Полиспасты: от расчетов до запасовки

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.

Разновидности подъемных устройств

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

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

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

  • полиспасты;
  • барабанные конструкции;
  • рычажный механизм.

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

Блоки и ролики: чем отличаются и какие бывают виды

Ассортимент блоков и роликов отличается широким спектром и уступает в разнообразии, разве что, соединительным элементам. Используются они во всех сферах, связанных с работой с веревкой. При работах на высоте их используют как для подъема грузов, так и для организации станций. В альпинизме и туризме, в бытовых целях, на строительных площадках и в парках развлечений — эти устройства упрощают жизнь миллионам пользователей.

Эффективность работы блока определяют два фактора:

  • Размер ролика: чем больше диаметр, тем выше его КПД
  • Втулки и подшипники:

— самосмазывающиеся втулки требуют регулярного обслуживания для эффективной работы
— герметичные шарикоподшипники очень эффективны и не требуют обслуживания

Одинарные блоки

Универсальные одинарные блоки. В зависимости от целей использования нужно выбирать изделие, ориентируясь на показатели:

— максимально допустимой нагрузки
— эффективности (КПД)
— веса изделия

В первую очередь эти блоки отличаются наличием или отсутствием подшипника. Одно изделие, которое принципиально выделяется из списка, это ролик PRO. Благодаря специальной конструкции, его можно снимать с веревки, не выщелкивая карабина.

Прусик-блоки

Блоки с высоким КПД для использования с узлом «прусик». Форма боковых пластин позволяет легко ослабить узел, когда он доходит до устройства. Пример использования на схеме:

Блоки с зажимами

Блоки со встроенными зажимами могут заменить обычные блоки и зажимы в подъемных и полиспастных системах. Такое сочетание снижает общий вес требуемого снаряжения и увеличивает эргономичность.

Блоки с карабинами

Изделия ROLLCLIP A и ROLLCLIP Z представляют собой ролик, совмещенный с карабином. Их можно использовать для самых разных целей:

— для упрощения подъема по веревке с использованием устройств RIG + ASCENSION
— в арбористике для присоединения спускового устройства ZIGZAG
— для организации оттяжек и снижения трения в точках перегиба
— для полиспастных систем

Отличие Rollclip A от ROLLCLIP Z заключается в том, в какую сторону открывается защелка карабина:

Транспортные блоки

Блоки для перемещения по веревке или тросу. Блоки легко и быстро устанавливаются и имеют неподвижные боковые пластины. Транспортные блоки очень устойчивы благодаря двум роликам, расположенным на одной линии.

Блоки можно использовать как для организации станции для рабочей и страховочной веревки при работах на высоте, так и для зиплайнов в веревочных парках. Модели TRAС и TRAС PLUS со встроенным карабином созданы специально для веревочных парков, в TRAС PLUS даже установлены двойные шарикоподшипники для большей скорости спуска по троллею.

Узкоспециализированные блоки

ROLLCAB и KOOTENAY редко когда пригодятся рядовому пользователю. ROLLCAB создан специально для передвижения по тросам при эвакуации пострадавших с канатных дорог. А KOOTENAY пригодится, если вам необходимо пропустить через ролик веревку с узлами.

Цепная и тросовая ручная лебедка

Исходя из типа рабочего тела, устройства можно поделить на:

  1. Цепные.
  2. Тросовые.

Первые приводятся в действие с помощью ручной цепи, которая надевается на колесо.Ручная модельспособна поднимать грузы весом до 20 т, при этом усилия увеличиваются более чем в 30 раз, благодаря чему от оператора не требуется особой физической подготовки. Такое оборудование считается максимально надежным, долговечным и безопасным. Дополнительно устройства могут быть покрыты антикоррозионным составом, что позволяет использовать их в различной среде. Основной недостаток – достаточно большой вес.

Вторые отличается своей компактностью. Прочный стальной трос предназначен для поднятия грузов весом до 3 т. При этом предметы можно перемещать как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Доступны также модели с синтетическим тросом (материал не подвержен коррозии). Тросовые механизмы делятся на шестеренчатые и червячные (последние отличаются более плавным ходом).

Калькулятор выигрыша в силе, даваемого полиспастом

Калькулятор выигрыша в силе для системы блоков (простого полиспаста) определяет теоретический выигрыш в силе для одного блока или простой системы блоков. Он также определяет по известной нагрузке силу, действующую на опору, к которой подвешен блок, и силу, приложенную для подъема или перемещения нагрузки.

Для расчета введите единицы и нажмите кнопку Рассчитать. Для расчета выигрыша в силе введите только количество подвижных блоков. Если нужно рассчитать приложенное усилие и усилие, действующее на опору, введите величину нагрузки.

Как усовершенствовать подъемник

Очень полезным дополнением, существенно повышающим безопасность использования, будет устройство посадочных карманов для фиксации передних колес тележки в поднятом положении. Это не только очень удобно при разгрузке, но и дает возможность использовать подъемник самому.

Для устройства карманов необходимо вырезать часть тыльной доски направляющей, на которую опираются ролики тележки. При подъеме колесо проскочит в образованный проем и остановится о П-образную колодку, собранную из трех брусьев. Чтобы предотвратить случайное выскакивание колеса, оставляйте на доске небольшой выступ. После разгрузки тележку можно легко извлечь из посадочных карманов и спустить вниз, придерживая за трос.

Чтобы поднимать за один раз больше груза, вы можете укрепить вертикальную раму тележки и установить на ней подвижный блок, но при этом длина веревки увеличится в 1,5 раза. Тяговый канат, в таком случае, крепится к одному из углов между направляющей и соединительной перекладиной, пропускается в подвижный блок на тележке, затем укладывается в неподвижные верхний и нижний шкивы.

Также возможна установка ворота как на колодце для удобной намотки тягового каната. Изготовить его можно из отреза бруса 100х100 мм, доведенного рубанком до шестигранника. Для установки ворота понадобятся дополнительные Г-образные стойки и замена болтов крепления нижней перекладины на шпильки соответствующей длины. Освободившиеся болты нужно использовать для косого сопряжения стоек с направляющими.

Читайте также  Расход электродов

Использование ворота подразумевает повышенную опасность, ведь человек находится все время у подъемника. Чтобы исключить обрыв и падение тележки, рекомендуется рядом с верхним блоком установить самый простой жумар из альпинистского снаряжения.

Подъемные механизмы блоки

Блоки предназначены для изменения направления каната или троса и уменьшения усилия при перемещении груза.

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

Блок однороликовый, двухроликовый, трехроликовый.

Рис. 1. Блоки однороликовые, двухроликовые и трехроликовые.

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

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

Блок полиспаст. Устройство полиспаста.

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

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

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

Таль ручная. Устройство талей.

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

Рис. 2. Таль:

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

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

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

Домкрат

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

Рис. 3. Домкраты:

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

Домкрат винтовой

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

Домкрат реечный

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

Домкрат гидравлический

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

  • » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»> Печать
  • E-mail

Дата Категория: Физика

Блок состоит из одного или нескольких колес (роликов), огибаемых цепью, ремнем или тросом. Так же, как и рычаг, блок уменьшает усилие, необходимое для подъема груза, но плюс к этому может изменять направление прикладываемой силы.

За выигрыш в силе приходится расплачиваться расстоянием: чем меньшее усилие требуется для подъема груза, тем больше путь, который должна пройти точка приложения этого усилия. Система блоков увеличивает выигрыш в силе за счет использования большего количества грузонесущих цепей. Подобные силосберегающие устройства имеют очень широкий диапазон применения — от перемещения на высоту массивных стальных балок на строительных площадках до подъема флагов.

Как и в случае других простых механизмов, изобретатели блока неизвестны. Хотя, возможно, блоки существовали и раньше, первое упоминание о них в литературе относится к пятому веку до нашей эры и связано с использованием блоков древними греками на кораблях и в театрах.

Установленные на подвесном рельсе подвижные системы блоков (рисунок сверху) широко распространены на сборочных линиях, поскольку существенно облегчают перемещение тяжелых деталей. Прикладываемая сила (F) равна частному от деления веса груза (W) на используемое количество поддерживающих его цепей (n).

Одинарные неподвижные блоки

Этот простейший тип блока не уменьшает усилие, необходимое для подъема груза, но зато изменяет направление прикладываемой силы, как это показано на рисунках сверху и справа вверху. Неподвижный блок на верхней части флагштока облегчает подъем флага, позволяя тянуть шнур, к которому привязан флаг, вниз.

Одинарные подвижные блоки

Одинарный блок, имеющий возможность перемещения, уменьшает наполовину усилие, требующееся для подъема груза. Однако уменьшение вдвое прикладываемой силы означает, что точка ее приложения должна пройти в два раза больший путь. В данном случае сила равна половине веса (F=1/2W).

Системы блоков

При использовании комбинации неподвижного блока с подвижным прикладываемая сила кратна общему количеству грузонесущих цепей. В данном случае сила равна половине веса (F=1/2W).

Груз, подвешенный через блок вертикально, позволяет туго натягивать горизонтальные электрические провода.

Подвесной подъемник (рисунок сверху) состоит из цепи, обвитой вокруг одного подвижного и двух неподвижных блоков. Подъем груза требует прикладывания силы, составляющей всего лишь половину от его веса.

Читайте также  Зайчики от сварки

Полиспаст, обычно используемый в больших подъемных кранах (рисунок справа), состоит из комплекта подвижных блоков, к которому подвешивается груз, и комплекта неподвижных, прикрепленного к стреле крана. Получая выигрыш в силе от столь большого количества блоков, кран может поднимать очень тяжелые грузы, например, стальные балки. В данном случае сила (F) равна частному от деления веса груза (W) на количество поддерживающих тросов (n).

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.