Блочок для подъема груза своими руками

Полиспасты: от расчетов до запасовки

Полиспаст – переносная блочная система, предназначенная для подъема и перемещения грузов разной степени тяжести. Это устройство применяется в строительной сфере, логистике, альпинизме и во время спасательных работ. Чтобы изготовить полиспаст своими руками, нужно знать конструктивные особенности этого приспособления, способы крепления канатов к грузоподъемнику и технологию проведения запасовки.

Общие сведения о полиспастах

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

Неподвижный шкив. Этот блок крепится к крепким статичным элементам или спецтехнике. Он включает в себя несколько роликов. По каждому из них проводятся веревки, металлические канаты или железные цепи. Неподвижный шкив распределяет давление между элементами конструкции. Величина давления на каждый канат определяется числом роликов.
Подвижный шкив. Этот блок прикрепляется к грузу и используется для поддержания работоспособности грузоподъемного механизма. Он оборудован крюком, карабином и магнитом. Подвижный шкив, прикрепляясь к грузу, способен выиграть в усилиях.

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

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

Существуют следующие разновидности полиспастов:

По предназначению: силовые и скоростные. Силовые механизмы предназначены для транспортировки тяжелых объектов. Они обеспечивают выигрыш в силе за счет потерь в расстоянии и скорости. Скоростные полиспасты позволяют ускорить процесс транспортировки легких грузов за счет уменьшения прикладываемых усилий.
По сложности схемы. В простых схемах подъема груза при помощи блоков все ролики соединены последовательно при помощи 1 цепи или каната. Сложные системы отличаются высокой производительностью. Выигрыш в силе обеспечивается при меньшем количестве блоков.

Полиспасты используются для следующих операций:

Для натяжения кабелей, силовых линий и подвесных конструкций.
Совместно с лебедкой для вытаскивания автомобиля или иного вида транспорта, застрявшего в грязи или грунте.
Для проведения такелажных работ при транспортировке тяжелых конструкций.

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

Расчет полиспаста

Перед изготовлением полиспаста требуется рассчитать основные технические характеристики грузоподъемной конструкции. Расчеты требуется для составления чертежей и производятся согласно параметрам рабочего помещениями и весом груза.

Для определения нагрузок, влияющих на блочную систему в ходе эксплуатации, нужно рассчитать параметры, действующие на отдельные блоки:

Силу воздействия поднимаемого груза (S_C).
Тяговую силу двигателя (S_M).
Угол отклонения (α). При расчете параметров полиспаста этой характеристикой можно пренебречь, потому что у современных устройств угол отклонения отсутствует.
Диаметр блока (D).
Диаметр втулки (d).

Уравнение, использующееся для нахождения моментов силы, имеет следующий вид: S_M * R = S_C*R + l*S_C*R + N* g*d/2, где:

S_M * R – момент силы, с которой груз оказывает влияние на блочную систему.
l – коэффициент, характеризующий жесткость ручного веревочного каната при огибании ролика. Он зависит от структуры витков троса и определяется экспериментальным методом.
Нагрузка на ось шкива. Она определяется по формуле: 2*S_C*R.
g – коэффициент, характеризующий силу трения втулки шкивов.

Коэффициент полезного действия полиспаста определяется по следующей формуле: η = S_C/S_M. На этот параметр влияют качество изготовления блоков и сложность схемы. Существует следующие уровни КПД блочной системы:

97% — используется в качестве среднего значения, если в элементах грузоподъемного устройства присутствуют подшипники качения и втулки из бронзы.
95% — используются подшипники скольжения.
93% и ниже – при работе грузоподъемного механизма в суровых природных условиях или в помещениях с высокой температурой.

При расчете также рекомендуется определить КПД остальных обводных роликов, в зависимости от конструктивных особенностей грузоподъемного механизма.

Способы крепления веревки к грузоподъемному механизму

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

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

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

Простейший подъемный механизм своими руками

В домашних мастерских можно изготовить простой полиспаст из подручных материалов. Он способен поднимать легкие грузы и может использоваться только для разовых работ. Чтобы сделать полиспаст своими руками, нужно приобрести следующие комплектующие:

Шпильки с резьбой, изготовленные из металлических материалов.
2 ролика.
Подшипники.
Веревка или трос.
Крюк.

На стальную шпильку устанавливают подшипник, накручивают гайку и стопорят. К шпильке присоединяется крюк для снижения усилий, требующихся для прокручивания самодельного вала. Первый конец веревки располагается на статичной платформе. Для поднятия груза требуется потянуть второй конец троса вверх. Для удобства работы рекомендуется сделать дополнительный блок и пропустить через него веревку. Это позволит соединить канат с лебедкой и фиксировать транспортируемый объект в промежуточном положении.

Запасовка полиспастов

Запасовка – процедуру изменения местоположения шкивов и дистанции между ними. Целью этой операции является регулирование скорости и высоты подъема грузов в соответствии с определенной схемой прохождения троса по блокам грузоподъемного механизма. Существуют следующие разновидности запасовки:

Однократная. На крюке закрепляется 1 веревка, которая проводится через все неподвижные блоки и наматывается на барабан.
Двукратная. Первый конец каната крепят на головке поворотного элемента крана, второй – на лебедке. Этот способ запасовки может применяться на кранах стрелового типа.
Четырехкратная. 2 рабочих ветви троса проводятся через шкивы рабочей стрелы. Соседние полиспасты скрепляются между собой при помощи статичного блока, устанавливаемого на стойке платформы. Этот метод запасовки используется для устройств с большой грузоподъемностью.

Существует также переменная запасовка. Она бывает как двукратной, так и четырехкратной. Подвижные ролики устанавливаются на нескольких подвижным обоймах, удерживаемых при помощи каната. Кратность запасовки изменяется посредством опускания подвески крюка на опору при сматывании веревки.

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

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.

Грузоподъемные механизмы. Блок. Полиспаст. Таль. Домкрат. Устройство и назначение.

Подъемные механизмы блоки

Блоки предназначены для изменения направления каната или троса и уменьшения усилия при перемещении груза.
По своей конструкции блоки (рис. 1) изготовляются однороликовые, двухроликовые и многороликовые. Блоки разделяются щеками-обоймами и распорными трубками, обеспечивающими их свободное вращение. В верхней и нижней части щеки скрепляются стержнями (болтами), из которых один имеет кольцо для подвешивания блока, а второй соединен с крюком для зацепления каната, охватывающего поднимаемый груз. Грузоподъемность 1 — 4 роликовых блоков до 20 т.

Блок однороликовый, двухроликовый, трехроликовый.

Рис. 1. Блоки однороликовые, двухроликовые и трехроликовые.

Блоки можно различить между собой по конструкциям захватов и подвесок груза. У некоторых блоков вместо крюка имеется скоба или как её еще называют – обойма. Она более надежна, т. к. предупреждает соскальзывание троса. Хотя крюк удобен в подвешивании троса, каната или груза.

При монтаже котельных установок и металлических конструкций часто приходится поднимать большие и тяжелые их части. Для подъема громадных узлов и частей конструкций потребовались бы лебедки огромной грузоподъемности. Для увеличения грузоподъемности лебедок широко применяют полиспасты.

Блок полиспаст. Устройство полиспаста.

Полиспастом называют систему из двух блоков, соединенных между собой тросом. Один из блоков неподвижно закрепляется на специально установленных перекладинах, а второй остается подвижным. К подвижному блоку подвешивается на тросе груз.

Один из концов троса прикрепляется к обойме неподвижного или подвижного блока. Затем трос пропускается последовательно через ролики обоих блоков и вторым концом навивается на барабан лебедки.

Полиспасты изготовляются с концами троса, которые сходят с неподвижного или подвижного блока. На практике применяются преимущественно полиспасты со сходящими концами с неподвижного блока. При четном числе роликов неподвижный конец троса крепится к неподвижному блоку, а при нечетном числе роликов неподвижный конец троса крепится к подвижному блоку полиспаста.

Таль ручная. Устройство талей.

Для подъема груза на небольшую высоту применяют подъемный механизм, называемый талью. Таль (рис. 2) состоит из полиспаста с червячной передачей и тягового колеса, приводимого во вращение легкой бесконечной калиброванной цепью. Вращение червячного вала передается червячному колесу, на одной оси с которым сидит зубчатое колесо. Через него перекинута грузовая калиброванная цепь. Один конец цепи прикреплен к обойме тали, в петле которой подвешен подвижной грузовой цепной блок полиспаста с крюком. Подъемная высота тали до 3 м при незначительной скорости подъема — до 0,25 м/мин. При монтаже котельного оборудования тали получили широкое распространение.

Рис. 2. Таль:

1 — гоночное колесо; 2 — червяк; 3 — червячное колесо; 4 — неподвижный цепной блок; б — подвижной цепной блок.

Кроме талей ручного действия, которые приводятся в действие усилиями одного-двух рабочих, изготовляются тали с электрическим приводом, грузоподъемностью от 0,5 до 1,0 г.

Тали подвешиваются к неподвижным перекладинам, по которым они могут перемещаться, или к подвижным приспособлениям, место расположения которых меняется в зависимости от потребности. Подвижным приспособлением может служить тележка на двух или четырех роликах, которые катятся по нижней полке двутавровой балки (монорельсе).

Домкрат

Вместе с талями и лебедками применяются домкраты. Они предназначены для подъема и опускания грузов на небольшую высоту. Домкраты делятся на: гидравлические, винтовые и реечные. Наибольшее применение при монтаже котельного оборудования получили винтовые, реечные и пневматические домкраты (рис. 3). Очень удобны в эксплуатации винтовые домкраты, т. к. они обладают самоторможением. Для подъема небольших (легких) грузов используют реечные домкраты, которые обеспечивают высокую скорость подъема грузов.

Рис. 3. Домкраты:

а — винтовой; 6 — реечный; в — гидравлический.

Домкрат винтовой

По конструкции винтовой домкрат состоит из корпуса, в котором закреплена гайка с винтом, имеющие резьбу квадратного профиля. При вращении винт получает поступательное движение, и этим самым расстояние между основанием корпуса и выступающим концом винта увеличивается на 350—400 мм. Подъемная сила винтового домкрата от 3 до 25 т. На монтажных работах обычно применяют домкраты грузоподъемностью от 5 до 10 г.

Домкрат реечный

Реечный домкрат изготовляется почти с такой же подъемной силой (до 20 т), как и винтовой, и состоит из корпуса, внутри которого находятся рейка и шестерни, при вращении которых рейка получает поступательное движение и выдвигается из корпуса на 350—400 мм.

Домкрат гидравлический

Гидравлические домкраты, имеющие подъемную силу от 100 до 200 т, являются необходимым оборудованием при монтажных работах. Недостатком их является небольшая высота подъема и ненадежность работы насосов.

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:

Простые схемы, состоящие из линейной последовательности блоков. Они соединяются между собой и с грузом общим канатом.
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.
Комплексные полиспасты занимают отдельное место. Это система полиспастов из простых и сложных механизмов, соединённых таким образом, что блоки при подъёме движутся навстречу нагрузке.

Формулу расчета КПД блока полиспаста

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

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

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

При расчетах используются следующие величины КПД блока полиспаста:

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

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

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.

Расчет блока полиспаста

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

На основе данной схемы полиспаста составим уравнение моментов сил.

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

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

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

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

Полиспаст – механизм для тех, кто хочет стать сильнее в разы

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.

Полиспаст простой и сложный

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.

Запасовка полиспаста

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:

несколько стаканов из бумаги;
ножницы;
шнурок или крепкая нить, выступающая в качестве веревки;
пластилин;
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.

Как сделать ручную лебедку из подручного материала

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.

Разновидности подъемных устройств

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:

полиспасты;
барабанные конструкции;
рычажный механизм.

Чтобы выбрать вид устройства, необходимого для конкретных работ, стоит ознакомиться с их возможностями и ограничениями.

Принцип работы полиспастов

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:

траверса;
скоба для переноски;
щека для монтажа деталей;
колесо (блок);
упор;
подшипник;
втулка;
ось;
держатель оси;
масленка для подшипников;
ограничитель тали;
гайка;
подшипник;
щека.

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.

Ручные барабанные лебедки

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

Однако, для большого передаточного числа системы потребуется очень длинная рукоять, а это неудобно. Выход найден в двух разновидностях барабанных лебедок, увеличивающих передаточное число при помощи шестеренок или червячной передачи.

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:

Рычажные подъемники

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

Подъем груза происходит в результате многократных небольших перемещений площадки между фиксированными позициями на рейке. В домашнем хозяйстве редко находит применение. Положительным качеством рычажных систем является надежность и долговечность.

Упрощение сборки устройства

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.

Можно надолго избавиться от ручного поднятия тяжестей, если для работы один раз собрать систему мотолебедки своими руками. Для этого надо поставить на ось привода лебедки шестерню, соединив ее цепью с ведущей звездочкой бензопилы на жесткой конструкции корпуса.

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.

Можно использовать в хозяйстве покупные подъемники, но, как правило, лебедки нужны там, где магазины далеко — и всегда срочно. Стоит поискать в гараже какие-нибудь детали для выхода из ситуации.

Originally posted 2018-04-18 12:32:07.

Полиспаст своими руками – чтобы стать сильней в несколько раз!

Для подъема больших грузов человек не очень силен, но он придумал множество механизмов, которые упрощают этот процесс, и в этой статье мы обсудим полиспасты: назначение и устройство таких систем, а также попытаемся сделать простейший вариант такого приспособления своими руками.

Каким образом мы упрощаем подъем грузов?

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

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

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

Как работает простая конструкция блоков?

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

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

Сложная система блоков – как рассчитать выигрыш в силе?

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

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

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

Веревка и ее роль в работе полиспаста

Не стоит забывать еще и о трении веревки, так как ветви ее могут перекручиваться между собой, а ролики от больших нагрузок могут сходиться и зажимать веревку. Дабы этого не происходило, следует разнести блоки относительно друг друга, например, можно между ними использовать монтажную плату. Следует также приобретать только статические веревки, не растягивающиеся, так как динамические дают серьёзный проигрыш в силе. Для сбора механизма может использоваться как отдельная, так и грузовая веревка, присоединенная к грузу независимо от подъемного устройства.

Преимущества использования отдельной веревки состоит в том, что вы можете быстро собрать или приготовить заранее грузоподъемную конструкцию. Вы также можете использовать всю ее длину, это также облегчает проход узлов. Из минусов можно упомянуть то, что нет возможности автоматической фиксации поднимаемого груза. Преимущества грузовой веревки в том, что возможна автофиксация поднимаемого объекта, и нет необходимости в отдельной веревке. Из минусов важно то, что при работе сложно проходить узлы, а также приходится затрачивать грузовую веревку на сам механизм.

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

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

Способы крепления веревки к грузоподъемному механизму

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

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

Создаем простейший подъемный механизм своими руками

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

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

Система блоков

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

Какие бывают блоки

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

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

Различают подвижный и неподвижный блоки.

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

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

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

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

Для увеличения эффективности используют системы блоков.

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

Устройство и принцип работы полиспаста

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

Полиспаст состоит из двух элементов:

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

Как работает простая конструкция блоков

Принцип действия полиспаста основан на правиле рычага.

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

Виды полиспастов

По предназначению полиспасты делятся на:

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

На рисунке а) силовой полиспаст, б) скоростной.

В зависимости от сложности механизма, различаются:

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

Что влияет на эффективность подъемника

Главной характеристикой эффективности полиспаста считается его кратность.

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

Кратность делится на:

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

На эффективность полиспаста влияет:

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

Как можно увеличить КПД, формула в физике

Расчет полиспаста

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

Для расчета выводят уравнение моментов для блока относительно оси:

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

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

R — радиус блока;
r — радиус втулки.

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

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

Подставив это соотношение в вышеприведенное определение моментов получим:

D — диаметр блока;
d — диаметр оси блока.

Вычисление КПД полиспаста

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

D — диаметр блока;
d — диаметр оси блока;
q — коэффициент жесткости нити;
f — коэффициент трения;
α — угол отклонения от оси.

КПД полиспаста определяется по формуле: (eta б;=;frac<1;+;eta;+;eta^2;+;eta^>atimeseta^t ) Где:

a — кратность полиспаста;
t — число отклоняющих блоков.

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

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

Как сделать полиспаст своими руками

Для изготовления простого двукратного полиспаста потребуются:

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

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

Источник

Как сделать ручную лебедку из подручного материала

Разновидности подъемных устройств

полиспасты;
барабанные конструкции;
рычажный механизм.

Чтобы выбрать вид устройства, необходимого для конкретных работ, стоит ознакомиться с их возможностями и ограничениями.

Принцип работы полиспастов

Расположение колес относительно друг друга может быть разным.

траверса;
скоба для переноски;
щека для монтажа деталей;
колесо (блок);
упор;
подшипник;
втулка;
ось;
держатель оси;
масленка для подшипников;
ограничитель тали;
гайка;
подшипник;
щека.

Конец тали закрепляется на одной из обойм.

Ручные барабанные лебедки

Однако, для большого передаточного числа системы потребуется очень длинная рукоять, а это неудобно. Выход найден в двух разновидностях барабанных лебедок, увеличивающих передаточное число при помощи шестеренок или червячной передачи.

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

Рычажные подъемники

Упрощение сборки устройства

Можно надолго избавиться от ручного поднятия тяжестей, если для работы один раз собрать систему мотолебедки своими руками. Для этого надо поставить на ось привода лебедки шестерню, соединив ее цепью с ведущей звездочкой бензопилы на жесткой конструкции корпуса.

Land Rover Discovery Solihull terrier › Бортжурнал › Применение полиспастов для вытаскивания и самовытаскивания застрявшего автомобиля

Подыскивал интересный практический материал о вытаскивании застрявшей техники и наткнулся на просторах интернета на старую советскую книгу “Руководство по эвакуации танков с поля боя” ВОЕНИЗДАТ НКО СССР 1942 год

В ней очень простым и доступным языком изложено применение полиспастов для извлечения застрявшей техники из грязи, включая примеры расчетов необходимого усилия, причем исходя из практики, полученной уже во время войны. Зная ценность каждого танка в бою, считаю что к написанию книги в 1942 году отнеслись с должной долей внимания. Нам остается только подставлять значения массы нашего авто, усилия лебедки и благодарить дедов за обобщение и систематизацию полученного практического опыта по вытаскиванию застрявшей бронетехники.

СПОСОБЫ ВЫТАСКИВАНИЯ ЗАСТРЯВШИХ ТАНКОВ С ПОМОЩЬЮ ПОЛИСПАСТОВ

(Способы, требующие применения больших тяговых усилий)

Для вытаскивания тяжело застрявших танков в большинстве случаев необходимо приложить большие тяговые усилия, превышающие вес самого танка в 2,5—3,5 раза. Имеющиеся в войсковых частях тракторы и тягачи в таких случаях не в состоянии без вспомогательных устройств создать необходимые по величине тяговые усилия для вытаскивания. Поэтому для вытаскивания тяжело застрявших танков приходится применять полиспасты.

Применение и устройство полиспастов

Полиспаст представляет собой механизм, предназначенный для подъема и передвижения тяжестей, состоящий из тягового приспособления, системы блоков и троса. Увеличение усилий в полиспасте происходит за счет уменьшения скорости движения передвигаемого предмета по сравнению со скоростью выбирания троса тяговым приспособлением (лебедкой или буксирным крюком движущегося трактора). Выигрыш в силе полиспаста обратно пропорционален изменению скорости. Для вытаскивания танков применяются простые полиспасты (рис. 5) и прогрессивные (рис. 6).

Получаемые при помощи простого полиспаста результативные увеличенные усилия, приложенные к крюкам вытаскиваемого танка, определяются следующей формулой: S=PnK, где:

S — результативные увеличенные усилия, приложенные к крюкам вытаскиваемого танка;
Р — начальное тяговое усилие, развиваемое лебедкой или трактором;
n — число ветвей троса полиспаста;
К — максимальный коэффициент потерь усилий за счет сопротивления в блоках и на изгибе (при 3—12 блоках в полиспасте), равный 0,8.

Пример 1. Требуется вытащить танк.
Необходимое тяговое усилие для извлечения танка (установленное при данном виде застревания) — 35 т. На месте есть тяговое приспособление (лебедка или трактор ЧТЗ-60 или 65) с тяговым усилием Р = 5 т. Определим необходимое количество ветвей в полиспасте, пользуясь формулой S = РnК. Для этого подставим в нее вместо буквенных обозначений цифровые величины, а именно: S = 35 т; Р = 5 т; К = 0,8, и в результате получим следующее выражение: 35 = 5 • n • 0,8, откуда n

9, т. е. количество ветвей в полиспасте будет равно девяти. Количество однороликовых блоков, необходимое для полиспаста (m), определяется по числу ветвей троса (n), уменьшенному на единицу, т. е. т = n — 1; в данном случае т = 9 — 1=8.

При применении двухроликовых блоков количество их уменьшается вдвое, т. е. в данном случае потребуется только четыре блока, что и показано на рис. 5. При применении трехроликовых блоков количество их соответственно уменьшается втрое. Если необходимо создать большие тяговые усилия, число ветвей троса и блоков в полиспасте следует соответственно увеличивать. Прогрессивный полиспаст (рис. 6) состоит из двух или нескольких простых полиспастов Прогрессивный полиспаст используют для создания тяговых усилий свыше 50 т для уменьшения количества блоков и троса в полиспасте и если на месте есть лишь маломощные тяговые приспособления (ручные лебедки до 5 т или тракторы ЧТЗ-60 или 65). Получаемые при помощи прогрессивного полиспаста результативные увеличенные тяговые усилия, приложенные к крюкам вытаскиваемого танка, определяются по формуле S=2mPnK, где:

S — результативные увеличенные усилия, приложенные к крюкам вытаскиваемого танка;
m — число прогрессивных блоков. Под прогрессивным блоком понимается дополнительно вводимый в систему простой полиспаст, состоящий из одного блока;
Р — начальное тяговое усилие, развиваемое лебедкой или трактором;
n — число ветвей троса полиспаста;
К — максимальный коэффициент потерь, равный 0,8.

Пример 2. Необходимо вытащить тяжело застрявший танк.
Необходимое для извлечения тяжело застрявшего танка тяговое усилие (установленное при данном) виде застревания) равно 140 т. На месте имеется тяговое приспособление (лебедка, трактор ЧТЗ-60 или 65) с тяговым усилием P = 5 т. Задаемся количеством ветвей троса в основном простом полиспасте, равным 9 штукам. Подставляя численные выражения в формулу: S = 2mPnK, а именно P = 5; n = 9; К = 0,8, получаем: 140 = 2m • 5 • 9 • 0,8, откуда определяем величину т

2, т. е. находим число прогрессивных блоков, равное двум.

Анкерные устройства для крепления неподвижных блоков и лебедок обычно представляют собой закопанные в землю деревянные столбы (рис. 13).

Анкерный столб представляет собой бревно диаметром не менее 30 см или несколько бревен меньшего диаметра. Глубина (h) закапывания анкерного столба зимой 2,0 м, летом 2,5 м. Ширина анкерного колодца 1-1,2 м. Высота анкерного столба над уровнем грунта 0,6-0,8 м. Колодец после установки анкерного столба летом засыпают грунтом с камнями с проливкой и трамбованием слоями, а зимой грунтом с проливкой и промораживанием слоями. Изображенный на рис. 13 анкерный столб, установленный в зимних условиях с промораживанием грунта, выдерживает нагрузку (тяговое усилие) до 50 т, в летнее время — 10 т. В летнее время для увеличения опорного сопротивления рекомендуется соединять анкеры в сплошную анкерную стенку, ставя столбы через 1,5-2 м и укладывая деревянные прокладки из трех рядов бревен. В отдельных случаях вместо анкеров могут быть использованы находящиеся вблизи деревья, сваи, валуны, а также и тяжелые танки.

Порядок выбора требуемой схемы полиспаста (определение необходимого числа ветвей троса и блоков) в зависимости от типа танка и условий его застревания
1. Для того чтобы выбрать требуемую схему полиспаста, надо установить категорию застревания танка, которая определяется по нижеследующим признакам (табл. 2).

2. В зависимости от типа танка и установленной категории застревания определяется требуемое тяговое усилие для вытаскивания танка (табл. 3).

Примерные тяговые усилия (в тоннах), требуемые для вытаскивания танков (взяты из практики эвакуации танков с поля боя на Западном фронте).

Вышеприведенные в табл. 3 примерные тяговые усилия, требуемые для вытаскивания танков, предусматривают, что при вытаскивании машин полиспастами предварительно проведены следующие подготовительные работы:
а) сколоты лед и мерзлый грунт вокруг танка;
б) путь перемещения танка очищен от валунов, пней, свай и т. д.;
в) уклоны на пути перемещения танка уменьшены путем устройства более пологих выходов;
г) танк вывешен домкратами (при большом крене или опрокидывании на башню).

Приведенные тяговые усилия в основном рассчитаны на случаи тяжелого застревания танков, без учета возможной работы мотора и исправности ходовой части. При проведении соответствующих подготовительных саперных работ и использовании собственной мощности мотора тяговые усилия, необходимые для вытаскивания танка, могут быть соответственно уменьшены.

3. Для получения указанных в табл. 3 тяговых усилий, необходимых для вытаскивания застрявших танков, рекомендуются нижеследующие типовые схемы полиспастов (рис. 14—19). В каждом отдельном случае по требующемуся для вытаскивания танка тяговому усилию (определяемому по табл. 3) подбирается одна из шести приведенных на рис. 14—19 схем полиспаста.

Пример 3. Средний танк зимой провалился в большой водоем; его ходовая часть и моторная группа покрылись льдом, гусеницы не вращаются. Для вытаскивания этого танка 5-тонной лебедкой необходимо установить требуемую схему полиспаста (определить число блоков, количество ветвей тросов и анкеров). По табл. 2 определяем характер застревания танка, относимый в данном случае к IV категории. В зависимости же от категории застревания и типа танка определяем по табл. 3 необходимое тяговое усилие, равное в данном случае 140 т. По величине тягового усилия из рекомендуемых схем полиспаста при 5-тонной ручной лебедке выбираем схему № 5 (рис. 18), т. е. выбираем прогрессивный полиспаст, состоящий из простого полиспаста и двух прогрессивных блоков.

Полиспасты: 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:

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, их кратность

Введение

Описание и устройство полиспастов

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

Назначение

Разновидности полиспастов

Все полиспасты можно разделить на две категории:

Подъемник с в домашних условиях

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.

Заключение

Источник

Как сделать барабан для лебёдки

В гараже, домашнем хозяйстве не обойтись без лебёдки. С помощью инструмента можно в одиночку вытащить автомобиль из ямы, поднять строительные материалы на второй этаж, спустить в яму картошку в мешках. Да мало ли дел, которые под силу выполнить только с помощью лебёдки.

Лебёдка, ворот горизонтальный, получила своё ласковое название от славянского «лебедь». Журавель — так называли подъёмные механизмы в деревнях за рычаг, похожий на вытянутую шею птицы.

Лебёдка — механизм барабанного типа, приспособление для подъёма тяжестей или горизонтального перемещения грузов с ручным или электрическим приводом.

Разновидности ручной барабанной лебёдки

Принцип действия лебёдки основан на законе физики «правило рычага». Момент силы действия равён моменту силы противодействия.

Выиграешь в силе, проиграешь в расстоянии. Архимед собирался перевернуть Землю, если бы ему дали точку опоры. Удлиняя плечо рычага с помощью ручки лебёдки, человек многократно увеличивает силу для поднятия грузов.

Корпус с местом установки лебёдки является точкой опоры, поэтому требует надёжного крепления.

Классическая ручная лебёдка имеет шкив для наматывания троса и ручку, выполняющую роль рычага, с помощью которой осуществляется вращение барабана. Равномерную навивку троса обеспечивает тросоукладчик.

Шкив — колесо, имеющее обод или канавку по окружности.

Для увеличения эффективности приспособления применяются различные виды привода:

Ручная лебёдка с односкоростным шестерёнчатым приводом. К приводному валу барабана лебёдки жёстко крепится большая шестерня. За её зубцы цепляется шестерёнка меньшего размера. Коэффициент усиления будет равён соотношению зубьев шестерней. Для вращения барабана ручного механизма на вал надевается рукоятка, от длины которой зависит, сколько сил потребуется приложить для вращения барабана.
Ручная лебёдка с многоскоростным шестерёнчатым приводом. Шестерёнчатая передача такого типа привода имеет несколько пар шестерней, коэффициенты усиления которых складываются, многократно увеличивая усилие. Оборотной стороной является потеря скорости и увеличение времени перемещения груза. Рукоятка, зацепленная на прямой паре шестерён, позволяет перемещать груз с большой скоростью. При использовании двух пар шестерней увеличим силу в два раза, но потеряем время. Чтобы предотвратить обратное раскручивание барабана, используется стопор, или «трещотка», как элемент храпового механизма.
Храповый механизм — преобразовывает возвратное вращательное движение в прерывисто- вращательное в одном направлении. При прекращении поступательного движения шестерни упираются в стопор, который предотвращает разматывание троса с висящим грузом. Другое название стопора — трещотка, во время работы он трещит, перепрыгивая с одного зуба шестерни на другой. Если необходимо опустить груз, бесполезную собачку откидывают для освобождения от стопора храпового устройства.
Механизм с червячным приводом. Принцип работы червячного механизма заключается в замене одной из плоских шестерёнок винтовой. Преимущество привода — в большом коэффициенте усиления и самостопорящейся конструкции. Винтовая шестерня небольшого диаметра вращает основную. Груз может перемещаться в любую из сторон. Механизм безопасный, сохранность груза обеспечена. Устройство имеет трущиеся поверхности, которые изнашиваются на глазах без использования смазочных материалов. Конструкция компактная, но имеет ограничения по весу. Тем не менее лебёдка востребована на рынке.
С планетарным редуктором. Дорогостоящее устройство с высокой компактностью, с коэффициентом усиления в сотни раз, имеющее до десятка пар шестерней, редко применяется в домашних условиях именно из-за цены.
Блок в рабочей схеме лебёдки. Если требуется переместить груз по горизонтальной поверхности — вытащить забуксовавший автомобиль во время весенней распутицы, то лебёдку устанавливают и закрепляют на полу или столе.

Для того чтобы переместить предмет в вертикальной плоскости — поднять на другой этаж или спустить в яму, требуется дополнительный механизм — блок, который состоит из шкива и подвеса.

Через шкив перекидывается ремень или трос, с другой стороны троса устанавливается подвес, на который цепляется груз.

С увеличением количества блоков во столько же раз увеличивается усилие передачи, что используется при такелажных работах.

Создание барабанной лебёдки своими руками

Все перечисленные механизмы удобные в использовании, но дорогостоящие. Выход один — смастерить устройство своими руками.

Варианты изготовления самодельной лебёдки:

из трещотки от КАМаза;
из бензопилы «Дружба».

Вариант первый — используется трещотка от КАМаза с червячным редуктором — из механизма, отвечающего за работу тормозов. Приспосабливаем барабан на основную ось, а к червячной паре прилаживаем рукоятку. Коэффициент усиления составит 1:20.

Можно обрезать штатную тормозную ось болгаркой и насадить на неё барабан. Использование блочного соединения усилит мощность лебёдки вдвое. Требуется смазывать трущиеся поверхности, чтобы самодельное приспособление имело долгий срок службы.

Мощности самодельной лебёдки хватит для подъёма строительных материалов и тяжёлого груза из ямы. Но тяжёлый двигатель вытащить из капота она не поможет.

Мотолебёдка своими руками изготовляется из бензопилы. Этот вариант подойдёт там, где нет электричества. Это изобретение лесорубов, которым требовалось обвязывать срубленные стволы.

С бензопилы «Дружба» снимают кожух, к самодельному барабану приделывают большую звёздочку от мотоциклетного колеса и присоединяют мотоциклетную цепь к ведущей основной звёздочке бензопилы.

Получили два редуктора в одном механизме: редуктор бензопилы и цепной редуктор на звёздочках, имеющий передаточное отношение 1:10.

За счёт распределения нагрузки увеличивается срок службы рабочих элементов.

Использование ручной рычажной лебёдки

Чтобы переместить груз в кузов автомобиля, волоком перетащить тушу зверя или вызволить застрявший на бездорожье автомобиль, используют ручную рычажную лебёдку. Монтажники называют её «лягушкой».

Можно приобрести готовое приспособление, но мастера-самоделкины делают устройство своими руками. Конструкция состоит из рамы с закреплённым внутри барабаном, к которому прикрепляется звёздочка от храпового механизма. К валу барабана присоединяется рукоятка, при многократном движении рычага груз поднимается как бы скачками, отсюда и название устройства. Храповик не позволит сорваться грузу.

Много оригинальных изобретений можно сделать самому, применив природную смекалку и находчивость.

Изготовление полиспаста своими руками

Полиспаст — это устройство из системы блоков, позволяющее многократно увеличить усилие при поднимании тяжёлого груза. Рисуют чертежи полиспаста самостоятельно, основываясь на знаниях курса физики.

Блочок для подъема груза своими руками — Справочник металлиста

Грузоподъемные машины призваны помочь человеку поднять что-либо тяжелое на высоту. В основе большинства подъемных механизмов лежит простая система блоков – полиспаст.

Он был знаком еще Архимеду, но сейчас об этом гениальном изобретении многие не знают. Вспоминая курс физики, выясните, как работает такой механизм, его строение и область применения. Разобравшись в классификации, можно приступать к расчету.

Чтобы все получилось – вашему вниманию инструкция по конструированию простой модели.

Система блоков – теория

Изобретение полиспаста дало огромный толчок развитию цивилизаций.

Система блоков помогла построить огромные сооружения, многие из которых сохранились по сей день и вызывают недоумение у современных строителей.

Также совершенствовалось судостроение, люди смогли путешествовать на огромные расстояния. Пора разобраться, что это такое – полиспаст и выяснить, где можно найти ему применение сегодня.

Строение грузоподъемного механизма

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

Шкив – это металлическое колесо, которое по внешнему краю имеет специальный желоб для троса. В качестве гибкой связи может применяться обычный трос или канат.

Если груз будет достаточно тяжелый, используют тросы из синтетических волокон или стальные канаты и даже цепи. Для того чтобы шкив вращался легко, без скачков и заедания, используют роликовые подшипники.

Все элементы, которые движутся, смазывают.

Один шкив называют блоком. Полиспаст – это система блоков для подъема грузов.

Блоки в составе подъемного механизма могут быть неподвижными (жестко закрепленными) и подвижными (когда ось в процессе работы меняет положение).

Одна часть полиспаста крепится к неподвижной опоре, другая – к грузу. Подвижные ролики располагаются на стороне груза.

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

Принцип работы – в чем секрет

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

По тому же принципу рассчитывается и увеличение расстояния.

Для работы простого полиспаста нужен трос в два раза длиннее высоты подъема, а если используют комплекс из четырех блоков – то и длина троса увеличивается прямо пропорционально в четыре раза.

В каких областях применяется система блоков

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

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

Спасательное оборудование изготавливается из прочного троса, используются карабины.

Для устройств такого назначения важно, чтобы вся система быстро собиралась и не требовала дополнительных механизмов.

Классификация моделей по разным характеристикам

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

Классификация в зависимости от сложности механизма

В зависимости от сложности механизма выделяют

простые;
сложные;
комплексные полиспасты.

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

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

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

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

Классификация по назначению подъемника

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

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

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

Кратность – основная характеристика

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

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

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

Как производить расчеты для полиспаста

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

Лебедка своими руками – простые способы изготовления

Лебедка – незаменимое приспособление, как в домашнем хозяйстве, так и в гараже. Поднять на крышу рулон рубероида, забросить в окно второго этажа строящегося частного дома пару мешков цемента, вытащить двигатель из капотного пространства, да и затащить сам поломанный автомобиль в гараж… Это неполный перечень дел, которые можно запросто выполнить в одиночку с ее помощью.

Приспособления барабанного типа для подъема или перемещения тяжестей, отличаются способом передачи крутящего момента. Из школьного курса физики мы знаем, как работает плечо. Теряя в скорости или расстоянии – мы выигрываем в силе. Фраза Архимеда: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю» как раз описывает принцип работы лебедки.

Ручная лебедка, при помощи приложенного плеча – увеличивает человеческие силы настолько, что один оператор может сдвигать с места автомобили или поднимать тяжести в несколько сот килограмм. При одинаковом (с точки зрения механики) принципе действия, эти приспособления имеют различные способы исполнения.

Ручная барабанная лебедка – разновидности

Ручная лебедка с барабаном – это классика жанра. Кроме общего элемента – шкива, на который наматывается трос, приспособления имеют различные типы привода.

Односкоростной шестеренчатый привод

К барабану прочно прикреплена большая, основная шестерня. На нее, и на крепление, ложится вся нагрузка. Поэтому надежность элементов должна быть на должном уровне. В зацеплении с основной, расположена ведущая маленькая шестеренка.

Соотношение количества зубьев и есть величина передаточного отношения. Проще говоря – коэффициент усиления. Ведущая шестерня составляет одно целое с приводным валом. Поскольку речь идет о ручном инструменте – на вал надета рукоятка для вращения.

Длина рычага также влияет на степень усиления. Чем плечо рукоятки больше – тем меньше усилия надо приложить.

С помощью подобных устройств можно в одиночку поднимать несколько центнеров груза или перемещать автомобиль весом 2-3 тонны. При этом скорость вращения барабана достаточно высокая.

Многоскоростной шестеренчатый привод

Конструкция состоит из двух или более пар шестерен, каждая из которых обладает коэффициентом усиления в десятки раз. При последовательном зацеплении эти коэффициенты складываются, многократно увеличивая усилие.

Обратная сторона медали – пропорциональное снижение скорости. Имея такую лебедку, вы можете осуществлять медленный вертикальный подъем грузов более тонны, но если вам придется работать с двумя мешками цемента – время подъема растянется на десятки минут.

Популярное: Верстак своими руками в гараже: практические советы

Поэтому производители предоставили возможность использовать каждую пару шестерен в отдельности. Закрепив рукоятку на прямой паре – мы получаем среднее усилие с высокой скоростью. Перекинув ее на вторую пару – теряем в скорости, но увеличиваем силу в два раза.

Обязательным элементом всех лебедок с ручным приводом является стопор, или «собачка»

Работает он по принципу храпового механизма. После прекращения подачи усилия на рукоятку зубья звездочки упираются в стопор, предотвращая разматывание троса под тяжестью груза. Это повышает безопасность, но механизм имеет недостаток.

При подъеме он работает идеально, а вот при спуске совершенно бесполезен. Во время обратного вращения «собачку» просто откидывают в сторону, освобождая храповик.

Червячный привод

Для увеличения усилия применяется червячный механизм. Принцип расчета передаточной пары, по сравнению с плоскими шестернями несколько иной, но техника та же. Небольшая по диаметру винтовая шестерня вращает основную, закрепленную на барабане.

Преимущество конструкции – большой коэффициент усиления. Еще один плюс – конструкция самостопорящаяся. То есть, если не прикладывать усилие к рукояти – машина остановится. Это повышает безопасность и комфорт.

Ручку можно вращать в любую сторону, поднимать и опускать груз – не опасаясь за то, что он сорвется.

Серьезный недостаток конструкции – большое трение в червячной паре. Механизм нуждается в постоянной смазке, иначе износ будет просто катастрофическим. При работе «на сухую» пара может просто заклинить.

Учитывая механику процесса – есть ограничения по весу, с которым можно работать. Зато инструмент получается компактным, и часто применяется именно в домашнем хозяйстве.

Планетарный редуктор

При выдающейся компактности (механизм редуктора фактически находится внутри барабана), количество шестеренчатых пар может доходить до десяти. Усиление при такой конструкции может достигать сотен раз. Единственный недостаток – высокая стоимость изделия, поэтому в быту применяется редко.

Блок, необходимый для работы лебедки

Ручная лебедка, закрепленная на полу или верстаке, способна лишь перемещать предметы по горизонтали. Для подъема тяжестей на высоту необходимо дополнительное приспособление – блок. Представляет собой шкив с подвесом, через который перекидывается трос.

На чертеже изображен механизм действия комплекта из лебедки и блока.

Причем у этого приспособления есть дополнительные возможности. Каждый добавленный блок увеличивает силу на тросе – вдвое.

Это свойство блочных приводов широко применяется в такелажных работах. При компактном исполнении в помощь лебедке приходит блоковый усилитель.

Популярное: Компактная лебедка из стартера своими руками

Все перечисленные приспособления продаются за немалые деньги. И любое из этих изделий можно изготовить самостоятельно.

Самодельные лебедки

Трещотка от Камаза
Многие ли знают, как сделать лебедку из тормозной трещотки? И собственно, что представляет собой эта самая Трещотка?

Во многих грузовиках (у нас популярны изделия для Камаза) применяется самовыравнивающий механизм для регулировки тормозов, в простонародье – тормозная трещотка. Внутри приспособления расположен червячный редуктор.

Остается приспособить к концевику червячной пары рукоятку, а к основной оси барабан – и лебедка готова. Передаточное отношение 1:20. Барабан можно насадить на штатную тормозную ось, обрезав ее болгаркой. Если применить блочное соединение с одним коленом – мощность удвоится. Не забываем смазывать – и приспособление прослужит вам долгие годы.

Такая лебедка в гараже не поможет вам вытащить двигатель, но сэкономит массу сил при ремонте. Особенно полезно это приспособление для подъема тяжелых предметов из ямы.

— как сделать своими руками лебедку из трещетки для Камаза.

Бензопила в лебедке
Если вы заняты строительством дачи, где пока нет электричества – можно соорудить лебедку из бензопилы своими руками. Изначально такое приспособление придумали лесорубы, для облегчения процедуры обвязки срубленных стволов.

На фото изображена классическая «Дружба» со снятым корпусом. К ведущей звездочке подсоединяется мотоциклетная цепь. Барабан изготовить не трудно. К нему крепится большая звездочка от колеса того же мотоцикла.

Получаем двойной редуктор – собственный на бензопиле, и цепной из двух звездочек с передаточным отношением порядка 1:10. Такая конструкция будет служить долгие годы, продлевая жизнь компонентам, из которых была сделана.

Ручная рычажная лебедка
Простейшим приспособлением для перемещения грузов является рычажная лебедка. С ее помощью можно затянуть груз в кузов, перетащить волоком тушу убитого на охоте зверя, вытащить застрявший автомобиль.

Приспособление не сильно дорогое, однако даже китайские образцы стоят определенных денег. Для любителей делать вещи своими руками, предлагаем чертеж рычажной лебедки, из которого предельно ясен принцип ее работы.

Внутри рамы закреплен барабан, со звездочкой храпового механизма. На рычаге расположен упор, который вращает звездочку. Чем длиннее рычаг – тем большее усилие вы прилагаете.
Это лишь малая часть конструкций, которые можно изготовить из подручных материалов. Возможно, вы придумаете что-то совершенно оригинальное.

Блочок для подъема груза своими руками

За всю долгую историю своего существования человек не раз сталкивался с задачей поднятия и перемещения в пространстве тяжёлых предметов.

Например, знакомые всем египетские пирамиды состоят из массивных каменных блоков, которые не под силу поднять никому.

Поэтому одним из величайших достижений человечества является изобретение грузоподъёмного крана, который позволил существенно упростить задачу по перемещению тяжёлых грузов и ускорить строительство домов и других объектов.

Подъемный кран своими руками

Устройство машины

В основе принципа работы подъёмного крана лежит физика простых механизмов.

Самый простой вариант крана представляет собой палку, расположенную на точке опоры таким образом, что свободные концы имеют разную длину.

Теперь если к короткому рычагу подвесить груз, то для его поднятия потребуется меньше усилий. Наиболее распространена конструкция, в которой используется помимо рычагов ещё и система блоков.

Подъёмный кран, собранный своими руками, является неоспоримым помощником в малом строительстве.

При возведении частного дома не требуется использования громоздких промышленных кранов.

Высота домов редко превышает 2-х этажей, а вес поднимаемого груза 200 килограмм.

Несмотря на то что существует множество вариаций подъёмных механизмов, классический подъёмный кран состоит из следующих частей:

Стрела, с закреплённым на её конце блоком. В зависимости от её длины, определяется высота, на которую можно поднять груз.
Платформа. К ней крепится стрела и противовес. Является основной частью крана и подвергается значительным нагрузкам. Поэтому при изготовлении платформы, важно особое внимание уделять её прочности.
Противовес. Служит для устойчивости крана. Определяет максимальный вес груза, который кран может поднять. Существуют варианты наборных противовесов для обеспечения максимальной устойчивости.
Растяжка, соединяющая стрелу и противовес. Позволяет регулировать наклон стрелы и перемещать груз как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.
Лебёдка с тросом. Является самим подъёмным механизмом. От мощности лебёдки зависит то, какой вес способен поднять кран.
Стойка с поворотным механизмом. Она необходима для поворота крана в стороны.
Опорный крест, который является основанием крана. Задаёт устойчивость всей конструкции. При его изготовлении также следует уделять внимание его прочности.

Условия эксплуатации

Для безопасной эксплуатации подъёмных механизмов, следует придерживаться определённых правил.

Самодельный подъемный кран Пионер

Эти правила касаются любого подъёмного устройства:

Недопустимо превышать грузоподъёмность. Слишком тяжёлый груз может повредить устройство.
Основание должно быть устойчиво. Самодельные подъёмные устройства должны располагаться на заранее подготовленной твёрдой горизонтальной поверхности.
При плохих погодных условиях также следует воздержаться от работы с краном. Сильный ветер выведет кран из равновесия, а плохая видимость может помешать заметить людей под стрелой.
Перед тем как эксплуатировать кран или подъёмное устройство, необходимо провести внешний осмотр на предмет выявления неисправностей. При обнаружении неисправностей запрещается эксплуатация крана.
Следует помнить, что при работе с подъёмником не стоит делать резких движений. Груз необходимо поднимать плавно. И самое главное – ни в коем случае не стоять под поднимаемым грузом.

Какими характеристиками должен обладать гаражный подъёмник

В гаражных условиях используются два типа подъёмных механизма. К первому типу относят подъёмник, способный поднять автомобиль целиком, а ко второму относят подъёмник типа гусь, позволяющий перемещать грузы по гаражу.

Подъёмники первого типа являются стационарными устройствами и главное требование, которое предъявляется к ним – устойчивость.

Автомобиль весит более тонны и не должен иметь ни малейшего шанса на падение.

Для того чтобы исключить какие-либо несчастные случаи, гаражный подъёмник должен иметь надёжный стопор.

Самодельный кран гусь

Наиболее часто в автомастерских используют подъёмники типа «гусь». Его достаточно просто изготовить из профильной трубы или швеллера.

Сначала варится основание, на которое нужно установить поворотный механизм. Стрелу лучше всего изготовить с регулируемым вылетом.

Так появится возможность перемещать тяжести в любом направлении.

Как работает простая конструкция блоков

Система блоков или полиспаст известна человечеству с древнейших времён.

Классическая конструкция системы состоит из шкивов и троса. Один шкив называют блоком.

В зависимости от способа крепления шкив может быть подвижным и неподвижным:

Неподвижный блок. Крепится к опоре и играет роль изменения направления движения каната. Не даёт никакого выигрыша в силе.
Подвижный блок. Располагается на стороне груза и даёт выигрыш в силе.

Принцип работы полиспаста схож с принципом работы рычага в физике простых механизмов. Роль рычага в этом случае играет сам трос.

В случае простого блока из двух шкивов, подвижный шкив делит верёвку на 2 части и для того, чтобы поднять груз на то же расстояние, потребуется канат в 2 раза длиннее. Работа по поднятию груза выполняется в том же объёме.

А усилие, из-за того, что длина верёвки стала в два раза больше, становится в два раза меньше.

В случае если в системе более 2-х шкивов, выигрыш в силе примерно равен количеству блоков. В случае 3-х блоков, усилие будет в 3 раза меньше, а 4 блока потребуют лишь четверть от первоначального усилия.

Сложная система блоков как рассчитать выигрыш в силе

Если система устроена так, что один простой полиспаст тянет собой другой простой полиспаст, то это уже сложная система блоков.

Для теоретического расчёта выигрыша в силе, необходимо условно разделить сложный полиспаст на простые и перемножить значения выигрыша от простых полиспастов.

Например, если система состоит из 4 блоков, и первый условный простой полиспаст имеет выигрыш в силе 3.

Он тянет за собой второй простой двухблочный полиспаст тоже с выигрышем в 3. Суммарно усилие, которое потребуется приложить будет в 9 раз меньше.

Именно 4-х блочный сложный полиспаст наиболее часто используется спасателями.

Способы крепления верёвки к грузоподъёмному механизму

При создании комплексных полиспастов, нередко бывают ситуации, когда троса необходимой длины для крепления подвижного блока не оказывается под рукой.

Кран для газоблоков

Способы крепления троса с помощью такелажа общего назначения:

С использованием репшнура. С помощью самозатягивающегося узла репшнур привязывается к основному тросу. По мере поднятия груза, схватывающийся узел передвигается по основной верёвке, позволяя тем самым увеличить высоту подъёма груза.
С использованием зажимов. В случае использования стального троса – использовать репшнур не представляется возможным, поэтому необходимо использовать специальные зажимы.

Создаём простейший подъёмный механизм своими руками

Строительство подъёмного крана небыстрая задача и оправдана в том случае, если он будет требоваться часто или объем работы достаточно велик. В тех случаях, когда груз нужно поднять срочно или это разовая операция, то можно воспользоваться подручными средствами.

Для создания простейшего подъёмного устройства потребуется шнур, и два блока. Один блок и конец верёвки закрепляется неподвижно на опоре. Это будет самая высокая точка, до которой можно поднять груз.

Используя собственный вес можно легко поднять груз весом в 100 килограмм на необходимую высоту.

Мини подъемный кран своими руками

Если добавить возможность перемещения верхнего блока по направляющей, например по рельсе, то можно получить консольный кран, сделанный своими руками. Он пригодится в гаражных условиях для перемещения тяжёлых частей машин.

Следует помнить, что при работе с подъёмником не стоит делать резких движений. Груз необходимо поднимать плавно.

И самое главное – ни в коем случае не стоять под поднимаемым грузом.

Это же правило относится к подъёмному крану – стоять под стрелкой запрещено.

Материалы и инструменты

Самое главное, при изготовлении подъёмного крана, это использовать качественный инструмент материалы. Это даст гарантию тому, что конструкция получится крепкой и безопасной.

Полиспаст своими руками – чтобы стать сильней в несколько раз!

Каким образом мы упрощаем подъем грузов?

Благодаря этому золотому правилу механики можно поднимать грузы большой массы, не прилагая при этом больших усилий. Что в принципе не так критично. Приведем пример.

Вот вы выиграли в силе в 8 раз, при этом вам придется вытянуть веревку длиной в 8 метров, чтобы поднять объект на высоту 1 метр.

Применение таких приспособлений обойдется вам дешевле, чем аренда подъемного крана, к тому же, вы можете сами контролировать выигрыш в силе.

У полиспаста есть две разные стороны: одна из них неподвижная, которая крепится на опоре, а другая – подвижная, которая цепляется на самом грузе.

Выигрыш в силе происходит благодаря подвижным блокам, которые крепятся на подвижной стороне полиспаста. Неподвижная часть служит только для изменения траектории движения самой веревки.

Как работает простая конструкция блоков?

При добавлении блока получаем +2 к силе, а подвижная точка дает +1, соответственно. Например, чтобы получить полиспаст для лебедки с кратностью 2, необходимо закрепить конец верёвки на опоре и использовать один блок, который крепится на грузе.

И у нас будет чётный вид приспособления.

Чтобы понять, каков выигрыш в силе получится, можно воспользоваться простым правилом: сколько веревок идет от груза, таков наш выигрыш в силе.

Используются обычно полиспасты с крюком, на котором, собственно говоря, и крепится груз, ошибочно думать, что это только блок и веревка.

Сложная система блоков – как рассчитать выигрыш в силе?

Выигрыш в силе таких конструкций рассчитывается путем перемножения их кратностей. Например, мы тянем один механизм с кратностью 4, а другой с кратностью 2, тогда теоретический выигрыш в силе у нас будет равен 8.

Все вышеуказанные расчеты имеют место быть только у идеальных систем, у которых нет силы трения, на практике же дела обстоят иначе.

Лучше всего использовать ролики с большим радиусом там, где это возможно. При использовании карабинов следует делать блок из одинаковых вариантов, но ролики гораздо эффективнее карабинов, так как на них у нас потеря составляет 5-30 %, а вот на карабинах же до 50 %.

Также не лишним будет знать, что наиболее эффективный блок необходимо располагать ближе к грузу для получения максимального эффекта.

А значит, необходимо это учесть и скорректировать КПД блоков. Чтобы рассчитать реальный выигрыш в силе простого типа грузоподъемного механизма, необходимо рассчитать нагрузку на каждую ветвь веревки и сложить их.

Для расчета выигрыша в силе сложных типов необходимо перемножить реальные силы простых, из которых он состоит.

Веревка и ее роль в работе полиспаста

Не стоит забывать еще и о трении веревки, так как ветви ее могут перекручиваться между собой, а ролики от больших нагрузок могут сходиться и зажимать веревку.

Дабы этого не происходило, следует разнести блоки относительно друг друга, например, можно между ними использовать монтажную плату. Следует также приобретать только статические веревки, не растягивающиеся, так как динамические дают серьёзный проигрыш в силе.

Для сбора механизма может использоваться как отдельная, так и грузовая веревка, присоединенная к грузу независимо от подъемного устройства.

Из минусов можно упомянуть то, что нет возможности автоматической фиксации поднимаемого груза. Преимущества грузовой веревки в том, что возможна автофиксация поднимаемого объекта, и нет необходимости в отдельной веревке.

Из минусов важно то, что при работе сложно проходить узлы, а также приходится затрачивать грузовую веревку на сам механизм.

Поговорим об обратном ходе, который неизбежен, так как он может возникнуть при прихватывании веревки, или же в момент снятия груза, или при остановке на отдых.

Чтобы обратного хода не возникало, необходимо использовать блоки, которые пропускают веревку только в одну сторону. При этом организовываем конструкцию так, что блокирующий ролик крепится первым от поднимаемого объекта.

Благодаря этому, мы не только избегаем обратного хода, но также позволяем закрепить груз на время разгрузки или же просто перестановки блоков.

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

Способы крепления веревки к грузоподъемному механизму

Данный способ, как показала практика, является наиболее эффективным, так как схватывающий узел из 8 мм шнура на веревке диаметром 11 мм начинает сползать только при нагрузке 10-13 кН. При этом вначале он не деформирует веревку, а спустя какое-то время, оплавляет оплетку и прикипает к ней, начиная играть роль предохранителя.

Еще один способ заключается в использовании персонального зажима, но он является не рекомендуемым, так как он начинает ползти при усилии уже в 4 кН и при этом рвет оплетку, или даже может перекусить веревку.

Это все промышленные образцы и их применение, мы же попробуем создать самодельный полиспаст.

Создаем простейший подъемный механизм своими руками

Понадобится немного времени: нужно подшипники насадить на шпильку. Гайку от шпильки желательно зафиксировать, чтобы не тратить некоторую часть сил впустую на прокручивание своеобразного вала.

Конец шпильки можно снабдить шестеренкой, сделав таким образом более удобный ручной привод.

Через блок перекидываем трос и крепим его на опоре, а вот на другой конец цепляем крюк, на который будем вешать груз. Также на конце троса можно зафиксировать систему строп, если характер груза не позволит его насадить на крюк. В принципе, самый простейший вариант полиспаста готов.

Остается приступить к работе, соблюдая технику безопасности, которая одинакова для всех механизмов, как покупных, так и самодельных.

Внимательно проверяйте все элементы на целостность перед работой, а во время работы не делайте резких движений, поднимать груз следует плавно, и, конечно, не стоит стоять под подвешенным грузом.

Блочек для поднятия грузов своими руками

Источник

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.

Как сделать ручную лебедку из подручного материала

Разновидности подъемных устройств

полиспасты;
барабанные конструкции;
рычажный механизм.

Чтобы выбрать вид устройства, необходимого для конкретных работ, стоит ознакомиться с их возможностями и ограничениями.

Принцип работы полиспастов

Расположение колес относительно друг друга может быть разным.

траверса;
скоба для переноски;
щека для монтажа деталей;
колесо (блок);
упор;
подшипник;
втулка;
ось;
держатель оси;
масленка для подшипников;
ограничитель тали;
гайка;
подшипник;
щека.

Конец тали закрепляется на одной из обойм.

Ручные барабанные лебедки

Однако, для большого передаточного числа системы потребуется очень длинная рукоять, а это неудобно. Выход найден в двух разновидностях барабанных лебедок, увеличивающих передаточное число при помощи шестеренок или червячной передачи.

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

Рычажные подъемники

Упрощение сборки устройства

Можно надолго избавиться от ручного поднятия тяжестей, если для работы один раз собрать систему мотолебедки своими руками. Для этого надо поставить на ось привода лебедки шестерню, соединив ее цепью с ведущей звездочкой бензопилы на жесткой конструкции корпуса.

Мини-кран своими руками: обзор вариантов

При строительстве дома из газобетона, бруса, кирпича и т.д. часто возникает необходимость в подъёме груза. Например, нужно «закинуть» блоки или деревянные балки на второй этаж, поднять мешки с цементом или залить армопояс. Делать это вручную, даже с привлечением помощников, не так легко — здоровье дороже. Нанимать автокран или манипулятор на небольшой объём работ — дорого. Выход — использовать мини-кран, который, для удешевления строительства, сделан своими руками.

Как сделать подъёмник для кладки газобетона.
Какие детали и инструменты нужны для строительства мини-крана.
Как сократить затраты на строительство универсального подъёмника.

Подъемник для кладки газобетонных блоков

За границей, при строительстве частных домов, часто используют краны и разнообразные подъёмники. Так строительство идёт быстрее, а значит, «коробка» обходится дешевле, т.к. выгоднее использовать средства малой механизации, чем нанимать чернорабочих. У нас застройщик надеется сам на себя и часто строит дом «в одну каску». Поэтому остро стоит вопрос, как физически не надорваться, делая кладку стены из газобетонных блоков весом в 35-40 кг.

Интересен вариант необычного самодельного «помощника» пользователя FORUMHOUSE с ником Крестик. Сначала покажем то, что он взял за основу.

Немецкий мини-кран с выдвижной центральной стойкой

Особенность подъёмника — оригинальная складывающаяся «рука-стрела», с помощью которой кран, передвигаясь на колёсах, может дотянуться до двух противоположных стен.

Я самостоятельно строю дом и, чтобы иметь возможность класть газобетонные блоки, построил подъёмник по вышеуказанному образцу. Кран сделал полностью разборным, кроме основания. Максимальную нагрузку на крюке не мерил, но меня (вес 95 кг) он спокойно поднимает.

Технические характеристики подъёмника:

ширина – 2200 мм;
высота – 4200 мм;
вылет стрелы – 4200 мм;
грузоподъёмность электрической тали – до 800 кг;
полный вес крана с балластом – примерно 650 кг;
вес подъёмника без балласта – около 300 кг;
максимальная высота подъёма блока для кладки – 3500 мм.

Рабочая высота подъёма блоков регулируется в двух диапазонах. Первый – 1750 мм. Второй – 3.5 м, для чего конструкция поднимается, скользя по опорным «ногам» вверх с помощью гидравлического домкрата с подкладкой проставок из ГБ блоков.

Для изготовления подъёмника пользователю потребовалось:

поворотные колёса;
профильные трубы для мачты, «ног» и стрелы сечением 12х12 см, 12х6 см, стенка 6 мм;
трубы-укосины – 63х3 мм;
мощные петли от ворот;
поворотный механизм стрелы сделан из стали СТ45 и «205-х» подшипников.

В процессе эксплуатации конструкцию доработали. Например, пользователь проложил кабель для лебёдки в гофротрубе и удлинил кабель пульта управления.

У конструкции есть ряд недостатков, которые я хотел бы исправить. Например, думаю сделать беспроводное управление, заменить петли от ворот на подшипники. Увеличить кол-во «суставов» в стреле при том же вылете. Вместо временного противовеса — мешков с пескобетоном, залить балласт из бетона.

Важный нюанс: чтобы подъёмник мог передвигаться по строительной площадке или, например, по бетонной плите перекрытия второго этажа, нужно поддерживать рабочее место в чистоте, т.к. осколки ГБ, мусор мешают перестановке крана.

Конструкция необычного подъёмника заинтересовала пользователей портала.

С таким подъёмником, думаю, как делают в Германии, нужно делать кладку из блоков крупнее, чем стандартные. Длиной и высотой в 2-3 раза больше от обычного ГБ. Запаса грузоподъёмности у крана хватит, а скорость кладки увеличится в разы.

По словам Крестика, он слышал, что на портале кто-то уже пытался заказать у производителя газосиликата блоки формата 1х0.4х0.6 м. Но оказалось, что это — невыгодно заводу, т.к. нужно перенастраивать линию по выпуску ГБ, а ради небольшого объёма (на обычный частный дом) этого делать не будут.

Мне вот интересно: упростилась ли работа на площадке при использовании крана? Какие работы с ним можно сделать, а какие – нет?

Отпадает необходимость ставить леса при кладке стен из ГБ. Подъёмник можно собрать и разобрать. Бетонные перемычки над окнами я заливал по старинке, из вёдер, т.к. объём небольшой, и проще это сделать с одним помощником.

Общий итог: мини-кран получился удачный, а при некоторых доработках его конструкции подъёмник можно запустить в мелкосерийное производство.

Мини-кран из металлолома

Ещё один вариант подъёмного механизма из металла, «валяющегося под ногами», сделал участник портала с ником Петр_1.

По словам Петр_1, причина строительства крана — дом становится всё выше, а блоки и бетон всё тяжелее. Поэтому, произведя ревизию «ненужных вещей», пользователь изготовил полностью разборный кран грузоподъёмностью в 200 кг.

Думаю, мой кран может и больше поднять, но перегружать его я не стал. Кран разбирается на части весом 30-60 кг и спокойно перевозится в прицепе легкового автомобиля. На багажнике вожу стрелу. В статике испытал конструкцию весом в 400 кг. Обычно поднимаю груз весом до 150 кг. Мне для моих строительных нужд этого вполне достаточно.

Конструкция крана представляет собой сборную «солянку» из того, что было под рукой. Перечислим основные детали:

поворотный узел – ступица от грузовика;

стрела сделана из трубы диаметром 75 мм;

выносные опоры и основание- прямоугольная труба сечением 8х5 и 8.5х5.5 см;

основание башни – «200-й» швеллер;

червячные редукторы для стреловой и грузовой лебёдки.

трёхфазный электродвигатель с реверсом, мощностью 0.9 кВт, переделанный на питание от сети 220 В;

Кран получился мобильным, и его, опустив стрелу, можно переместить с места на место, перекатывая на колёсиках по утрамбованному грунту. Регулировка по уровню осуществляется при помощи винтовых опор.

Металл, редукторы и ролики куплены на вторчермете. Новые только трос и подшипники.

Вес крана без противовеса – около 250 кг. Себестоимость конструкции, с учётом покупки расходников — отрезных дисков для УШМ, электродов для сварочного инвертора и краски, – 4 тыс. руб.

Кран, + время на токарные работы, + подбора комплектующих и примерка узлов, я сделал за 3 рабочих дня. В дальнейшем, по окончании работ, полностью разберу его.

Недорогой мини-подъёмник

Практика показывает, что не всегда при строительстве частного дома нужен настоящий кран. Зачастую застройщик может обойтись «малой кровью» и смастерить небольшой подъёмник на основе тельфера с электрическим приводом.

Моя конструкция попроще, чем у авторов выше, но меня она вполне устраивает. Купил тельфер грузоподъёмностью 300 кг без блока и 600 кг с блоком. Испытания показали, что устройство может поднять груз весом в 250-270 кг, потом срабатывала защита двигателя. За строительный сезон я с его помощью поднял около 40 паллетов со строительными блоками, 6-ти метровый брус для мауэрлата, стропила, раствор для кладки и бетон для армопояса.

Подъёмник, опять же из экономии, сделан из б/у труб, уголка и швеллера.

Вся ржавчина очищена «болгаркой», а трубы пролиты отработкой и затем покрашены краской с восстановителем ржавчины.

Чтобы иметь возможность собрать подъёмник на перекрытии второго этажа, все узлы (там, где не нужна сварка) сделаны разборными — на болтовых соединениях.

На стойку на хомутах установлен тельфер.

На пульт управления, на случай дождя, надевается пластиковая бутылка с отрезанным донцем.

Тельфер закрывает козырёк из б/у кровельного железа.

При подъёме поддона под него подкладываются две доски, и на них опускается поддон.

Вся конструкция фиксируется к полу струбцинами.

Чертёж с размерами подъёмника.

Это темы, где подробно рассказывается, как сделать подъёмник для газобетона, и приведены десятки вариантов мини-кранов, от простых до самых сложных конструкций.

Полиспаст своими руками – чтобы стать сильней в несколько раз!

Необходимые инструменты и материалы

Каким образом мы упрощаем подъем грузов?

Как работает простая конструкция блоков?

Сложная система блоков – как рассчитать выигрыш в силе?

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

Веревка и ее роль в работе полиспаста

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

Способы крепления веревки к грузоподъемному механизму

Создаем простейший подъемный механизм своими руками

Land Rover Discovery Solihull terrier › Бортжурнал › Применение полиспастов для вытаскивания и самовытаскивания застрявшего автомобиля

СПОСОБЫ ВЫТАСКИВАНИЯ ЗАСТРЯВШИХ ТАНКОВ С ПОМОЩЬЮ ПОЛИСПАСТОВ

(Способы, требующие применения больших тяговых усилий)

Применение и устройство полиспастов

2, т. е. находим число прогрессивных блоков, равное двум.

Источник

Мощный блочок без токарных работ своими руками

1555496873 img 20190415 080511

1555496925 img 20190417 130047

Нужно было изменить конструкцию подвеса в теплицах, где применил блочную систему для натяжки троса 3 мм, при изгибе его на 90°, поэтому понадобилось несколько блочков.

Наверняка есть другие, но продаже нашёл только такой как на фото не совсем внушивший мне доверия, на вид красивый, но совершенно не удовлетворительный, по функционалу, а именно надёжности, плюс цена (нужно было 8 штук).

1555496773 img 20190414 100130

1555496830 img 20190414 100228

1555496833 img 20190414 100245

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

1555496890 img 20190414 103351

1555496783 img 20190414 100157

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

1555496783 img 20190414 100148

1555496871 img 20190414 100301

1555498437 img 20190404 132534

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

Собрать приготовленные комплектующие вместе.

1555496800 img 20190414 115010

1555496867 img 20190414 131737

1555496862 img 20190414 131901

Сверлить на всю длину винта не нужно, а лишь на необходимый размер.

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

1555496898 img 20190414 133131

1555496908 img 20190414 133200

Внимание! Такой вариант изготовления блока предусматривает возможность неприменения сварочного аппарата, но будет лучше, если перед срезом или после, прихватить электросваркой (две-три точки) к крайним широким шайбам головку винта и гайку.

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

1555496865 img 20190415 075435

1555496911 img 20190415 075525

1555497858 img 20190415 080501

Внимание! Всё изготовляется без токарной обработки, поэтому без подгонки, для свободного вращения шкива, не обойтись.

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

1555496873 img 20190415 080511

Источник

Полиспасты: от расчетов до запасовки

polispast svoimi rukami

Общие сведения о полиспастах

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

polispast svoimi rukami 1

polispast 6

Существуют следующие разновидности полиспастов:

Полиспасты используются для следующих операций:

polispast 1

Расчет полиспаста

polispast svoimi rukami 4

Уравнение, использующееся для нахождения моментов силы, имеет следующий вид: S_M * R = S_C*R + l*S_C*R + N* g*d/2, где:

polispast svoimi rukami 3

polispast 3

Способы крепления веревки к грузоподъемному механизму

polispast 8

Простейший подъемный механизм своими руками

polispast svoimi rukami 2

Запасовка полиспастов

polispast 9

Источник

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

%D0%BC%D0%B8%D0%BD 26

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

Система блоков – теория

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

Строение грузоподъемного механизма

Классический полиспаст представляет собой механизм, который состоит из двух основных элементов: шкив; гибкая связь

2 24

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

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

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

3 32

Неподвижный блок

4 27

Подвижный блок

Принцип работы – в чем секрет

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

5 17

Принцип работы системы блоков

В каких областях применяется система блоков

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

6 15

Полиспаст в составе крюка подъемного крана

Классификация моделей по разным характеристикам

Классификация в зависимости от сложности механизма

В зависимости от сложности механизма выделяют простые; сложные; комплексные полиспасты.

7 15

Пример четных моделей

8 10

Схема нечетного полиспаста

Объединение двукратного и шестикратного простого полиспаста дает сложный шестикратный вариант

Классификация по назначению подъемника

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

10 4

А – силовой вариант, Б — скоростной

Кратность – основная характеристика.

11 2

Кинематическая кратность

12 2

Схемы полиспастов разной кратности

Как производить расчеты для полиспаста

Расчет отдельного блока

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

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

Для расчета выводят уравнение моментов для шкива относительно оси:

SсбегR = SнабегR + q SнабегR + Nfr (1)

В формуле 1 показаны моменты таких сил:

– Sсбег – усилие со стороны сбегающего каната;

– Sнабег – усилие со стороны набегающего каната;

– q Sнабег – усилие, для сгибания/разгибания каната с учетом его жесткости q;

– Nf – сила трения в блоке, с учетом коэффициента трения f.

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

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

– N – воздействие на ось шкива;

– Sнабег – усилие со стороны набегающего каната (принимается примерно равным Sсбег;

– α – угол отклонения от оси.

13 1

Блок полиспаста

Расчет полезного действия блока

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

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

– d и D – соответственно, диаметр втулки и самого шкива;

– q – коэффициент жесткости гибкой связи (каната); f – коэффициент трения;

– α – угол отклонения от оси.

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

На схеме изображены все силы S на разных ветвях каната

Как высчитать КПД всей системы

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

КПД полиспаста при разной кратности

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

Как сделать подъемник своими руками

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

Разные схемы простых и сложных подъемников

Подготовка базы – схема и чертеж

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

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

Чертежи сдвоенной модели в разных вариациях

Как подобрать веревку и блок

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

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

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

Ролик, по которому движется канат

Пошаговая инструкция для подъема груза через блок

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

– обойма для блока – 2 шт.;

– веревка; крюк для подвеса груза;

– стропы – если они нужны для монтажа.

Для быстрого соединения используют карабины

Пошагово подъем груза на высоту осуществляется так:

1. Соединяют ролики, втулку и подшипники. Объединяют все это в обойму. Получают блок.

2. Веревку запускают в первый блок;

3. Обойма с этим блоком жестко крепится к неподвижной опоре (железобетонная балка, столб, стена, специально смонтированный вынос и пр.);

4. Затем конец веревки пропускают через второй блок (подвижный).

5. К обойме крепят крюк.

6. Свободный конец веревки фиксируют.

7. Стропят поднимаемый груз и соединяют его с полиспастом.

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

Можно ли объединить полиспаст и лебедку

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

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

Полиспаст для лебедки

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

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

Источник