Система блоков для подъема грузов своими руками

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.

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.

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.

Источник: http://proinstrumentinfo.ru/polispasty-naznachenie-i-ustrojstvo-kratnost-shema-zapasovka/

Кран своими руками: самодельный, подъемный, как сделать, для поднятия грузов, строительства, чертежи

Многие люди интересуются, как изготовить конструкцию подъемного крана своими руками. Такое устройство может помочь при постройке дома, подсобных помещений, необходимых в хозяйстве, зернохранилища и склада для кормов.

Составление проекта

Для строительства дома необходим подъемный кран. Рассмотрим, как самостоятельно сделать конструкцию миниатюрного крана для подъема строительных грузов на высоту. Необходимо изготовить передвижное разборное устройство.

Сначала составляют и рассчитывают проект по изготовлению аппарата:

1. Основную часть конструкции представляет опорная рама. Ее устанавливают на колеса или стационарно.
2. На ходовую раму фиксируют узел вращения агрегата.
3. Стрела может поворачиваться благодаря созданию электрического или ручного управления.
4. Агрегат можно разбирать на части для удобства транспортировки.
5. Кран будет устойчивым благодаря созданию блока противовесов и стальных тросовых оттяжек.
6. Груз будет подниматься при помощи блока и лебедки.
7. Нужно собрать подъемный кран своими руками.

Чертежи

Чтобы сделать кран, прежде всего составляют схему проекта и чертежи основных узлов. Рассмотрим изготовление конструкции подъемного крана с ручным управлением.

Можно было бы сделать аппарат на электричестве, дающем возможность передвигать груз при помощи устройства на длинном тросе, как это происходит в заводских конструкциях.

Но тогда сложность изготовления узлов увеличивается, это повлечет удорожание готового изделия и увеличение времени на его создание. Поэтому остановимся на изготовлении ручной модели.

Сварка

Все соединения узлов и деталей выполняют при помощи сварки. Для этого нужен сварочный аппарат. Его можно взять на время работы над выполнением крана напрокат или купить в специализированном салоне.

Сборка конструкции

Подготовьте:

• канат;
• шайбы;
• уголки и швеллеры;
• трубу;
• болгарку;
• сварочный аппарат.

Раму следует выполнить из стального уголка 63х63х5 мм. Стрелу длиной 5 м выполняют из трубы, имеющей диаметр 55 мм. Чтобы усилить агрегат, применяют уголки размерами 30х30х3 мм.

Грузоподъемность такого самодельного крана будет около 150 кг.

Если необходимо поднимать панели с большей массой, то надо увеличить кратность полиспастов, которые являются устройством для поднятия груза.

Полиспаст изготавливают из блоков, соединяют их друг с другом тросом. Этот трос должен обматывать блоки по кругу. Полиспаст позволяет поднять панели, прилагая при этом меньшую силу, чем вес груза.

Подготовить и сделать все детали можно за 7-10 дней.

Еще 2 дня нужны на сборку механизма. Схема подъема выполнена в виде 2-кратного полиспаста. Узел поворота стрелы представляет собой 6-кратный полиспаст. Поворотную платформу изготавливают путем крепления 2 шайб. Ось заменяет болт на 30 мм.

Для уменьшения величины противовесов опорные ноги делают длиной 2 м. При радиусе поворота шайбы в 200 мм и расстоянии 2 м до противовеса в 100 кг на болт будет действовать нагрузка 1 т. Это учитывают при расчете конструкции инструмента. Выполняют расчет на устойчивость.

Принимают конструкцию за единую систему на одной опоре. Она является наименьшим расстоянием от оси вращения. На систему действуют: вес груза, противовеса и крана. Подъемный барабан создают из трубы сечением 100 мм. Его нельзя устанавливать близко к блокам. Его фиксируют ближе к шайбам.

Нужен гибкий трос сечением 5 мм. Его рабочая нагрузка равна 150 кг, а разрывающая — 850 кг. Полиспаст функционирует по принципу рычага. Для полиспаста основным показателем является его кратность (отношение всех ветвей троса к отходящим от барабана).

Если у шнура 6 частей, то тянущая сила на барабане будет в 6 раз меньше веса груза. Если канат изготовлен для поднятия 100 кг груза, то свернутый в 6 раз, он поднимет груз весом 600 кг.

Когда все системы будут готовы, нужно собрать их, согласно составленной схеме конструкции, учитывая все размеры и правила крепления узлов и деталей.

После сборки нужно смазать все системы конструкции и отдельные ее детали лизолом.

Источник: https://SpecMahina.ru/kran/svoimi-rukami-podemnyy.html

Полиспаст — это… Устройство полиспаста

Полиспаст — это механизм, с помощью которого осуществляется подъем грузов. В его состав входит одна или несколько групп блоков, огибаемых канатом. Слово «полиспаст» произошло от греческого polyspastion. Этот термин переводится как «натягиваемый несколькими канатами». функция полиспаста состоит в увеличении грузоподъёмности основного механизма.

Другими словами, это устройство дает выигрыш в силе. Однако обратным эффектом использования полиспаста является уменьшение скорости подъема. Также можно выиграть в скорости за счет проигрыша в силе. Однако подобные полиспасты применяются значительно реже. В любом случае, принцип работы устройства заключается в действии рычага.

Полиспаст — это грузоподъемный механизм, который позволяет получить силу, превышающую подъемную силу лебедки в несколько раз. Другими словами, этот механизм увеличивает грузоподъемность устройства.

Применение полиспаста позволяет поднимать тяжелый груз при помощи лебедки, имеющей небольшую грузоподъемность.

Важно помнить, что скорость подъема тяжелых конструкций уменьшится настолько, насколько будет достигнут выигрыш в грузоподъемности.

Назначение механизма

Полиспаст необходим для подъема тяжелых грузов с приложением минимума усилий. Простейшая конструкция полиспаста устроена так, что один край каната закрепляется на барабане, а на противоположном конце каната располагается подвешенный груз. Устройства, имеющие более сложную конструкцию, включают в себя несколько неподвижных и подвижных роликов.

Под каждый вес следует учитывать размеры, блоки и диаметр каната. Груз, имеющий большую массу, при подвешивании на канат увеличивает нагрузку. Для подобного механизма характерен быстрый износ. В этом случае требуется уменьшение напряжения в канате. Поэтому для подвешивания груза большой массы применяют два либо четыре каната. Также возможно использование полиспаста сложной конструкции.

Принцип работы

Человеку, никак не связанному с погрузками, название этого механизма покажется непонятным. Однако на самом деле полиспаст — это очень простой грузоподъемный механизм, соорудить который может практически каждый. Принцип работы этого устройства предельно прост и его изучают в школе на уроках физики. Да и схема работы такого небольшого «подъемного крана» очень проста.

Конструкция полиспаста включает в себя несколько групп блоков, собираемых в специальные обоймы. А они поочередно огибаются веревкой либо канатом. Даже такая простая конструкция может достаточно эффективно применяться для увеличения силы, прилагаемой для опускания либо поднятия грузов. Также конструкция простого полиспаста содержит грузовые блоки. Они могут быть следующих видов:

• многороликовые или однороликовые;
• неподвижные или подвижные.

Тяговое усилие каната в этом случае полностью зависит от количества нитей каната в используемой конструкции.

В каких сферах применяется устройство?

Полиспаст применяют для подъема и перемещения груза в тех случаях, когда можно задействовать только физическую силу человека и наименьшее количество вспомогательных механизмов. Также полиспаст — это важнейшая составляющая лебедок, кранов и прочих средств механизации.

По этой причине данные устройства используют практических во всех сферах, где хоть как-нибудь применяются подъемно-транспортные механизмы: начиная от бытовых задач и заканчивая тяжелой промышленностью.

Итак, по какому принципу действует полиспаст? Работа этого устройства основана на законе рычага: при выигрыше в силе получаешь проигрыш в расстоянии. Поскольку этот принцип весьма прост, изготовить полиспаст своими руками не составит большого труда. Для этого понадобится всего два однороликовых блока.

Следует отметить, что полиспасты, имеющие самое простое устройство, именуются «полиспастами два к одному», так как они увеличивают прикладываемую силу вдвое. Конструкция с тремя блоками, соответственно, дает увеличение силы в три раза.

Кратность полиспаста

Следует отметить, что расчет полиспаста играет очень важную роль. Ведь механизм работает далеко не в идеальных условиях. На него воздействуют силы трения, возникающие при перемещении троса по шкиву. Также силы трения возникают при вращении ролика, независимо от того, какие подшипники в нем используются.

Для определения силы натяжения применяемой веревки без учета потерь на трение необходимо вес груза поделить на кратность полиспаста. Под ней следует понимать количество нитей каната, удерживающих груз. Также не следует пренебрегать трением. От него также зависит эффективность функционирования полиспаста.

Снизить его можно, используя блоки и канаты высокого качества, а также посредством качественного исполнения, исключающего ненужные перехлесты и перегибы.

На сегодняшний день схемы полиспастов изучаются даже в школьном курсе физики. С их помощью изготовить эту конструкцию не составит большого труда. Также необходимо приобрести следующие элементы:

Какие модели устройства существуют?

Для создания простейшей модели необходим лишь один блок. Применение такого механизма дает двукратный выигрыш в силе. Это значит, что для подъема груза нужно приложить в два раза меньше усилий.

Однако веревка в этом случае должна быть в два раза длиннее. Подобный полиспаст имеет соотношение два к одному.

Такая конструкция может и вовсе не содержать блоки полиспаста, так как вместо него можно использовать обычный карабин.

При использовании в полиспасте сразу двух блоков можно увеличить втрое преимущество в прикладываемом усилии. Имеется также и функция подстраховки, которая срабатывает при опускании каната. В этом случае затягиваются два схватывающих узла и блокируют груз.

Если к предыдущему механизму добавить еще два блока, то получится устройство полиспаста, дающее четырехкратный выигрыш в силе. Такой механизм имеет отношение четыре к одному. В этом механизме четверть веса идет на конец каната, а вся остальная нагрузка – на сам канат.

Сложные полиспасты

Следует отметить, что передачи усилия в чистом виде нельзя достичь из-за возникновения силы трения. Когда канат трется о блок, теряется от десяти до двадцати процентов прикладываемого усилия.

Поэтому в простом полиспасте на самом деле соотношение будет приблизительно 1,8 килограмма на килограмм поднимаемого груза. А 5-кратный полиспаст будет давать выигрыш в силе чуть больше чем в 3 раза.

Данный полиспаст устроен таким образом, что поднимаемый вес не создает нагрузку на последний блок. Вместо этого он нагружает канат, который проходит через блок. В результате при применении 3 блоков поочередно соединяются полиспасты 2:1 и 3:1. В теории это дает шестикратный выигрыш в силе, а на практике – в 4,3 раза.

Как снизить трение?

проблема полиспаста состоит в том, что в процессе работы ему приходится преодолевать возникающие силы трения. Данную задачу можно частично решить, если использовать высококачественные канаты, блоки-полиспасты, имеющие гладкие ручьи, а также густую смазку.

Также появляются дополнительные возможности при грамотном применении конструкции полиспаста. К примеру, если использовать не один карабин, а два. За счет этого снижается сила трения, а также происходит увеличение радиуса перегиба.

Источник: http://fb.ru/article/326114/polispast---eto-ustroystvo-polispasta