Подъемный кран для дачи своими руками. Подъемный кран своими руками – как сделать из подручных материалов Сделать подъемный кран своими руками
Многие люди интересуются, как изготовить конструкцию подъемного крана своими руками. Такое устройство может помочь при постройке дома, подсобных помещений, необходимых в хозяйстве, зернохранилища и склада для кормов.
Составление проекта
Для строительства дома необходим подъемный кран. Рассмотрим, как самостоятельно сделать конструкцию миниатюрного крана для подъема строительных грузов на высоту. Необходимо изготовить передвижное разборное устройство.
Сначала составляют и рассчитывают проект по изготовлению аппарата:
- Основную часть конструкции представляет опорная рама. Ее устанавливают на колеса или стационарно.
- На ходовую раму фиксируют узел вращения агрегата.
- Стрела может поворачиваться благодаря созданию электрического или ручного управления.
- Агрегат можно разбирать на части для удобства транспортировки.
- Кран будет устойчивым благодаря созданию блока противовесов и стальных тросовых оттяжек.
- Груз будет подниматься при помощи блока и лебедки.
- Нужно собрать подъемный кран своими руками.
Чертежи
Чтобы сделать кран, прежде всего составляют схему проекта и чертежи основных узлов. Рассмотрим изготовление конструкции подъемного крана с ручным управлением. Можно было бы сделать аппарат на электричестве, дающем возможность передвигать груз при помощи устройства на длинном тросе, как это происходит в заводских конструкциях. Но тогда сложность изготовления узлов увеличивается, это повлечет удорожание готового изделия и увеличение времени на его создание. Поэтому остановимся на изготовлении ручной модели.
Сварка
Все соединения узлов и деталей выполняют при помощи сварки. Для этого нужен сварочный аппарат. Его можно взять на время работы над выполнением крана напрокат или купить в специализированном салоне.
Сборка конструкции
Подготовьте:
- канат;
- шайбы;
- уголки и швеллеры;
- трубу;
- болгарку;
- сварочный аппарат.
Раму следует выполнить из стального уголка 63х63х5 мм. Стрелу длиной 5 м выполняют из трубы, имеющей диаметр 55 мм. Чтобы усилить агрегат, применяют уголки размерами 30х30х3 мм.
Смотрите » Характеристики и чертежи башенного крана Terex CTT 161 и описание его аналогов
Грузоподъемность такого самодельного крана будет около 150 кг. Если необходимо поднимать панели с большей массой, то надо увеличить кратность полиспастов, которые являются устройством для поднятия груза. Полиспаст изготавливают из блоков, соединяют их друг с другом тросом. Этот трос должен обматывать блоки по кругу. Полиспаст позволяет поднять панели, прилагая при этом меньшую силу, чем вес груза.
Полиспаст выигрывает в силе в 3-4 раза. При этом учитывают потери на трение, которые составляют 10%. Чем больше будет выигрыш в силе, тем меньше расстояние, на которое инструмент может перенести панели.
Подготовить и сделать все детали можно за 7-10 дней.
Еще 2 дня нужны на сборку механизма. Схема подъема выполнена в виде 2-кратного полиспаста. Узел поворота стрелы представляет собой 6-кратный полиспаст. Поворотную платформу изготавливают путем крепления 2 шайб. Ось заменяет болт на 30 мм.
Для уменьшения величины противовесов опорные ноги делают длиной 2 м. При радиусе поворота шайбы в 200 мм и расстоянии 2 м до противовеса в 100 кг на болт будет действовать нагрузка 1 т. Это учитывают при расчете конструкции инструмента. Выполняют расчет на устойчивость.
Принимают конструкцию за единую систему на одной опоре. Она является наименьшим расстоянием от оси вращения. На систему действуют: вес груза, противовеса и крана. Подъемный барабан создают из трубы сечением 100 мм. Его нельзя устанавливать близко к блокам. Его фиксируют ближе к шайбам.
Блоки изготавливают из 3 шайб. Они должны огибаться шнуром, диаметр блоков должен быть большим, чтобы канаты не вылетели из шайб. Блоки фиксируют без подшипников.
Нужен гибкий трос сечением 5 мм. Его рабочая нагрузка равна 150 кг, а разрывающая — 850 кг. Полиспаст функционирует по принципу рычага. Для полиспаста основным показателем является его кратность (отношение всех ветвей троса к отходящим от барабана).
Самодельный подъемный Кран облегчит монтировать фундамент, стены, перекрытия и другие элементы конструкции.
С помощью такого консольного крана можно переносить груз на расстояние до 3 м, поднимать на высоту до 2 м и опускать на глубину 2,5 м. Механизм следует рассчитывать на монтаж конструкций весом до 300 кг.
Рис. 1. Схема подъемного крана, который можно сделать своими руками:
1 - блок, 2- стрела крапа, 3 - крановая тележка, 4- телескопическая стойка, 5 - спаренные уголки, 6 - блоки основания стрелы, 7-двутавровая балка, 8- подкосы, 9- лебедка перемещения крановой тележки, 10- грузовая рама, 11 - лебедка подъемного механизма, 12 - электрический привод лебедки, 13 - уголок стойки, 14,15 - болты М 16, 16- подъемный крюк в сборке с блоком.
Кран состоит из горизонтальной балки-стрелы (по ней движется крановая тележка) и вертикальных опорных стоек, выполненных из стальных труб, к которым прикреплены горизонтальные балки. Кран разборный, что позволяет передвигать его с места на место.
Устройство стоек подъемного крана.
Они выполнены из труб диаметром 140 мм. Высоту их можно увеличивать до 3 м с помощью телескопических входящих труб. Чтобы стойки не проваливались в грунт, к основанию приварены уголки. К верхней части опор приварена горизонтальная балка - два соединенных вместе уголка х 65 х 10 мм. К ней снизу крепится на четырех болтах горизонтальная направляющая - двутавровая балка № 20, имеющая размеры 200 x 100 x 5,2 мм, длиной 3000 мм, по которой движется крановая тележка.
Вторая пара опор для направляющей состоит из двух вертикальных труб, соединенных сверху и снизу. Для большей устойчивости к ним приварены две наклонные опоры, связывающие, в свою очередь, стойки с прямоугольной рамой. Последняя препятствует опрокидыванию крана, так как служит основанием для укладывания мешков с песком или бетонных блоков.
Важная особенность консольного крана - его управление. Тем, кто будет его строить и эксплуатировать, необходимо знать: кран имеет подъемное и передвижное устройство. При необходимости любую деталь можно опустить ниже нулевой отметки (в котлован или траншею). Вся система тросов и блоков подъемного устройства приводится в действие электродвигателем. Тележку перемещают ручной лебедкой с помощью троса. Один конец его закрепляется на тележке, затем через блок трос подходит к барабану, делает пять витков и, вновь пропущенный через блоки у основания и у конца стрелы, закрепляется на крановой тележке.
Крюк поднимается тросом, закрепленным одним концом на лебедке н проходящим последовательно блоки основания, стрелы и крановой тележки; затем трос опускается вниз, образует петлю, на которую подвешен блок с крюком, и через блок крановой тележки закрепляется на конце стрелы.
Рис. 2. Схема механизма подъема и перемещения груза:
1- блок конца стрелы, 2- шпилька крепления троса на крановой тележке, 3 -блоки основания стрелы механизма перемещения крановой тележки, 4 - трос, перемещающий крановой тележки, 5 - барабан, 6 - лебедка подъемного механизма, 7 - блок основания стрелы подъемного механизма, 8 - блоки краповой тележки, 9 - блок крюка, 10- узел закрепления подъемного троса.
Для подъемного устройства привод может осуществляться и обычной ручной лебедкой, что обеспечит крану полную автономию.
Перед тем как приступать к работе, следует тщательно проверить прочность узлов н опор. Стоять под стрелой не разрешается - это основное правило техники безопасности на любой стройке.
Мы надеемся, что найдутся фермеры н садоводы, которые, чтобы облегчить свой труд, построят кран. Может быть и не такой. Но похожий. Главное, чтобы он помогал в работе.
Вес предметов бывает таким, что одному, а то и впятером, сдвинуть их с места вручную не получается, а надо. В таких случаях пригодится самодельное приспособление для подъема тяжестей или их перемещения. Ручная лебедка — самое востребованное устройство в таком деле. Для гаража ручную лебёдку своими руками сделать совсем нетрудно даже в домашних условиях. Но сначала нужен расчет и чертеж механизма.
Общим у блочка для подъема груза и строительного крана является использование идеи увеличения силы – правила рычага. Для того чтобы уравновесить груз на короткой стороне рычага, нужно приложить к длинной его стороне усилие меньше настолько, насколько короткое плечо меньше длинного. Соотношение сил на концах рычага называется передаточным числом.
Уравновесить и даже поднять тяжесть можно с усилием меньше его веса, но проделанный концом длинного рычага путь будет длиннее, чем у короткого, настолько же, насколько меньше сил для подъема было приложено. Выигрыша в работе (F1*L1=F2*L2) нет, но это и не требуется.
Использование закона Архимеда воплощается в разные подъемные механизмы, а как — зависит от назначения подъемника. Конструкции различаются по передаточному числу, принципу передачи усилия, мобильности, прочности, используемой энергии. Самые востребованные для самостоятельного изготовления виды:
- полиспасты;
- барабанные конструкции;
- рычажный механизм.
Чтобы выбрать вид устройства, необходимого для конкретных работ, стоит ознакомиться с их возможностями и ограничениями.
Проще этого устройства для перемещения тяжелых предметов есть только металлический лом. Главный элемент – колесо с фаской по середине внешней поверхности, ось которого закреплена на потолочной балке. Через него можно перекинуть таль, и подъемник с передаточным числом 1 к 1 готов. Для увеличения рычага пропустим таль еще через одно незакрепленное колесо, ось которого соединена с грузом, а таль закрепим наверху конструкции.
Передаточный коэффициент станет равен 2 . Теперь прикрепим к потолку еще одно колесо, а конец тали пропустим через него, закрепив на оси нижнего колеса. Передаточный коэффициент станет равным 3. И так далее, добавляя по одному колесу и меняя место крепления тали, можно увеличивать передаточное значение.
Расположение колес относительно друг друга может быть разным.
Наиболее компактны конструкции с одноосным расположением колес. В конструкции таких устройств две обоймы колес. Изучив чертежи полиспаста, своими руками собрать его не составит труда. Потребуются две обоймы:
Конец тали закрепляется на одной из обойм.
Есть у полиспастов и недостатки. Для увеличения передаточного числа на 1 нужно каждый раз добавлять одно колесо, в результате растет вес механизма. Кроме того, для сгибания троса на каждом колесе тратится сила, снижая КПД устройства. Можно снизить эти потери, увеличив диаметр колес, но одновременно произойдет увеличение веса и габаритов полиспаста. Этих недостатков нет у другого вида подъемников.
Принцип работы лебедок напоминает простейший рычаг, закрепленный в точке опоры. Если короткое плечо рычага будет поверхностью цилиндра, а груз будет прикреплен к нему тросом, получится лебедка с передаточным числом, равным соотношению длины рычага и радиуса цилиндра. Для исключения обратного вращения на ось ставят храповый механизм с подпружиненной собачкой — трещотка. Собрать такую ручную лебедку своими руками можно по чертежу:
Однако, для большого передаточного числа системы потребуется очень длинная рукоять, а это неудобно. Выход найден в двух разновидностях барабанных лебедок, увеличивающих передаточное число при помощи шестеренок или червячной передачи.
Как сделать лебедку своими руками, используя червячную передачу, можно посмотреть на чертеже:
Трещотка в такой конструкции не нужна, передаточное число, когда гребень червяка проходит по каждому зубу шестерни, равно количеству зубьев шестерни, умноженному на соотношение длины рукояти к радиусу червяка. Но существенным недостатком будет трение между зубцами и гребнем. Требуется постоянная смазка механизма.
С гораздо меньшим трением работает редуктор из шестеренок. При использовании принципа передачи силы парой шестеренок разного диаметра ручную барабанную лебедку своими руками проще всего сделать так:
Обратите внимание, что стопор в таких устройствах необходим. Такая конструкция применяется при небольшой высоте или длине перемещения груза. Увеличить расстояние перемещения поможет тросоукладчик, равномерно распределяющий трос по длине цилиндра. Проще всего результат получить, применяя подпружиненную пластину или стержень, прижимающие трос к барабану:
Самое популярное применение рычажных подъемных механизмов — это автомобильный домкрат. В качестве универсального устройства его применяют реже, так как высота подъема невелика и ограничена.
Подъем груза происходит в результате многократных небольших перемещений площадки между фиксированными позициями на рейке. В домашнем хозяйстве редко находит применение. Положительным качеством рычажных систем является надежность и долговечность.
В домашних условиях можно использовать подручные материалы и готовые передаточные узлы. Например, трещетка, используемая в автомобиле КАМАЗ для выравнивания тормозного усилия — это готовый червячный передаточный механизм.
Можно надолго избавиться от ручного поднятия тяжестей, если для работы один раз собрать систему мотолебедки своими руками. Для этого надо поставить на ось привода лебедки шестерню, соединив ее цепью с ведущей звездочкой бензопилы на жесткой конструкции корпуса.
Сочетая блоковые механизмы с барабанными лебедками, можно работать, компенсировав недостатки каждого вида подъемников. Например, в полиспастах не предусматривают фиксатор, исключающий обратное движение тали, а барабанные лебеди устраняют это очень просто. Зато угол между вектором подъемной силы и вектором веса у полиспаста может быть практически любым, чем не могут похвастать лебедки.
Можно использовать в хозяйстве покупные подъемники, но, как правило, лебедки нужны там, где магазины далеко — и всегда срочно. Стоит поискать в гараже какие-нибудь детали для выхода из ситуации.
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.
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.
Система блоков – теория
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.
Объединение двукратного и шестикратного простого полиспаста дает сложный шестикратный вариант 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.
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 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 кратностиПоскольку 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.
