Evasamara.ru

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

Лебедка через блок

Полиспаст или как получить больше тяги от лебедки

14 сентября 2018 root root

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Перейти к разделу Блоки для лебедок >>>

Также предлагаем ознакомиться с двумя видео об устройстве, использовании и применении блока полиспаста.

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

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

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

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.

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.

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).

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.

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.

Читать еще:  Лебедка из ручной механической дрели

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.

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 = 2 Sнабег×sinα (2)

В этом уравнении:

-N – воздействие на ось шкива;

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

-α – угол отклонения от оси.

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)

-3 ηб – КПД блока;

-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.

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:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

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

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.

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.

Читать еще:  Лебедка для погреба своими руками

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).

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.

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.

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 = 2 Sнабег×sinα (2)

В этом уравнении:

-N – воздействие на ось шкива;

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

-α – угол отклонения от оси.

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)

-3 ηб – КПД блока;

-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.

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:

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.

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.

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.

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.

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.

Читать еще:  Скребок для чистки машины от снега

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.

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.

Лебедка. Виды и устройство. Работа и как выбрать. Безопасность

Лебедка – это тяговое устройство, которое осуществляет подтягивание каната, цепи или троса. С ее помощью осуществляется подъем тяжелого груза по вертикали или его буксировка по горизонтали. Подобные механизмы нашли широкое применение в различных отраслях бытовой жизни, а также являются неотъемлемым техническим оснащением многих промышленных объектов, а также автотранспорта. Именно с помощью лебедки подымается лифт, подтягиваются автомобили для погрузки на эвакуатор, втягивается корабельный якорь и т.д. Краны, работающие на стройках, также оснащаются лебедкой.

Как устроена лебедка

Принцип работы устройства довольно простой. Она представляет собой передаточный механизм с барабаном, на который закреплен трос, цепь или канат. С помощью привода различной конструкции барабан вращается, наматывая при этом трос на себя. Простейшая лебедка используется для оснащения колодца. С ее помощью осуществляется спуск и подъем ведра с водой.

Устройство имеет усиленный корпус, а также надежную систему крепления, что позволяет ему выдерживать вес подымаемого предмета. Лебедочная конструкция многократно уменьшает фактическое усилие, требуемое для вращения барабана, по сравнению с реальным переносимым весом. Такой механизм может использоваться для подъема груза массой от нескольких сот килограмм до десятков тонн.

Типы приводов для лебедок
Подъемные механизмы отличаются между собой в зависимости от того что именно осуществляет вращение барабана для сматывания троса. По этому критерию лебедки разделяют на следующие виды:
  • Ручные.
  • Электрические.
  • Гидравлические.
Ручные

Самые легкие, компактные и доступные. Они оснащаются рукоятью или рычагом, при воздействии на которые осуществляется проворачивание барабана. Лебедки с рукоятью являются менее грузоподъемными. Их принцип действия похож на мясорубку. Только вместо винта у них барабан, выполненный в виде ровного цилиндра, на который накручивается трос. Рукоятка проворачивает мелкую шестеренку, а та в свою очередь задействует большую, жестко зафиксированную на барабане. Получается простейший понижающий редуктор.

Рычажное устройство оснащается рычагом, который двигается вперед и назад, создавая поступательные движения. В результате задействуется храповой механизм, поворачивающий барабан. Скорость сматывания у подобной конструкции ниже, но она позволяет при минимальном прикладывании мускульной силы многократно усилить подтягивание и поднять большую массу.

Электрические

Лебедки с электроприводом более удобные, поскольку осуществляют подъем груза при нажатии на кнопку. Их конструкция зачастую позволяет передвигать предметы по вертикальной и горизонтальной плоскости. Они оснащаются электромотором, который с помощью передаточного механизма двигает барабан. Именно такими лебедками оснащаются лифты. На рынке представлено огромное множество электрических устройств, грузоподъемность которых доходит до 15 тонн. Более мощные лебедки редкость, поскольку имеют адаптированную конструкцию для установки на различные системы, такие как подъемный кран.

Электрические лебедки обычно оснащаются выносным пультом, подсоединенным к электромотору с помощью длинного кабеля. Обычно он имеет две кнопки. Одна осуществляет накручивание троса, а вторая разматывание. Зачастую электрические лебедки имеют звуковой динамик, который подает предупредительный сигнал о работе устройства. Он является обязательным для мощных механизмов, поднимающих многотонные предметы.

Гидравлические

Лебедки гидравлического типа приводятся в движение под воздействием гидравлического насоса. Они очень надежные и устойчивые к перегрузке. В случае подъема слишком серьезной массой механизм останавливается, а не перегорает как это присуще лебедкам на электрическом приводе. Такие конструкции могут работать даже под водой. Единственный их недостаток в низкой скорости сматывания троса.

Виды лебедок по предназначению

Существует масса конструкций лебедок, которые разработаны специально для определенных целей применения. В результате адаптации они практически не могут использоваться в других направлениях.

Все типы лебедок можно сгруппировать в 3 категории:
  1. Монтажные.
  2. Тяговые.
  3. Монтажно-тяговые.

Монтажная лебедка предназначена для подъема грузов по вертикали. Такой тип устанавливают на строительную технику, а также для передвижения лифта. Компактные устройства, действующие по этому принципу, можно встретить в автомастерских, где с их помощью вынимаются двигатели.

Тяговые предназначены для скручивания горизонтально лежащего троса, цепи или каната. Именно такие устройства устанавливают на внедорожники и используют в качестве буксировочного средства на автомобилях. Они имеют немного адаптированную конструкцию барабана, которая не позволяет тросу разматываться в спокойном положении. К примеру, если монтажную лебедку оставить без нагрузки и демонтировать с места где она подвешена, то ее трос намотанный в бухту ослабнет. У тяговых устройств этого не произойдет.

Монтажно-тяговые универсальные. Они предназначены как для подъема груза, так и его подтягивания к горизонтальной плоскости. Такие системы можно встретить на эвакуаторах, предназначенных для перевозки автомобилей. Сначала они притягивают авто к себе, а затем его приподнимают оставляя на дороге только 2 колеса. При этом во время движения именно на лебедку ложиться нагрузка по сцеплению между двумя транспортными средствами.

Критерии выбора лебедки
Подбирая лебедку, стоит в первую очередь ориентироваться по нескольким важным критерием:
  • Тип привода.
  • Грузоподъемность.
  • Длина троса.

С типом привода все понятно. Если есть доступ к электричеству, то можно выбрать электролебедку, если его нет, то ручную. Что касается гидравлических устройств, то обычно они требуют отдельного подключения к гидронасосу, который придется покупать отдельно.

Грузоподъемность очень важный критерий, на который необходимо обратить внимание. Именно от него зависит тяговое усилие. В том случае если устройство подбирается для установки в гараж, чтобы демонтировать и ставить автомобильные двигатели, то подъемник с грузоподъемностью 1 тонна будет достаточным. Если же лебедку планируется использовать в качестве вспомогательного тягового средства для буксировки автомобилей, то нужно брать более мощные устройства, процентов на 30 сильнее, чем вес машины, а лучше в 2 раза.

Длина троса также важнейший критерий, на который нужно обращать внимание. Дело в том, что вместительность барабана не безгранична, поэтому на него можно намотать ограниченную по толщине бухту троса. Если лебедка нужна для вытягивания автомобиля с западни, то длины 30 м более чем достаточно. Для строительства, где необходим подъем тяжелых бетонных блоков внутри помещения, обычно достаточно троса на 10 м.

Как используют лебедки автомобилисты

Лебедка является востребованным оборудованием для автолюбителей. Зачастую ее можно увидеть на передней или задней дуге возле бампера у внедорожников. Также ее возят в багажнике, не закрепляя на автомобиль. В том случае если машина попадет в заболоченную местность или колеса проваливаются, и она не может выехать своим ходом, с помощью лебедки ее можно достать практически из любой западни. Для этого необходимо взять конец троса и зацепить его за доступный хорошо устойчивый предмет. В первую очередь в его качестве можно использовать растущее живое дерево. Также подойдут крупные валуны или другие зацепы, масса которого или надежность фиксации выше веса авто. После этого механизм лебедки запускается и в результате сматывания троса она подтягивает машину к предмету.

Правила безопасности

Лебедка — это механизм, возле которого находиться небезопасно. Дело в том, что она сильно натягивает трос, что может привести к его разрыву. Если подобное случается, то оборванный конец способен причинить вред окружающим, поскольку он начинает двигаться по направлению к источнику подтягивания с большой скоростью. Особенно опасным является оторванный такелаж, применяемый в качестве зацепа для присоединения к предмету. В этом случае наблюдается явление, которое сравнимо со стрелой и натянутой тетивой лука. Обломанная деталь фактически выстреливает и летит с огромной скоростью практически незаметно для глаз. При работе с тяговой лебедкой нужно стараться находиться в укрытии, чтобы в случае аварийной ситуации иметь перед собой щит, который возьмет удар летящего такелажа на себя.

Поскольку лебедка это механизм повышенной опасности, при эксплуатации нужно прислушаться к следующим правилам:
  • Не перегружать механизм.
  • Использовать качественный трос.
  • Применять надежный такелаж для фиксации.
  • Не находиться рядом с работающей лебедкой по направлению движения линии подтягивания.

Помимо того, что трос может оборваться и его такелаж пролетит с большой скоростью, существует еще и опасность того, что сам механизм лебедки подведет. Это актуально для устройств, которое осуществляют вертикальный подъем груза. Нельзя в это время находиться под подвешенным предметом. Особенно это опасно, если подымается масса, находящаяся на грани грузоподъемности лебедки.

Необходимо уделять особое внимание обвязке, закрепляемой на предмете, который необходимо поднять. Ее запас прочности должен превосходить фактический вес объекта. В этом случае конец троса будет надежно закреплен. В качестве обвязки лучше использовать цепи, поскольку они в отличие от ремней, канатов или троса не перетираются.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector