ماشین های بالابر برای کمک به فرد برای بلند کردن چیزهای سنگین تا ارتفاع طراحی شده اند. بیشتر مکانیسم های بلند کردن بر اساس یک سیستم بلوک ساده - یک سیستم قرقره است. برای ارشمیدس شناخته شده بود، اما اکنون بسیاری از مردم در مورد این اختراع درخشان نمی دانند. با یادآوری دوره فیزیک خود، نحوه عملکرد چنین مکانیزمی، ساختار و دامنه آن را دریابید. با درک طبقه بندی، می توانید شروع به محاسبه کنید. برای اینکه همه چیز درست شود، در اینجا دستورالعمل هایی برای ساخت یک مدل ساده وجود دارد.

سیستم بلوک - نظریه

اختراع بالابر زنجیری انگیزه زیادی به توسعه تمدن ها داد. سیستم بلوک به ساخت سازه های عظیمی کمک کرد که بسیاری از آنها تا به امروز باقی مانده اند و سازندگان مدرن را معمای خود کرده اند. کشتی سازی نیز پیشرفت کرد و مردم توانستند مسافت های زیادی را طی کنند. وقت آن رسیده است که بفهمیم آن چیست - یک بالابر زنجیری و دریابیم که امروز کجا می توان از آن استفاده کرد.

ساختار مکانیزم بالابر

بالابر زنجیره ای کلاسیک مکانیزمی است که از دو عنصر اصلی تشکیل شده است: یک قرقره. اتصال انعطاف پذیر

قرقره یک چرخ فلزی است که دارای شیار مخصوص کابل در امتداد لبه بیرونی آن است. یک کابل یا طناب معمولی می تواند به عنوان یک اتصال انعطاف پذیر استفاده شود. اگر بار به اندازه کافی سنگین باشد، از طناب های ساخته شده از الیاف مصنوعی یا طناب های فولادی و حتی زنجیر استفاده می شود. برای اطمینان از اینکه قرقره به راحتی می چرخد، بدون پریدن یا گیر کردن، از بلبرینگ غلتکی استفاده می شود. تمام عناصری که حرکت می کنند روغن کاری می شوند.

به یک قرقره بلوک می گویند. بلوک قرقره سیستمی از بلوک ها برای بلند کردن بار است. بلوک ها در مکانیسم بالابر می توانند ثابت (به شدت ثابت) و متحرک باشند (زمانی که محور در حین کار تغییر موقعیت می دهد). یک قسمت قرقره به یک تکیه گاه ثابت و قسمت دیگر به بار متصل است. غلتک های متحرک در سمت بار قرار دارند.

نقش بلوک ثابت تغییر جهت حرکت طناب و عمل نیروی اعمالی است. نقش موبایل به دست آوردن قدرت است.

چگونه کار می کند - راز چیست؟

اصل عملکرد یک بلوک قرقره شبیه به یک اهرم است: نیرویی که باید اعمال شود چندین برابر کوچکتر می شود، در حالی که کار در همان حجم انجام می شود. نقش اهرم توسط کابل انجام می شود. در عملکرد یک بالابر زنجیری، افزایش استحکام مهم است، بنابراین کاهش فاصله در نتیجه در نظر گرفته نمی شود.

بسته به طراحی قرقره، افزایش قدرت ممکن است متفاوت باشد. ساده ترین مکانیسم دو قرقره تقریباً دو برابر افزایش می دهد، سه تا سه برابر و غیره. افزایش فاصله با استفاده از همین اصل محاسبه می شود. برای کارکردن یک قرقره ساده، به کابلی دو برابر ارتفاع بالابر نیاز دارید و اگر از مجموعه چهار بلوک استفاده کنید، طول کابل به نسبت مستقیم به چهار برابر افزایش می یابد.

سیستم بلوک در چه زمینه هایی استفاده می شود؟

بالابر زنجیره ای یک دستیار وفادار در یک انبار، در تولید و در بخش حمل و نقل است. در جاهایی که نیاز به استفاده از نیرو برای جابجایی انواع بارها باشد از آن استفاده می شود. این سیستم به طور گسترده در ساخت و ساز استفاده می شود.

علیرغم اینکه بیشتر کارهای سنگین توسط تجهیزات ساختمانی (جرثقیل) انجام می شود، بالابر زنجیری در طراحی مکانیزم های حمل بار جایگاهی پیدا کرده است. سیستم بلوک (بلوک قرقره) جزء مکانیزم های بالابری مانند وینچ، بالابر و تجهیزات ساختمانی (انواع جرثقیل، بولدوزر، بیل مکانیکی) است.

علاوه بر صنعت ساخت و ساز، قرقره ها به طور گسترده ای در سازماندهی عملیات نجات استفاده می شود. اصل عملکرد یکسان است، اما طراحی کمی تغییر یافته است. تجهیزات نجات از طناب بادوام ساخته شده و از کارابین استفاده می شود. برای دستگاه هایی با این هدف، مهم است که کل سیستم به سرعت مونتاژ شود و به مکانیسم های اضافی نیاز نداشته باشد.

طبقه بندی مدل ها بر اساس ویژگی های مختلف

اجرای بسیاری از یک ایده وجود دارد - سیستم بلوک هایی که با طناب به هم متصل شده اند. آنها بسته به روش کاربرد و ویژگی های طراحی متمایز می شوند. شناختن انواع متفاوتآسانسورها، دریابید که هدف آنها چیست و چگونه دستگاه متفاوت است.

طبقه بندی بسته به پیچیدگی مکانیسم

بسته به پیچیدگی مکانیسم، موارد ساده متمایز می شوند. مجتمع; بالابرهای زنجیره ای پیچیده

بالابر زنجیره ای ساده سیستمی از غلتک های متصل به سری است. تمام بلوک های متحرک و ثابت و همچنین خود بار توسط یک کابل ترکیب می شوند. قرقره های ساده زوج و فرد متمایز می شوند.

حتی مکانیسم های بالابر آنهایی هستند که انتهای کابل آنها به یک تکیه گاه ثابت - یک ایستگاه وصل شده است. تمام ترکیبات در این مورد یکنواخت در نظر گرفته خواهند شد. و اگر انتهای طناب مستقیماً به بار یا محل اعمال نیرو متصل شود، این سازه و تمام مشتقات آن فرد نامیده می شود.

یک سیستم قرقره پیچیده را می توان سیستم قرقره نامید. در این مورد، بلوک های منفرد به صورت سری به هم متصل نمی شوند، بلکه کل ترکیب هایی هستند که می توانند به تنهایی مورد استفاده قرار گیرند. به طور کلی، در این مورد، یک مکانیسم، مکانیسم مشابه دیگری را به حرکت در می آورد.

بالابر زنجیره ای پیچیده به یک یا آن نوع تعلق ندارد. ویژگی متمایز آن غلتک هایی است که به سمت بار حرکت می کنند. مدل پیچیده می تواند شامل بالابرهای زنجیره ای ساده و پیچیده باشد.

طبقه بندی بر اساس هدف آسانسور

بسته به آنچه که می خواهند هنگام استفاده از بالابر زنجیره ای به دست آورند، آنها به موارد زیر تقسیم می شوند:

قدرت؛

بیان.

گزینه قدرت بیشتر استفاده می شود. همانطور که از نام آن پیداست، وظیفه آن اطمینان از افزایش قدرت است. از آنجایی که سود قابل توجه مستلزم تلفات به همان اندازه قابل توجه در مسافت است، تلفات در سرعت نیز اجتناب ناپذیر است. به عنوان مثال برای سیستم 4:1 هنگام بلند کردن بار یک متری باید 4 متر کابل بکشید که سرعت کار را کاهش می دهد.

بالابر زنجیری با سرعت بالا، طبق اصل خود، یک طراحی قدرت معکوس است. افزایش قدرت نمی دهد، هدف آن سرعت است. برای سرعت بخشیدن به کار به ازای تلاش اعمال شده استفاده می شود.

تعدد ویژگی اصلی است.

شاخص اصلی که مردم در سازماندهی باربری به آن توجه می کنند، تعدد قرقره است. این پارامتر به طور معمول نشان می دهد که مکانیسم چند بار به شما اجازه می دهد تا در قدرت پیروز شوید. در واقع، تعدد نشان می دهد که وزن بار روی چند شاخه طناب توزیع شده است.

تعدد به دو دسته سینماتیک (برابر تعداد پیچ ​​خوردگی های طناب) و نیرو تقسیم می شود که با در نظر گرفتن غلبه کابل بر نیروی اصطکاک و بازده غیر ایده آل غلتک ها محاسبه می شود. کتاب های مرجع شامل جداولی است که وابستگی ضریب توان به ضریب سینماتیکی را در بازده بلوک های مختلف نشان می دهد.

همانطور که از جدول مشاهده می شود، تعدد نیرو به طور قابل توجهی با حرکتی متفاوت است. با راندمان غلتک پایین (94%)، بهره واقعی در استحکام یک قرقره 7:1 کمتر از بهره یک قرقره شش برابر با راندمان بلوک 96٪ خواهد بود.

نحوه انجام محاسبات برای بالابر زنجیری

با وجود این واقعیت که از نظر تئوری طراحی یک بالابر قرقره بسیار ساده است، در عمل همیشه نحوه بلند کردن بار با استفاده از بلوک ها مشخص نیست. چگونه درک کنیم که چندگانگی مورد نیاز است، چگونه می توان به کارایی بالابر و هر بلوک به طور جداگانه پی برد. برای یافتن پاسخ این سؤالات، باید محاسباتی را انجام دهید.

محاسبه یک بلوک جداگانه

محاسبه بالابر زنجیری به دلیل دور بودن شرایط کار با ایده آل باید انجام شود. این مکانیسم در نتیجه حرکت کابل در امتداد قرقره، در نتیجه چرخش خود غلتک، بدون توجه به یاتاقان هایی که استفاده می شود، تحت تأثیر نیروهای اصطکاک قرار می گیرد.

علاوه بر این، طناب انعطاف پذیر و قابل انعطاف به ندرت در یک سایت ساخت و ساز یا به عنوان بخشی از تجهیزات ساخت و ساز استفاده می شود. طناب یا زنجیر فولادی استحکام بسیار بیشتری دارد. از آنجایی که خم شدن چنین کابلی هنگام اجرا در برابر یک بلوک نیاز به نیروی اضافی دارد، باید آن را نیز در نظر گرفت.

برای محاسبه، معادله گشتاور برای قرقره نسبت به محور مشتق شده است:

SrunR = SrunR + q SrunR + Nfr (1)

فرمول 1 لحظات چنین نیروهایی را نشان می دهد:

– Srun – نیروی از کنار طناب فرار.

- Srun - نیروی از طناب روبرو.

– q Srun – نیروی خمش/خم نشدن طناب با در نظر گرفتن سفتی آن q.

– Nf – نیروی اصطکاک در بلوک با در نظر گرفتن ضریب اصطکاک f.

برای تعیین لحظه، تمام نیروها در بازو ضرب می شوند - شعاع بلوک R یا شعاع آستین r.

نیروی نزدیک شدن و فرار کابل در نتیجه تعامل و اصطکاک رزوه های طناب ایجاد می شود. از آنجایی که نیروی خمش / گسترش کابل به طور قابل توجهی کمتر از سایرین است، هنگام محاسبه تأثیر روی محور بلوک، این مقدار اغلب نادیده گرفته می شود:

N = 2 Srun×sinα (2)

در این معادله:

- N - ضربه روی محور قرقره.

– Srun – نیروی وارده از طناب (تقریباً برابر با Srun است).

– α – زاویه انحراف از محور.

محاسبه عملکرد مفید بلوک

همانطور که می دانید کارایی عامل کارایی است، یعنی کار انجام شده چقدر موثر بوده است. به عنوان نسبت کار انجام شده و کار صرف شده محاسبه می شود. در مورد بلوک قرقره، فرمول اعمال می شود:

ηb = Srun/ Srun = 1/(1 + q + 2fsinα×d/D) (3)

در معادله:

– 3 ηb – راندمان بلوک؛

- d و D - به ترتیب، قطر بوش و خود قرقره.

– q – ضریب صلبیت اتصال انعطاف پذیر (طناب). f – ضریب اصطکاک؛

– α – زاویه انحراف از محور.

از این فرمول می توان دریافت که کارایی تحت تأثیر ساختار بلوک (از طریق ضریب f)، اندازه آن (از طریق نسبت d/D) و مواد طناب (ضریب q) قرار دارد. حداکثر مقدار کارایی را می توان با استفاده از بوش های برنزی و یاتاقان های غلتشی (تا 98٪) به دست آورد. بلبرینگ های کشویی تا 96 درصد راندمان را ارائه می دهند.

مکانیسم بالابر از چندین بلوک تشکیل شده است. بازده کل یک بلوک قرقره با مجموع حسابی همه اجزای منفرد برابر نیست. برای محاسبه، آنها از یک فرمول بسیار پیچیده تر، یا به عبارت بهتر، یک سیستم معادلات استفاده می کنند، که در آن همه نیروها از طریق مقدار S0 اولیه و کارایی مکانیسم بیان می شوند:

– S1=ηп S0;

– S2=(ηп)2 S0; (- 4)

S3=(ηп)3 S0; ….

– Sn=(ηп)n S0.

از آنجایی که مقدار بازده همیشه کمتر از 1 است، با هر بلوک و معادله جدید در سیستم، مقدار Sn به سرعت کاهش می یابد. بازده کل قرقره نه تنها به ηb، بلکه به تعداد این بلوک ها - تعدد سیستم نیز بستگی دارد. با استفاده از جدول، می‌توانید ηp را برای سیستم‌هایی با تعداد بلوک‌های مختلف در مقادیر بازده متفاوت هر کدام پیدا کنید.

چگونه با دستان خود بالابر بسازید

در ساخت و ساز در طول کار نصبنصب جرثقیل همیشه امکان پذیر نیست. سپس این سوال مطرح می شود که چگونه می توان بار را با طناب بلند کرد. و در اینجا یک بالابر زنجیره ای ساده کاربرد خود را پیدا می کند. برای ساخت و کارکرد کامل آن، باید محاسبات، نقشه ها و طناب و بلوک های مناسب را انتخاب کنید.

تهیه پایه - نمودار و نقاشی

قبل از شروع ساختن یک بالابر زنجیره ای با دستان خود، باید نقشه ها را به دقت مطالعه کنید و یک طرح مناسب برای خود انتخاب کنید. شما باید به این تکیه کنید که چگونه می توانید سازه را راحت تر قرار دهید، چه بلوک ها و کابل هایی در دسترس هستند.

این اتفاق می افتد که ظرفیت بلند کردن بلوک های قرقره کافی نیست و زمان یا فرصتی برای ساخت یک مکانیسم بلند کردن چندگانه پیچیده وجود ندارد. سپس از بالابرهای دو زنجیره ای استفاده می شود که ترکیبی از دو تکی هستند. این دستگاه همچنین می تواند بار را بلند کند تا کاملاً عمودی و بدون اعوجاج حرکت کند.

نحوه انتخاب طناب و بلوک

مهمترین نقش در ساخت بالابر زنجیری با دستان خود را طناب بازی می کند. مهم است که کشش نداشته باشد. به چنین طناب هایی استاتیک می گویند. کشش و تغییر شکل اتصال انعطاف پذیر باعث تلفات جدی در راندمان کار می شود. مناسب برای مکانیزم خانگی طناب مصنوعی، ضخامت به وزن بار بستگی دارد.

جنس و کیفیت بلوک ها شاخص هایی هستند که دستگاه های بالابر خانگی را با ظرفیت بار محاسبه شده ارائه می دهند. بسته به یاتاقان هایی که در بلوک نصب می شود، کارایی آن تغییر می کند و این قبلاً در محاسبات لحاظ شده است.

اما چگونه می توان باری را با دستان خود به ارتفاعی برد و آن را رها نکرد؟ برای محافظت از بار در برابر حرکت معکوس احتمالی، می توانید یک بلوک قفل مخصوص نصب کنید که به طناب اجازه می دهد فقط در یک جهت حرکت کند - جهت دلخواه.

آموزش گام به گامبرای بلند کردن بارها از طریق بلوک

وقتی طناب و بلوک ها آماده شدند، نمودار انتخاب شد و محاسبات انجام شد، می توانید مونتاژ را شروع کنید. برای یک قرقره دوبل ساده به موارد زیر نیاز دارید:

- غلتک - 2 عدد؛

- بلبرینگ؛

- بوش - 2 عدد؛

- گیره برای بلوک - 2 عدد.

- طناب؛ قلاب برای آویزان کردن محموله؛

- تسمه ها - در صورت نیاز برای نصب.

بلند کردن گام به گام بار تا ارتفاع به شرح زیر انجام می شود:

1. غلطک ها، بوش و یاتاقان ها را وصل کنید. آنها همه اینها را در یک کلیپ ترکیب می کنند. یک بلوک بگیرید.

2. طناب به بلوک اول پرتاب می شود.

3. قاب با این بلوک به طور صلب به یک تکیه گاه ثابت (تیر بتن مسلح، ستون، دیوار، پسوند مخصوص نصب شده و غیره) متصل می شود.

4. سپس انتهای طناب از بلوک دوم (متحرک) عبور داده می شود.

5. یک قلاب به گیره وصل شده است.

6. انتهای آزاد طناب ثابت است.

7. بار در حال بلند شدن را بندازید و به قرقره وصل کنید.

مکانیزم بالابر خانگی آماده استفاده است و مزایای دو برابری را به همراه خواهد داشت. حال برای بالا بردن بار تا ارتفاع کافیست انتهای طناب را بکشید. با خم شدن در اطراف هر دو غلتک، طناب بدون تلاش زیاد بار را بلند می کند.

آیا امکان ترکیب بالابر زنجیری و وینچ وجود دارد؟

اگر یک وینچ الکتریکی را به مکانیزم خانگی که طبق این دستورالعمل ها می سازید وصل کنید، یک جرثقیل واقعی خواهید داشت. اکنون برای بلند کردن بار نیازی به زور زدن ندارید؛ وینچ همه کارها را برای شما انجام می دهد.

حتی یک وینچ دستی بلند کردن بار را راحت‌تر می‌کند - نیازی نیست دست‌هایتان را روی طناب بمالید و نگران لیز خوردن طناب از دستتان نباشید. در هر صورت چرخاندن دسته وینچ بسیار راحت تر است.

اصولاً حتی در خارج از محل ساخت و ساز، توانایی ساخت یک سیستم قرقره پایه برای یک وینچ در شرایط مزرعه با حداقل ابزار و مواد یک مهارت بسیار مفید است. به ویژه توسط رانندگانی که به اندازه کافی خوش شانس هستند که ماشین خود را در مکانی صعب العبور گیر کنند، قدردانی می شود. یک قرقره با عجله کارایی وینچ را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

به سختی می توان اهمیت بالابرهای قرقره ای در توسعه ساخت و ساز مدرن و مهندسی مکانیک را دست بالا گرفت. همه باید اصل عملکرد را درک کنند و طراحی آن را به صورت بصری تصور کنند. اکنون از موقعیت هایی که نیاز به بلند کردن بار دارید نمی ترسید، اما تجهیزات خاصی وجود ندارد. چند قرقره، یک طناب و نبوغ به شما این امکان را می دهد که بدون استفاده از جرثقیل این کار را انجام دهید.

بلوک و قرقره- مکانیسم های ساده ای که برای بلند کردن بارها با تلاش کم یا با تلاش در موقعیتی مناسب برای کاربر استفاده می شود.

بلوک ها و قرقره ها از دو قسمت تشکیل شده اند: یک چرخ با شیار محیطی (قرقره) و یک طناب یا کابل. بلوک، به عنوان یک قاعده، دستگاهی است که از یک قرقره در یک قاب با یک تعلیق و یک کابل تشکیل شده است. بلوک قرقره ترکیبی از قرقره و کابل است. اصل عملکرد آن شبیه به عملکرد یک اهرم است - افزایش نیرو بر افزایش فاصله با برابری نظری کار انجام شده تأثیر می گذارد.

این مکانیزم ها می توانند مستقل از سایر واحدهای بالابر مانند وینچ، بالابر، جرثقیل و همچنین به عنوان قطعات آنها مورد استفاده قرار گیرند.

تصاویر اصل عملکرد را نشان می دهند بلوک و قرقره:

در شکل 1a، باری با وزن W1 با استفاده از یک بلوک منفرد با نیروی P1 برابر با وزن برداشته می شود. در شکل 1b، بار W2 با ساده ترین سیستم قرقره چندگانه، متشکل از دو بلوک، با نیروی P2 برابر با نصف وزن W2 برداشته می شود. ضربه این وزنه به طور مساوی بین شاخه های کابلی که قرقره B2 به وسیله قلاب C2 از قرقره A2 آویزان است تقسیم می شود. در نتیجه، برای بلند کردن بار W2، کافی است نیروی P2 برابر با نصف وزن W2 به شاخه کابلی که از شیار قرقره A2 می گذرد اعمال شود. بنابراین، ساده ترین بالابر زنجیری استحکام مضاعف می دهد. شکل 1,c عملکرد یک قرقره با دو قرقره را توضیح می دهد که هر کدام دارای دو شیار هستند. در اینجا نیروی P3 مورد نیاز برای بلند کردن بار W3 تنها یک چهارم وزن آن است. این با توزیع کل وزن W3 بین چهار کابل تعلیق بلوک B3 به دست می آید. توجه داشته باشید که مضربی افزایش قدرت هنگام بلند کردن وزنه ها همیشه برابر با تعداد کابل هایی است که بلوک متحرک B3 به آن آویزان است.

برنج. 2

در گذشته به عنوان کابل برای بلوک ها و قرقره هااز طناب کنفی انعطاف پذیر و بادوام استفاده شد. با قیطانی از سه رشته بافته می شد که هر یک از رشته های کوچک زیادی تشکیل می شد. بالابرهای قرقره ای با چنین طناب هایی در هر کجا که برای بلند کردن بار لازم بود استفاده می شد: روشن کشتی های دریایی، V کشاورزی، در سایت های ساختمانی پیچیده ترین آنها (شکل 2) اغلب در کشتی های بادبانی استفاده می شد. در آنجا به آنها برای کار با بادبان ها، قطعات یدکی و سایر تجهیزات متحرک نیاز بود.

با گذشت زمان، لبه های کنفی با کابل های فولادی و کابل های ساخته شده از الیاف مصنوعی و معدنی جایگزین شد. آنها بادوام تر و مقاوم تر در برابر سایش هستند. بالابر قرقره ایبا کابل های فولادیو قرقره های چند شیار جزء جدایی ناپذیر مکانیزم های بالابر تمام تجهیزات بالابری مدرن هستند. قرقره ها بلوک هامعمولاً روی رولبرینگ ها می چرخند و تمام سطوح متحرک آنها به اجبار روغن کاری می شوند.

همیشه در اولویت بوده است. در این راستا، مدتها پیش دستگاهی اختراع شد که به تسکین چشمگیری کمک کرد کار فیزیکیکارگرانی که درگیر انجام عملیات بلند کردن یا پایین آوردن اجسام مختلف هستند. نام این دستگاه بالابر زنجیری می باشد. در این مقاله به بررسی این موضوع خواهیم پرداخت.

تاریخچه خلقت و تعریف

هیچ کس با اطمینان نمی داند که دقیقاً چه زمانی مکانیسم های حرکت اجسام سنگین در فضا ظاهر شد و شروع به استفاده کرد. اول از همه، ما توجه می کنیم: یک سیستم قرقره (ادبیات فنی نیز می تواند به شما بگوید که چیست) سیستمی از بلوک ها و طناب ها است که می تواند کار برنامه ریزی شده با اجسام سنگین را به طور قابل توجهی ساده و سرعت بخشد.

مطالعه آثار معماری مانند اهرام خئوپس در مصر، دیوار بزرگ چین و سایر سازه های باستانی به وضوح تأیید می کند که قرقره ها، که هدف و طراحی آن در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت، چندین هزار سال پیش اختراع شده اند. کاملاً واضح است که آنها در ابتدا با بدوی بودن مشخص می شدند.

اطلاعات کلی

بیایید سعی کنیم بالابر زنجیری را تا حد امکان با جزئیات مطالعه کنیم. این از نظر فنی چیست؟ در هسته آن، گروهی از بلوک‌ها هستند که در قفس‌های مخصوصی جمع‌آوری شده‌اند که از میان آنها زنجیر یا طناب عبور می‌کند. ساده ترین قرقره یک بلوک با یک عنصر کششی است که از طریق آن کشیده شده است. این نسخه از طرح به شما امکان می دهد نیروی کشش مورد نیاز برای جابجایی بار را به نصف کاهش دهید.

طبقه بندی

بالابرهای قرقره ای به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند: قدرت و سرعت. اغلب در عمل، از آنالوگ های برق برای کاهش قابل توجه کشش کابل استفاده می شود. به هر حال، این تلاش را می توان به سادگی محاسبه کرد. برای این کار باید جرم بار را بر تعدد قرقره موجود تقسیم کنید. این سؤال مطرح می شود: تعدد چیست؟ پاسخ: کثرت نسبت تعداد شاخه های اندامی است که بار روی آن قرار دارد به مقدار عددی شاخه هایی که قبلاً روی طبل پیچیده شده اند. این تعریف در مورد قرقره های برق صدق می کند. در مورد قرقره های پرسرعت، تعدد در اینجا مقداری است که از تقسیم سرعت انتهای پیشرو طناب بر سرعت انتهای رانده به دست می آید.

در قرقره های پر سرعت، نیروی کار به قفس متحرک اعمال می شود و بار به نوبه خود به انتهای آزاد کابل محکم می شود. افزایش سرعت در حین کار این نوع قرقره به دلیل افزایش فاصله بلند کردن جسم ایجاد می شود.

تغییر نسبت

بالابرهای قرقره ای (هدف و طراحی آنها اساساً در طول سال ها وجود بدون تغییر باقی مانده است) امکان معرفی یا حذف بلوک های اضافی از سیستم را فراهم می کند. با توجه به این، تعدد لازم به دست می آید. اگر تعدد زوج باشد، انتهای آزاد طناب به یک عنصر ساختاری ثابت ثابت می شود. اگر تعدد فرد باشد، همان انتهای با یک قلاب به گیره متصل می شود.

در قرقره های قدرت، افزایش تعدد به شما امکان می دهد قطر طناب و بر این اساس، ابعاد درام و بلوک ها را کاهش دهید. همه اینها در نهایت منجر به کاهش جرم کل کل سیستم می شود، اما در عین حال طول طناب بیشتری مورد نیاز خواهد بود.

تقسیم بر تعداد شعب

قرقره (چیزی که هست، حالا واضح است که فهمیدید) بسته به تعداد شاخه ها می تواند تک یا دوتایی باشد. در حالت اول، عنصر انعطاف پذیر در امتداد محور درام حرکت می کند. این گزینه این عیب را دارد که باعث تغییر نامطلوب بار روی تکیه گاه های درام می شود و در صورت عدم وجود بلوک های آزاد (یعنی طناب از سیستم تعلیق بلافاصله روی درام پیچیده می شود) جسم نه تنها به صورت عمودی حرکت می کند. ، بلکه به صورت افقی.

بالابر زنجیر دوتایی اتصال دو سر طناب به درام را فراهم می کند. یک مثال می تواند قرقره ای برای وینچ باشد. به منظور جلوگیری از اعوجاج، بلوک های یکسان کننده یا متعادل کننده ها استفاده می شود. اغلب، چنین سیستمی در جرثقیل های دروازه ای یا پل یا تاور کرین های سنگین استفاده می شود.

ویژگی های خاص

مطلقاً هر بالابر زنجیری که اصل عملکرد آن به طور کلی شبیه به عملکرد یک اهرم است، خوب است زیرا نیازی به مهارت خاصی از کاربر ندارد، اما نیاز به احتیاط شدید دارد، زیرا مانند هر چیز دیگری، مملو است. با خطر و می تواند باعث آسیب شود. علاوه بر این، عملکرد بلوک‌های قرقره نشان می‌دهد که عناصر کششی مورد استفاده در سیستم‌های آن‌ها انعطاف‌پذیری ایده‌آلی ندارند و از استحکام خاصی برخوردار هستند. به همین دلیل است که شاخه در حال پیشروی طناب نمی تواند بلافاصله در جریان یک بلوک یا درام بیفتد و شاخه در حال اجرا نمی تواند بلافاصله صاف شود. این در هنگام استفاده از طناب های فولادی بهتر دیده می شود.

قوانین بالابر زنجیری

هر قرقره دستی بر اساس قوانین فیزیک عمل می کند و بنابراین عملکرد آن با چندین قانون نسبتاً ساده مطابقت دارد که توصیه می شود با آنها آشنا شوید.

بالابر زنجیره ای پیچیده سزاوار توجه ویژه است. به خودی خود مجموعه ای از بالابرهای قرقره ای ساده است که هر کدام دیگری را می کشد. به این ترتیب می توان چندین قرقره را به هم متصل کرد. این نوع بیشتر در طول عملیات نجات استفاده می شود.

در خاتمه، گفتن موارد زیر صحیح است: سیستم قرقره (اصل عملکرد آن با مطالعه دقیق موضوع کاملاً آسان است) بود، باقی می ماند و به احتمال زیاد یک دستیار وفادار برای شخص خواهد بود. زمان بسیار طولانی در حل بسیاری از مسائل مبرم مربوط به ساخت و ساز، نصب، بارگیری، تخلیه و سایر عملیات که کاملاً کار فشرده هستند. مشکل اصلی که امروزه حذف کامل آن به دلیل قوانین فیزیکی ایده‌آل کار می‌کند، وجود نیروی اصطکاک در سیستم است.

بالابر قرقره ای- سیستمی از بلوک های متحرک و ثابت که توسط یک اتصال انعطاف پذیر (طناب یا زنجیر) به هم متصل می شوند، که برای افزایش نیرو (پولی پولی) یا سرعت (قرقره با سرعت بالا) استفاده می شود. ویژگی متمایزبلوک های متحرک این است که محور آنها نسبت به بلوک های ثابت قابلیت حرکت در فضا را داشته باشد.

به طور معمول در ماشین های بالابر استفاده می شود قرقره های برق، امکان کاهش تلاش برای بلند کردن بار، لحظه از وزن بار روی درام، نسبت دنده مکانیزم و غیره را فراهم می کند.

قرقره های پر سرعت، که امکان افزایش سرعت حرکت بار را در سرعت های کم عنصر محرک فراهم می کند ، بسیار کمتر استفاده می شود ، به عنوان مثال ، در بالابرهای هیدرولیک یا پنوماتیک.

پارامتر اصلی بالابر زنجیری آن است کثرتکه به عنوان نسبت سرعت حرکت شاخه متحرک یک عنصر کششی انعطاف پذیر به سرعت بلند کردن بار یا نسبت تعداد شاخه های طنابی که بار روی آنها معلق است به تعداد شاخه های طناب زخمی شده درک می شود. روی درام تعدد سیستم قرقره مشخصه افزایش قدرت است.

هنگام انتخاب بالابر زنجیری، تلفات اصطکاک نیز باید در نظر گرفته شود. بیشترین بهترین بلوک هااستفاده در عمل منجر به تلفات اصطکاک حداقل 10٪ از نیروی اعمال شده می شود. بنابراین، با تلاش 1 کیلوگرمبه یک قرقره دوبل ساده، می توانید بار را به داخل ببرید 2 × 0.9 = 1.8 کیلوگرم، و هنگام استفاده از یک قرقره چهار تایی ساده، نه 4 کیلوگرم، همانطور که انتظار می رود، و 4 × 0.9 × 0.9 × 0.9 = 2.92 کیلوگرمیعنی افزایش قدرت کمتر از 3 برابر با کاهش سرعت 4 برابر خواهد بود. یک بالابر زنجیری ساده پنج برابر سود واقعی کمی بیش از 3 برابر می دهد. هنگام استفاده از کارابین به جای بلوک، اصطکاک حتی بیشتر است.

لیست پیوندها

1. الکساندروف M.P. ماشین های بالابر و حمل و نقل: کتاب درسی برای تخصص های مهندسی مکانیک در دانشگاه ها. – ویرایش ششم، اصلاح شده. – م.: دبیرستان، 1985. – 520 ص.، بیمار.
2. Shestopalov A. چگونه یک بالابر زنجیری کار می کند // پروژه اینترنتی "چگونه چیزها کار می کنند". – http://howitworks.iknowit.ru/paper1144.html.

سوالاتی برای کنترل

1. هدف از بلوک قرقره چیست؟
2. چگونه تعدد بالابر زنجیری را تعیین کنیم؟
3. دلیل نامناسب بودن استفاده از قرقره های تعدد زیاد چیست؟

یک فرد برای بلند کردن بارهای بزرگ خیلی قوی نیست، اما مکانیسم های زیادی را ارائه کرده است که این فرآیند را ساده می کند، و در این مقاله به قرقره ها می پردازیم: هدف و طراحی چنین سیستم هایی، و همچنین سعی خواهیم کرد ساده ترین آنها را بسازیم. نسخه چنین دستگاهی با دستان خودمان.

قرقره بار یک سیستم متشکل از طناب و بلوک است که به لطف آن می توانید برنده شوید نیروی موثربا کاهش طول اصل بسیار ساده است. در طول، دقیقاً به همان اندازه که در قدرت برنده می شویم، بازنده می شویم. به لطف این قانون طلایی مکانیک، توده های بزرگ را می توان بدون تلاش زیاد ساخت. که اصولاً چندان انتقادی نیست. بیایید یک مثال بزنیم. حالا شما 8 بار در قدرت پیروز شده اید و برای بلند کردن جسم به ارتفاع 1 متر باید طناب به طول 8 متر بکشید.

استفاده از چنین وسایلی برای شما هزینه کمتری نسبت به اجاره جرثقیل خواهد داشت و علاوه بر این، می توانید افزایش قدرت را خودتان کنترل کنید. قرقره دو طرف مختلف دارد: یکی از آنها ثابت است که به تکیه گاه متصل است و دیگری متحرک است که به خود بار می چسبد.. افزایش استحکام به لطف بلوک های متحرک، که در سمت متحرک قرقره نصب شده اند، رخ می دهد. قسمت ثابت فقط برای تغییر مسیر خود طناب عمل می کند.

انواع قرقره ها از نظر پیچیدگی، برابری و تعدد متمایز می شوند. از نظر پیچیدگی، مکانیسم های ساده و پیچیده وجود دارد و تعدد به معنای ضرب نیرو است، یعنی اگر تعدد 4 باشد، از نظر تئوری شما 4 برابر قدرت می گیرید. همچنین به ندرت، اما همچنان استفاده می شود، از بلوک قرقره با سرعت بالا استفاده می شود؛ این نوع باعث افزایش سرعت حرکت بارها با سرعت بسیار کم عناصر محرک می شود.

بیایید ابتدا یک قرقره مونتاژ ساده را در نظر بگیریم. می توان آن را با افزودن بلوک به یک تکیه گاه و یک بار به دست آورد. برای به دست آوردن مکانیزم عجیب و غریب، باید انتهای طناب را روی یک نقطه متحرک بار محکم کنید و برای بدست آوردن یک مکان زوج، طناب را به تکیه گاه می بندیم. وقتی یک بلوک را اضافه می کنیم، 2+ به قدرت می رسیم و یک نقطه متحرک به ترتیب +1 می دهد. به عنوان مثال، برای گرفتن قرقره برای یک وینچ با تعدد 2، باید انتهای طناب را به یک تکیه گاه محکم کنید و از یک بلوک که به بار متصل است استفاده کنید. و ما یک نوع دستگاه یکنواخت خواهیم داشت.

اصل کار یک بالابر زنجیری با تعدد 3 متفاوت به نظر می رسد. در اینجا انتهای طناب به بار متصل می شود و از دو غلتک استفاده می شود که یکی از آنها را به تکیه گاه و دیگری را به بار وصل می کنیم. این نوع مکانیزم 3 برابر افزایش قدرت می دهد، این یک گزینه عجیب است. برای درک اینکه افزایش قدرت چقدر خواهد بود، می توانید از یک قانون ساده استفاده کنید: چند طناب از بار می آید، این افزایش قدرت ما است. معمولاً از قرقره هایی با قلاب استفاده می شود که در واقع بار روی آن ها وصل می شود؛ این اشتباه است که فکر کنیم فقط یک بلوک و یک طناب است.

اکنون خواهیم فهمید که چگونه یک بالابر زنجیره ای از نوع پیچیده کار می کند. این نام به مکانیزمی اشاره دارد که در آن چندین نوع ساده از یک سیستم معین در یک سیستم ترکیب می شوند. دستگاه بار، یکدیگر را می کشند. بهره در استحکام چنین سازه هایی با ضرب چند برابر آنها محاسبه می شود. به عنوان مثال، یک مکانیسم را با تعدد 4 و دیگری را با تعدد 2 می کشیم، سپس بهره نظری موجود برابر با 8 خواهد بود. تمام محاسبات فوق فقط برای سیستم های ایده آلی انجام می شود که نیروی اصطکاک ندارند. اما در عمل همه چیز متفاوت است.

در هر یک از بلوک ها به دلیل اصطکاک، قدرت کمی از دست می رود، زیرا هنوز برای غلبه بر نیروی اصطکاک صرف می شود. برای کاهش اصطکاک لازم است به یاد داشته باشید: هرچه شعاع خمش طناب بزرگتر باشد، نیروی اصطکاک کمتری خواهد داشت. بهتر است در صورت امکان از غلتک هایی با شعاع بزرگتر استفاده کنید. هنگام استفاده از کارابین ها ، باید بلوکی از گزینه های یکسان تهیه کنید ، اما غلطک ها بسیار مؤثرتر از کارابین ها هستند ، زیرا تلفات روی آنها 5-30٪ است اما در کارابین ها تا 50٪ است. همچنین دانستن این نکته مفید است که موثرترین بلوک باید نزدیکتر به بار قرار گیرد تا حداکثر اثر را به دست آورد.

چگونه افزایش واقعی قدرت را محاسبه کنیم؟ برای این کار باید بازدهی واحدهای مورد استفاده را بدانیم.راندمان با اعداد 0 تا 1 بیان می شود و اگر از طناب با قطر زیاد یا خیلی سفت استفاده کنیم، کارایی بلوک ها به طور قابل توجهی کمتر از آنچه سازنده نشان می دهد خواهد بود. به این معنی که باید این را در نظر گرفت و کارایی بلوک ها را تنظیم کرد. برای محاسبه قدرت واقعی یک نوع مکانیزم آسانسور، لازم است بار روی هر شاخه از طناب محاسبه شده و آنها را جمع آوری کنید. برای محاسبه افزایش قدرت انواع پیچیده، لازم است نیروهای واقعی نیروهای ساده ای که از آن تشکیل شده است ضرب شود.

همچنین نباید اصطکاک طناب را فراموش کنید ، زیرا شاخه های آن می توانند در بین خود بپیچند و غلتک ها تحت بارهای سنگین می توانند همگرا شوند و طناب را نیشگون بگیرند. برای جلوگیری از این اتفاق، بلوک ها باید نسبت به یکدیگر فاصله داشته باشند، به عنوان مثال، می توانید از یک برد مدار بین آنها استفاده کنید. شما همچنین باید فقط طناب های استاتیکی را خریداری کنید که کشش ندارند، زیرا طناب های پویا باعث کاهش جدی قدرت می شوند. برای مونتاژ مکانیزم، می توان از یک طناب جداگانه یا یک طناب بار استفاده کرد که مستقل از دستگاه بالابر به بار متصل می شود.

مزیت استفاده از طناب جداگانه این است که می توانید به سرعت یک سازه بالابر را از قبل جمع آوری یا آماده کنید. شما همچنین می توانید از تمام طول آن استفاده کنید، این کار باعث می شود که گره ها راحت تر شوند. یکی از معایب این است که امکان تثبیت خودکار بار برداشته وجود ندارد. از مزایای طناب باری این است که امکان تثبیت خودکار جسم بلند شده وجود دارد و نیازی به طناب جداگانه نیست. نکته مهم در مورد معایب این است که در حین کار عبور از گره ها سخت است و همچنین باید طناب باربری را روی خود مکانیزم خرج کنید.

بیایید در مورد حرکت معکوس صحبت کنیم، که اجتناب ناپذیر است، زیرا ممکن است در هنگام گیرکردن طناب، یا در لحظه برداشتن بار، یا هنگام توقف برای استراحت رخ دهد. برای جلوگیری از بروز واکنش، لازم است از بلوک هایی استفاده شود که طناب را تنها در یک جهت عبور دهد. در همان زمان، ساختار را به گونه ای سازماندهی می کنیم که غلتک مسدود کننده ابتدا از جسم در حال بلند شدن وصل شود. به لطف این، ما نه تنها از عقب نشینی اجتناب می کنیم، بلکه به ما اجازه می دهیم هنگام تخلیه بار یا به سادگی تنظیم مجدد بلوک ها، بار را ایمن کنیم.

اگر از یک طناب جداگانه استفاده می کنید، غلتک قفل آخرین بار از بار در حال برداشتن وصل می شود و غلتک قفل باید بسیار موثر باشد.

اکنون کمی در مورد اتصال مکانیزم بالابر به طناب بار. به ندرت پیش می‌آید که طول طناب مناسبی برای محکم کردن قسمت متحرک بلوک در اختیار داشته باشیم. در اینجا چندین نوع نصب مکانیزم وجود دارد. روش اول استفاده از گره های چنگال است که از طناب هایی به قطر 7-8 میلی متر در 3-5 نوبت گره می خورد. این روشهمانطور که تمرین نشان داده است، موثرترین است، زیرا یک گره گرفتن از طناب 8 میلی متری روی یک طناب با قطر 11 میلی متر فقط تحت بار 10-13 کیلو نیوتن شروع به سر خوردن می کند. در عین حال، ابتدا طناب را تغییر شکل نمی دهد، اما پس از مدتی، قیطان را ذوب می کند و به آن می چسبد و شروع به ایفای نقش فیوز می کند.

راه دیگر استفاده از گیره است همه منظوره. گذشت زمان نشان داده است که می توان از آن روی طناب های یخی و خیس استفاده کرد. فقط با بار 6-7 کیلونیوتن شروع به خزیدن می کند و کمی به طناب آسیب می زند. روش دیگر استفاده از گیره شخصی است، اما توصیه نمی شود، زیرا با نیروی 4 کیلو نیوتن شروع به خزش می کند و در همان زمان قیطان را پاره می کند یا حتی می تواند طناب را گاز بگیرد. اینها همه طرح های صنعتی و کاربرد آنها هستند، اما ما سعی خواهیم کرد یک بالابر زنجیری خانگی ایجاد کنیم.