоков силовых шкивов) кратность увеличения суммарного усилия на механизме. Количество обходных блоков определяется габаритами узла: с увеличением количества таких блоков увеличивается и сила.

Блоки силовых шкивов, назначение и конструкция которых характеризуется несколькими параметрами, важнейшим из которых является нагрузка, развиваемая в подъемном механизме.Он увеличивается с увеличением расчетной грузоподъемности крана, кратности устройства (количества ветвей каната, на которых подвешен груз) и КПД агрегата. В КПД учитываются потери на трение в осевых опорах, а также потери, определяемые жесткостью троса или цепи.



Полиспастов может быть несколько, тогда общая нагрузка на блок уменьшается пропорционально. Одиночные блоки шкивов конструктивно проще, но также наименее эффективны.В них один конец неподвижно закреплен на неподвижном элементе, а другой – на барабане. В этом случае угол отклонения очень ограничен из-за опасности соскальзывания веревки с блока. Наличие байпасной блокировки значительно улучшает условия работы механизма: нагрузка становится симметричной, что снижает износ каната и увеличивает допустимую скорость вращения блоков. Стабильность работы цепной тали также зависит от расстояния между байпасом и основными блоками.С увеличением этого параметра повышается надежность цепной тали как функционального узла, хотя и увеличивается ее сложность (за счет наличия соединительной оси).
На практике используются и другие схемы цепных талей:

  • Двойной тройной, когда в цепи три рабочих блока и два байпасных блока;
  • Двойной трехстворчатый, снабженный уравнительной траверсой. Вариант используется в подъемном оборудовании, которое эксплуатируется в сложных и особо тяжелых условиях.

Тактико-технические характеристики цепных тали и их выбор

На эффективность блоков шкивов, их назначение и устройство в конкретном механизме влияют следующие факторы:

  1. Грузоподъемность основного механизма, в состав которого входят эти агрегаты.
  2. Количество байпасных блоков: с увеличением их количества увеличиваются потери на трение.
  3. Углы отклонения канатов от средней плоскости барабана.
  4. Диаметр блока.
  5. Диаметр троса / высота цепи.
  6. Веревочный материал.
  7. Тип опор (в подшипниках качения или скольжения).
  8. Условия смазки для всех осей цепной тали.
  9. Скорость вращения блоков или движения тяговых канатов (в зависимости от назначения устройства).


Наибольшие потери в блоках шкивов связаны с условиями трения. В частности, КПД рассмотренных механизмов, работающих в подшипниках скольжения, в зависимости от условий их эксплуатации составляет:

  • При неудовлетворительной смазке и при повышенных температурах – 0.94 … 0,54;
  • С редкой смазкой – 0,95 … 0,60;
  • с периодической смазкой – 0,96 … 0,67;
  • С автоматической смазкой – 0,97 … 0,74.

Меньшие значения соответствуют блокам шкивов с максимально возможной кратностью. Потери на трение для узлов, работающих в подшипниках качения, значительно ниже и составляют:

  • При недостаточной смазке и высоких рабочих температурах – 0,99 … 0,83;
  • При нормальных рабочих температурах и смазке – 1.0 … 0,92.



Таким образом, используя современные антифрикционные покрытия на контактной поверхности блоков, потери на трение могут быть практически исключены.

Углы отклонения каната, расположенного на блоке / блоках цепной тали, определяют не только износ канатов и блоков, но и безопасность производственного персонала подъемного устройства. Объясняется это тем, что при превышении допустимых показателей стягивание каната с блока чревато производственной аварией.На этот параметр влияет материал канатов, профиль канавки барабана, а также направление намотки.
Канатные материалы чаще всего относятся к типам ТЛК-О по ГОСТ 3079, ЛК-Р по ГОСТ 2688 и ТК по ГОСТ 3071. Третий тип имеет наименьшую жесткость (не более 1,7), что положительно влияет на максимально допустимый угол прогиба каната цепной тали. Соответственно, для первых двух типов веревок жесткость достигает 2.


Нормальными углами отклонения от оси цепной тали считаются углы 7,5 … 2,50 (меньшие значения принимаются за максимальные отношения диаметра блока к диаметру каната). Вообще, при конструировании этих устройств всегда стараются выбирать это соотношение в диапазоне значений 12 … 40. Допустимый угол прогиба канатов из легких жестких материалов меньше: до 6,5 .. 20.

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

Для уменьшения углов прогиба на шкивных блоках выполнены профильные пазы, угол их направления зависит от направления намотки. Поэтому барабаны в механизмах современной конструкции всегда делаются с поперечным профилем, подходящим для обоих типов намотки.

Заполнение шкивов

Складирование – технологическая операция по изменению расположения основных грузовых блоков цепной тали, а также расстояний между ними.Назначение резерва – изменение скорости или высоты подъема груза посредством определенной схемы прохождения канатов через блоки устройства.

Схемы резервирования определяются типом подъемного оборудования. Известно, в частности, что механизмы изменения вылета стрелы различаются для ручной или электрической тали – с одной стороны, и для кранов – с другой. Поэтому для лебедок запасовка осуществляется путем изменения положения оси направляющего блока и предназначена только для изменения длины стрелы.В грузовых кранах используется резерв для корректировки возможной кривизны движения груза. Помимо грузовых тросов, запас используется также для тросовых устройств для перемещения рабочей тележки.


Существуют следующие схемы складирования:

  1. Одинарный вход , который используется для подъемных механизмов стрелового типа с гуськом. При этом крючок подвешивают на одной нити веревки, последовательно пропускают через все закрепленные блоки, а затем наматывают на барабан.Такой способ заготовки наименее эффективен.
  2. Двойной , который можно использовать на кранах, как с удлиненной стрелой, так и с балочной стрелой. В первом случае неподвижные блоки расположены на оголовке стрелы, а противоположный конец троса закреплен в грузовой лебедке. Во втором случае один из концов троса закрепляется у основания стрелы, а второй последовательно пропускается через обводной барабан, блоки подвески крюка, блоки стрелы, блоки оголовка башни и затем подается на грузовую лебедку.
  3. Fourfold , применяется для тяжелых механизмов. Здесь реализована одна из описанных выше схем, но отдельно для каждого из блоков крюковой подвески. Две рабочие ветви каната направлены к блокам рабочей стрелы. Соединение соседних шкивов производится через дополнительный неподвижный блок, который устанавливается на стойке поворотной платформы крана.
  4. Переменная , суть которой заключается в изменении грузоподъемности крана.При таком типе хранения (оно может быть двух- или четырехкратным) возможно соответствующее увеличение массы поднимаемого груза. Для этого в подвижные блоки дополнительно устанавливают один или два подвижных зажима. Удержание зажимов обеспечивается самим грузовым тросом из-за разницы в силах, создаваемых наличием подвески крюка. Изменение частоты переупорядочивания осуществляется путем опускания подвески крюка на опору при продолжении перемотки веревки.

Двойное и особенно четырехкратное резервирование позволяет безопасно поднимать груз, что почти вдвое превышает тяговое усилие, развиваемое лебедкой.В этом случае исключается вращение канатов под нагрузкой, что значительно снижает их износ.

Томск
Не в сети
1 год 47 недель

ПРАКТИКА:

Простое подъемное устройство состоит из блока и троса (троса или цепи).

Блоки данного подъемного механизма делятся на:

по конструкции на простые и сложные;

методом подъема груза на подвижный и неподвижный.

Начнем знакомство с конструкцией блоков с простой блок , представляющий собой вращающееся вокруг своей оси колесо, с пазом по окружности для кабеля (троса, цепи) Рис.1 и его можно рассматривать как равноплечий рычаг, плечи которого равны радиусу колеса: ОА = ОВ = r. Такой блок не дает прироста прочности, но позволяет изменять направление движения троса (троса, цепи).


Двойной блок состоит из двух блоков разного радиуса, жестко скрепленных между собой и установленных на общей оси на рис. 2. Радиусы блоков r1 и r2 разные и при подъеме груза они действуют как рычаг с неравные рычаги, а прирост прочности будет равен отношению длин радиусов блока большего диаметра к блоку меньшего диаметра F = P · r1 / r2.

Ворота состоит из цилиндра (барабана) и прикрепленной к нему ручки, которая действует как блок большого диаметра. Прирост силы, создаваемый воротами, определяется отношением радиуса окружности R, описываемой ручкой, к радиусу цилиндра r, на который наматывается канат F = P r / R.

Перейдем к способу подъема груза блоками. Судя по описанию конструкции, у всех блоков есть ось, вокруг которой они вращаются.Если ось блока неподвижна и не поднимается и не опускается при подъеме груза, то такой блок называется фиксированным блоком , простым блоком , двойным блоком, воротами.

У роликовый блок ось поднимается и опускается вместе с грузом рис. 10 и в основном предназначен для устранения изгиба троса в месте подвешивания груза.

Познакомимся с устройством и способом подъема груза второй частью простого подъемного механизма – это трос, трос или цепь.Канат скручен из стальной проволоки, канат скручен из нитей или прядей, а цепь состоит из звеньев, соединенных между собой.

Способы подвешивания груза и получения прибавки в силе при подъеме груза веревкой:

На рис. 4, груз закреплен на одном конце троса, и если вы поднимаете груз за другой конец троса, то для подъема этого груза потребуется сила, немного превышающая вес груза, так как простой блок усиления в прочности не дает F = P.

На рис. 5 рабочий поднимается за трос, который огибает простой блок сверху, на одном конце первой части троса есть сиденье, на котором сидит рабочий, а для второй части троса трос рабочий поднимает себя с силой в 2 раза меньшей своего веса, потому что вес рабочего был разделен на две части троса, первая – от сиденья к блоку, а вторая – от блока к блоку. руки рабочего F = P / 2.


На рис.6 груз поднимается двумя рабочими с помощью двух тросов и вес груза равномерно распределяется между тросами, и поэтому каждый рабочий поднимет груз с силой, равной половине веса груза F = P / 2.

На рис. 7 рабочие поднимают груз, который висит на двух частях одного троса, и вес груза распределяется поровну между частями этого троса (как между двумя тросами), и каждый рабочий поднимает груз с силой, равной до половины веса груза F = P / 2.

На рис. 8 конец троса, за который один из рабочих поднимал груз, был закреплен на неподвижном подвесе, а вес груза распределялся на две части троса и когда рабочий поднимал груз. другим концом троса сила, с которой рабочий будет поднимать груз, будет в два раза меньше веса груза F = P / 2 и подъем груза будет в 2 раза медленнее.

На рис. 9 груз висит на 3-х частях одного троса, один конец которого закреплен и прирост прочности при подъеме груза будет равен 3, так как вес груза распределяется на три части кабель F = P / 3.

Для исключения изгиба и уменьшения силы трения на место подвески груза устанавливается простой блок и сила, необходимая для подъема груза, не изменилась, так как простой блок не дает выигрыша в прочности рис. 10 и 11, а сам блок будет называться подвижным блоком , поскольку ось этого блока поднимается и опускается вместе с нагрузкой.


Теоретически груз может быть подвешен на неограниченном количестве частей одного троса, но практически ограничен шестью частями, и такой подъемный механизм называется блоком шкива , который состоит из неподвижных и подвижных зажимов с простыми блоками, которые попеременно изгибается тросом, один конец которого закреплен на фиксированном зажиме, а груз поднимается на другом конце троса.Прирост прочности зависит от количества частей кабеля между фиксированными и подвижными зажимами, обычно 6 частей кабеля и прироста прочности в 6 раз.

Литература:

  1. Перышкин, А.В. Физика, 7 класс: учебник / А.В. Перышкин. – 3-е изд., Доп. – М .: Дрофа, 2014, – 224 с,: ил. ISBN 978-5-358-14436-1. § 61. Применение правила равновесия рычага к блоку, стр. 181-183.
  2. Генденштейн, Л. Физика. 7-й класс. В 2 часа, Часть 1. Учебник для общеобразовательных учреждений / Л.Э. Генденштен, А.Б. Кайдалов, В.Б. Кожевников; изд. Орлова В. А., И. Ройзен. – 2-е изд., Перераб. – М .: Мнемосина, 2010.-254 с .: ил. ISBN 978-5-346-01453-9. § 24. Простые механизмы, с. 188–196.
  3. Элементарный учебник физики под редакцией академика Г.С. Ландсберга Том 1. Механика. Высокая температура. Молекулярная физика. – 10-е изд. – М .: Наука, 1985. § 84. Простые машины, с. 168-175.
  4. Громов С.В. Физика: Учебник. за 7 кл. общее образование. учреждений / С. В. Громов, Н. А. Родина.- 3-е изд. – М .: Просвещение, 2001.-158 с,: ил. ISBN-5-09-010349-6. §22. Блок, с. 55-57.

Полиспаст – это механизм подъема грузов. Состоит из одной или нескольких групп блоков, сгибаемых веревкой. Слово «полиспаст» происходит от греческого слова «полиспастион». Этот термин переводится как «тянут за несколько веревок». Основная функция цепной тали – увеличение грузоподъемности основного механизма.

Другими словами, это устройство дает прирост силы.Однако обратный эффект от использования цепной тали – снижение скорости подъема. Вы также можете набрать скорость, потеряв силу. Однако такие блоки шкивов используются гораздо реже. В любом случае принцип действия устройства – действие рычага.

Устройство механизма

Полиспаст – это то, что позволяет получить усилие, превышающее подъемную силу лебедки в несколько раз. Другими словами, этот механизм увеличивает грузоподъемность устройства.Применение цепной тали позволяет поднимать тяжелый груз с помощью лебедки с небольшой грузоподъемностью. Важно помнить, что скорость подъема тяжелых конструкций будет уменьшаться по мере достижения прироста грузоподъемности.

Назначение механизма

Шкив необходим для подъема тяжелых грузов с минимумом усилий. Простейшая конструкция цепной тали устроена так, что один край каната прикреплен к барабану, а подвешенный груз находится на противоположном конце каната.Более сложные устройства включают в себя несколько неподвижных и подвижных роликов.

Для каждого веса следует учитывать размеры, блоки и диаметр каната. Груз с большой массой увеличивает нагрузку при подвешивании на веревке. Этот механизм отличается быстрым износом. В этом случае требуется уменьшение натяжения каната. Поэтому для подвешивания груза большой массы используют две или четыре веревки. Также возможно использование цепной тали сложной конструкции.


Принцип работы

Человеку, не имеющему отношения к загрузке, название этого механизма покажется непонятным.Однако на самом деле цепная таль – это очень простой подъемный механизм, который может построить практически каждый. Принцип работы этого устройства предельно прост и изучается в школе на уроках физики. А схема работы такого маленького «крана» очень проста.

Конструкция цепной тали состоит из нескольких групп блоков, собранных в специальные зажимы. И они поочередно огибают веревку или веревку. Даже такую ​​простую конструкцию можно довольно эффективно использовать для увеличения силы, прилагаемой для опускания или подъема грузов.Также конструкция простого блока шкива содержит грузовые блоки. Они могут быть следующих типов:

  • многорулонные или однорядные;
  • фиксированный или подвижный.

Сила натяжения каната в этом случае полностью зависит от количества нитей каната в используемой конструкции.

В каких областях используется устройство?

Полиспаст применяется для подъема и перемещения грузов в тех случаях, когда может быть задействована только физическая сила человека и наименьшее количество вспомогательных механизмов.Также блок шкивов является важнейшим компонентом лебедок, кранов и других средств механизации.

По этой причине данные устройства используются практически во всех сферах, где хоть как-то используются подъемно-транспортные механизмы: от бытовых задач до тяжелой промышленности.

Итак, каков принцип работы цепной тали? Работа этого устройства основана на законе рычага: когда вы набираете силу, вы теряете дистанцию. Поскольку этот принцип очень прост, сделать цепную таль своими руками не составит труда.Для этого требуется всего два однорядных ролика.

Чтобы поднять груз определенной массы с помощью цепной тали, необходимо приложить усилие, равное половине его массы. Не забывайте о длине используемой веревки. Она должна быть в два раза больше высоты, на которую будет подниматься груз. Следует отметить, что блоки шкивов, имеющие простейшее устройство, называются «цепными таль два к одному», поскольку они удваивают прилагаемую силу. Трехблочная конструкция соответственно дает трехкратное увеличение прочности.

Кратность цепной тали

Следует отметить, что расчет цепной тали играет очень важную роль. Ведь механизм работает не в идеальных условиях. На него действуют силы трения, возникающие при движении троса по шкиву. Также силы трения возникают при вращении ролика вне зависимости от того, какие подшипники в нем используются.

Для определения силы натяжения используемого каната без учета потерь на трение необходимо вес груза разделить на частоту подъема цепной тали.Под ним следует понимать количество нитей каната, удерживающих нагрузку. Также не следует пренебрегать трением. От этого также зависит эффективность блока шкивов.

Его можно уменьшить за счет использования высококачественных блоков и веревок, а также за счет высококачественного исполнения, исключающего ненужные перекрытия и перегибы.

На сегодняшний день схемы цепных талей изучаются даже в школьном курсе физики. С их помощью сделать эту конструкцию не составит труда. Также необходимо приобрести следующие позиции:

Какие бывают модели устройств?

Для создания простейшей модели нужен всего один блок.Использование такого механизма дает двукратный прирост прочности. Это означает, что для подъема груза требуется половина усилий. Однако веревка в этом случае должна быть вдвое длиннее. Такой блок шкива имеет соотношение два к одному. Эта конструкция может вообще не содержать блоков шкивов, поскольку вместо них можно использовать обычный карабин.

При одновременном использовании двух блоков в цепной тали вы можете утроить преимущество в прилагаемой силе. Также имеется функция безопасности, которая срабатывает при опускании веревки.В этом случае два стягивают и блокируют нагрузку.

Если вы добавите еще два блока к предыдущему механизму, вы получите цепную лебедку, которая дает четырехкратное увеличение прочности. Такой механизм имеет соотношение четыре к одному. В этом механизме четверть веса приходится на конец веревки, а остальная часть нагрузки – на саму веревку.


Сложные блоки шкивов

Следует отметить, что передача силы в чистом виде не может быть достигнута из-за возникновения силы трения.Когда веревка трется о шкив, теряется от десяти до двадцати процентов силы. Следовательно, в простом блоке шкивов соотношение фактически будет примерно 1,8 килограмма на килограмм поднимаемого груза. А 5-ти кратный блок шкива даст прирост силы чуть более чем в 3 раза.

Указанное выше соотношение указывает на то, что можно увеличить количество блоков шкивов до определенного предела, после чего может возникнуть обратный эффект. Однако для увеличения максимального передаточного числа можно использовать сложные блоки шкивов.

Этот блок шкива сконструирован таким образом, что поднимаемый вес не создает нагрузки на последний блок. Вместо этого он загружает веревку, проходящую через блок. В результате при использовании 3-х блоков шкивы 2: 1 и 3: 1 подключаются поочередно. Теоретически это дает шестикратный прирост силы, но на практике – в 4,3 раза.

Как уменьшить трение?

Основная проблема блока шкивов в том, что в процессе работы он должен преодолевать возникающие силы трения.Частично эту проблему можно решить, если использовать качественные тросы, блоки шкивов с плавными струями, а также густую смазку.

Дополнительные возможности появляются и при правильном использовании конструкции цепной тали. Например, если вы используете не один карабин, а два. За счет этого уменьшается сила трения, а также увеличивается радиус изгиба.

4. ПОЛИСПАСТЫ

Полиспастом называется устройство, которое представляет собой систему блоков и тросов, предназначенную для увеличения силы или скорости.В подъемных механизмах силовые шкивы используются для уменьшения усилия в тросе и уменьшения передаточного числа редуктора.

В морской практике цепные тали, которые используются для подъема грузов, стрел и другого оборудования, называются подъемниками. К ним относятся грузовые подъемники, подъемники с верхней загрузкой, подъемные подъемники, шлюпные подъемники, оттяжные подъемники и т. Д.

Ходовой конец цепной тали (подъемника), намотанный на барабан, называется лопаром.

Основным параметром цепной тали является ее кратность u (передаточное число) кратность цепной тали – это отношение количества ветвей кабеля, выходящих из движущихся блоков, к количеству лопастей.

Канат, предназначенный для подъема и опускания груза, называется подвеской. Трос, предназначенный для удержания стрелы и изменения ее вылета, называется тросом.

Кратность грузовой цепной тали – это отношение количества ветвей каната, на которых висит груз, к количеству петель.

– Количество ветвей каната, на которых висит груз;

– Численность лопарей.

По количеству лепестков снасти подразделяются на одинарные (рисунок 4.1 а)) (= 1) и сдвоенные (рисунок 4.1 б)) (= 2).

Рисунок 4.1. Кратность блока одиночного шкива u r = 2

Рисунок 4.2. Двойная цепная таль кратность u r = 2

Определим КПД блока шкивов на примере одиночного блока шкивов, показанного на рис. 4.2 с кратностью u r … В неподвижном блоке шкивов сила натяжения одинакова для всех


, (4.2)

где F Q – сила веса груза, Н.

u r – таль грузовая цепная кратность.

Если цепная таль начинает поднимать груз, то силы натяжения в ее ветвях распределяются неравномерно. Это связано с потерей эффективности.в блоках и от жесткости кабеля. Усилия распределяются следующим образом:


,

,

,

….

,

,

где – КПД с учетом потерь на трение в блоке и от жесткости каната.

Система сил уравновешена

Здесь в скобках – сумма геометрической прогрессии


, с учетом этого выражение (4.3) приводится к виду

… Откуда взять формулу для определения тягового усилия в лопаре каната


(4,4)

КПД блока шкивов представляет собой коэффициент полезной работы

Рисунок 4.3. Распределение усилий в ветвях цепной тали


при подъеме груза F Q до высоты h На работы потрачено


.(4.5)

Между скоростью подъема (опускания) груза V под и скорость выделения (травления) брелока V лш. есть зависимость


(4.6)

Недостаток одноцепных тали в том, что при подъеме груза он также перемещается по горизонтали. Это затрудняет точное прекращение нагрузки и вызывает неравномерную реакцию подшипников барабана.

Потери на трение также следует учитывать при выборе цепной тали. Лучшие блоки, используемые на практике, приводят к потере на трение не менее 10% приложенной силы. Таким образом, приложив усилие на 1 кг к простой двойной цепной тали, можно поднять груз 2 × 0,9 = 1,8 кг, , а при использовании простой четырехходовой цепной тали не 4 кг как ожидается, и 4 х 0,9 х 0,9 х 0,9 = 2,92 кг , то есть прирост силы будет менее 3 раз, а потеря скорости – 4 раза.Простой пятикратный блок шкива дает реальный выигрыш чуть более чем в 3 раза. При использовании вместо блоков карабина трение еще больше.

Список ссылок

  1. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины: Учебник для машиностроительных специальностей вузов. – Издание 6-е, переработанное. – М .: Высшая школа, 1985. – 520 с., Ил.
  2. .
  3. Шестопалов А. Как работает шкив // Интернет-проект «Как все устроено». – http://howitworks.iknowit.ru/paper1144.html.

Контрольные вопросы

  1. Для чего нужна цепная таль?
  2. Как определить частоту цепной тали?
  3. В чем причина нецелесообразности использования высокочастотных блоков шкивов?

Полиспаст с кратностью 4. Подъем грузов без спецтехники

Полипаст

ДО Категория:

Строительные машины и их работа

Полипаст

Полиспаст – это система, состоящая из нескольких подвижных и неподвижных блоков и веревки, которая последовательно охватывает все блоки.Один конец цепной тали закреплен на держателе подвижных или неподвижных блоков, а другой – на барабане лебедки.

Рисунок: 1. Схемы блоков канатных шкивов а – трехходовой блок шкивов; б, в, г – блоки шкивов четырех-, пяти- и шестикратные

Рисунок: 2. Схема блока сдвоенных шкивов

Число рабочих ветвей (частота цепной тали) равно количеству блоков, когда канат выходит из неподвижного блока цепной тали, и количеству блоков цепной тали плюс один, когда канат выходит из подвижный блок.

Рисунок: 3. Схема цепной тали обратного действия

Полиспаст – простейшее подъемное устройство, состоящее из блоков, соединенных тросом. С помощью цепной тали можно поднимать груз или перемещать его по горизонтали. Полиспаст дает прирост силы за счет потери скорости: сколько раз он выигрывал в силе, сколько раз терял в скорости.

Полиспаст состоит из двух блоков: неподвижного, прикрепленного к подъемному устройству (балке, мачте, треноге), и подвижного, который крепится к поднимаемому грузу.Оба блока связаны веревкой. Трос, последовательно огибая все ролики блоков, одним концом прикрепляется к верхнему неподвижному блоку. Другой ее конец крепится к барабану лебедки через блоки ответвлений. Если количество рабочих ниток цепной тали, идущих к подвижному блоку, четное, то конец каната закрепляют на верхнем неподвижном блоке, а если он нечетный – на нижнем подвижном.

Если цепь цепной тали идет не от нижнего блока, а от верхнего, то верхний блок неподвижного блока считается отклоняющим.Это условие необходимо учитывать при расчете блоков шкивов.

Полиспаст хранится двумя способами. По первому способу, применяемому при оснащении многолинейных блоков шкивов большой грузоподъемности, неподвижный блок без тросов поднимается в рабочее положение и фиксируется; нижний подвижный блок находится внизу. Затем канат последовательно пропускается через пазы (бороздки) роликов верхнего и нижнего блоков. Конец каната крепится к верхнему или нижнему блоку в зависимости от принятой схемы резервирования цепной тали.Канат часто пропускают через канавки роликов с помощью ручных рычажных лебедок, что значительно облегчает работу по перетяжке цепной тали.

В последнее время при оснащении многолинейного блока шкивов используется вспомогательный тонкий легкий стальной канат диаметром 5-6 мм, который вручную пропускают через ролики блоков. Конец рабочего троса прикрепляют к одному концу тонкого троса, другой его конец закрепляют на барабане лебедки. Во время работы лебедки рабочий трос протягивается через ролики блоков цепной тали.

При складывании цепной тали необходимо следить за тем, чтобы стык тонких и толстых канатов свободно проходил через ролики блоков при перемещении.

При втором способе блок шкива оборудуют внизу (на дощатом настиле или бетонном полу), а затем в готовом виде поднимают и закрепляют в необходимом месте. Блоки укладываются ровно на расстоянии 3-4 м друг от друга и закрепляются.

Трос начинает вытягиваться от ролика, с которого отрывается бегущая нить, ведущая к лебедке.Когда веревка огибает последний ролик блока, ее конец закрепляется на одном из блоков. После фиксации мертвой нити цепная таль устанавливается в исходное положение.

В некоторых случаях один верхний неподвижный блок или вся цепная таль поднимается с помощью вспомогательного однорядного блока или цепной лебедки малой грузоподъемности. Сначала закрепляется вспомогательный блок, через него пропускается трос, к которому крепится основной блок цепной тали. Другой конец троса закреплен на лебедке, с помощью которой будет подниматься цепная таль.Закрепите основной блок цепной тали на люльке или на лесах.

На рис. 4 показаны схемы резервирования блоков шкивов с двух-, четырех-, пяти- и шестиколесными блоками

.

При выполнении такелажных работ нередко встречаются блоки различной грузоподъемности и канаты. Чтобы правильно выбрать канат для оснащения цепной тали, а также лебедки с требуемым тяговым усилием, такелажнику необходимо знать расчет цепной тали.

Расчет блоков шкивов сводится к определению усилий в резьбе блоков шкивов.Обычно сами блоки рассчитывать не приходится, так как они рассчитываются при проектировании, и каждый из них имеет определенную несущую способность.

При такелажных работах расчет начинается с определения грузоподъемности имеющихся блоков, которая должна соответствовать весу поднимаемого груза. Например, по схеме (рис. 22, а) для подъема груза массой 20 тонн требуются блоки грузоподъемностью 20 тонн. На схеме верхний блок трехвалковый, но для того, чтобы выделить отклонитель, он условно показан как двухвалковый.

Рисунок: 4. Схемы пополнения цепных тали с числом рабочих ниток: а – шесть с тремя разветвленными однобалочными блоками, б – три, в – четыре, г – пять, д – шесть, е – семь, g – восемь, h – десять, и – одиннадцать, k – двенадцать, S0, 1, 2, 3, 4, 5.6,7 – резьба цепной тали

Подвеска, на которой подвешен верхний блок цепной таль, рассчитана на всю нагрузку, которую поднимает цепная таль: вес двух блоков, вес троса, а также усилие в нити убегающего груза. цепная таль.

При расчете цепных тали рассчитывается крепление верхнего блока цепной тали к механизму или устройству.

Если предположить, что обе нити идут вертикально, то к первому отводному ролику прикрепляется сила, равная сумме усилий в 5-й и 6-й резьбах: 3,68 + 3,82 = 7,5 тс. Крепление второго блока ответвления рассчитано на усилия в 6-й и 7-й резьбовых соединениях.

Поскольку силы в обеих резьбах и угол между ними могут быть разными, сила, на которую рассчитывается блок, определяется в соответствии с правилом параллелограмма.

Пример. Выберите цепную таль для подъема груза массой 10 тонн и трос необходимого сечения для подвешивания цепной таль на высоте 18 м.

Подбираем два блока для цепных тали. По таблице. 11 выбираем двухвалковый блок грузоподъемностью 10 тс для нижнего подвижного блока и трехвалковый блок грузоподъемностью 15 тс для верхнего неподвижного блока.

По максимальной силе в 6-й нити Se выбираем сечение веревки.Наименьший допустимый коэффициент запаса прочности канатов k для грузовой цепной тали с машинным приводом в легком режиме работы составляет 5.

Так как потоков может быть только четное число, мы берем восемь потоков для приостановки.

При отсутствии блоков необходимой грузоподъемности используются двухцепные тали, например, двухцепная таль с уравнительным роликом и одной или двумя приводными лебедками показана на рис. 5.

Двухцепная таль с одной приводной лебедкой рассчитывается как одинарная с соответствующим количеством рабочих ниток.

Цепная таль с двумя приводными лебедками рассчитана как две независимо работающих цепных лебедки,

Рисунок: 5. Схемы складирования двухцепных тали с одной (а) и двумя (б) приводными лебедками: 1 – уравнительный блок, 2 – неподвижный блок, 3 – подвижный блок, 4 – траверса, 5 – подвеска

Полиспаст представляет собой простое подъемное устройство, состоящее из системы подвижных и неподвижных блоков (роликов), изогнутых гибким телом (обычно веревкой). Полипасты используются как самостоятельные механизмы в сочетании с лебедками и как элементы сложных подъемных машин (кранов).

Блоки (ролики) цепной тали размещены в двух зажимах – подвижной и неподвижной – и последовательно огибаются одним тросом, к свободному концу или обоим концам которого прилагается тяга. Неподвижная рама блоков (роликов) крепится к опорной конструкции (мачте, стреле и т. Д.), Подвижная снабжена грузозахватным телом (крюк, петля, скоба).

Рисунок: 6. Схемы блоков шкивов а – в четыре ряда; б – в шесть ниток; 1 – неподвижные блоки; 2 – подвижные блоки; 3 – отводной блок; 4 – трос

Полипасты используются для набора силы (реже скорости).Прирост прочности тем больше, чем больше кратность цепной тали, равная количеству рабочих ветвей каната, на которых подвешен подвижный держатель блоков цепной тали.


Рисунок: 7. Расчетные схемы блоков шкивов

1. Определить усилие 5L в канате, идущем к лебедке при подъеме груза массой Q = 20 т цепной тали, выполненной по схеме I. Блоки (ролики) цепной тали установлены на подшипниках качения ( / j = 1.02), переключающие ролики – на бронзовых втулках (= 1,04).

2. Определить усилие 5L в канате, идущем к лебедке, при подъеме груза массой 20 тн с помощью цепной тали, выполненной по схеме II. Блоки (ролики) снимаются на бронзовых втулках (= 1,04).

3. Определить, какой груз Q можно поднять лебедкой с тяговым усилием 5L = 1,5 тс и цепной тали, выполненной по схеме III. Блоки (ролики) приняты на бронзовые втулки.

TO Категория: – Строительные машины и их эксплуатация

Томск
Не в сети
1 год 47 недель

Полистилями называют систему, состоящую из подвижных и неподвижных блоков, которые соединены между собой тросовыми (реже – цепными) передачами.Известные еще в древности блоки шкивов до сих пор являются устройством, без которого не может работать подъемно-транспортное оборудование. На самом деле компоненты этого механизма не сильно изменились за тысячелетия. Полистили, их назначение и структура – вопросы, которые важны для эффективного использования всех конструкций подъемных механизмов.

Все разнообразие блоков шкивов можно свести к двум требованиям: либо увеличить прочность (блоки силовых шкивов), либо увеличить скорость (блоки высокоскоростных шкивов).В подъемных кранах чаще используются первые, а в подъемных механизмах – вторые. Таким образом, схемы быстроходного и силового шкивов взаимно обратны.

Блок шкивов состоит из следующих компонентов:

  1. Колодки с фиксированными осями
  2. Блоки с подвижными осями.
  3. Блокировка байпаса.
  4. Барабаны байпасные.

Все вышеперечисленные элементы расположены преимущественно вертикально, а расположение барабана зависит от наличия обводных блоков: сверху, если такие блоки отсутствуют, и снизу – если они есть.


Количество блоков с фиксированными осями всегда на единицу меньше, чем с подвижными. В этом случае общее количество блоков определяет (для блоков силовых шкивов) кратность увеличения суммарного усилия на механизме. Количество обходных блоков определяется габаритами узла: с увеличением количества таких блоков увеличивается и сила.

Блоки силовых шкивов, назначение и конструкция которых характеризуется несколькими параметрами, важнейшим из которых является нагрузка, развиваемая в подъемном механизме.Он увеличивается с увеличением расчетной грузоподъемности крана, кратности устройства (количества ветвей каната, на которых подвешен груз) и КПД агрегата. В КПД учитываются потери на трение в осевых опорах, а также потери, определяемые жесткостью троса или цепи.



Полиспастов может быть несколько, тогда общая нагрузка на блок пропорционально уменьшается. Одиночные блоки шкивов конструктивно проще, но также наименее эффективны.В них один конец неподвижно закреплен на неподвижном элементе, а другой – на барабане. В этом случае угол отклонения очень ограничен из-за опасности соскальзывания веревки с блока. Наличие байпасной блокировки значительно улучшает условия работы механизма: нагрузка становится симметричной, что снижает износ каната и увеличивает допустимую скорость вращения блоков. Стабильность работы цепной тали также зависит от расстояния между байпасом и основными блоками.С увеличением этого параметра повышается надежность цепной тали как функционального узла, хотя при этом увеличивается ее сложность (за счет наличия соединительной оси).
На практике используются и другие схемы цепных талей:

  • Двойной тройной, когда в цепи три рабочих блока и два байпасных блока;
  • Двойной трехстворчатый, снабженный уравнительной траверсой. Вариант используется в подъемном оборудовании, которое эксплуатируется в сложных и особо тяжелых условиях.

Тактико-технические характеристики цепных тали и их выбор

На эффективность блоков шкивов, их назначение и устройство в конкретном механизме влияют следующие факторы:

  1. Грузоподъемность основного механизма, в состав которого входят эти агрегаты.
  2. Количество байпасных блоков: с увеличением их количества увеличиваются потери на трение.
  3. Углы отклонения канатов от средней плоскости барабана.
  4. Диаметр блока.
  5. Диаметр троса / высота цепи.
  6. Веревочный материал.
  7. Тип опор (в подшипниках качения или скольжения).
  8. Условия смазки для всех осей цепной тали.
  9. Скорость вращения блоков или движения тяговых канатов (в зависимости от назначения устройства).


Наибольшие потери в цепных тали связаны с условиями трения. В частности, КПД рассматриваемых механизмов, работающих в подшипниках скольжения, в зависимости от условий их эксплуатации составляет:

  • При неудовлетворительной смазке и при повышенных температурах – 0.94 … 0,54;
  • С редкой смазкой – 0,95 … 0,60;
  • с периодической смазкой – 0,96 … 0,67;
  • С автоматической смазкой – 0,97 … 0,74.

Меньшие значения соответствуют блокам шкивов с максимально возможной кратностью. Потери на трение для узлов, работающих в подшипниках качения, значительно ниже и составляют:

  • При недостаточной смазке и высоких рабочих температурах – 0,99 … 0,83;
  • При нормальных рабочих температурах и смазке – 1.0 … 0,92.



Таким образом, используя современные антифрикционные покрытия на контактной поверхности блоков, потери на трение могут быть практически исключены.

Углы отклонения каната, расположенного на блоке / блоках цепной тали, определяют не только износ канатов и блоков, но и безопасность производственного персонала подъемного устройства. Объясняется это тем, что при превышении допустимых показателей стягивание каната с блока чревато производственной аварией.На этот параметр влияет материал канатов, профиль канавки барабана, а также направление намотки.
Канатные материалы чаще всего относятся к типам ТЛК-О по ГОСТ 3079, ЛК-Р по ГОСТ 2688 и ТК по ГОСТ 3071. Третий тип имеет наименьшую жесткость (не более 1,7), что имеет положительную влияние на максимально допустимый угол прогиба каната цепной тали. Соответственно, для первых двух типов веревок жесткость достигает 2.


Нормальными углами отклонения от оси цепной тали считаются углы 7,5 … 2,50 (меньшие значения принимаются за максимальное отношение диаметра блока к диаметру каната). Вообще, при конструировании этих устройств всегда стараются выбирать это соотношение в диапазоне значений 12 … 40. Допустимый угол прогиба канатов из легких жестких материалов меньше: до 6,5 .. 20.

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

Для уменьшения углов прогиба на шкивных блоках выполнены профильные пазы, угол их направления зависит от направления намотки. Поэтому барабаны в механизмах современной конструкции всегда делаются с поперечным сечением, подходящим для обоих типов намотки.

Заполнение шкивов

Складирование – технологическая операция по изменению расположения основных грузовых блоков цепной тали, а также расстояний между ними.Назначение резерва – изменение скорости или высоты подъема груза посредством определенной схемы прохождения канатов через блоки устройства.

Схемы резервирования определяются типом подъемного оборудования. Известно, в частности, что механизмы изменения вылета стрелы различны для ручной или электрической лебедки, с одной стороны, и для кранов, с другой. Поэтому для лебедок запасовка осуществляется путем изменения положения оси направляющего блока и предназначена только для изменения длины стрелы.В грузовых кранах используется запас для корректировки возможной кривизны движения груза. Помимо грузовых тросов, запас используется также для тросовых устройств для перемещения рабочей тележки.


Существуют следующие схемы складирования:

  1. Одинарный вход , который используется для подъемных механизмов стрелового типа с гуськом. При этом крючок подвешивают на одной нити веревки, последовательно пропускают через все закрепленные блоки, а затем наматывают на барабан.Такой способ заготовки наименее эффективен.
  2. Двойной , который может использоваться на кранах с подъемной стрелой и балкой. В первом случае неподвижные блоки расположены на оголовке стрелы, а противоположный конец троса закреплен в грузовой лебедке. Во втором случае один из концов троса закрепляется у основания стрелы, а второй последовательно пропускается через обводной барабан, блоки подвески крюка, блоки стрелы, блоки оголовка башни и затем подается на грузовую лебедку.
  3. Fourfold , применяется для тяжелых механизмов. Здесь реализована одна из описанных выше схем, но отдельно для каждого из блоков крюковой подвески. Две рабочие ветви каната направлены к блокам рабочей стрелы. Соединение соседних шкивов производится через дополнительный неподвижный блок, который устанавливается на стойке поворотной платформы крана.
  4. Переменная , суть которой заключается в изменении грузоподъемности крана.При таком типе хранения (оно может быть двух- или четырехкратным) возможно соответствующее увеличение массы поднимаемого груза. Для этого в подвижные блоки дополнительно устанавливают один или два подвижных зажима. Удержание зажимов обеспечивается самим грузовым тросом из-за разницы в силах, создаваемых наличием подвески крюка. Изменение частоты переупорядочивания осуществляется путем опускания подвески крюка на опору при продолжении перемотки веревки.

Двойное и особенно четырехкратное резервирование позволяет безопасно поднимать груз, что почти вдвое превышает тяговое усилие, развиваемое лебедкой.В этом случае исключается вращение канатов под нагрузкой, что значительно снижает их износ.

Томск
Не в сети
1 год 47 недель

ПРАКТИКА:

Простое подъемное устройство состоит из блока и троса (троса или цепи).

Блоки данного подъемного механизма делятся на:

по конструкции на простые и сложные;

методом подъема груза на подвижный и неподвижный.

Начнем знакомство с конструкцией блоков с простой блок , представляющий собой вращающееся вокруг своей оси колесо, с пазом по окружности для кабеля (троса, цепи) Рис.1 и его можно рассматривать как равноплечий рычаг, плечи которого равны радиусу колеса: ОА = ОВ = r. Такой блок не дает прироста прочности, но позволяет изменять направление движения троса (троса, цепи).


Двойной блок состоит из двух блоков разного радиуса, жестко скрепленных между собой и установленных на общей оси на рис. 2. Радиусы блоков r1 и r2 разные и при подъеме груза они действуют как рычаг с неравные рычаги, а прирост прочности будет равен отношению длин радиусов блока большего диаметра к блоку меньшего диаметра F = P · r1 / r2.

Ворота состоит из цилиндра (барабана) и прикрепленной к нему ручки, которая действует как блок большого диаметра. Прирост силы, создаваемый воротами, определяется отношением радиуса окружности R, описываемой ручкой, к радиусу радиус цилиндра r, на который наматывается канат F = P r / R.

Перейдем к способу подъема груза блоками. Судя по описанию конструкции, у всех блоков есть ось, вокруг которой они вращаются.Если ось блока неподвижна и не поднимается и не опускается при подъеме груза, то такой блок называется фиксированным блоком , простым блоком , двойным блоком, воротами.

У роликовый блок ось поднимается и опускается вместе с грузом рис. 10 и в основном предназначен для устранения изгиба кабеля в месте подвешивания груза.

Познакомимся с устройством и способом подъема груза второй частью простого подъемного механизма – это трос, трос или цепь.Канат скручен из стальной проволоки, канат скручен из нитей или прядей, а цепь состоит из звеньев, соединенных между собой.

Способы подвешивания груза и получения прибавки в силе при подъеме груза веревкой:

На рис. 4, груз закреплен на одном конце троса, и если вы поднимаете груз за другой конец троса, то для подъема этого груза потребуется сила, немного превышающая вес груза, так как простой блок усиления в прочности не дает F = P.

На рис. 5 рабочий поднимается за трос, который огибает простой блок сверху, на одном конце первой части троса есть сиденье, на котором сидит рабочий, а для второй части троса трос рабочий поднимает себя с силой в 2 раза меньшей своего веса, т. к. вес рабочего был разделен на две части троса, первая – от сиденья к блоку, а вторая – от блока к рукам. рабочего F = P / 2.


На рис.6 груз поднимается двумя рабочими с помощью двух тросов и вес груза распределяется между тросами поровну, и поэтому каждый рабочий поднимет груз с силой, равной половине веса груза F = P / 2.

На рис. 7 рабочие поднимают груз, который висит на двух частях одного троса, и вес груза распределяется поровну между частями этого троса (как между двумя тросами), и каждый рабочий поднимает груз с силой, равной до половины веса груза F = P / 2.

На рис. 8 конец троса, за который один из рабочих поднимал груз, был закреплен на неподвижном подвесе, а вес груза распределялся на две части троса, и когда рабочий поднимал груз, груз за другой конец троса, сила, с которой рабочий поднимет груз, в два раза меньше веса груза F = P / 2 и подъем груза будет в 2 раза медленнее.

На рис. 9 груз висит на 3-х частях одного троса, один конец которого закреплен, и прирост прочности при поднятии груза будет равен 3, так как вес груза распределяется на три части. кабель F = P / 3.

Для исключения изгиба и уменьшения силы трения в месте подвешивания груза устанавливается простой блок, при этом сила, необходимая для подъема груза, не изменилась, так как простой блок не дает прироста прочности 10 и 11, а сам блок будет называться подвижным блоком , так как ось этого блока поднимается и опускается вместе с нагрузкой.


Теоретически груз может быть подвешен на неограниченном количестве частей одного троса, но практически ограничен шестью частями, и такой подъемный механизм называется блоком шкива , который состоит из неподвижных и подвижных зажимов с простыми блоками, которые попеременно изгибается тросом, один конец которого закреплен на фиксированном зажиме, а груз поднимается на другом конце троса.Прирост прочности зависит от количества частей кабеля между фиксированными и подвижными зажимами, обычно 6 частей кабеля и прироста прочности в 6 раз.

Литература:

  1. Перышкин, А.В. Физика, 7 класс: учебник / А.В. Перышкин. – 3-е изд., Доп. – М .: Дрофа, 2014, – 224 с,: ил. ISBN 978-5-358-14436-1. § 61. Применение правила равновесия рычага к блоку, стр. 181-183.
  2. Генденштейн, Л. Физика. 7-й класс. В 2 часа, Часть 1. Учебник для общеобразовательных учреждений / Л.Э. Генденштен, А.Б. Кайдалов, В.Б. Кожевников; изд. Орлова В.А., И.Ройзен. – 2-е изд., Перераб. – М .: Мнемосина, 2010.-254 с .: ил. ISBN 978-5-346-01453-9. § 24. Простые механизмы, с. 188–196.
  3. Элементарный учебник физики под редакцией академика Г.С. Ландсберга Том 1. Механика. Высокая температура. Молекулярная физика. – 10-е изд. – М .: Наука, 1985. § 84. Простые машины, с. 168-175.
  4. Громов С.В. Физика: Учебник. за 7 кл. общее образование. учреждений / С. В. Громов, Н. А. Родина.- 3-е изд. – М .: Просвещение, 2001.-158 с,: ил. ISBN-5-09-010349-6. §22. Блок, с. 55-57.

Полиспаст – это механизм подъема грузов. Он включает в себя одну или несколько групп блоков, огибающих веревку. Слово «полиспаст» происходит от греческого слова «полиспастион». Этот термин переводится как «тянут за несколько веревок». Основная функция цепной тали – увеличение грузоподъемности основного механизма.

Другими словами, это устройство дает прирост силы.Однако обратный эффект от использования цепной тали – снижение скорости подъема. Вы также можете набрать скорость, потеряв силу. Однако такие блоки шкивов используются гораздо реже. В любом случае принцип действия устройства – действие рычага.

Устройство механизма

Полиспаст – это то, что позволяет получить усилие, превышающее подъемную силу лебедки в несколько раз. Другими словами, этот механизм увеличивает грузоподъемность устройства.Применение цепной тали позволяет поднимать тяжелый груз с помощью лебедки с небольшой грузоподъемностью. Важно помнить, что скорость подъема тяжелых конструкций будет уменьшаться по мере достижения прироста грузоподъемности.

Назначение механизма

Шкив необходим для подъема тяжелых грузов с минимумом усилий. Самая простая конструкция цепной тали устроена так, что один край каната закреплен на барабане, а подвешенный груз находится на противоположном конце каната.Более сложные устройства включают в себя несколько неподвижных и подвижных роликов.

Для каждого веса учитывать размеры, блоки и диаметр каната. Груз с большой массой увеличивает нагрузку при подвешивании на веревке. Этот механизм отличается быстрым износом. В этом случае требуется уменьшение натяжения каната. Поэтому для подвешивания груза большой массы используют две или четыре веревки. Также возможно использование цепной тали сложной конструкции.


Принцип работы

Человеку, не имеющему отношения к загрузке, название этого механизма покажется непонятным.Однако на самом деле блок шкивов представляет собой очень простой подъемный механизм, который может построить практически каждый. Принцип работы этого устройства предельно прост и изучается в школе на уроках физики. А схема работы такого маленького «крана» очень проста.

Конструкция цепной тали состоит из нескольких групп блоков, собранных в специальные зажимы. И они поочередно огибают веревку или веревку. Даже такую ​​простую конструкцию можно довольно эффективно использовать для увеличения силы, прилагаемой для опускания или подъема грузов.Также конструкция простой цепной тали содержит грузовые блоки. Они могут быть следующих типов:

  • многорулонные или однорядные;
  • фиксированный или подвижный.

Сила натяжения каната в этом случае полностью зависит от количества нитей каната в используемой конструкции.

В каких областях используется устройство?

Полиспаст применяется для подъема и перемещения грузов в тех случаях, когда может быть задействована только физическая сила человека и наименьшее количество вспомогательных механизмов.Также блок шкивов является важнейшим компонентом лебедок, кранов и других средств механизации.

По этой причине данные устройства используются практически во всех сферах, где хоть как-то используются подъемно-транспортные механизмы: от бытовых задач до тяжелой промышленности.

Итак, каков принцип работы цепной тали? Работа этого устройства основана на законе рычага: когда вы набираете силу, вы теряете дистанцию. Поскольку этот принцип очень прост, сделать цепную таль своими руками не составит труда.Для этого требуется всего два однорядных ролика.

Чтобы поднять груз определенной массы с помощью цепной тали, необходимо приложить усилие, равное половине его массы. Не забывайте о длине используемой веревки. Она должна быть в два раза больше высоты, на которую будет подниматься груз. Следует отметить, что блоки шкивов, имеющие простейшее устройство, называются «цепными таль два к одному», поскольку они удваивают прилагаемую силу. Трехблочная конструкция соответственно дает трехкратное увеличение прочности.

Кратность цепной тали

Следует отметить, что расчет цепной тали играет очень важную роль. Ведь механизм работает не в идеальных условиях. На него действуют силы трения, возникающие при движении троса по шкиву. Также силы трения возникают при вращении ролика вне зависимости от того, какие подшипники в нем используются.

Для определения силы натяжения используемого каната без учета потерь на трение необходимо вес груза разделить на частоту подъема цепной тали.Под ним следует понимать количество нитей каната, удерживающих нагрузку. Также не следует пренебрегать трением. От этого также зависит эффективность блока шкивов.

Его можно уменьшить за счет использования высококачественных блоков и веревок, а также за счет высококачественного исполнения, исключающего ненужные перекрытия и перегибы.

На сегодняшний день схемы цепных талей изучаются даже в школьном курсе физики. С их помощью сделать эту конструкцию не составит труда. Также необходимо приобрести следующие позиции:

Какие бывают модели устройств?

Для создания простейшей модели нужен всего один блок.Использование такого механизма дает двукратный прирост прочности. Это означает, что для подъема груза требуется половина усилий. Однако веревка в этом случае должна быть вдвое длиннее. Такой блок шкива имеет соотношение два к одному. Эта конструкция может вообще не содержать блоков шкивов, поскольку вместо них можно использовать обычный карабин.

При одновременном использовании двух блоков в цепной тали вы можете утроить преимущество в прилагаемой силе. Также имеется функция безопасности, которая срабатывает при опускании веревки.В этом случае два стягивают и блокируют нагрузку.

Если вы добавите еще два блока к предыдущему механизму, вы получите цепную лебедку, которая дает четырехкратное увеличение прочности. Такой механизм имеет соотношение четыре к одному. В этом механизме четверть веса приходится на конец веревки, а остальная часть нагрузки – на саму веревку.


Сложные блоки шкивов

Следует отметить, что передача силы в чистом виде не может быть достигнута из-за возникновения силы трения.Когда веревка трется о шкив, теряется от десяти до двадцати процентов силы. Следовательно, в простом блоке шкивов соотношение фактически будет примерно 1,8 килограмма на килограмм поднимаемого груза. А 5-ти кратный блок шкива даст прирост силы чуть более чем в 3 раза.

Указанное выше соотношение указывает на то, что можно увеличить количество блоков шкивов до определенного предела, после чего может возникнуть обратный эффект. Однако для увеличения максимального передаточного числа можно использовать сложные блоки шкивов.

Этот блок шкива сконструирован таким образом, что поднимаемый вес не создает нагрузки на последний блок. Вместо этого он загружает веревку, проходящую через блок. В результате при использовании 3-х блоков шкивы 2: 1 и 3: 1 подключаются поочередно. Теоретически это дает шестикратный прирост силы, но на практике – в 4,3 раза.

Как уменьшить трение?

Основная проблема блока шкивов в том, что в процессе работы он должен преодолевать возникающие силы трения.Частично эту проблему можно решить, если использовать качественные тросы, блоки шкивов с плавными струями, а также густую смазку.

Дополнительные возможности появляются и при правильном использовании конструкции цепной тали. Например, если вы используете не один карабин, а два. За счет этого уменьшается сила трения, а также увеличивается радиус изгиба.

4. ПОЛИСПАСТЫ

Полиспастом называется устройство, которое представляет собой систему блоков и тросов, предназначенную для увеличения силы или скорости.В подъемных механизмах силовые шкивы используются для уменьшения усилия в тросе и уменьшения передаточного числа редуктора.

В морской практике цепные тали, которые используются для подъема грузов, стрел и другого оборудования, называются подъемниками. К ним относятся грузовые подъемники, подъемники с верхней загрузкой, подъемные подъемники, шлюпные подъемники, оттяжные подъемники и т. Д.

Ходовой конец цепной тали (подъемника), намотанный на барабан, называется лопаром.

Основным параметром цепной тали является ее кратность u (передаточное число) кратность цепной тали – это отношение количества ветвей кабеля, выходящих из движущихся блоков, к количеству лопастей.

Трос, используемый для подъема и опускания груза, называется подвесным. Трос, предназначенный для удержания стрелы и изменения ее вылета, называется тросом.

Кратность грузовой цепной тали – это отношение количества ветвей каната, на которых висит груз, к количеству петель.

– Количество ветвей каната, на которых висит груз;

– Численность лопарей.

По количеству выступов снасти подразделяются на одиночные (рисунок 4.1 а)) (= 1) и удвоенное (рисунок 4.1 б)) (= 2).

Рисунок 4.1. Кратность блока одиночного шкива u r = 2

Рисунок 4.2. Двойная цепная таль кратность u r = 2

Определим КПД блока шкивов на примере одиночного блока шкивов, показанного на рис.4.2 с кратностью u r … В неподвижном блоке шкивов сила натяжения одинакова для всех


, (4.2)

где F Q – сила веса груза, Н.

u r – таль грузовая цепная кратность.

Если цепная таль начинает поднимать груз, то силы натяжения в ее ветвях распределяются неравномерно.Это связано с потерей эффективности. в блоках и от жесткости кабеля. Усилия распределяются следующим образом:


,

,

,

….

,

,

где – КПД с учетом потерь на трение в блоке и от жесткости каната.

Система сил уравновешена

Здесь в скобках – сумма геометрической прогрессии


, с учетом этого выражение (4.3) сводится к виду

… Откуда взять формулу для определения тягового усилия в канате лопар


(4.4)

КПД d. блок шкива представляет собой коэффициент полезной работы

Рисунок 4.3. Распределение усилий в ветвях цепной тали


при подъеме груза F Q до высоты h На работы потрачено


.(4.5)

Между скоростью подъема (опускания) груза V под и скорость выделения (травления) брелока V лш. есть зависимость


(4.6)

Недостаток одноцепных тали в том, что при подъеме груза он также перемещается по горизонтали. Это затрудняет точное прекращение нагрузки и вызывает неравномерную реакцию подшипников барабана.

Потери на трение также следует учитывать при выборе цепной тали. Лучшие блоки, используемые на практике, приводят к потере на трение не менее 10% приложенной силы. Таким образом, приложив усилие на 1 кг к простой двойной цепной тали, можно поднять груз 2 × 0,9 = 1,8 кг, , а при использовании простой четырехходовой цепной тали не 4 кг как ожидается, и 4 х 0,9 х 0,9 х 0,9 = 2,92 кг , то есть прирост силы будет менее 3 раз, а потеря скорости – 4 раза.Простой пятикратный блок шкива дает реальный выигрыш чуть более чем в 3 раза. При использовании вместо блоков карабина трение еще больше.

Список ссылок

  1. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины: Учебник для машиностроительных специальностей вузов. – Издание 6-е, переработанное. – М .: Высшая школа, 1985. – 520 с., Ил.
  2. .
  3. Шестопалов А. Как работает шкив // Интернет-проект «Как все устроено». – http://howitworks.iknowit.ru/paper1144.html.

Контрольные вопросы

  1. Для чего нужна цепная таль?
  2. Как определить частоту цепной тали?
  3. В чем причина нецелесообразности использования высокочастотных блоков шкивов?

Полистилями называют систему, образованную подвижными и неподвижными блоками, которые соединены между собой кабельной (реже – цепной) передачей. Известные еще в древности блоки шкивов до сих пор являются устройством, без которого не может работать подъемно-транспортное оборудование.На самом деле компоненты этого механизма не сильно изменились за тысячелетия. Полистирол, их назначение и устройство – вопросы, важные для эффективного использования всех конструкций подъемных механизмов.

Устройство цепной тали и условия ее работы

Основная область применения цепной тали – стреловые механизмы кранов. Все разнообразие блоков шкивов можно свести к двум требованиям: либо увеличить прочность (блоки силовых шкивов), либо увеличить скорость (блоки высокоскоростных шкивов).В кранах чаще используются первые, а в подъемниках – вторые. Таким образом, схемы быстроходного и силового шкивов взаимно обратны.

Блок шкивов состоит из следующих компонентов:

  1. Блоки с неподвижными осями
  2. Блоки с подвижными осями.
  3. Блокировка байпаса.
  4. Барабаны байпасные.

Все вышеперечисленные элементы расположены преимущественно вертикально, а расположение барабана зависит от наличия обводных блоков: сверху, если такие блоки отсутствуют, и снизу – если они есть.

Количество блоков с фиксированными осями всегда на единицу меньше, чем с подвижными. В этом случае общее количество блоков определяет (для блоков силовых шкивов) кратность увеличения суммарного усилия на механизме. Количество обходных блоков определяется габаритами узла: с увеличением количества таких блоков увеличивается и сила.

Блоки силовых шкивов, назначение и конструкция которых характеризуется несколькими параметрами, важнейшим из которых является нагрузка, развиваемая в подъемном механизме.Он увеличивается с увеличением расчетной грузоподъемности крана, кратности устройства (количества ветвей каната, на которых подвешен груз) и КПД агрегата. В КПД учитываются потери на трение в осевых опорах, а также потери, определяемые жесткостью троса или цепи.

Полиспастов может быть несколько, тогда общая нагрузка на блок пропорционально уменьшается. Одиночные блоки шкивов конструктивно проще, но также наименее эффективны.В них один конец неподвижно закреплен на неподвижном элементе, а другой – на барабане. В этом случае угол отклонения очень ограничен из-за опасности соскальзывания веревки с блока. Наличие байпасной блокировки значительно улучшает условия работы механизма: нагрузка становится симметричной, что снижает износ каната, увеличивает допустимую скорость вращения блоков. Стабильность работы цепной тали также зависит от расстояния между байпасом и основными блоками.С увеличением этого параметра повышается надежность цепной тали как функционального узла, хотя и увеличивается ее сложность (за счет наличия соединительной оси).
На практике используются и другие схемы цепной тали:

  • Двойной тройной, когда в цепи три рабочих блока и два байпасных блока;
  • Двойной тройной, с уравнительной траверсой. Вариант используется в подъемном оборудовании, которое эксплуатируется в сложных и особо тяжелых условиях.

Тактико-технические характеристики цепных тали и их выбор

На эффективность блоков шкивов, их назначение и устройство в конкретном механизме влияют следующие факторы:

  1. Грузоподъемность основного механизма, в который входят эти узлы.
  2. Количество байпасных блоков: с увеличением их количества увеличиваются потери на трение.
  3. Углы отклонения канатов от средней плоскости барабана.
  4. Диаметр блока.
  5. Диаметр троса / высота цепи.
  6. Веревочный материал.
  7. Тип опор (в подшипниках качения или скольжения).
  8. Условия смазки для всех осей цепной тали.
  9. Скорость вращения блоков или движения тяговых канатов (в зависимости от назначения устройства).

Наибольшие потери в цепных тали связаны с условиями трения. В частности, КПД рассматриваемых механизмов, работающих в подшипниках скольжения, в зависимости от условий их эксплуатации составляет:

  • При неудовлетворительной смазке и при повышенных температурах – 0.94 … 0,54;
  • С редкой смазкой – 0,95 … 0,60;
  • с периодической смазкой – 0,96 … 0,67;
  • С автоматической смазкой – 0,97 … 0,74.

Меньшие значения соответствуют блокам шкивов с максимально возможной кратностью. Потери на трение для узлов, работающих в подшипниках качения, значительно ниже и составляют:

  • При недостаточной смазке и высоких рабочих температурах – 0,99 … 0,83;
  • При нормальных рабочих температурах и смазке – 1.0 … 0,92.


Таким образом, используя современные антифрикционные покрытия на контактной поверхности блоков, потери на трение могут быть практически исключены.

Углы отклонения каната, расположенного на блоке / блоках цепной тали, определяют не только износ канатов и блоков, но и безопасность производственного персонала подъемного устройства. Объясняется это тем, что при превышении допустимых показателей стягивание каната с блока чревато производственной аварией.На этот параметр влияет материал канатов, профиль канавки барабана, а также направление намотки.
Канатные материалы чаще всего относятся к типам ТЛК-О по ГОСТ 3079, ЛК-Р по ГОСТ 2688 и ТК по ГОСТ 3071. Третий тип имеет наименьшую жесткость (не более 1,7), что положительно влияет на максимально допустимый угол прогиба каната цепной тали. Соответственно, для первых двух типов веревок жесткость достигает 2.

Нормальными углами отклонения от оси цепной тали считаются углы 7,5 … 2,5 0 (меньшие значения принимаются за максимальное отношение диаметра блока к диаметру каната). Вообще, при конструировании этих устройств всегда стараются выбирать это соотношение в диапазоне значений 12 … 40. Допустимый угол прогиба канатов из маложестких материалов меньше: до 6,5 .. 2 0.

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

Для уменьшения углов прогиба на шкивных блоках выполнены профильные пазы, угол их направления зависит от направления намотки. Поэтому барабаны в механизмах современной конструкции всегда делаются с поперечным сечением, подходящим для обоих типов намотки.

Резервирование блоков шкивов

Складирование – это технологическая операция по изменению расположения основных грузовых блоков цепной тали, а также расстояний между ними.Назначение резерва – изменение скорости или высоты подъема груза посредством определенной схемы прохождения канатов через блоки устройства.

Схемы резервирования определяются типом подъемного оборудования. Известно, в частности, что механизмы изменения вылета стрелы различаются для ручной или электрической тали – с одной стороны, и для кранов – с другой. Поэтому для лебедок запасовка осуществляется путем изменения положения оси направляющего блока и предназначена только для изменения длины стрелы.В грузовых кранах используется резерв для корректировки возможной кривизны движения груза. Помимо грузовых тросов, запас используется также для тросовых устройств для перемещения рабочей тележки.

Имеются следующие схемы складирования:

  1. Одинарный вход , который используется для подъемных механизмов стрелового типа с гуськом. При этом крючок подвешивают на одной нити веревки, последовательно пропускают через все закрепленные блоки, а затем наматывают на барабан.Такой способ заготовки наименее эффективен.
  2. Двойной , который может использоваться на кранах с подъемной стрелой и балкой. В первом случае неподвижные блоки расположены на оголовке стрелы, а противоположный конец троса закреплен в грузовой лебедке. Во втором случае один из концов троса закрепляется у основания стрелы, а второй последовательно пропускается через обводной барабан, блоки подвески крюка, блоки стрелы, блоки оголовка башни и затем подается на грузовую лебедку.
  3. Четырехстворчатый , применяется для тяжелых механизмов. Здесь реализована одна из описанных выше схем, но отдельно для каждого из блоков крюковой подвески. Две рабочие ветви каната направлены к блокам рабочей стрелы. Соединение соседних шкивов производится через дополнительный неподвижный блок, который устанавливается на стойке поворотной платформы крана.
  4. Переменная , суть которой заключается в изменении грузоподъемности крана.При таком типе хранения (оно может быть двух- или четырехкратным) возможно соответствующее увеличение массы поднимаемого груза. Для этого в подвижные блоки дополнительно устанавливают один или два подвижных зажима. Удержание зажимов обеспечивается самим грузовым тросом из-за разницы в силах, создаваемых наличием подвески крюка. Изменение частоты переупорядочивания осуществляется путем опускания подвески крюка на опору при продолжении перемотки веревки.

Двойное и особенно четырехкратное резервирование позволяет безопасно поднимать груз, что почти вдвое превышает тяговое усилие, развиваемое лебедкой.В этом случае исключается вращение канатов под нагрузкой, что значительно снижает их износ.


Часть B

2,5. Выбор оптимальной конструкции цепной тали.

2.5.1 … Каждая конструкция цепных тали, помимо увеличения усилия, имеет другие важные показатели, влияющие на общую эффективность ее работы.

Общие конструктивные особенности, повышающие эффективность цепных тали:

Чем больше рабочая длина цепной тали, тем больше ее рабочий ход и расстояние, на которое груз поднимается за один рабочий ход.

При той же рабочей длине цепная таль с большим рабочим ходом работает быстрее.

При такой же рабочей длине и рабочем ходе цепная таль работает быстрее, требуя меньшего количества переналадок.

4 . Простые шкивы 2: 1 и 3: 1 обеспечивают самый быстрый подъем с минимальным перемещением системы.

Перед тем, как перейти к цепным лебедкам для тяжелых условий эксплуатации, необходимо убедиться, что приняты все меры для борьбы с трением в простой цепной лебедке.

Часто, уменьшая потери на трение, можно продолжить работу с более простой цепной таль и поддерживать высокую скорость подъема.

Но в целом все зависит от конкретной ситуации, в которой следует использовать тот или иной тип цепной тали. Поэтому дать однозначные рекомендации нельзя.

Чтобы выбрать оптимальную цепную таль для работы в каждой конкретной ситуации, спасатели должны знать основные плюсы и минусы каждой системы.

2.5.2. Общие тактико-технические характеристики тали цепной простой

Плюсы простых блоков шкивов:

* Простой и понятный в сборке и эксплуатации.

* У простых цепных тали рабочий ход близок к рабочей длине цепной тали, так как в работе они достаточно полно «складываются» – 1-й грузовой ролик подтягивается вплотную к станции. Это серьезный плюс, особенно в тех случаях, когда общая рабочая длина цепной тали ограничена (например, короткая рабочая полка на скале и т. Д.)

* Требуется переместить только один захват (зажим).

* При достаточном количестве людей, поднимающих веревку, простые шкивы 2: 1 и 3: 1 обеспечивают максимальную скорость подъема.

Минусы простых блоков шкивов:

* Больше (по сравнению со сложными шкивными блоками аналогичного усилия) количество роликов. Следовательно, общие потери на трение велики.

По этой причине простые блоки шкивов больше не используются в спасательной практике. , чем 5: 1. А при использовании карабинов нет смысла делать простую цепную таль больше 4: 1

* При одинаковой общей рабочей длине в простых шкивах используется больше каната, чем в сложных шкивах с аналогичными усилиями. Рис.18


2.5.3. Общие тактико-технические характеристики сложных цепных тали.

Плюсы сложных блоков шкивов:

* При равном количестве роликов и захватных устройств (зажимов) они могут создавать цепные тали с большим усилием.Например:

3 ролика необходимы для сложной цепной тали 6: 1 и простой цепи 4: 1.

4 ролика для сложной цепной тали 9: 1 и простой 5: 1. Рисунок: 19, 20.

* Требуется меньше троса по сравнению с аналогичными простыми цепными тали. Рис 16.

* По сравнению с аналогичными простыми шкивы сложные шкивы дают больший фактический прирост усилия, поскольку задействовано меньше роликов.

Например: в сложной цепной тали 4: 1 работают 2 ролика, а в простой 4: 1 – 3 ролика.

Соответственно, в сложном шкивном блоке потери на трение будут меньше, а PV – больше.

Пример на рис. 21:

В сложной цепной тали 4: 1 (2 ролика) с использованием роликов с потерей трения 20% PV составит – 3,24: 1. В простой цепной тали 4: 1 (3 ролика) – FV = 2,95: 1

Минусы сложных блоков шкивов:

* Сложнее организовать.

* Некоторые конструкции сложных цепных тали требуют большего количества перестановок, так как для того, чтобы снова растянуть цепную таль на всю рабочую длину, необходимо переместить 2 захватных узла (зажима)

* При одинаковой рабочей длине рабочий ход сложных цепных тали меньше, чем у простых, , так как они не складываются полностью при каждом рабочем ходе (ролик, ближайший к тянущему, подтягивается к станции , а 1-й грузовой каток останавливается не доходя до станции).Это значительно снижает эффективность работы, особенно в случаях, когда общая рабочая длина цепной тали ограничена (например, короткая рабочая полка на скале и т. Д.) Это также может усложнить работу на последних этапах подъема. , когда груз необходимо поднять на рабочую платформу.

* В целом по скорости подъема они существенно проигрывают простым блокам шкивов.

Практические советы по работе со сложными шкивами:

* Для того, чтобы сложная цепная таль складывалась более полно с каждым рабочим ходом и требовалось меньше перестановок, необходимо разместить станции простых цепных лебедок, которые являются частью комплекса. Фиг.22


* Система сложной цепной тали требует меньшего количества перестановок в работе, если простой блок шкива с большим тянет шкив с усилием меньшим усилием.

Пример на рис. 22А

A – блок шкива 6: 1 (2: 1 тянет для 3: 1) В этом случае необходимо переставить 2 зажимных узла.

B – другая цепь шкива 6: 1 – 3: 1 тянет для 2: 1. Только один захват (зажим) должен быть перемещен. Соответственно система работает быстрее.


2.5.4. Во всех вышеупомянутых конструкциях цепных тали канат необходимо тянуть к грузовой станции. В горах, на ограниченном пространстве или на стене тянуть снизу вверх может быть очень сложно и неудобно.Чтобы тянуть вниз и включать в работу свой вес, а также не рвать спину, часто пристегивается дополнительный стационарный ролик (карабин). Рисунок 23 .

Однако, согласно Правилу блоков шкивов №1 – неподвижные ролики не дают усиления усилия. Потери на трение в такой установке, особенно при использовании карабина, могут свести на нет все преимущества тяги вниз.

г. Используйте комплексный шкив .

Сложные блоки шкивов не просты и не сложны – они отдельные вид.

Отличительной особенностью сложных блоков шкивов является наличие в системе роликов, движущихся навстречу грузу.

Это главное преимущество сложных цепных тали в тех случаях, когда станция расположена над спасателями и необходимо тянуть цепную таль вниз.

На Рис. 25. На показаны две схемы сложных блоков шкивов, используемых в спасательных операциях.

Существуют и другие схемы, но они не находят применения в спасательной практике и в данной статье не рассматриваются.


Примечание :

Схема изображена на Рисунок: 25 Комплекс цепной тали 5: 1 приведен в книге «Школа альпинизма. Начальная подготовка», издание 1989 г., стр. 442.

Основные недостатки сложных блоков шкивов аналогичны недостаткам сложных блоков шкивов:

Сложные блоки шкивов не складываются полностью, имеют небольшой рабочий ход и требуют множества перестановок в каждом рабочем цикле.Например, шаблон 5: 1 требует перестановки двух захватывающих узлов.

2.5.5. В случаях, когда усилия собранной цепной тали недостаточно, а длины тягового троса недостаточно для сборки более мощной цепи, к концу троса с помощью захватного узла прикрепляется дополнительная цепная таль 2: 1. или зажим может помочь.

Для этого достаточно иметь короткий конец веревки или репскорд, сложенный в 2-3 раза, 1 ролик (карабин) и 1 захват (зажим).Пример на Рисунок: 26.

Также для дополнительной цепной тали 2: 1 можно использовать провисание грузового троса, как показано на рисунке из книги Ф. Кропфа. «Спасательные работы в горах» 1975 Рисунок: 26А


Это один из самых быстрых и простых в организации способов увеличения усилия цепной тали – своеобразной «волшебной палочки».Добавив схему 2: 1 к любой цепной таль, вы автоматически получите 2x теоретического прироста усилия. Каким будет реальных выигрыша, зависит от ситуации.

О недостатках этой схемы уже говорилось выше – это короткий рабочий ход и множество перестановок (необходимо переставить две хватательные).

Однако бывают ситуации, когда этот способ может помочь. Например, этот метод часто используется в тех случаях, когда некоторые спасатели, тянущие цепную таль, вынуждены переключиться на другие задачи, а усилий тех, кто остается работать с цепной таль, недостаточно, и усилия необходимо быстро увеличивать. .

2.5.6. На рисунке 27 показана схема так называемых «встроенных двух».

Простая цепная таль 2: 1 «встроена» в систему простой цепной таль 3: 1. Результатом является цепная таль с TV 5: 1. Этот блок шкивов не является ни простым, ни сложным. Мне не удалось найти его точное название. Название «соединение» на рис. 27 и 27А были изобретены мной.

Несмотря на небольшие потери в ТВ по сравнению со схемой на рис. 26 (5: 1 против 6: 1), эта система имеет ряд практических преимуществ:

* Это еще более экономичный способ, так как помимо веревки требуется только один дополнительный ролик (карабин).

* В работе этот метод требует перестановки только одного захвата (зажима) и поэтому более эффективен в работе.

* Другой пример этой «встроенной двух» системы показан на рис. 27А.

Здесь работает сложный снасть 10: 1 – снасть 2: 1 «встраивается» в снасть 6: 1.

Аналогичную систему можно использовать при вытаскивании пострадавшего в одиночку. В такой схеме неизбежны большие потери на трение и подъем выполняется медленно. Но в целом система достаточно практична, хорошо работает и позволяет одному спасателю работать без переутомления.

Часть C

2.6. Способы оптимизации расположения цепной тали на земле.

Здесь важно не только уменьшить трение о рельеф всей системы цепной тали или ее отдельных частей. Также важно создать необходимое рабочее пространство для эффективной работы цепной тали.

2.6.1. Основным методом является использование направляющих роликов (далее НР). Рисунок 28


Направляющие ролики размещены на отдельной станции непосредственно над точкой подъема (спуска).

Станцию ​​можно разместить на камне, на дереве, на специальном или импровизированном треноге и т. Д. См. Рис. 30-37.

При подъеме и спуске с нарастанием канатов используются направляющие ролики наибольшего диаметра, по которым свободно проходит канат с узлами.

Станция натяжного ролика должна быть рассчитана на большие нагрузки.
рис. 29.


Преимущества использования направляющих роликов *

Одним словом, грамотное использование HP позволяет спасателям работать более эффективно и безопасно.

Ниже приведены примеры основных преимуществ использования направляющих роликов:

* Соскальзывание каната под нагрузкой в ​​сторону по краю рабочей площадки при работе спасателей (не важно – подъем или спуск, скала или здание) Крайне нежелательно и опасно тереться о поверхность веревка!

Оптимально, чтобы веревка подходила к краю под углом 90 °.В противном случае грузовой трос неизбежно соскользнет в сторону.

HP позволяет направлять грузовой трос под правильным углом к ​​краю подушки. Рисунок 31

* Когда нет подходящей рабочей платформы непосредственно над точкой подъема или спуска, HP позволяет расположить загрузочную станцию ​​для запуска и подъема вдали от подъемной линии в более удобном для работы месте.

Кроме того, расположение станции вдали от линии подъема (спуска) снижает вероятность удара камнями спасателя, пострадавшего, груза и страховочных тросов и т. Д., который может быть брошен работающими выше спасателями.

* НР позволяет полностью или частично поднимать цепную таль над местностью. Это значительно увеличивает эффективность работы за счет снижения потерь на трение цепной тали и ее компонентов о рельеф. За счет этого повышается и общая безопасность работы, так как снижается вероятность истирания, заклинивания или заклинивания любого компонента цепной тали.

* НР позволяет снизить или полностью исключить трение грузового троса о край (изгиб) рабочей площадки.Это тоже очень большой плюс с точки зрения безопасности.

* HP может значительно облегчить переход спасателя и пострадавшего через край, как на подъеме, так и на спуске. Это один из самых сложных и трудоемких моментов в транспортировке, особенно для сопровождающего спасателя.

Направляющие ролики

чрезвычайно широко используются профессионалами в самых разных ситуациях, как в горах, так и в техногенных условиях. Поэтому я хочу более подробно проиллюстрировать этот способ оптимизации размещения цепных тали на земле.Рисунок 30-37.


HP позволяет:

* Поднимите паром выше.

* Удобно устанавливать цепную лебедку.

* Потяните шкив вниз.

* Отрегулируйте натяжение перемычки во время работы.

Важно ! При сильном натяжении переезда очень большие нагрузки возникают на крайних точках крепления переезда.Рисунок: 38.


Выводы из вышеприведенной схемы следующие:

* Избегать перенапряжения крестовин – это опасно!

Например:
Когда два человека одновременно переходят очень вытянутый переход (потерпевший и сопровождающий. Общий вес ~ 200 кг), из-за неизбежного раскачивания перехода пиковые нагрузки на крайних точках могут достигать 20 кН (2000кг) и выше! Эта нагрузка близка к пределу прочностных характеристик. карабины альпинистские, оттяжки и канаты (с учетом потери прочности каната в узлах ).

* Все точки крепления парома, включая узел крепления натяжных роликов и , все его компоненты должны быть чрезвычайно надежными!

Продолжение следует…

Статья основана на работе Федора Фарберова «Полистирол для спасательных работ». Основное внимание в данной статье уделяется поднятию и перемещению грузов массой до 100 кг.Свыше этой массы необходимо использовать другое специальное оборудование и другое оборудование и системы. В статье использованы технические материалы компании PETZL.
Материал не является исчерпывающим и ни в одном случае не претендует на достоверность. Это всего лишь практические рекомендации по использованию цепных тали при выполнении различных работ на высоте.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

Что такое блок шкива

Это система, состоящая из нескольких подвижных и неподвижных блоков, соединенных тросом или тросом, что позволяет потерять расстояние для получения значительного увеличения прилагаемой силы, несколько раз меньше веса груза.Предназначен для подъема, опускания, перемещения грузов, а также для организации якорных линий. Polyspast – от греческого «поли», что означает «много», и «spao» – «тянуть»)
Теоретически выигрыш – теоретическое значение возможного усилия, развиваемого блоком шкива без учета потерь от трение о различные части системы. Он взят за основу для простоты расчета габаритов цепной тали.
Фактический выигрыш – величина усилия, развиваемого системой цепной тали, за вычетом всех препятствующих сил, влияющих на ее эффективность.

Типы блоков шкивов

Сложный (реверсивный) блок шкивов – система последовательно расположенных блоков или их комбинации (простые и сложные). Для него характерно обязательное наличие блока, движущегося навстречу грузу.
Блок шкивов простой – система с последовательным расположением подвижных и неподвижных блоков.
Сложный блок шкивов Это система, в которой одна простая цепная таль тянет за собой простую цепную таль.

Конструктивные особенности блоков шкивов

Якорь – место крепления начала цепной тали и неподвижных блоков.
– блок, расположенный на грузе или встроенный в систему цепной тали, но всегда движется по направлению к грузу или от него. Всегда удваивает силу.
– блок, неподвижно закрепленный в точке крепления, необходим для изменения направления приложенной силы. Никаких усилий.
Рабочая длина цепной тали – это расстояние от якоря до ближайшего к нагрузке элемента (захватного узла,). Чем больше это значение, тем большее расстояние может пройти груз за один рабочий ход цепной тали.
Рабочий ход цепной тали – расстояние, на которое проходят все элементы системы до любого контакта с другими элементами. Рабочий ход зависит от типа цепной тали, от ее рабочей длины и от того, насколько плотно цепная таль «складывается», то есть насколько близко первый элемент к грузу притягивается к якорю при полностью выбранном канате.
Переставить систему – необходимые манипуляции для возврата цепной тали на рабочую длину после ее «складывания».Это может быть перестановка захватных узлов (зажимов) и другие действия.

ТИПЫ ПОЛИСПАСТОВ В ДЕТАЛЯХ
Простые блоки шкивов
Основа цепной тали: если вы закрепите канат в точке крепления и пропустите его через блок на грузе, то для подъема груза потребуется усилие в 2 раза меньше его массы. Ролик поднимается вместе с грузом. Чтобы поднять груз на 1 метр, необходимо протянуть через ролик 2 метра веревки.то схема простейшей цепной тали 2: 1.

Если веревку закрепить на грузе, перекинуть через блок, прикрепленный к точке крепления, и потянуть вниз, то для подъема груза необходимо приложить усилие, равное весу груза, а чтобы поднять груз на 1 метр, нужно протянуть через блок 1 метр веревки.
Сколько раз мы выигрываем в усилии – столько же раз мы проигрываем на расстоянии.

Расчет усилия в простом блоке шкивов
Для простоты расчета теоретического усиления цепной тали принято использовать «Т-метод» (от английского Tension – натяжение).

Теоретический выигрыш в простом блоке шкива равен количеству прядей, поднимающихся от нагрузки. Если подвижные блоки закреплены не на самом грузе, а на тросе, исходящем от груза, то пряди отсчитываются от точки крепления блоков.
В простых блоках шкивов каждый подвижный ролик (закрепленный на нагрузке), добавленный к системе, дает двукратный теоретический выигрыш. Дополнительное усилие добавляется к предыдущему.

Типы простых блоков шкивов
Продолжая добавлять подвижные и неподвижные блоки, мы получаем так называемые простые блоки шкивов разного усилия.В зависимости от того, где закреплен конец рабочего каната (на якоре или на грузе), простые блоки шкивов делятся на четные и нечетные.

    • Если конец троса прикреплен к точке крепления, то все последующие шкивы будут четными: 2: 1, 4: 1 и т. Д.
    • Если конец грузового троса прикреплен к грузу , то получатся шкивы нечетные: 3: 1, 5: 1 и т. д.

Преимущества простых блоков шкивов Недостатки простых блоков шкивов
Простой и удобный в сборке и эксплуатации. Для организации цепных талей с большими телевизорами требуется много оборудования
Рабочий ход близок к рабочей длине цепной тали. Сложный переход от подъема к спуску.
При достаточном количестве людей простые шкивы 2: 1 и 3: 1 обеспечивают максимальную скорость подъема. Трудно пропустить узлы через систему.
Возможна установка автоматической системы фиксации троса Используется большое количество блоков и тросов с рисунком более 4: 1, и, следовательно, большие общие потери на трение.
Дополнительный трос не требуется.
Удобно использовать на небольших рабочих площадках

Нецелесообразно из-за трения, в простом блоке шкивов использовать схемы более 5: 1.

Полипаст из лишнего каната.
На практике чаще всего встречается ситуация, когда цепная таль, сделанная из отдельного каната, прикрепляется к рабочему канату. В первую очередь это связано с экономией оборудования. В такой схеме требуется фиксация обратного хода.Цепная таль крепится к рабочему тросу с помощью захватного узла или зажима.

Сложные блоки шкивов
При создании сложной цепной тали можно подключить 2, 3 или более простых цепных тали. Чтобы рассчитать теоретический выигрыш в усилии при использовании сложной шкивной колодки, необходимо умножить значения простых шкивных блоков, составляющих ее.

Расчет усилия в сложных блоках шкивов
Расчет усилия каждого из простых блоков шкивов, входящих в состав комплекса, производится по правилу простых блоков шкивов.Схема 6: 1 складывается так, что 2: 1 дает 3: 1, получается 6: 1, а 3: 1 дает 3: 1, и получается 9: 1.

Практические советы по работе с сложные шкивы:
Для того, чтобы сложная цепная таль складывалась более полно при каждом рабочем ходе и требовалось меньше перестановок, необходимо разложить станции простых цепных лебедок, которые являются частью комплекса.

Сложные блоки шкивов
Во всех вышеупомянутых конструкциях цепных тали канат необходимо тянуть к точке крепления.На практике всегда удобнее тянуть из точки крепления, потому что можно использовать противовес. Для опускания прикрепляется дополнительный фиксированный блок. Но это не дает прироста прочности, а потери на трение в такой установке могут свести на нет все преимущества тяги вниз. Отличительной особенностью сложных блоков шкивов является наличие в системе роликов, движущихся навстречу грузу. Сложные блоки шкивов также просты и сложны.
Недостатки те же, что и у основных сложных блоков шкивов:

    • Полистили не складываются полностью,
    • Они имеют небольшой рабочий ход и требуют большого количества перестановок.

Расчет усилия в сложных блоках шкивов
Расчет теоретического усиления в сложных блоках шкивов отличается от базовых. 3: 1 (простой) = 1Т + 2Т
5: 1 (жесткий) = 1Т + 1Т + ЗТ (или как принято считать 5: 1 = 2Т * ЗТ-1Т)
7: 1 (жесткий) = 2Т * 3Т + 1Т

Составные блоки шкивов
В случаях, когда усилий собранной цепной тали недостаточно, а длины тягового каната недостаточно для сборки более мощной схемы, дополнительно Может помочь цепная таль 2: 1, прикрепленная к грузовому тросу с помощью захватного узла или зажима.
Добавив схему 2: 1 к любой цепной таль, вы автоматически получите вдвое больший теоретический прирост усилия.

Расчет теоретической выгоды от них производится комплексно или комплексно, в зависимости от конструкции цепной тали.

Продолжение следует…

Facebook

Твиттер

В контакте с

Google+

Журнал

Что такое цепная таль?

Цепная таль – это механическое устройство, используемое для подъема тяжелых грузов объектов и оборудования.Он сделан со шкивом, который удерживается замкнутой цепью. Замкнутая цепь образует петлю, поэтому ее легко тянуть рукой.

В цепной лебедке есть несколько больших и малых шкивов. На одной оси расположены один большой и один маленький шкив, а также подвижный шкив, удерживающий груз на месте.

Для подъема груза с помощью цепной тали необходимо натянуть замкнутую цепь.Когда его тянут, большой шкив втягивает больше цепи, чем то, что отпускает меньшая сторона. Отсюда начинается процесс подъема.

Хотя история шкивов неясна, известно, что для перемещения тяжелых предметов использовались примитивные методы. Одной из первых попыток создания шкивной системы был единственный фиксированный шкив, который потерпел неудачу, потому что трение не позволяло вращать колесо.Следующими были изобретены канатные шкивы, которые обычно использовались для откачивания воды из колодцев и используются до сих пор.

Архимед, греческий изобретатель начала 3 века до н.э., получил признание за изобретение шкива, предназначенного для вытаскивания кораблей из моря.Это было достигнуто с помощью специальной системы блокировки и захвата, которая используется до сих пор. Такие ранние изобретения шкивов привели к разработке цепной тали.

Цепные тали бывают трех типов: пневматические, ручные и электрические.Ручной и пневматический разработаны с редукторами, крюками и вертлюгами. Подвешенные на верхний крюк, на тележку-толкатель или на приводную тележку, эти устройства медленно и осторожно перемещают объекты, регулируя высоту. Прикрепленный груз хорошо закреплен, поэтому его можно оставить неподвижным, не требуя особого присмотра.

С другой стороны, электрическая цепная таль обычно используется для подъема тяжелых промышленных грузов.Это позволяет пользователю тянуть как сбоку, так и вертикально.

Что такое блок шкива. Подъем грузов без спецтехники

Полипаст

ДО Категория:

Строительные машины и их работа

Полипаст

Полиспаст – это система, состоящая из нескольких подвижных и неподвижных блоков и веревки, которая последовательно охватывает все блоки.Один конец цепной тали закреплен на держателе подвижных или неподвижных блоков, а другой – на барабане лебедки.

Рис. 1. Схемы канатных шкивов а – трехходовой шкив; б, в, г – блоки шкивов четырех-, пяти- и шестикратные

Рис. 2. Схема двойного шкивного блока

Число рабочих ветвей (частота цепной тали) равно количеству блоков, когда канат выходит из неподвижного блока цепной тали, и количеству блоков цепной тали плюс один, когда канат выходит из подвижный блок.

Рис. 3. Схема цепной тали обратного действия

Полиспаст – простейшее подъемное устройство, состоящее из блоков, соединенных тросом. С помощью цепной тали можно поднимать груз или перемещать его по горизонтали. Полиспаст дает прирост силы за счет потери скорости: сколько раз он выигрывал в силе, сколько раз терял в скорости.

Полиспаст состоит из двух блоков: неподвижного, прикрепленного к подъемному устройству (балке, мачте, треноге), и подвижного, который крепится к поднимаемому грузу.Оба блока связаны веревкой. Трос, последовательно огибая все ролики блоков, одним концом крепится к верхнему неподвижному блоку. Другой ее конец крепится к барабану лебедки через блоки ответвлений. Если количество рабочих ниток цепной тали, идущих к подвижному блоку, четное, то конец каната закрепляют на верхнем неподвижном блоке, а если он нечетный – на нижнем подвижном.

Если цепь цепной тали идет не от нижнего блока, а от верхнего, то верхний блок неподвижного блока считается отклоняющим.Это условие необходимо учитывать при расчете цепных тали.

Полиспаст хранится двумя способами. По первому способу, применяемому при оснащении многолинейных блоков шкивов большой грузоподъемности, неподвижный блок без тросов поднимается в рабочее положение и фиксируется; нижний подвижный блок находится внизу. Затем канат последовательно пропускается через пазы (бороздки) роликов верхнего и нижнего блоков. Конец каната крепится к верхнему или нижнему блоку в зависимости от принятой схемы резервирования цепной тали.Канат часто пропускают через потоки роликов с помощью ручных рычажных лебедок, что значительно облегчает работу по переброске цепной тали.

В последнее время при оснащении многолинейного блока шкивов используется вспомогательный тонкий легкий стальной канат диаметром 5-6 мм, который вручную пропускают через ролики блоков. Конец рабочего троса прикрепляют к одному концу тонкого троса, другой его конец закрепляют на барабане лебедки. Во время работы лебедки рабочий трос протягивается через ролики блоков шкивов.

При складывании цепной тали необходимо следить, чтобы стык тонких и толстых канатов при движении свободно проходил через ролики блоков.

При втором способе блок шкива оборудуют внизу (на дощатом настиле или бетонном полу), а затем в готовом виде поднимают и закрепляют в необходимом месте. Блоки укладываются ровно на расстоянии 3-4 м друг от друга и закрепляются.

Трос начинает вытягиваться от ролика, с которого отрывается бегущая нить, ведущая к лебедке.Когда веревка огибает последний ролик блока, ее конец закрепляется на одном из блоков. После фиксации мертвой нити цепная таль устанавливается в исходное положение.

В некоторых случаях один верхний неподвижный блок или вся цепная таль поднимается с помощью вспомогательного однорядного блока или цепной лебедки малой грузоподъемности. Сначала закрепляется вспомогательный блок, через него пропускается трос, к которому крепится основной блок цепной тали. Второй конец троса закреплен на лебедке, с помощью которой будет подниматься цепная таль.Основной блок цепной тали крепится к люльке или к подмосткам.

На рис. 4 показаны схемы резервирования блоков шкивов с двух-, четырех-, пяти- и шестиколесными блоками.

При выполнении такелажных работ нередко встречаются блоки различной грузоподъемности и канаты. Чтобы правильно выбрать канат для оснащения цепной тали, а также лебедки с требуемым тяговым усилием, такелажнику необходимо знать расчет цепной тали.

Расчет блоков шкивов сводится к определению усилий в резьбе блоков шкивов. Обычно сами блоки рассчитывать не приходится, так как они рассчитываются при проектировании, и каждый из них имеет определенную несущую способность.

При такелажных работах расчет начинается с определения грузоподъемности имеющихся блоков, которая должна соответствовать весу поднимаемого груза. Например, по схеме (рис.22, а), для подъема груза массой 20 тонн требуются блоки грузоподъемностью 20 тонн. На схеме верхний блок трехвалковый, но для выделения ответвления условно показан двухвалковым.

Рис. 4. Схемы резервирования цепных тали с числом рабочих ниток: а – шесть с тремя разветвленными однобалочными блоками, б – три, в – четыре, г – пять, д – шесть, е – семь, ж – восемь, h – десять и – одиннадцать, k – двенадцать, S0, 1, 2, 3, 4, 5.6,7 – резьба цепной тали

Подвеска, на которой подвешен верхний блок цепной таль, рассчитана на всю нагрузку, которую поднимает цепная таль: вес двух блоков, вес троса, а также усилие в убегающей нити груза. цепная таль.

При расчете цепных тали рассчитывается крепление верхнего блока цепной тали к механизму или устройству.

Если предположить, что обе нити проходят вертикально, то первый отводной ролик фиксируется с силой, равной сумме усилий в 5-й и 6-й нитях: 3.68 + 3,82 = 7,5 тс. Крепление второго блока ответвления рассчитано на усилия в 6-й и 7-й резьбовых соединениях.

Поскольку силы в обеих резьбах и угол между ними могут быть разными, сила, на которую рассчитывается блок, определяется в соответствии с правилом параллелограмма.

Пример. Подберите цепную таль для подъема груза массой 10 тонн и трос необходимого сечения для подвешивания цепной таль на высоте 18 м.

Подбираем два блока для цепных тали.По таблице. 11 выбираем двухвалковый блок грузоподъемностью 10 тс для нижнего подвижного блока и трехвалковый блок грузоподъемностью 15 тс для верхнего неподвижного блока.

По максимальной силе в 6-й нити Se выбираем сечение веревки. Наименьший допустимый коэффициент запаса прочности канатов k для грузовой цепной тали с машинным приводом в легком режиме работы составляет 5.

Так как потоков может быть только четное число, мы берем восемь потоков для приостановки.

При отсутствии блоков необходимой грузоподъемности применяют таль с двойной цепью, например таль с уравнивающим роликом и одной или двумя приводными лебедками показана на рис. 5.

Двухцепная таль с одной приводной лебедкой рассчитывается как одинарная с соответствующим количеством рабочих ниток.

Цепная таль с двумя приводными лебедками рассчитана как две независимо работающих цепных лебедки,

Рис.5. Схемы складирования двухцепных тали с одной (а) и двумя (б) приводными лебедками: 1 – уравнительный блок, 2 – неподвижный блок, 3 – подвижный блок, 4 – траверса, 5 – подвеска

Полиспаст – это простое подъемное устройство, состоящее из системы подвижных и неподвижных блоков (роликов), огибаемых гибким телом (обычно веревкой). Полиспасты используются как самостоятельные механизмы в сочетании с лебедками и как элементы сложных подъемных машин (кранов).

Блоки (ролики) цепной тали размещены в двух зажимах – подвижной и неподвижной – и последовательно огибаются одним тросом, к свободному концу или обоим концам которого прилагается тяга.Неподвижная рама блоков (роликов) крепится к опорной конструкции (мачте, стреле и т. Д.), Подвижная снабжена грузозахватным телом (крюк, петля, скоба).

Рис. 6. Схемы блоков шкивов а – в четыре ряда; б – в шесть ниток; 1 – неподвижные блоки; 2 – подвижные блоки; 3 – отводной блок; 4 – трос

Полиспасты используются для набора силы (реже скорости). Прирост прочности тем больше, чем больше кратность цепной тали, равная количеству рабочих ветвей каната, на которых подвешен подвижный держатель блоков цепной тали.


Рис. 7. Расчетные схемы цепных тали

1. Определить усилие 5L в канате, идущем к лебедке, при подъеме груза массой Q = 20 т с помощью цепной тали, выполненной по схеме I. Блоки (ролики) цепной тали установлены на подшипниках качения (/ j = 1,02), переключающие ролики – на бронзовых втулках (= 1,04).

2. Определить усилие 5L в канате, идущем к лебедке, при подъеме груза массой 20 тн с помощью цепной тали, выполненной по схеме II.Блоки (ролики) взяты на бронзовые втулки (= 1,04).

3. Определить, какой груз Q может быть поднят лебедкой с тяговым усилием 5L = 1,5 тс и цепной тали, выполненной по схеме III. Блоки (ролики) приняты на бронзовые втулки.

TO Категория: – Строительные машины и их эксплуатация

Томск
Не в сети
1 год 47 недель

Полистилями называют систему, образованную подвижными и неподвижными блоками, которые соединены между собой кабельной (реже – цепной) передачей.Известные еще в древности блоки шкивов до сих пор представляют собой устройство, без которого не может работать подъемно-транспортное оборудование. На самом деле компоненты этого механизма не сильно изменились за тысячелетия. Полистирол, их назначение и устройство – вопросы, важные для эффективного использования всех конструкций подъемных механизмов.

Все разнообразие блоков шкивов можно свести к двум требованиям: либо увеличить прочность (блоки силовых шкивов), либо увеличить скорость (блоки высокоскоростных шкивов).В кранах чаще используются первые, а в подъемниках – вторые. Таким образом, схемы быстроходного и силового шкивов взаимно обратны.

Блок шкивов состоит из следующих компонентов:

  1. Колодки с фиксированными осями
  2. Блоки с подвижными осями.
  3. Блокировка байпаса.
  4. Барабаны байпасные.

Все вышеперечисленные элементы расположены преимущественно вертикально, а расположение барабана зависит от наличия обводных блоков: сверху, если такие блоки отсутствуют, и снизу – если они есть.


Количество блоков с фиксированными осями всегда на единицу меньше, чем с подвижными. В этом случае общее количество блоков определяет (для блоков силовых шкивов) кратность увеличения суммарного усилия на механизме. Количество обходных блоков определяется габаритами узла: с увеличением количества таких блоков увеличивается и сила.

Блоки силовых шкивов, назначение и конструкция которых характеризуется несколькими параметрами, важнейшим из которых является нагрузка, развиваемая в подъемном механизме.Он увеличивается с увеличением расчетной грузоподъемности крана, кратности устройства (количества ветвей каната, на которых подвешен груз) и КПД агрегата. В КПД учитываются потери на трение в осевых опорах, а также потери, определяемые жесткостью троса или цепи.



Полистилей может быть несколько, тогда общая нагрузка на блок пропорционально уменьшается. Одиночные блоки шкивов конструктивно проще, но также наименее эффективны.В них один конец неподвижно закреплен на неподвижном элементе, а другой – на барабане. В этом случае угол отклонения очень ограничен из-за опасности соскальзывания веревки с блока. Наличие байпасной блокировки значительно улучшает условия работы механизма: нагрузка становится симметричной, что снижает износ каната и увеличивает допустимую скорость вращения блоков. Стабильность работы цепной тали также зависит от расстояния между байпасом и основными блоками.С увеличением этого параметра повышается надежность цепной тали как функционального узла, хотя и увеличивается ее сложность (за счет наличия соединительной оси).
На практике используются и другие схемы цепных талей:

  • Двойной тройной, когда в цепи три рабочих блока и два байпасных блока;
  • Двойной трехстворчатый, снабженный уравнительной траверсой. Вариант используется в подъемном оборудовании, которое эксплуатируется в сложных и особо тяжелых условиях.

Тактико-технические характеристики цепных тали и их выбор

На эффективность блоков шкивов, их назначение и устройство в конкретном механизме влияют следующие факторы:

  1. Грузоподъемность основного механизма, в состав которого входят эти агрегаты.
  2. Количество байпасных блоков: с увеличением их количества увеличиваются потери на трение.
  3. Углы отклонения канатов от средней плоскости барабана.
  4. Диаметр блока.
  5. Диаметр троса / высота цепи.
  6. Веревочный материал.
  7. Тип опор (в подшипниках качения или скольжения).
  8. Условия смазки для всех осей цепной тали.
  9. Скорость вращения блоков или движения тяговых канатов (в зависимости от назначения устройства).


Наибольшие потери в цепных тали связаны с условиями трения. В частности, КПД рассмотренных механизмов, работающих в подшипниках скольжения, в зависимости от условий их эксплуатации составляет:

  • При неудовлетворительной смазке и при повышенных температурах – 0.94 … 0,54;
  • С редкой смазкой – 0,95 … 0,60;
  • с периодической смазкой – 0,96 … 0,67;
  • С автоматической смазкой – 0,97 … 0,74.

Меньшие значения соответствуют блокам шкивов с максимально возможной кратностью. Потери на трение для узлов, работающих в подшипниках качения, значительно ниже и составляют:

  • При недостаточной смазке и высоких рабочих температурах – 0,99 … 0,83;
  • При нормальных рабочих температурах и смазке – 1.0 … 0,92.



Таким образом, используя современные антифрикционные покрытия на контактной поверхности блоков, потери на трение можно практически исключить.

Углы отклонения каната, расположенного на блоке / блоках цепной тали, определяют не только износ канатов и блоков, но и безопасность производственного персонала подъемного устройства. Объясняется это тем, что при превышении допустимых показателей стягивание каната с блока чревато производственной аварией.На этот параметр влияет материал канатов, профиль канавки барабана, а также направление намотки.
Канатные материалы чаще всего относятся к типам ТЛК-О по ГОСТ 3079, ЛК-Р по ГОСТ 2688 и ТК по ГОСТ 3071. Третий тип имеет наименьшую жесткость (не более 1,7), что имеет положительную влияние на максимально допустимый угол прогиба каната цепной тали. Соответственно, для первых двух типов веревок жесткость достигает 2.


Нормальными углами отклонения от оси цепной тали считаются углы 7,5 … 2,50 (меньшие значения принимаются за максимальные отношения диаметра блока к диаметру каната). Вообще, при конструировании этих устройств всегда стараются выбирать это соотношение в диапазоне значений 12 … 40. Допустимый угол прогиба канатов из маложестких материалов меньше: до 6,5 … 20.

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

Для уменьшения углов прогиба на шкивных блоках выполнены профильные пазы, угол их направления зависит от направления намотки. Поэтому барабаны в механизмах современной конструкции всегда делаются с поперечным профилем, подходящим для обоих типов намотки.

Заполнение шкивов

Складирование – технологическая операция по изменению расположения основных грузовых блоков цепной тали, а также расстояний между ними.Назначение резерва – изменение скорости или высоты подъема груза посредством определенной схемы прохождения канатов через блоки устройства.

Схемы резервирования определяются типом подъемного оборудования. Известно, в частности, что механизмы изменения вылета стрелы различаются для ручной или электрической тали – с одной стороны, и для кранов – с другой. Поэтому для лебедок запасовка осуществляется путем изменения положения оси направляющего блока и предназначена только для изменения длины стрелы.В грузовых кранах используется резерв для корректировки возможной криволинейности движения груза. Помимо грузовых тросов, запас используется также для тросовых устройств для перемещения рабочей тележки.


Существуют следующие схемы складирования:

  1. Одинарный вход , который используется для подъемных устройств стрелового типа с гуськом. При этом крючок подвешивают на одной нити веревки, последовательно пропускают через все закрепленные блоки, а затем наматывают на барабан.Такой способ заготовки наименее эффективен.
  2. Двойной , который может использоваться на кранах с подъемной стрелой и балкой. В первом случае неподвижные блоки расположены на оголовке стрелы, а противоположный конец троса закреплен в грузовой лебедке. Во втором случае один из концов троса закрепляется у основания стрелы, а второй последовательно пропускается через обводной барабан, блоки подвески крюка, блоки стрелы, блоки опоры башни и затем подводится к грузовой лебедке.
  3. Fourfold применяется для сверхмощных механизмов. Здесь реализована одна из описанных выше схем, но отдельно для каждого из блоков крюковой подвески. При этом две рабочие ветви каната направляются к блокам рабочей стрелы. Соединение соседних шкивов производится через дополнительный неподвижный блок, который устанавливается на стойке поворотной платформы крана.
  4. Переменная , суть которой заключается в изменении грузоподъемности крана.При таком типе хранения (оно может быть двух- или четырехкратным) возможно соответствующее увеличение массы поднимаемого груза. Для этого в подвижные блоки дополнительно устанавливают один или два подвижных зажима. Удержание зажимов обеспечивается самим грузовым тросом из-за разницы в силах, создаваемых наличием подвески крюка. Изменение скорости переупорядочивания осуществляется путем опускания подвески крюка на опору при продолжении перемотки веревки.

Двойное и особенно четырехкратное резервирование позволяет безопасно поднимать груз, что почти вдвое превышает тяговое усилие, развиваемое лебедкой.В этом случае исключается вращение канатов под нагрузкой, что значительно снижает их износ.

Томск
Не в сети
1 год 47 недель

ПРАКТИКА:

Простое подъемное устройство состоит из блока и троса (троса или цепи).

Блоки данного подъемного механизма подразделяются на:

по конструкции на простые и сложные;

методом подъема груза на подвижный и неподвижный.

Начнем знакомство с конструкцией блоков с простой блок , представляющий собой вращающееся вокруг своей оси колесо, с пазом по окружности для кабеля (троса, цепи) Рис.1 и его можно рассматривать как равноплечий рычаг, плечи которого равны радиусу колеса: ОА = ОВ = r. Такой блок не дает прироста прочности, но позволяет изменять направление движения троса (троса, цепи).


Двойной блок состоит из двух блоков разного радиуса, жестко скрепленных между собой и установленных на общей оси на рис. 2. Радиусы блоков r1 и r2 разные и при подъеме груза они действуют как рычаг с неравные руки, а прирост прочности будет равен отношению длин радиусов блока большего диаметра к блоку меньшего диаметра F = P · r1 / r2.

Гейтс состоит из цилиндра (барабана) и прикрепленной к нему ручки, которая действует как блок большого диаметра. Прирост силы, создаваемый воротами, определяется отношением радиуса окружности R, описываемой ручкой, к радиусу радиус цилиндра r, на который наматывается канат F = P r / R.

Перейдем к способу подъема груза блоками. Судя по описанию конструкции, у всех блоков есть ось, вокруг которой они вращаются.Если ось блока неподвижна и не поднимается и не опускается при подъеме груза, то такой блок называется фиксированным блоком , простым блоком , двойным блоком, воротами.

У роликовый блок ось поднимается и опускается вместе с грузом рис. 10 и в основном предназначен для устранения перегиба кабеля в месте подвешивания груза.

Познакомимся с устройством и способом подъема груза второй частью простого подъемного механизма – это трос, трос или цепь.Канат скручен из стальной проволоки, канат скручен из нитей или прядей, а цепь состоит из звеньев, соединенных между собой.

Способы подвешивания груза и получения прибавки в силе при подъеме груза веревкой:

На рис. 4, груз закреплен на одном конце троса, и если вы поднимите груз за другой конец троса, то для подъема этого груза потребуется сила, немного превышающая вес груза, так как простой блок усиления в прочности не дает F = P.

На рис. 5 рабочий поднимается за трос, который огибает простой блок сверху, на одном конце первой части троса есть сиденье, на котором сидит рабочий, а для второй части троса трос рабочий поднимает себя с силой в 2 раза меньшей своего веса, т. к. вес рабочего был разделен на две части троса, первая – от сиденья к блоку, а вторая – от блока к рукам. рабочего F = P / 2.


На рис.6, груз поднимается двумя рабочими с помощью двух веревок, и вес груза равномерно распределяется между веревками, и поэтому каждый рабочий поднимает груз с силой, равной половине веса груза F = P / 2.

На рис. 7 рабочие поднимают груз, который висит на двух частях одного троса, и вес груза распределяется поровну между частями этого троса (как между двумя тросами), и каждый рабочий поднимает груз с силой, равной до половины веса груза F = P / 2.

На рис. 8 конец троса, за который один из рабочих поднимал груз, был закреплен на неподвижном подвесе, а вес груза распределялся на две части троса и когда рабочий поднимал груз. на другом конце троса сила, с которой рабочий поднимет груз, будет в два раза меньше веса груза F = P / 2, и подъем груза будет в 2 раза медленнее.

На рис. 9 груз висит на 3-х частях одного троса, один конец которого закреплен и прирост прочности при подъеме груза будет равен 3, так как вес груза распределяется на три части кабель F = P / 3.

Для исключения изгиба и уменьшения силы трения на место подвески груза устанавливается простой блок и сила, необходимая для подъема груза, не изменилась, так как простой блок не дает выигрыша в прочности рис. 10 и 11, а сам блок будет называться подвижным блоком , поскольку ось этого блока поднимается и опускается вместе с нагрузкой.


Теоретически груз может быть подвешен на неограниченном количестве частей одного троса, но практически он ограничен шестью частями, и такой подъемный механизм называется блоком шкива , который состоит из неподвижных и подвижных зажимов с простыми блоками, которые попеременно изгибаются тросом, один конец которого закреплен на фиксированном зажиме, а груз поднимается на другом конце троса.Прирост силы зависит от количества частей веревки между фиксированными и подвижными зажимами, обычно 6 частей веревки и увеличения прочности в 6 раз.

Литература:

  1. Перышкин, А.В. Физика, 7 класс: учебник / А.В. Перышкин. – 3-е изд., Доп. – М .: Дрофа, 2014, – 224 с,: ил. ISBN 978-5-358-14436-1. § 61. Применение правила равновесия рычага к блоку, стр. 181-183.
  2. Генденштейн, Л. Физика. 7-й класс. В 14.00 Часть 1. Учебник для общеобразовательных учреждений / Л.Э. Генденштен, А.Б. Кайдалов, В.Б. Кожевников; изд. Орлова В.А., И.Ройзен. – 2-е изд., Перераб. – М .: Мнемосина, 2010.-254 с .: ил. ISBN 978-5-346-01453-9. § 24. Простые механизмы, с. 188–196.
  3. Элементарный учебник физики под редакцией академика Г.С. Ландсберга Том 1. Механика. Высокая температура. Молекулярная физика. – 10-е изд. – М .: Наука, 1985. § 84. Простые машины, с. 168-175.
  4. Громов С.В. Физика: Учебник. за 7 кл. общее образование. учреждений / С.В. Громов, Н.А. Родина. – 3-е изд. – М .: Просвещение, 2001.-158 с,: ил. ISBN-5-09-010349-6. §22. Блок, с. 55-57.

Полиспаст – это механизм подъема грузов. Он состоит из одной или нескольких групп блоков, сгибаемых веревкой. Слово «полиспаст» происходит от греческого слова «полиспастион». Этот термин переводится как «тянуть за несколько веревок». Основная функция цепной тали – увеличение грузоподъемности основного механизма.

Другими словами, это устройство дает прирост силы.Однако обратный эффект от использования цепной тали – снижение скорости подъема. Вы также можете набрать скорость, потеряв силу. Однако такие блоки шкивов используются гораздо реже. В любом случае принцип действия устройства заключается в действии рычага.

Устройство механизма

Полиспаст позволяет получить усилие, превышающее подъемную лебедку в несколько раз. Другими словами, этот механизм увеличивает грузоподъемность устройства. Применение цепной тали позволяет поднимать тяжелый груз с помощью лебедки с небольшой грузоподъемностью.Важно помнить, что скорость подъема тяжелых конструкций будет уменьшаться по мере достижения прироста грузоподъемности.

Назначение механизма

Шкив необходим для подъема тяжелых грузов с минимумом усилий. Простейшая конструкция цепной тали устроена так, что один край каната прикреплен к барабану, а подвешенный груз находится на противоположном конце каната. Более сложные устройства включают в себя несколько фиксированных и подвижных роликов.

Для каждого веса следует учитывать размеры, блоки и диаметр каната. Груз с большой массой увеличивает нагрузку при подвешивании на веревке. Этот механизм отличается быстрым износом. В этом случае требуется уменьшение натяжения каната. Поэтому для подвешивания груза большой массы используют две или четыре веревки. Также возможно использование цепной тали сложной конструкции.


Принцип работы

Человеку, не имеющему отношения к загрузке, название этого механизма покажется непонятным.Однако на самом деле цепная таль – это очень простой подъемный механизм, который может построить практически каждый. Принцип работы этого устройства предельно прост и изучается в школе на уроках физики. А схема работы такого маленького «крана» очень проста.

Конструкция цепной тали состоит из нескольких групп блоков, собранных в специальные зажимы. И они поочередно огибают веревку или веревку. Даже такую ​​простую конструкцию можно довольно эффективно использовать для увеличения силы, прилагаемой для опускания или подъема грузов.Также конструкция простого блока шкива содержит грузовые блоки. Они могут быть следующих типов:

  • многорулонные или однорядные;
  • фиксированный или подвижный.

В этом случае тяговое усилие каната полностью зависит от количества прядей каната в используемой конструкции.

В каких областях используется устройство?

Полиспаст применяется для подъема и перемещения грузов в тех случаях, когда может быть задействована только физическая сила человека и наименьшее количество вспомогательных механизмов.Также блок шкивов является важнейшим компонентом лебедок, кранов и других средств механизации.

По этой причине данные устройства используются практически во всех сферах, где хоть как-то используются подъемно-транспортные механизмы: от бытовых задач до тяжелой промышленности.

Итак, каков принцип работы цепной тали? Работа этого устройства основана на законе рычага: когда вы набираете силу, вы теряете дистанцию. Поскольку этот принцип очень прост, сделать цепную таль своими руками не составит труда.Для этого вам понадобится всего два однорядных блока.

Чтобы поднять груз определенной массы с помощью цепной тали, необходимо приложить усилие, равное половине его массы. Не забывайте о длине используемой веревки. Она должна быть в два раза больше высоты, на которую будет подниматься груз. Следует отметить, что цепные тали, которые имеют простейшее устройство, называются «цепными таль два к одному», поскольку они удваивают прилагаемую силу. Трехблочная конструкция, соответственно, обеспечивает трехкратное увеличение прочности.

Кратность цепной тали

Следует отметить, что расчет цепной тали играет очень важную роль. Ведь механизм работает не в идеальных условиях. На него действуют силы трения, возникающие при движении троса по шкиву. Также силы трения возникают при вращении ролика вне зависимости от того, какие подшипники в нем используются.

Для определения силы натяжения используемого каната без учета потерь на трение необходимо вес груза разделить на частоту подъема цепной тали.Под ним следует понимать количество нитей каната, удерживающих нагрузку. Также не следует пренебрегать трением. От этого также зависит эффективность функционирования цепной тали.

Его можно уменьшить за счет использования высококачественных блоков и веревок, а также за счет высокого качества исполнения, исключающего ненужные перекрытия и перегибы.

На сегодняшний день схемы цепных талей изучаются даже в школьном курсе физики. С их помощью сделать эту конструкцию не составит труда.Также необходимо приобрести следующие позиции:

Какие бывают модели устройств?

Для создания простейшей модели нужен всего один блок. Использование такого механизма дает двукратный прирост прочности. Это означает, что вам нужно приложить половину усилий, чтобы поднять груз. Однако веревка в этом случае должна быть вдвое длиннее. Такой блок шкива имеет соотношение два к одному. Такая конструкция может вообще не содержать блоков шкивов, поскольку вместо них можно использовать обычный карабин.

При одновременном использовании двух блоков в цепной лебедке преимущество в прилагаемой силе может быть утроено.Также имеется функция безопасности, которая срабатывает при опускании веревки. В этом случае два стягивают и блокируют нагрузку.

Если вы добавите еще два блока к предыдущему механизму, вы получите цепную лебедку, которая дает четырехкратное увеличение прочности. Такой механизм имеет соотношение четыре к одному. В этом механизме четверть веса приходится на конец веревки, а остальная часть нагрузки – на саму веревку.


Сложные блоки шкивов

Следует отметить, что передача силы в чистом виде не может быть достигнута из-за возникновения силы трения.Когда веревка трется о блок, теряется от десяти до двадцати процентов приложенной силы. Следовательно, в простом блоке шкивов соотношение фактически будет примерно 1,8 килограмма на килограмм поднимаемого груза. А 5-ти кратный блок шкива даст прирост силы чуть более чем в 3 раза.

Указанное выше соотношение указывает на то, что можно увеличить количество блоков шкивов до определенного предела, после чего может возникнуть обратный эффект. Однако для увеличения максимального передаточного числа можно использовать сложные блоки шкивов.

Этот блок шкива сконструирован таким образом, что поднимаемый вес не создает нагрузки на последний блок. Вместо этого он загружает веревку, которая проходит через блок. В результате при использовании 3 блоков попеременно подключаются цепные тали 2: 1 и 3: 1. Теоретически это дает шестикратный прирост силы, а на практике – в 4,3 раза.

Как уменьшить трение?

Основная проблема блока шкивов в том, что в процессе работы он должен преодолевать возникающие силы трения.Частично эту проблему можно решить, используя качественные тросы, блоки шкивов с плавными потоками, а также густую смазку.

Дополнительные возможности появляются и при правильном использовании конструкции цепной тали. Например, если вы используете не один карабин, а два. За счет этого уменьшается сила трения, а также увеличивается радиус изгиба.

4. ПОЛИСПАСТЫ

Полиспастом называют устройство, которое представляет собой систему блоков и тросов, предназначенную для набора силы или скорости.В подъемных механизмах силовые шкивы используются для уменьшения усилия в тросе и уменьшения передаточного числа редуктора.

В морской практике цепные тали, которые используются для подъема грузов, стрел и другого оборудования, называются подъемниками. К ним относятся грузовые подъемники, подъемные подъемники, подъемные механизмы, шлюпные подъемники, оттяжные подъемники и т. Д.

Ходовой конец цепной тали (подъемника), намотанный на барабан, называется лопаром.

Основным параметром цепной тали является ее кратность u (передаточное число) кратность цепной тали – это отношение количества ветвей кабеля, выходящих из движущихся блоков, к количеству лопастей.

Трос, используемый для подъема и опускания груза, называется подвесным. Трос, предназначенный для удержания стрелы и изменения ее вылета, называется тросом.

Кратность грузовой цепной тали – это отношение количества ветвей каната, на которых висит груз, к количеству петель.

– Количество ветвей каната, на которых висит груз;

– Численность лопарей.

По количеству лепестков блоки шкивов подразделяются на одинарные (рисунок 4.1 а)) (= 1) и удвоенное (рис. 4.1 б)) (= 2).

Рисунок 4.1. Блок одинарных шкивов с кратностью u r = 2

Рисунок 4.2. Таль цепная двойная кратная u r = 2

Определим КПД блока шкивов на примере одиночного блока шкивов, показанного на рис.4.2 с кратностью u r … В неподвижном шкивном блоке тяговое усилие одинаково во всех


, (4.2)

Где F Q – сила веса груза, Н.

u r – частота грузовой цепной тали.

Если цепная таль начинает поднимать груз, то силы натяжения в ее ветвях распределяются неравномерно.Это связано с потерей эффективности. в блоках и от жесткости кабеля. Усилия распределяются следующим образом:


,

,

,

….

,

,

Где – КПД с учетом потерь на трение в блоке и от жесткости каната.

Система сил уравновешена

Здесь в скобках – сумма геометрической прогрессии


, с учетом этого выражение (4.3) сводится к виду

… Откуда взять формулу для определения тягового усилия в канате лопар


(4.4)

КПД d. блок шкива представляет собой коэффициент полезной работы

Рисунок 4.3. Распределение усилий в ветвях цепной тали


при подъеме груза F Q до высоты h На работы потрачено


.(4.5)

Между скоростью подъема (опускания) груза V под и скорость выделения (травления) брелока V лш. существует зависимость


(4.6)

Недостаток одноцепных тали в том, что при подъеме груза он также перемещается в горизонтальном направлении. Это затрудняет точное прекращение нагрузки и вызывает неравномерную реакцию подшипников барабана.

При выборе цепной тали также следует учитывать потери на трение. Лучшие блоки, используемые на практике, приводят к потерям на трение не менее 10% от приложенной силы. Таким образом, приложив усилие на 1 кг к простой двойной цепной лебедке, можно поднять груз в 2 × 0,9 = 1,8 кг , а при использовании простой четырехкратной цепной тали не 4 кг , как ожидалось , а 4 x 0,9 x 0,9 x 0,9 = 2,92 кг , то есть прирост силы будет менее чем в 3 раза, а потеря скорости – в 4 раза.Простая пятистворчатая цепная таль дает реальный выигрыш чуть более чем в 3 раза. При использовании вместо блоков карабина трение еще больше.

Список ссылок

  1. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины: Учебник для инженерных специальностей вузов. – Издание 6-е, переработанное. – М .: Высшая школа, 1985. – 520 с., Ил.
  2. .
  3. Шестопалов А. Как работает шкив // Интернет-проект «Как все устроено». – http://howitworks.iknowit.ru/paper1144.html.

Контрольные вопросы

  1. Для чего нужна цепная таль?
  2. Как определить частоту цепной тали?
  3. В чем причина нецелесообразности использования высокочастотных блоков шкивов?

Polyspast – система подвижных и неподвижных блоков, соединенных гибкой связью (трос или цепь), используемая для увеличения усилия (силовой шкив) или скорости (высокоскоростной шкив). Отличительной особенностью подвижных блоков является то, что их оси имеют возможность перемещаться в пространстве относительно неподвижных блоков.

Обычно используются в подъемных машинах , блоки силовых шкивов , позволяющие уменьшить усилие подъема груза, момент от веса груза на барабане, передаточное число механизма и т. Д.

Высокоскоростные блоки шкивов , позволяющие получить увеличение скорости движения груза при малых оборотах приводного элемента, используются гораздо реже, например, в гидравлических или пневматических лифтах.

Основным параметром цепной тали является ее кратность , под которой понимается отношение скорости движения подвижной ветви гибкого тягового тела к скорости подъема груза или отношение количества ветвей каната. на котором подвешен груз на количество ветвей каната, намотанных на барабан.Кратность цепной тали характеризует прирост прочности.

При выборе цепной тали также следует учитывать потери на трение. Лучшие блоки, используемые на практике, приводят к потерям на трение не менее 10% от приложенной силы. Таким образом, приложив усилие на 1 кг к простой двойной цепной лебедке, можно поднять груз в 2 × 0,9 = 1,8 кг , а при использовании простой четырехходовой цепной тали не 4 кг , как ожидалось , и 4 x 0.9 х 0,9 х 0,9 = 2,92 кг , то есть прирост силы будет менее 3 раз, а потеря скорости – 4 раза. Простая пятистворчатая цепная таль дает реальный выигрыш чуть более чем в 3 раза. При использовании вместо блоков карабина трение еще больше.

Список ссылок

  1. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины: Учебник для инженерных специальностей вузов. – Издание 6-е, переработанное. – М .: Высшая школа, 1985. – 520 с., Ил.
  2. .
  3. Шестопалов А.Как работает цепная таль // Интернет-проект «Как все устроено». – http://howitworks.iknowit.ru/paper1144.html.

Контрольные вопросы

  1. Для чего нужна цепная таль?
  2. Как определить частоту цепной тали?
  3. В чем причина нецелесообразности использования высокочастотных блоков шкивов?

Не всегда удается поднять тяжелый груз даже на небольшую высоту без использования специальных инструментов. Речь идет не только о кранах, автокранах и вилочных погрузчиках – есть другие устройства для решения этой проблемы.

Одним из механизмов подъема грузов является цепная таль.

Полиспаст – блочная система с цепным или тросовым приводом. Его задача – упростить и ускорить подъем любого тяжелого груза, используя человеческие силы. Подобные схемы (или их близкие аналоги) использовались еще до нашей эры – при строительстве египетских пирамид и Великой Китайской стены.

Стационарные подъемники используются в складских и производственных помещениях, где необходимо поднимать разный вес.Переносные блочные системы используются в строительстве, логистике и спасательных операциях.

Устройство и принцип действия

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

Конструктивно простейшая цепная таль состоит из 1 блока и каната. Ролик закрепляется над грузом (на потолке, балке или подвижной специальной опоре). Один конец веревки с крючком спускается к грузу.Другой конец веревки человек держит в руках и тянет за него, поднимая вес.

На прирост силы влияют следующие факторы:

  1. Количество роликов.
  2. Длина троса.

1 блок увеличивает силу примерно в 2 раза (примерно – потому что некоторые потери будут списаны из-за силы трения). То есть, если человек без подъемника сможет поднять 30 кг на высоту 1 метр, то с цепной тали уже будет 60 кг.Если роликов больше, то вес можно поднимать больше.

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

Типы блоков шкивов

Полиспасты делятся по нескольким критериям:

  1. По предварительной записи. Есть силовые, а есть скоростные цепи. Силовые позволяют поднимать больший груз, но медленнее. Скоростные позволяют поднимать тяжести быстрее, но меньший вес они «осваивают».
  2. По количеству блоков. Самый простой вариант – 1 видео. Но их может быть 2, 3, 4 и более. Чем их больше, тем больший вес вы сможете поднять.
  3. По сложности схемы. Существуют схемы простые (когда ролики соединяются последовательно 1 канатом) и сложные (когда используются 2 и более отдельных цепных тали). Сложные системы более производительны, дают больше результатов с меньшим количеством блоков. Например, если вы объедините 2 блока шкивов (из 1 и из 2 блоков), вы получите 6-кратное увеличение силы.Тогда как простая схема даст выигрыш в 6 раз только при использовании 6 роликов.

Что влияет на эффективность подъемника?

Указанная выше кратность (прибавка в силе) очень приблизительна, округлена в большую сторону. На практике он меньше.

На эффективность подъема влияют следующие факторы (насколько это даст вам точный прирост силы):

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

Как трос крепится к механизму?

Подъемный механизм можно закрепить на тросе следующими способами:

  1. Узлы, соединенные шнурами. Количество оборотов 3-5.
  2. Зажим общего назначения.

Что такое резервирование, как это делается и что происходит?

Инвентарь – это изменение положения блоков и расстояния между ними. Он используется для изменения скорости или высоты подъема силы тяжести.

Схемы резервирования:

  1. Одиночный: крюк подвешивается на 1 веревке, которую затем последовательно пропускают через каждый неподвижный блок и наматывают на барабан.
  2. Двойной вход. Для балочных кранов 1 конец троса прикрепляется к основанию стрелы, а второй конец пропускается через обводной барабан, все блоки, а затем прикрепляется к лебедке. Для кранов трос прикреплен к лебедке, а неподвижные блоки находятся на головке стрелы.
  3. Четырехместный. Для каждого крюкового блока используется комбинация перечисленных выше схем.
  4. Переменная. Подвижные ролики дополнены 1 или 2 подвижными зажимами.

Как сделать цепную таль своими руками?

Рассмотрим схему создания двойной цепной тали.

Вам потребуется:

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

Пошаговая конструкция:

  1. Втулки, ролики и подшипники соединяются и вставляются в обойму. В результате получается 2 вращающихся блока.
  2. Кабель пропущен через блок.
  3. Зажим с пропущенным тросом крепится к опоре, под которой будет располагаться груз.
  4. Другой конец веревки пропущен через второй блок.
  5. Ко второму зажиму прикреплен крючок.
  6. Конец веревки, оставшийся свисающим, закреплен (для подъема груза за него нужно будет потянуть).

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

Если необходимо получить большой прирост силы для подъема или горизонтального перемещения тяжелых грузов, используют блоки шкивов – системы подвижных и неподвижных блоков, объединенных в общие клетки и соединенных тросом.

Polyspast – подъемное устройство, состоящее из

несколько подвижных и неподвижных блоков конверта

забит веревкой, тросом или тросом, разрешить –

подъем грузов с усилием несколько раз

На

меньше веса поднимаемого груза.

Они являются частью многих гибких подъемных устройств.

Полиспаст представляет собой систему из двух зажимов:

Мобильная,

И неподвижный

, каждый из которых состоит из одного или нескольких блоков, согнутых на веревке. Одним концом канат закреплен на подвижном или стационарном держателе, а его последняя ветвь в цепной тали наматывается непосредственно через разветвительный блок на барабан.

Рис. 59. Polyspast:

но – сгибаемый на веревке; б – огибать цепочкой.

Полиспаст применяется для увеличения прочности, что достигается тем, что нагрузка, приложенная к подвижному блоку, уравновешивается усилиями всех рабочих прядей каната.

Есть два типа блоков шкивов:

■ с тяговым канатом, выходящим из подвижного блока,

Рис. 60. Полиспаст с тяговым канатом, выходящим из подвижного блока.

■ и с тяговым канатом, выходящим из стационарного блока.

Рис. 61. Полиспаст с тяговым канатом, встречный

на подвижном блоке.

Первые блоки шкивов используются в козловых и портальных кранах, вторые – в строительных машинах с лебедками, расположенными ниже уровня оси неподвижных блоков.

Рис. 62. Нумерация резьбы цепной тали.

Основным параметром цепной тали является кратность (передаточное число) i равно соотношению В к перемещение каната на скорость V g грузоподъемность или равная количеству ветвей каната n , несущая вес груза G

или (9)

Полистили характеризуются множественностью, которая зависит от количества блоков в зажимах и определяется количеством ветвей каната, на которых подвешен груз.

Кратность цепной тали – количество ниток цепной тали , для которых

подвижный держатель подвешен.

Кратность показывает, во сколько раз усилие, необходимое для подъема груза, меньше указанного веса груза. Поскольку количество ветвей цепной тали, на которые распределяется масса поднимаемого груза, численно равно кратности цепной тали, можно рекомендовать следующий простой способ ее определения.Если цепная таль мысленно рассекается плоскостью, пересекающей все ветви каната, огибающего блоки, то кратность цепной тали будет численно равна количеству канатов, пересеченных плоскостью. Чем выше частота цепной тали и , тем меньше усилие R , которое должно быть создано лебедкой для подъема заданного груза G , и тем больше скорость намотанного на барабан каната, что обеспечивает заданная скорость подъема груза.

Рис. 63. Порядок определения кратности цепной тали.

Любой блок шкива дает определенный выигрыш в усилии подъема груза. Потери на трение неизбежны в любой движущейся системе, состоящей из троса и блоков. В этой части, для облегчения расчетов, неизбежны потери на трение.

Они являются частью многих гибких подъемных устройств. Цепная таль предназначена для уменьшения натяжения каната, что способствует уменьшению грузового момента.Полиспасты представляют собой систему из двух зажимов: подвижного и фиксированного, каждый из которых состоит из одного или нескольких блоков, согнутых на веревке. Один конец каната зацепляется за подвижный или стационарный держатель, а его последняя ветвь цепной тали наматывается непосредственно через разветвительный блок на барабан. Груз подвешен в подвижной клетке. Для полистилей характерна множественность, которая зависит от количества блоков в зажимах и определяется количеством ветвей каната, на которых подвешен груз.

Рис. 64. Полипаст:

1 – подвижный держатель; 2 – фиксированный держатель; 3 – барабан

лебедки; 4 – грузозахватное устройство.

Рис. 65. Лодка-балка с цепной таль для спуска

на воде и подъемные лодки на борту.

Для подъема грузов на автокранах используются двух-, трех- и четырехстворчатые блоки шкивов (блоки шкивов с частотой 2, 3 и 4).

Рис. 66. Полипаст:

а – двойной; б – четырехкратный.

Четверные блоки шкивов наиболее широко используются на автомобильных точках. Их конструкция зависит от расположения ограничителя нагрузки и места установки подвижных блоков цепной тали. Если ограничитель грузоподъемности установлен на поворотной раме (КС-2561Д), трос стрелы крепится к рычагу ограничителя, огибает два подвижных неподвижного и отклоняющего блока и направляется к лебедке стрелы.Неподвижные блоки устанавливаются на головку двуногой стойки, а подвижные – на головку стрелы или подвижную траверсу, соединенную оттяжками со стрелой.

Рис. 67. Двух- и трехходовые шкивы на автокранах.

Использование блоков шкивов:

Рис. 68. Тросовая система гусеничного крана

.

с башенной стрелой:

1, 3, 6 – предохранительные стержни ниппеля; 2 – предохранительная тяга башни;

4 – тали грузовая цепная; 5 – кусачки упорные; 7, 11 – тяга цепной тали изменяется в

гусака летнего; 8 – ниппель цепной тали; 9, 12 – тяга блока шкива башни; 10 – поли-

Спасите башни.

Порядок опрокидывания груза кранами.

Опрокидывание груза кранами должно производиться на откидных площадках или в специально отведенных местах. Выполнение таких работ допускается только по заранее составленной технологии, определяющей последовательность операций, способ строповки груза и инструкции по безопасному производству работ.

Блоки используются как самостоятельное подъемное устройство и в составе большинства подъемных машин.

Блок представляет собой ролик, установленный на оси, имеющей по внешнему периметру паз (ручей) для троса (рис. 1). Профиль блочного потока выполнен таким образом, чтобы обеспечить беспрепятственный вход и выход каната, а также небольшую площадь контакта с потоком. Ось блока закреплена между двумя щеками.

Прочность каната во многом зависит от соотношения диаметров блоков или барабана к диаметру каната. В зависимости от назначения блоки подразделяются на грузовые и ответвительные.Первые используются для подъема и перемещения грузов, вторые – для изменения направления движения канатов.

Для монтажных работ, в зависимости от необходимой грузоподъемности, используются одно- или многороликовые блоки. Однороликовые блоки используются для подъема грузов массой до 10 тонн, многорядные – для подъема тяжелых грузов. Так, грузы массой 130 – 160 тонн поднимаются семибалочными блоками.

Блоки обычно изготавливают из стали методом литья, штамповки или сварки.

Для увеличения прочности каната используются блоки, футерованные алюминием, резиной или пластиком; технический осмотр блоков проводится не реже одного раза в год.На каждом подъемном блоке должен быть заводской штамп, на котором указана его грузоподъемность.

Полипаст является составной частью механизмов и устройств, используемых для перемещения грузов как по вертикали, так и по горизонтали.

Полиспаст (рис. 2) представляет собой систему подвижных и неподвижных блоков, соединенных тросом, который последовательно огибает все их ролики.

Бывают силовые и высокоскоростные полиспасты. Прирост силы достигается за счет потери скорости: скорость движения груза уменьшается во столько раз, сколько достигается прирост силы.

В строительных машинах в основном используются блоки силовых шкивов, которые снижают натяжение грузового каната с соответствующей потерей скорости подъема груза. В этом случае свободный конец троса прикрепляется к барабану лебедки, а другой – к подвижной или неподвижной обойме блока.

Быстроходные блоки шкивов отличаются от силовых тем, что в них рабочая сила приложена к неподвижной раме блока, а нагрузка подвешена на свободном конце каната.

About the author

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *