Устройство и принцип работы полиспаста
Устройство и принцип работы полиспаста
Древние египтяне и Архимед уже использовали цепную таль для перемещения тяжелых предметов, даже не зная, что это такое. Он до сих пор широко используется во всех подъемных механизмах в спорте, дома, а также используется спасателями. С тех пор конструкция устройства существенно изменилась, но принцип работы не изменился.
ВКонтакте Facebook Twitter Google+ Контент Minecraft:
Устройство
Простая цепная таль состоит из двух шкивов, соединенных веревкой, тросом или цепью. Шкивы выполнены в виде металлических колес, вращающихся вокруг оси. По внешнему краю имеются пазы для прокладки кабелей. Шкивы, составляющие эту конструкцию, называются шкивами. Некоторые из них неподвижны, другие меняют положение по мере движения груза. Подвижные блоки размещены на гравитационной стороне. Неподвижный блок меняет направление движения и вектор силы троса, а подвижный блок увеличивает силу, приложенную к нагрузке. Перемещение груза происходит за счет протягивания груза веревкой через полиспастную систему к неподвижной части полиспаста.
Принцип работы полиспаста
По сути, цепная таль представляет собой рычажную систему, действие которой осуществляют отрезки каната, расположенные между блоками. Как вы знаете, закон рычага гласит, что когда вы набираете силу, вы теряете расстояние и, следовательно, скорость, и наоборот. Это означает, что для перемещения груза на 1 метр с помощью беспроигрышного механизма вам придется выбрать 2 метра веревки, что займет в 2 раза больше времени. Приложенная сила будет в 2 раза меньше нагруженной массы, но затраченная энергия не изменится.
Таким же образом, если поменять местами точки крепления шкива и груза, можно рассчитать выигрыш в расстоянии.
Кратность
Это основная характеристика, показывающая, насколько шкив теоретически увеличивает силу или скорость. Кратность определяется количеством ветвей кабеля, между которыми распределяется нагрузка, которое может быть четным или нечетным числом. В первом случае свободный конец троса крепится к неподвижной части подъемного механизма, во втором – к крюковой скобе.
Читайте также статью: Как выращивать клематисы
Кажется, увеличивая количество блоков можно увеличивать нагрузку до бесконечности.
Однако никто не может устранить трение, для преодоления которого требуется не менее 10% усилий даже в лучших моделях шкивов. Поэтому, если рассчитать реальный выигрыш с учетом трения шкива, кратного 5:1 (5*0,9*0,9*0,9*0,9=3,28), результат будет скромнее. Если вы используете карабин вместо деревянного бруска, где потери на трение больше (например, при альпинизме), выигрыш будет более ограниченным.
Классификация
Назначение и конструкция полиспаста за последние несколько столетий не изменилась, она может быть силовой и скоростной. Первый используется для подъема механизмов, второй оборудован подъемником. В зависимости от исполнения их изготавливают следующими способами:
Видео: Полиспасты — принцип работы, назначение и устройство
- Простая схема, состоящая из блоков линейной последовательности. Они соединены друг с другом и с грузом общим тросом.
- Сложный. Это система, в которой последовательно соединен не один блок, а несколько независимых механизмов. Такое решение позволяет создавать самые разнообразные схемы полиспаста, используя небольшое количество блоков. Например, соединение шкивов с комплексными числами 2:1 и 3:1 даст выигрыш в 6 раз при использовании всего трех шкивов. За счет меньших потерь на трение реальные результаты будут выше, чем у простой конструкции с аналогичными параметрами.
- Отдельное место занимает сложная цепная таль. Это полиспастная система, состоящая из простых и сложных механизмов, соединенных таким образом, что шкив при подъеме движется навстречу грузу.
Полиспласт как выглядит, фото
Как сделать полиспаст самостоятельно
В домашних условиях нет необходимости каждый день поднимать тяжести, поэтому для разовой работы можно сделать штанговое приспособление своими руками. Все необходимое можно найти в Мастерской Скромного Хозяина:
- Арматурные шпильки;
- подшипники;
- валик;
- веревка;
- крюк.
Вставьте подшипник в ролик и наденьте на шпильку. Наверните гайку и зафиксируйте ее, чтобы не тратить силы на поворот получившегося вала. К булавке прикреплен крючок или ремень. Один конец веревки пропускается через изготовленный блок и закрепляется на неподвижном кронштейне, а другой конец при подъеме груза тянется вверх. В результате получается простая цепная таль с коэффициентом 2:1.
Поскольку пользоваться этим механизмом неудобно, следует сделать еще один блок, закрепить его и пропустить через него веревку. Теперь его можно спустить и даже прикрепить к лебедке. Помимо улучшения условий работы, это обеспечит возможность при необходимости закрепить груз в любом промежуточном положении.
Для цепной тали, сделанной своими руками, лучше всего использовать веревку, а не стальной трос. Его преимущество в том, что он позволяет быстро собрать или разобрать конструкцию. Вам следует выбрать статический тип, который не будет растягиваться. Динамические типы «съедают» часть прироста силы.
Читайте также статью: Польская TV антенна: описание, характеристика и модернизация
