Полиспаст – особенности работы разных видов такой конструкции + видео
Для подъема больших грузов человек не очень силен, но он придумал множество механизмов, которые упрощают этот процесс, и в этой статье мы обсудим полиспасты: назначение и устройство таких систем, а также попытаемся сделать простейший вариант такого приспособления своими руками.
Каким образом мы упрощаем подъем грузов?
Грузовой полиспаст – это система, состоящая из веревок и блоков, благодаря которой можно выиграть в эффективной силе при потере в длине. Принцип довольно прост. В длине мы проигрываем ровно столько, во сколько раз оказался выигрыш в силе. Благодаря этому золотому правилу механики можно поднимать грузы большой массы, не прилагая при этом больших усилий. Что в принципе не так критично. Приведем пример. Вот вы выиграли в силе в 8 раз, при этом вам придется вытянуть веревку длиной в 8 метров, чтобы поднять объект на высоту 1 метр.
Применение таких приспособлений обойдется вам дешевле, чем аренда подъемного крана, к тому же, вы можете сами контролировать выигрыш в силе. У полиспаста есть две разные стороны: одна из них неподвижная, которая крепится на опоре, а другая – подвижная, которая цепляется на самом грузе. Выигрыш в силе происходит благодаря подвижным блокам, которые крепятся на подвижной стороне полиспаста. Неподвижная часть служит только для изменения траектории движения самой веревки.
Виды полиспастов выделяют по сложности, четности и кратности. По сложности есть простые и сложные механизмы, а кратность обозначает умножение силы, то есть, если кратность будет равна 4, то теоретически вы выигрываете в силе в 4 раза. Также редко, но все же применяется скоростной полиспаст, такой вид дает выигрыш в скорости перемещения грузов при совсем малой скорости элементов привода.
Как работает простая конструкция блоков?
Рассмотрим для начала простой монтажный полиспаст. Его можно получить при добавлении блоков на опору и груз. Чтобы получить нечётный механизм, необходимо закрепить конец верёвки на подвижной точке груза, а чтобы получить чётный, то крепим веревку на опоре. При добавлении блока получаем +2 к силе, а подвижная точка дает +1, соответственно. Например, чтобы получить полиспаст для лебедки с кратностью 2, необходимо закрепить конец верёвки на опоре и использовать один блок, который крепится на грузе. И у нас будет чётный вид приспособления.
Принцип работы полиспаста с кратностью 3 выглядит по-другому. Здесь конец веревки крепится на грузе, и используются два ролика, один из них мы крепим на опоре, а другой – на грузе. Такой тип механизма дает выигрыш в силе в 3 раза, это нечётный вариант. Чтобы понять, каков выигрыш в силе получится, можно воспользоваться простым правилом: сколько веревок идет от груза, таков наш выигрыш в силе. Используются обычно полиспасты с крюком, на котором, собственно говоря, и крепится груз, ошибочно думать, что это только блок и веревка.
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.
Веревка и ее роль в работе полиспаста
Не стоит забывать еще и о трении веревки, так как ветви ее могут перекручиваться между собой, а ролики от больших нагрузок могут сходиться и зажимать веревку. Дабы этого не происходило, следует разнести блоки относительно друг друга, например, можно между ними использовать монтажную плату. Следует также приобретать только статические веревки, не растягивающиеся, так как динамические дают серьёзный проигрыш в силе. Для сбора механизма может использоваться как отдельная, так и грузовая веревка, присоединенная к грузу независимо от подъемного устройства.
Преимущества использования отдельной веревки состоит в том, что вы можете быстро собрать или приготовить заранее грузоподъемную конструкцию. Вы также можете использовать всю ее длину, это также облегчает проход узлов. Из минусов можно упомянуть то, что нет возможности автоматической фиксации поднимаемого груза. Преимущества грузовой веревки в том, что возможна автофиксация поднимаемого объекта, и нет необходимости в отдельной веревке. Из минусов важно то, что при работе сложно проходить узлы, а также приходится затрачивать грузовую веревку на сам механизм.
Поговорим об обратном ходе, который неизбежен, так как он может возникнуть при прихватывании веревки, или же в момент снятия груза, или при остановке на отдых. Чтобы обратного хода не возникало, необходимо использовать блоки, которые пропускают веревку только в одну сторону. При этом организовываем конструкцию так, что блокирующий ролик крепится первым от поднимаемого объекта. Благодаря этому, мы не только избегаем обратного хода, но также позволяем закрепить груз на время разгрузки или же просто перестановки блоков.
Если вы используете отдельную веревку, то блокирующий ролик крепится последним от поднимаемого груза, при этом фиксирующий ролик должен обладать высокой эффективностью.
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.
Другой способ заключается в использовании зажима общего назначения. Время показало, что его можно использовать на обледенелых и мокрых веревках. Он начинает ползти только при нагрузке в 6-7 кН и несильно травмирует веревку. Еще один способ заключается в использовании персонального зажима, но он является не рекомендуемым, так как он начинает ползти при усилии уже в 4 кН и при этом рвет оплетку, или даже может перекусить веревку. Это все промышленные образцы и их применение, мы же попробуем создать самодельный полиспаст.
Создаем простейший подъемный механизм своими руками
А вот если механизм для грузов нужен срочно или на один раз, а выбирать по магазинам его нет времени и жалко денег, мы расскажем, как сделать полиспаст своими руками. Хорошо, если у вас в мастерской имеются резьбовые шпильки, подшипники, блок, трос, крюк, шестеренка. Понадобится немного времени: нужно подшипники насадить на шпильку. Гайку от шпильки желательно зафиксировать, чтобы не тратить некоторую часть сил впустую на прокручивание своеобразного вала. Конец шпильки можно снабдить шестеренкой, сделав таким образом более удобный ручной привод.
Через блок перекидываем трос и крепим его на опоре, а вот на другой конец цепляем крюк, на который будем вешать груз. Также на конце троса можно зафиксировать систему строп, если характер груза не позволит его насадить на крюк. В принципе, самый простейший вариант полиспаста готов. Остается приступить к работе, соблюдая технику безопасности, которая одинакова для всех механизмов, как покупных, так и самодельных. Внимательно проверяйте все элементы на целостность перед работой, а во время работы не делайте резких движений, поднимать груз следует плавно, и, конечно, не стоит стоять под подвешенным грузом.
Подъемный механизм старой конструкции своими руками
Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины!В прежние времена в Германии на чердаке многих домов устанавливали вот такую лебёдку или подъёмник. Благодаря ему было очень удобно подавать наверх строительный материал, предметы хозяйства или запасы продовольствия, например мешки с мукой. Сейчас эта «мода» на подъёмники за ненадобностью ушла, но само изобретение осталось.
В данной статье Матиас, автор YouTube канала «Matthias Burger» ставит перед собой задачу реставрировать старый, а может быть и создать заново чердачную подъемную балку.
Материалы.
— Сосновые доски, брус
— Массив ясеня
— Канат
— Листовая жесть
— Подшипники
— Краска.
Инструменты, использованные автором.
— Ленточная пила
— Цепная электрическая пила
— Токарный станок
— Заклепочный пистолет
— Шуруповерт
— Струбцины
— Лучковая пила
— Сверла Форстнера
— Дрель, ножницы по металлу
— Киянка, стамески, монтировка
— Рулетка, угольник, мелок, кисти.
Процесс изготовления.
После снятия балки подъемника оказалось, что он изначально был сделан не для этого здания, о чём свидетельствовали грубо стёсанные бока.
Наружный ролик подъёмника сохранился относительно неплохо, и автор решает вторично использовать его для своего проекта.
Тогда как внутренний ворот порядком износился, так как был закреплён на импровизированной подставке. Его первичное положение было здесь, где видно отверстие.
Кроме того, второй ролик слишком маленький и совсем не той формы, что нужно. Поэтому автор намерен изготовить новый ворот такого же размера, как и наружный.
Автор находит подходящий слэб из ясеня, очерчивает на нём круг требуемого диаметра и вырезает на ленточной пиле общие очертания ролика.
Остальная обработка производится на токарном станке.
На сверлильном станке он делает центральное отверстие достаточно большого диаметра для 20-ти миллиметровой оси.
Это посадочное отверстие для подшипника высверливается сверлом Форстнера, а затем удаляется вставка.
Остается запрессовать пару подшипников с обеих сторон.
Теперь автор подыскивает подходящую стрелу для крана. Вот эта балка призвана заменить старое, полуразрушенное бревно. По своему внешнему виду она также идеально подойдёт к старом чердаку.
На теле старой балки имеются вот такие деревянные колышки. Раньше, когда сплавляли лес вниз по реке, использовали вот такие колышки, чтобы удержать и стянуть в поперечнике крайние боковые брёвна.
Теперь при помощи электрической цепной пилы и стамески делается сквозное гнездо в короткой части стрелы для ролика.
Затем высверливается отверстие, и ролик фиксируется на оси.
Эта скоба задумана для того, чтобы направлять трос на ролик.
Мастер переносит её на новый подъёмник и устанавливает на то же место, предварительно высверлив в балке отверстия.
Короткую наружную часть стрелы крана автор покрывает слоем краски, тогда как остальную внутреннюю часть подъёмника он пропитывает льняным маслом.
Фронтальный щиток подъемника имеет специфическую форму. Автор не уловил её скрытого смысла, но постарался в точности воссоздать её. Быть может эта форма как-то связана с традицией.
Он также устанавливает над краном деревянный козырёк, призванный защитить древесину от прямого воздействия воды.
Конечно, на него следует ещё прикрутить покрытие из листового железа. Сначала вырезается заготовка необходимых размеров.
Прижав лист жести к верстаку, его достаточно просто согнуть под прямым углом.
Закрепляется эта дополнительная крышка при помощи стальных уголков и заклепок.
После этого мастер выпиливает промежуточные блоки-подставки, поскольку балки под кровлей оказались немного ниже, чем надо.
При установке подъёмника довольно трудным оказалось обойти все линии уличных проводов. В остальном же процесс монтирования подъемника оказался проще простого.
Внутри, под крышей автор зафиксировал стрелу крана на дополнительных блоках и установил внутренний ролик.
Осталось только пропустить веревку через ролик.
Теперь всё готово, можно поднимать грузы!
Благодарю автора за простую, но интересную конструкцию подъемного механизма!
Всем хорошего настроения, удачи, и интересных идей!
Авторское видео можно найти здесь.
Источник
Доставка новых самоделок на почту*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.Простой подъемный механизм 5 букв
Похожие ответы в сканвордах
Вопрос: Часть одежды вокруг шеи, обычно с разрезом на груди
Ответ: Ворот
Вопрос: Простейшая грузоподъемная машина — горизонтальный вал, на который наматывается трос с грузом
Ответ: Ворот
Вопрос: Грузоподъемное устройство, горизонтальный вал с тросом
Ответ: Ворот
Вопрос: Общее у сорочки и колодца
Ответ: Ворот
Вопрос: Простейшая грузоподъемная машина
Ответ: Ворот
Вопрос: Простейшее грузоподъемное устройство, представляющее собою вращаемый (обычно вручную) вал, на который наматывается канат, трос и т. п., несущий груз
Ответ: Ворот
Вопрос: Простейшее грузоподъемное устройство
Ответ: Ворот
Вопрос: Простой подъемный механизм
Ответ: Ворот
Вопрос: Часть одежды вокруг шеи
Ответ: Ворот
Вопрос: Часть одежды; грузоподъемный механизм
Ответ: Ворот
Вопрос: Горлышко» рубашки
Ответ: Ворот
Вопрос: Брань на… не виснет (деталь одежды, о которой идет речь в поговорке)
Ответ: Ворот
Вопрос: Ручной колодезный привод
Ответ: Ворот
Вопрос: Общее у свитера и у колодца
Ответ: Ворот
Вопрос: Подъёмный барабан колодца
Ответ: Ворот
Вопрос: Грузоподъёмник
Ответ: Ворот
Вопрос: Шейная часть рубашки
Ответ: Ворот
Вопрос: Кружевной или колодезный
Ответ: Ворот
Вопрос: Простейшая лебёдка
Ответ: Ворот
Вопрос: Колодезное крутило
Ответ: Ворот
Ответ: Ворот
Вопрос: Вырез в платье для шеи
Ответ: Ворот
Вопрос: Вырез в одежде для шеи
Ответ: Ворот
Вопрос: Вырез вокруг шеи в одежде
Ответ: Ворот
Вопрос: Подъемник над колодцем.
Ответ: Ворот
Вопрос: Вырез для шеи.
Ответ: Ворот
Вопрос: Колодец
Ответ: Ворот
Вопрос: Барабан колодца
Ответ: Ворот
Вопрос: Апаш
Ответ: Ворот
Вопрос: На одежде: вырез вокруг шеи
Ответ: Ворот
Вопрос: Брань на … не виснет (деталь одежды, о которой идет речь в поговорке)
Ответ: Ворот
Вопрос:
Как сделать подъемный кран своими руками для дачи
За всю долгую историю своего существования человек не раз сталкивался с задачей поднятия и перемещения в пространстве тяжёлых предметов. Например, знакомые всем египетские пирамиды состоят из массивных каменных блоков, которые не под силу поднять никому. Поэтому одним из величайших достижений человечества является изобретение грузоподъёмного крана, который позволил существенно упростить задачу по перемещению тяжёлых грузов и ускорить строительство домов и других объектов.
Подъемный кран своими рукамиУстройство машины
В основе принципа работы подъёмного крана лежит физика простых механизмов. Самый простой вариант крана представляет собой палку, расположенную на точке опоры таким образом, что свободные концы имеют разную длину. Теперь если к короткому рычагу подвесить груз, то для его поднятия потребуется меньше усилий. Наиболее распространена конструкция, в которой используется помимо рычагов ещё и система блоков.
Подъёмный кран, собранный своими руками, является неоспоримым помощником в малом строительстве. При возведении частного дома не требуется использования громоздких промышленных кранов. Высота домов редко превышает 2-х этажей, а вес поднимаемого груза 200 килограмм.
Схема подъемного крана
Несмотря на то что существует множество вариаций подъёмных механизмов, классический подъёмный кран состоит из следующих частей:
- Стрела, с закреплённым на её конце блоком. В зависимости от её длины, определяется высота, на которую можно поднять груз.
- Платформа. К ней крепится стрела и противовес. Является основной частью крана и подвергается значительным нагрузкам. Поэтому при изготовлении платформы, важно особое внимание уделять её прочности.
- Противовес. Служит для устойчивости крана. Определяет максимальный вес груза, который кран может поднять. Существуют варианты наборных противовесов для обеспечения максимальной устойчивости.
- Растяжка, соединяющая стрелу и противовес. Позволяет регулировать наклон стрелы и перемещать груз как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.
- Лебёдка с тросом. Является самим подъёмным механизмом. От мощности лебёдки зависит то, какой вес способен поднять кран.
- Стойка с поворотным механизмом. Она необходима для поворота крана в стороны.
- Опорный крест, который является основанием крана. Задаёт устойчивость всей конструкции. При его изготовлении также следует уделять внимание его прочности.
Условия эксплуатации
Для безопасной эксплуатации подъёмных механизмов, следует придерживаться определённых правил.
Самодельный подъемный кран Пионер
Эти правила касаются любого подъёмного устройства:
- Недопустимо превышать грузоподъёмность. Слишком тяжёлый груз может повредить устройство.
- Основание должно быть устойчиво. Самодельные подъёмные устройства должны располагаться на заранее подготовленной твёрдой горизонтальной поверхности.
- При плохих погодных условиях также следует воздержаться от работы с краном. Сильный ветер выведет кран из равновесия, а плохая видимость может помешать заметить людей под стрелой.
- Перед тем как эксплуатировать кран или подъёмное устройство, необходимо провести внешний осмотр на предмет выявления неисправностей. При обнаружении неисправностей запрещается эксплуатация крана.
- Следует помнить, что при работе с подъёмником не стоит делать резких движений. Груз необходимо поднимать плавно. И самое главное – ни в коем случае не стоять под поднимаемым грузом.
Какими характеристиками должен обладать гаражный подъёмник
В гаражных условиях используются два типа подъёмных механизма. К первому типу относят подъёмник, способный поднять автомобиль целиком, а ко второму относят подъёмник типа гусь, позволяющий перемещать грузы по гаражу.
Подъёмники первого типа являются стационарными устройствами и главное требование, которое предъявляется к ним – устойчивость. Автомобиль весит более тонны и не должен иметь ни малейшего шанса на падение. Для того чтобы исключить какие-либо несчастные случаи, гаражный подъёмник должен иметь надёжный стопор.
Самодельный кран гусь
Наиболее часто в автомастерских используют подъёмники типа «гусь». Его достаточно просто изготовить из профильной трубы или швеллера. Сначала варится основание, на которое нужно установить поворотный механизм. Стрелу лучше всего изготовить с регулируемым вылетом. Так появится возможность перемещать тяжести в любом направлении.
Как работает простая конструкция блоков
Система блоков или полиспаст известна человечеству с древнейших времён. Классическая конструкция системы состоит из шкивов и троса. Один шкив называют блоком. В зависимости от способа крепления шкив может быть подвижным и неподвижным:
- Неподвижный блок. Крепится к опоре и играет роль изменения направления движения каната. Не даёт никакого выигрыша в силе.
- Подвижный блок. Располагается на стороне груза и даёт выигрыш в силе.
Принцип работы полиспаста схож с принципом работы рычага в физике простых механизмов. Роль рычага в этом случае играет сам трос. В случае простого блока из двух шкивов, подвижный шкив делит верёвку на 2 части и для того, чтобы поднять груз на то же расстояние, потребуется канат в 2 раза длиннее. Работа по поднятию груза выполняется в том же объёме. А усилие, из-за того, что длина верёвки стала в два раза больше, становится в два раза меньше.
В случае если в системе более 2-х шкивов, выигрыш в силе примерно равен количеству блоков. В случае 3-х блоков, усилие будет в 3 раза меньше, а 4 блока потребуют лишь четверть от первоначального усилия.
Сложная система блоков как рассчитать выигрыш в силе
Если система устроена так, что один простой полиспаст тянет собой другой простой полиспаст, то это уже сложная система блоков. Для теоретического расчёта выигрыша в силе, необходимо условно разделить сложный полиспаст на простые и перемножить значения выигрыша от простых полиспастов.
Например, если система состоит из 4 блоков, и первый условный простой полиспаст имеет выигрыш в силе 3. Он тянет за собой второй простой двухблочный полиспаст тоже с выигрышем в 3. Суммарно усилие, которое потребуется приложить будет в 9 раз меньше. Именно 4-х блочный сложный полиспаст наиболее часто используется спасателями.
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.
Создаём простейший подъёмный механизм своими руками
Строительство подъёмного крана небыстрая задача и оправдана в том случае, если он будет требоваться часто или объем работы достаточно велик. В тех случаях, когда груз нужно поднять срочно или это разовая операция, то можно воспользоваться подручными средствами.
Для создания простейшего подъёмного устройства потребуется шнур, и два блока. Один блок и конец верёвки закрепляется неподвижно на опоре. Это будет самая высокая точка, до которой можно поднять груз. Второй блок крепим на груз с помощью строп или крюка. Верёвку протягиваем сначала по блоку, закреплённому на грузе, затем пропускаем через верхний блок. Выигрыш в силе при этом будет в 2 раза. Используя собственный вес можно легко поднять груз весом в 100 килограмм на необходимую высоту.
Мини подъемный кран своими руками
Если добавить возможность перемещения верхнего блока по направляющей, например по рельсе, то можно получить консольный кран, сделанный своими руками. Он пригодится в гаражных условиях для перемещения тяжёлых частей машин.
Следует помнить, что при работе с подъёмником не стоит делать резких движений. Груз необходимо поднимать плавно. И самое главное – ни в коем случае не стоять под поднимаемым грузом. Это же правило относится к подъёмному крану – стоять под стрелкой запрещено.
Материалы и инструменты
Самое главное, при изготовлении подъёмного крана, это использовать качественный инструмент материалы. Это даст гарантию тому, что конструкция получится крепкой и безопасной.
Трос должен иметь минимальное растяжение, это даст больший выигрыш в силе при использовании системы блоков. Фурнитуру, используемую для обвязки необходимо брать только металлическую. Пластиковая фурнитура не выдерживает сильных нагрузок и ломается в неподходящий момент. В качестве крепежа отдельных частей самодельного крана следует выбирать метизную продукцию повышенной прочности.
Если предполагается использование лебёдки, то её грузоподъёмность не должна быть менее 500 килограмм. Оптимальным выбором будут лебёдки, способные поднять груз весом в 1 тонну и более.
В заключение хочется ещё раз напомнить о необходимости соблюдения техники безопасности при работе с подъёмными механизмами. Также, независимо от того, является ли кран покупным или же сделан своими руками, перед началом работы следует провести его осмотр.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
виды, конструкции, правила безопасности при эксплуатации :: SYL.ru
Грузоподъемное оборудование представляет собой широкую группу механизмов, предназначенных для подвешивания, фиксации и перемещения тяжестей. Условия выполнения таких работ могут быть разными, что обуславливает и различия в конструкциях используемых средств. На сегодняшний день грузоподъемные механизмы широко применяются в строительстве, промышленности, при организации транспортных перевозок и даже в частных хозяйствах.
Основные характеристики оборудования
Подъемные приспособления весьма разнообразны, но существует несколько общих параметров, по которым оцениваются их рабочие качества. Главной из характеристик является величина массы, с которой способно работать конкретное устройство. В среднем грузоподъемные механизмы рассчитываются на 5-10 т. Однако диапазон этого значения может выходить далеко за рамки указанного коридора. Например, приспособления, которые входят в состав крупноформатного грузового оборудования, участвуют в подъеме тяжестей до 100 т. И напротив, одиночные механизмы, используемые в автосервисах и небольших мастерских, зачастую ориентируются на работу с 500-700-килограммовыми грузами.
В выборе стоит учитывать и диапазоны перемещения целевых объектов. Например, тали и лебедочные системы обычно поднимают грузы на 15-20 м. Перемещения по горизонтальным направлениям зависят уже не от самого механизма, а от местной фиксирующей инфраструктуры. В складских помещениях для этого используют рельсы и роликовые механизмы, по которым перемещается оборудование. Многое определяет назначение грузоподъемных механизмов – в одном случае может потребоваться лишь фиксация с удержанием, а в другом – и транспортировка.
Разновидности
Различаются грузоподъемные устройства по многим признакам. С точки зрения конструкции можно выделить домкраты, тали, лебедки, тельферы и другие механизмы, которые, впрочем, имеют и немало общего. При этом отдельные приспособления могут быть механическими и электрическими. Первый вариант работает за счет гидравлики или ручного силового воздействия. Он менее удобен, но в большинстве случаев оказывается надежнее и эффективнее. Электрические агрегаты, как правило, позволяют управляться с грузами большей массы. Но главное их достоинство заключается в возможности автоматизированного управления. С помощью предустановленного пульта на тех же складах оператор может дистанционно направлять груз к месту назначения. Здесь же стоит отметить и различия в функционале. Существуют стационарные грузоподъемные механизмы и движимые, о которых уже говорилось выше. К стационарным устройствам можно отнести домкраты и классические лебедки. Обычно их используют только для подъема груза с возможностью его удержания. Подвижные механизмы предполагают и возможность транспортировки груза в разных направлениях. Теперь стоит ознакомиться с разными видами грузоподъемных механизмов подробнее.
Домкраты
Это простейшее средство из группы грузоподъемной техники, которое часто применяют и в быту, и в автомастерских. Принцип действия домкрата основывается на гидравлике, что избавляет пользователя от необходимости приложения больших физических усилий. К преимуществам данной разновидности можно отнести и механическую стойкость, и защищенность от внешних воздействий, в том числе температурных. Также в зависимости от условий применения домкрат способен обеспечивать плавность хода, что имеет значение в работе с хрупкими грузами. При этом существует несколько типов данного механизма. Например, бутылочные модели считаются классическим исполнением – именно они дают плавный и четкий ход при подъеме. Специально для автомастерских производят подкатные модификации. Такие грузоподъемные механизмы удобны тем, что позволяют осуществлять захват без перемещения целевой техники. Для подъема автомобиля, к примеру, достаточно завести подкатной домкрат под нужный для работы участок. Распространены и винтовые модификации. Они отличаются тем, что вместо обычной гидравлики используется механический принцип подъема посредством раскручивания через резьбу.
Лебедочные грузоподъемные механизмы
Лебедка популярна в разных сферах обслуживания грузов. Ее действие основывается на передаточном принципе усилия, дающим значительный выигрыш силового воздействия на выходе. Лебедка может подвешиваться или устанавливаться на стабильную поверхность. Далее в зависимости от поставленных задач она осуществляет перемещение в горизонтальной или вертикальной плоскости. Наиболее распространенным видом данного механизма является лебедка рычажная, конструкция которой универсальна и позволяет выполнять работы в условиях стройплощадки или производственного цеха.
Применяются и более современные электрические модели. К достоинствам этого типа относят способность работы с большой массой. Более того, тяговое усилие в данном случае может настраиваться на определенную скорость хода. В выборе стоит учитывать и материал изготовления. Например, лебедка рычажная может связываться с обслуживаемым объектом посредством металлического или канатного синтетического троса. В первом случае часто используют стальные волокна, которые могут защищаться от коррозии благодаря специальным покрытиям. Также металлические тросы выигрывают за счет прочности, но в случае их разрыва есть риск получения травм и порчи техники. Что касается синтетических канатов, то они менее износоустойчивы, но меньше весят и не так опасны при разрыве.
Тали
Данный механизм чаще применяют в производственных цехах, складских помещениях и в комплексах транспортного обслуживания. Его конструкция в типовом исполнении формируется двумя фиксаторами-крюками и цепью, по которой реализуется подъем. На рынке можно найти ручные и электрические тали, которые могут использоваться в автоматизированных линиях транспортировки. Ручные модели обычно применяют для опускания и горизонтальных перемещений по специальным рельсам. Этот вариант практичен и удобен в случае работы с небольшими грузами, но он будет малоэффективен при потоковом обслуживании крупногабаритных партий.
Тали электрического типа отличаются большим диапазоном грузоподъемности. Они могут быть и стационарными, и передвижными. Во втором случае устройство монтируют в инфраструктуру монорельсовых линий с двутавровыми балками. По рабочим качествам стандартные электрические тали обеспечивают высоту подъема в пределах 3-10 м. При этом допускается и радиус разворота на 1 м. В выборе следует учитывать и скорость подъема – этот параметр важен с точки зрения оптимизации поточного процесса. Средний скоростной режим составляет 4 м/мин.
Тельферы
Принято считать, что тельфер является разновидностью тали. Во многом это утверждение оправдано, поскольку конструкции двух механизмов схожи. Но в случае с тельферами больший упор делается на реализацию электропривода. В какой-то степени это та же электрическая таль, но с повышенными грузоподъемными характеристиками. Тельферы могут быть стационарными и передвижными, одно- и многоскоростными. Как и в случае с лебедками, большое значение имеет и материал изготовления троса. Для этой части используют цепи и канаты. Цепь выгодна тем, что может выдерживать большие грузы, поэтому такой вариант чаще применяют для работы с многотонными материалами. Но если акцент делается не на мощностных возможностях, а на стабильности и надежности при перемещении, то стоит отдавать предпочтение канатным моделям. Дело в том, что тельфер цепной не способен обеспечить высокую плавность хода, из-за чего при быстром подъеме могут иметь место колебания.
Также следует учитывать и дополнительные защитные качества материала изготовления конструкции. Производители выпускают специальные версии для работы на пожаро- и взрывоопасных объектах. Для использования в таких условиях тот же трос проходит специальную закалку, которая позволит противостоять агрессивным средам. Обычные тельферы могут быть чувствительны и к нормальным температурным пределам – как правило, допустимый диапазон предполагает ограничения по отрицательным значениям – до минус 20-40 °С.
Блоки и полиспасты
Данные механизмы обычно вводятся в состав более сложных систем, наподобие тех же талей и тельферов, но могут выступать и в качестве самостоятельных грузоподъемных агрегатов. Основу таких деталей составляет колесо со шкивом и трос. Блок представляет собой устройство, в котором используется один трос или веревка с подвесной системой, а полиспаст – это комбинация нескольких тросов и шкивов. К слову, от количества используемых линий подъема зависит и выигрыш в силе, и потенциал грузоподъемности. Хотя оба приспособления изначально рассчитываются на работу с небольшими грузами. Что касается принципа действия, то полиспаст работает как рычажный механизм. Минимизация усилия будет пропорциональна расстоянию при условии, что изначально совершаются равнозначные работы. Заслуживает внимания и материал применяемого троса. Для таких приспособлений не используют цепи, что и отличает их от большинства талей. Чаще всего устройство грузоподъемного механизма такого типа предусматривает работу с пеньковыми или синтетическими канатами. Реже используются стальные тросы, но для частных хозяйств, к примеру, наличие металла излишне. Минеральные и синтетические волокна при выполнении небольших грузоподъемных операций оказываются более практичными и безопасными.
Правила эксплуатации механизмов
К работам допускается только оборудование, которое имеет зарегистрированный допуск. Соответствующий документ на механизм выдается по результатам испытаний и технической проверки. Также и операторы к производству работ допускаются только при условии наличия специальной подготовки. Это касается профессиональных сфер эксплуатации грузоподъемных систем. При наличии необходимых допусков можно приступать к выполнению непосредственных работ. В первую очередь должна быть выполнена надежная фиксация механизма независимо от его типа – стационарного или подвижного. В случае использования устройства, не предусматривающего постоянного крепежа, планируются меры по контролю его положения в ходе работы. До начала подъема все задействованные операторы, грузчики и стропальщики должны оговорить сигнальные жесты, которые позволят организованно и слаженно выполнить задачу.
Также эксплуатация грузоподъемных механизмов в некоторых случаях требует использования дополнительных средств изоляции и защиты самого груза. Например, если речь идет о перемещении опасных химических или взрывоопасных веществ. Управление механизмом реализуется в неспешном режиме. Оператор должен обеспечивать плавность и стабильность хода, учитывая факторы внешнего влияния на процесс. Если работы ведутся с применением автоматизированных устройств, то изначально задается оптимальная программа подъема с учетом характера груза и общего темпа работ.
Техника безопасности
Требования правил безопасности указывают на необходимость применения средств индивидуальной защиты. Оператор, обслуживающий ручной механизм, должен иметь перчатки, монтажную каску и при необходимости маску. Отдельное внимание еще при подготовке к работам уделяется вспомогательным техническим средствам, которые обеспечивают безопасность. В инфраструктуре монорельсов, тельферов и других блочных систем предусматриваются тормоза и стопперы с ограничителями. В случае потери контроля над грузом или самим механизмом они автоматически останавливают работу и фиксируют груз в текущем положении. Также безопасность грузоподъемных механизмов и обслуживающего персонала обеспечивается правилами размещения оборудования с точки зрения удаленности от участков, представляющих потенциальную угрозу. Производить работы не рекомендуется рядом с электротехнической аппаратурой, открытыми инженерными трассами, опасными веществами и стройматериалами.
Заключение
Использование малогабаритных подъемных механизмов является эффективным решением во многих логистических процессах. Если нет возможности применять полноформатное грузоподъемное оборудование, то гибкие в монтаже и не требующие особых затрат в использовании приспособления могут стать оптимальным решением. Тем более что работа с грузоподъемными механизмами в виде лебедок и тельферов, к примеру, требует минимальных организационных ресурсов. В условиях складского помещения или производственного цеха достаточно лишь смонтировать монорельсовую двутавровую линию и правильно выполнить установку приспособления. Еще проще организуется работа с домкратами и простейшими блоками. Но в каждом случае успешность выполнения подъемных мероприятий будет также зависеть от квалификации и опыта участвующих в этом процессе работников.
Простые механизмы. Подъемный механизм. Простые механизмы в быту
С самой древности человек пытается облегчить свой труд. Для этого он применяет различные приспособления. Что собой представляют простейшие механизмы? Какие существуют разновидности этих приспособлений? Чем отличаются простые и сложные механизмы? Об этом и многом другом – далее в статье.
Общая информация
Простые механизмы (от греч. «машина, орудие») – устройства, дающие выигрыш в силе. Некоторые из этих приспособлений появились в самой древности. Простые механизмы могут являться самостоятельными устройствами либо быть элементами более сложных агрегатов. В зависимости от типа конструкции определяется и сфера применения того или иного приспособления. Использование простых механизмов существенно облегчает человеческую деятельность. Такие устройства дают выигрыш в силе. К примеру, клин, который вбивается в полено, обладает большей силой, чем сам удар по приспособлению. Поэтому дерево быстро распирает в разные стороны. Вместе с этим, удар на клин приходится сверху вниз, а части полена раздвигаются в стороны. То есть в данном случае происходит еще и преобразование в направлении движения.
Простые механизмы. Примеры
Существует несколько видов приспособлений:
Наклонная плоскость
а) винт применяется в шурупах, как сверло в отбойных молотках, дрелях; может служить и как подъемный механизм (Архимедов винт);
б) клин способствует увеличению давления за счет концентрирования массы на небольшой площади. Применяется в пуле, лопате, копье.
Рычаг – приспособление, описанное Архимедом. Может выступать как спусковой крючок, выключатель.
а) ворот применяется для ременной передачи и поднятия воды из колодца.
Колесо (изобретено в 3 тыс. до н. э. шумерами) является составной частью системы зубчатой передачи, применяется в транспорте.
Поршень способствует использованию энергии нагретых расширяющихся газов либо пара. Применяется данное приспособление в паровых машинах и огнестрельном оружии.
Ворот
Это приспособление представляет собой барабан (цилиндр), к которому прикрепляется рукоятка. Как правило, его применяли как подъемный механизм для поднятия воды из колодца. Тот выигрыш в силе, какой получается при использовании ворота, определяется отношением радиуса той окружности, по которой совершается движение рукоятки, к радиусу цилиндра (барабана), на который наматывается веревка. К современному типу ворота относится лебедка. Это приспособление представляет собой систему, включающую цилиндр и два зубчатых колеса разного радиуса. Выигрыш в силе, который в общем дает лебедка, определяют совокупным действием двух воротов. Современные устройства дают выигрыш в сорок-сто раз.
Наклонная плоскость
Этот простой механизм также часто применяют при подъеме тяжелых тел. Выигрыш в силе определяют отношением длины самого приспособления к его высоте при условии малого трения. Зачастую, для создания большой силы (например, для работы ледокола или для колки дров) используют вид наклонной плоскости – клин. Его действие основывается на том, что при большом усилии в направлении обуха формируются большие силы, перпендикулярные боковым поверхностям устройства. Еще одной разновидностью наклонной плоскости является винт. Так же как и клин, это устройство способно менять направление либо числовое значение прилагаемой силы.
Простые механизмы. Рычаг
Это твердое тело, способное вращаться вокруг опоры (неподвижной). Наименьшее расстояние, которое разделяет точку опоры и прямую, вдоль которой воздействует сила на рычаг, называется плечом силы. Чтобы его найти, следует опустить перпендикуляр из точки опоры на линию действия усилия. Длина данного перпендикуляра и будет являться плечом. F1 и F2 – действующие на рычаг силы. Плечи, действующие на устройство – L1 и L2. Рычаг тогда находится в равновесии, когда действующие на него силы обратно пропорциональны плечам. Данное правило можно представить в виде формулы: F1 / F2 = L1 / L2. Этот принцип был установлен Архимедом. Данное правило показывает, что большую силу при помощи рычага можно уравновесить меньшей. Сила, приложенная к одному плечу, во столько раз больше той, что приложена к другому, во сколько одно плечо больше второго.
Как применяет приспособления человек сегодня?
Весьма распространены простые механизмы в быту. Так, достаточно сложно было бы открыть водопроводный кран, если бы не было у него небольшой ручки, которая представляет собой достаточно эффективный рычаг. То же можно сказать и о гаечном ключе, при помощи которого осуществляется откручивание или закручивание гаек или болтов. Чем длиннее рукоятка, тем легче будет осуществляться действие. Так, при работе с тяжелыми либо крупными гайками и болтами при ремонте сложных механизмов, станков, автомобилей, применяют ключи с рукоятками до одного метра в длину. Самая обычная дверь также является одним из видов рассматриваемых приспособлений.
Если пробовать открывать дверь возле ее крепления, то это будет весьма затруднительно. Однако чем дальше от петель располагается ручка, тем легче открыть дверь. Достаточно наглядным примером является прыжок с шестом. Его длина порядка пяти метров. При помощи этого рычага и правильно приложенного усилия спортсмену удается взлететь на высоту до шести метров. Длинное плечо составляет при этом примерно три метра. Рычаги встречаются и в разных частях человеческого тела и тела животного. Это, в частности, челюсти, конечности. Бытовыми примерами рычага являются кусачки, ножницы для резки металла или бумаги. Машины различного вида имеют в своей конструкции также приспособления, позволяющие получить выигрыш в силе. Например, педали либо ручной тормоз на велосипеде, ручки швейных машин, клавиши в пианино.Комплексное применение приспособлений
Простые механизмы встречаются в самых разных сочетаниях. Комбинированные устройства включают в себя две и более детали. Не обязательно это будет сложным механизмом – многие простые приспособления можно считать комплексными. Так, в мясорубке присутствует ручка (ворот), проталкивающий мясо винт и нож-резак (клин). В наручных часах стрелки поворачиваются при помощи системы зубчатых колес, имеющих разный диаметр и находящихся друг с другом в сцеплении. Одним из известных комбинированных несложных механизмов является домкрат. В нем использовано сочетание ворота и винта.
Заключение
Как стало ясно, простые механизмы существенно облегчают труд человека. Они могут состоять из одной или нескольких деталей. При этом даже при наличии двух и более элементов могут оставаться простыми, но могут являться и достаточно сложными. Различные агрегаты, печатные прессы, двигатели включают в себя несколько деталей. Среди элементов есть и рычаги, блоки, винты, колеса на осях, наклонные плоскости, клин. Все эти приспособления работают в комплексе. Благодаря им человек существенно облегчает труд. Передача механической энергии от одной части устройства к другой может осуществляться по-разному. Цепи, ремни, шестерни или зубчатые колеса считаются наиболее распространенными устройствами, способствующими передаче усилия и заставляющими отдельные элементы двигаться медленнее или быстрее, в том или ином направлении. Сложными и высокоскоростными устройствами управляют, как правило, электронные приборы. Электрические датчики благодаря особой настройке показывают, когда необходимо включать тот или иной механизм, следят также за корректной и стабильной работой системы.
Многие устройства пришли в современную жизнь человека из самой древности. Люди постоянно совершенствуют сложные механизмы, расширяя таким образом сферу их применения. Несомненно, в повседневной жизни человека различные устройства занимают очень важное место. Многое невозможно представить без использования простых и сложных механизмов. Приспособления широко применяются в строительстве, сельском хозяйстве, при добыче полезных ископаемых и в прочих областях деятельности человека.Простейший механизм с гидравлическим приводом «Подъемный кран»
Это вести с курса Т.И.Невидимовой «Научная игрушка»- одно из выполненных мною заданий. Мы с детьми любим механизмы с гидравлическими приводами, много лет их уже конструируем. А начинаем изготавливать их уже с начальной школы. Первый механизм у нас всегда – подъемный кран. Итак, инструкция по изготовлению подъемного крана.
Название: Подъемный кран с гидравлическим приводом
- Для какого возраста: 8+
- Анонс, краткое описание
Сегодня мы изготовим гидравлический привод из двух шприцов, соединенных трубочкой. Стойки крана и стрелу сделаем из толстых трубочек для коктейля. И приведем стрелу крана в движение с помощью нашего гидравлического привода.
Гидравлический привод широко используется на практике в механизмах: экскаваторах, прессах, подъемниках, домкратах, тормозах. Преимущество гидравлических механизмов заключается в удобстве передачи энергии от двигателя к рабочим механизмам машины. Не нужны какие-либо промежуточные механизмы (шестеренки, рычаги и коленвалы) между двигателем и ковшом, например. Достаточно провести шланг, заполненный жидкостью. Только в настоящих механизмах вместо воды используется специальное гидравлическое масло, но принцип действия модели и настоящего механизма одинаков.
Что нужно
- Трубочка для коктейля 3 шт
- Шприц медицинский 5 мл 2 шт
- Пенопласт 18*10*2см
- Мягкая проволока 8 см
- Шило
- Канцелярский нож
- Полоска картона 1*5см
- Зубочистка
- Узкий скотч
- Трубочка пластиковая от медицинской системы 20см
- Термопистолет с клеем
Ход работы:
1. На пенопластовой платформе в двух местах на расстоянии 2-3 см друг от друга сделай шилом отверстия для трубочек от коктейля. Чуть расширь отверстия ножницами.
2. Вставь в отверстия две трубочки для коктейля. Приклей их термоклеем. Проколи шилом на концах трубочек сквозные отверстия.
3. В третьей трубочке, она будет стрелой крана, проколи два отверстия. Одно на краю, а другое, отступив 40мм от края.
4. С помощью зубочистки закрепи стрелу крана между двух стоек.
5. Теперь изготовим гидравлический привод. Соедини между собой трубочкой два шприца, предварительно заполнив трубочку и один шприц водой. У второго шприца выпусти весь воздух. Получаем гидравлический привод. Нажимая на один поршень, замечаем, что выдвигается поршень у другого шприца.
6. Подключи теперь гидравлическую систему к крану. Для этого шприц на кране должен остаться пустым и поршень задвинут максимально в шприц. А стрела крана максимально поднята вверх. Между стоек крана размести пустой шприц. Тонкой проволочкой прикрути поршень пустого шприца к концу стрелы (там для этого уже есть отверстие). А сам шприц скотчем прикрути к стойкам крана.
Двигая поршень второго шприца, ты можешь поднимать и опускать стрелу.
Научное объяснение для детей, а также побуждение их к модификациям, экспериментам, оригинальному дизайну, вопросам, ассоциациям, вариантам игры, установлению связей с предыдущими и последующими игрушками… Только что вы создали для игрушки возвратно-поступательный гидравлический двигатель.
В основе принципа действия игрушки с гидроприводом лежит закон Паскаля, который говорит, что давление в жидкости или в газе передается во все стороны одинаково. Что ты и увидишь, когда ты изготовишь простейший гидравлический привод из двух шприцов и трубочки. Таким образом, мы можем передавать давление, оказываемое на один поршень шприца, другому поршню через воду по изогнутой трубке. При этом трубка может быть скручена каким угодно образом, давление по обе стороны трубки будет одинаковым. Главное, чтобы трубка не была переломлена.
Комментарии для педагогов: в какой ситуации применение активности будет полезно, фишки, узкие места, варианты, возможности расширения — например, вариант применения для старших классов, углубленные научные объяснения.
Для механизма берем толстые трубочки без гофры. Я их покупаю в ИКЕА.
Хороший подвод к теме Рычаги (1,2,3 рода) — для более старших детей
Разобрать, почему используем рычаг 1 рода (вынос гидроцилиндра из рабочей зоны стрелы)
Ссылка на видео, которое вы разместили в Youtube
Здесь более сложные модели с гидроприводами, выполненные моими учениками: https://www.youtube.com/watch?v=Sn6l42FnvHg
https://www.youtube.com/watch?v=MLUd_xrUu9