Las máquinas elevadoras están diseñadas para ayudar a una persona a levantar algo pesado a una altura. En el corazón de la mayoría de los mecanismos de elevación hay un sistema de bloque simple: un polipasto de cadena. Arquímedes conocía bien, pero ahora muchos no conocen este ingenioso invento. Recordando el curso de física, averigüe cómo funciona dicho mecanismo, su estructura y campo de aplicación. Habiendo entendido la clasificación, puede proceder al cálculo. Para que todo funcione, su atención son las instrucciones para construir un modelo simple.

Sistema de bloques - teoría

La invención del bloque de poleas dio un gran impulso al desarrollo de civilizaciones. El sistema de bloques ayudó a construir enormes estructuras, muchas de las cuales han sobrevivido hasta el día de hoy y son desconcertantes para los constructores modernos. También se mejoró la construcción naval, la gente pudo viajar grandes distancias. Es hora de averiguar qué es: un polipasto de cadena y averiguar dónde puede encontrarlo hoy.

La estructura del mecanismo de elevación.

El bloque de polea clásico es un mecanismo que consta de dos elementos principales: una polea; conexión flexible

La polea es una rueda de metal que tiene una ranura especial para el cable a lo largo del borde exterior. Se puede utilizar un cable o cuerda convencional como conexión flexible. Si la carga es lo suficientemente pesada, use cuerdas de fibra sintética o cuerdas de acero e incluso cadenas. Para que la polea gire fácilmente, sin saltos ni atascos, se utilizan rodamientos de rodillos. Todos los elementos que se mueven están lubricados.

Una polea se llama bloque. Polyspast es un sistema de bloques para levantar cargas. Los bloques como parte del mecanismo de elevación pueden ser fijos (rígidamente fijos) y móviles (cuando el eje cambia de posición durante el funcionamiento). Una parte del polipasto de cadena está sujeta a un soporte fijo y la otra a la carga. Los rodillos móviles se encuentran en el lado de la carga.

La función del bloque fijo es cambiar la dirección de movimiento de la cuerda y la acción de la fuerza aplicada. El papel del móvil es ganar fuerza.

Cómo funciona: cuál es el secreto

El principio de funcionamiento de un polipasto de cadena es similar al de una palanca: el esfuerzo que se debe aplicar es varias veces menor, mientras que el trabajo se realiza en el mismo volumen. El papel de la palanca lo juega el cable. En el trabajo del polipasto de cadena, la ganancia de fuerza es importante, por lo que no se tiene en cuenta la pérdida de distancia resultante.

Dependiendo de la construcción del polipasto de cadena, la ganancia de potencia puede ser diferente. El mecanismo más simple de dos poleas proporciona aproximadamente el doble de ganancia, de tres a tres, y así sucesivamente. El aumento de distancia se calcula según el mismo principio. Para el funcionamiento de un polipasto de cadena simple, se necesita un cable dos veces más largo que la altura de elevación, y si se usa un complejo de cuatro bloques, la longitud del cable aumenta en proporción directa a cuatro veces.

¿En qué zonas se utiliza el sistema de bloques?

Polyspast es un fiel asistente en un almacén, en producción, en el sector del transporte. Se utiliza donde sea necesario utilizar la fuerza para mover todo tipo de mercancías. El sistema se utiliza mucho en la construcción.

A pesar de que la mayor parte del trabajo pesado se realiza con equipos de construcción (grúa), el polipasto de cadena ha encontrado un lugar en el diseño de los mecanismos de agarre de carga. El sistema de bloque (bloque de polea) es un componente de mecanismos de elevación como un cabrestante, polipasto, equipo de construcción (grúas de varios tipos, excavadora, excavadora).

Además de la industria de la construcción, los bloques de poleas se utilizan ampliamente en la organización de operaciones de rescate. El principio de funcionamiento sigue siendo el mismo, pero el diseño se modifica ligeramente. El equipo de rescate está hecho de una cuerda fuerte, se utilizan mosquetones. Para dispositivos de este propósito, es importante que todo el sistema se ensamble rápidamente y no requiera mecanismos adicionales.

Clasificación de modelos según diferentes características.

Hay muchas versiones de una idea: un sistema de bloques conectados por una cuerda. Se diferencian según el método de aplicación y las características de diseño. Llegar a saber diferentes tipos ascensores, averigüe cuál es su propósito y en qué se diferencia el dispositivo.

Clasificación según la complejidad del mecanismo.

Dependiendo de la complejidad del mecanismo, se distinguen los simples; complejo; Poleas complejas.

Un bloque de polea simple es un sistema de rodillos conectados en serie. Todos los bloques móviles y fijos, así como la propia carga, están unidos por un cable. Diferenciar poleas simples pares e impares.

Los pares son aquellos mecanismos de elevación cuyo extremo del cable está unido a un soporte fijo: la estación. En este caso, todas las combinaciones se considerarán pares. Y si el extremo de la cuerda está unido directamente a la carga o al lugar donde se aplica la fuerza, esta estructura y todas sus derivadas se llamarán impares.

Un polipasto de cadena complejo puede denominarse sistema de polipasto de cadena. En este caso, no se conectan bloques individuales en serie, sino combinaciones completas, que bien pueden usarse por sí mismos. A grandes rasgos, en este caso, un mecanismo pone en marcha otro similar.

El bloque de poleas complejo no se aplica a uno u otro tipo. Su característica distintiva son los rodillos que se mueven hacia la carga. El modelo complejo puede incluir poleas simples y complejas.

Clasificación por finalidad del ascensor

Dependiendo de lo que quieran obtener al usar un polipasto de cadena, se dividen en:

Poder;

Alta velocidad.

La opción de energía se usa con más frecuencia. Como sugiere su nombre, su trabajo es proporcionar una victoria poderosa. Dado que las ganancias significativas requieren pérdidas de distancia igualmente significativas, las pérdidas de velocidad son inevitables. Por ejemplo, para un sistema 4: 1, al levantar una carga un metro, debe tirar de 4 metros de cuerda, lo que ralentiza el trabajo.

El bloque de poleas de alta velocidad por su principio es una estructura de potencia inversa. No da un aumento de fuerza, su objetivo es la velocidad. Se utiliza para acelerar el trabajo a expensas del esfuerzo aplicado.

La multiplicidad es la característica principal.

El indicador principal al que se presta atención al organizar el levantamiento de cargas es el múltiplo del polipasto de cadena. Este parámetro indica convencionalmente cuántas veces el mecanismo le permite ganar en fuerza. De hecho, la multiplicidad muestra en cuántas ramas de la cuerda se distribuye el peso de la carga.

La multiplicidad se divide en cinemática (igual al número de dobleces de la cuerda) y potencia, que se calcula teniendo en cuenta la superación de la fuerza de fricción por parte del cable y la eficiencia imperfecta de los rodillos. Los libros de referencia contienen tablas que muestran la dependencia de la relación de potencia con la relación cinemática a diferentes eficiencias de las unidades.

Como se puede ver en la tabla, la relación de potencia es significativamente diferente de la cinemática. Con una eficiencia de rodillo baja (94%), la ganancia real de potencia de un polipasto de cadena 7: 1 será menor que la ganancia de un polipasto de cadena de seis veces con una eficiencia de bloque del 96%.

Cómo hacer cálculos para un polipasto de cadena

A pesar de que, en teoría, el diseño del polipasto de cadena es extremadamente simple, en la práctica no siempre está claro cómo levantar la carga con bloques. Cómo comprender qué multiplicidad se necesita, cómo averiguar la eficiencia del ascensor y de cada bloque por separado. Para encontrar respuestas a estas preguntas, debe realizar cálculos.

Cálculo de un bloque separado

El cálculo del polipasto de cadena debe realizarse debido a que las condiciones de trabajo están lejos de ser ideales. Las fuerzas de fricción actúan sobre el mecanismo como resultado del movimiento del cable a lo largo de la polea, como resultado de la rotación del propio rodillo, independientemente de los cojinetes que se utilicen.

Además, la cuerda flexible y maleable rara vez se usa en el sitio de construcción y en equipos de construcción. Una cuerda o cadena de acero es mucho más rígida. Dado que se requiere un esfuerzo adicional para doblar dicho cable cuando se coloca sobre el bloque, también debe tenerse en cuenta.

Para el cálculo, se deriva la ecuación de momentos de la polea con respecto al eje:

S ejecutar R \u003d S ejecutar R + q S ejecutar R + Nfr (1)

La Fórmula 1 muestra los momentos de tales fuerzas:

- Sbeg - el esfuerzo del lado de la cuerda fuera de control;

- S run - fuerza desde el lado de la cuerda que se aproxima;

- q S carrera - esfuerzo para doblar / desdoblar la cuerda, teniendo en cuenta su rigidez q;

- Nf - fuerza de fricción en el bloque, teniendo en cuenta el coeficiente de fricción f.

Para determinar el momento, todas las fuerzas se multiplican por el hombro: el radio del bloque R o el radio del manguito r.

La fuerza de la cuerda entrante y saliente surge como resultado de la interacción y fricción de los hilos de la cuerda. Dado que la fuerza para doblar / desdoblar el cable es significativamente menor que los demás, al calcular el efecto sobre el eje del bloque, este valor a menudo se descuida:

N \u003d 2 S correr × sinα (2)

En esta ecuación:

- N - impacto en el eje de la polea;

- S run - el esfuerzo desde el lado de la cuerda que se aproxima (tomado aproximadamente igual a S run;

- α es el ángulo de desviación del eje.

Cálculo de la eficiencia de la unidad

Como saben, la eficiencia es un coeficiente de eficiencia, es decir, qué tan efectivo fue el trabajo realizado. Se calcula como la proporción de trabajo terminado y gastado. En el caso de un bloque de poleas, se aplica la fórmula:

ηb \u003d S correr / S correr \u003d 1 / (1 + q + 2fsinα × d / D) (3)

En la ecuación:

- 3 ηb - eficiencia unitaria;

- dy D - respectivamente, el diámetro del casquillo y la propia polea;

- q - coeficiente de rigidez de la conexión flexible (cuerda); f es el coeficiente de fricción;

- α es el ángulo de desviación del eje.

Se puede ver en esta fórmula que la eficiencia está influenciada por la estructura del bloque (a través del coeficiente f), su tamaño (a través de la relación d / D) y el material de la cuerda (coeficiente q). El valor máximo de eficiencia se puede obtener utilizando casquillos de bronce y rodamientos (hasta un 98%). Los cojinetes lisos proporcionan hasta un 96% de eficiencia.

El mecanismo de elevación consta de varios bloques. La eficiencia total del polipasto de cadena no es igual a la suma aritmética de todos los componentes individuales. Para el cálculo se utiliza una fórmula mucho más compleja, o mejor dicho, un sistema de ecuaciones, donde todas las fuerzas se expresan a través del valor del S0 primario y la eficiencia del mecanismo:

- S1 \u003d ηp S0;

- S2 \u003d (ηp) 2 S0; (- 4)

S3 \u003d (ηp) 3 S0; ….

- Sn \u003d (ηп) n S0.

Dado que la eficiencia es siempre menor que 1, con cada nuevo bloque y ecuación en el sistema, el valor de Sn disminuirá rápidamente. La eficiencia total del polipasto de cadena dependerá no solo de ηb, sino también de la cantidad de estos bloques: la multiplicidad del sistema. De acuerdo con la tabla, se puede encontrar ηп para sistemas con un número diferente de unidades a diferentes valores de la eficiencia de cada uno.

Cómo hacer un levantamiento con tus propias manos.

En construcción durante trabajos de instalación no siempre es posible instalar una grúa. Entonces surge la pregunta de cómo levantar la carga con la cuerda. Y aquí encuentra su aplicación un simple bloque de poleas. Para su fabricación y trabajo en toda regla, debe hacer cálculos, dibujos, elegir la cuerda y los bloques adecuados.

Preparación de la base: diagrama y dibujo.

Antes de continuar con la construcción de un polipasto de cadena con sus propias manos, debe estudiar cuidadosamente los dibujos y elegir un esquema adecuado para usted. Debe confiar en cómo le resultará más conveniente colocar la estructura, qué bloques y cables están disponibles.

Sucede que la capacidad de carga de los bloques de poleas no es suficiente y no hay tiempo ni oportunidad para construir un mecanismo de elevación múltiple complejo. Luego usan poleas dobles, que son una combinación de dos simples. Este dispositivo también puede levantar la carga de tal manera que se mueva estrictamente verticalmente, sin distorsiones.

Cómo encontrar una cuerda y un bloque

El papel más importante en la construcción de un polipasto de cadena con sus propias manos lo juega una cuerda. Es importante que no se estire. Estas cuerdas se denominan cuerdas estáticas. El estiramiento y la deformación de la conexión flexible provoca graves pérdidas en la eficiencia del trabajo. Para un mecanismo casero, es adecuado un cable sintético, el grosor depende del peso de la carga.

El material y la calidad de los bloques son indicadores que proporcionarán la capacidad de elevación calculada a los dispositivos de elevación de fabricación propia. Dependiendo de los rodamientos instalados en el bloque, su eficiencia cambia y esto ya se tiene en cuenta en los cálculos.

Pero, ¿cómo levantar una carga a una altura con sus propias manos y no dejarla caer? Para asegurar la carga de un posible movimiento inverso, puede instalar un bloque de fijación especial que permite que la cuerda se mueva en una sola: la dirección deseada.

Instrucción paso a paso para levantar cargas a través del bloque

Cuando la cuerda y los bloques están listos, se selecciona el esquema y se realiza el cálculo, puede comenzar a ensamblar. Para un polipasto de cadena doble simple, necesitará:

- rodillo - 2 piezas.;

- cojinetes;

- casquillo - 2 piezas;

- soporte para el bloque - 2 piezas;

- cuerda; gancho de suspensión de carga;

- eslingas - si son necesarias para la instalación.

La elevación paso a paso de la carga a una altura se realiza de la siguiente manera:

1. Conecte los rodillos, bujes y cojinetes. Combínalo todo en un clip. Consigue un bloque.

2. La cuerda se lanza al primer bloque;

3. Un soporte con este bloque se fija rígidamente a un soporte fijo (viga de hormigón armado, pilar, pared, vástago especialmente montado, etc.);

4. Luego, el extremo de la cuerda se pasa a través del segundo bloque (móvil).

5. Se adjunta un gancho al soporte.

6. Fije el extremo libre de la cuerda.

7. Coloque la carga a levantar y conéctela al polipasto de cadena.

Un polipasto casero está listo para usar y le dará el doble de potencia. Ahora, para elevar la carga a una altura, simplemente tire del extremo de la cuerda. Al doblar ambos rodillos, la cuerda levantará la carga sin esfuerzo.

¿Es posible combinar un polipasto de cadena y un cabrestante?

Si conecta un cabrestante eléctrico al mecanismo casero que construye de acuerdo con estas instrucciones, obtendrá una grúa de bricolaje real. Ahora no tiene que esforzarse en absoluto para levantar la carga, el cabrestante hará todo por usted.

Incluso un cabrestante de mano hará que levantar una carga sea más cómodo, sin necesidad de lavarse las manos con la cuerda y preocuparse de que la cuerda se salga de sus manos. En cualquier caso, girar el mango del cabrestante es mucho más fácil.

En principio, incluso fuera del sitio de construcción, la capacidad de construir un polipasto de cadena elemental para un cabrestante en condiciones de campo con un mínimo de herramientas y materiales es una habilidad muy útil. Será especialmente apreciado por los automovilistas que tuvieron la suerte de quedarse atascados en un automóvil en algún lugar intransitable. Un polipasto de cadena hecho a toda prisa aumentará significativamente la productividad del cabrestante.

Es difícil sobreestimar la importancia del polipasto de cadena en el desarrollo de la construcción moderna y la ingeniería mecánica. Todos deben comprender el principio de funcionamiento e imaginar visualmente su diseño. Ahora no le temen a las situaciones en las que necesita levantar una carga, pero no hay un equipo especial. Unas pocas poleas, cuerda e ingenio hacen posible prescindir de la grúa.

Bloques y poleas - Mecanismos sencillos utilizados para levantar cargas con poco esfuerzo o con esfuerzo en una posición cómoda para el usuario.

Los bloques y poleas constan de dos partes: una rueda con una ranura circular (polea) y una cuerda o cable. Un bloque, por regla general, es un dispositivo que consta de una polea en un marco con una suspensión y un cable. Polyspast es una combinación de poleas y cables. El principio de su funcionamiento es similar al funcionamiento de una palanca: la ganancia de fuerza afecta el aumento de la distancia con la igualdad teórica del trabajo realizado.

Estos mecanismos se pueden utilizar independientemente de otros dispositivos de elevación como: cabrestantes, polipastos, grúas, así como sus partes.

Las imágenes muestran el principio de funcionamiento. polipasto de cadena y bloque:

En la figura 1, a, se levanta una carga de peso W1 utilizando un solo bloque con una fuerza P1 igual al peso. En la figura 1, b, la carga W2 se eleva mediante el polipasto de cadena múltiple más simple, que consta de dos bloques, con un esfuerzo P2 igual a solo la mitad del peso de W2. El impacto de este peso se reparte a partes iguales entre las ramas del cable, sobre las que la polea B2 está suspendida de la polea A2 por el gancho C2. Por tanto, para levantar la carga W2, basta con aplicar una fuerza P2 igual a la mitad del peso W2 en el ramal del cable que pasa por la ranura de la polea A2; por lo tanto, el bloque de poleas más simple proporciona una doble ganancia de resistencia. La figura 1, c explica el funcionamiento de un polipasto de cadena con dos poleas, cada una de las cuales tiene dos ranuras. Aquí, la fuerza P3 requerida para levantar la carga W3 es sólo una cuarta parte de su peso. Esto se consigue distribuyendo todo el peso de W3 entre los cuatro cables de suspensión del bloque B3. Tenga en cuenta que la multiplicidad de la ganancia de fuerza al levantar pesos es siempre igual al número de cuerdas de las que cuelga el bloque móvil B3.

Figura: 2

En el pasado como cable para bloques y poleas Se utilizó una cuerda de cáñamo flexible y duradera. Estaba tejido en una trenza de tres hebras, cada una de las cuales constaba de muchas hebras pequeñas. Los poliespastos con tales cuerdas se usaban donde era necesario levantar carga: en embarcaciones, en agricultura, en obras de construcción. Los más complejos de ellos (Fig. 2) se usaban a menudo en veleros. Allí fueron necesarios para trabajar con velas, palos y otros aparejos móviles.

Con el tiempo, los bordes de cáñamo fueron reemplazados por cables de acero y cables hechos de fibras sintéticas y minerales. Son más duraderos y resistentes al desgaste. Polypast con cables de acero y poleas de múltiples ranuras son partes integrales de los mecanismos de elevación de todos los equipos de elevación modernos. Poleas bloques generalmente giran sobre rodamientos de rodillos y todas sus superficies móviles están lubricadas a la fuerza.

Siempre ha sido una prioridad. En este sentido, se inventó un dispositivo durante mucho tiempo, que contribuyó a un alivio significativo del trabajo físico de los trabajadores involucrados en la realización de operaciones para subir o bajar varios objetos. El nombre de este dispositivo es polipasto de cadena. Qué es, lo consideraremos en este artículo.

Historia y definición de la creación

Nadie sabe con certeza cuándo aparecieron y comenzaron a usarse exactamente los mecanismos para mover pesos en el espacio. En primer lugar, observamos: el bloque de poleas (lo que es, también puede sugerir la literatura técnica) es un sistema de bloques y cuerdas que permite simplificar y acelerar significativamente el trabajo planificado con objetos pesados.

El estudio de monumentos arquitectónicos como las pirámides de Keops en Egipto, la Gran Muralla China y otras estructuras antiguas confirma inequívocamente que los bloques de poleas, cuyo propósito y diseño se discutirán a continuación, se inventaron hace varios miles de años. Es bastante obvio que inicialmente se caracterizaron por el primitivismo.

Información general

Intentemos estudiar el polipasto de cadena con el mayor detalle posible. ¿Qué es desde un punto de vista técnico? En esencia, es un grupo de bloques ensamblados en clips especiales a través de los cuales pasa una cadena o una cuerda. El polipasto de cadena más simple es un bloque con un elemento de tracción estirado a través de él. Esta versión del esquema le permite reducir a la mitad la fuerza de tracción necesaria para mover la carga.

Clasificación

Los polyspasts se dividen en dos grandes grupos: potencia y alta velocidad. Los análogos de potencia se utilizan a menudo en la práctica, lo que permite reducir significativamente la tensión del cable. Por cierto, este esfuerzo se puede calcular de manera bastante simple. Para hacer esto, deberá dividir el peso de la carga por la multiplicidad disponible del polipasto de cadena. Surge la pregunta: ¿qué es la multiplicidad? Respuesta: la multiplicidad es la relación entre el número de ramas del órgano en el que se encuentra la carga y el valor numérico de las ramas que ya están enrolladas en el tambor. Esta definición se aplica a las poleas de potencia. En cuanto a las poleas de alta velocidad, aquí la multiplicidad es el valor obtenido al dividir la velocidad del extremo delantero de la cuerda por la velocidad del seguidor.

En los bloques de poleas de alta velocidad, la fuerza de trabajo se aplica a la jaula móvil, mientras que la carga, a su vez, se fija en el extremo libre del cable. La ganancia de velocidad durante el funcionamiento de este tipo de polipasto de cadena surge debido al aumento de la distancia de elevación del objeto.

Cambiando la multiplicidad

Los polispasts (su propósito y estructura básicamente se han mantenido sin cambios a lo largo de los años de su existencia) permiten la introducción o eliminación de bloques adicionales del sistema. Debido a esto, se obtiene la multiplicidad requerida. Si la multiplicidad es uniforme, entonces en este caso el extremo libre del cable se fija a un elemento estructural estacionario. Si la multiplicidad es impar, entonces el mismo extremo se une al soporte con un gancho.

En los bloques de polea de potencia, un aumento en la relación de frecuencia le permite reducir el diámetro de la cuerda y, en consecuencia, las dimensiones del tambor y los bloques. Todo esto conduce en última instancia a una disminución en la masa total de todo el sistema, una disminución en Pero al mismo tiempo, se requerirá una mayor longitud de la cuerda.

División por número de sucursales

El polyspast (lo que es, ahora obviamente ya lo entendiste) puede ser simple o doble, dependiendo del número de sucursales. En el primer caso, el elemento flexible se mueve a lo largo del eje del tambor. Esta opción tiene la desventaja de que un cambio no deseado en la carga en los soportes del tambor y, en ausencia de bloques libres (es decir, la cuerda de la suspensión se enrolla inmediatamente en el tambor), el objeto se moverá no solo verticalmente, sino también horizontalmente.

El polipasto de cadena doble permite la sujeción de ambos extremos del cable al tambor. Un ejemplo es un polipasto de cadena para un cabrestante. Para eliminar el sesgo, se utilizan bloques de compensación o equilibradores. Muy a menudo, este sistema se utiliza en grúas pórtico, puentes o grúas torre pesadas.

caracteristicas:

Absolutamente cualquier polea, cuyo principio de funcionamiento es generalmente similar al funcionamiento de una palanca, es bueno porque no requiere ninguna habilidad especial por parte del usuario, sin embargo, requiere que tenga mucho cuidado, porque, como cualquier otro, está plagado de peligros y es capaz de lesionar. Además, el funcionamiento de los polipastos de cadena muestra que los elementos de tracción utilizados en sus sistemas no tienen la flexibilidad ideal y están dotados de cierta rigidez. Es por eso que la rama que corre de la cuerda no puede caer instantáneamente en la corriente de un bloque o tambor, y la rama que corre no puede enderezarse inmediatamente. Esto se ve mejor cuando se utilizan cables de acero.

Reglas de polea

Cada polea se maneja a mano sobre la base de las leyes de la física y, por lo tanto, su funcionamiento corresponde a varias reglas bastante simples con las que conviene familiarizarse.

El complejo bloque de poleas merece una atención especial. En sí mismo, es una colección de bloques de poleas simples, cada uno de los cuales tira del otro. Por tanto, se pueden montar juntos varios bloques de poleas. Este tipo se usa con mayor frecuencia en el momento de las operaciones de rescate.

En conclusión, sería correcto decir lo siguiente: el bloque de poleas (su principio de funcionamiento es bastante fácil de entender con un estudio cuidadoso del tema) fue, sigue siendo y, muy probablemente, será durante mucho tiempo un asistente fiel de una persona para resolver muchos problemas urgentes relacionados con la construcción, instalación, carga, etc. descarga y otras operaciones bastante laboriosas. El principal problema, cuya eliminación no es del todo posible hoy debido a que, de nuevo, funcionan idealmente las leyes físicas, es la presencia de una fuerza de fricción en el sistema.

Polyspast - un sistema de bloques móviles y fijos conectados por una conexión flexible (cuerda o cadena), utilizado para incrementar la fuerza (polea de potencia) o la velocidad (polea de alta velocidad). Una característica distintiva de los bloques móviles es que su eje tiene la capacidad de moverse en el espacio en relación con los bloques fijos.

Usualmente utilizado en máquinas de elevación. bloques de polea de potencia, lo que permite reducir el esfuerzo para levantar la carga, el momento del peso de la carga en el tambor, la relación de transmisión del mecanismo, etc.

Poleas de alta velocidad, que permiten obtener un aumento en la velocidad de movimiento de la carga a bajas velocidades del elemento de accionamiento, se utilizan con mucha menos frecuencia, por ejemplo, en elevadores hidráulicos o neumáticos.

El principal parámetro del polipasto de cadena es su multiplicidad, que se entiende como la relación entre la velocidad de movimiento de la rama móvil del cuerpo de tracción flexible y la velocidad de elevación de la carga o la relación entre el número de ramas de cuerda sobre las que está suspendida la carga y la cantidad de ramas de cuerda enrolladas en el tambor. La multiplicidad del polipasto de cadena caracteriza la ganancia de fuerza.

Las pérdidas por fricción también deben tenerse en cuenta al elegir un polipasto de cadena. Más mejores bloquesutilizados en la práctica, conducen a pérdidas por fricción de al menos el 10% de la fuerza aplicada. Por lo tanto, haciendo un esfuerzo en 1 kilogramo a un simple polipasto de cadena doble, puede levantar la carga en 2 × 0,9 \u003d 1,8 kg, y cuando se utiliza un polipasto de cadena simple de cuatro tiempos no 4 kgcomo se esperaba, mientras 4 x 0,9 x 0,9 x 0,9 \u003d 2,92 kg, es decir, la ganancia de fuerza será menos de 3 veces, mientras que la pérdida de velocidad será 4 veces. Un simple bloque de poleas de cinco pliegues proporciona una ganancia real un poco más de 3 veces. Cuando se usa en lugar de bloques de mosquetón, la fricción es aún mayor.

Lista de enlaces

1. Alexandrov M.P. Máquinas de elevación y transporte: libro de texto para las especialidades de construcción de maquinaria de las universidades. - Sexta edición, revisada. - M.: Escuela superior, 1985. - 520 p., Ill.
2. Shestopalov A. Cómo funciona el bloque de poleas // Proyecto de Internet "Cómo funcionan las cosas". - http://howitworks.iknowit.ru/paper1144.html.

Preguntas para el control

1. ¿Cuál es el propósito del polipasto de cadena?
2. ¿Cómo determinar la frecuencia del polipasto de cadena?
3. ¿Cuál es el motivo de la inconveniencia de utilizar poleas de alta frecuencia?

Para levantar cargas grandes, una persona no es muy fuerte, pero se le ocurrieron muchos mecanismos que simplifican este proceso, y en este artículo discutiremos los bloques de poleas: el propósito y la estructura de dichos sistemas, y también intentaremos hacer la versión más simple de dicho dispositivo con nuestras propias manos.

El polipasto de cadena de carga es un sistema de cuerdas y bloques, gracias al cual puedes ganar en fuerza efectiva con una pérdida de longitud. El principio es bastante simple. En longitud, perdemos exactamente tanto como la ganancia de fuerza. Gracias a esta regla de oro de la mecánica, es posible obtener una gran masa sin mucho esfuerzo. Lo cual, en principio, no es tan crítico. Pongamos un ejemplo. Aquí ganaste en fuerza 8 veces, mientras que tendrás que estirar una cuerda de 8 metros de largo para levantar el objeto a una altura de 1 metro.

El uso de tales dispositivos le costará menos que alquilar una grúa, además, usted mismo puede controlar la ganancia de potencia. El polipasto de cadena tiene dos lados diferentes: uno de ellos es fijo, que se fija al soporte, y el otro es móvil, que se adhiere a la propia carga... La ganancia de fuerza proviene de los bloques móviles que están unidos al lado móvil del polipasto de cadena. La parte fija solo sirve para cambiar la trayectoria de la propia cuerda.

Los tipos de poleas se distinguen por su complejidad, paridad y multiplicidad. En términos de complejidad, hay mecanismos simples y complejos, y la multiplicación significa la multiplicación de la fuerza, es decir, si la multiplicidad es 4, entonces teóricamente se gana en fuerza por 4 veces. También en raras ocasiones, pero sin embargo, se utiliza un polipasto de cadena de alta velocidad, este tipo proporciona una ganancia en la velocidad de movimiento de mercancías a una velocidad muy baja de los elementos de accionamiento.

Comencemos con un polipasto de cadena de montaje simple. Se puede obtener agregando bloques al soporte y la carga. Para conseguir un mecanismo impar, es necesario fijar el extremo de la cuerda al punto móvil de la carga, y para conseguir una pareja, sujetamos la cuerda al soporte. Al agregar un bloque, obtenemos +2 a la fuerza, y un punto móvil da +1, respectivamente. Por ejemplo, para obtener un polipasto de cadena para un cabrestante con una multiplicidad de 2, es necesario fijar el extremo del cable en el soporte y usar un bloque que se adhiera a la carga. Y tendremos una especie de accesorio parejo.

El principio de funcionamiento de un polipasto de cadena con una multiplicidad de 3 se ve diferente. Aquí se sujeta el extremo de la cuerda a la carga y se utilizan dos rodillos, uno de los cuales sujetamos al soporte y el otro a la carga. Este tipo de mecanismo da una ganancia de fuerza 3 veces mayor, esta es una opción extraña. Para comprender cuál será la ganancia de fuerza, puede usar una regla simple: cuántas cuerdas salen de la carga, esta es nuestra ganancia de fuerza. Por lo general, se utilizan bloques de polea con un gancho, en los que, de hecho, se adjunta la carga, es un error pensar que esto es solo un bloque y una cuerda.

Ahora descubriremos cómo funciona un polipasto de cadena de tipo complejo. Este nombre significa un mecanismo donde varias versiones simples de este dispositivo de carga están conectadas en un sistema, se jalan entre sí. La ganancia de fuerza de tales estructuras se calcula multiplicando sus multiplicidades. Por ejemplo, tiramos de un mecanismo con una multiplicidad de 4 y otro con una multiplicidad de 2, entonces la ganancia teórica de fuerza será 8. Todos los cálculos anteriores se realizan solo para sistemas ideales que no tienen una fuerza de fricción, en la práctica las cosas son diferentes ...

En cada uno de los bloques, hay una pequeña pérdida de potencia debido a la fricción, ya que todavía se gasta solo para superar la fuerza de fricción. Para reducir la fricción, es necesario recordar: cuanto mayor sea el radio de curvatura de la cuerda, menor será la fuerza de fricción. Es mejor utilizar rodillos con un radio grande siempre que sea posible. Al usar carabinas, debes hacer un bloque de las mismas opciones, pero los rodillos son mucho más efectivos que las carabinas, ya que tenemos una pérdida de 5-30% en ellos, pero en carabinas hasta un 50%. Además, no será superfluo saber que el bloque más efectivo debe ubicarse más cerca de la carga para obtener el máximo efecto.

¿Cómo calculamos la ganancia de fuerza real? Para hacer esto, necesitamos conocer la eficiencia de las unidades utilizadas.La eficiencia se expresa en números del 0 al 1, y si usamos una cuerda de gran diámetro o demasiado rígida, la eficiencia de los bloques será significativamente menor que la indicada por el fabricante. Esto significa que es necesario tener esto en cuenta y ajustar la eficiencia de las unidades. Para calcular la ganancia de resistencia real de un tipo simple de dispositivo de elevación, es necesario calcular la carga en cada rama de cable y doblarlas. Para calcular la ganancia de fuerza de los tipos complejos, es necesario multiplicar la fuerza real de los simples, de los que consta.

No se olvide también de la fricción de la cuerda, ya que sus ramas pueden retorcerse entre sí y los rodillos de cargas pesadas pueden converger y sujetar la cuerda. Para evitar que esto suceda, los bloques deben estar espaciados entre sí, por ejemplo, puede usar una placa de circuito entre ellos. También debe comprar solo cuerdas estáticas que no se estiren, ya que las dinámicas dan una gran pérdida de fuerza. Para recoger el mecanismo, se pueden utilizar tanto una cuerda de carga como una cuerda separada, unidas a la carga independientemente del dispositivo de elevación.

La ventaja de usar una cuerda separada es que puede ensamblar o preparar rápidamente la estructura de elevación con anticipación. También puedes usar su longitud completa, esto también facilita el paso de los nudos. De los inconvenientes, podemos mencionar que no hay posibilidad de fijación automática de la carga que se levanta. Las ventajas de una cuerda de carga son que el objeto que se levanta se puede bloquear automáticamente y no hay necesidad de una cuerda separada. De las desventajas, es importante que cuando se trabaja es difícil pasar los nudos, y también hay que gastar una cuerda de carga en el propio mecanismo.

Hablemos del rumbo inverso, que es inevitable, ya que puede ocurrir cuando se agarra la cuerda, o en el momento de retirar la carga, o al detenerse a descansar. Para evitar el movimiento inverso, es necesario utilizar bloques que permitan que la cuerda pase solo en una dirección. Al mismo tiempo, organizamos la estructura para que el rodillo de bloqueo se adhiera primero al objeto que se levanta. Gracias a esto, no solo evitamos el movimiento inverso, sino que también nos permitimos asegurar la carga durante la descarga o simplemente el reacomodo de bloques.

Si está utilizando una cuerda separada, el rodillo de bloqueo se conecta en último lugar desde la carga que se levanta y el rodillo de bloqueo debe ser de alta eficiencia.

Ahora, un poco sobre la fijación del mecanismo de elevación a la cuerda de carga. Es raro que tengamos a mano una cuerda de la longitud adecuada para asegurar la parte móvil del bloque. Existen varios tipos de mecanismos de sujeción El primer método es con la ayuda de agarrar nudos, que se tejen a partir de cuerdas con un diámetro de 7-8 mm, en 3-5 vueltas. Este método, como ha demostrado la práctica, es el más efectivo, ya que el nudo de agarre de una cuerda de 8 mm en una cuerda con un diámetro de 11 mm comienza a deslizarse solo con una carga de 10-13 kN. Al mismo tiempo, al principio, no deforma la cuerda, pero después de un tiempo, derrite la trenza y se adhiere a ella, comenzando a jugar el papel de un fusible.

Otra forma es utilizar una abrazadera de uso general. El tiempo ha demostrado que se puede utilizar en cuerdas heladas y mojadas. Comienza a gatear solo con una carga de 6-7 kN y daña levemente la cuerda. Otra forma es usar una pinza personal, pero no se recomienda, ya que comienza a arrastrarse a una fuerza de ya 4 kN y al mismo tiempo rasga la funda, o incluso puede morder la cuerda. Todos estos son diseños industriales y su aplicación, pero intentaremos crear un polipasto de cadena casero.