дифференциальные признаки, расчет кратности. — Risk.ru

Источник информации http://www.mountain.ru/article/article_display1.php?article_id=10009

Методический материал для преподавателей школ спортивно-туристкой и альпинисткой подготовки.

Полиспаст — это система, состоящая из верёвок и блоков, основанная на принципе
рычага, позволяющая обеспечивать выигрыш в силе за счёт проигрыша в расстоянии,
пройденном грузовой верёвкой полиспаста. Во сколько раз происходит выигрыш в
силе, во столько же раз происходят потери в расстоянии. Так, при подъёме с
помощью полиспаста с выигрышем в силе в 5 раз груза на 1 метр, надо вытянуть 5
метров верёвки.

В спортивном туризме и альпинизме различают полиспасты простые, сложные, комплексные, составные (степенные). Дифференцировать
эти полиспасты можно по следующим признакам.

Отличительной
особенностью простых полиспастов
является тот факт, что при завершении рабочего хода они складываются полностью,
остальные виды полиспастов полностью не складываются. Под складыванием понимают
ситуацию, когда первый (со стороны свободного конца грузовой веревки) подвижный
ролик соприкасается с другим элементом
полиспаста и дальше двигаться не может.

Отличительной
особенностью сложных полиспастов является наличие в составе полиспаста 2х или
нескольких простых полиспастов, встроенных в нитку грузовой веревки (т.е. крепящихся к
грузовой веревке, а не к опоре). Коренной конец веревки крепится к опоре.
Встроенные подвижные ролики движутся в сторону, противоположную от груза. Тяга
осуществляется со стороны, противоположной грузу.

Отличительной
особенностью комплексных полиспастов также является наличие в составе
полиспаста 2х или нескольких простых полиспастов, встроенных в нитку грузовой
веревки. Коренной конец веревки крепится к грузу. Встроенные подвижные ролики
движутся в сторону груза. Тяга осуществляется в сторону груза.

Интересно, что если комплексный полиспаст 5:1,
сохранив его конструкцию, «перевернуть» таким образом, чтобы коренной конец
веревки полиспаста крепился к опоре, а не к грузу, то комплексный полиспаст 5:1
превратится в сложный полиспаст 6:1.

В конструкцию
составных (степенных) полиспастов также входит 2 или более полиспастов. В
основе составных полиспастов может
лежать комбинация простой – простой полиспаст, простой – сложный полиспаст и
т.д. Отличия составных полиспастов заключаются в том, что входящие в их состав
полиспасты – это отдельные полиспасты,
которые крепятся к опоре или к грузу «своими», отдельными веревками. Тяга может осуществляться как со
стороны груза, так и со стороны, противоположной грузу.

Интересно, что если составной полиспаст 3:1, сохранив его конструкцию, «перевернуть» таким образом, чтобы коренной конец веревки полиспаста крепился к опоре, а не к грузу, то он превратится в составной полиспаст 4:1. Аналогичным образом составной полиспаст 7:1 (полиспаст Мунтера) превращается в составной полиспаст 8:1.

Кратность полиспаста

Сила (грузоподъемность) полиспаста определяется его
кратностью. Кратность полиспаста — это коэффициент теоретического выигрыша в
силе. Кратность полиспаста, равная 4, означает, что данный полиспаст даёт
теоретический выигрыш в силе в 4 раза. Существует также понятие фактический
выигрыш, т.е. конечный результат применения полиспаста. Фактический выигрыш
может быть меньше теоретического на 10 – 50% и более в зависимости от
коэффициента трения.

Есть еще один важный момент в использовании полиспастов в
альпинизме и спортивном туризме с точки зрения фактического выигрыша — это угол
охвата грузовой веревкой последнего блока на выходе из полиспаста
(предполагается, что остальные нити полиспаста параллельны друг другу). В
момент поворота блока, сила, действующая на веревку, относится к весу груза,
как хорда (т.е. прямая,
соединяющая две точки кривой линии) дуги, обхваченной веревкой, к радиусу блока F= C/R. Если концы веревки, обхватывающей блок, параллельны (веревка охватывает половину блока), то хорда равняется диаметру, то есть соотношение плеч равняется 2 к 1. Отсюда выигрыш в силе подвижного блока равен 2. Однако если веревка охватывает ролик не полностью, сила тяги пропорционально снижается.

Источник: http://www. bolshoyvopros.ru/questions/914252-kak-po-dline-hordy-opredelit-sootvetstvujuschij-centralnyj-ugol.html

Расчет кратности полиспаста

Кратность
полиспаста определяется соотношением расстояния, которое проходит свободный
конец веревки, выходящий из рабочей зоны полиспаста, и расстояния, которое
проходит груз. Во сколько раз проигрываем в расстоянии, во столько же раз
выигрываем в силе. Это самый надежный, быстрый и точный способ определения
кратности полиспаста эмпирическим способом, не прибегая к сложным схемам и
методам расчета.

Кратность
полиспаста можно рассчитать по его внешнему виду, при этом формула расчета
зависит от типа полиспаста.

В простых
вертикальных полиспастах применяется две формулы расчета кратности, в
зависимости от того, куда крепится коренной конец грузовой веревки. Если коренной конец
крепится к опоре, суммируется число ветвей, на которых подвешены подвижные
блоки. Если коренной конец крепится к грузу, суммируется число ветвей, на
которых подвешены подвижные блоки, и добавляется число 1.

Для
сложных, составных и комплексных полиспастов существует две методики расчета.
По одной методике последовательно суммируются силы, прилагаемые к веревке на
каждом этапе её перегиба через ролик, начиная от свободного конца веревки и
далее двигаясь к точке фиксации грузовой веревки на опоре или грузе.

По
другой методике расчет ведется по отдельным полиспастам, входящим в состав
сложного, комплексного или составного полиспаста. Так, в сложных полиспастах
один простой полиспаст тянет другой простой полиспаст, усилия данных
полиспастов умножаются друг на друга. В комплексных полиспастах один простой
полиспаст работает в паре с другим простым полиспастом, усилия данных
полиспастов суммируются. В составных полиспастах усилия отдельных полиспастов
либо умножаются друг на друга (если коренной конец веревок крепится на опоре), либо
суммируются (если коренной конец веревок крепится на грузе) и при
этом добавляется число 1.

Войдите на сайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий

Кратность полиспаста

₍₇₎

где
n_в
–количество ветвей полиспаста

j
–количество ветвей набегающих на
барабан

(по кинематической
схеме механизма)

Значения кратности полиспастов мостовых кранов

Таблица 7

Q, т	2-6	5-10	15-20	30-40
i	2	2	2-3	3-4

2.

4. Определение натяжения подъемного каната

,
кН (8)

где

-кпд
полиспаста

(9)

где

-кпд
блока (0,97-0,99)

Выбор
каната производят по величине разрывного
усилия каната

,
кН

где
Sp-разрывное
усилие каната в целом, кН (Табл.8)

Кз –коэффициент
запаса прочности каната (Табл.9)

Характеристики
стальных проволочных канатов

Канат
6х37+1о.с. (ГОСТ 3071-74) типа касания ЛК-РО
Таблица
8

Диаметр каната, мм	Площадь поперечного сечения проволок, мм2	Масса 1000м каната, кг	Разрывное усилие каната в целом, кН При маркировочной группе проволок, МПа
			1666	1764	1960
11,5 13,5 15,5 22,5 24,5 27,0 29 33,5	43,85 63 85,8 174,8 211,5 252,3 296 394	427 613,5 834,5 1705 2060 2455 2880 3835	61,05 87,7 119 243 294,5 351 412 548,5	66,55 89,5 122,6 249 301 360 422 561,5	67 97,6 135 270,5 327,5 390,5 458 610

Кз- коэффициент запаса
прочности каната

Таблица 9

2.

5. Выбор диаметра блоков

,
мм (10)

где dк-
диаметр каната, мм

Таблица 10

2.

6. Выбор диаметра барабана

,мм
(11)

Таблица 11

Диаметры барабанов
и блоков принимают, округляя до
стандартных значений:

100; 125; 140; 160; 180; 200;
225; 250; 280; 320; 360; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;
1000; 1120; 1250 мм

Диаметр
реборд барабана, мм

,
мм (12)

m-число
слоев навивки каната

2. 7. Необходимая
длина нарезной части барабана, мм

,
м (13)

Н-
высота подъема груза, м

b-
шаг навивки, м (для гладких
барабанов: b=d_k)

(для барабанов
с нарезкой: b=d_k+(1-2мм))

m-число
слоев навивки каната

j-количество
концов каната, набегающих на барабан

8. Угловая
   cкорость
   вращения барабана

,
рад/c (14)

где
V-скорость
подъема груза (V=0,1-0,2
м/с)

R_б
–радиус
барабана, м

2.9. Частота
вращения барабана

,
об/мин
(15)

10. .
    Крутящий момент на барабане

,
кН м (16)

11. Мощность
    привода подъемного механизма

,
кВт
(17)

—
кпд механизма (0,8-0,85)

Электродвигатель
выбирают по мощности и продолжительности
включения (ПВ, %) по приложению 1. (ПВ
определяют по табл. 12, где режим нагружения
соответствует выбранному по табл.5)

Таблица
12

Режим нагружения механизма	ПВ, %
L1- легкий L2- умеренный L3- тяжелый L4- весьма тяжелый	15 15, 25 25, 40 40

11. Номинальный
    момент двигателя (если
    не указан в каталоге)

,
кНм (18)

где
n_дв
–частота вращения вала электродвигателя,
мин^-1
(по каталогу)

Выбор цепной мостовой крановой тали

Крановая таль. Покупка или заказ цепных мостовых подъемных кранов для подъема тяжелых предметов в непосредственной близости от оборудования или персонала — это решение, заслуживающее обдуманного рассмотрения. Мы хотели бы определить некоторые важные факторы, которые следует учитывать в процессе принятия решений.

ЦЕПНЫЕ ТАЛИ

ТРОСОВЫЕ ТАЛИ

ОПРЕДЕЛИТЕ ТРЕБУЕМУЮ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ

При выборе цепной тали номинальная грузоподъемность должна быть не ниже веса самого тяжелого поднимаемого груза и не выше номинальной грузоподъемности подвесная проушина, монорельсовая система или другая подвесная конструкция, на которой будет подвешиваться подъемник. При определении нагрузки на крюк вы должны учитывать вес поднимаемого груза, а также любые подъемные устройства, такие как стропы, скобы или подъемные балки. Если вы находитесь между доступными мощностями, округлите до следующей доступной стандартной емкости (2000 фунтов = 1 тонна)

ВЫБЕРИТЕ ТИП ПОДВЕСКИ

Цепные тали можно подвешивать в фиксированном месте или монтировать на тележке с помощью верхнего крюка или монтажной проушины. Тележки могут быть жесткими или шарнирными. Траверса тележки может быть простой (нажимной), с ручным редуктором или с приводом от двигателя. Ниже приведены примеры распространенных типов подвески цепных талей.

ВЫБЕРИТЕ СВОЙ ПОДЪЕМ, РАСШИРЕНИЕ И ПОМЕЩЕНИЕ

Целесообразно сгруппировать эти три параметра вместе, поскольку они тесно связаны между собой.

ПОДЪЕМ — это расстояние, на которое грузовой крюк может перемещаться между полностью опущенным и полностью поднятым положениями.

REACH равен разнице высот между точкой подвеса подъемника (проушина или ходовая поверхность тележки) и седлом крюка
в самом нижнем положении.

ПОДВЕС — расстояние от точки подвеса подъемника до полностью поднятого седла крюка (см. схему). Для подъемника с подвеской на верхнем крюке размер габаритной высоты представляет собой расстояние между седлом верхнего крюка и седлом полностью поднятого нижнего крюка.

ПОНИМАНИЕ ТИПОВ ОПЕРАЦИЙ, НЕОБХОДИМЫХ

РУЧНЫЕ ЦЕПНЫЕ ТАЛИ
Ручные цепные тали имеют самую низкую закупочную цену, что делает их идеальными для приложений, связанных с временным или нечастым использованием, низкой грузоподъемностью, малой высотой подъема и отсутствием источников питания.

ЦЕПНЫЕ ТАЛЬ С ПРИВОДОМ
Цепные тали с приводом обеспечивают более высокую скорость подъема, более эргономичны и лучше подходят, чем ручные тали, для тяжелых рабочих циклов, высокой грузоподъемности и длинных подъемов

ВЫБЕРИТЕ СКОРОСТЬ ПОДЪЕМА

КОЛИЧЕСТВО СКОРОСТЕЙ: Подъемники доступны в конфигурациях с 1 скоростью, 2 скоростями и переменной скоростью/ЧРП. Блоки VFD можно запрограммировать в полевых условиях в соответствии со спецификациями пользователя.

СКОРОСТИ ПОДЪЕМА: Скорости подъема подъемных устройств сильно различаются, и их следует тщательно взвесить, прежде чем сделать выбор. Вообще говоря, более высокие скорости подъема предпочтительны для длинных подъемов или для более коротких подъемов, в которых большое количество циклов подъема/опускания должно быть выполнено за относительно короткий период времени.

Вес поднимаемого груза, а также требуемая скорость подъема и передаточное число лебедки определяют требуемый крутящий момент, который, в свою очередь, определяет мощность двигателя, необходимую для обеспечения этого крутящего момента. Двигатели большей мощности могут увеличить размер, вес и энергопотребление подъемника, а также его стоимость.

Наиболее распространенная скорость подъема составляет от 8 до 32 футов в минуту. CMCO предлагает лебедки со скоростью от 3 футов в минуту до 64 футов в минуту

ВЫБЕРИТЕ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Некоторые электрические тали рассчитаны на работу от однофазного напряжения 115 или 230 В переменного тока. Эти подъемники обычно имеют грузоподъемность от ¼ до 2 тонн и чаще всего используются в домашних мастерских, гаражах и на некоторых предприятиях легкой промышленности. Большинство промышленных объектов по всей Северной Америке рассчитаны на 208, 230, 460 или 575 В, 3 фазы, 60 Гц. Наиболее распространены напряжения 230 В и 460 В, хотя в Канаде также часто используется 575 В. Важно проверить доступный источник питания, прежде чем пытаться купить или указать электрическую лебедку.

Наиболее распространенные варианты источников питания: 115-1-60 (обозначается как 115 В, однофазный) и 230-3-60 или 460-3-60 (обозначается как 230 В или 460 В, 3 фазы)

ВЫБЕРИТЕ ПОДВЕСНОЙ КУЛЬТ

Большинство электрических цепных талей оснащены проводным подвесным пультом управления, который подвешивается к подъемнику, тележке или крану (где применимо). В некоторых случаях подвесные станции с жесткой проводкой также могут быть установлены на стене. Также доступны беспроводные системы дистанционного радиоуправления, которые позволяют оператору управлять функциями подъемника из любой точки в пределах общей близости от подъемника. Подвески с радиоуправлением также могут быть меньше, легче и эргономичнее, чем подвески с проводным подключением. Кнопка аварийной остановки доступна в качестве опции для большинства подвесных пультов управления.

ПОНИМАНИЕ РАЗМЕРНЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ

Перед выбором подъемника важно учитывать любые габаритные ограничения, которые существуют в области, где подъемник может использоваться. Такие вопросы, как зазор над головой (см. схему), боковой зазор по длине монорельсовой или кран-балки и подход к концу, являются особенно важными зазорами. Термин «концевой подход» (см. размер «А» на схеме справа) может быть определен как расстояние между осевой линией подъемного крюка и концом монорельсовой балки, балки моста или взлетно-посадочной полосы, на которой работает подъемник. Это важно, поскольку оно связано с возможностью центрировать подъемник над грузом, который нужно поднять, чтобы избежать бокового увода.

ВЫБЕРИТЕ ТИП УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ВАШЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЛЕБЕДИ

Чтобы снизить риск серьезных травм из-за поражения электрическим током, большинство органов управления электрической лебедкой не работают при полном сетевом напряжении, которое подается на двигатели лебедки. Вместо этого они используют трансформаторы для понижения управляющего напряжения до 120 В или 24 В. Большинство лебедок в США имеют элементы управления на 120 В.

Подъемники могут быть оснащены различными типами управления. Наиболее распространены односкоростные или двухскоростные контакторные регуляторы. Двухскоростное контакторное управление также требует специального двигателя с двухскоростными обмотками.

Другим доступным типом управления является привод с регулируемой скоростью (VFD), иногда также называемый приводом с регулируемой частотой (AFD). Эта полупроводниковая система управления регулирует скорость и крутящий момент двигателя переменного тока, изменяя входную частоту и напряжение двигателя. Например, подъемник с регулируемой скоростью, который работает со скоростью 20 футов в минуту при мощности 60 Гц, будет работать примерно со скоростью 10 футов в минуту, если с помощью частотно-регулируемого привода частота будет снижена до 30 Гц.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОГО КЛАССА РАБОТЫ

Американское общество инженеров (ASME) и Институт производителей подъемников (HMI) разработали и опубликовали стандарты для подъемников, в том числе номинальные характеристики грузоподъемности. Эти классификации режима работы основаны на многочисленных факторах, включая количество подъемов, выполняемых в час в течение заданного периода работы, средний и максимальный поднимаемый груз, частоту, с которой поднимается максимальный груз, среднее расстояние подъема груза и снижено, а также максимальное количество остановок и пусков в час.