1. Яким чином ми спрощуємо підйом вантажів?
2. Як працює проста конструкція блоків?
3. Складна система блоків - як розрахувати виграш в силі?
4. Мотузка та її роль в роботі поліспаста
5. Способи кріплення мотузки до складського механізму
6. Створюємо найпростіший підйомний механізм своїми руками

Для підйому великих вантажів людина не дуже сильний, але він придумав безліч механізмів, які спрощують цей процес, і в цій статті ми обговоримо поліспасти: призначення і пристрій таких систем, а також спробуємо зробити найпростіший варіант такого пристосування своїми руками.

Яким чином ми спрощуємо підйом вантажів?

Вантажний поліспаст - це система, що складається з мотузок і блоків, завдяки якій можна виграти в ефективній силі при втраті в довжині. Принцип досить простий. У довжині ми програємо рівно стільки, у скільки разів виявився виграш в силі. Завдяки цьому золотому правилу механіки можна піднімати вантажі великої маси, не докладаючи при цьому великих зусиль. Що в принципі не так критично. Наведемо приклад. Ось ви виграли в силі в 8 разів, при цьому вам доведеться витягнути мотузку довжиною в 8 метрів, аби підняти об'єкт на висоту 1 метр.

Застосування таких пристосувань обійдеться вам дешевше, ніж оренда підйомного крана, до того ж, ви можете самі контролювати виграш в силі. У поліспаста є дві різні боки: одна з них нерухома, яка кріпиться на опорі, а інша - рухома, яка чіпляється на сам вантаж. Виграш в силі відбувається завдяки рухомим блокам, які кріпляться на рухомий стороні поліспаста. Нерухома частина служить тільки для зміни траєкторії руху самої мотузки.

Види поліспастів виділяють за складністю, парності і кратності. За складністю є прості і складні механізми, а кратність позначає множення сили, тобто, якщо кратність буде дорівнює 4, то теоретично ви виграєте в силі в 4 рази. Також рідко, але все ж застосовується швидкісний поліспаст, такий вид дає виграш в швидкості переміщення вантажів при дуже малій швидкості елементів приводу.

Як працює проста конструкція блоків?

Розглянемо для початку простий монтажний поліспаст. Його можна отримати при додаванні блоків на опору і вантаж. Щоб отримати непарний механізм, необхідно закріпити кінець мотузки на рухомий точці вантажу, а щоб отримати парний, то кріпимо мотузку на опорі. При додаванні блоку отримуємо +2 до сили, а рухома точка дає +1, відповідно. Наприклад, щоб отримати поліспаст для лебідки з кратністю 2, необхідно закріпити кінець мотузки на опорі і використовувати один блок, який кріпиться на вантаж. І у нас буде парний вид пристосування.

Принцип роботи поліспаста з кратністю 3 виглядає по-іншому. Тут кінець мотузки кріпиться на вантажі, і використовуються два ролика, один з них ми кріпимо на опорі, а інший - на вантаж. Такий тип механізму дає виграш в силі в 3 рази, це непарний варіант. Щоб зрозуміти, який виграш в силі вийде, можна скористатися простим правилом: скільки мотузок йде від вантажу, такий наш виграш в силі. Використовуються зазвичай поліспасти з гаком, на якому, власне кажучи, і кріпиться вантаж, помилково думати, що це тільки блок і мотузка.

Складна система блоків - як розрахувати виграш в силі?

Тепер дізнаємося, як працює поліспаст складного типу. Під цією назвою мається на увазі механізм, де з'єднані в одну систему кілька простих варіантів даного вантажного пристрою, вони тягнуть один одного. Виграш в силі таких конструкцій розраховується шляхом перемноження їх кратності. Наприклад, ми тягнемо один механізм з кратністю 4, а інший з кратністю 2, тоді теоретичний виграш в силі у нас буде дорівнює 8. Всі вищевказані розрахунки мають під собою грунт тільки у ідеальних систем, у яких немає сили тертя, на практиці ж справи йдуть інакше .

У кожному з блоків відбувається невелика втрата в потужності через тертя, так як вона ще витрачається саме на подолання сили тертя. Для того щоб зменшити тертя, необхідно пам'ятати: чим більше у нас радіус перегину мотузки, тим менше буде сила тертя. Найкраще використовувати ролики з великим радіусом там, де це можливо. При використанні карабінів слід робити блок з однакових варіантів, але ролики набагато ефективніше карабінів, так як на них у нас втрата становить 5-30%, а ось на карабіни ж до 50%. Також не зайвим буде знати, що найбільш ефективний блок необхідно розташовувати ближче до вантажу для отримання максимального ефекту.

Як же нам розрахувати реальний виграш в силі? Для цього нам необхідно знати ККД застосовуваних блоків. ККД виражається числами від 0 до 1, і якщо ми використовуємо мотузку великого діаметру або занадто жорстку, то ефективність від блоків буде значно нижче, ніж вказана виробником. А значить, необхідно це врахувати і скорегувати ККД блоків. Щоб розрахувати реальний виграш в силі простого типу вантажопідйомного механізму, необхідно розрахувати навантаження на кожну гілку мотузки і скласти їх. Для розрахунку виграшу в силі складних типів необхідно перемножити реальні сили простих, з яких він складається.

Мотузка та її роль в роботі поліспаста

Не варто забувати ще й про терті мотузки, так як гілки її можуть перекручуватися між собою, а ролики від великих навантажень можуть сходитися і затискати мотузку. Щоб цього не відбувалося, слід рознести блоки відносно один одного, наприклад, можна між ними використовувати монтажну плату. Слід також купувати тільки статичні мотузки, які не розтягуються, так як динамічні дають серйозний програш в силі. Для збору механізму може використовуватися як окрема, так і вантажна мотузка, приєднана до вантажу незалежно від підйомного пристрою.

Переваги використання окремої мотузки полягає в тому, що ви можете швидко зібрати або приготувати заздалегідь вантажопідйомну конструкцію. Ви також можете використовувати всю її довжину, це також полегшує прохід вузлів. З мінусів можна згадати те, що немає можливості автоматичної фіксації вантажу, що піднімається. Переваги вантажний мотузки в тому, що можлива автофіксація піднімається об'єкта, і немає необхідності в окремій мотузці. З мінусів важливо те, що при роботі складно проходити вузли, а також доводиться витрачати вантажну мотузку на сам механізм.

Поговоримо про інше ході, який неминучий, так як він може виникнути при Прихоплювання мотузки, або ж в момент зняття вантажу, або при зупинці на відпочинок. Щоб зворотного ходу не виникало, необхідно використовувати блоки, які пропускають мотузку тільки в одну сторону. При цьому організовуємо конструкцію так, що блокуючий ролик кріпиться першим від піднімається об'єкта. Завдяки цьому, ми не тільки уникаємо зворотного ходу, але також дозволяємо закріпити вантаж на час розвантаження або ж просто перестановки блоків.

Якщо ви використовуєте окрему мотузку, то блокуючий ролик кріпиться останнім від вантажу, що піднімається, при цьому фіксує ролик повинен володіти високою ефективністю.

Способи кріплення мотузки до складського механізму

Тепер трохи про кріплення вантажопідйомного механізму до вантажної мотузці. Рідко, коли у нас під рукою знаходиться мотузка потрібної довжини, щоб закріпити рухому частину блоку. Ось кілька видів кріплення механізму. Перший спосіб - за допомогою схоплюють вузлів, які в'яжуться з репшнура діаметром 7-8 мм, в 3-5 оборотів. Даний спосіб, як показала практика, є найбільш ефективним, так як схоплює вузол з 8 мм шнура на мотузці діаметром 11 мм починає сповзати тільки при навантаженні 10-13 кН. При цьому спочатку він не деформує мотузку, а через якийсь час, оплавляє оплетку і прикипають до неї, починаючи грати роль запобіжника.

Інший спосіб полягає у використанні затиску загального призначення. Час показав, що його можна використовувати на зледенілих і мокрих мотузках. Він починає повзти тільки при навантаженні в 6-7 кН і несильно травмує мотузку. Ще один спосіб полягає у використанні персонального затиску, але він є не рекомендованим, так як він починає повзти при зусиллі вже в 4 кН і при цьому рве оплетку, або навіть може перекусити мотузку. Це все промислові зразки та їх застосування, ми ж спробуємо створити саморобний поліспаст.

Створюємо найпростіший підйомний механізм своїми руками

А ось якщо механізм для вантажів потрібен терміново або на один раз, а вибирати по магазинах його немає часу і шкода грошей, ми розповімо, як зробити поліспаст своїми руками. Добре, якщо у вас в майстерні є різьбові шпильки , Підшипники, блок, трос, гак, шестерня. Знадобиться трохи часу: потрібно підшипники насадити на шпильку. Гайку від шпильки бажано зафіксувати, щоб не витрачати певну частину сил даремно на прокручування своєрідного вала. Кінець шпильки можна забезпечити шестерінкою, зробивши таким чином більш зручний ручний привід.

Через блок перекидаємо трос і кріпимо його на опорі, а ось на інший кінець чіпляємо гак, на який будемо вішати вантаж. Також на кінці троса можна зафіксувати систему строп, якщо характер вантажу не дозволить його насадити на гачок. В принципі, найпростіший варіант поліспаста готовий. Залишається приступити до роботи, дотримуючись техніки безпеки, яка однакова для всіх механізмів, як покупних, так і саморобних. Уважно перевіряйте всі елементи на цілісність перед роботою, а під час роботи не робіть різких рухів, піднімати вантаж слід плавно, і, звичайно, не варто стояти під підвішеним вантажем.