Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и принцип работы полиспаста

Что такое полиспаст, зачем и где его применяют?

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

Одним из механизмов для подъема грузов является полиспаст.

Что такое полиспаст, зачем он нужен и где применяется?

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

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

Устройство и принцип работы

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

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

На выигрыш в силе влияют такие факторы:

  1. Количество роликов.
  2. Длина веревки.

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

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

Виды полиспастов

Полиспасты делятся по нескольким признакам:

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

Что влияет на эффективность подъемника?

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

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

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

Как крепится веревка к механизму?

Закрепить грузоподъемный механизм к тросу можно следующими способами:

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

Что такое запасовка, как она делается и какой бывает?

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

Схемы запасовки бывают:

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

Как сделать полиспаст своими руками?

Рассмотрим схему создания двукратного полиспаста.

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

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

Блоки и полиспасты. Принцип работы

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

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

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

На рисунках показан принцип работы блока и полиспаста:

Рис. 1

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

Рис. 2

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

Читать еще:  Простая самоделка-доработка болгарки своими руками

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

Блоки в каталоге товаров Ринстрой:

Warning: number_format() expects parameter 1 to be float, string given in /home/boevoleg/domains/rinstroy.com/public_html/wp-content/themes/rinstroy/content-page.php on line 37

  • Вышки туры
  • Леса строительные
  • Грузоподъемные краны
  • Тали ручные
  • Тали электрические
  • Лебедки ручные
  • Лебедки электрические
  • Стропы
  • Сетки
  • Бадьи для бетона
  • Бетононасосы
  • Бетоносмесители
  • Блоки монтажные
  • Брезенты
  • Вибротехника
  • Водонагреватели
  • Выносные площадки
  • Генераторы бензиновые
  • Дизельные электростанции
  • Домкраты
  • Лестницы-стремянки
  • Малярное оборудование
  • Обогреватели электрические
  • Опалубка
  • Пенополиэтилен
  • Пленка полиэтиленовая
  • Подмости
  • Растворосмесители
  • Сварочное оборудование
  • Силосы
  • Складское оборудование
  • Строительный инструмент
  • Строительный мусоропровод
  • Тачки строительные и садовые
  • Тара для раствора
  • Тенты и полога
  • Тепловые завесы
  • Тепловые пушки
  • Торкрет-установки
  • Трансформаторы
  • Штукатурное оборудование

ЧП «Ринтарп»

223018, Минский р-н,
д. Тарасово,
пер. Олимпийский, д. 2 — склад

220036, г. Минск,
пер. 3-й Загородный,
д. 4В, пом. 40, оф. 304а — офис

тел/факс:
+375 (17) 374-94-90 многокан.;
+375 (17) 375-94-89;

тел/GSM:
+375 (44) 500-74-04 — Velcom

Система блоков — полиспаст

Полиспаст — система подвижных и неподвижных блоков, соединенных гибкой связью (канаты, цепи) используемая для увеличения силы или скорости подъема грузов. Используется полиспаст в случаях, если необходимо прилагая минимальные усилия поднять или переместить тяжелый груз, обеспечить натяжение и т.п. Простейших полиспаст состоит всего из одного блока и каната, при этом позволяет в два раза снизить тяговое усилие, необходимое для подъема груза.

Обычно в грузоподъемных механизмах применяют силовые полиспасты, позволяющие уменьшить натяжение каната, момент от веса груза на барабане и передаточное число механизма (тали, лебедки). Скоростные полиспасты, позволяющие получить выигрыш в скорости перемещения груза при малых скоростях приводного элемента. Они применяются значительно реже и используются в гидравлических или пневматических подъемниках, погрузчиках, механизмах выдвижения телескопических стрел кранов.

Основной характеристикой полиспаста является кратность. Это отношение числа ветвей гибкого органа, на котором подвешен груз, к числу ветвей наматываемых на барабан (для силовых полиспастов), либо отношение скорости ведущего конца гибкого органа к ведомому (для скоростных полиспастов). Условно говоря, кратность это теоретически рассчитанный коэффициент выигрыша в силе или скорости при использовании полиспаста. Изменение кратности полиспаста происходит путем введения или удаления из системы дополнительных блоков, при этом конец каната при четной кратности крепится на неподвижном элементе конструкции, а при нечетной кратности — на крюковой обойме.

В зависимости от количества ветвей каната, закрепленных на барабане грузоподъемного механизма, можно выделить одинарные (простые) и сдвоенные полиспасты. В одинарных полиспастах, при наматывании или сматывании гибкого элемента вследствие его перемещения вдоль оси барабана, создается нежелательное изменение нагрузки на опоры барабана. Также в случае отсутствия в системе свободных блоков (канат с блока крюковой подвески непосредственно переходит на барабан) происходит перемещение груза не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости.

Для обеспечения строго вертикального подъема груза применяют сдвоенные полиспасты, (состоящие из двух одинарных), в этом случае на барабане закрепляются оба конца каната. Для обеспечения нормального положения крюковой подвески при неравномерной вытяжке гибкого элемента обоих полиспастов применяют балансир или уравнительные блоки. Такие полиспасты применяют в основном в мостовых и козловых кранах, а также в тяжелых башенных кранах для того, чтобы можно было использовать две стандартные грузовые лебедки вместо одной крупногабаритной большой мощности, а также для получения двух или трех скоростей подъема груза.

В силовых полиспастах при увеличении кратности можно использовать канаты уменьшенного диаметра, и как следствие уменьшить диаметр барабана и блоков, снизить массу и габариты системы в целом. Увеличение кратности позволяет снизить передаточное число редуктора, но одновременно требует большей длины каната и канатоемкости барабана.

Скоростные полиспасты отличаются от силовых тем, что в них рабочая сила, обычно развиваемая гидравлическим или пневматическим цилиндром, прикладывается к подвижной обойме, а груз подвешивается к свободному концу каната или цепи. Выигрыш в скорости при использовании такого полиспаста получается в результате увеличения высоты подъёма груза.

При использовании полиспастов следует учитывать, что используемые в системе элементы не являются абсолютно гибкими телами, а имеют определенную жесткость, поэтому набегающая ветвь не сразу ложится в ручей блока, а сбегающая ветвь не сразу выпрямляется. Это наиболее заметно при использовании стальных канатов.

Полиспасты. Назначение и устройство

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

Устройство полиспаста и условия его работы

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

В состав полиспаста входят следующие составляющие:

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

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

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

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

Читать еще:  Какая пропорция бензина и масла для бензопилы?

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

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

Эксплуатационные характеристики полиспастов и их выбор

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

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

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

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

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

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


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

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

Нормальными углами отклонения от оси полиспаста считаются углы 7,5…2,5 0 (меньшие значения принимаются для максимальных соотношений диаметра блока к диаметру каната). Вообще при проектировании данных устройств это соотношение всегда стараются выбирать в диапазоне значений 12…40. Допустимый угол отклонения канатов из маложёстких материалов меньше: до 6,5…2 0 .

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

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

Запасовка полиспастов

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

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

Различают следующие схемы запасовок:

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

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

Изучение устройства, принципа действия и исследование основных параметров полиспастов

Страницы работы

Содержание работы

Цель работы: изучение устройства, принципа действия и исследование основных параметров полиспастов на примере канатной системы с грузовым полиспастом прямого действия (для выигрыша в силе)

Читать еще:  Шпатель резиновый – в чем предназначение этого инструмента?

Назначение, устройство и основные параметры полиспастов

Полиспаст представляет собой систему (конструкцию) из двух блочных обойм– подвижной и неподвижной, каждая из которых состоит из одного или нескольких блоков, огибаемых канатом.

Блоки, принадлежащие неподвижной обойме, при работе полиспаста вращаются, но их ось остается неподвижной в пространстве, и поэтому они называются неподвижными.

В грузоподъемных механизмах наиболее часто применяют полиспасты, которые позволяют получить выигрыш в силе за счет проигрыша в пути. Они позволяют уменьшить натяжение каната при выполнении рабочей операции и называются силовыми полиспастами или полиспастами прямого действия. Такие полиспасты широко используются в механизмах подъема груза и изменения вылета грузоподъемных машин. Схема такого полиспаста показана на рис.1а, где видно, что подъема груза весом G достаточно усилия в канате S=G/2, т.е. обеспечивается выигрыш в силе в два раза.

Рис.1. Схемы полиспастов: а– для выигрыша в силе; б– для выигрыша в скорости (1– барабан лебедки; 2– подвижная обойма; 3– неподвижная обойма; 4- гидроцилиндр)

Полиспасты обратного действия (мультипликаторы) служат для выигрыша в пути и скорости за счет проигрыша в силе. Они называются скоростными. Их применение позволяет получить увеличение скорости перемещения рабочего органа (груза) при малых скоростях приводного элемента (например, гидроцилиндра). Такие полиспасты находят применение в механизмах выдвижения секций телескопических стрел, в подъемниках и других механизмах. Пример такого полиспаста показан на рис.1б.

В зависимости от количества канатов, идущих к барабану, полиспасты прямого действия делятся на одинарные и сдвоенные. У одинарных полиспастов только одна ветвь каната навивается на барабан, у сдвоенных-две.

Основным параметром полиспаста является его кратность. Под кратностью или передаточным числом полиспаста понимают отношение числа ветвей каната, к которым подвешен груз, к числу ветвей каната, наматываемых на барабан. На рис.2 показаны канатные схемы с одинарными полиспастами кратностью от 1 до 6.

Для всех представленных на рис.2 канатных схем

, (1)

где – усилие в канате, навиваемом на барабан;

– вес поднимаемого груза;

– кратность полиспаста;

– коэффициент полезного действия полиспаста;

– коэффициент полезного действия направляющих блоков, расположенных между барабаном и первым подвижным блоком полиспаста.

Рис.2. Канатные схемы механизмов с одинарными полиспастами прямого действия: 1– барабан; 2– подвижные блоки полиспаста; 3– неподвижные блоки полиспаста; 4– направляющие блоки

Из формулы (1) видно, что с ростом усилие уменьшается. При этом следует иметь в виду, что усилие зависит и от потерь в канатно–блочной системе, которые учитываются коэффициентами и . С ростом этих потерь выигрыш в силе уменьшается.

Коэффициент полезного действия полиспаста учитывает потери энергии при работе полиспаста и равен отношению полезной работы при подъеме груза весом на высоту .

Значение коэффициента зависит от многих факторов. Основными из них являются:

-трение в опорах (подшипниках) блоков;

-изгибная жесткость каната, которая в свою очередь зависит от диаметра каната, его конструкции, трения между отдельными проволочками в прядях и между прядями, материала проволочек;

-температура и запыленность среды.

Таблица 1-Коэффициент полезного действия блока.

Устройство и принцип работы полиспаста

Полиспаст представляет собой грузоподъемное устройство из подвижного соединения одной-двух или более групп блоков, огибаемых веревкой. Название «полиспаст» имеет греческие корни и произошло от слова ‘polyspastion’, что можно перевести как «натягиваемый несколькими канатами».

Главная задача полиспаста – выигрыш в силе при перемещении груза. Правда, происходит это за счет потери в расстоянии. Принцип работы такого устройства основан на действии рычага.

Области применения полиспастов

Зачастую выбор полиспаста для поднятия или перемещения груза связано с условиями, в которых мы можем использовать лишь ограниченное количество дополнительных приспособлений и силу собственных рук. Области его применения охватывают решение бытовых задач, промышленный и туристический альпинизм, работу МЧС, малоэтажное строительство.

Простые модели

Для создания простейшей модели полиспаста достаточно всего одного блока.

Ясно, что использование такого устройства дает нам 2-кратный выигрыш в силе, т.е. требуемое усилие будет в два раза меньше веса груза. А вот веревка понадобится в два раза длиннее высоты, на которую предполагается поднять груз. Благодаря своим функциям простейшие полиспасты носят название «полиспасты 2:1».

Его конструкция может обойтись и совсем без блока – достаточно заменить его простым карабином.

Полиспаст с двумя блоками позволяет получить 3-кратное преимущество в силе.

Кроме того, такая конструкция имеет еще и функцию подстраховки от падения в случае, если веревка будет отпущена: два схватывающих узла затянутся и не дадут грузу упасть.

Добавление двух блоков к первому устройству дает 4-кратный выигрыш в силе с соответствующей потерей в длине веревки. Такая конструкция носит название «полиспаст 4:1». А принцип его работы основывается на распределении веса груза – только ¼ его приходится на конец веревки, в от время как остальные ¾ нагружают веревку.

Здесь может показаться, что увеличение числа блоков может соответствующим образом увеличивать и силу при поднятии груза. Однако в силу трения это просто невозможно. Даже специально созданные для полиспастов блоки «забирают» за счет трения около 10% силы. То есть если мы приложим усилие, необходимое для поднятия груза весом в 1 кг, то с помощью первой конструкции получим силу, достаточную для поднятия груза весом 1,8 кг.

Полиспаст 5:1, соответственно, дает реальное усиление чуть больше чем в три раза.

Сложные модели

Вышеуказанные формулы говорят о том, что постепенно увеличение числа блоков может вызвать обратный эффект и вместо увеличения силы привести к ее уменьшению. Однако способ несколько оттянуть этот момент все же есть, и понять его можно, внимательно оценив конструкцию на картинке слева.

Хорошо видно, что последний блок нагружает не груз а прошедшую через блок веревку. Тем самым обеспечивается последовательное соединение полиспастов 2:1 и 3:1 в устройство с теоретическим увеличением усилия в 6 раз за счет всего лишь 3 блоков. В данном случае выигрыш в силе составит 4,3.

Как добиться улучшения характеристик полиспаста?

Главная проблема, которую нужно решить для улучшения работы полиспаста – это трение. Достичь этого можно с помощью хороших блоков и веревок, а также правильного устройства и применения конструкции. Если же вместо блока вы планируете использовать карабин, поставьте два карабина рядом. Это сократит силу трения и увеличит радиус перегиба. Пробуйте новые идеи, ищите варианты и найдете свое решение для оптимизации работы полиспаста.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector