Si es necesario obtener una gran ganancia de fuerza para levantar o mover cargas pesadas horizontalmente, se utilizan poleas: sistemas de bloques móviles y fijos, combinados en jaulas comunes y conectados por una cuerda.

polipasto de polea - es un dispositivo de elevación que consta de

varios bloques móviles y fijos de og-

sostenido por una cuerda, cuerda o cable, permitiendo

capaz de levantar cargas con varias veces la fuerza

menor que el peso de la carga que se levanta.

Son una parte integral de muchos mecanismos de elevación con un cuerpo de trabajo flexible.

Los polipastos de polea representan un sistema de dos clips:

Móvil,

Y inmóvil

cada uno de los cuales consta de uno o más bloques, rodeados por una cuerda. Un extremo de la cuerda se fija a un soporte móvil o fijo, y su último ramal en la polea se enrolla directamente a través del bloque de salida hacia el tambor.

Fig.59. Poliespasto:

A – rodeado por una cuerda; b - rodeado por una cadena.

La polea se utiliza para ganar fuerza, lo que se logra porque la carga aplicada al bloque móvil se equilibra con los esfuerzos de todos los hilos de trabajo de la cuerda.

Hay dos tipos de poleas:

■ con una cuerda de tracción que va desde un bloque móvil,

Fig.60. Una polea con una cuerda de tracción que va desde un bloque en movimiento.

■ y con una cuerda de tracción que va desde un bloque estacionario.

Fig.61. Polipasto de polea con cable móvil

al bloque móvil.

Las primeras poleas se utilizan en grúas pórtico y pórtico, las segundas en máquinas de construcción con cabrestantes ubicados por debajo del nivel del eje de los bloques fijos.

Fig.62. Numeración de hilos en un polipasto de cadena.

El parámetro principal de un polipasto de cadena es su multiplicidad (relación de transmisión). i , igual a la relación V a moviendo la cuerda a la velocidad V g carga de elevación o igual al número de ramas de la cuerda norte , tomando el peso de la carga GRAMO

O (9)

Los polipastos de polea se caracterizan por una multiplicidad que depende del número de bloques en las jaulas y está determinada por el número de ramas de cable de las que está suspendida la carga.

Multiplicidad de polipasto de cadena. - número de hilos de polea para los cuales

se suspende un clip móvil.

La multiplicidad muestra cuántas veces la fuerza requerida para levantar una carga es menor que el peso especificado de la carga. Dado que el número de ramas del polipasto de cadena en las que se distribuye la masa de la carga elevada es numéricamente igual a la multiplicidad del polipasto de cadena, podemos recomendar el siguiente método sencillo para determinarlo. Si la polea está mentalmente cortada por un plano que cruza todas las ramas de la cuerda que rodea los bloques, entonces la multiplicidad de la polea será numéricamente igual al número de cuerdas atravesadas por el avión. Cuanto mayor sea la multiplicidad de la polea. i, menos esfuerzo R, que debe ser desarrollado por un cabrestante para levantar una carga determinada. GRAMO, y cuanto mayor sea la velocidad de la cuerda enrollada en el tambor, lo que garantiza la velocidad especificada de elevación de la carga.

Fig.63. El procedimiento para determinar la multiplicidad de un polipasto de cadena.

Cualquier polipasto de cadena proporciona una cierta ganancia de esfuerzo para levantar una carga. En cualquier sistema móvil formado por cuerdas y bloques, las pérdidas por fricción son inevitables. En esta parte, para facilitar los cálculos, se introducen las inevitables pérdidas por fricción.

Son una parte integral de muchos mecanismos de elevación con un cuerpo de trabajo flexible. El propósito de la polea es reducir la tensión de la cuerda, lo que ayuda a reducir el momento de carga. Los polipastos de polea son un sistema de dos jaulas: móvil y fija, cada una de las cuales consta de uno o más bloques enrollados alrededor de una cuerda. Un extremo de la cuerda se engancha a un soporte móvil o fijo y su último ramal en la polea se enrolla directamente a través del bloque de salida hasta el tambor. La carga está suspendida en una jaula móvil. Los polipastos de polea se caracterizan por una multiplicidad que depende del número de bloques en las jaulas y está determinada por el número de ramas de cable de las que está suspendida la carga.

Fig.64. Tirar bloques:

1 – soporte móvil; 2 – titular fijo; 3 - tambor

cabrestantes; 4 - Aparato para levantar.

Fig.65. Balandra con polea para botadura.

en el agua y subir embarcaciones a bordo.

Para levantar cargas en camiones grúa, se utilizan poleas de dos, tres y cuatro veces (poleas con una multiplicidad de 2, 3 y 4).

Fig.66. Poliespasto:

A- doble; b - cuádruple.

Los polipastos de cadena cuádruple se utilizan sobre todo en aparcamientos de automóviles. Su diseño depende de la ubicación del limitador de carga y del lugar de instalación de los polines móviles. Si el limitador de carga está instalado en un marco giratorio (KS-2561D), la cuerda de la pluma se une a la palanca limitadora, se dobla alrededor de dos bloques móviles, fijos y deflectores y se dirige al cabrestante de la pluma. Los bloques fijos se instalan en la cabeza de un soporte de dos patas y los bloques móviles se instalan en la cabeza de la pluma o en una viga transversal móvil conectada por tirantes a la pluma.

Fig.67. Poleas dobles y triples en camiones grúa.

Usando polipastos de cadena:

Fig.68. Sistema de polea de cable para grúa sobre orugas

con equipo de torre-pluma:

1, 3, 6 – barras de seguridad para gansos; 2 – barra de seguridad de la torre;

4 – polea de carga; 5 – tracción de ganso; 7, 11 – cambios de polea en polea

ganso de verano; 8 – polea de ganso; 9, 12 – tracción de la polea de la torre; 10 – poli-

salva las torres.

Fig.69. Agarrar:

1 – agarrar con un balde; 2 - agarre de pinza; 3 - agarre de múltiples mandíbulas.

Fig.70. Esquema hidrocinemático típico.

camión grúa del cuarto tamaño

grupos con una capacidad de elevación de 20 toneladas.

Si pudiéramos crear un polipasto de cadena en el que no hubiera fricción en los bloques, entonces para dicho polipasto de cadena el coeficiente i siempre sería igual al número de hilos de trabajo del polipasto de cadena ( entonces la fuerza de tracción en el cable del cabrestante, si no se tienen en cuenta las fuerzas de fricción, es igual a la fuerza en un hilo de trabajo

donde P es la fuerza de tracción en el cable del cabrestante;

G es la carga aplicada al bloque móvil de la polea;

i- número de hilos de trabajo.

numero yo- se llama multiplicidad del polipasto de cadena.

Cuanto mayor es la multiplicidad de la polea, menor es la carga sobre cada uno de sus hilos de trabajo y, por tanto, menor es la fuerza de tracción del cabrestante.).

Para simplificar el cálculo, el valor del coeficiente. i para una polea con un número diferente de hilos de trabajo y bloques de salida se calcula de antemano (Tabla 1).

Tiene sentido utilizar un polipasto de cadena de este tipo para levantar cargas de hasta 700 kg. Cojinetes de muy buena calidad y poleas grandes a un costo de bloques relativamente bajo hacen de este polipasto de cadena una de las opciones más justificadas y razonables. El único inconveniente de este kit es su peso bastante elevado.

La longitud útil de la polea es de 20 metros, pero puede modificarse según sus necesidades.

Contenido del kit

• Bloque Promalp doble: 2 uds.
• Altura del mosquetón 513: 3 uds.
• Cuerda Promtex 10 mm: 100 m
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Parte B

2.5. Elegir el diseño óptimo de polea.

2.5.1 . Cada diseño de polea, además de la ganancia de esfuerzo, tiene otros indicadores importantes que inciden en la eficiencia general de su funcionamiento.

Características generales de diseño que ayudan a mejorar la eficiencia de los polipastos de polea:

Cuanto mayor sea la longitud de trabajo de la polea, mayor será su carrera de trabajo y la distancia sobre la cual se levanta la carga en una carrera de trabajo.

Con la misma longitud de trabajo, un polipasto de cadena con una carrera de trabajo mayor trabaja más rápido.

Con la misma longitud y carrera de trabajo, el polipasto de cadena funciona más rápido y requiere menos reordenamientos.

4 . Las poleas simples 2:1 y 3:1 brindan el levantamiento más rápido con un mínimo de cambios de sistema.

Antes de pasar a poleas de alta fuerza, es necesario asegurarse de que se hayan tomado todas las medidas para combatir la fricción en una polea simple.

A menudo, al reducir las pérdidas por fricción, es posible seguir trabajando con una polea más simple y mantener una alta velocidad de elevación.

Pero en general todo depende de la situación concreta en la que se deba utilizar uno u otro tipo de polea. Por tanto, es imposible dar recomendaciones inequívocas.

Para poder seleccionar el polipasto de cadena óptimo para trabajar en cada situación concreta, los socorristas deben conocer los principales pros y contras de cada sistema.

2.5.2. Características generales de rendimiento de polipastos de cadena simples.

Ventajas de los polipastos de cadena simples:

* Sencillo y fácil de montar y operar.

* En los polipastos de polea simples, la carrera de trabajo es cercana a la longitud de trabajo del polipasto de polea, ya que se "pliegan" completamente durante el funcionamiento: el primer rodillo de carga se acerca a la estación. Esta es una gran ventaja, especialmente en los casos en los que la longitud total de trabajo de la polea es limitada (por ejemplo, una plataforma de trabajo corta sobre una roca, etc.)

* Sólo es necesario mover una pinza (abrazadera).

* Con suficientes personas levantando la cuerda, las poleas simples 2:1 y 3:1 brindan las velocidades de elevación más rápidas.

Contras de los polipastos de cadena simples:

* Mayor número de rodillos (en comparación con polipastos de cadena complejos de fuerzas similares). En consecuencia, grandes pérdidas totales por fricción.

Por esta razón, en la práctica de rescate ya no se utilizan poleas simples.que 5:1.Y cuando se utilizan mosquetones, no tiene sentido hacer un polipasto de cadena simple con un tamaño superior a 4:1

* Con la misma longitud total de trabajo, las poleas simples utilizan más cuerda que las poleas complejas de fuerzas similares. Fig.18

2.5.3. Características generales de rendimiento de polipastos de cadena complejos.

Ventajas de los polipastos de cadena complejos:

* Con igual número de rodillos y unidades de agarre (pinzas), permiten crear poleas de gran fuerza. Por ejemplo:

Se necesitan 3 rodillos para una polea compleja 6:1 y una simple 4:1.

4 rodillos para un polipasto de cadena complejo 9:1 y uno sencillo 5:1. Arroz. 19, 20.

* Requiere menos cuerda en comparación con poleas simples similares. Figura 16.

* En comparación con polipastos simples similares, los polipastos de cadena complejos proporcionan una mayor ganancia real de esfuerzo, ya que intervienen menos rodillos.

Por ejemplo: en un polipasto de cadena complejo 4:1 hay 2 rodillos, y en un polipasto de cadena simple 4:1 hay 3 rodillos.

En consecuencia, en un polipasto de cadena complejo, las pérdidas por fricción serán menores y el PV será mayor.

Ejemplo en la Fig. 21:

En un polipasto de cadena complejo 4:1 (2 rodillos) cuando se utilizan rodillos con una pérdida por fricción del 20% PV será -3.24:1. En un polipasto de cadena sencillo 4:1 (3 rodillos) – FV =2.95:1

Desventajas de los polipastos de cadena complejos:

* Más difícil de organizar.

* Algunos diseños de polipastos de cadena complejos requieren más reordenamientos, ya que para estirar nuevamente el polipasto de cadena en toda su longitud de trabajo, es necesario mover 2 unidades de agarre (abrazaderas)

* Con la misma longitud de trabajo, la carrera de trabajo de polipastos de cadena complejos es menor que la desimple, ya que no se pliegan completamente en cada carrera de trabajo (el rodillo más cercano a los de tracción es arrastrado hacia la estación, y el 1er rodillo de carga se detiene antes de llegar a la estación). Esto reduce significativamente la eficiencia del trabajo, especialmente en los casos en los que la longitud total de trabajo de la polea es limitada (por ejemplo, un estante de trabajo corto sobre una roca, etc.). También puede complicar el trabajo en las últimas etapas del levantamiento, cuando es necesario levantar la carga hasta el lugar de trabajo.

* En general, son significativamente inferiores a los polipastos de polea simples en términos de velocidad de elevación.

Consejos prácticos para trabajar con polipastos de cadena complejos:

* Para que un polipasto de cadena complejo se pliegue más completamente durante cada carrera de trabajo y se requieran menos reordenamientos, es necesario separar las estaciones de los polipastos de cadena simples que forman parte del complejo. Fig.22

* Un sistema de polipasto de cadena complejo requiere menos cambios en la operación si uno simplepolipasto de cadena con grande tira con fuerza de la polea con menor esfuerzo.

Ejemplo en Fig.22A

A - polipasto de cadena 6:1 (2:1 tira 3:1) En este caso, es necesario reorganizar 2 unidades de agarre.

B - otro esquema de polipasto de cadena 6:1 – 3:1 tira para 2:1. Sólo es necesario sustituir una unidad de agarre (abrazadera). En consecuencia, el sistema funciona más rápido.

2.5.4. En todos los diseños de poleas anteriores, la cuerda debe tirarse hacia la estación de carga. En las montañas, en un área limitada o en una pared, tirar desde abajo hacia arriba puede resultar muy difícil e inconveniente. Para tirar hacia abajo y utilizar su peso en el trabajo, y también para evitar desgarrarse la espalda, a menudo se coloca un rodillo fijo adicional (mosquetón). Arroz. 23.

Sin embargo, Según la regla de la polea nº 1, los rodillos estacionarios no proporcionan ningún aumento de esfuerzo. Las pérdidas por fricción en un diseño de este tipo, especialmente cuando se utiliza un mosquetón, pueden anular todos los beneficios del empuje hacia abajo.

b. Usar Polipasto de cadena complejo.

Los polipastos de cadena complejos no son ni simples ni complejos: es un tema aparte.vista.

Una característica distintiva de los polipastos de cadena complejos es la presencia en el sistema de rodillos que se mueven hacia la carga.

Esta es la principal ventaja de los polipastos de cadena complejos en los casos en que la estación está ubicada encima de los rescatistas y es necesario tirar del polipasto de cadena hacia abajo.

En Figura 25. Se dan dos diagramas de polipastos de cadena complejos utilizados en operaciones de rescate.

Existen otros esquemas, pero no se utilizan en la práctica de rescate y no se analizan en este artículo.

Nota:

Diagrama mostrado en Arroz. 25 El polipasto de cadena complejo 5:1 se describe en el libro “Escuela de Montañismo”. Formación inicial”, edición de 1989, p. 442.

Las principales desventajas de los polipastos de cadena complejos son similares a las de los polipastos de cadena complejos:

Las poleas complejas no se pliegan por completo, tienen una carrera de trabajo corta y requieren muchos reordenamientos en cada ciclo de trabajo. Por ejemplo, un patrón 5:1 requiere reorganizar dos unidades de agarre.

2.5.5. En los casos en los que la fuerza de la polea ensamblada no sea suficiente y la longitud de la cuerda de tracción no sea suficiente para ensamblar un circuito más potente, se puede utilizar una polea adicional 2:1 unida al extremo de la cuerda con un nudo de agarre o una abrazadera. ayuda.

Para ello, basta con tener un extremo corto de la cuerda o cordón doblado 2-3 veces, 1 rodillo (mosquetón) y 1 pinza (abrazadera). Ejemplo en Arroz. 26.

Además, para un polipasto de cadena adicional 2:1 se puede aprovechar la holgura del cable de carga, como se muestra en la figura del libro de F. Kropf. "Trabajos de rescate en la montaña" 1975 Arroz. 26A

Esta es una de las formas más rápidas y fáciles de organizar para aumentar la fuerza de la polea: una especie de "varita mágica". Al agregar un esquema 2:1 a cualquier polipasto de cadena, obtendrá automáticamente el doble ganancia teórica en esfuerzo. Cómo será ganancias reales, depende de la situación.

Las desventajas de este esquema ya se han mencionado anteriormente: es una carrera de trabajo corta y muchos reordenamientos (es necesario reorganizar dos pinzas).

Sin embargo, hay situaciones en las que este método puede resultar útil. Por ejemplo, este método se utiliza a menudo en los casos en que algunos de los rescatistas que tiran de la polea se ven obligados a pasar a realizar otras tareas, y los esfuerzos de los que quedan para trabajar en la polea no son suficientes y es necesario aumentar rápidamente el esfuerzo.

2.5.6. La Figura 27 muestra un esquema de los llamados “dos incorporados”.

Un sistema de poleas simple 2:1 está “integrado” en un sistema de poleas simple 3:1. El resultado es un polipasto de cadena con TV 5:1. Este polipasto de cadena no es ni simple ni complejo. No he podido encontrar su nombre exacto. El nombre "compuesto" en la fig. 27 y 27A fueron inventados por mí.

A pesar de una pequeña pérdida en TV en comparación con el circuito de la Fig. 26 (5:1 vs 6:1) este sistema tiene una serie de ventajas prácticas:

* Este es un método aún más económico, ya que además de la cuerda, sólo se requiere un rodillo adicional (mosquetón).

* En funcionamiento, este método requiere reorganizar solo una pinza (abrazadera) y, por lo tanto, es más eficiente en funcionamiento.

*Otro ejemplo de este sistema "dos integrados" se muestra en arroz. 27A.

Lo que funciona aquí es una polea compleja 10:1: la polea 2:1 está “integrada” en la polea 6:1.

Se puede utilizar un sistema similar cuando se saca a una víctima sola. En tal esquema, son inevitables grandes pérdidas por fricción y el aumento es lento. Pero en general el sistema es bastante práctico, funciona bien y permite al socorrista trabajar sin esforzarse.

Parte C

2.6. Métodos para optimizar la ubicación de un polipasto en el suelo.

Aquí es importante no sólo reducir la fricción en el terreno de todo el sistema de poleas o de sus partes individuales. También es importante crear el espacio de trabajo necesario para que el polipasto de cadena funcione eficazmente.

2.6.1. El método principal es utilizar rodillos guía (en lo sucesivo denominados NR). Arroz. 28

Los rodillos guía se colocan en una estación separada directamente encima del punto de elevación (descenso).

La estación se puede colocar sobre una roca, sobre un árbol, sobre un trípode especial o improvisado, etc. ver fig.30-37.

Al ascender y descender con extensiones de cuerda se utilizan rodillos guía del mayor diámetro, a través de los cuales pasa libremente una cuerda con nudos.

La estación de rodillos guía debe estar diseñada para soportar cargas pesadas.
arroz. 29.

¿Cuáles son los beneficios de utilizar rodillos guía*

En resumen, el uso competente de HP permite a los rescatistas trabajar de manera más eficiente y segura.

A continuación se muestran ejemplos de las principales ventajas del uso de rodillos guía:

* Deslizamiento de la cuerda bajo carga hacia un lado a lo largo del borde del área de trabajo cuando los rescatistas están trabajando (no importa si se trata de un ascenso o descenso, una roca o un edificio) ¡Es extremadamente indeseable y peligroso rozar la cuerda!

De manera óptima, la cuerda debe acercarse al borde en un ángulo de 90 0. De lo contrario, la cuerda de carga inevitablemente se deslizará hacia un lado.

HP le permite dirigir la cuerda de carga en el ángulo correcto hacia el borde de la plataforma. Arroz. 31

* En los casos en los que no haya una plataforma de trabajo adecuada directamente encima del sitio de elevación o descenso, HP le permite ubicar la estación de carga para bajar y levantar lejos de la línea de elevación, en un lugar más conveniente para trabajar.

Además, la ubicación de la estación alejada de la línea de ascenso (descenso) reduce la probabilidad de golpear al rescatista, a la víctima, a la carga y a las cuerdas de seguridad con piedras, etc., que pueden ser arrojadas por los rescatistas que trabajan arriba.

* HP permite elevar total o parcialmente el sistema de poleas por encima del terreno. Esto aumenta significativamente la eficiencia operativa al reducir las pérdidas por fricción de la polea y sus componentes en el terreno. Gracias a esto, la seguridad general del trabajo también aumenta, ya que se reduce la probabilidad de rozaduras, atascos o atascos de cualquier componente del sistema de poleas.

* HP le permite reducir o eliminar por completo la fricción de la cuerda de carga en el borde (pliegue) de la plataforma de trabajo. Esta también es una gran ventaja desde el punto de vista de la seguridad.

* HP puede facilitar significativamente la transición sobre el borde del rescatador y la víctima, tanto en el ascenso como en el descenso. Este es uno de los momentos más difíciles y que consumen más tiempo durante el transporte, especialmente para el socorrista que lo acompaña.

Los rodillos guía son muy utilizados por profesionales en una variedad de situaciones, tanto en la montaña como en condiciones artificiales. Por lo tanto, quiero ilustrar con más detalle este método de optimización de la ubicación de los polipastos de polea en el suelo. Arroz. 30-37.

HP permite:

* Eleve el cruce más alto.

* Posicionar cómodamente el sistema de poleas.

* Tire hacia abajo el polipasto de cadena.

* Ajustar la tensión del cruce durante la operación.

Importante! Cuando la tensión del cruce es fuerte, surgen cargas muy grandes sobrePuntos extremos de cruce de cruce. Arroz. 38.

Las conclusiones del diagrama anterior son las siguientes:

* Evite tensar demasiado los cruces: ¡esto es peligroso!

Por ejemplo:
Cuando dos personas (la víctima y su acompañante) cruzan simultáneamente un cruce muy extendido (peso total ~ 200 kg), debido al inevitable balanceo del cruce, las cargas máximas en los puntos extremos pueden alcanzar 20 KN (2000kg)¡y más alto! Esta carga está cerca del límite de las características de resistencia.mosquetones de escalada, cintas exprés y cuerdas (teniendo en cuenta la pérdida de resistencia de la cuerda ennodos).

* Todos los puntos de cruce, incluida la estación de montaje del rodillo guía y¡Todos sus componentes deben ser extremadamente confiables!

Continuará…

Las máquinas elevadoras están diseñadas para ayudar a una persona a levantar algo pesado a una altura. La mayoría de los mecanismos de elevación se basan en un sistema de bloques simple: un sistema de poleas. Arquímedes lo sabía, pero ahora mucha gente no conoce este brillante invento. Recordando su curso de física, descubra cómo funciona dicho mecanismo, su estructura y alcance. Habiendo entendido la clasificación, puedes comenzar a calcular. Para que todo salga bien, aquí tienes instrucciones para construir un modelo sencillo.

La invención del polipasto de cadena dio un gran impulso al desarrollo de las civilizaciones. El sistema de bloques ayudó a construir enormes estructuras, muchas de las cuales han sobrevivido hasta nuestros días y desconciertan a los constructores modernos. La construcción naval también mejoró y la gente pudo viajar grandes distancias. Es hora de descubrir qué es un polipasto de cadena y descubrir dónde se puede utilizar hoy.

Simplicidad y eficiencia del mecanismo.

Estructura del mecanismo de elevación.

Un polipasto de cadena clásico es un mecanismo que consta de dos elementos principales:

• polea;
• conexión flexible.

El diagrama más simple: 1 – bloque móvil, 2 – fijo, 3 – cuerda

Una polea es una rueda de metal que tiene una ranura especial para un cable a lo largo de su borde exterior. Se puede utilizar un cable o cuerda normal como conexión flexible. Si la carga es lo suficientemente pesada, se utilizan cuerdas de fibras sintéticas o de acero e incluso cadenas. Para garantizar que la polea gire fácilmente, sin saltar ni atascarse, se utilizan rodamientos de rodillos. Todos los elementos que se mueven están lubricados.

Una polea se llama bloque. Una polea es un sistema de bloques para levantar cargas. Los bloques del mecanismo de elevación pueden ser estacionarios (fijados rígidamente) y móviles (cuando el eje cambia de posición durante la operación). Una parte de la polea está unida a un soporte fijo y la otra a la carga. Los rodillos móviles se encuentran en el lado de carga.

Bloque fijo

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

bloque móvil

¿Cómo funciona? ¿Cuál es el secreto?

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

Dependiendo del diseño de la polea, la ganancia de fuerza puede variar. El mecanismo más simple de dos poleas proporciona aproximadamente una ganancia doble, tres veces, tres veces, y así sucesivamente. El aumento de la distancia se calcula utilizando el mismo principio. Para operar una polea simple, necesita un cable dos veces más largo que la altura de elevación, y si usa un juego de cuatro bloques, la longitud del cable aumenta en proporción directa a cuatro veces.

Principio de funcionamiento del sistema de bloques.

¿En qué zonas se utiliza el sistema de bloques?

Un polipasto de cadena es un fiel asistente en el almacén, en la producción y en el sector del transporte. Se utiliza allí donde sea necesario utilizar la fuerza para mover todo tipo de mercancías. El sistema es ampliamente utilizado en la construcción.

A pesar de que la mayor parte del trabajo pesado se realiza con equipos de construcción (grúas), el polipasto de cadena ha encontrado un lugar en el diseño de los mecanismos de manipulación de cargas. El sistema de bloques (polyspast) es un componente de mecanismos de elevación como un cabrestante, un polipasto, equipos de construcción (grúas de varios tipos, una topadora, una excavadora).

Además de en la industria de la construcción, los polipastos de cadena 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 cuerda duradera y se utilizan mosquetones. Para dispositivos de este propósito, es importante que todo el sistema se ensamble rápidamente y no requiera mecanismos adicionales.

Polipasto de polea como parte de un gancho de grúa

Clasificación de modelos según diferentes características.

Hay muchas ejecuciones de una idea: un sistema de bloques conectados por cuerdas. Se diferencian según el método de aplicación y las características de diseño. Conozca los diferentes tipos de ascensores, descubra cuál es su finalidad y en qué se diferencia el dispositivo.

Clasificación según la complejidad del mecanismo.

Dependiendo de la complejidad del mecanismo, existen

• simple;
• complejo;
• polipastos de cadena complejos.

Ejemplo de modelos pares

Un polipasto de cadena simple es un sistema de rodillos conectados en serie. Todos los bloques móviles y fijos, así como la carga misma, están conectados por un solo cable. Se diferencian poleas simples pares e impares.

Incluso los mecanismos de elevación son aquellos cuyo extremo del cable está sujeto a un soporte fijo: una estación. Todas las combinaciones en este caso se considerarán iguales. Y si el extremo de la cuerda está unido directamente a la carga o al lugar donde se aplica la fuerza, esta estructura y todos sus derivados se llamarán impares.

Diagrama de polipasto de cadena impar

Un sistema de poleas complejo puede denominarse sistema de poleas. En este caso no se conectan en serie bloques individuales, sino combinaciones completas que se pueden utilizar de forma independiente. A grandes rasgos, en este caso un mecanismo pone en marcha otro similar.

El complejo polipasto de cadena no pertenece a ningún tipo. Su característica distintiva son los rodillos que se mueven hacia la carga. El modelo complejo puede incluir polipastos de cadena tanto simples como complejos.

La combinación de un polipasto de cadena simple de dos y seis pliegues da como resultado una versión compleja de seis pliegues.

Clasificación según la finalidad del ascensor.

Dependiendo de lo que quieran conseguir al utilizar un polipasto de cadena, se dividen en:

• fuerza;
• alta velocidad.

A – versión eléctrica, B – alta velocidad

La opción de energía se usa con más frecuencia. Como sugiere el nombre, su tarea es garantizar una ganancia de fuerza. Dado que una ganancia significativa requiere una pérdida igualmente significativa de distancia, la pérdida de velocidad es inevitable. Por ejemplo, para un sistema 4:1, al levantar una carga un metro, es necesario tirar de 4 metros de cable, lo que ralentiza el trabajo.

El polipasto de cadena de alta velocidad, según su principio, es una estructura de potencia inversa. No da ganancia 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 principal indicador al que se presta atención a la hora de organizar el levantamiento de mercancías es la multiplicidad del polipasto de cadena. Este parámetro indica condicionalmente 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.

Relación cinemática

La multiplicidad se divide en cinemática (igual al número de curvaturas 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 no ideal de los rodillos. Los libros de referencia contienen tablas que muestran la dependencia de la multiplicidad de potencia de la cinemática para diferentes eficiencias de bloque.

Como puede verse en la tabla, la multiplicidad de fuerzas difiere significativamente de la cinemática. Con una eficiencia del rodillo baja (94%), la ganancia real en la resistencia del bloque de polea de 7: 1 será menor que la ganancia de un bloque de polea de seis veces con una eficiencia del bloque del 96%.

Esquemas de poleas de diferentes multiplicidades.

Cómo hacer cálculos para un polipasto de cadena.

A pesar de que teóricamente el diseño de un polipasto de cadena es extremadamente simple, en la práctica no siempre está claro cómo levantar la carga mediante bloques. Cómo entender qué multiplicidad se necesita, cómo averiguar la eficiencia del ascensor y de cada bloque por separado. Para encontrar respuestas a estas preguntas, es necesario 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. El mecanismo está sujeto a fuerzas de fricción como resultado del movimiento del cable a lo largo de la polea, como resultado de la rotación del propio rodillo, independientemente del tipo de cojinete que se utilice.

Además, la cuerda flexible y maleable rara vez se utiliza en una obra o como parte de equipos de construcción. La cuerda o cadena de acero tiene una rigidez mucho mayor. Dado que doblar un cable de este tipo al pasar contra un bloque requiere una fuerza adicional, también hay que tenerlo en cuenta.

Para el cálculo se deriva la ecuación del momento de la polea con respecto al eje:

SrunR = SrunR + q SrunR + Nfr (1)

La Fórmula 1 muestra los momentos de tales fuerzas:

• Srun – fuerza desde el lado de la cuerda de escape;
• Srun – fuerza de la cuerda que se aproxima;
• q Srun – fuerza para doblar/desdoblar la cuerda, teniendo en cuenta su rigidez q;
• Nf es la 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 brazo: el radio del bloque R o el radio del manguito r.

La fuerza del cable que se acerca y se escapa surge como resultado de la interacción y fricción de los hilos del cable. Dado que la fuerza de flexión/extensión del cable es significativamente menor que las demás, al calcular el efecto sobre el eje del bloque, este valor a menudo se desprecia:

N = 2 Srun×sinα (2)

En esta ecuación:

• N – impacto en el eje de la polea;
• Srun - fuerza de la cuerda que se aproxima (se considera aproximadamente igual a Srun;
• α es el ángulo de desviación del eje.

Bloque de tracción

Cálculo de la acción útil del bloque.

Como saben, la eficiencia es el factor de eficiencia, es decir, qué tan efectivo fue el trabajo realizado. Se calcula como la relación entre el trabajo completado y el trabajo gastado. En el caso de un polipasto se aplica la fórmula:

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

En la ecuación:

• 3 ηb – eficiencia del bloque;
• d y D – respectivamente, el diámetro del casquillo y de la polea misma;
• q – coeficiente de rigidez de la conexión flexible (cuerda);
• f – coeficiente de fricción;
• α es el ángulo de desviación del eje.

De esta fórmula se puede ver que la eficiencia se ve afectada por la estructura del bloque (a través del coeficiente f), su tamaño (a través de la relación d/D) y el material del cable (coeficiente q). El valor máximo de eficiencia se puede lograr utilizando casquillos y rodamientos de bronce (hasta un 98%). Los cojinetes deslizantes proporcionarán hasta un 96% de eficiencia.

El diagrama muestra todas las fuerzas S en diferentes ramas de la cuerda.

Cómo calcular la eficiencia de todo el sistema.

El mecanismo de elevación consta de varios bloques. La eficiencia total de un bloque de poleas no es igual a la suma aritmética de todos los componentes individuales. Para el cálculo utilizan 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=ηп S0;
• S2=(ηп)2 S0; (4)
• S3=(ηп)3 S0;

• Sn=(ηп)n S0.

Eficiencia de un polipasto de cadena a diferentes aumentos.

Dado que el valor de eficiencia es siempre menor que 1, con cada nuevo bloque y ecuación en el sistema, el valor de Sn disminuirá rápidamente. La eficiencia total de la polea dependerá no sólo de ηb, sino también del número de estos bloques: la multiplicidad del sistema. Usando la tabla, puede encontrar ηp para sistemas con diferentes números de bloques con diferentes valores de eficiencia de cada uno.

Cómo hacer un ascensor con tus propias manos.

En la construcción, durante los trabajos de instalación, no siempre es posible colocar una grúa. Entonces surge la pregunta de cómo levantar la carga con una cuerda. Y aquí encuentra su aplicación un sencillo polipasto de cadena. Para hacerlo y funcionar completamente, es necesario realizar cálculos, dibujos y elegir la cuerda y los bloques adecuados.

Diferentes esquemas de ascensores simples y complejos.

Preparación de la base - diagrama y dibujo.

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

Sucede que la capacidad de elevación de los polines no es suficiente y no hay tiempo ni oportunidad para construir un complejo mecanismo de elevación múltiple. Luego se utilizan polipastos de doble cadena, que son una combinación de dos simples. Este dispositivo también puede levantar la carga para que se mueva estrictamente verticalmente, sin distorsiones.

Dibujos de un modelo dual en diferentes variaciones.

Cómo elegir una cuerda y un bloque.

El papel más importante en la construcción de un polipasto de cadena con sus propias manos lo desempeña la cuerda. Es importante que no se estire. Estas cuerdas se llaman estáticas. El estiramiento y la deformación de una 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 a los dispositivos de elevación caseros la capacidad de carga calculada. Dependiendo de los rodamientos que se instalen en el bloque, su eficiencia cambia y esto ya se tiene en cuenta en los cálculos.

Pero, ¿cómo se puede levantar una carga a una altura con tus propias manos y no dejarla caer? Para proteger la carga de un posible movimiento inverso, puede instalar un bloque de bloqueo especial que permita que la cuerda se mueva solo en una dirección: la dirección deseada.

Rodillo por el que se mueve la cuerda.

Instrucciones paso a paso para levantar una carga a través de un bloque.

Cuando la cuerda y los bloques estén listos, se haya seleccionado el diagrama y se hayan realizado los cálculos, puede comenzar el montaje. Para una polea doble simple necesitarás:

• rodillo – 2 piezas.;
• aspectos;
• casquillo – 2 piezas;
• clip para bloque – 2 piezas;
• soga;
• gancho para colgar carga;
• eslingas, si son necesarias para la instalación.

Los mosquetones se utilizan para una conexión rápida.

El levantamiento paso a paso de la carga a una altura se realiza de la siguiente manera:

1. Conecte los rodillos, casquillos y cojinetes. Combinan todo esto en un clip. Consigue un bloque.
2. La cuerda se lanza al primer bloque;
3. El clip con este bloque se fija rígidamente a un soporte fijo (viga de hormigón armado, pilar, pared, extensión especialmente montada, etc.);
4. Luego se pasa el extremo de la cuerda a través del segundo bloque (móvil).
5. Se adjunta un gancho al clip.
6. El extremo libre de la cuerda queda fijo.
7. Eslingan la carga levantada y la conectan al polipasto de cadena.

El mecanismo de elevación casero está listo para usar y proporcionará el doble de beneficios de fuerza. Ahora, para elevar la carga a una altura, simplemente tira del extremo de la cuerda. Al doblar ambos rodillos, la cuerda levantará la carga sin mucho 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 verdadera grúa de bricolaje. Ahora no tienes que esforzarte en absoluto para levantar la carga; el cabrestante hará todo por ti.

Incluso un cabrestante manual hará que levantar la carga sea más cómodo: no es necesario que se frote las manos con la cuerda y se preocupe de que se le escape de las manos. En cualquier caso, girar la manija del cabrestante es mucho más fácil.

Polipasto de polea para cabrestante

En principio, incluso fuera de una obra de construcción, la capacidad de construir un sistema de poleas básico 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 tienen la suerte de que su coche se quede atascado en algún lugar intransitable. Una polea hecha apresuradamente aumentará significativamente el rendimiento del cabrestante.

Es difícil sobreestimar la importancia de los polipastos de polea en el desarrollo de la construcción y la ingeniería mecánica modernas. Todos deberían comprender el principio de funcionamiento e imaginar visualmente su diseño. Ahora no le temen las situaciones en las que necesita levantar una carga, pero no existe ningún equipo especial. Unas cuantas poleas, una cuerda e ingenio te permitirán hacerlo sin necesidad de utilizar una grúa.