Приспособления для подъема крышки в ручную. Грузоподъемники для стройки – выбираем что нужно и что лучше. Как можно упростить подъем грузов

Чем выше растут стены строящегося дома, тем сложнее доставлять к месту стройматериалы. Аренда подъемного крана - дело дорогое, как же быть? Проблемы решает приобретение простейших грузоподъемных механизмов .

В арсенале складов и масштабных стоек чего только нет: конвейеры, эскалаторы, гравитационные установки, погрузчики, краны.

В частном строительстве обычно используются устройства попроще: блоки, тали, лебедки и домкраты. Одни средства способны перемещать груз только вертикально, другие, если надо, подтянут и вверх, и по горизонтали, и даже по диагонали.

Выигрыш при подъеме равен проигрышу

Первый помощник на стройке - блок, колесо с пущенным по канавке или желобу обода канатом. Приспособление позволяет поднимать и опускать груз с меньшими усилиями. Закрепил повыше ось блока, и тяни канат, поднимай на площадку кирпичи, раствор и прочее, действуя мышцами и налегая всем своим весом.

Однако таким образом 100 кг уже тяжеловато подтянуть. Тут на помощь и приходит полиспаст - устройство, состоящее из несколько блоков.

Полиспаст дает выигрыш в силе за счет проигрыша в расстоянии. То есть, когда тяжелый груз требуется поднять на веревке на уровень второго этажа посредством полиспаста, сил будет затрачено столько же, сколько при подъеме половины этого груза, но на уровень третьего этажа. Когда речь идет о больших тяжестях, порядка центнера и выше, полиспаст, он же силовой блок, становится незаменим.

Конструкция полиспаста

Простейший полиспаст состоит из двух блоков, соединенных одной веревкой. Один ее конец закреплен на верхней балке, далее веревка идет через желоб нижнего подвижного блока, затем верхнего неподвижного блока. Неподвижный блок, прикрепленный к балке, позволяет удобно тянуть за свободный конец веревки.

Нижний подвижный блок держит груз, как на качелях, на двух веревках. Для подъема требуется приложить вдвое меньшее усилие, чем поднимаемый вес. Эффект получается за счет двойного увеличения длины веревки, которую придется вытянуть.

Полиспаст, состоящий из двух подвижных и двух неподвижных блоков, объединенных попарно, дает уже четверной выигрыш в силе и т.д. Существуют и иные способы соединения блоков. Например, последовательное соединение нескольких подвижных блоков с одним неподвижным дает более существенный выигрыш в силе. Нет необходимости собственноручно мастерить подобные грузоподъемные устройства, они имеются в продаже.

Выбираем таль

Ручная цепная таль , малогабаритное грузоподъемное устройство, позволяет поднимать грузы весом до 5 тонн, используя лишь мускульную силу. При выборе, прежде всего, стоит ориентироваться на грузоподъемность. Кстати, бывают тали со встроенным силовым блоком - полиспастом - и без него.

Разумеется, выбирая таль, надо учитывать стоящие задачи. В механических моделях длины цепей составляют от 1,5 до 12 м, так что имеет значение высота подъема. Также, конечно, важен вес самой тали, который определяет не только возможность ее монтажа на балке, но и удобство транспортировки. Легкие рычажные ручные тали весят до 20 кг. А приобретение каретки для тали дает возможность в некотором маневре. Каретка подвешивается на двутавровую балку и перемещает по ней таль вместе с грузом в горизонтальной плоскости.

Раскачивать или тянуть

Ручная таль имеет скромные габариты, состоит из барабана с намотанным тросом, передаточного механизма и привода.

По типу передаточного механизма тали подразделяются на червячные и шестеренчатые . Стоит отметить, что червячный механизм дает больший выигрыш в силе, но из-за трений деталей чаще ломается. Шестеренный механизм показал себя более надежным.

По типу приводного механизма различают тали рычажные и цепные . В случае рычажного привода подъем происходит за счет колебательных движений приводного рычага, осуществляемых вручную. Цепная таль имеет две цепи, тяговую и грузовую. Устройство подвешивается на балку, стропы крепятся на крюке, а рабочий тянет тяговую цепь до тех пор, пока груз не будет поднят на нужную высоту. Особенностью современных конструкций является новый запатентованный механизм, который позволяет находиться рабочему в стороне от поднимаемого груза.

Электрическая тяга

В наше время, в грузоподъемном оборудовании наряду с мышечной силой широко применяется и электротяга, она позволяет экономить физические силы для иных работ. Скорость транспортировки с применением электрического грузоподъемного оборудования значительно выше, чем при ручном труде, что приводит к существенному сокращению сроков строительства. Однако при малых объемах работ стоимость грузоподъемных приспособлений, работающих от сети, бывает не адекватна получаемому выигрышу. Да и не всегда на стройплощадке имеется электричество, по крайней мере, с избытком по мощности.

Сила лебедки

Так называемое «лебежение» (перемещение груза волоком) дало название одноименному приспособлению. Но подвесив современную лебедку, ее можно использовать и для подъема грузов.

В продаже вы найдете сразу несколько вариантов ручных лебедок - барабанная, рычажная, с монтажно-тяговым механизмом… Какой бы тяговый механизм ни был в основе устройства ручной лебедки, критерии выбора всегда одни и те же - грузоподъемность и длина троса. Иногда лебедки продаются без троса, тогда в характеристиках указывают такой параметр, как канатоемкость. Важным параметром является и тяговое усилие, показывающее возможности приспособления по горизонтальному перемещению грузов. Как правило, тяговое усилие оказывается больше грузоподъемности.

Ручная барабанная лебедка

Простейший вариант конструкции лебедки состоит из корпуса, двух подшипников скольжения, барабана с тросом и рукоятки привода. Выигрыш в силе происходит за счет использования неравноплечного рычага, ворота. Если обычный рычаг поднимает груз на ход плеча, то ворот поднимает груз на имеющуюся длину троса. Плечо силы такой лебедки - расстояние от оси до рукоятки, плечо груза - расстояние от оси до окружности наматывания троса. Одно плечо может быть длиннее другого в 2-3 раза, соответственно таким и будет выигрыш в силе. По типу передачи барабанные лебедки подразделяют на зубчатые и червячные. Особенностью использования является необходимость их крепления к твердой основе.

Ручная рычажная лебедка

У рычажной лебедки тоже есть барабан, на который наматывается трос, правда барабан этот меньшего диаметра. Но главное отличие не в этом. Привод намотки троса на барабан здесь осуществляется посредством храпового механизма (или трещетки), то есть при совершении качательных движений ручкой-рычагом.

Данные устройства компактны, удобны для работы в труднодоступных местах. Еще один их «плюс» - не требуется жесткая фиксация корпуса. Но есть и «минус» у рычажных лебедок - по длине троса они значительно уступают иным моделям.

Лебедка с монтажно-тяговым механизмом (МТМ)

Лебедка с МТМ не имеет барабана. Трос пропускается через весь ее корпус, и оба его конца выходят наружу. Внутри же находятся специальные кулачки, которые передвигают трос и создают необходимое усилие при раскачивании рычажной рукоятки.

Такая штука интересна своей универсальностью. Зацепив крюком корпус лебедки за какую-либо стационарную конструкцию, с помощью такого устройства можно перемещать грузы волоком по горизонтальной или наклонной плоскости Для подъема тяжестей лебедку с МТМ крепят к балке. А еще устройство подходит для проведения демонтажных работ (например, сноса конструкций) или даже выкорчевывания пней. Недостаток лебедок МТМ - повышенная чувствительность к абразивному износу, потому загрязнение механизма приводит к его быстрому выходу из строя.

Два слова о домкрате

В строительстве для подъема и опускания грузов на небольшую высоту применяют домкраты разного типа. Так, монтажные реечные домкраты могут иметь несколько ступеней передач и отличаются большой грузоподъемностью. Кроме того, благодаря узкому захвату или клыку умеют поднимать прямо с поверхности земли.

Винтовые домкраты обладают наименьшими возможностями по удерживанию грузов, но большой высотой подъема. Одна из разновидностей винтового домкрата - компенсатор усадки - применяется для регулирования правильности усадки рубленого дома.

В гидравлическом домкрате поднятие груза происходит за счет давления жидкости, оказываемой на поршень. Давление создается насосом, благодаря чему требуется меньшего приложения мышечных усилий, а скорость подъема оказывается плавной.

Оригинальный Xiaomi Mijia доктор Bay зубные Foss портативный выбирает зубы…

Лебедка – незаменимое приспособление, как в домашнем хозяйстве, так и в гараже. Поднять на крышу рулон рубероида, забросить в окно второго этажа строящегося частного дома пару мешков цемента, вытащить двигатель из капотного пространства, да и затащить сам поломанный автомобиль в гараж… Это неполный перечень дел, которые можно запросто выполнить в одиночку с ее помощью.

Приспособления барабанного типа для подъема или перемещения тяжестей, отличаются способом передачи крутящего момента. Из школьного курса физики мы знаем, как работает плечо. Теряя в скорости или расстоянии – мы выигрываем в силе. Фраза Архимеда: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю» как раз описывает принцип работы лебедки.

ВАЖНО! При работе с подобным устройством, точками опоры является корпус и место крепления лебедки. Оба элемента должны быть надежными.

Ручная лебедка, при помощи приложенного плеча – увеличивает человеческие силы настолько, что один оператор может сдвигать с места автомобили или поднимать тяжести в несколько сот килограмм. При одинаковом (с точки зрения механики) принципе действия, эти приспособления имеют различные способы исполнения.

Ручная барабанная лебедка – разновидности

Ручная лебедка с барабаном – это классика жанра. Кроме общего элемента – шкива, на который наматывается трос, приспособления имеют различные типы привода.

К барабану прочно прикреплена большая, основная шестерня. На нее, и на крепление, ложится вся нагрузка. Поэтому надежность элементов должна быть на должном уровне. В зацеплении с основной, расположена ведущая маленькая шестеренка.

Соотношение количества зубьев и есть величина передаточного отношения. Проще говоря – коэффициент усиления. Ведущая шестерня составляет одно целое с приводным валом. Поскольку речь идет о ручном инструменте – на вал надета рукоятка для вращения.

Длина рычага также влияет на степень усиления. Чем плечо рукоятки больше – тем меньше усилия надо приложить.

С помощью подобных устройств можно в одиночку поднимать несколько центнеров груза или перемещать автомобиль весом 2-3 тонны. При этом скорость вращения барабана достаточно высокая.

Конструкция состоит из двух или более пар шестерен, каждая из которых обладает коэффициентом усиления в десятки раз. При последовательном зацеплении эти коэффициенты складываются, многократно увеличивая усилие.

Обратная сторона медали – пропорциональное снижение скорости. Имея такую лебедку, вы можете осуществлять медленный вертикальный подъем грузов более тонны, но если вам придется работать с двумя мешками цемента – время подъема растянется на десятки минут.

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.

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 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.

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.

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.

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.

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.

Канаты и грузозахватные приспособления

Канаты в зависимости от материала подразделяются па стальные (тросы), пеньковые и хлопчатобумажные. Стальные канаты изготовляются одинарной свивки, когда канат свивается непосредственно из проволок, и двойной свивки, когда проволоки свиваются в пряди, а пряди в канат. По виду свивки проволок и прядей стальные канаты бывают крестовой свивки, при которой направления свивания проволок в пряди и прядей в канат противоположны друг другу, и односторонней, при которой эти направления совпадают. Тросы крестовой свивки менее подвержены раскручиванию, чем тросы односторонней свивки.

Стальные канаты обладают по сравнению с пеньковыми и хлопчатобумажными большей надежностью и долговечностью и поэтому находят преимущественное применение в грузоподъемных и грузозахватных устройствах. Пеньковые и хлопчатобумажные канаты используются только для оттяжек или для подъема небольших грузов (подача инструментов и приспособлений, подъем гирлянд при монтаже ошиновки ОРУ и др.).

К недостаткам стальных тросов относится их сравнительно малая эластичность (гибкость). Гибкость канатов зависит от диаметра проволок: чем меньше диаметр проволок в прядях каната, тем больше гибкость каната. Канат, изготовленный из более тонких проволок, изнашивается быстрее и стоит дороже. Поэтому выбор канатов должен производиться в зависимости от их назначения.

Стальные канаты хранятся в бухтах или на барабанах в закрытых сухих помещениях на деревянных подкладках. Каждый канат должен быть снабжен биркой, на которой указываются тип, диаметр, длина и масса каната. Канаты, находящиеся в эксплуатации, должны смазываться канатной мазью в следующие сроки: грузовые (полиспастные) - 1 раз в 2 мес, чалочные и стропы - 1 раз в 1,5 мес, расчалки - 1 раз в 3 мес. Канаты, хранящиеся на складе, смазываются 1 раз в 6 мес.

Выбор канатов для грузоподъемных механизмов и грузозахватных устройств производится по значению действительного разрывного усилия каната в Н (та нагрузка, при которой образец каната рвется при испытании на разрывной машине). Это усилие обычно приводится в паспорте (акте-сертификате) каната. Если в паспорте указано не действительное разрывное усилие, а суммарное разрывное усилие всех отдельных проволок (Рсум), то следует действительное разрывное усилие принять равным 0,83 Рсум.

При эксплуатации канатов необходимо следить за степенью износа и выбраковывать канаты, имеющие опасный износ. Опасный износ каната определяется по количеству оборванных проволок на шаге свивки (длина каната, на протяжении которой прядь делает полный оборот вокруг его оси). На участке каната, на котором обнаружено наибольшее число оборванных проволок, отмечают шаг свивки и подсчитывают на нем число обрывов.

При уменьшении диаметра проволок каната в результате поверхностного износа или коррозии более чем на 40% первоначальной величины канат бракуется.

Канаты стальные, пеньковые и хлопчатобумажные, стропы всех типов и грузозахватные приспособления должны подвергаться в процессе эксплуатации периодическим осмотрам лицом, на которое возложено их обслуживание, а также проходить испытания статической нагрузкой.

Стропы служат для крепления груза к крюку подъемного механизма. Стропы изготовляются из стальных канатов. В зависимости от назначения стропов и от подлежащих подъему и монтажу элементов электрооборудования применяются стропы различных конструкций. Соединение свободного конца троса с основной ветвью для образования петли стропа производится заплеткой. Заплетка тросов является сложной операцией, требующей высокой квалификации исполнителей, и должна выполняться специальными заплетчиками.

Выбор типоразмера стропа производится в зависимости от массы, конфигурации и мест строповки оборудования и грузов. Нагрузка, приходящаяся на одну ветвь стропа, определяется по формуле S = Q/(n х cosα) ,

где S - нагрузка, приходящаяся на одну ветвь стропа, кг, Q - масса поднимаемого груза, кг, n - число ветвей стропа, α - угол между вертикально опущенной осью и ветвью стропа (рис. 1).

Рис. 1. Схемы строповки грузов: а - одноветвевым стропом, б - двухветвевым стропом.

Стропы должны выбираться такой длины, чтобы угол между ветвями стропа и вертикалью не превысил 45°. При подъеме элементы электрооборудования должны подвешиваться за специально предназначенные для этой цели детали (рамы, скобы, монтажные петли). В случае, когда техническими условиями или заводскими инструкциями запрещается подвергать грузозахватные устройства (рымы) тяжению стропом под углом, подъем должен производиться с применением траверс (рис. 2).

Рис. 2. Траверса для подъема электротехнического оборудования грузоподъемностью до 10 т. 1 - труба, 2 - муфта, 3 - строп с двумя петлями, 4 - подвеска разъемная (паук), 5 - штырь, 6 - скоба прямая.

Каждый строп должен быть снабжен жетоном, на который наносятся марка стропа и дата его испытания. Жетоны крепятся вплеткой в прядь троса при изготовлении стропа.

К работам по строповке и подъему оборудования и других грузов могут допускаться только такелажники и электромонтеры, прошедшие специальное обучение и имеющие удостоверение на допуск к производству стропальных работ. Подъем ответственных тяжелых грузов должен производиться под непосредственным руководством мастера или производителя работ.

Блоки и полиспасты

Блоки применяются при выполнении такелажных работ для изменения направления тяговых канатов (отводные блоки) или в составе полиспастов. Отводные блоки изготовляются преимущественно с откидной щекой, так как в этом случае отпадает необходимость протаскивания каната через блок.

Выбор отводного блока производится по формуле Q = PK,

где Q - грузоподъемность ного блока, Н, Р - усилие, действующее на канат, Н, К - коэффициент, зависящий от угла между направлениями каната (рис. 3).

Рис. 3. Усилия, действующие на отводной блок

Величина коэффициента К принимается в зависимости от угла α: 0 о - 2, 30 о - 1,94, 45 о - 1,84, 60 о - 1,73, 90 о - 1,41

Рис. 4. Блоки

Полиспаст служит для подъема или горизонтального перемещения грузов, когда необходимое для подъема или перемещения тяговое усилие превышает грузоподъемность тягового механизма. Полиспаст состоит из двух блоков, подвижного и неподвижного, соединенных между собой канатом, который крепится к ушку одного из блоков, последовательно огибает ролики обоих блоков и другим - сбегающим концом крепится к тяговому механизму.

Величина усилия в сбегающем конце каната полиспаста определяется по формуле S = 9,8Q/(ηn)

где S - величина усилия, Н, Q - масса поднимаемого груза, кг, η - к. п. д. полиспаста, n - число ниток полиспаста. Величина тягового усилия S не должна превышать грузоподъемность тягового механизма. Выбор схемы полиспаста в зависимости от массы поднимаемого груза и грузоподъемности тягового механизма (трактора, лебедки) может производиться по таблице 1.

Лебедки и тали

При эксплуатации лебедок и талей должны быть обеспечены постоянный надзор за их состоянием и исправностью всех деталей, периодические профилактические осмотры с устранением замеченных неисправностей и отметкой ответственного за состояние лебедок или талей лица в специальном журнале, а также периодическое их испытание не реже 1 раза в год на специальном испытательном стенде или на монтажной площадке статической нагрузкой, превышающей номинальную на 25%. Данные испытаний должны быть зафиксированы протоколом, хранящимся в паспорте механизма.

К лебедке или тали должна быть прикреплена табличка с указанием даты проведенного испытания и срока последующего испытания. Лебедки и тали, не прошедшие своевременного очередного испытания, должны быть изъяты из эксплуатации впредь до проведения испытаний.

Лебедки находят широкое применение при погрузо-разгрузочных работах, такелаже трансформаторов, выключателей и другого оборудования ЗРУ, панелей щитов и ошиновки ОРУ. В зависимости от рода привода применяемые на электромонтаже лебедки подразделяются на ручные, электрические и унифицированные. Ручные лебедки применяются при производстве электромонтажных работ в основном двух видов - барабанные и рычажные.

Преимущественное применение находят лебедки барабанные облегченные и лебедки с рычажным приводом в связи с их малыми габаритами и сравнительно небольшой их массой. Лебедки с ручным приводом рекомендуются к применению грузоподъемностью не выше 3 т в связи с громоздкостью, большой массой и значительными усилиями на рукоятке ручных лебедок грузоподъемностью более 3 т.

Лебедки ручные рычажные работают на принципе протягивания рабочего тягового каната чего каната имеется обойма. Рукоятка переднего хода насажена на конец вала поводка, представляющего собой двуплечий рычаг с осью вращения посередине. Для заправки каната в тяговый механизм отодвигают оттяжку в сторону рукоятки. При этом обе пары сжимов разойдутся и дадут возможность протолкнуть конец тягового каната через отверстие штуцера до выхода его через отверстие крепежа.

Рис. 5. Рычажная ручная лебедка

Ручные лебедки рекомендуются к применению при выполнении небольших объемов работ, при отсутствии источника электроэнергии и при отсутствии на площадке механизированных подъемных устройств (автопогрузчики, краны, электролебедки).

Лебедка электрическая состоит из следующих основных узлов: рамы, барабана, редуктора, тормозного устройства и электродвигателя. Напряжение двигателя 380/220 В. Рама служит для размещения на ней всех узлов лебедки. Тормозное устройство с электромагнитным приводом сблокировано с электродвигателем лебедки и действует автоматически при отключении последнего. Крутящий момент передается от двигателя к барабану лебедки через редуктор. Сцепление барабана с валом редуктора осуществляется зубчатой или кулачковой муфтой.

Кинематическая схема электрической лебедки приведена на рис. 6.

Рис. 6. Кинематическая схема электрической лебедки: 1 - барабан, 2 - 7 - шестерни редуктора, 8 - 10 - валы редуктора, 11 - тормозное устройство, 12 - электродвигатель.

Талью называется подъемник подвесного типа с ручным или электрическим приводом. Тали ручные изготовляются с червячной и шестеренчатой передачей, используются при монтаже реакторов в ячейках ЗРУ, при ревизии и разборке электродвигателей и др. Таль ручная червячная состоит из верхнего и нижнего узлов, соединенных между собой грузовой цепью. Верхний узел содержит корпус, червячную пару, включающую колесо с грузовой звездочкой и червяк с тормозным устройством, тяговое колесо с бесконечной цепью и верхний подвесной крюк. Нижний узел состоит из обоймы, грузового ролика и нижнего крюка.

Таль подвешивается к неподвижной опоре за верхний крюк. При вращении тягового колеса при помощи цепи вращается червяк, вал которого жестко связан с тяговым колесом. Червяк приводит в движение червячное колесо с грузовой звездочкой, выбирая при этом грузовую цепь и вызывая подъем или опускание нижнего крюка и подвешенного к нему груза. Тали ручные с шестеренчатой передачей изготовляются грузоподъемностью до 5 т.

Таль электрическая предназначена для вертикального подъема и опускания, а также для горизонтального перемещения грузов вдоль однорельсового пути, по которому передвигается таль. Электроталь типа ТЭ состоит из двух основных узлов: грузоподъемного механизма и ходовой тележки, к которой подвешивается грузоподъемный механизм.

Грузоподъмный механизм состоит из корпуса с барабаном и встроенным в него электродвигателем, редуктора, электромагнитного тормоза и подвесного устройства (блока с крюком). Тормоз включается автоматически при отключении электродвигателя и отключается при включении двигателя.

Рис. 7. Электрическая таль типа ТЭ

Ходовая тележка состоит из двух щек, к одной из которых крепятся две оси со свободно вращающимися колесами, а к другой - два ведущих колеса, на ребордах которых нарезаны зубчатые венцы. Пуск двигателей талей осуществляется реверсивными магнитными пускателями. Управление подъемом, спуском и горизонтальным передвижением вправо или влево прои Наибольшее применение электрические тали находят в помещениях укрупнительной сборки деталей оборудования в блоки и узлы, а также для ревизии частей выключателей (камер отделителей, гасительных камер) и другого оборудования в передвижных инвентарных помещениях и устройствах. Электрические тали типа ТЭ изготовляются для высоты подъема груза 6, 12 и 18 м.

Домкраты

Домкраты применяются в основном при такелаже и монтаже силовых трансформаторов, синхронных компенсаторов и другого тяжеловесного оборудования, когда эти работы не могут быть выполнены кранами.

Домкраты по конструкции разделяются на реечные, винтовые и гидравлические. Реечный домкрат состоит из неподвижного основания 1 с приваренной вертикальной зубчатой рейкой 4, подъемного корпуса 3 с редуктором и рукоятки 2. Подъем груза производится на верхней центральной головке или на нижней лапе.

Рис. 8. Реечный домкрат

Наличие нижней лапы выгодно отличает реечный домкрат от других конструкций, так как позволяет производить подъем грузов с низким расположением опорных поверхностей. Для подъема груза вращают рукоятку домкрата по часовой стрелке. При этом вращение передается шестерне, которая, накатываясь по рейке 4, поднимает вместе с собой редуктор и корпус домкрата с грузом.

При ослаблении вращающего усилия на рукоятке специальная собачка удерживает через храповой диск рукоятку от обратного вращения под давлением груза и, таким образом, предотвращает падение груза. Однако в целях безопасности запрещается снимать руку с рукоятки во время подъема или опускания груза, а также пока груз остается в поднятом положении.

Винтовой домкрат (рис. 9) состоит из корпуса 1, грузового винта 2 и рукоятки 3 с храповиком, собачкой и фиксирующим стержнем с пружиной. Подъем груза осуществляется вращением рукоятки в направлении против часовой стрелки. При этом происходит вращение грузового винта 2 в неподвижном внутреннем винте и подъем подвижного винта с головкой домкрата и опирающимся на головку грузом. При опускании груза следует переключить фиксатор собачки и вращать рукоятку в обратную сторону.

Рис. 9. Винтовой домкрат

Гидравлический домкрат (рис. 10) состоит из корпуса 1, резервуара 2 и насоса 3. В герметически закрытом резервуаре 2 смонтированы насос 3 и кулачковый вал 6. Кулачок 10 приводит в движение плунжер 9. При этом происходит всасывание жидкости через клапан 7 или нагнетание через клапан 8 в корпус под поршень 4. Поршень, поднимаясь, производит подъем груза. Для опускания груза перепускают жидкость обратно в резервуар. Заполнение жидкости производится через пробку 11, а слив - через пробку 5. Для заполнения резервуара 2 используется масло индустриальное.

Рис. 10. Гидравлический домкрат

Телескопические вышки и гидравлические подъемники

Телескопические вышки используются в основном при выполнении работ по ошиновке ОРУ. Телескопические вышки обеспечивают безопасные условия работ при подъеме рабочих с инструментами, приспособлениями и грузами для производства работ на высоте, а также обеспечивают благоприятные условия для высокопроизводительной работы при монтаже гирлянд, проводов и арматуры.

Гидравлические подъемники с шарнирной стрелой обладают по сравнению с телескопическими вышками тем большим преимуществом, что их конструкция позволяет благодаря наличию шарнирной стрелы перемещать люльку с грузом в поднятом состоянии в любую сторону без перемещения подъемника.

Грузоподъемные машины призваны помочь человеку поднять что-либо тяжелое на высоту. В основе большинства подъемных механизмов лежит простая система блоков – полиспаст. Он был знаком еще Архимеду, но сейчас об этом гениальном изобретении многие не знают. Вспоминая курс физики, выясните, как работает такой механизм, его строение и область применения. Разобравшись в классификации, можно приступать к расчету. Чтобы все получилось – вашему вниманию инструкция по конструированию простой модели.

Изобретение полиспаста дало огромный толчок развитию цивилизаций. Система блоков помогла построить огромные сооружения, многие из которых сохранились по сей день и вызывают недоумение у современных строителей. Также совершенствовалось судостроение, люди смогли путешествовать на огромные расстояния. Пора разобраться, что это такое – полиспаст и выяснить, где можно найти ему применение сегодня.

Простота и эффективность механизма

Строение грузоподъемного механизма

Классический полиспаст представляет собой механизм, который состоит из двух основных элементов:

• шкив;
• гибкая связь.

Простейшая схема: 1 – подвижный блок, 2 – неподвижный, 3– канат

Шкив – это металлическое колесо, которое по внешнему краю имеет специальный желоб для троса. В качестве гибкой связи может применяться обычный трос или канат. Если груз будет достаточно тяжелый, используют тросы из синтетических волокон или стальные канаты и даже цепи. Для того чтобы шкив вращался легко, без скачков и заедания, используют роликовые подшипники. Все элементы, которые движутся, смазывают.

Один шкив называют блоком. Полиспаст – это система блоков для подъема грузов. Блоки в составе подъемного механизма могут быть неподвижными (жестко закрепленными) и подвижными (когда ось в процессе работы меняет положение). Одна часть полиспаста крепится к неподвижной опоре, другая – к грузу. Подвижные ролики располагаются на стороне груза.

Неподвижный блок

Роль неподвижного блока – изменение направления движения каната и действия прикладываемой силы. Роль подвижных – получение выигрыша в силе.

Подвижный блок

Принцип работы – в чем секрет

Принцип работы полиспаста подобен рычагу: усилие, которое необходимо приложить, становится меньше в несколько раз, при этом работа выполняется в том же объеме. Роль рычага играет трос. В работе полиспаста важен выигрыш в силе, поэтому возникающий проигрыш в расстоянии не принимается во внимание.

В зависимости от конструкции полиспаста, выигрыш в силе может быть разным. Простейший механизм из двух шкивов дает примерно двукратный выигрыш, из трех – трехкратный и так далее. По тому же принципу рассчитывается и увеличение расстояния. Для работы простого полиспаста нужен трос в два раза длиннее высоты подъема, а если используют комплекс из четырех блоков – то и длина троса увеличивается прямо пропорционально в четыре раза.

Принцип работы системы блоков

В каких областях применяется система блоков

Полиспаст – верный помощник на складе, на производстве, в транспортной сфере. Его используют везде, где нужно применять силу для перемещения всевозможных грузов. Система широко применяется в строительстве.

Несмотря на то что большую часть тяжелой работы выполняет строительная техника (подъемный кран), полиспасту нашлось место в конструкции грузозахватных механизмов. Система блоков (полиспаст) является составляющей таких подъемных механизмов, как лебедка, таль, строительная техника (краны разных типов, бульдозер, экскаватор).

Помимо строительной отрасли, полиспасты получили широкое применение в организации спасательных работ. Принцип работы остается прежним, но конструкция немного видоизменяется. Спасательное оборудование изготавливается из прочного троса, используются карабины. Для устройств такого назначения важно, чтобы вся система быстро собиралась и не требовала дополнительных механизмов.

Полиспаст в составе крюка подъемного крана

Классификация моделей по разным характеристикам

Существует множество исполнений одной задумки – системы блоков, объединенных канатом. Их дифференцируют в зависимости от способа применения и конструктивных особенностей. Познакомьтесь с разными типами подъемников, выясните, в чем заключается их назначение и чем отличается устройство.

Классификация в зависимости от сложности механизма

В зависимости от сложности механизма выделяют

• простые;
• сложные;
• комплексные полиспасты.

Пример четных моделей

Простой полиспаст представляет собой систему последовательно соединенных роликов. Все подвижные и неподвижные блоки, а также сам груз объединяются одним тросом. Дифференцируют четные и нечетные простые полиспасты.

Четными называют те грузоподъемные механизмы, чей конец троса крепится к неподвижной опоре – станции. Все комбинации в таком случае будут считаться четными. А если конец веревки прикреплен непосредственно к грузу или месту прикладывания усилия, эта конструкция и все производные от нее будут называться нечетными.

Схема нечетного полиспаста

Сложный полиспаст можно называть системой полиспастов. В этом случае последовательно соединяются не отдельные блоки, а целые комбинации, которые вполне могут использоваться сами по себе. Грубо говоря, в этом случае один механизм приводит в движение другой подобный.

Комплексный полиспаст не относится ни к одному, ни к другому виду. Его отличительная черта – ролики, движущиеся навстречу грузу. В состав комплексной модели могут входить как простые, так и сложные полиспасты.

Объединение двукратного и шестикратного простого полиспаста дает сложный шестикратный вариант

Классификация по назначению подъемника

В зависимости от того, что хотят получить при использовании полиспаста, их подразделяют на:

• силовые;
• скоростные.

А – силовой вариант, Б — скоростной

Силовой вариант используется чаще. Как следует из названия, его задача – обеспечить выигрыш в силе. Так как для значительного выигрыша нужны столь же значительные потери в расстоянии, неизбежны и потери в скорости. К примеру, для системы 4:1 при поднятии груза на один метр нужно натянуть 4 метра троса, что замедляет работу.

Скоростной полиспаст по своему принципу представляет собой обратную силовому конструкцию. Он не дает выигрыша в силе, его цель – скорость. Применяется для ускорения работы в ущерб прикладываемому усилию.

Кратность – основная характеристика

Основной показатель, на который обращают внимание при организации подъема грузов –кратность полиспаста. Этот параметр условно обозначает, во сколько раз механизм позволяет выиграть в силе. Фактически, кратность показывает, на сколько ветвей каната распределен вес груза.

Кинематическая кратность

Кратность подразделяют на кинематическую (равную количеству перегибов каната) и силовую, которая рассчитывается с учетом преодоления тросом силы трения и неидеальным КПД роликов. В справочниках приведены таблицы, которые отображают зависимость силовой кратности от кинематической при разных КПД блоков.

Как видно из таблицы, силовая кратность существенно отличается от кинематической. При низком КПД ролика (94%) фактический выигрыш в силе полиспаста 7:1 будет меньше выигрыша шестикратного полиспаста с КПД блоков 96%.

Схемы полиспастов разной кратности

Как производить расчеты для полиспаста

Несмотря на то что теоретически конструкция полиспаста предельно простая, на практике не всегда ясно, как поднять груз с помощью блоков. Как понять, какая кратность понадобится, как выяснить КПД подъемника и каждого блока в отдельности. Для того чтобы найти ответы на эти вопросы, нужно выполнить расчеты.

Расчет отдельного блока

Расчет полиспаста нужно выполнять из-за того, что условия работы далеки от идеальных. На механизм действуют силы трения в результате движения троса по шкиву, в результате вращения самого ролика, какие бы подшипники ни применялись.

Кроме того, на стройплощадке и в составе строительной техники редко применяется гибкая и податливая веревка. Стальной канат или цепь обладают гораздо большей жесткостью. Так как для сгибания такого троса при набегании на блок требуется дополнительное усилие, его тоже нужно обязательно учитывать.

Для расчета выводят уравнение моментов для шкива относительно оси:

SсбегR = SнабегR + q SнабегR + Nfr (1)

В формуле 1 показаны моменты таких сил:

• Sсбег – усилие со стороны сбегающего каната;
• Sнабег – усилие со стороны набегающего каната;
• q Sнабег – усилие, для сгибания/разгибания каната с учетом его жесткости q;
• Nf – сила трения в блоке, с учетом коэффициента трения f.

Для определения момента все силы умножаются на плечо – радиус блока R или радиус втулки r.

Сила набегающего и сбегающего троса возникает в результате взаимодействия и трения нитей каната. Поскольку сила для сгибания/разгибания троса существенно меньше остальных, вычисляя воздействие на ось блока, этим значением часто пренебрегают:

N = 2 Sнабег×sinα (2)

В этом уравнении:

• N – воздействие на ось шкива;
• Sнабег – усилие со стороны набегающего каната (принимается примерно равным Sсбег;
• α – угол отклонения от оси.

Блок полиспаста

Расчет полезного действия блока

Как известно, КПД – коэффициент полезного действия, то есть насколько результативна была выполненная работа. Его рассчитывают, как отношение выполненной и затраченной работ. В случае с блоком полиспаста применяется формула:

ηб = Sнабег/ Sсбег = 1/(1 + q + 2fsinα×d/D) (3)

В уравнении:

• 3 ηб – КПД блока;
• d и D – соответственно, диаметр втулки и самого шкива;
• q – коэффициент жесткости гибкой связи (каната);
• f – коэффициент трения;
• α – угол отклонения от оси.

Из этой формулы видно, что на КПД влияет строение блока (посредством коэффициента f), его размер (через отношение d/D) и материал каната (коэф. q). Максимальное значение КПД можно получить, используя втулки из бронзы и подшипники качения (до 98%). Подшипники скольжения дадут до 96% коэффициент полезного действия.

На схеме изображены все силы S на разных ветвях каната

Как высчитать КПД всей системы

Подъемный механизм состоит из нескольких блоков. Суммарный КПД полиспаста не равен арифметической сумме всех отдельных составляющих. Для вычисления используют куда более сложную формулу, а точнее – систему уравнений, где все силы выражаются через значение первичной S0 и КПД механизма:

• S1=ηп S0;
• S2=(ηп)2 S0; (4)
• S3=(ηп)3 S0;

• Sn=(ηп)n S0.

КПД полиспаста при разной кратности

Поскольку значение КПД всегда меньше 1, с каждым новым блоком и уравнением в системе значение Sn будет стремительно уменьшаться. Суммарный КПД полиспаста будет зависеть не только от ηб, но и от количества этих блоков – кратности системы. По таблице можно найти ηп для систем с разным количеством блоков при разных значениях КПД каждого.

Как сделать подъемник своими руками

В строительстве во время проведения монтажных работ далеко не всегда есть возможность подогнать подъемный кран. Тогда возникает вопрос, как поднять груз веревкой. И здесь находит свое применение простой полиспаст. Для его изготовления и полноценной работы нужно сделать расчеты, чертежи, правильно подобрать веревку и блоки.

Разные схемы простых и сложных подъемников

Подготовка базы – схема и чертеж

Прежде чем приступать к сооружению полиспаста своими руками, нужно внимательно изучить чертежи и подобрать подходящую для себя схему. Опираться следует на то, как вам будет удобнее разместить конструкцию, какие блоки и трос имеются.

Случается, что грузоподъемности блоков полиспаста недостаточно, а сооружать сложный многократный подъемный механизм нет времени и возможности. Тогда применяют сдвоенные полиспасты, представляющие собой комбинацию из двух одинарных. Этим устройством также можно поднимать груз таким образом, чтобы он двигался строго вертикально, без перекосов.

Чертежи сдвоенной модели в разных вариациях

Как подобрать веревку и блок

Важнейшую роль в построении полиспаста своими руками играет веревка. Важно, чтобы она не растягивалась. Такие канаты называют статическими. Растяжение и деформация гибкой связи дает серьезные потери эффективности работы. Для самодельного механизма подойдет синтетический трос, толщина зависит от веса груза.

Материал и качество блоков – показатели, которые обеспечат самодельным подъемным устройствам расчетную грузоподъемность. В зависимости от подшипников, которые установлены в блоке, меняется его КПД и это уже учтено в расчетах.

Но как поднять груз на высоту своими руками и не уронить его? Чтобы обезопасить груз от возможного обратного хода, можно установить специальный фиксирующий блок, который позволяет веревке двигаться только в одном – нужном направлении.

Ролик, по которому движется канат

Пошаговая инструкция для подъема груза через блок

Когда веревка и блоки готовы, схема выбрана, а расчет произведен, можно приступать к сборке. Для простого двукратного полиспаста понадобятся:

• ролик – 2 шт.;
• подшипники;
• втулка – 2 шт.;
• обойма для блока – 2 шт.;
• веревка;
• крюк для подвеса груза;
• стропы – если они нужны для монтажа.

Для быстрого соединения используют карабины

Пошагово подъем груза на высоту осуществляется так:

1. Соединяют ролики, втулку и подшипники. Объединяют все это в обойму. Получают блок.
2. Веревку запускают в первый блок;
3. Обойма с этим блоком жестко крепится к неподвижной опоре (железобетонная балка, столб, стена, специально смонтированный вынос и пр.);
4. Затем конец веревки пропускают через второй блок (подвижный).
5. К обойме крепят крюк.
6. Свободный конец веревки фиксируют.
7. Стропят поднимаемый груз и соединяют его с полиспастом.

Самодельный подъемный механизм готов к использованию и обеспечит двойной выигрыш в силе. Теперь, чтобы поднять груз на высоту, достаточно потянуть за конец веревки. Огибая оба ролика, веревка поднимет груз без особых усилий.

Можно ли объединить полиспаст и лебедку

Если к самодельному механизму, который вы построите по этой инструкции, присоединить электрическую лебедку, получится самый настоящий подъемный кран, выполненный своими руками. Теперь для подъема груза не придется напрягаться совсем, лебедка все сделает за вас.

Даже ручная лебедка сделает подъем груза комфортнее – не нужно стирать руки о канат и переживать, чтобы веревка не выскользнула из рук. В любом случае, крутить ручку лебедки куда проще.

Полиспаст для лебедки

В принципе, даже вне стройплощадки умение в походных условиях с минимумом инструментов и материалов соорудить элементарный полиспаст для лебедки – очень полезный навык. Особенно оценят его автомобилисты, которым посчастливилось застрять на машине где-нибудь в непроходимом месте. Сделанный на скорую руку полиспаст значительно увеличит производительность лебедки.

Переоценить значение полиспаста в развитии современного строительства и машиностроения сложно. Понимать принцип действия и визуально представлять себе его конструкцию должен каждый. Теперь вам не страшны ситуации, когда нужно поднять груз, а специальной техники нет. Несколько шкивов, веревка и смекалка позволят обойтись без привлечения крана.