ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ
Часть 1
1. Исследуя условия равновесия рычага, ученик выполнил соответствующую лабораторную работу. В таблице представлены значения сил и их плеч для рычага, находящегося в равновесии. Определите, чему равно плечо \( l_1 \)?
1) 12,8 м
2) 2,5 м
3) 0,8 м
4) 0,25 м
2. Ученик выполнял лабораторную работу по исследованию условий равновесия рычага. Результаты для сил и их плеч, которые он получил, представлены в таблице.
Чему равна сила \( F_1 \), если рычаг находится в равновесии?
1) 100 Н
2) 50 Н
3) 25 Н
4) 9 Н
3. Рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила \( F_1 \) = 6 Н. Чему равна сила \( F_2 \), если длина рычага 50 см, а плечо силы \( F_1 \) равно 30 см?
1) 0,1 Н
2) 3,6 Н
3) 9 Н
4) 12 Н
4. Выигрыш в силе, приложенной к грузу, нельзя получить с помощью
1) подвижного блока
2) неподвижного блока
3) рычага
4) наклонной плоскости
5. С помощью неподвижного блока в отсутствие трения силе
1) выигрывают в 2 раза
2) не выигрывают, но и не проигрывают
3) проигрывают в 2 раза
4) возможен и выигрыш, и проигрыш
6. С помощью подвижного блока в отсутствие трения
1) выигрывают в работе в 2 раза
2) проигрывают в силе в 2 раза
3) не выигрывают в силе
4) выигрывают в силе в 2 раза
7. На рисунке изображён неподвижный блок, с помощью которого, прикладывая к свободному концу нити силу 20 Н, равномерно поднимают груз. Если трением пренебречь, то масса поднимаемого груза равна
1) 4 кг
2) 2 кг
3) 0,5 кг
4) 1 кг
8. Наклонная плоскость даёт выигрыш в силе в 2 раза. В работе при отсутствии силы трения эта плоскость
1) даёт выигрыш в 2 раза
2) даёт выигрыш в 4 раза
3) не даёт ни выигрыша, ни проигрыша
4) даёт проигрыш в 2 раза
9. Вдоль наклонной плоскости длиной 5 м поднимают груз массой 40 кг, прикладывая силу 160 Н. Чему равна высота наклонной плоскости, если трение при движении груза пренебрежимо мало?
1) 1,25 м
2) 2 м
3) 12,5 м
4) 20 м
10. Груз массой 10 кг поднимают по наклонной плоскости длиной 2 м и высотой 0,5 м, прикладывая силу 40 Н. Чему равен КПД наклонной плоскости?
1) 160%
2) 62,5%
3) 16%
4) 6,25%
11. Груз поднимают с помощью подвижного блока радиусом \( R \) (см. рисунок). Установите соответствие между физическими величинами (левый столбец) и формулами, по которым они определяются (правый столбец).
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
A) плечо силы \( \vec{F}_1 \) относительно точки A
Б) плечо силы \( \vec{F}_2 \) относительно точки A
B) момент силы \( \vec{F}_1 \) относительно точки A
ФОРМУЛЫ
1) \( F_1R \)
2) \( 2F_1R \)
3) \( \frac{F_1}{R} \)
4) \( R \)
5) \( 2R \)
12. Из перечня приведённых ниже высказываний выберите два правильных и запишите их номера в таблицу.
1) Любой простой механизм даёт выигрыш в силе.
2) Ни один простой механизм не даёт выигрыша в работе.
3) Наклонная плоскость выигрыша в силе не даёт.
4) Коэффициент полезного действия показывает, какая часть совершенной работы является полезной.
5) Неподвижный блок даёт выигрыш в силе в 2 раза.
Часть 2
13. Чему равна сила, с которой действуют на брусок массой 0,2 кг, перемещая его по наклонной плоскости длиной 1,6 м и высотой 0,4 м, если КПД наклонной плоскости 80%.
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:
- Однократная. На крюке закрепляется 1 веревка, которая проводится через все неподвижные блоки и наматывается на барабан.
- Двукратная. Первый конец каната крепят на головке поворотного элемента крана, второй – на лебедке. Этот способ запасовки может применяться на кранах стрелового типа.
- Четырехкратная. 2 рабочих ветви троса проводятся через шкивы рабочей стрелы. Соседние полиспасты скрепляются между собой при помощи статичного блока, устанавливаемого на стойке платформы. Этот метод запасовки используется для устройств с большой грузоподъемностью.
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.
Принцип работы полиспаста
По сути, полиспаст является системой рычагов, роль которых выполняют части каната, находящиеся между блоками. Как известно, закон рычага гласит что, выигрывая в силе, проигрываешь в расстоянии, а значит, и в скорости, и наоборот. Значит, для перемещения груза на 1 метр механизмом с двойным выигрышем придётся выбрать 2 метра каната, то есть потратить в 2 раза больше времени. Прилагаемое усилие будет в 2 раза меньше массы груза, однако, количество затраченной энергии не изменится.
Точно так же подсчитывается выигрыш по расстоянию, если точки крепления полиспаста и груза поменять местами.
Основные характеристики оборудования
С учетом разнообразия моделей, существует ряд параметров, по которым производится оценка рабочих качеств устройств:
- Грузоподъемность. В среднем ГПМ рассчитаны на работу с грузами массой 5-10 т. Однако имеются грузозахватные приспособления, которые используются в комплексе с грузовым оборудованием крупного формата, способным оперировать с тяжестями весом до 100 т. Одиночные механизмы рассчитаны на работу в небольших цехах, автомастерских, складских условиях и, чаще всего, ориентированы на работу с грузами весом 500-700 кг;
- Высота подъема. Для талей, лебедок, кранов данный показатель может достигать 15-20 см.
Горизонтальное перемещение грузов зависит от местной инфраструктуры. Чаще всего на объектах используются рельсы и роликовые механизмы, по которым происходит перемещение устройств. Существуют разные типы грузоподъемного оборудования, в зависимости от моделей машин обеспечивается разная скорость перемещения продукции – от 3 до 8 м/с.
Транспортировочные ручки для плит гипсокартона, фанеры, ДСП, OSB
Гениальность данных приспособлений невозможно переоценить, ведь главным действующим лицом является сама физика. Транспортировочные ручки сконструированы таким образом, что при поднятии груза смещается центр тяжести, благодаря чему зацепы конструкции надежно удерживают листовые материалы, не позволяя им выскальзывать из рук.
Ручки идеально подходят для перемещения всевозможных листовых материалов:
- крупных фрагментов фанеры;
- гипсокартона;
- стекла.
Существуют фрикционные модели транспортировочных ручек, которые отлично подходят для работы с особо тяжелыми и габаритными грузами. Благодаря своей простоте эти приспособления нередко используются в профессиональной среде.
Домкраты
Устройство подходит для подъема груза на небольшую высоту. Ключевая особенность домкрата заключается в том, что он устанавливается на полу. Это позволяет обойтись без использования цепей и канатов. Также приспособление отличается высокой мобильностью — при необходимости его можно быстро перенести в другое место.
Варианты применения домкрата в быту:
- подъем тяжелых стройматериалов и габаритных блоков при выполнении ремонтно-строительных работ;
- подъем кузова автомобиля с целью замены колес или выполнения ремонтных работ.
- использование в качестве подъемника для подъема и установки тяжелых деталей на опоры.
При выборе домкрата нужно учитывать максимальную высоту подъема. Показатель варьируется от 30 до 50 см.
Сложная система блоков – как рассчитать выигрыш в силе?
Теперь узнаем, как работает полиспаст сложного типа. Под этим названием подразумевается механизм, где соединены в одну систему несколько простых вариантов данного грузового устройства, они тянут друг друга. Выигрыш в силе таких конструкций рассчитывается путем перемножения их кратностей. Например, мы тянем один механизм с кратностью 4, а другой с кратностью 2, тогда теоретический выигрыш в силе у нас будет равен 8. Все вышеуказанные расчеты имеют место быть только у идеальных систем, у которых нет силы трения, на практике же дела обстоят иначе.
В каждом из блоков происходит небольшая потеря в мощности из-за трения, так как она еще тратится как раз на преодоление силы трения. Для того чтобы уменьшить трение, необходимо помнить: чем больше у нас радиус перегиба веревки, тем меньше будет сила трения. Лучше всего использовать ролики с большим радиусом там, где это возможно. При использовании карабинов следует делать блок из одинаковых вариантов, но ролики гораздо эффективнее карабинов, так как на них у нас потеря составляет 5-30 %, а вот на карабинах же до 50 %. Также не лишним будет знать, что наиболее эффективный блок необходимо располагать ближе к грузу для получения максимального эффекта.
Как же нам рассчитать реальный выигрыш в силе? Для этого нам необходимо знать КПД применяемых блоков. КПД выражается числами от 0 до 1, и если мы используем веревку большого диаметра или слишком жесткую, то эффективность от блоков будет значительно ниже, чем указана производителем. А значит, необходимо это учесть и скорректировать КПД блоков. Чтобы рассчитать реальный выигрыш в силе простого типа грузоподъемного механизма, необходимо рассчитать нагрузку на каждую ветвь веревки и сложить их. Для расчета выигрыша в силе сложных типов необходимо перемножить реальные силы простых, из которых он состоит.
Качественные показатели рычажных механизмов
Для формирования общего описания устройства применяются различные качественные показатели, которые могут касаться самых различных моментов. Наиболее распространенными можно назвать:
- КПД считается наиболее важным параметром, который рассматривается при создании самых различных механизмов. Эта безразмерная величина определяет количество энергии, которая применяется для достижения поставленных целей с учетом потерь. Стоит учитывать тот момент, что подобный показатель рычажного механизма находится всегда меньше единицы, то есть при работе возникают потери. При приближении значения КПД к единице существенно снижаются потери, а также повышается качество рычажного механизма. Провести расчет рассматриваемого показателя достаточно сложно, так как для этого требуются самые различные формулы.
- Ход механизма также учитывается при проектировании подходящего устройства. Ход определяется начальной и конечной точкой. При этом стоит учитывать, что в некоторых случаях провести расчеты достаточно сложно, так как траектория движения может быть криволинейной.
- Угол размаха коромысла измеряется путем вычитания двух крайних точек положения на момент работы. В большинстве случаев устройство совершает повторяющееся цикличное движение.
- Коэффициент, отражающий неравномерность распределения средней скорости. Этот показатель определяется соотношением времени холостого хода к рабочему. Провести соответствующие расчеты можно только при применении формул, а также построении чертежа.
- Угол давления и передачи. Подобный параметр представлен соотношением острого угла между векторной активной силы, которая действует на предшествующем звене.
Каждый параметр рассматриваемые в отдельности, после чего составляется оценочный анализ, отражающий общее состояние механизма.
Способы крепления верёвки к грузоподъёмному механизму
При создании комплексных полиспастов, нередко бывают ситуации, когда троса необходимой длины для крепления подвижного блока не оказывается под рукой.
Кран для газоблоков
Способы крепления троса с помощью такелажа общего назначения:
- С использованием репшнура. С помощью самозатягивающегося узла репшнур привязывается к основному тросу. По мере поднятия груза, схватывающийся узел передвигается по основной верёвке, позволяя тем самым увеличить высоту подъёма груза.
- С использованием зажимов. В случае использования стального троса – использовать репшнур не представляется возможным, поэтому необходимо использовать специальные зажимы.
Подготовка к работе.
Итак имеем лебедку… на примере электрической лебедки (например WARN 9.5ti) рассмотрим последовательность действий экипажа по эксплуатации лебеедки.
Небольшое отступление. Лебедка была установлена на 5 мм стальной П-образный профиль, надежно приваренный к раме. По нашим представлениям профиль выдержит все возможные нагрузки на скручивание возникающие при лебежении под разными углами. Провода питания те что в комплекте с лебедкой запитали непосредственно на Аккумулятор, который кстати недавно обновили…
поставили как нам кажется аккумулятор качественный (известной фирмы) с большим (заявленным) током отдачи емкостью 75Ач. Для безопасности плюсовой провод (идущий на модуль управления) подключили к 175-и (номинал) Амперному выключателю. Выключатель расположили непосредственно у аккумулятора.
Для обкатки и распределения смазки по редуктору погоняли лебедку на «нейтральной передаче» в сторону намотки 10-15 минут.
Полностью размотали трос (с помощью тяги мотора, так как густая пока смазка не позволяет легко раскручиваться барабану) и смотали трос под нагрузкой создаваемой упирающимся человеком.
При намотке троса в любой ситуации необходимо создавать максимально возможную и равномерную нагрузку, без рывков и прослаблений.
После двукратной намотки троса добиться желаемой легкости в размотки не удалось и была проведена операция смазки барабана сцепления жидким маслом.
Надо заметить, что у данной лебедки существенная инерция – после того как кнопка отпущена, без нагрузки, барабан успевает сделать еще пару оборотов. Это следует учитывать в плане безопасности.
Открутив три болта крышки тормоза добираемся до винта-фиксатора механизма включения передачи. Откручиваем фиксатор на пару оборотов и ключом на «17» откручиваем механизм. Шприцем заливаем десять грамм АТФ, покручивая редуктор барабаном. Собираем обратно, гоняем редуктор в холостую… Вроде бы размотка стала приемлемой…
Кратность
Это основная характеристика, показывающая, во сколько раз полиспаст теоретически увеличивает усилие или скорость. Величина кратности определяется количеством ветвей троса, между которыми распределена нагрузка и может быть чётной или нечётной. В первом случае свободный конец троса закрепляется на неподвижной части грузоподъёмного механизма, а во втором прицепляется к обойме крюка.
Может показаться, что увеличивая число блоков можно бесконечно умножать усилие.
Однако никто не отменял трение, на преодоление которого даже в лучших моделях шкивов тратится не менее 10% усилий. Поэтому если подсчитать реальный выигрыш с учётом трения для полиспаста кратностью 5:1 (5*0,9*0,9*0,9*0,9 = 3,28), результат окажется более скромным. А если вместо блоков использовать карабины (например, в альпинизме), у которых потери на трение значительно больше выигрыш будет ещё скромнее.
Способы крепления веревки к грузоподъемному механизму
Теперь немного о креплении грузоподъемного механизма к грузовой веревке. Редко, когда у нас под рукой находится веревка нужной длины, чтобы закрепить подвижную часть блока. Вот несколько видов крепления механизма. Первый способ – с помощью схватывающих узлов, которые вяжутся из репшнуров диаметром 7-8 мм, в 3-5 оборотов. Данный способ, как показала практика, является наиболее эффективным, так как схватывающий узел из 8 мм шнура на веревке диаметром 11 мм начинает сползать только при нагрузке 10-13 кН. При этом вначале он не деформирует веревку, а спустя какое-то время, оплавляет оплетку и прикипает к ней, начиная играть роль предохранителя.
Мини-кран 500 кг с лебедкой
Строительный кран 500 кг с лебедкой предназначен для поднятия груза на маленьких площадках и в местах с ограниченным пространством: на погрузочных платформах, кузовах грузовиков и пикапах. Широко применяется в строительстве небольших сооружений. Устройство легко собирается и разбирается. Технические характеристики:
- в собранном положении высота оборудования составляет 116 см, вес — 58 кг;
- для работы грузовой лебедки требуется 12 В;
- ручное вращение стрелы с радиусом 360°, вылет — 160 см;
- имеет дистанционный пульт управления;
- высота подъема составляет 195 см;
- место крепления 25×25 см с отверстиями под крепления 17×17 см;
- подъемный трос изготовлен из стали, его диаметр составляет 4,8×4,5 мм, в комплект входит дополнительный трос диаметром 5,5 мм;
- скорость 3,7 м/мин, без утяжеления.
Кран демонтируется на 3 части, что позволяет с легкостью снять его с площадки. Оборудование можно использовать без регистрации в ГИБДД и Ростехнадзоре.
Разновидности строп
В свою очередь, стропы могут подразделяться на несколько категорий. Различают обычные устройства (служат для навешивания грузов с использованием специальных петель и крюков, например, железный крюк для подъема тяжестей) и универсальные, которые осуществляют удерживание устройства специальной обвязкой. В первом случае в качестве груза выступают плиты, панели либо же контейнеры. В случае с универсальными приспособлениями их конструкция и способ обвязки позволяет транспортировать различные металлические конструкции и трубы большого диаметра. Кроме этого, соединительно-крепежная конструкция универсальных подъемников позволяет транспортировать длинномерные деревянные изделия.
По своей конструкции универсальные инструменты могут быть выполнены в виде петли либо же облегченной стропы (одной канатной ветви различной длины и диаметра). Петлевая стропа — это замкнутый кусок каната, при этом концы данного устройства соединяются с подъемным механизмом при помощи специальных зажимов или сплетки. Облегченные же устройства состоят из отрезка каната, на конце которого есть специальные ковши (металлические петли, вплетенные в трос). В свою очередь, на них закрепляется крюк либо барабан. В таком случае облегченное приспособление для подъема тяжестей может использоваться в качестве многостропового и будет способно транспортировать более тяжелые объекты.
Изготовление барабанной лебедки
Такая конструкция является самой простой и может быть использована в полевых условиях. Более практичным видом лебедки будет оборудование на переносной основе. Конструкция предполагает использование более сложных деталей, которые изготавливаются самостоятельно. Для повышения эффективности работы могут использоваться дополнительные элементы видео редуктора.
В сети можно найти множество чертежей самодельных лебедок. При выборе конкретного чертежа необходимо учитывать условия, в которых будет использоваться оборудование.
Если лебедка будет устанавливаться на крышу либо в багажник авто, то необходимо просчитать дополнительную нагрузку, которая будет постоянно оказываться на устройство
Если лебедку планируется использовать в холодных регионах, то отдельное внимание необходимо уделить качеству металла
Низкокачественный металл может привести к поломке аппарата в самый неподходящий момент.
Необходимые детали и оборудование
Для изготовления лебедки нам понадобится:
- труба прямоугольного сечения для рамы;
- готовый вал, или труба круглого сечения;
- стальной лист толщиной 3-5 мм;
- шпильки М10-М12 длиной 20-25 см в количестве 6 штук, гайки;
- ступицы для вала;
- готовый редуктор в сборе или звездочки большего и малого диаметра с цепью, либо зубчатые колеса;
- сварочный аппарат с электродами;
- гаечные ключи;
- метабо со шлифовальными дисками.
Автомобилисты отмечают, что сделанные своими руками лебедки отличаются надежностью, практичностью и долговечностью. Для барабана лучше использовать трубу диаметром 20-50 мм с толщиной стенок не менее 3 миллиметров. Использование труб с другими параметрами нецелесообразно, тогда в процессе эксплуатации они деформируются и лебедка теряет свою функциональность.
Этапы сборки
В первую очередь рекомендуем набросать чертеж устройства, где указать размеры отдельных деталей и их расположение. Так проще будет ориентироваться при сборке всей конструкции.
Далее необходимо изготовить раму. Для этого из стальной трубы диаметром около 2 см вырезаем заготовки нужной длины, концы которых обрезаем под углом 45 градусов. Трубки свариваем между собой так, чтобы угол их соединения был ровно 90 градусов. После этого снимаем окалину и полируем швы.
Для создания барабана нам понадобится лист стали толщиной около 3-5 мм, из которого нужно вырезать два диска диаметром 30 см. В каждом диске вырезается по 7 отверстий: один – в центре диска, шесть – по окружности диска на расстоянии около 7 см. Диаметр отверстия в центре должен соответствовать диаметру вала устройства.
Диски скрепляются между собой с помощью шпилек М10 или М12, концы которых помещаются в отверстия по диаметру дисков и фиксируются с помощью гаек и контргаек. На шпильки также можно предварительно надеть металлические трубки соответствующего диаметра для повышения прочности конструкции. Таким образом барабан нашей лебедки готов. Далее присоединяем вал, который можно изготовить самостоятельно из металлической трубы или взять готовый из другого механизма. Концы вала необходимо оснастить ступицами для крепления его к раме.
https://youtube.com/watch?v=n70zH4-NzB0
Следующим этапом будет установка на вал барабана звездочки или зубчатого колеса, в зависимости от устанавливаемого редуктора (цепного или зубчатого). Здесь конструкции могут быть разнообразны, особенно, что касается зубчатой передачи. Самые простые – одноступенчатые цилиндрические или конические.
В зависимости од выбранного вами редуктора предусмотрите место для крепления его на раме конструкции с учетом расположения рукоятки. Далее монтируем барабан с валом и редуктор на раму, устанавливаем цепь на звездочки или зубчатую передачу.
Не забудьте смазать зубья передачи.
После этого закрепляем один конец троса на валу и наматываем его на барабан, на другой конец троса крепим карабин. К раме устройства так же приваривается крюк или карабин для крепления на раме автомобиля. Таким образом, простая барабанная лебедка готова к эксплуатации.
Выигрыш при подъеме равен проигрышу
Первый помощник на стройке — блок, колесо с пущенным по канавке или желобу обода канатом. Приспособление позволяет поднимать и опускать груз с меньшими усилиями. Закрепил повыше ось блока, и тяни канат, поднимай на площадку кирпичи, раствор и прочее, действуя мышцами и налегая всем своим весом.
Однако таким образом 100 кг уже тяжеловато подтянуть. Тут на помощь и приходит полиспаст — устройство, состоящее из несколько блоков.
Полиспаст дает выигрыш в силе за счет проигрыша в расстоянии. То есть, когда тяжелый груз требуется поднять на веревке на уровень второго этажа посредством полиспаста, сил будет затрачено столько же, сколько при подъеме половины этого груза, но на уровень третьего этажа. Когда речь идет о больших тяжестях, порядка центнера и выше, полиспаст, он же силовой блок, становится незаменим.
5 Варианты крепежа веревки к грузоподъемному механизму
Сейчас немножко о креплении грузоподъемного механизма к грузовой веревке. Нечасто, когда у нас рядом пребывает веревка необходимой длины, чтобы зафиксировать подвижную часть блока. Вот пару видов крепления механизма. Первый метод – при помощи схватывающих узлов, которые вяжутся из репшнуров диаметром 7-8 мм, в 3-5 оборотов. Этот вариант, на практике, считается самым лучшим, так как схватывающий узел из 8 мм шнура на веревке диаметром 11 мм начинает сползать только при нагрузке 10-13 кН. При этом сначала он не деформирует веревку, а через некоторое время, оплавляет оплетку и прикипает к ней, начиная играть роль предохранителя.
Иной вариант состоит в применении зажима общего направления. Время показало, что его можно применить на обледенелых и мокрых канатах. Он начинает ползти только при нагрузке в 6-7 кН и несильно повреждает веревку. Очередной метод состоит в применении личного зажима, но он считается не предлагаемым, так как он начинает ползти при усилии уже в 4 кН и при этом рвет оплетку, либо даже может покушать веревку. Все это промышленные образцы и их использование, мы же попробуем сделать рукодельный полиспаст.
https://youtube.com/watch?v=cW0dnaxdkEQ
Использование талей в жизни
В загородном хозяйстве можно найти немалое число работ, где в качестве хорошего помощника будут выступать специальные подъёмные устройства. Прежде всего, при рассмотрении такого механизма возникает особая мысль о поднятии такого тяжёлого груза к чердачному окну. Это могут быть простые мешки с комбикормом для домашних питомцев, сельскохозяйственные блоки сена либо даже строительные материалы для того, чтобы осуществить перестил всей кровли.
Да и во время строительства дома ручной тип тали может хорошо использоваться, особенно во время возведения каркасной конструкции. Хватит того, что вы приобретёте просто небольшой кран, который будет включать в себя специальную мобильную консольную стрелу либо сколотите такое же изделие из поручных пиломатериалов, в этом случае у вас появится собственная строительное оборудование. Её и специальные железобетонные блоки под ленточный фундамент у забора либо постройки можно в специальной траншее опускать, а также тяжёлые типы столбов выстраивать вертикально, а кирпичи поднимать на второй уровень у строящегося коттеджа.
Категорически запрещено применять таль для поднятия на большую высоту животных либо людей, так как это станет наигрубейшим нарушением правила безопасности.
В условиях гаража такое устройство также бывает в большинстве случаев довольно полезно, к примеру, для того чтобы приподнять кузов или же извлечь двигатель из капота транспорта. Даже в современной квартире несложного отыскать применение такому полезному прибору, особенно, если в доме имеются высокие потолки. В частности, владелец как скутера, таки мопеда способен поднимать своё двухколёсное устройство передвижения на балконы, находящиеся на вторых этажах.
При помощи выносной стрелы вы сможете довольно просто поднять мебель на верхнюю площадку в доме либо прямо в помещение малоэтажного дома, либо наоборот, спустите на самый нижний этаж в подъезде. Использование тали найти очень просто, главное — это правильно подобрать устройство, чтобы оно смогло качественно выдерживать всю нагрузку, которая только приходится на него.
Изготовление полиспаста своими руками
Полиспаст — это устройство из системы блоков, позволяющее многократно увеличить усилие при поднимании тяжёлого груза. Рисуют чертежи полиспаста самостоятельно, основываясь на знаниях курса физики.
Используя блочные системы, древние строители возводили сооружения, которые удивляют и приводят в восторг наших современников. Верфи для строительства кораблей тоже оборудовались системами блоков.
Если в приспособлении используется несколько блоков, оно называется полиспастом. Крепится полиспаст к надёжной опоре. С другой стороны подцепляется груз. Если используется подвижный блочок для изменения положения оси — он располагается со стороны груза. Трос играет роль рычага. Система полиспаста помогает многократно увеличить усилие с каждым присоединённым блоком.
Простейший расчёт: удвоение усилия требует использования 2 блоков, утроение — 3. Рассчитывают высоту подъёма для крепления блока. Длина троса будет вдвое больше этого расстояния, если используется три блока, то потребуется трос в шесть раз длиннее подъёмной высоты.
Полиспаст для спасательных работ имеет несколько иную конструкцию. На прочный трос цепляется карабин. Такое устройство быстро собирается и не требует дополнительной техники.
https://youtube.com/watch?v=IzjVShfiMbg
Вес предметов бывает таким, что одному, а то и впятером, сдвинуть их с места вручную не получается, а надо. В таких случаях пригодится самодельное приспособление для подъема тяжестей или их перемещения. Ручная лебедка — самое востребованное устройство в таком деле. Для гаража ручную лебёдку своими руками сделать совсем нетрудно даже в домашних условиях. Но сначала нужен расчет и чертеж механизма.
Фасадные подъемники
Использование наружных подъёмников и подвесных систем существенно облегчает задачу при отделочных работах на фасадах зданий, при ремонте и чистки наружных стен и остеклений.
Подвесные фасадные подъемники (люльки) используются в строительстве уже многие десятилетия. Современный канатный электроподъемник строительный имеет легкую и прочную металлическую рабочую платформу, оснащён тормозными системами, в т.ч. аварийной. На обращенной к стене стороне платформы устанавливаются пневмоколесные ролики, защищающие стену от повреждений и предохраняющие люльку от раскачивания.
Мачтовые фасадные устройства используются при высоте обслуживаемого здания до 100 метров и имеют меньшую грузоподъёмность.
Классификация
Полиспасты, назначение и устройство которых не изменилось за прошедшие века, могут быть силовыми и скоростными. Первые применяются на грузоподъёмных механизмах, а вторыми оборудуются подъёмники. По исполнению они изготовляются:
- Простые схемы, состоящие из линейной последовательности блоков. Они соединяются между собой и с грузом общим канатом.
- Сложные. Это система, в которой последовательно соединены не отдельные блоки, а несколько самостоятельных механизмов. Такое решение позволяет создавать схемы полиспастов с большой кратностью при малом количестве блоков. Например, соединение полиспастов, обладающих кратностью 2:1 и 3:1, даст выигрыш в 6 раз при использовании всего трёх блоков. За счёт меньших потерь на трении реальный результат будет более высоким, нежели у простой конструкции с аналогичными параметрами.
- Комплексные полиспасты занимают отдельное место. Это система полиспастов из простых и сложных механизмов, соединённых таким образом, что блоки при подъёме движутся навстречу нагрузке.
Как на эффективность работы влияет веревка
Избежать зажатия и перекручивания веревки можно, если использовать дополнительные приспособления, к примеру, монтажные платы, которые позволяют разнести ролики относительно друг друга. Категорически не рекомендуем применять в полиспастах растягивающиеся веревки, поскольку в сравнении с обычными статическими изделиями они очень серьезно проигрывают в эффективности. Собирая блок для подъема грузов, специалисты используют и грузовую, и отдельную веревки, которые прикрепляются к объекту независимо от подъемного приспособления.
Эксплуатация отдельных веревок дает некоторое преимущество. Суть заключается в том, что отдельная веревка предоставляет возможность предварительно или заранее собрать всю конструкцию. К тому же, можно существенно облегчить проход узлов, поскольку используется вся длина веревки. Единственный недостаток – это невозможность фиксировать груз в автоматическом режиме. Грузовые же веревки могут похвастаться именно такой особенностью, поэтому в случае возникновения необходимости в автофиксации груза воспользуйтесь именно грузовой веревкой.
Большое значение имеет обратный ход. Данный эффект является неизбежным, поскольку в момент снятия, а также при перехватывании веревки или остановке на отдых груз непременно двигается в обратную сторону. От качества используемых блоков, а также всего устройства в целом зависит то, насколько сильно груз уйдет обратно. Можно предотвратить возникновение данного явления, если приобрести специальные ролики, обеспечивающие пропуск веревки исключительно в одном направлении.
Расскажем немного о том, как правильно крепить грузовую веревку к подъемному механизму. Далеко не всегда даже самый предусмотрительный мастер обладает веревкой необходимой длины, которая требуется для крепления динамической части блока. Поэтому разработано несколько способов крепления механизма:
При помощи схватывающих узлов. Эти узлы завязываются в пять оборотов из репшнуров, сечение которых не превышает 8 мм. Использование подобных узлов является самым эффективным и, соответственно, распространенным. По словам специалистов, узлы являются очень прочными и надежными. Лишь нагрузка свыше 13 кН способна привести к сползанию такого узла
Важно то, что даже при сползании узел никоим образом не деформирует веревку, оставляя ее в целости и сохранности.
Применение зажимов общего назначения. Данные приспособления можно использовать даже в сложных климатических условиях, к примеру, на мокрых или обледенелых веревках
Нагрузка в 7 кН способна привести к сползанию зажима, что приводит к повреждению веревки, хотя и не очень сильному.
Персональные зажимы. Они применяются только при небольших работах, поскольку нагрузка свыше 4 кН приводит к сползанию зажима и последующему обрыву веревки.
Расчет блока полиспаста
Рисунок 1
- Sн — сила, с которой груз воздействует на блок полиспаста;
- Sс — сила, с которой мотор крана воздействует на блок полиспаста;
- а (альфа) — потенциальный угол отклонения от оси;
- d — диаметр втулки блока полиспаста;
- D — диаметр ручья блока полиспаста.
На основе данной схемы полиспаста составим уравнение моментов сил.
- Sн*R -момент силы воздействия груза;
- q*Sн*R — момент силы необходимой на сгибание и разгибание троса;
- N — нагрузка на ось блока полиспаста;
- f — коэффициент трения втулки полиспаста о блок.
Коэффициент q определяется экспериментально и означает жесткость данного троса при огибании данного ролика полиспаста. Силы, возникающие при набегании и сбегании троса, обусловлены структурой самого троса, а точнее силами трения ниток внутри троса.
Как вы сами понимаете по сравнению с силами трения втулки блока полиспаста необходимое усилие на сгибание и разгибание троса крайне мало. Поэтому рекомендую пока об этом коэффициенте сильно не задумываться.
Теперь найдем нагрузку на ось блока полиспаста. Разницей в нагрузках на набегающей и сбегающей ветках мы пренебрегаем.
Собрав все это воедино, получаем:
