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.

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.

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.

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.

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 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.