Как сделать блок для поднятия груза своими руками
Перейти к содержимому

Как сделать блок для поднятия груза своими руками

  • автор:

Как сделать блок для поднятия груза своими руками

Шотландский физик Роберт Уотсон-Уотт однажды был остановлен полицейским за превышение скорости, после чего сказал: «Если бы я знал, что вы будете с ним делать, то никогда не изобрел бы радар!».

—>СТАТИСТИКА —>

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

—>МЫ ВКОНТАКТЕ —>

—>НЕМНОГО РЕКЛАМЫ —>

Наши спонсоры

Полиспаст своими руками

Вы сможете у себя дома построить простой блок и полиспаст из вешалок и проверить как они работают.

— 3 пластиковых вешалки;

— пластилин (или любые другие грузы);

— шнурок (или любая нитка);

Сначала соорудите корзину для грузов из бумажного стаканчика и веревки (можно использовать нитки). (см. рис.1)

Рисунок 1 — Корзина с грузом

Далее соберите полиспаст из двух вешалок, закрепив один конец нитки на верхней вешалке и обернув несколько раз веревку вокруг обеих перекладин двух вешалок (см. рис. 2).

Вашу корзину с грузами подвесьте за крюк нижней вешалки.

Рисунок 2 — Полиспаст в сборе


Рисунок 3 — Полиспаст в действии. Поднятие груза

Что получили в результате:

Пот янув за свободный конец веревки, две вешалки соединяются вместе, и мы с легкостью поднимаем корзину с грузом.

Мы построили модель полиспаста – устройства, которое позволяет выиграть в силе в несколько раз. При использовании такого полиспаста тянуть за веревку было в 8 раз легче, чем без него.

Но это вовсе не означает, что мы получили лишнюю энергию даром. В таком способе поднятия грузов мы выиграли в силе в 8 раз, но в то же время проиграли в расстоянии. То есть, чтобы поднять груз полиспастом на 1 метр вверх, нам нужно вытянуть на себя 8 метров веревки.

Рисунок 4 — Неподвижный блок

На последней картинке изображен простейший блок – неподвижный. Мы просто перекинули веревку один раз через крюк вешалки. Такой блок не позволяет выиграть в силе, однако он дает нам не менее важное преимущество – удобство. Действительно, поднимая грузы, гораздо удобнее тянуть веревку вниз, помогая собственным весом, чем стоять наверху и тянуть груз и веревку к себе.

Это преимущество часто используют на стойке при поднятии ведер с раствором или песком, или при страховке цирковых артистов, или в случаях, когда нужно безопасно опустить срубленную ветку с дерева.

Кстати, деревья часто используют для поднятия грузов – для этого перекидывают веревку через ветку дерева и получается простейший неподвижный блок.

Проверьте самостоятельно:

1) Как будет зависеть выигрыш в силе полиспаста от количества витков веревки, которые соединяют две вешалки?

2) Проверьте будет ли зависеть легкость поднятия груза от того, как скользит веревка по вешалкам. Для этого смажьте подсолнечным маслом веревку или вешалку и попробуйте снова поднять груз.

Бонус: Знания о полиспастах помогут Вам разыграть друзей в пари.

Вы можете заключить пари с друзьями, что сильнее их четверых вместе взятых.

2 палки (например, ручки 2 швабр) и крепкая, достаточно длинная веревка — вот и все «оборудование», с помощью которого можно убедиться в том, что полиспаст дает большой выигрыш в силе.

Четверо юношей берут в руки две палки. Верёвку, привязав её к одной из ручек, надо несколько раз обвить змейкой вокруг палок. Свободный конец верёвки возьмите в руки сами. Как бы сильно ни старались четверо человек растащить в разные стороны палки, это им не удастся, если их противник натянет верёвку. (Надо заметить, что в нашем полиспасте немалую роль играет еще и трение между палками и веревкой.)

С таким заданием справится даже хрупкая девочка или пятилетний ребенок.

ТЯЖЕСТЬ НЕ В ТЯГОСТЬ С РЫЧАГОМ И БЛОКОМ

Мы живём в век техники, и многим почему-то кажется, что техника эта в основном электронная. Ну в крайнем случае электрическая или уж совсем на худой конец просто моторизованная, то есть снабжённая каким-нибудь двигателем. И правда, куда ни глянешь, обязательно увидишь компьютер, радиоприёмник, телевизор, автомобиль или подъёмный кран. Между тем есть техника и попроще, а ведь именно она позволила людям возводить грандиозные архитектурные сооружения и рыть каналы, строить парусники и бороздить на них моря и океаны да просто доставать каждый день воду из колодца и делать множество других полезных дел.

В основе почти любого «классического» механизма лежит рычаг или блок. Самый простой рычаг — это обычная палка, лежащая на опоре. У рычага есть два плеча — длинное и короткое. Плечо — это расстояние от точки опоры рычага до точки приложения силы. Если быть совсем точным — до линии приложения силы (рис.1).

Замечательное свойство рычага заключается в том, что если к его короткому плечу приложить силу, повесить, например, груз, то, чтобы поднять его или удержать рычаг в равновесии, к длинному плечу придётся приложить силу во столько раз меньше веса груза, во сколько длинное плечо больше короткого. Произведение величины силы, приложенной к рычагу, на величину длины плеча этой силы в механике называется моментом силы. Размерность его — Ньютон×метр (Нм). Рычаг находится в равновесии, когда момент силы, приложенной к длинному плечу, равен моменту на коротком плече и направлен в противоположную сторону.

Этим свойством рычага люди научились пользоваться очень давно. Если нужно поднять тяжёлый камень, достаточно засунуть под него длинную крепкую палку или металлический лом, подложить под этот рычаг камешек поменьше или полено и нажать на длинный конец. Таким же образом можно поднять шкаф или холодильник (рис. 2). Между прочим, именно с использованием свойств рычага делают тележки для перевозки мебели в магазинах.

Не менее интересен блок. Это всего-навсего насаженный на прочную ось небольшой ролик с перекинутой через него верёвкой. Если ролик закрепить на высокой опоре, то будет удобно поднимать на верёвке небольшие грузы, например ведро с краской. Но никакого заметного облегчения в работе так не получить. А вот если взять два ролика, то можно здорово выиграть в силе.

Давайте посмотрим на схему (рис.3А). Представим, что верёвка двумя концами неподвижно закреплена на потолке, а внизу на ней висит ролик с приделанным к его оси крючком. На крючке висит груз. Верёвка — штука гибкая и способна сопротивляться только растяжению. Как говорят про такие предметы — на изгиб и сжатие они не работают. И в самом деле, гнуть, вязать и комкать верёвку можно сколько угодно, а порвать (если, конечно, она хорошая) сложно. Так вот, верёвка передаёт усилие от веса груза на точки подвески, причём каждая её ветвь ровно половину.

Теперь заменим одно из креплений верёвки на блок, прицепим его ось крепко к потолку, а ролику обеспечим возможность свободно вращаться (рис.3Б). Если верёвку не удерживать, то груз, понятно, грохнется на пол. А если придерживать? А если придерживать, то вы с удивлением заметите, что груз не падает, хотя сила, приложенная к верёвке, вдвое меньше веса груза! Ещё бы, посмотрите на схему: чтобы сохранить систему в равновесии, требуется именно такая сила! Попробуйте теперь поднять груз. Окажется, что сделать это намного легче, чем на верёвке, просто перекинутой через блок. Правда, времени подъём займёт больше. А почему? Да потому, что, выигрывая вдвое в силе, мы проигрываем во столько же раз в расстоянии. И это тоже отлично видно на схеме.

Если вместо одной пары блоков взять две, то выигрыш в силе ещё раз удвоится, а если три — то выигрыш возрастёт в шесть раз (рис.4). Такая конструкция из нескольких блоков называется полиспастом. Их используют в подъёмных кранах, лифтах, на парусниках для подъёма парусов. Из нескольких блоков можно сделать небольшую, но очень удобную и полезную в хозяйстве ручную лебёдку.

Подписи к иллюстрациям

Рис. 1. Плечо рычага — это расстояние от точки опоры (она обозначена буквой А) до линии приложения силы F. Величину плеча на рисунке легко определить, построив из точки опоры перпендикуляр к линии действия силы и измерив его длину. Это и будет плечо. Заметим: длина рычага (обозначена буквой L) всегда больше (или в крайнем случае равна) величины плеча. Рычаг находится в равновесии, если моменты сил, приложенных к его плечам, равны друг другу и направлены в противоположные стороны.

Рис. 2. Конструкция тележки для перевозки мебели основана на свойствах рычага. Момент от веса груза: М1 = F1h1. Чтобы груз приподнять, нужно приложить в горизонтальном направлении силу . Когда тележка наклонится, удержать её позволит сила . Заметим, что F’2>F2 из-за того, что по мере «заваливания» тележки плечо h1 увеличивается, а плечо h2 — наоборот, уменьшается.

Рис. 3. Вес груза, подвешенного на перекинутой через блок верёвке, передаётся к точкам подвески каждой её ветвью поровну. В нашем случае натяжение каждой ветви составляет 1 кг (вес груза и блока 2 кг). Чтобы уравновесить подвешенный на блоке груз, нужен противовес, имеющий вдвое меньшую массу.

Рис. 4. Пара блоков, один из которых закреплён на неподвижной оси, а другой — на свободной, называется полиспастом. Если блоков два — это простой полиспаст, если четыре (то есть две пары) — это двукратный полиспаст, если восемь — четырёхкратный. Сколько блоков в полиспасте, во столько раз при подъёме можно выиграть в силе и ровно во столько же раз проиграть в расстоянии.

Полиспаст или как получить больше тяги от лебедки

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.

Блок полиспаст для лебедки

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.

Блок полиспаст для лебедки

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».


Использование блока позволяет увеличить тяговое усилие лебедки практически в 2 раза. Использование комбинации из нескольких блоков даст возможность увеличить мощность лебедки в 4 и более раз.

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.

Одноблочные и многоблочные полиспасты

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.

Полиспаст на металлическом кольце

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.

Самовытаскивание автомобиля при помощи лебедки с полиспастом

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.

Как сделать блок для поднятия груза своими руками

Как упростить ручной труд, имея под рукой Блоки и Монтажно-Тяговый Механизм (МТМ) или Лебедку? Для этих целей вам потребуется полиспаст – переносная блочная конструкция, используемая для подъема/перемещения всевозможных грузов при проведении строительных, монтажных, такелажных, спасательных работ. Чтобы правильно составить полиспаст своими руками, необходимо знать конструктивные особенности системы, варианты крепления тяговых канатов к грузоподъемному механизму и технологию запасовки.

С помощью полиспастов можно выполнять следующие манипуляции:

  • Натягивать электрические кабели, силовые линии и подвесные конструкции.
  • Посредством лебедки или МТМ вытащить севший в грязь транспорт.
  • Проводить такелажные работы, разгрузку/погрузку массивных грузов и т.д.

Общие сведения

Простейшие полиспасты могут собираться из одного блока и веревки. В таких полиспастах блок-ролик располагается над грузом (потолок, балка, подвесная опора). 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, соизмеримых с массой поднимаемого предмета. Длина каната или веревки должна быть сопоставима с высотой, на которую поднимается груз. Для снижения количества затрачиваемых усилий необходимо, чтобы подвижный блок осуществлял движение параллельно грузу.

Различают следующие типы полиспастов:

  1. По предназначению: силовые и скоростные. Силовые полиспасты 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. Сложные системы отличаются высокой производительностью. Выигрыш в силе обеспечивается при меньшем количестве блоков.

Схема полиспаста

Схема простого полиспаста выглядит так:

Большой круг на схеме изображает барабан привода лебедки/МТМ. Маленькие круги – блоки системы. На левой схеме запасовка троса (веревки) такова: один конец фиксируется на неподвижном элементе, второй – на тяговом механизме (барабане привода). Правый вариант предусматривает крепление каната на приводе и к оси подвижного блока.

В более сложных схемах полиспастных систем участвуют 3, 4 и более подвижных и неподвижных блок-роликов, последовательно обвитых канатом.

На рисунке схематически представлено сдвоенное устройство. Два его блока неподвижно зафиксированы к поверхности, два – движутся. В таком исполнении нагрузка на привод, оказывающий тяговое усилие на трос, приблизительно в 4 раза ниже, чем необходимое усилие для подъема объекта напрямую. Такая разница условная, так как не учитывается КПД устройства, параметр которого обычно варьируется в пределах 93 — 97%, и зависит от качества применяемых блоков, сложности схемы полиспаста.

Как правило, в расчетах применяются такие значения КПД блочной системы:

  • 97% – в элементах используются бронзовые втулки и подшипники качения;
  • 95% – применяются подшипники скольжения;
  • 93% и ниже – запыленные места, агрессивные природные условия эксплуатации механизма, высокая температура.

Расчет полиспаста

Расчет нужно начинать с определения параметров и сил, воздействующих на блок:

Однако следует отметить, что современные устройства такого типа фактически не имеют углов отклонения. Поэтому (ввиду отсутствия практического смысла) ими можно пренебречь, а в дальнейших расчетах принять синус этого угла за единицу.

Для блока уравнение моментов сил выглядит так:

Sс*R = Sн*R + q*Sн*R + N*f*d/2, где:

  • тяговая сила механизма (Sc);
  • сила воздействия груза (Sн);
  • α – угол отклонения;
  • R – радиус блока;
  • D – диаметр блока (ручья);
  • d – диаметр втулки;
  • q – коэффициент, определяющий жесткость троса при огибании ролика (определяется эмпирическим путем);
  • N – нагрузка на ось блока;
  • f – коэффициент, определяющий силу трения втулки блока.

Для реального расчета параметр «q» не имеет значения. Точнее, его показатель настолько мал в сравнение с силой трения во втулке, что его можно не учитывать. В таком случае формула примет вид:

Находим нагрузку N. Она определяется разницей в нагрузках на трос с разных сторон блока:

А поскольку мы опускаем углы, формула упрощается:

Объединив все, получаем формулу определения КПД подъемного устройства:

Упустив малозначимые параметры, формула упрощается до:

Эта формула показывает, что для КПД системы важнейшее значение — качество и материал блоков. Чем ниже их сила трения, тем выше показатель КПД.

Теперь расчет сил на один блок производится на соответствующее их количество в системе полиспаста.

Запасовка полиспастов

Запасовка – процедура изменения местоположения шкивов и расстояния между ними. Целью запасовки является регулирование скорости и высоты подъема грузов в соответствии с определенной схемой прохождения троса по блокам грузоподъемного механизма. Существуют следующие разновидности запасовки:

  1. Схема №1. Однократная. На крюке крепится 1 веревка, которая проводится через все неподвижные блоки и наматывается на барабан лебедки.
  2. Схема №2. Двукратная. Первый конец каната крепят на головке поворотного элемента крана, второй – на лебедке. Двукратная запасовка актуальна на стреловых кранах.
  3. Схема №3. Четырехкратная. Две рабочие ветви каната проводятся через шкивы рабочей стрелы. Соседние полиспасты скрепляются между собой при помощи статичного блока, монтируемого на стойке платформы. Этот метод применяется для устройств с большой грузоподъемностью.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *