Идеи

Простейшие подъемные и транспортные механизмы на строительстве дачи и дома. Грузоподъемники для стройки – выбираем что нужно и что лучше Механизмы для поднятия грузов своими руками

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.

На крышу или верхние этажи, и без специальных приспособлений это весьма затруднительно. Мы опишем процесс сборки своими руками простого и надежного строительного подъемника, которым в одиночку можно поднять до 300 кг.

Устройство, собранное по приведенной схеме, является абсолютно мобильным и может быть без проблем привезено на строительный объект даже легковым автомобилем с верхним багажником.

Для сборки потребуется:

брус клееный 60х40 мм — 10 м;
брус 40х40 — 9 м;
доска 25х80 — 16 м;
блок такелажный с подшипником — 2 шт.;
ролик на подшипнике с осью — 4 шт.;
капроновый трос — 12 м;
фанера 15 мм — менее 1 м 2 .

Сборка направляющих

Подъемник представляет собой тележку, скользящую на роликах между двумя тавровыми направляющими. Чтобы их изготовить, потребуется лес хорошего качества влажностью не более 12%: брус 60х40 и доска 25х80. Нежелательны какие-либо искривления, дерево не должно иметь пороков.

Брус в направляющей играет роль дистанционной прокладки, задающей расстояние между полками тавра. Оно должно быть больше диаметра роликов на 2-3 мм, при необходимости строгайте брус по узкому торцу и доводите до нужной толщины.

Для сборки направляющей нужно вложить брус между досками и выровнять их по одному краю. Чтобы конструкция была полностью монолитной, рекомендуется перед сборкой промазать соприкасающиеся грани клеем ПВА.

Сложите детали, выровняйте их под угольник и зафиксируйте струбцинами. Затем скрепите доски и брус белыми анодированными саморезами длиной 55 мм, вкручивайте их в шахматном порядке с шагом в каждом ряду 30-35 см. Крепить саморезами нужно обе доски, так направляющие будут меньше подвержены короблению.

Если вы хотите сделать направляющие длиной, больше имеющихся пиломатериалов, укладывайте брусья и доски с перехлестом в половину длины. При правильном сращивании конструкция получится исключительно крепкой, останется лишь вывести внутренние стыки досок в ноль для плавного движения роликов.

После сборки обеих направляющих покройте их двумя слоями олифы. Проверьте ширину зазора под ролики, при необходимости доведите наждачной шкуркой. На расстоянии в 30 мм от торца по центру бруска в тавре проделайте сквозное отверстие диаметром 14 мм. Используйте его для болтового соединения направляющих с поперечинами, под гайку и головку болта подложите широкие шайбы. Чтобы избежать смещения диагоналей, сделайте соединение с подрубкой в полдерева.

Конструкция тележки

Начните со сборки рамки: вставьте между 130 см отрезками бруса 40х40 мм три перекладины длиной по 75 см. Среднюю перекладину устанавливайте в 40-45 см от нижнего края. Скрепите места соединений саморезами, а лучше — соберите рамку на шиповых соединениях.

Прикрепите к нижнему брусу перпендикулярно рамке два отрезка бруса по 80 см, между их концами вставьте перекладину длиной 75 см и скрепите конструкцию. Для усиления поддона изготовьте из бруса или доски две наклонные косынки длиной по 60 см, срежьте края под угол 45°. Крепите косынку к поддону на расстоянии в 40 см от угла.

Вырежьте лист фанеры размерами 83х84 см и просверлите отверстия в 20 мм от каждого края с шагом в 7 см. Через проделанные отверстия прикрутите саморезами длиной 45 мм дно поддона к рамке.

Если вы планируете увеличить грузоподъемность вашей тележки, места соединения рамки поддона и косынок необходимо укрепить накладными пластинами и уголками, а фанеру на дне — металлическими скобами. К верхним углам рамки прикрепите петли для навесного замка с длиной хвоста не меньше 70 мм. Вставьте в отверстия болт M14 и накрутите на него самоконтрящуюся гайку. Под болты нужно пропустить отрезок троса длиной около 2 метров и завязать его в петлю, к которой через карабин или коуш будет прицеплен тяговый канат.

Кронштейны для блоков

На верхней и нижней перекладинах между направляющими стойками нужно закрепить по одному такелажному блоку. Крепление возможно только посредством болтового соединения с обязательной установкой под гайки широких шайб, а лучше — металлических пластин.

Рекомендуется приобрести альпинистские блок-ролики с подшипником или такелажные шкивы с канавкой. Большинство изделий имеют сплошной корпус с плотно прилегающими щечками, следовательно, сброс троса со шкива невозможен.

Если вы пытаетесь приспособить имеющиеся у вас ролики, снабдите их ушком-успокоителем. Сверните стальную проволоку толщиной 6 мм до образования петли, а затем отогните края конструкции на нужном расстоянии для крепления под гайку к оси блока. Если оснастите блок-ролик вертлюгом, поднимать груз будет удобнее и трос прослужит дольше.

Ролики и их крепление

Для гладкого скольжения тележки ее следует оснастить четырьмя роликовыми колесами, установленными по бокам в 20-25 см от углов. Приобретайте ролики с необслуживаемым подшипником и односторонней стальной осью длиной не менее 20 мм. Вместо стандартных роликов могут быть использованы шариковые подшипники с закрытым сепаратором и шириной обоймы не менее 25 мм либо колеса от старых роликовых коньков.

Ось ролика нужно извлечь и просверлить под ее диаметр отверстие в центре пластины 40х80 мм. Вставив ось в отверстие, установите ее строго перпендикулярно пластине и приварите, затем проделайте в углах четыре отверстия под болт М8.

Как усовершенствовать подъемник

Очень полезным дополнением, существенно повышающим безопасность использования, будет устройство посадочных карманов для фиксации передних колес тележки в поднятом положении. Это не только очень удобно при разгрузке, но и дает возможность использовать подъемник самому.

Для устройства карманов необходимо вырезать часть тыльной доски направляющей, на которую опираются ролики тележки. При подъеме колесо проскочит в образованный проем и остановится о П-образную колодку, собранную из трех брусьев. Чтобы предотвратить случайное выскакивание колеса, оставляйте на доске небольшой выступ. После разгрузки тележку можно легко извлечь из посадочных карманов и спустить вниз, придерживая за трос.

Чтобы поднимать за один раз больше груза, вы можете укрепить вертикальную раму тележки и установить на ней подвижный блок, но при этом длина веревки увеличится в 1,5 раза. Тяговый канат, в таком случае, крепится к одному из углов между направляющей и соединительной перекладиной, пропускается в подвижный блок на тележке, затем укладывается в неподвижные верхний и нижний шкивы.

Также возможна установка ворота как на колодце для удобной намотки тягового каната. Изготовить его можно из отреза бруса 100х100 мм, доведенного рубанком до шестигранника. Для установки ворота понадобятся дополнительные Г-образные стойки и замена болтов крепления нижней перекладины на шпильки соответствующей длины. Освободившиеся болты нужно использовать для косого сопряжения стоек с направляющими.

Использование ворота подразумевает повышенную опасность, ведь человек находится все время у подъемника. Чтобы исключить обрыв и падение тележки, рекомендуется рядом с верхним блоком установить самый простой жумар из альпинистского снаряжения.

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:

Соединяют ролики, втулку и подшипники. Объединяют все это в обойму. Получают блок.
Веревку запускают в первый блок;
Обойма с этим блоком жестко крепится к неподвижной опоре (железобетонная балка, столб, стена, специально смонтированный вынос и пр.);
Затем конец веревки пропускают через второй блок (подвижный).
К обойме крепят крюк.
Свободный конец веревки фиксируют.
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.

Когда-то рабочим вариантом строительства моего дома был брус. И просчитывая экономию, я прорабатывал разные варианты, в том числе как в одиночку собирать деревяный дом. Конечно, это не очень удобно, но бюджет был очень ограничен. От технологии «закидняка» я отказался, поэтому, думал о подъемном устройстве, искал подходящие решения вокруг и на просторах интернета.

Поднимать бревна по 100-150 кг под силу одному человеку, используя нехитрые приспособления. А если на участке лесные деревья и кран не подойдет — без подобных приспособлений сложно обойтись.

Вот например, этот сруб человек собрал полностью один. При этом журавля не переставлял, стоял все время на одном месте.

Чертежи другого приспособления, нетяжелого и мобильного:

А вот их воплощение в материи:)

То же самое, но когда кроме «надевания» на стену есть еще возможность установить на плоскость:

Чертежи приспособлений:

Оригинальное решение из подручных средств, по которому бревно как на велосипеде «заезжает» наверх:)

Простые приспособления на стройке

На любой стройке не обойтись без эффективных и простых приспособлений для облегчения труда и повышения скорости и качества возводимого объекта. Сегодня в этой статье я расскажу о некоторых из них, наиболее простых и эффективных.

Самый простой способ подъема по направляющим, для него достаточно двух веревок и закрепленных направляющих.

Этот способ прост, но есть свои хитрости и трудности, тянуть нужно одновременно и направляющие должны быть надежно закреплены.

Это очень простое приспособление, но и оно облегчает труд, поскольку усилие прилагается вниз, а это всегда легче чем просто тянуть за веревку.

Подъемник в виде колодезного журавля, отлично сокращает время на подъем грузов. Единственный минус в том. что поднимать тяжелые грузы с помощью такого приспособления очень трудно.

Но поднимать груз намного легче, чем без противовеса.

Виды закреплений полиспастов.

С помощью полиспастов можно облегчить себе труд в несколько раз. Все зависит от способа его закрепления.

Если применить закрепление под номером 1, то усилие будет равно весу поднимаемого груза;

2- в два раза меньше чем в первом случае;

3 – в три раза меньше;

4 – в четыре раза меньше, чем в первом случае.

С помощью полиспаста можно поднять груз, не прилагая больших усилий для этого.

На рисунке показаны виды и способы крепления простых подъемников с полиспастами. Подъемные механизмы делают поворотными и простыми не поворачивающимися.

Для облегчения подъема делают электропривод и монтируют кран-балки. Такие механизмы вполне заменяют автокран.

Это конечно только малая часть от всех приспособлений и в одной статье обо всех не расскажешь. Так, что ждите продолжения.

При строительстве любого объекта, будь то дом или что то другое, требующее подъема тяжестей на высоту, требуется идти двумя путями.

Первый самый простой путь, это нанять людей для поднятия тяжелых материалов, таких как раствор, бетон или что-то похожее.

Второй, сделать подъемный механизм, способный поднять тяжелый груз.

Вот такое приспособление способно заменить, как минимум трех человек и сделано оно из алюминиевой лестницы и электрической тали.

Такой подъемник способен поднять три ведра бетона и работать с его помощью можно и одному. Сварную раму на подшипниках сделать не сложно и закрепить электрическую таль на верху лестницы вполне по силам каждому, немного владеющему электросварочными работами.

Если электроталь закрепить как показано на фотографии к хорошо укрепленному брусу то у вас получится очень удобное приспособление, которое вполне может заменить кран.

Вот такое нехитрое приспособление ускорит ваши работы по шлифовке пазов при строительстве из круглого леса. По такому же принципу можно изготовить и другие приспособления при плотницких работах.

С помощью такой нехитрой приспособы можно не только ломать стены практически без шума, но и прижимать металлические детали при монтаже и сплачивать доски пола при укладке.

Очень удобное приспособление, особенно при изготовлении ограждений и других работах связанных с большим количеством работ с гнутой проволокой и арматурой.

У меня тоже есть опыт работы с почти таким же приспособлением, при изготовлении ограждений и мне понравилось, что скорость работ намного возрастает.

Изготовление такой приспособы для очистки стен от краски не займет много времени, для этого нужен сварочный аппарат, старый бур и приварив металлическую пластину к буру можно увеличить скорость очистки стен с помощью перфоратора.

С помощью насадки, которую сегодня можно купить в магазине и строительного пылесоса, очищать со стены краску можно практически без пыли.

Как сделать полезные механизмы и инструменты для стройки своими руками

Неважно – строите вы дом своей мечты или перестаиваете старенький дачный домик, вам не обойтись без надежных инструментов и строительного оборудования. Практически любое приспособление сегодня можно купить в магазине, но не всегда покупки радуют качеством и еще реже – ценами. Наши форумчане знают, как снизить нагрузку на семейный бюджет и предлагают рецепты проверенных механизмов и инструментов для стройки, сделанные своими руками.

Грузовик…из старой четверки

Привезти песок, щебень, доски, транспортировать бетономешалку и старый холодильник…Необходимость доставить материалы и инструменты во время стройки возникает постоянно. Участник FORUMHOUSE g8o8r8 нашел способ, как сэкономить на грузоперевозках: он переделал в грузовик свою старую четверку!

Бюджетный автотюнинг обошелся умельцу в 3,5 тысячи рублей – столько составили затраты на материалы: железный квадрат, уголки, оцинкованную сталь для погрузочного кузова. Погрузочный кузов g8o8r8 сделал высоким для защиты от дождевой воды: чтобы закрыть щели между ним и кузовом авто по периметру приварены металлические козырьки.

Задний борт кузова поднимается 12-вольтной электрической лебедкой. Это удобно при выгрузке сыпучих материалов и погрузке волоком в кузов досок, камней, мебели и т.д.

g8o8r8 (Участник FORUMHOUSE ):

В нашем пункте приема металла за любое авто дают пять тысяч рублей. Это сподвигло на мысль использовать свою списанную четверку для хозяйственных нужд: привезти землю, торф, камни, песок на дачу. А если подвести подрамник, сварить отвал, установить цепи, глядишь, и снежок можно будет зимой гонять.

Подъемник строительных материалов

Еще одна полезная самоделка, которая значительно облегчит жизнь на стройке – подъемник стройматериалов. Например, такой, как у участника FORUMHOUSE Али-бастр .Начав заливать монолитные стены, форумчанин устал вручную поднимать тяжелые ведра с бетоном и смастерил простую в исполнении, но гениальную конструкцию.

Основой подъемника стала металлическая лестница. Чтобы надежно зафиксировать лестницу на стене, в профилированной стальной трубе 15×15 Али-бастр просверлил отверстия и с обратной стороны одел на трубу шайбу, зафиксировав ее шплинтом. Тележка, на которую кладут стройматериалы, движется вверх-вниз на подшипниках № 304 при помощи электролебедки. Расположена она почти параллельно, под небольшим углом к лестнице, за счет чего перемещение происходит плавно.

Али-бастр (участник FORUMHOUSE ):

Не зря говорят: лень – двигатель прогресса. Мой подъемник шесть ведер с бетоном поднимает легко!

Рубанок для газобетона

Газобетон – один из самых популярных современных материалов для строительства каменных домов. Крупный формат блоков и технология монтажа, которую можно легко освоить, позволяют возводить здания быстро даже строителям-новичкам.

Но при всех достоинствах, у газобетона есть существенный минус – несовпадения блоков по размеру и необходимость подгонки их друг к другу. Можно использовать для этих целей магазинный инструмент. Но наши форумчане предлагают сделать рубанок для газобетона своими руками. Для этого понадобится: доска толщиной 5 см, пилки по дереву 3 шт., универсальный клей, дверная ручка.

worodew (Участник FORUMHOUSE):

Пилки разрезаем пополам. В доске пропиливаем пазы до половины толщины полотна, смазываем пазы клеем и вставляем пилки. Прикручиваем ручку – и готово.

Мобильный станок для резки пенопласта

А тем, кто утепляет дом пенопластом, придется кстати другая форумчанская самоделка– станок для резки пенопласта, позволяющий отрезать куски необходимого размера просто и быстро, не мучаясь с ножовкой и линейкой.

Пользователь нашего форума ОлегЛьвович для изготовления мобильного станка использовал деревянную рейку 25×25 мм длинной 1,3 метра, нихромовую проволоку сечением 1 мм, пружину, две стальных полосы 20×4 мм, трансформатор 220/36В и провод 15-20 метров.

На FORUMHOUSE форумчанин делитсясхемой устройства самодельного станка:

В отличие от стационарных станков для резки, данное устройство можно свободно перемещать по лесам, и резать пенопласт прямо на месте. При этом, лист можно распустить не только по длине, но и по толщине – для этого к ППС гвоздями дополнительно крепят два профиля. По словам форумчанина, себестоимость мобильного станка составляет 800-1000 рублей, и даже при интенсивной эксплуатации он будет верой и правдой служить несколько строительных сезонов подряд.

Другие примеры станков для резки пенопласта, в том числе, стационарных – в этой теме.

Удобная болгарка

Обращали внимание, что удерживать маленькую болгарку за верхнюю ручку удобно, а большую – нет? Большая всегда норовит вырваться из рук при закусывании в металле. Имея такой печальный опыт, некоторые вообще боятся пользоваться большой болгаркой. Чтобы болгарка всегда оставалась в руках, форумчанин сhichic сконструировал для инструмента самодельную ручку под естественный захват.

сhichic (Участник FORUMHOUSE):

Мощная болгарка может выломать отрезной диск, застрявший в металле, но сама всегда остается в руках. Проверено десятилетним опытом и резкой металла до 14мм.

Пылесос-циклон своими руками

Пыль и мелкий мусор во время стройки или серьезного ремонта – настоящая проблема, бороться с которой при помощи веника и тряпки тяжело и неэффективно. Чтобы облегчить процесс уборки, не тратя при этом деньги на дорогостоящую технику, участник FORUMHOUSE zalman3000 на скорую руку из подручных материалов собрал циклон для пылесоса.

Zalman3000 (Участник FORUMHOUSE):

Понадобилось: бочка 20 л – пластик, уголок 45 градусов 40 мм, уголок 90 градусов 32 мм, фильтр масляный от Москвича (как раз на 32 угол садится плотно).

Нехитрая конструкция крепится к пылесосу, и сбор мусора происходит непосредственно во вместительный пластиковый контейнер.