Как выглядит полиспаст на кране

Все о спецтехнике

Полиспаст. Назначение и устройство, виды, схема.

Привод грузоподъемного крана имеет свой предел. Вернее стоимость двигателя растет гораздо быстрее, чем вес груза, который он может поднять. Конечно, вам ничего не мешает поставить очень дорогой двигатель, но есть способ лучше — использование полиспаста.

По сути именно с полиспаста началось развитие ГПМ как сложных механизмов. В своей схеме полиспаст использует более древние изобретения, такие как блок и гибкое сочленение. Веревку вместо рычага начали использовать далеко не сразу.

В дальнейшем полиспаст начали использовать повсеместно. Ни одно парусное судно не обходится без такого простого, но незаменимого такелажа. Конечно, современная конструкция полиспаста сильно видоизменилась, но суть осталась та же.

Схема полиспаста

Вот простейшая схема полиспаста.

Кружки это блоки. Большой круг привод, а вернее барабан, грузоподъемного крана. Конец троса закреплен не на крюке крана, а на неподвижной относительно крана поверхности. Такой поверхностью может быть стрела крана или, если говорить про башенные краны, каретка. Нижний блок никак не закреплен на кране и является подвижным относительно него. Это две простейшие схемы устройства полиспаста.

Какие же нагрузки возникают в этом случае?

Расчет полиспаста

Вернее будет спросить, как изменится нагрузка на двигатель и на сам канат. В нашем случае она уменьшится в два раза. Конечно, можно приводить формулы и школьные примеры известные еще со времен Архимеда, но можете поверить на слово. Но это относительно простой пример. Как произвести расчет полиспаста более сложного я расскажу в другой статье. А теперь рассмотрим какие-же бывают полиспасты.

Устройство и виды полиспастов

Для начала стоит отметить, что все полиспасты делятся на два вида:

Конечно, нам как практикам более интересен силовой полиспаст, но стоит понять устройство и другого вида полиспаста.

В примере выше представлено устройство именно силового полиспаста. В нем усилие сокращается в два раза, но и присутствует существенный недостаток. Внимательно посмотрите на рисунок. Скорость изменения положения груза будет в два раза ниже, чем скорость «намота» троса на бобину двигателя.

Скоростной полиспаст представляет собой обратную картину. Просто представьте, что двигатель и крюк поменяли местами. Скорость относительно базового безблочного варианта возрастет в два раза. Но усилие необходимое чтобы поднять груз тоже вырастет.

Кратность полиспаста

Усложняем схему. Никто нам не мешает использовать не два блока, а три, четыре и более.

На рисунке представлен сдвоенный полиспаст. Нагрузка на двигатель снижена примерно в четыре раза. «Примерно» потому что часть усилия мы теряем на трение каната о блок. КПД блока обычно составляет 0,97.

Кратностью полиспаста называется как раз отношение усилий троса на барабане и около груза. В примере выше кратность полиспаста равна четырем.

Назначение и применение полиспаста

В современном строительстве полиспасты применяются очень широко. Крюки крана сложной конструкции со щеками сразу рассчитаны на них.

Конструкция полиспаста может быть заблокирована, если в ней нет необходимости. Применение полиспаста как самостоятельного ГПМ ограничено только одним фактором — отсутствие тормоза, жизненно необходимого в грузоподъемных машинах.

Множество специализированных фирм занимается продажей полиспастов. Прежде чем купить полиспаст убедитесь в правильности подобранных характеристик под ваши нужды и если возникают сомнения — обратитесь к профессионалам.

Источник

Что такое полиспаст мостового крана?

Что такое полиспаст мостового крана? Полиспаст – это группа блоков, собранных в одну систему, применяемых для осуществления грузоподъемных операций.

Такая схема позволяет существенно уменьшить усилие, затрачиваемое на подъем груза. К примеру, если сдвоить грузовые блоки, сила, затрачиваемая на подъем, уменьшится в два раза.

Классическое устройство грузоподъемного механизма: шкив и гибкая связь. Шкив – стальное колесо (барабан) с наружным желобом для удержания каната(троса). Для равномерного движения его смазывают и оснащают подшипниками. Преимущество в силе пропорционально количеству шкивов.

Классификация

Все полиспасты подразделяются на две группы:

Каждый из видов имеет свои преимущества. Силовые полиспасты снижают усилие, но теряют скорость движения, а скоростные дают преимущество в скорости в ущерб применяемому усилию.

Рис. 1. Схемы блоков полиспаста различной кратности

Важный параметр для оценки полиспастной системы – кратность. Она определяет отношение усилия на тросе возле барабана и около груза. Кратность имеет две составляющие: кинематическую (равняется количеству перегибов каната) и силовую, которая составляется с учетом силы трения и КПД. Изменение параметра производится путем добавления или удаления шкивов из системы.

Блоки в системе могут быть подвижными или неподвижными. Статичные элементы изменяют направление движения троса, а подвижные – обеспечивают выигрыш силы.

В зависимости от того, сколько ветвей имеет полиспастная конструкция, выделяются одинарные или сдвоенные полиспасты. Сборные устройства обеспечивает строго вертикальный подъем груза, что невозможно в одинарном варианте.

Рис. 2. Элекстрический полиспаст с канатом

Перед установкой блоков полиспаста на грузоподъемный механизм необходимо провести расчеты целой конструкции и ее отдельных частей. В частности, необходимо произвести:

При вычислении стоит брать в расчет то, что задействованные элементы не являются абсолютно гибкими. Это особенно влияет на укладку стального троса в желоб барабана.

В целом полиспаст – это готовый подъемный механизм, который не имеет только тормоза. Они являются ключевым элементом в создании сложных крюковых захватов с щеками.

Источник

Полиспасты: от расчетов до запасовки

Полиспаст – переносная блочная система, предназначенная для подъема и перемещения грузов разной степени тяжести. Это устройство применяется в строительной сфере, логистике, альпинизме и во время спасательных работ. Чтобы изготовить полиспаст своими руками, нужно знать конструктивные особенности этого приспособления, способы крепления канатов к грузоподъемнику и технологию проведения запасовки.

Общие сведения о полиспастах

Полиспаст состоит из 2-х и более шкивов (блоков), связанных при помощи веревочных канатов или цепей:

Простые полиспасты могут состоять из 1 шкива и веревки. В них ролик располагается над грузом: на потолке, балке или опоре. Первый конец веревки связан с крюком и спускается к поднимаемому грузу. Человек тянет второй конец веревки, поднимая тяжелый объект. Сложные устройства для подъема груза включают в себя несколько простых блоков и дают больший выигрыш в силе.

Принцип действия полиспастов основан на правиле рычага. Через неподвижный шкив перекидывается веревка. Груз поднимается на высоту посредством прикладывания усилий, соразмерных с весом поднимаемого объекта. Длина каната или цепи должна быть сопоставима с высотой, на которую поднимается груз. Для снижения количества затрачиваемых усилий необходимо, чтобы подвижный блок осуществлял движение параллельно грузу.

Существуют следующие разновидности полиспастов:

Полиспасты используются для следующих операций:

Полиспастами оснащаются различные виды кранов, гидравлические и электрические приводы. Они также применялись в старых прототипах лифтов.

Расчет полиспаста

Перед изготовлением полиспаста требуется рассчитать основные технические характеристики грузоподъемной конструкции. Расчеты требуется для составления чертежей и производятся согласно параметрам рабочего помещениями и весом груза.

Для определения нагрузок, влияющих на блочную систему в ходе эксплуатации, нужно рассчитать параметры, действующие на отдельные блоки:

Уравнение, использующееся для нахождения моментов силы, имеет следующий вид: S_M * R = S_C*R + l*S_C*R + N* g*d/2, где:

Коэффициент полезного действия полиспаста определяется по следующей формуле: η = S_C/S_M. На этот параметр влияют качество изготовления блоков и сложность схемы. Существует следующие уровни КПД блочной системы:

При расчете также рекомендуется определить КПД остальных обводных роликов, в зависимости от конструктивных особенностей грузоподъемного механизма.

Способы крепления веревки к грузоподъемному механизму

Грузовая веревка позволяет автоматически фиксировать поднимаемый груз, что сказывается на проходе узлов. Ее нужно заправить так, чтобы исключалась возможность перетирания из-за частых контактов с остальными частями грузоподъемной конструкции. Выделяют 3 основных метода крепления веревки к полиспасту:

Для фиксации канатов кранов требуется закрепить 1 конец веревки запреткой или тросовым зажимом. На лебедках трос фиксируется на специальных креплениях при помощи клина и прижимной планки.

Простейший подъемный механизм своими руками

В домашних мастерских можно изготовить простой полиспаст из подручных материалов. Он способен поднимать легкие грузы и может использоваться только для разовых работ. Чтобы сделать полиспаст своими руками, нужно приобрести следующие комплектующие:

На стальную шпильку устанавливают подшипник, накручивают гайку и стопорят. К шпильке присоединяется крюк для снижения усилий, требующихся для прокручивания самодельного вала. Первый конец веревки располагается на статичной платформе. Для поднятия груза требуется потянуть второй конец троса вверх. Для удобства работы рекомендуется сделать дополнительный блок и пропустить через него веревку. Это позволит соединить канат с лебедкой и фиксировать транспортируемый объект в промежуточном положении.

Запасовка полиспастов

Запасовка – процедуру изменения местоположения шкивов и дистанции между ними. Целью этой операции является регулирование скорости и высоты подъема грузов в соответствии с определенной схемой прохождения троса по блокам грузоподъемного механизма. Существуют следующие разновидности запасовки:

Существует также переменная запасовка. Она бывает как двукратной, так и четырехкратной. Подвижные ролики устанавливаются на нескольких подвижным обоймах, удерживаемых при помощи каната. Кратность запасовки изменяется посредством опускания подвески крюка на опору при сматывании веревки.

Источник

Полиспасты

Необходимость поднимать и передвигать грузы возникла еще в глубокой древности по всему миру при возведении Колизея, Великой Китайской стены и т. д. Наши предки изобрели механизм под названием «полиспаст», основной принцип работы которого до сих пор актуален. Он состоит из множества блоков, их затягивают тросом. Практически у всех полиспастов назначение и устройство одинаково. По потребностям сборку рассчитывают на том, чтобы усилить показатели в силе и скорости.

Назначение и применение полиспаста

Грузоподъемные механизмы конструктивно отталкиваются от правила рычага и силы трения, чтобы увеличить силу или скорость подъема объекта. Два ключевых элемента устройства полиспаста составляют основу работы данного механизма:

Тросы соединяют элементы конструкции. Неподвижный шкив состоит из роликов, по каждому из которых проводится цепь или канат, что позволяет сократить давление на каждый ролик путем увеличения количества рабочих ветвей, таким образом для подъема тяжелого груза нужно рассчитать и организовать подходящее количество роликов.

Одной из главных характеристик подобного механизма по праву считается его кратность. Данная характеристика этого устройства рассчитывается следующим образом:

При подобном расчете мы определяем мы можем определить коэффициент выигранной силы или скорости по итогу использования данного механизма. Изменить кратность полиспаста можно, добавляя или удаляя дополнительные шкивы системы, соблюдая следующие условия:

Устройство

Таким образом, мы видим схему простейшего устройства полиспаста:

Барабан привода изображен при помощи большого круга, небольшие круги обозначают шкивы системы. На схеме указаны два вида запасовки троса/ цепи:

Более продвинутые системы полиспаста состоят из трех и более подвижных и неподвижных частей, которые затягиваются канатом при определенной последовательности. Усложненная схема полиспаста выглядит следующим образом:

Работает полиспаст при помощи двух неподвижных шкивов, которые закреплены на поверхности, и два — подвижных. Два его шкива неподвижно закреплены к поверхности, другие — движутся. Подобная схема примерно в четыре раза сокращает давление, оказываемое на привод при тяговом усилии на трос. Точность этой примерно разницы составляет 93-97%, изменяясь в зависимости от качества использованных элементов и точности исполнения конструктивных решений.

Если потребуются определить точный КПД действия полиспаста или рассчитать схему подъема сложного механизма, нужно обратиться к точным формулам. К тому же, без них нельзя обойтись из-за того, что создать идеальные условия в обычной жизни практически невозможно и потому что на конструкцию также действует сила трения, которая создается при движении шкивов по канату/цепи в процессе вращения ролика вне зависимости от используемых подшипников. К негативным факторам дополнительно относится отсутствие на стройплощадке и в комплекте стройтехники гибкого и податливого каната. Жесткость стальных тросов и цепей вынуждает прикладывать дополнительные усилия для перемещения груза, что также важно учитывать.

Существует уравнение моментов сил для полиспастов:

Элементы формулы расшифровываются подобным образом:

Если необходимо определить момент, все силы нужно умножить на плечо, которое равняется радиусу шкива R.
Сила, с которой набегает и сбегает веревка/цепь образуется, когда нити веревки/цепи начинают взаимодействовать и создают трение. Учитывая тот факт, что усилие, которое нужно приложить для сгибания или разгибания веревки/цепи оказывается ниже вышеперечисленных, регулярно пренебрегают расчетом воздействия на ось блока:
Это уравнение расшифровывается следующим образом:
N – уровень воздействия на ось блока.
S_н – сила движения набегающего веревки/цепи (можно использовать значение принимается примерно равным S_с).
sin(a) – градус угла. с которым отклоняется веревка/цепь от оси.

Далее получаем формулу расчета КПД блока полиспаста:

Принцип работы полиспаста

Сквозь статичный шкив для подъема груза перекидывается канат/цепь, груз поднимается при прикладывании усилий, сопоставимых с исходным весом. Через эту конструкцию пропускается цепь. Высота, на которую поднимается груз должна быть равной длине каната. Такая схема не позволяет сократить ни силовые, ни скоростные показатели процесса перемещения груза.

Вдвое сократить затраченные усилия при применении грузоподъемного механизма возможно, конец веревки фиксирует систему на статичном шкиве, а специальный подвижный ролик и крюк подвешивается к грузу. В таком случае подвижный шкив механизма передвигается параллельно грузу и усилия, которые нужно затратить на его подъем, сокращаются. В этих несложных манипуляциях и основывается работа подобного грузоподъемного устройства.

Главная задача неподвижных блоков — создать путь перемещения каната/веревки, не давая сократить затрачиваемые усилия. Подвижные шкивы, прикрепляясь к грузу, способны выиграть в усилиях. Можно двукратно сократить прилагаемые усилия на подъем груза, при помощи увеличения состава системы конструкции на парные шкивы, состоящие из подвижного и статичного шкивов, отталкиваясь от количества подвижных роликов.

Виды полиспастов

Силовыми механизмами называются системы, позволяющие экономить усилия на поднятие или перемещение груза за счет сокращения скорости его поднятия или перемещения, таким образом, сэкономленные усилия обратно пропорциональный затраченной скорости.
Также существуют скоростные механизмы, рычагом в таких системах является веревка, но усилия направляются на скорость подъема груза, что очень актуально для гидравлических систем.
Существуют следующие виды полиспастов:

Что влияет на эффективность подъемника?

В предыдущих разделах статьи упоминалось о приблизительной кратности полиспастов. что округляется в большую сторону. Однако в реальном использовании механизма, она часто оказывается ниже указанного. Какие же факторы влияют на подъемник и его эффективность?

Нужно обратить внимание на следующие вопросы:

Как крепится веревка к механизму?

Существует несколько способов крепления этой конструкции к цепи:

Запасовка полиспастов

В момент, если возникает необходимость изменить скорость или высоту подъема груза проводят запасовку, а именно изменяют расположение блоков и межблочное расстояние.

Запасовка полиспастов используется в следующих формах:

Современная жизнь, как и жизнь наших предков несколько тысячелетий назад, очень сильно бы усложнилась при отсутствии такого полезного механизма. Начав историю своего использования со строительства и машиностроения, полиспаст стал обязательным элементом обыденной жизни. В связи с этим, знать, что это и как им пользоваться, должен каждый.

Источник

Как выглядит полиспаст на кране

На автомобильных кранах применяют блоки для изменения направления движения каната (направляющие и отклоняющие) и для выравнивания усилий (уравнительные). Блоки изготовляют

Рис. 93. Блоки и полиспасты:
а — неподвижный блок, б — подвижный блок, е — простейший двукратный полиспаст, г — схема к определению кратности полиспаста литыми из серого чугуна, а для больших нагрузок из стального литья.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

По характеру установки различают неподвижные и подвижные блоки. Неподвижным называют такой блок, ось которого при работе остается неподвижной (рис. 93, а). Из рисунка видно, что для подъема груза весом А к свободному концу каната необходимо приложить усилие Р, равное по величине весу груза А. Следовательно, неподвижный блок дает возможность изменять направление усилия для подъема груза, но не дает выигрыша в силе.

Подвижным блоком называют такой, ось которого опускается или поднимается вместе с грузом (рис, 93, б). При подъеме груза весом А к свободному концу каната необходимо приложить усилие Р, равное по величине половине веса груза 0,5 А. Таким образом, подвижный блок дает возможность поднять груз А, прикладывая к подвижному концу каната усилие Р в два раза меньшее, чем вес груза А. Следовательно, подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза.

При подъеме груза блок вращается вокруг оси и преодолевает при этом сопротивление от сил трения в оси блока. Кроме того, возникает также сопротивление от перегиба каната при его движении по блоку. Поэтому величина усилия Р будет несколько больше, чем вес груза А (при неподвижном блоке) или 0,5 А (при подвижном блоке), на величину, учитываемую к. п. д. блока. При стальном канате и установке блока на подшипниках качения к. п. д. блока 0,97—0,98.

Получая выигрыш в силе почти в два раза (учитывая к. п. д.), мы проигрываем в скорости подъема груза в два раза, так как для того чтобы поднять груз на некоторую высоту, конец каната должен пройти в два раза больший путь, чем требуемая высота подъема.

Система, состоящая из подвижных и неподвижных блоков, огибаемых гибким органом — канатом, представляет собой простейшее грузоподъемное устройство — полиспаст (рис. 93, в), с помощью которого можно уменьшить усилие, развиваемое лебедкой, изменить направление прилагаемого к грузу усилия (т. е. тянуть за свободный конец полиспаста вниз или в сторону) и уменьшать скорость подъема груза по сравнению со скоростью каната, наматываемого на барабан лебедки.

Характеристикой полиспаста является его кратность, показывающая, во сколько раз потребное усилие для подъема груза меньше заданного веса груза. Так как число ветвей полиспаста, на которое распределяется вес поднимаемого груза, численно равно кратности полиспаста, можно рекомендовать следующий простой способ ее определения. Если полиспаст мысленно рассечь плоскостью (рис. 93, г), пересекающей все ветви каната, который огибает блоки, то кратность полиспаста численно будет равна числу пересеченных плоскостью канатов.

Чем больше кратность полиспаста К, тем меньше усилие Р, которое необходимо развить лебедкой для подъема заданного груза А и тем больше скорость каната VK, наматываемого на барабан, обеспечивающая заданную скорость подъема груза Ут.

Блоки полиспаста закрепляют на двух или нескольких (по вертикали) параллельных осях, образуя блочные обоймы: неподвижные и подвижные.

Крюк грузового полиспаста подвешивают к подвижной обойме полиспаста, а неподвижную обойму крепят к оголовку стрелы. Свободный конец каната полиспаста закрепляют на подвижной Или неподвижной обойме (стреле, двуногой стойке).

На автомобильных кранах для подъема груза применяют дву-, трех- и четырехкратные полиспасты.

Двукратный полиспаст (рис. 94, а) состоит из неподвижного блока, установленного на головке стрелы, и подвижного, установленного в крюковой подвеске. Неподвижный блок головок стрелы и гуськов, с которого канат полиспаста уходит на барабан лебедки, называют отклоняющим.

Рис. 94. Полиспасты подъема груза:
а и б—двукратные (основной жесткой стрелы кранов К-162 и К-67), в — трехкратный (основной жесткой стрелы крана КС-2561Д); 1, 7 я 9 — неподвижные отклоняющие блоки, 2 —подвижный блок, 3 —крюковая подвеска, 4 — барабан, 5 — конусная втулка, 6 —головка стрелы, 8 — направляющий блок

Грузовой канат, закрепленный на головке стрелы конусной втулкой, огибает ПОДВИЖНЫЙ блок, а затем неподвижный блок и уходит на барабан грузовой лебедки. На некоторых моделях кранов (К-67) грузовой канат крепят не на головке стрелы, а огибают им дополнительный неподвижный блок (рис. 94, б) и крепят его на нижнем или верхнем поясе головной секции стрелы.

При установке полиспаста на основных и удлиненных жестких стрелах, стрелах с гуськом и башенно-стреловом оборудовании грузовой канат, обогнув отклоняющий блок, уходит на барабан, огибая один или несколько направляющих блоков, установленных в необходимых местах стрелового оборудования.

Трехкратный полиспаст (рис. 94, в) состоит из блоков, установленных на головке стрелы, и подвижного блока, установленного в крюковой подвеске. Грузовой канат, закрепленный в верхней части щек крюковой подвески с помощью конусной втулки, огибает блоки и переходит на блок, огибает его и уходит на барабан грузовой лебедки.

Четырехкратный полиспаст аналогичен по устройству двукратному и отличается только тем, что в крюковой подвеске располагаются два подвижных блока, а на головке стрелы неподвижный и отклоняющий блоки.

Для подъема стрелы применяют дву-, четырех- и пятикратные полиспасты (полиспасты с кратностью 2, 4 и 5).

Двукратный полиспаст (рис. 95, а) состоит из неподвижного (отклоняющего) блока, установленного на оси головки двуногой стойки поворотной рамы, и подвижного, установленного на подвижной траверсе. Стреловой канат, закрепленный на головке, огибает блок и через блок уходит на барабан стреловой лебедки. Траверса связана оттяжками с головкой стрелы через ось, на которой установлен направляющий блок для грузового каната.

Рис. 95. Схемы полиспастов подъема стрелы:
а — двукратный (К-46), б — четырехкратный (К-64), в — пятикратный (КС-3561 и КС-3562А); 1, 9 и 12 — неподвижные блоки, 2 — барабан, 3 — ось головки двуногой стойки, 4 — подвижные блоки, 5 —подвижная траверса, 6 — ось, 7 — направляющий блок, 8 — ось головки стрелы, 10 — неподвижная траверса, 11 — датчик усилий ограничителя грузоподъемности

Четырехкратные полиспасты (рис. 95, б) наиболее широко применяют на автомобильных кранах и отличаются друг от друга местом расположения датчика усилий ограничителя грузоподъемности и местом установки подвижных блоков полиспаста.

Если ограничитель грузоподъемности устанавливают на поворотной раме (КС-2561Д), стреловой канат крепят к рычагу ограничителя, огибают им два подвижных, неподвижный и отклоняющий блоки и направляют на стреловую лебедку. Неподвижные блоки устанавливают на головке двуногой стойки, а подвижные — на головке стрелы или в подвижной траверсе, связанной оттяжками со стрелой.

На кранах с ограничителем грузоподъемности ОГП-1 датчик усилий устанавливают на оттяжках между осью головки двуногой стойки и неподвижной траверсой (или между головкой стрелы и подвижной траверсой, как на кране К-67).

Неподвижный блок установлен на траверсе. Стреловой канат крепится на головке двуногой стойки и, огибая последовательно подвижный блок, установленный на головке 8 стрелы (а у крана К-67 — на подвижной траверсе), неподвижный блок и второй подвижный блок, уходит через отклоняющий блок на барабан стреловой лебедки.

Пятикратный полиспаст (рис. 95, в) состоит из неподвижных блоков, установленных на оси головки двуногой стойки и неподвижной траверсе, и подвижных блоков, установленных на подвижной траверсе. Траверса оттяжками соединена с осью 8 головки стрелы. Датчик усилия ограничителя грузоподъемности установлен на оттяжках между головкой двуногой стойки и траверсой. Стреловой канат крепится на подвижной траверсе и, огибая последовательно блоки, второй блок, ухоДит через блок на барабан стреловой лебедки.

Источник