ПОЛИСПАСТЫ — Risk.ru

Теория полиспастов из «альпинистского» снаряжения.
Практическая адаптация под специфику роупджампинга.
Очень много картинок — чтобы было понятно.

Просьба к читателям, разбирающимся в полиспастах:
Найти возможные ошибки. Дать советы по теме.

Просьба к тем, кто мало понимает в полиспастах:
Оценить доступность материала и в целом способ изложения. Помогла ли вам статья разобраться в вопросе?

Публикуется впервые. Автор — Сергей Сумберг (Нефёдов).

Откуда ноги растут

Этот материал  — глава из большой Энциклопедии Роупджампинга, которую я пишу много лет. В 435-страничном черновике тема «Полиспасты» в нынешней версии занимает страницы 259-273.

Когда финальная версия материала будет выложена в Энциклопедии, с отрисованными художником рисунками — я напишу об этом в комментариях под статьёй.
Скорее всего, это будет в конце года или в 2019 году. Значит, это будет один из последних или последний комментарий, в самом низу.

Картинки в этой версии — временные. Нарисованы в Paint «на коленке». Прошу строго не судить.

Содержание статьи

• Правила полиспаста
• Элементы полиспаста
• Рабочая длина полиспаста
• Рабочий ход полиспаста
• 6 полиспастов для роупджампинга
• Полиспасты из грузовой верёвки и полиспасты из отдельной верёвки
• Плюсы и минусы полиспастов, сделанных из грузовой верёвки
• Плюсы и минусы полиспастов, сделанных из отдельной верёвки
• Трение между ветвями полиспаста
• Перезарядка полиспаста
• Готовый полиспаст как элемент снаряжения
• Миниполиспаст
• Ролики для полиспастов
• Зажимы для полиспастов
• Выводы

Полиспасты

_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________

Polyspastos (греч.) — от «polys»-многий, и «spao»-тащу.

Полиспаст – (в роупджампинге) — это метод сборки и работы снаряжения, позволяющий в несколько раз увеличить усилие при натяжении верёвки или при перемещении груза.

Я уверен, что многим захочется предложить своё определение полиспаста. Это очень интересный вопрос — с удовольствием вступлю в дискуссию.

Полиспаст работает по принципу рычага — выигрывает в силе за счёт потери в расстоянии.
Для создания полиспаста используется огибающая ролики или карабины верёвка, зажимы и страховочно-спусковые устройства.

Указанная в энциклопедии сила полиспаста — это его теоретически возможный выигрыш в усилии. В реальной работе неизбежны потери на трение, поэтому на практике полиспаст всегда слабее теоретического значения.

Правила полиспаста

_____________________________________________________________________

Правило полиспаста №1
Выигрыш в усилии дают только движущиеся ролики, закреплённые на грузе

Неподвижные ролики служат лишь для изменения направления движения верёвки и выигрыша в усилии не дают.

Если закрепить верёвку на грузе, перекинуть её через неподвижный, закреплённый на станции ролик и потянуть вниз, то для поднятия груза необходимо приложить усилие, равное массе груза:

Выигрыша в усилии нет. Чтобы поднять груз на 1 метр, кончик верёвки также должен пройти 1 метр. Это — схема 1:1
В этой схеме нагрузка на станцию — 200 кг.

Если закрепить верёвку на станции и пропустить её через ролик на грузе, для поднятия груза необходимо усилие в 2 раза меньшее, чем его масса:

Выигрыш в усилии — 2:1.
В этой схеме ролик подвижный, потому что он движется вверх вместе с грузом.
Чтобы поднять груз на 1 метр, кончику верёвки необходимо переместиться на 2 метра. Это — схема самого простого полиспаста 2:1
Растяжение верёвки в расчёт не берётся.
В этой схеме нагрузка на станцию — 50 кг.

Правило полиспаста №2
Во сколько раз выигрываем в усилии — во столько же раз проигрываем в расстоянии

Если в полиспасте 2:1 на каждый метр подъёма груза нужно протянуть через систему 2 метра верёвки, то в полиспасте 6:1 – 6 метров верёвки. Чем «сильнее» полиспаст, тем медленнее поднимается груз.

Уточнить

Правило полиспаста №3
Фактор тяги не должен быть выше 12

Фактор тяги полиспаста — число, полученное умножением теоретического выигрыша полиспаста на количество тянущих полиспаст человек.

Это значит, что полиспаст 3:1 должны тянуть не более 4 человек, полиспаст 2:1 – не более 6 человек. Следование этому правилу помогает предотвратить появление чрезмерной нагрузки на элементы снаряжения, задействованные в работе полиспаста.
При правильном проектировании прыжковых систем нет необходимости выходить за пределы, или даже приближаться к значению фактора тяги 12.

Элементы полиспаста

_____________________________________________________________________

Станция
Место крепления неподвижных роликов или фиксаторов обратного хода:

На рисунках — полиспасты 3:1
Правила подсчёта силы любого полиспаста можно изучить по ссылкам в конце этой статьи.

Ролик
Элемент полиспаста, огибаемый верёвкой.

Фиксатор обратного хода
Устройство, фиксирующее выбранную полиспастом верёвку в неподвижном состоянии.
В роупджампинге самые популярные фиксаторы — Grigri и Pro Traxion.
Если в качестве фиксатора работает Grigri, то это – «гришевый полиспаст».
В теме «Страховочно-спусковые устройства» оговаривалось, что во всей энциклопедии употребление слова Grigri означает возможность использования Rig, ID и аналогичных устройств.
В роупджампинге с помощью «гришевого полиспаста» совершается большинство действий, требующих использования полиспаста.
Нюансам работы с «гришевым полиспастом» в энциклопедии посвящена целая тема. Например, там есть интересная модернизация под названием «Гришевая уздечка»

Зажим
Средство присоединения подвижного ролика к верёвке:

В качестве груза здесь может выступать как сам груз, так и обратная реакция натягиваемой верёвки.
В энциклопедии под словом «груз» подразумеваются оба варианта.

Рабочая длина полиспаста

_____________________________________________________________________

Рабочая длина полиспаста — это расстояние от станции до ближайшего к грузу подвижного ролика.

В варианте с зажимом, рабочая длина полиспаста зачастую ограничена размерами рабочей площадки:

Даже если размер площадки не ограничен, существует оптимальное расстояние, на которое имеет смысл отодвигать зажим от станции.
Если отодвинуть зажим слишком далеко, то при вытягивании полиспаста ощутимая часть усилий будет уходить на растяжение верёвки между тянущими людьми и станцией. Верёвка пружинит, люди зря тратят силы. «Дубовая статика» диаметром 11 мм пружинит меньше, новая верёвка 9-10 мм или репшнур — больше.
Если зажим отодвигается недалеко от станции – полиспаст придётся слишком часто перезаряжать.

В итоге, оптимальное расстояние отодвигания зажима от станции зависит от свойств верёвки и от размера площадки.
Если нагрузка небольшая, удобнее растянуть полиспаст на большое расстояние и одним заходом вытянуть много верёвки.
Когда натяжение увеличивается — потери пружинящей верёвки становятся ощутимы. В таком случае рабочую длину полиспаста стоит сократить — не отодвигать его далеко.

Рабочий ход полиспаста

_____________________________________________________________________

Рабочий ход полиспаста — это расстояние, которое пройдёт ближайший к грузу подвижный ролик, пока ближний к тянущему человеку ролик не упрётся в станцию.

На это же расстояние продвинется и груз (растянется верёвка).

В «гришевом полиспасте» 3:1 всего один ролик. Он является и ближайшим к зажиму роликом, и ближайшим к тянущему человеку роликом. Поэтому в «гришевом полиспасте» рабочий ход равен рабочей длине. Такой полиспаст складывается полностью – ролик вплотную подойдёт к станции:

В полиспасте 6:1 ролик, находящийся ближе к человеку, тянущему за верёвку, и ближайший к грузу ролик – не одно и то же. Зелёный ролик упрётся в станцию раньше, чем к ней подойдёт красный ролик:

Расстояние, которой прошёл красный ролик — и есть рабочий ход полиспаста.
Чем сложнее полиспаст, тем меньше его рабочий ход.

Полиспасты для роупджампинга

_____________________________________________________________________

Разновидностей полиспастов очень много. Я отобрал 6 вариантов, перекрывающих практически все потребности роупджампинга:

Простые полиспасты 2:1 и 3:1
Складываются за один рабочий ход. Дают самый быстрый подъём с минимальным количеством перезарядок полиспаста:

Сложный полиспаст 6:1
Сложный полиспаст – это система, в которой один простой полиспаст тянет за другой простой полиспаст.

Сила сложного полиспаста рассчитывается умножением сил простых полиспастов.

Чтобы из полиспаста 3:1 сделать полиспаст 6:1, к нему добавляется простой полиспаст 2:1. Полиспаст 2:1 можно сделать с использованием дополнительного отрезка верёвки или из хвоста той же верёвки, которую тянут:

В работе с полиспастами часто приходится переходить от слабого полиспаста к сильному полиспасту и наоборот. Например, при натягивании длинной базы. Вначале её легко тянуть полиспастом 3:1, а дотягивать приходится полиспастом 6:1.

В таком случае начинают со схемы 3:1. Добавлением одного ролика, одного зажима и карабина получают схему 6:1.
Полиспаст 2:1 — это «палочка-выручалочка», которая в нужный момент приходит на помощь полиспасту 3:1. Комбинация этих двух вариантов — самый практичный и часто применяемый полиспаст в роупджампинге.

При добавлении ещё одного ролика и карабина получается полиспаст 9:1

Сложный полиспаст 9:1
Здесь один простой полиспаст 3:1 тянет второй простой полиспаст 3:1. Вариант, сделанный из одной верёвки:

Перейти от полиспаста 3:1 к полиспасту 9:1 и обратно можно напрямую, минуя стадию 6:1

В моей практике роупджампинга ни разу не возникла надобность в использовании такого сильного полиспаста. Всегда хватало людей, чтобы вытянуть даже очень длинные базы полиспастом 6:1. Но если вы оказались один, 9:1 может пригодиться.

Улучшение «складываемости» сложного полиспаста
Чтобы сложный полиспаст плотнее складывался на каждом рабочем ходе и требовал меньше циклов перезарядки, необходимо разнести друг от друга станции простых полиспастов, входящих в состав сложного. Вариант для полиспаста 9:1:

В полиспасте 6:1 на дальнее дерево устанавливается «палочка-выручалочка» 2:1.

Комплексный полиспаст 5:1, который можно тянуть от станции
Рассмотренные выше 4 варианта подразумевают вытягивание полиспаста по направлению к станции. Иногда это не удобно.
Например, на висячей станции, где силы полиспаста 3:1 уже не хватает.

Добавлением «палочки-выручалочки» 2:1 можно перейти к полиспасту 6:1. Вися на самостраховке, передвинуть ведущий зажим без специальных приспособлений можно только на длину вытянутых рук — поэтому полиспаст приходится очень часто перезаряжать.
И перезаряжать, и тянуть полиспаст приходится в неудобном положении, вполоборота от стены:

Если применить комплексный полиспаст 5:1, во время вытягивания верёвки можно не оборачиваться. Ценность такого варианта — возможность себе помогать, отталкиваясь ногами от поверхности объекта или работая корпусом:

Отличительная особенность комплексных полиспастов – наличие в системе роликов, движущихся навстречу грузу.
Недостатки комплексных полиспастов подобны недостаткам сложных полиспастов: они не складываются полностью, имеют малый рабочий ход и требуют частой перезарядки.

Если нагрузка приходит не сбоку, а снизу — тянуть снизу-вверх и часто перезаряжать полиспаст 6:1 совсем не удобно:

При использовании комплексного полиспаста 5:1, помимо удобства вытягивания верёвки вниз, появляется вариант использовать вес тела. Можно встать ногой на петлю из верёвки или поставить на верёвку ещё один зажим с лесенкой:

Вместо выбирания руками получится выбирание ногами и весом тела.

Полиспаст 5:1 с использованием тандем-ролика
Во время навески прыжковой системы, в полиспастах можно использовать тандем-ролики, которые в будущем будут завешены в каретку:

Тандем-ролики имеют два колёсика. С их помощью можно собрать полиспаст 5:1.
Для этого верёвку нужно пропустить отдельно через каждое колёсико и добавить второй неподвижный ролик:

Чтобы при сборке полиспаста не протаскивать кончик верёвки последовательно через три колёсика, верёвку можно вынуть из «нижнего» отверстия тандем-ролика:

Преимущество этого полиспаста перед полиспастом 6:1 в том, что для перезарядки нужно передвигать только один зажим.

Проблема может возникнуть, если использовать жёсткую или «распухшую» 11-мм верёвку. Расстояние между колёсиками тандем-ролика невелико — внутри ролика ветви такой верёвки могут тереться друг об друга.

Полиспасты из грузовой верёвки и полиспасты из отдельной верёвки

_____________________________________________________________________

Полиспаст из грузовой верёвки — полиспаст, собранный из той же верёвки, которую нужно тянуть.

Полиспаст из отдельной верёвки тянет грузовую верёвку. Выбранная часть грузовой верёвки удерживается фиксатором обратного хода:

Плюсы и минусы полиспастов, сделанных из грузовой верёвки

_____________________________________________________________________

Плюсы

• Автоматическая фиксация верёвки, если включить в систему фиксатор обратного хода Grigri или Pro Traxion.

• Легко избежать использования дополнительной верёвки. Пример — полиспаст 6:1 с задействованием хвоста той же верёвки.

Минусы:

• Для организации полиспаста большой силы нужно задействовать длинный отрезок верёвки. Если верёвки впритык, полиспаст не собрать.

• Если в качестве фиксатора обратного хода использовать Pro Traxion, в случае необходимости будет сложно перейти от выбирания верёвки к её выдаче.
Если в качестве фиксатора обратного хода использовать Grigri, при выбирании верёвки присутствуют сильные потери на трение.

• Сложно пропустить через полиспаст узел, завязанный на верёвке. Или место соединения двух верёвок друг с другом.

Плюсы и минусы полиспастов, сделанных из отдельной верёвки

_____________________________________________________________________

Полиспаст из отдельной верёвки прикрепляется к верёвке, которую нужно тянуть, с помощью зажима:

Плюсы:

• Если полиспаст собран заранее, можно очень быстро подключить его к верёвке и начать тянуть.

• Можно использовать более короткую вытягиваемую верёвку — её излишки не нужны для работы полиспаста.
Иногда длины ненатянутых базовых верёвок хватает только на то, чтобы протащить их от станции А до станции Б.
Излишки появятся потом, после натяжения базовых верёвок.

• Если в качестве фиксатора обратного хода используется Grigri — получается простой переход от выбирания верёвки к её выдаче и обратно. Потери на трение внутри Grigri не имеют значения, потому что верёвка проходит через устройство без нагрузки.

• Простое прохождение узлов через полиспаст. Выбранная верёвка фиксируется в Grigri. Зажим полиспаста переставляется за узел и подъём продолжается.

Минусы:

• Фиксатор обратного хода, установленный на вытягиваемую верёвку, придётся обслуживать вручную. Для этого нужен отдельный человек.

Трение между ветвями полиспаста

_____________________________________________________________________

Чтобы верёвки внутри полиспаста не тёрлись друг об друга, они должны идти параллельно. Чтобы верёвку не клинило, ролики не должны вжиматься друг в друга.

Беспроблемный полиспаст получается с помощью разнесения неподвижных роликов в сторону друг от друга. Для этого можно использовать такелажную пластину, закреплённую на станции:

Можно использовать особенности элемента объекта. Например, вешать разные ролики на разной высоте ствола дерева; на ровной плоскости крепить ролики к разным анкерам:

Перезарядка полиспаста

_____________________________________________________________________

После того как полиспаст сложился, его нужно растянуть обратно.

Перезарядка полиспаста – это манипуляции со снаряжением, необходимые для растяжения полиспаста на его рабочую длину.

Для перезарядки простого полиспаста нужно передвинуть только ведущий зажим.
Чтобы передвинуть ведущий зажим в сложном полиспасте, нужно снять или расслабить второй зажим.

При растягивании сложного полиспаста, множество ветвей верёвки, двигающихся через ролики, делают передвижение зажима трудозатратным. Перезаряжать сложные полиспасты долго. Если есть возможность – пользуйтесь простыми.

Перезарядка вручную
Человек берёт зажим в руку и отходит с ним на нужное расстояние; оставляет там зажим и возвращается обратно к станции. Нужно много ходить:

Если людей хватает, удобно поручить перезарядку отдельному человеку. Он не тянет полиспаст, а только его перезаряжает. Распределение ролей повышает общую скорость.

Перезарядка с помощью дополнительной верёвки
Если в качестве ведущего зажима используется жумар или кроль, процесс можно ускорить.

В ближнее к грузу отверстие зажима карабином вщёлкивается конец репшнура или верёвки. Перезаряжающий человек находится в нужном месте и тянет зажим к себе:

Когда люди около станции начинают тянуть полиспаст, перезаряжающий человек выдаёт верёвку обратно. Теперь ему не нужно ходить.

В качестве зажима может использоваться любая модель, способная работать подобным образом. Благодаря своей форме, лучше всего для этой цели подходит Croll.

Автоматическая перезарядка на наклонной верёвке
Если верёвка, которую нужно вытягивать или натягивать, от края объекта уходит вниз под большим углом, процесс перезарядки можно автоматизировать.

К верхнему отверстию Croll подвешивается груз. Это может быть связка стальных карабинов или молоток. Вес груза должен быть достаточным для того, чтобы зажим поехал вниз:

Чтобы зажим легче сползал, ему можно помочь верёвкой, отправляя в сторону зажима волну. Как минимум, нужно сделать так, чтобы верёвка зажиму не мешала.

Этот способ хорошо работает при натяжении наклонной базы после спуска человека выдачей базы. Его можно применять в начальной стадии натяжения горизонтальной базы, пока она висит с сильным провисом.

Перезарядка с помощью шеста
Если полиспаст нужно перезаряжать за краем объекта, но способ с грузом не работает, можно использовать шест. В качестве шеста подойдёт любая длинная палка:

Если пользоваться шестом приходится часто, лучше приспособить для этой цели разборную алюминиевую конструкцию. Например, часть каркаса туристической палатки или лавинный щуп:

На конец щупа нужно приделать крючок, который будет легко зацепить за зажим при его отталкивании от края объекта.

Готовый полиспаст как элемент снаряжения

_____________________________________________________________________

Полиспаст 3:1 с фиксатором обратного хода Grigri II, сделанный из 6-метровой верёвки диаметром 8-9 мм, заранее собранный и в увязанном виде переносимый на обвязке:

Полиспасты. Назначение и устройство | ПроИнструмент

Полиспастами называют систему, образуемую подвижными и неподвижными блоками, которые соединяются между собой канатными (реже – цепными) передачами. Известные ещё в античные времена, полиспасты и сейчас являют собой устройство, без которого не может функционировать подъёмно-транспортная техника. По сути, за тысячелетия не очень изменились и составляющие этого механизма. Полиспасты, их назначение и устройство – вопросы, важные для эффективного использования всех конструкций механизмов подъёма.

Устройство полиспаста и условия его работы

Основная область применения полиспастов – стреловые механизмы кранов. Всё многообразие полиспастов может быть сведено к двум требованиям: либо увеличить силу (силовые полиспасты), либо поднять скорость (скоростные полиспасты). В подъёмных кранах чаще используются первые, а подъёмниках – вторые. Таким образом, схемы скоростных и силовых полиспастов взаимно обратные.

В состав полиспаста входят следующие составляющие:

1. Блоки с неподвижными осями
2. Блоки с подвижными осями.
3. Обводные блоки.
4. Обводочные барабаны.

Все вышеперечисленные элементы располагаются преимущественно в вертикальной компоновке, причём место размещения барабана зависит от наличия обводных блоков: сверху, если такие блоки отсутствуют, и снизу – если присутствуют.

Количество блоков с неподвижными осями всегда на один меньше, чем с подвижными. При этом общее количество блоков определяет (для силовых полиспастов) кратность увеличения суммарного усилия на механизме. Количество обводных блоков определяется размерами узла: с увеличением числа таких блоков усилие также увеличивается.

Силовые полиспасты, назначение и устройство которых характеризуется несколькими параметрами, важнейшим из которых является нагрузка, развиваемая в подъёмном механизме. Она увеличивается с увеличением расчётной грузоподъёмности крана, кратности устройства (количества ветвей каната, на которых подвешен груз) и КПД блока. КПД учитывает потери на трение в осевых опорах, а также потери, определяемые жёсткостью каната или цепи.

Полиспастов может быть несколько, тогда суммарная нагрузка на блок пропорционально уменьшается. Одинарные полиспасты конструктивно проще, но и наименее эффективны. В них один конец неподвижно закрепляется на неподвижном элементе, а второй – на барабане. При этом угол отклонения весьма ограничен из-за опасности схода каната с блока. Наличие обводного блока существенно улучшает условия работы механизма: нагрузка становится симметричной, что снижает износ каната, и увеличивает допустимую скорость вращения блоков. Устойчивость действия полиспаста зависит также от расстояния между обводным и основными блоками. С увеличением этого параметра надёжность полиспаста как функционального узла возрастает, хотя одновременно увеличивается (из-за наличия соединительной оси) и его сложность.
Другими схемами полиспастов, применяемых на практике, являются:

• Сдвоенные трёхкратные, когда в схеме присутствует три рабочих блока и два обводных;
• Сдвоенные трёхкратные, снабжённые уравнительной траверсой. Вариант используется в грузоподъёмной технике, которая эксплуатируется в тяжёлых и особо тяжёлых условиях.

Эксплуатационные характеристики полиспастов и их выбор

На эффективность, которой обладают полиспасты, на их назначение и устройство в конкретном механизме влияние оказывают следующие факторы:

1. Грузоподъёмность основного механизма, в составе которого работают данные узлы.
2. Количество обводных блоков: с ростом их числа потери на трение возрастают.
3. Углы отклонения канатов от средней плоскости барабана.
4. Диаметры блоков.
5. Диаметр каната/высота цепи.
6. Материал каната.
7. Характер опор (в подшипниках качения или скольжения).
8. Условия смазки всех осей полиспаста.
9. Скорость вращения блоков или перемещения тяговых канатов (в зависимости от назначения устройства).

Наибольшие потери в полиспастах связаны с условиями трения. В частности, КПД рассматриваемых механизмов, которые работают в подшипниках скольжения, в зависимости от условий их эксплуатации, составляет:

• При неудовлетворительной смазке и при повышенных температурах — 0,94…0,54;
• При редкой смазке – 0,95…0,60;
• При периодической смазке — 0,96…0,67;
• При автоматической смазке – 0,97…0,74.

Меньшие значения соответствуют полиспастам с максимально возможной кратностью. Потери на трение для узлов, которые работают в подшипниках качения, гораздо ниже, и составляют:

• При недостаточной смазке и высоких температурах эксплуатации – 0,99…0,83;
• При нормальных рабочих температурах и смазке – 1,0…0,92.

Таким образом, применяя современные антифрикционные покрытия контактной поверхности блоков, можно практически исключать потери на трение.

Углы отклонения каната, располагающегося на блоке/блоках полиспаста, определяют не только износ канатов и блоков, но и безопасность производственного персонала грузоподъёмного устройства. Объясняется это тем, что при превышении допустимых показателей сход каната с блока чреват производственной аварией. На данный параметр влияют материал канатов, профиль канавки барабана, а также направление навивки.
Материалами канатов чаще всего служат типы ТЛК-О по ГОСТ 3079, ЛК-Р по ГОСТ 2688 и ТК по ГОСТ 3071. Третий тип имеет наименьшую жёсткость (не более 1,7), что положительно сказывается на предельно допустимом угле отклонения каната на полиспасте. Соответственно для канатов двух первых типов жёсткость достигает 2.

Нормальными углами отклонения от оси полиспаста считаются углы 7,5…2,5⁰ (меньшие значения принимаются для максимальных соотношений диаметра блока к диаметру каната). Вообще при проектировании данных устройств это соотношение всегда стараются выбирать в диапазоне значений 12…40. Допустимый угол отклонения канатов из маложёстких материалов меньше: до 6,5…2⁰.

ГОСТ допускает увеличение предельного отклонения, по сравнению с рекомендуемым не более, чем на 10…20% (зависит от режима работы грузоподъёмной техники). На уравнительном блоке допустимые углы отклонения могут увеличиваться, но не более, чем в 1,5 раза.

Для снижения углов отклонения на барабанах полиспастов изготавливают профильные канавки, причём угол их направления зависит от направления навивки. Поэтому барабаны в механизмах современной конструкции всегда выполняют с крестовым профилем, пригодным под оба типа навивки.

Запасовка полиспастов

Запасовка – технологическая операция изменения расположения основных грузовых блоков полиспаста, а также расстояний между ними. Целью запасовки является изменение скорости или высоты подъёма грузов путём определённой схемы прохождения канатов по блокам устройства.

Схемы запасовки определяются типом грузоподъёмной техники. Известно, в частности, что механизмы изменения вылета стрелы различны для ручной или электротали – с одной стороны, и для кранов – с другой. Поэтому для лебёдок запасовка производится изменением расположения оси направляющего блока, и предназначается только для изменения длины вылета стрелы. В грузовых кранах запасовкой исправляют возможную криволинейность перемещения груза. Кроме грузовых канатов, запасовку применяют также и для канатных устройств перемещения рабочей тележки.

Различают следующие схемы запасовок:

1. Однократная, которая применяется для грузоподъёмных механизмов стрелового типа с гуськом. Крюк при этом подвешивается на одной нитке каната, последовательно проводится через все неподвижные блоки, после чего наматывается на барабан. Такой способ запасовки наименее эффективен.
2. Двухкратная, которая может быть применена на кранах, как с подъёмной, так и балочной стрелой. В первом случае неподвижные блоки располагаются на головке стрелы, а противоположный конец каната закрепляется в грузовой лебёдке. Во втором случае один из концов каната закрепляют на корне стрелы, а второй последовательно пропускают через обводной барабан, блоки крюковой подвески, стреловые блоки, блоки оголовка башни и затем подводят к грузовой лебёдке.
3. Четырёхкратная, используемая для механизмов большой грузоподъёмности. Здесь реализуется одна из схем, описанных выше, но отдельно по каждому из блоков крюковой подвески. Две рабочих ветви каната при этом направляются на блоки рабочей стрелы. Соединение смежных полиспастов производится через дополнительный неподвижный блок, который устанавливается на стойке платформы поворота крана.
4. Переменная, суть которой состоит в изменении грузоподъёмности крана. При таком виде запасовки (она может быть и двух-, и четырёхкратной) возможно соответствующее увеличение массы поднимаемого груза. Для этого в подвижные блоки дополнительно устанавливают по одной или две подвижных обоймы. Удержание обойм производит сам грузовой канат из-за разницы в усилиях, которые создаются наличием крюковой подвески. Изменение кратности запасовки выполняется опусканием крюковой подвески на опору при продолжающемся сматывании каната.

Двух- и особенно – четырёхкратная запасовка позволяет производить безопасный подъём груза, который практически вдвое превышает тяговое усилие, развиваемое лебёдкой. При этом проворот канатов под нагрузкой исключается, что существенно снижает их износ.

Устройство, принцип работы и виды полиспастов, обзор систем

Полиспастами называют систему, образуемую подвижными и неподвижными блоками, которые соединяются между собой канатными (реже – цепными) передачами. Известные ещё в античные времена, полиспасты и сейчас являют собой устройство, без которого не может функционировать подъёмно-транспортная техника.

По сути, за тысячелетия не очень…

Полиспасты. Назначение и устройство

Полиспастами называют систему, образуемую подвижными и неподвижными блоками, которые соединяются между собой канатными (реже – цепными) передачами. Известные ещё в античные времена, полиспасты и сейчас являют собой устройство, без которого не может функционировать подъёмно-транспортная техника. По сути, за тысячелетия не очень изменились и составляющие этого механизма. Полиспасты, их назначение и устройство – вопросы, важные для эффективного использования всех конструкций механизмов подъёма.

 

Устройство полиспаста и условия его работы

Основная область применения полиспастов – стреловые механизмы кранов. Всё многообразие полиспастов может быть сведено к двум требованиям: либо увеличить силу (силовые полиспасты), либо поднять скорость (скоростные полиспасты). В подъёмных кранах чаще используются первые, а подъёмниках – вторые. Таким образом, схемы скоростных и силовых полиспастов взаимно обратные.

В состав полиспаста входят следующие составляющие:

1. Блоки с неподвижными осями
2. Блоки с подвижными осями.
3. Обводные блоки.
4. Обводочные барабаны.

Все вышеперечисленные элементы располагаются преимущественно в вертикальной компоновке, причём место размещения барабана зависит от наличия обводных блоков: сверху, если такие блоки отсутствуют, и снизу – если присутствуют.

Количество блоков с неподвижными осями всегда на один меньше, чем с подвижными. При этом общее количество блоков определяет (для силовых полиспастов) кратность увеличения суммарного усилия на механизме. Количество обводных блоков определяется размерами узла: с увеличением числа таких блоков усилие также увеличивается.

Силовые полиспасты, назначение и устройство которых характеризуется несколькими параметрами, важнейшим из которых является нагрузка, развиваемая в подъёмном механизме. Она увеличивается с увеличением расчётной грузоподъёмности крана, кратности устройства (количества ветвей каната, на которых подвешен груз) и КПД блока. КПД учитывает потери на трение в осевых опорах, а также потери, определяемые жёсткостью каната или цепи.

Полиспа

Полиспаст — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Крюковая подвеска с полиспастом

Полиспа́ст (др.-греч. πολύσπαστον от πολύσπαστος) — натягиваемая многими верёвками или канатами таль, грузоподъёмное устройство, состоящее из собранных в подвижную и неподвижную обоймы блоков, последовательно огибаемых канатом или цепью, и предназначенное для выигрыша в силе (силовой полиспаст) или в скорости (скоростной полиспаст)^[1][2].

Шлюпбалка с полиспастом для спуска на воду и подъёма шлюпок на борт

Определение сопротивлений в неподвижных блоках.

Скорость каната при огибании неподвижного блока не меняется. При движении каната неподвижный блок приводится во вращение силами трения, возникающими между канатами и ручьём (канавкой) блока^[2]. При этом натяжение S₂ сбегающей ветви каната будет больше натяжения S₁ набегающей ветви на сопротивление жёсткости каната и сопротивление трения в подшипниках блока:

S₂ = S₁ + W_ж + W_оп,

где:

• W_ж — сопротивление жёсткости каната, приведённое к ободу блока;
• W_оп — сопротивление в подшипниках блока, приведённое к ободу блока^[2].

В этой формуле не учтено дополнительное сопротивление трения каната о реборду блока в момент набегания и сбегания каната, возникающее при отклонении каната от плоскости блока^[2]. Вследствие жёсткости канат при набегании на блок не сразу входит в его ручей, а при сбегании не сразу приобретает прямолинейное положение^[2].

Пример схемы степенного (потенциального) полиспаста

В силовом полиспасте груз подвешивается к подвижной обойме, а тяговое усилие прикладывается к ветви каната, сбегающей с последнего из последовательно огибаемых канатом блоков. Сила натяжения каната (без учёта потерь на трение) определяется как частное от деления массы груза на кратность полиспаста (под кратностью полиспаста понимается число ветвей каната, на которые распределяется груз).

Скоростной полиспаст — по существу обращённый силовой полиспаст, то есть усилие (обычно от гидравлического или пневматического силового цилиндра) прикладывается к подвижной обойме, а груз подвешивается к сбегающему концу каната. Выигрыш в скорости при использовании такого полиспаста получается в результате увеличения высоты подъёма груза, которая равна произведению хода поршня силового цилиндра на кратность полиспаста^[1]. Во многих кранах по конструктивным соображениям механизм подъёма груза расположен не над крюковой обоймой. В этом случае появляется необходимость в установке между полиспастом и барабаном неподвижных направляющих блоков^[2]. Наибольшее применение в грузоподъёмных машинах находят:

• Одинарные силовые полиспасты. В одинарных — один конец каната закреплён на барабане, другой на неподвижной части конструкции крана или крюковой обойме, барабан имеет нарезку в одну сторону^[2].

Отношение скорости в ветви (для одинарных полиспастов) каната, набегающей на барабан, к скорости подъёма груза называют кратностью полиспаста. Её обозначают буквой «а». Недостатком схем одинарных полиспастов является нежелательное изменение нагрузки, действующей на опоры барабана при подъёме или опускании груза^[2].

• Сдвоенные силовые полиспасты. Сдвоенные: оба конца закреплены на барабане; барабан имеет нарезку в правую и левую стороны. Такие полиспасты можно рассматривать как два одинарных. Сдвоенный полиспаст имеет верхний блок, называемый уравнительным. Он предназначен для выравнивания длины ветвей каната при неравномерном их вытягивании. Уравнительный блок может быть заменён рычагом. При этом вместо одного каната устанавливаются два, что особенно выгодно в механизмах с большой кратностью, для которых требуются канаты большой длины. При чётной кратности уравнительный блок расположен на неподвижной оси, при нечётной кратности — на подвижной оси крюковой обоймы^[2].

• Обычно полиспаст является частью механизмов подъёма и изменения вылета стрелы подъёмных кранов и такелажных приспособлений. Самостоятельно полиспаст применяется для подъёма (опускания) небольших грузов (например, шлюпок на судах)^[1].
• Сдвоенные полиспасты имеют широкое применение в механизмах подъёма многих кранов — мостовых, консольных, козловых и других, где постоянство давлений на опоры барабана во время подъёма или спуска груза важно для обеспечения равномерной загрузки металлоконструкции моста под обоими рельсами^[2].
• Полиспаст в альпинизме. В горном туризме и альпинизме полиспаст применяется для натяжения перил и переправ, для подъёма пострадавшего (например, провалившегося в трещину). Используется система из двух схватывающих узлов или механических зажимов, например жумаров. В промышленном альпинизме этот же принцип используется в такелажных работах при подъёме конструкций. Оригинальным решением специфического альпинистского полиспаста является так называемый полиспаст Мунтера^[3].
• Степенной полиспаст применяется при электрификации железных дорог для натяжения проводов контактной сети.
• Небольшие полиспасты используются для натяжения подвесных кабелей связи и силовых кабелей, а также несущих тросов при строительстве подвесных линий по столбам и по крышам домов: мускульная сила человека обычно не позволяет натянуть большой пролёт кабеля достаточно сильно.
• Полиспаст может использоваться для вытягивания застрявшего в грунте автомобиля, если нет лебёдки.

Видеоурок: полиспаст

• Малая Советская энциклопедия / Редколл.: Б. А. Введенский (гл. ред.) и др.— М.: БСЭ, 1959. — Изд. 3-е. — 310 000 экз.
• Платонов П. Н., Куценко К. И. Подъёмно-транспортные и подъёмно-разгрузочные устройства. М., 1972
• Александров М. П. Подъёмно-транспортные машины. М., 1985

назначение и устройство, сделать своими руками механизм для подъема грузов

Слесарно-монтажный инструмент

Поднимать тяжелые грузы на высоту, пусть даже не очень большую – задача для человека очень сложная. Однако придумано достаточно много различных механизмов и приспособлений, облегчающих этот процесс. К числу таких механизмов в обязательном порядке следует отнести полиспаст. В нашей статье подробнее поговорим об этом устройстве, а также расскажем о технологии создания полиспаста дома.

1

Как можно упростить подъем грузов

Полиспаст представляет собой систему, которая состоит из неподвижных и подвижных блоков, соединенных друг с другом цепными или канатными передачами. Это устройство было изобретено очень давно, ведь еще древние греки и римляне пользовались аналогичными механизмами. За последующие тысячелетия составляющие данного аппарата и его предназначение практически не изменились. На сегодняшний день это устройство используется практически в первозданном виде, лишь с небольшими изменениями.

Схема работы полиспаста

Полиспасты применяются в основном в стреловых механизмах строительных кранов. К полиспастам, несмотря на все их многообразие, предъявляют два основных требования: увеличение скорости (за это отвечают скоростные механизмы) и увеличение силы (так называемые силовые полиспасты). В подъемниках обычно используются первые, тогда как вторые нашли применение в подъемных кранах. Следует отметить и тот важный факт, что схемы силовых и скоростных устройств являются практически полностью взаимно обратными.

Обычный полиспаст представляет собой устройство, основными компонентами которого являются:

• система блоков с подвижными осями;
• блоки с неподвижными осями;
• обводочные барабаны;
• обводные блоки.

За счет эффективного взаимодействия блоков и веревок появляется возможность существенно выиграть в силе. В силе мы выигрываем во столько раз, во сколько раз проигрываем в длине. Это одно из фундаментальных правил механики, благодаря которому обычный человек может с легкостью поднимать тяжелые массы, затрачивая минимум физических усилий.

Гораздо выгоднее приобрести данный прибор или сделать его самостоятельно, нежели брать в аренду подъемные краны или аналогичные механизмы. Особенность устройства заключается в том, что одна из сторон, которую закрепляют на грузе, находится в подвижном состоянии, тогда как вторая сторона, крепящаяся к опоре, является статичной. Именно подвижные блоки обеспечивают такой существенный выигрыш в силе. Статические же блоки требуются для контроля траектории движения веревки и самого груза.

Существуют различные виды полиспастов, которые отличаются по кратности, четности и сложности. Показатель кратности определяет, во сколько раз вы выиграете в силе, используя данное приспособление. Так, покупая механизм с кратностью 6, вы теоретически имеете выигрыш в силе в 6 раз.

2

Простые и сложные полиспасты – разбираемся в их конструкции

Для начала поговорим о простых механизмах. Получить такое устройство можно, добавив блоки на груз и опору. Четный полиспаст – это устройство, в котором веревка прикрепляется к опоре. Если же требуется нечетный, то веревка устанавливается на подвижной точке поднимаемого предмета. Добавление блока увеличивает кратность прибора на два пункта.

Полиспаст простой и сложный

Так, чтобы вручную сделать полиспаст для обычной лебедки, кратность которого составляет 2, достаточно использовать только один подвижный блок, крепящийся к грузу. Веревка же при этом крепится на опоре. В результате мы будем иметь четный полиспаст с кратностью 2. Сложные полиспасты включают несколько простых механизмов. Естественно, такое устройство дает существенно больший выигрыш в силе, который можно рассчитать путем перемножения кратностей каждого из используемых полиспастов. При этом не стоит забывать о силе трения, из-за действия которой происходит небольшая потеря в мощности устройства.

Есть несколько способов уменьшить силу трения веревки. Самый эффективный заключается в том, чтобы использовать ролики как можно большего радиуса. Ведь чем больше радиус, тем сила трения оказывает меньше воздействия на веревку и подъемный механизм в целом.

3

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.

4

Запасовка – изучаем самые популярные схемы

Данная технологическая операция предназначена для изменения расстояния между блоками, а также для изменения положения указанных блоков. Необходимость запасовки обусловлена изменением высоты или скорости подъема предметов посредством установки конкретной схемы прохождения веревки по блокам и роликам механизма.

Используемая схема во многом зависит от типа грузоподъемного прибора. Запасовка для лебедок проводится только с целью изменения длины вылета стрелы. Выполняется же она путем изменения взаимного расположения направляющих блоков. Очень часто такую операцию проводят в грузовых кранах, где она требуется для предотвращения такого эффекта, как криволинейность перемещения тяжестей.

Запасовка полиспаста

Запасовки, в зависимости от используемых схем, подразделяются на следующие категории:

• Однократная. Такой тип нашел применение в грузоподъемных кранах стрелкового типа, где крюк необходимо подвести на одной веревке каната. После этого требуется последовательно проводить статические блоки. В финальной стадии крюк наматывается на барабан. Как показывает практика, данный тип запасовки является самым неэффективным.
• Двухкратная. Этот тип применяется в кранах, которые оборудованы балочной и подъемной стрелой. В этом случае требуется неподвижные блоки установить на головке стрелы, тогда как на грузовой лебедке крепится другой конец веревки.
• Четырехкратная. Востребована среди полиспастов, которые используются для поднятия предметов огромной массы. Обычно применяют одну из схем запасовки, которые были описаны ранее, с той лишь разницей, что они используются отдельно для каждого блока крюковой подвески.

5

Делаем полиспаст из бумажных стаканов и шестеренок

Устройства, используемые в строительстве, отличаются большой сложностью, что и логично, ведь здесь требуется поднимать большие грузы на достаточно большую высоту. Разобраться в их конструктивных особенностях бывает весьма проблематично. Чего нельзя сказать о домашних полиспастах, которые применяются в быту. Они настолько просты и понятны, что соорудить полиспаст своими руками сможет любой человек. Для этого нам потребуются следующие приспособления:

1. 1. несколько стаканов из бумаги;
2. 2. ножницы;
3. 3. шнурок или крепкая нить, выступающая в качестве веревки;
4. 4. пластилин;
5. 5. пластиковые вешалки.

В первую очередь потребуется сделать корзину, в которой будет перемещаться груз. Для этих целей будем использовать бумажные стаканы, через которые продеваем веревку. Сам же полиспаст собираем из вешалок. Веревку или нить фиксируем на верхней части вешалки, после чего несколько раз наматываем на перекладину. Полученную из стаканов корзинку следует подвесить на нижней вешалке за крючок. В принципе, на этом сбор полиспаста можно считать оконченным. Для поднятия грузов достаточно лишь правильно пользоваться механизмом. Для этого понадобится тянуть за свободный конец нитки, что приведет к соединению вешалок. Теперь можно попробовать поднять тяжелые предметы на высоту.

Существует еще один способ изготовления полиспаста своими руками, который несколько сложнее, но отличается большей эффективностью и надежностью конструкции. Здесь нам потребуются подшипники, шестеренка, крючок, тросы с блоками, а также резьбовая шпилька. Сначала на шпильке закрепляем подшипники, после чего устанавливаем шестеренку на конец шпильки, чтобы было удобнее и проще пользоваться самодельным полиспастом. Остается только перекинуть трос через шестеренки и закрепить его, свободный же конец будет оборудован крюком, который необходим для подъема предметов.

Напоследок напомним, что при работе с любыми полиспастами, купленными в магазине или сделанными дома, обязательно следует помнить о технике безопасности. Необходимо тщательно проверить конструкцию на прочность и целостность. Сами же грузы следует поднимать плавно и осторожно, не располагаясь в этом время под подвешенным предметом.

Полиспасты для работы на высоте. Часть 1. – АльпПро

В основу статьи легла работа «Полиспасты для спасательных работ» Федора Фарберова. Основной акцент в этой статье – подъём и перемещение грузов, массой до 100 кг. Свыше этой массы необходимо пользоваться другой специальной техникой и другим оборудованием и системами. В статье задействованы технические материалы фирмы PETZL.
Материал не является исчерпывающим и не претендует на роль истины в единой инстанции. Это всего лишь практические рекомендации по использованию систем полиспастов при выполнении различных работ на высоте.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

Что такое полиспаст

Это система, состоящая из нескольких подвижных и неподвижных блоков соединённых веревкой или тросом, позволяющая проигрывая в расстоянии, получить значительный выигрыш в прикладываемом усилии, в несколько раз меньшим, чем вес груза. Предназначен для поднятия, опускания, перемещения груза, а также для организации анкерных линий. Полиспаст – от греческого “поли”, что означает “много”, а “спао” – “тяну”)
Теоретически выигрыш – теоретическая величина возможного усилия, развиваемая полиспастом без учёта потери от трения о различные части системы. Берётся за основу для простоты расчёта величины полиспаста.
Фактический выигрыш – величина усилия, развиваемая системой полиспаста при вычете всех препятствующих сил, влияющих на её эффективность.

Виды полиспастов

Комплексный (обратный) полиспаст – система последовательно расположенных блоков либо их комбинация (простой и сложный). Характеризуется обязательным наличием блока, двигающегося к грузу.
Простой полиспаст – система с последовательным расположением подвижных и неподвижных блоков.
Сложный полиспаст – это система, в которой один простой полиспаст, тянет за другой простой полиспаст.

Конструктивные особенности полиспастов

Анкер – место прикрепления начала полиспаста и неподвижных блоков.
Подвижный блок – блок, расположенный на грузе либо встроен в систему полиспаста, но всегда двигается навстречу или от груза. Всегда даёт двукратный выигрыш в силе.
Неподвижный блок – блок, закреплённый неподвижно в анкерной точке, необходим для изменения направления прилагаемого усилия. Не даёт выигрыша в усилие.
Рабочая длина полиспаста – расстояние от анкера до ближайшего к грузу элемента (схватывающего узла, зажима , блока ). Чем длиннее эта величина, тем большее расстояние может пройти груз за один рабочий ход полиспаста.
Рабочий ход полиспаста – расстояние которое проходят все элементы системы до любого соприкосновения с другими элементами. Рабочий ход зависит от вида полиспаста, от его рабочий длинны и оттого, насколько плотно полиспаст «складывается» – то есть насколько близко первый к грузу элемент подтягивается к анкеру при полностью выбранной веревке.
Перестановка системы – необходимые манипуляции для возвращения полиспаста на его рабочую длину после того как он «сложился». Это может быть перестановка схватывающих узлов (зажимов) и другие действия.

ВИДЫ ПОЛИСПАСТОВ В ДЕТАЛЯХ
Простые полиспасты
Основа полиспаста: если закрепить верёвку на анкерной точке и пропустить через блок на грузе, то для поднятия груза необходимо усилие в 2 раза меньше чем его масса. Ролик движется вместе с грузом вверх. Для того чтобы поднять груз на 1 метр необходимо протянуть через ролик 2 метра веревки. то схема самого простого полиспаста 2:1.

Если закрепить веревку на грузе, перекинуть её через блок, закрепленный на анкерной точке и потянуть вниз, то для поднятия груза необходимо приложить усилие равное массе груза, а для того чтобы поднять груз на 1 метр необходимо протянуть через блок 1 метр веревки.
Во сколько раз выигрываем в усилии – во столько же раз проигрываем в расстоянии.

Расчёт усилия в простом полиспасте
Для простоты расчёта теоретического выигрыша полиспаста, принято пользоваться «Т – методом» (от англ. Tension – натяжение).

Теоретический выигрыш в простом полиспасте равен количеству прядей, идущих от груза вверх. Если подвижные блоки закреплены не на самом грузе, а на веревке, идущей от груза, то пряди считаются от точки закрепления блоков.
В простых полиспастах, каждый подвижный ролик (закрепленный на грузе), добавленный в систему дает двукратный теоретический выигрыш. Добавочное усилие складывается с предыдущим.

Виды простых полиспастов
Продолжая добавлять подвижные и неподвижные блоки, мы получим так называемые простые полиспасты разных усилий. В зависимости от того, где закреплен конец рабочей веревки (на анкере или на грузе) простые полиспасты подразделяются на четные и нечетные.

• • Если конец веревки закреплен на анкерной точке, то все последующие полиспасты будут чётные: 2:1, 4:1 и т.д.
  • Если конец грузовой веревки закреплен на грузе, то будут получаться нечётные полиспасты: 3:1, 5:1 и т.д.

Преимущества простых полиспастов	Недостатки простых полиспастов
Просты и понятны в сборке и в работе.	Для организации полиспастов с большими ТВ требуется много снаряжения
Рабочий ход близок к рабочей длине полиспаста.	Сложный переход от подъема к спуску.
При достаточном количестве людей, простые полиспасты 2:1 и 3:1 дают самую большую скорость подъема.	Сложно пропускать узлы через систему.
Можно организовать автоматическую систему фиксации веревки	Большое количество блоков и используемой верёвки при схемах больше 4:1, а следовательно, большие общие потери на трение.
Не требуется дополнительная веревка.
Удобно использовать при небольшой рабочей площадке

Нецелесообразно из-за трения, в простом полиспасте применять схемы больше чем 5:1.

Полиспасты сделанные из дополнительной веревки.
На практике чаще всего бывает ситуация когда к рабочей верёвке прикрепляется полиспаст, сделанный из отдельной верёвки. В первую очередь это связанно с экономией снаряжения. В такой схеме требуется фиксация обратного хода. Прикрепляется полиспаст к рабочей веревке схватывающим узлом или зажимом.

Преимущества простых полиспастов из отдельной верёвки	Недостатки простых полиспастов из отдельной верёвки
Быстрота организации за счет того, что полиспаст может быть собран заранее.	Невозможно организовать автоматическую фиксацию рабочей веревки.
Возможность использования рабочей веревки на всю длину.
Облегчается переход от подъема к спуску и наоборот.
Облегчается пропуск узлов через систему.

Сложные полиспасты
При создании сложного полиспаста могут быть соединены 2, 3 и более простых полиспастов. Для расчета теоретического выигрыша в усилии при использовании сложного полиспаста необходимо умножить значения простых полиспастов, из которых он состоит.

Расчёт усилия в сложных полиспастах
Расчет усилия каждого из простых полиспастов, входящих в состав сложного производиться по правилу простых полиспастов. Схема 6:1 складывается так 2:1 тянет за 3:1 получается 6:1. А 3:1 тянет за 3:1 и получается 9:1.

Преимущества сложных полиспастов	Недостатки сложных полиспастов
Позволяют создать полиспасты больших усилий.	Сложнее в организации.
Экономят снаряжение	Маленький рабочий ход полиспаста
Требуется много перестановок и «растяжения» полиспаста
Малая скорость подъёма

Практические советы по работе со сложными полиспастами:
Для того чтобы сложный полиспаст более полно складывался при каждом рабочем ходе, и требовалось меньше перестановок, необходимо разнести станции простых полиспастов, входящих в состав сложного.

Комплексные полиспасты
Во всех приведенных выше конструкциях полиспастов веревку необходимо тянуть в сторону анкерной точки. На практике всегда удобнее тянуть от анкерной точки, потому что можно воспользоваться противовесом. Для того чтобы тянуть вниз встёгивают дополнительный неподвижный блок. Но он не даёт выигрыша в силе, и потери на трение в такой схеме, могут свести на нет все преимущества оттяги вниз. Отличительная особенность комплексных полиспастов – наличие в системе роликов движущихся навстречу грузу. Комплексные полиспасты также бывают простыми и сложными.
Недостатки такие же как и у основных сложных полиспастов:

• • Полиспасты не складываются полностью,
  • Имеют малый рабочий ход и требуют много перестановок.

Расчёт усилия в комплексных полиспастах
Расчёт теоретического выигрыша в комплексных полиспастах отличается от основных. 3:1(простой)= 1Т+2Т
5:1(сложный)= 1Т+1Т+ЗТ (или как ещё принято считать 5:1= 2Т*ЗТ-1Т)
7:1(сложный)= 2Т*ЗТ+1Т

Составные полиспасты
В тех случаях, когда усилия собранного полиспаста недостаточно, а длины тянущей веревки не хватает для сборки более мощной схемы, может помочь дополнительный полиспаст 2:1, присоединенный к грузовой веревке схватывающим узлом или зажимом.
Добавив схему 2:1 к любому полиспасту вы автоматически получите 2-х кратный теоретический выигрыш в усилии.

Расчёт теоретического выигрыша у них производится по принципу сложных или комплексных, в зависимости от конструкции полиспаста.

Продолжение следует…

Источник: http://www.iqsa.org/
Автор: Копытин Александр

Показать все записи

Старшая

Каска, пуля и арбуз… или… болт летит со скоростью стрелы

назначение и устройство, их кратность

Введение

Полиспаст – это подъемная конструкция, которая была изобретена еще во времена великого мыслителя Архимеда. Сейчас нельзя точно установить, кто был тем самым гением, но уже упомянутый философ также прикладывал свою руку к развитию этой конструкции. Иначе еще называют системой блоков, из-за основного назначения и имеющихся в то время противовесов, в виде блоков известняка.

Блоки и полиспасты, назначение и устройство которых сейчас для обычного человека, привыкшего к высоким технологиям, выглядит довольно примитивно. Но стоит учесть тот факт, что именно благодаря этому механизму были построены великие исторические сооружения, такие как пирамиды, Пантеон, Колизей и тому подобные. Но технология не осталась на страницах учебников, а продолжала свое развитие, адаптируясь под появляющуюся технику и нужды людей.

Описание и устройство полиспастов

Сама по себе конструкция представляет устройство для поднятия грузов с использованием специальных блоков соединения и канатами между ними. Используя правило рычага и силу трения конструкция приходит в действие увеличивая силу или скорость подъема объекта. Имеются разные типы полиспастов, которые различаются по количеству блоков, канатных соединений, грузоподъемности и прочим конфигурациям.

Система в свою очередь состоит из подвижных и неподвижных элементов, по которым проведены канаты, создающие натяжение и обеспечивающие транспортировку груза. Неподвижный элемент представляет собой основную конструкцию, которая крепится к технике или статичной планке, а подвижный элемент присоединяется к грузу. Поэтому первый должен быть способен выдержать большое давление, а второй равномерно его распределить.

Нижний или подвижный блок обычно оснащен специальным креплением, в виде крюка, мощного магнита, карабина и так далее. Верхний блок имеет специальные ролики, по которым проводится канат и от количество роликов зависит оказываемое давление на каждый канат в отдельности. А это означает что для подъема больших тяжелых грузов требуется соответствующие количество роликов и рабочих ветвей.

В видео рассказывается и демонстрируется, как работает полиспаст, а также раскрываются его преимущества

Назначение

Учитывая тот факт, что этому изобретение больше двух тысяч лет, оно применялось для выполнения невообразимого количество работ и задач. За частую это строительная сфера, где полиспасты используются в подъемных кранах, лебедках и тому подобное. Также механизму нашли применения на суднах, для спуска и подъема спасательных шлюпок. Некоторое время использовался в первых прототипах лифта, до появления гидравлических и электрических приводов.

Полиспасты, назначение и устройство, кратность их менялось и находило применение в спорте, а именно, в скалолазание и других экстремальных занятиях на больших высотах. Также долгое время спасательные отряд в горных местностях были оснащены устройствами, чтобы вытаскивать пострадавших из труднодоступных мест. Еще часто можно встретить использование блоков в электрических проводках, а точнее для создания натяжения кабельной сети.

Разновидности полиспастов

Все полиспасты можно разделить на две категории:

Исходя из названия определяется и основе назначение каждого вида. Первый самый распространённый и используется для поднятия грузов, в точности, каким и был изобретен. Скоростной вариант — это видоизменённая конструкция, где большие усилия направлены на увеличение скорости транспортировки. По этому принципу создаются канатные дороги на горнолыжных курортах.

Кроме этого различие заключается в количестве роликов и рабочих ветвей, а также прочими модификациями. К конструкции может быть подключен электрический привод и стоппер. Еще разница заключается в материала каната, ведь он может быть представлен в виде:

• металлического каната;

• железной цепи;

• электрического кабеля.

В строительной технике чаще всего используется второй вариант, из-за прочности материала. Веревочные канаты используются чаще всего в туризме, спасательных операциях и так далее. Использование железной цепи встретить можно очень редко, это узконаправленные разновидности для определенных работ.

Подъемник с в домашних условиях

Порой в быту появляется нужда в поднятии тяжелого груза, но не у всех людей есть возможность подогнать к порогу строительный кран, от чего приходится выкручиваться. И тут на помощь как раз сможет прийти система блоков. Полиспасты, назначение и устройство которых может показаться довольно сложной в конструировании, но при должной подготовки, создание такой конструкции в домашних условиях не составит проблем. Все производится в четыре этапа:

• Расчеты. Они производятся с учетом ваших целей и задач, а именно, параметры рабочего помещение, наличие в нем ограничений, вес груза и расстояние на которое нужно произвести транспортировку. Нужно зафиксировать все эти данный для составления чертежа и выбора конструкции.

• Создание чертежа. Если в этом деле нет опыта, то лучше обратится к человеку с опытом и инженерным образованием, который сможет сократить время на создание модели на бумаге. Если помощи взять неоткуда, то лучше обратится в интернет и посмотреть рабочие чертежи базовых конструкций. Каждая из типов будет эффективна в определённых условиях, замеры которых вы сделаете ранее.

• Подбор материалов. Подбор стоит начинать уже на первых этапах, а именно отталкиваться от уже имеющих вещей и тех, что можно приобрести. От вашего чертежа и расчетов зависит, какие детали будут нужны и какой материал лучше использовать. Покупайте в силу своего бюджета и с заделом на дальнейшее использование. Сильно экономить не стоит, иначе конструкция может подвести в самый ответственный момент.

• Конструирование. Этот шаг самый простой из всех, потому что здесь нужно лишь соблюдать план и делать на совесть.

При определённой сноровке и подготовленности может получится очень добротная рабочая модель, которая не будет уступать строительным аналогам. Но если задачи не слишком амбициозные, то сильных затрат это не потребует. Для надежности можно в создании использовать уже готовый части из строительных полиспастов.

Заключение

Полиспасты просты в устройстве, но их назначение важно, потому что благодаря им можно изводить сложнейшие грузоподъемные манипуляции. Строительство зданий, проведение линий электрических кабелей, установка фуникулера или спасательная операция, в любой из этих ситуациях надежность исполнения может гарантировать система блоков.