Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Система полиспастов с 2 блоками

Полиспаст

Полиспаст — это грузоподъёмное устройство, состоящее из нескольких подвижных и неподвижных блоков огибаемых веревкой, канатом или тросом, позволяющее поднимать грузы с усилием в несколько раз меньшим, чем вес поднимаемого груза.

Любой полиспаст дает определенный выигрыш в усилии для поднятия груза. В любой подвижной системе состоящей из веревки и блоков неизбежны потери на трение. В этой части для облегчения расчетов неизбежные потери на трение не учитываются и за основу берется Теоретически Возможный Выигрыш в Усилии или сокращенно ТВ теоретический выигрыш).

Примечание: разумеется, в реальной работе с полиспастами трением пренебречь невозможно. Подробнее об этом и об основных способах снижения потерь на трение будет сказано в следующей части «Практические советы по работе с полиспастами»

Содержание

Основы построения полиспастов

Если закрепить веревку (трос) на грузе, перекинуть её через блок, закрепленный на станции (далее стационарный или неподвижный блок) и потянуть вниз, то для поднятия груза необходимо приложить усилие равное массе груза. Выигрыша в усилии нет Для того чтобы поднять груз на 1 метр необходимо протянуть через блок 1 метр веревки.

Это так называемая схема 1:1

Полиспаст 1.jpg

Веревка (трос) закреплена на станции и пропущена через блок на грузе. При такой схеме для поднятия груза необходимо усилие в 2 раза меньше чем его масса. Выигрыш в усилии 2:1. Ролик движется вместе с грузом вверх. Для того чтобы поднять груз на 1 метр необходимо протянуть через ролик 2 метра веревки.

Это схема самого простого полиспаста 2:1

Полиспаст 2.jpg

Рисунки №№ 1 и 2 иллюстрируют следующие Основные Правила Полиспастов:

Выигрыш в усилии дают только ДВИЖУЩИЕСЯ ролики, закрепленные непосредственно на грузе или на веревке идущей от груза. СТАЦИОНАРНЫЕ ролики служат лишь для изменения направления движения веревки и ВЫИГРЫША В УСИЛИИ НЕ ДАЮТ.

Во сколько раз выигрываем в усилии – во столько же раз проигрываем в расстоянии. Например: если в показанном на рис. 2 полиспасте 2:1 на каждый метр подъема груза вверх надо протянуть через систему 2 метра веревки, то в полиспасте 6:1 – соответственно 6 метров. Практический вывод – чем «сильнее» полиспаст – тем медленнее поднимается груз.

Продолжая добавлять стационарные ролики на станцию и подвижные ролики на груз, мы получим так называемые простые полиспасты разных усилий:

Примеры простых полиспастов Рис. 3, 4.

Полиспаст 3.jpg

Полиспаст4.jpg

Расчет теоретического выигрыша в усилии в простых полиспастах. Здесь все достаточно просто и наглядно.

Если необходимо определить ТВ уже готового полиспаста, То нужно посчитать количество прядей веревки, идущих от груза вверх. Если подвижные ролики закреплены не на самом грузе, а на веревке, идущей от груза (как на рис. 6) – то пряди считаются от точки закрепления роликов. Рисунки 5, 6.

Полиспаст 5.jpg

Полиспат 6.jpg

Полужирное начертание

Расчет ТВ при сборке простого полиспаста

В простых полиспастах, каждый подвижный ролик (закрепленный на грузе), добавленный в систему добавочно дает двукратный ТВ. Добавочное усилие СКЛАДЫВАЕТСЯ с предыдущим.

Пример: если мы начали с полиспаста 2:1, то, добавив еще один подвижный ролик, мы получим 2:1 + 2:1 = 4:1; Добавив еще один ролик – получим 2:1 + 2:1+2:1= 6:1 и т.д.

В зависимости от того, где закреплен конец грузовой веревки (на станции или на грузе) простые полиспасты подразделяются на четные и нечетные.

Полиспаст7.jpg

Если конец веревки закреплен на станции, то все последующие полиспасты будут ЧЕТНЫЕ: 2:1, 4:1, 6:1 и т.д. Рисунок 7.

Читайте так же:
Параллельное включение полевых транзисторов

Полиспаст8.jpg

Если конец грузовой веревки закреплен на грузе, то будут получаться НЕЧЕТНЫЕ полиспасты: 3:1, 5:1 и т.д. Рисунок 8.

Кроме простых полиспастов в спасательных работах также широко применяются так называемые СЛОЖНЫЕ ПОЛИСПАСТЫ.

Сложный полиспаст

Сложный полиспаст – это система, в которой один простой полиспаст, тянет за другой простой полиспаст. Таким образом могут быть соединены 2, 3 и более полиспастов.

На Рисунке 9 приведены конструкции наиболее употребительных в спасательной практике сложных полиспастов.

Полиспаст 9.jpg

Правило №4. Расчет ТВ сложного полиспаста.

Для расчета теоретического выигрыша в усилии при использовании сложного полиспаста необходимо умножить значения простых полиспастов, из которых он состоит. Пример на рис. 10. 2:1 тянет за 3_1=6:1. Пример на рис. 11. 3:1 тянет за 3_1= 9:1.

Расчет усилия каждого из простых полиспастов, входящих в состав сложного производиться по правилу простых полиспастов. Количества прядей считается от точки крепления полиспаста к грузу или грузовой веревки, выходящей из другого полиспаста. Примеры на рис. 10 и 11.

Полиспаст 10.jpg

Полиспаст 11.jpg

На рисунке 9 показаны практически все основные виды полиспастов, используемые в спасательных работах. Как показывает практика в большинстве случае этих конструкций вполне достаточно для выполнения любых задач. Далее в тексте будут показаны еще несколько вариантов.

Разумеется, существуют и другие, более сложные, системы полиспастов. Но они редко применяются спасательной практике и в данной статье не рассматриваются.

Все показанные выше конструкции полиспастов можно очень легко разучить в домашних условиях, подвесив какой-то груз, скажем, на турнике. Для этого вполне достаточно иметь отрезок веревки или репшнура, несколько карабинов (с роликами или без) и схватывающих (зажимов). Очень рекомендую всем тем, кто собирается работать с настоящими полиспастами. На своем опыте и опыте моих учеников знаю, что после такой отработки гораздо меньше ошибок и путаницы в реальных условиях.

Комплексные полиспасты

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

Отличительная особенность комплексных полиспастов – наличие в системе роликов движущихся навстречу грузу. В этом заключается главное преимущество комплексных полиспастов в тех случаях, когда станция расположена выше спасателей и надо тянуть полиспаст вниз.

На Рис 12. приведены две схемы комплексных полиспастов, применяемых в спасработах. Существуют и другие схемы, но они не находят применения в спасательной практике и в данной статье не рассматриваются.

Система полиспастов с 2 блоками

Полиспастом называют систему подвижных и неподвижных блоков, огибаемых гибким элементом (канатом или цепью), используемую для выигрыша в силе (силовые полиспасты) или скорости (скоростные полиспасты).

Подвижный блок — это блок, ось которого перемещается в пространстве.

Неподвижный блок — это блок, ось которого неподвижна.

Определение сопротивлений в неподвижных блоках. Рассмотрим силы, действующие на неподвижный блок.

Скорость каната при огибании неподвижного блока не изменяется. При движении каната неподвижный блок приводится во вращение силами трения, возникающими между канатом и ручьем (канавкой) блока.

Следовательно, наличие сопротивлений на блоке при опускании груза приводит к уменьшению внешнего рабочего натяжения. В расчетах значения КПД блоков обычно принимают независимо от жесткости канатов и угла обхвата.

В расчетах значения КПД для подвижных и неподвижных блоков принимают одинаковыми: для блоков на подшипниках качения т) = 0,97 . 0,98, а для блоков на подшипниках скольжения ^ = = 0,94 . 0,96.

Читайте так же:
Модели из фанеры своими руками чертежи

Рассмотрим систему с подвижным блоком для выигрыша в скорости ( 5.2, б), имеет следующие основные элементы: барабан 4 с грузовым канатом 5, один конец которого закреплен на барабане, а другой — на оси подвижного блока 6; через подвижный блок перекинут канат 7, один конец которого закреплен на неподвижной оси 8, а к другому подвешен груз весом Grp. При подъеме груза на высоту 2h ось подвижного блока 6 поднимается на высоту h. Следовательно, скорость подъема груза в 2 раза больше скорости подъема подвижного блока.

Силовые полиспасты. Наибольшее применение в грузоподъемных машинах находят одинарные ( 5.3) и сдвоенные ( 5.4) силовые полиспасты. В схемах один конец каната закреплен на барабане, другой — на неподвижной части конструкции крана или в крюковой подвеске, барабан имеет нарезку в одну сторону. Такие полиспасты называют одинарными.

В схемах оба конца каната закреплены на барабане; барабан имеет нарезку в правую и левую стороны.

Такие полиспасты принято называть сдвоенными. Их можно рассматривать как два одинарных полиспаста.

Во многих кранах по конструктивным соображениям механизм подъема груза расположен не над крюковой подвеской. В этом случае появляется необходимость в установке между полиспастом и барабаном неподвижных направляющих блоков 1, 2, 3 ( 5.3, б, в).

Рассмотрим для одинарных полиспастов определение скорости ветви каната, набегающей на барабан ( 5.3, а). Зададимся скоростью подъема груза vrp. Скорость каната в ветви 4 равна нулю. Скорость каната при переходе через каждый подвижный блок увеличивается на 2игр, тогда скорость в ветви 1 будет 4игр.

Недостатком схем одинарных полиспастов ( 5.3) является нежелательное изменение нагрузки, действующей на опоры барабана при подъеме или опускании груза.

В схеме полиспаста, представленной на 5.3, г, груз при опускании и подъеме перемещается не по вертикали, а по наклонной траектории (показано штриховой линией). В одинарных полиспастах с нечетной кратностью полиспаста ( 5.3, в) имеется большее стремление к кручению крюковой подвески, чем в полиспастах с четной кратностью.

Сдвоенные полиспасты имеют широкое применение в механизмах подъема многих кранов — мостовых, консольных, козловых и других, где постоянство давлений на опоры барабана во время подъема или спуска груза важно для обеспечения равномерной загрузки металлоконструкции моста под обоими рельсами.

Сдвоенный полиспаст ( 5.4, а) имеет верхний блок 3, называемый уравнительным. Он предназначен для выравнивания длины ветвей каната при неравномерном их вытягивании. Уравнительный блок может быть заменен рычагом ( 5.4, б). При этом вместо одного каната устанавливают два, что особенно выгодно в механизмах с большой кратностью полиспаста, для которых требуются канаты большой длины. При четной кратности ( 5.4, а) уравнительный блок 3 расположен на неподвижной оси, при нечетной кратности — на подвижной оси крюковой подвески ( 5.4, в).

Из расчетных данных видно, что с уменьшением кратности полиспаста увеличивается передаточное число редуктора, а с увеличением кратности возрастает длина барабана. В рассмотренном примере целесообразно отказаться от применения полиспаста с а = 2, так как при этой кратности получено высокое значение передаточного отношения, которое не соответствует нормативным данным. Схема полиспаста с а = 5 также не пригодна вследствие получения большой длины барабана.

Смотрите также:

Расчет полиспаста заключается в определении усилия в нитке, идущей на лебедку. По этому усилию подбирается лебедка и диаметр троса.

Монтируют механическое и электрическое оборудование, запасовывают стреловой и грузовой полиспасты, стрелу поднимают в проектное положение.

Читайте так же:
Самый мощный полевой транзистор

Правый и левый полиспасты состоят каждый из двух половин, и их тяговые канаты идут к общему барабану лебедки таким образом.

Блоки, полиспасты и вороты (см. рис.) человек изобрел в глубокой древности, когда никаких машин еще не было.

Блоки и полиспасты.
В полиспастах же каждый ролик подвижного блока позволяет в два раза сократить необходимое тяговое усилие.

Блоки с гладким ручьем по ободу (21) служат для ния перемещающихся канатов. По роду работы различают неподвижные (направляющие) и подвижные (полиспастные). Диаметр блока.

Полиспаст для «Чайников»

Для тех, кто не учил в школе физику, напомню: полиспаст — это устройство, которое позволяет поднимать грузы с усилием в несколько раз меньшим, чем вес самого груза.

Увеличить Рис. 1В промышленном альпинизме для сборки полиспастных систем используют одинарные или двойные блоки (рис. 1), которые крепятся с помощью карабинов, и веревку (при необходимости — тонкий стальной трос). Не буду пугать вас умными фразами — постараюсь объяснить все на пальцах.

Представьте, что вам необходимо поднять на крышу дома груз с помощью веревки (рис. 2, а). Для этого вам надо тянуть веревку с усилием чуть большим, чем вес груза. Например, при весе груза 100 кг, вам необходимо тянуть веревку с усилием более 100 кг.

На рис. 2, б показана схема простейшего (одинарного) полиспаста. Обратите внимание: здесь груз висит на двух ветвях веревки! На каждую ветвь приходится только по половине веса груза (по 50 кг). Теперь, чтобы поднять груз, вам нужно тянуть за одну ветвь с усилием чуть большим 50 кг! Блок на грузе, через который проходит веревка, беспрепятственно дает вам выбирать ее. Выигрыш в силе в 2 раза!
Вот только один момент: для того, чтобы поднять груз с помощью одинарного полиспаста, вам придется выбрать в два раза больше веревки, чем в первом случае. Это хорошо видно на рис. 2 (сравните а и б).

На рис. 2, в изображен двойной полиспаст. На грузе закреплено два блока, и он висит на четырех ветвях веревки. Какой вес груза приходится на каждую ветвь, и с каким усилием вы будете поднимать эту тяжесть теперь? Сколько веревки нужно выбрать? Какой получается выигрыш в силе?
Просто? Существуют более сложные полиспастные системы, но принцип везде один и тот же.

На рис. 3, а показана схема с одинарным полиспастом. Эта система отличается от схемы на рис. 2, б только наличием блока 2. Блок 2 не дает никакого выигрыша в силе, а только изменяет направление движения веревки.

Домашнее задание : какой выигрыш в силе получается при использовании системы, показанной на рис. 3, б?

Полиспасты можно организовывать и без блоков, используя вместо них карабины. Но тогда надо считаться с тем, что на каждом карабине при угле обхвата веревкой 180 из-за трения придется прилагать усилие в 1,5 раза большее, чем при использовании блоков (рис. 4).

При расчете полиспастных систем необходимо учитывать следующее: чем больше диаметр ролика блока, тем больше кпд.

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.

Читайте так же:
Работа на торцовочном станке

Полиспаст своими руками

Общие сведения о полиспастах

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

  1. 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.
  2. 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.

Устройство полиспастов

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.

Принцип действия полиспастов

Существуют следующие разновидности полиспастов:

  1. 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.
  2. 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:

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

Применение полиспастов

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:

  1. Силу воздействия поднимаемого груза (SC).
  2. Тяговую силу двигателя (SM).
  3. Угол отклонения (α). При расчете параметров полиспаста этой характеристикой можно пренебречь, потому что у современных устройств угол отклонения отсутствует.
  4. Диаметр блока (D).
  5. Диаметр втулки (d).

Расчет полиспаста

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

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

КПД полиспастов

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

  1. 97% — используется в качестве среднего значения, если в элементах грузоподъемного устройства присутствуют подшипники качения и втулки из бронзы.
  2. 95% — используются подшипники скольжения.
  3. 93% и ниже – при работе грузоподъемного механизма в суровых природных условиях или в помещениях с высокой температурой.
Читайте так же:
Технология изготовления фигурок из резиновой крошки

Схема полиспастов

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:

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

Крепление веревки к полиспасту

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:

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

Простейший самодельный полиспаст

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:

  1. Однократная. На крюке закрепляется 1 веревка, которая проводится через все неподвижные блоки и наматывается на барабан.
  2. Двукратная. Первый конец каната крепят на головке поворотного элемента крана, второй – на лебедке. Этот способ запасовки может применяться на кранах стрелового типа.
  3. 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.

Запасовка полиспаста

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector