Полиспасты и блоки для лебедки. Принцип работы устройства

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.

Упрощение сборки устройства

В домашних условиях можно использовать подручные материалы и готовые передаточные узлы. Например, трещетка, используемая в автомобиле КАМАЗ для выравнивания тормозного усилия — это готовый червячный передаточный механизм.

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

Сочетая блоковые механизмы с барабанными лебедками, можно работать, компенсировав недостатки каждого вида подъемников. Например, в полиспастах не предусматривают фиксатор, исключающий обратное движение тали, а барабанные лебеди устраняют это очень просто. Зато угол между вектором подъемной силы и вектором веса у полиспаста может быть практически любым, чем не могут похвастать лебедки.

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

Общие сведения о полиспастах

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

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

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

Существуют следующие разновидности полиспастов:

Полиспасты используются для следующих операций:

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

Конструктивные особенности современных полиспастов

Основной сферой применения подобных систем остаются стреловые механизмы башенных, мостовых, автомобильных кранов. С помощью полиспастов можно значительно увеличить силу либо наоборот скорость. Первое используют в кранах, а второе в подъемниках. Конструктивно они включают следующие элементы:

• блоки подвижные и неподвижные;
• барабаны обводные;
• блоки обводные.

Традиционной компоновкой полиспастов остается вертикальной, а место расположение барабана определяется наличием обводных блоков. Если последние отсутствуют, то барабан находится вверху и наоборот. Одновременно количество блоков (для силового типа) определяет степень роста суммарного усилия, а количество подобных элементов с неподвижно закрепленной осью на 1 меньше, чем с подвижной.

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:

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

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:

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

Как рассчитать лебедку на автомобиль?

Если вспомнить физику еще раз, то для расчета тягового усилия лебедки формула должна выглядеть так: требуемая тяга = масса автомобиля × (фактор трения + фактор подъема).

Интересные материалы:

Нужно ли смывать масло чайного дерева с лица? Нужно ли снимать голеностопный ортез на ночь? Нужно ли снимать кожицу с имбирем? Нужно ли составлять штатное расписание каждый год? Нужно ли учитывать Мрот при расчете отпускных? Нужно ли удерживать ндфл с зарплаты за первую половину месяца? Нужно ли укрывать клематис? Нужно ли вести кассовую книгу с онлайн кассой? Нужно ли вести лицевые счета работников? Нужно ли вводить счет фактуру без ндс?

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:

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.

Ручные барабанные лебедки

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

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

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

Трещотка в такой конструкции не нужна, передаточное число, когда гребень червяка проходит по каждому зубу шестерни, равно количеству зубьев шестерни, умноженному на соотношение длины рукояти к радиусу червяка. Но существенным недостатком будет трение между зубцами и гребнем. Требуется постоянная смазка механизма.

С гораздо меньшим трением работает редуктор из шестеренок. При использовании принципа передачи силы парой шестеренок разного диаметра ручную барабанную лебедку своими руками проще всего сделать так:

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:

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.

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.

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:

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.

Источник

Полиспаст или как получить больше тяги от лебедки

14 сентября 2022 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.

Недорогой мини-подъёмник

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

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

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

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

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

На стойку на хомутах установлен тельфер.

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

Тельфер закрывает козырёк из б/у кровельного железа.

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

Вся конструкция фиксируется к полу струбцинами.

Чертёж с размерами подъёмника.

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

Подъемник для кладки газобетонных блоков

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

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

Немецкий мини-кран с выдвижной центральной стойкой

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

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

Технические характеристики подъёмника:

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

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

Для изготовления подъёмника пользователю потребовалось:

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

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

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

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

Типы самодельной лебедки

Основные элементы лебедки это трос, приводной барабан и ручка. Для разной специфики работ разработаны модели подъемных устройств, оснащенные дополнительными элементами, съемные и стационарные.

Съемные лебедки используют для бытовых, хозяйственных нужд, для буксировки легковых автомобилей.

Стационарные устройства находят применения в цехах заводов, на стройках и оснащены электро- и гидромеханизмами.

Разновидности лебедок:

• ручная;
• механическая;
• электрическая;
• гидравлическая.

Каждая разновидность применяется для конкретных работ (масса груза, его расположение, условия окружающей среды). Данную специфику необходимо учитывать при создании лебедки самостоятельно.