EntradaCómo funciona un polyspast. Poliespastia. Finalidad y dispositivo Clasificación de modelos según diferentes características
Si es necesario obtener una gran ganancia de fuerza para la elevación o el movimiento horizontal de cargas pesadas, se utilizan polipastos de cadena, sistemas de bloques móviles y fijos, combinados en clips comunes y conectados por una cuerda.
Polispasta - Este es un dispositivo de elevación, que consta de
varios bloques móviles y fijos de fuego-
golpeado con una soga, soga o cable, permitiendo
capaz de levantar cargas con una fuerza varias veces
menos que el peso de la carga que se levanta.
Son una parte integral de muchos mecanismos de elevación con un cuerpo de trabajo flexible.
Polyspasts representan un sistema de dos clips:
Móvil,
e inmóvil
cada uno de los cuales consta de uno o más bloques envueltos por una cuerda. En un extremo, el cable se fija en un clip móvil o fijo, y su última rama en el polipasto de cadena se enrolla directamente a través del bloque de salida en el tambor.
Figura 59. Polipasta:
pero - envuelto por una cuerda; B - envuelto por una cadena.
El polipasto de cadena se usa 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 poliespastas:
■ con una cuerda de tracción saliendo del bloque móvil,
Figura 60. Polyspast con cuerda de tracción que parte de un bloque móvil.
■ y con una cuerda de tracción que parte de un bloque fijo.
Figura 61. Polyspast con cuerda de tracción en marcha
al bloque en movimiento.
Los primeros polipastos de cadena se utilizan en grúas de pórtico y pórtico, el segundo, en máquinas de construcción con cabrestantes ubicados debajo del nivel del eje de bloques fijos.
Figura 62. Numeración de hilos en el polipasto de cadena.
El parámetro principal del polipasto de cadena es su multiplicidad (relación de transmisión) I , igual a la razón V a recorrido de la cuerda a la velocidad v g carga de elevación o igual al número de ramas de la cuerda norte , percibiendo el peso de la carga GRAMO
o (9)
Los reeves se caracterizan por una multiplicidad, que depende del número de bloques en los clips y está determinada por el número de ramas de cuerda en las que se suspende la carga.
Multiplicidad de polispasto - el número de hilos del polipasto de cadena para los cuales
el clip móvil está suspendido.
La multiplicidad muestra cuántas veces la fuerza requerida para levantar la carga es menor que la masa especificada de la carga. Dado que el número de ramas del polipasto de cadena, en las que se distribuye la masa de la carga levantada, es numéricamente igual a la multiplicidad del polipasto de cadena, podemos recomendar el siguiente método simple para determinarlo. Si el polipasto de cadena es mentalmente cortado por un plano que corta todas las ramas de la cuerda que rodea los bloques, entonces la multiplicidad del polipasto de cadena será numéricamente igual al número de cuerdas cruzadas por el plano. Cuanto mayor sea la multiplicidad del polipasto de cadena I, menos esfuerzo R, que debe ser desarrollado por un cabrestante para levantar una carga dada GRAMO, y cuanto mayor sea la velocidad de la cuerda enrollada en el tambor, que proporciona una determinada velocidad de elevación de la carga.
Figura 63. El procedimiento para determinar la multiplicidad del polipasto de cadena.
Cualquier polipasto de cadena proporciona una cierta ganancia en el esfuerzo para levantar la carga. En cualquier sistema móvil que consista en una cuerda y bloques, las pérdidas por fricción son inevitables. En esta parte, para facilitar los cálculos, las inevitables pérdidas por fricción.
Son una parte integral de muchos mecanismos de elevación con un cuerpo de trabajo flexible. El propósito del polipasto de cadena es reducir la tensión del cable, lo que ayuda a reducir el momento de carga. Los polyspasts representan un sistema de dos clips: móviles y fijos, cada uno de los cuales consta de uno o más bloques, envueltos por una cuerda. En un extremo, el cable se engancha en un clip móvil o fijo, y su última rama en el polipasto de cadena se enrolla directamente a través del bloque de salida en el tambor. La carga está suspendida en un clip móvil. Los reeves se caracterizan por una multiplicidad, que depende del número de bloques en los clips y está determinada por el número de ramas de cuerda en las que se suspende la carga.
Figura 64. Polispastia:
1 - clip móvil; 2 - clip fijo; 3 - tambor
cabrestantes; 4 - Aparato para levantar.
Figura 65. Viga pescante con polipasto de cadena para descenso
en el agua y levantando botes a bordo.
Para levantar carga en camiones grúa, se utilizan polipastos de cadena de dos, tres y cuatro pliegues (polipastos de cadena con una multiplicidad de 2, 3 y 4).
Figura 66. Polispastia:
pero- doble; B - cuádruple.
Los polipastos de cadena cuádruple son los más utilizados en los aparcamientos de automóviles. Su diseño depende de la ubicación del limitador de carga y la ubicación de instalación de los bloques móviles del polipasto de cadena. Si el limitador de carga está instalado en un bastidor giratorio (KS-2561D), la cuerda del pescante se sujeta a la palanca del limitador, se enrolla alrededor de dos bloques móviles, fijos y deflectores y se dirige al cabrestante del pescante. Los bloques fijos se instalan en la cabeza de la estantería de dos patas, y los bloques móviles se montan en la cabeza de la pluma o en un travesaño móvil conectado por abrazaderas a la pluma.
Figura 67. Polipastos de doble y triple cadena sobre camiones grúa.
Uso de polipastos de cadena:
Figura 68. Sistema de bloque de cuerda de grúa sobre orugas
con equipo de pluma de torre:
1, 3, 6 - varillas de seguridad del cuello de cisne; 2 - varilla de seguridad de la torre;
4 – polipasto de cadena de carga; 5 - tracción de ganso; 7, 11 - polea polea te cambia-
ganso de verano; 8 - bloque de poleas gander; 9, 12 - polea polea de la torre; 10 - poli-
salvar las torres.
Figura 69. Tomar:
1 - agarre con balde; 2 - agarre de pinzas; 3 - agarre de mordazas múltiples.
Figura 70. Esquema hidrocinemático típico
grúa de automóvil de la cuarta dimensión
grupos con una capacidad de carga de 20 toneladas.
Si pudiéramos crear un polipasto de cadena en el que no hubiera fricción en los bloques, entonces para tal 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 de polea móvil;
I- número de hilos de trabajo.
numero yo- se llama la multiplicidad polyspast.
Cuanto mayor sea la multiplicidad del polipasto de cadena, menor será la carga sobre cada uno de sus hilos de trabajo y, por tanto, menor la fuerza de tracción del cabrestante.).
Para simplificar el cálculo, el valor del coeficiente I para un polipasto de cadena con un número diferente de hilos de trabajo y bloques de salida, se calculó de antemano (Tabla 1).
- Bloque Promalp doble: 2 uds.
- Mosquetón Altura 513: 3 uds.
- Cuerda Promtex 10 mm: 100 m
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Tiene sentido utilizar un polipasto de cadena de este tipo cuando se elevan cargas de hasta 700 kg. Rodamientos de muy buena calidad y poleas grandes a un costo relativamente bajo de bloques hacen de este polipasto de cadena una de las opciones más justificadas y razonables. La única desventaja de un kit de este tipo es un peso bastante alto.
La longitud de trabajo del polipasto de cadena es de 20 metros, pero se puede cambiar según sus necesidades.
Contenido del kit
Las máquinas de elevación 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 simple de bloques: un polipasto de cadena. Ya estaba familiarizado con Arquímedes, pero ahora muchos no conocen este brillante invento. Recordando el curso de física, descubra cómo funciona dicho mecanismo, su estructura y alcance. Habiendo entendido la clasificación, puede proceder al cálculo. Para que funcione, preste atención a las instrucciones para construir un modelo simple.
La invención del polipasto de cadena dio un gran impulso al desarrollo de las civilizaciones. El sistema de bloques ayudó a construir estructuras enormes, muchas de las cuales han sobrevivido hasta el día de hoy y desconciertan a los constructores modernos. También se mejoró la construcción naval, la gente podía viajar grandes distancias. Es hora de descubrir qué es: un polipasto de cadena y averiguar dónde puede encontrar aplicaciones para él hoy.
Simplicidad y eficiencia del mecanismo.
La estructura del mecanismo de elevación.
El polipasto de cadena clásico es un mecanismo que consta de dos elementos principales:
- polea;
- conexión flexible.
El esquema más simple: 1 - bloque móvil, 2 - fijo, 3 - cuerda
Una polea es una rueda de metal que tiene una ranura especial para el cable a lo largo del borde exterior. Como conexión flexible, se puede utilizar un cable o cuerda convencional. Si la carga es lo suficientemente pesada, se utilizan cables de fibra sintética o cuerdas de acero e incluso cadenas. Para que la polea gire fácilmente, sin saltos ni atascos, se utilizan cojinetes de rodillos. Todos los elementos que se mueven están lubricados.
Una polea se llama bloque. Polyspast es un sistema de bloques para la elevación de cargas. Los bloques en el mecanismo de elevación pueden ser fijos (rígidamente fijos) y móviles (cuando el eje cambia de posición durante la operación). Una parte del polipasto de cadena está unida a un soporte fijo, la otra a la carga. Los rodillos móviles están ubicados en el costado de la carga.
bloque fijo
El papel del bloque fijo 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
El principio de funcionamiento: ¿cuál es el secreto?
El principio de funcionamiento de un polipasto de cadena es similar a una palanca: la fuerza a aplicar se vuelve varias veces menor, mientras que el trabajo se realiza en el mismo volumen. La cuerda hace el papel de una palanca. En el trabajo del polipasto de cadena es importante la ganancia de fuerza, por lo que no se tiene en cuenta la pérdida de distancia resultante.
Dependiendo del diseño del polipasto de cadena, la ganancia de fuerza puede ser diferente. El mecanismo más simple de dos poleas da aproximadamente dos veces la ganancia, tres - tres veces y así sucesivamente. El aumento de la 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.
El principio de funcionamiento del sistema de bloques.
¿En qué áreas se utiliza el sistema de bloques?
Polyspast es un asistente fiel en un almacén, en la producción, en el sector del transporte. Se utiliza allí donde se necesita hacer uso de 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 duro lo realiza el equipo de construcción (grúa), el polipasto de cadena ha encontrado un lugar en el diseño de los mecanismos de manejo de carga. 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 excavadora, 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, se utilizan mosquetones. Para dispositivos de este propósito, es importante que todo el sistema se ensamble rápidamente y no requiera mecanismos adicionales.
Polyspast como parte de un gancho de grúa
Clasificación de modelos según diferentes características
Hay muchas versiones de una idea: un sistema de bloques, unidos por una cuerda. Se diferencian según el método de aplicación y las características de diseño. Conozca los diferentes tipos de ascensores, descubra cuál es su propósito y en qué se diferencia el dispositivo.
Clasificación según la complejidad del mecanismo.
Dependiendo de la complejidad del mecanismo,
- sencillo;
- complejo;
- poliespastas complejas.
Un 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 propia carga, están conectados por un cable. Diferenciar polipastos de cadena simples pares e impares.
Incluso llamó a esos mecanismos de elevación, cuyo extremo del cable está unido a un soporte fijo: la estación. Todas las combinaciones en este caso se considerarán parejas. Y si el extremo de la cuerda está unido directamente a la carga o al lugar donde se aplica la fuerza, esta construcción y todos los derivados de ella se llamarán impares.
Esquema de un polipasto de cadena impar
Un polipasto de cadena complejo puede denominarse sistema de polipasto de cadena. En este caso, no se conectan en serie bloques individuales, sino combinaciones completas que se pueden usar solas. En términos generales, en este caso, un mecanismo pone en marcha otro similar.
El polipasto de cadena complejo no pertenece ni a uno ni a otro tipo. Su característica distintiva son los rodillos que se desplazan hacia la carga. La composición del modelo complejo puede incluir polipastos de cadena simples y complejos.
La combinación de un polipasto de cadena simple de dos y seis brazos ofrece una opción compleja de seis brazos
Clasificación según la finalidad del ascensor
Según lo que quieran conseguir al utilizar el polipasto de cadena, se dividen en:
- energía;
- alta velocidad.
A - opción de potencia, B - alta velocidad
La opción de energía se usa con más frecuencia. Como su nombre lo indica, su tarea es asegurar una ganancia en fuerza. Dado que una ganancia significativa requiere una pérdida de distancia igualmente significativa, una pérdida de velocidad es inevitable. Por ejemplo, para un sistema 4:1, al levantar una carga de un metro, debe tirar de 4 metros de cable, lo que ralentiza el trabajo.
El polipasto de cadena de alta velocidad, por su principio, es una estructura de potencia inversa. No da una ganancia de fuerza, su objetivo es la velocidad. Se utiliza para acelerar el trabajo en detrimento del esfuerzo aplicado.
Multiplicidad - la característica principal
El indicador principal al que se presta atención al 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.
Multiplicidad cinemática
La multiplicidad se divide en cinemática (igual al número de curvas 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 en 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 baja del rodillo (94 %), la ganancia real en la fuerza del bloque de poleas de 7: 1 será menor que la ganancia de un bloque de poleas de seis veces con una eficiencia de bloque del 96 %.
Esquemas de polipastos de cadena de diferente multiplicidad.
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 entender qué multiplicidad se necesita, cómo averiguar la eficiencia del ascensor y cada bloque por separado. Para encontrar respuestas a estas preguntas, debe realizar cálculos.
Cálculo de bloque único
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, sin importar qué rodamientos se utilicen.
Además, una cuerda flexible y maleable rara vez se usa en un sitio de construcción y como parte del equipo de construcción. Una cuerda o cadena de acero es mucho más rígida. Dado que se requiere una fuerza adicional para doblar un cable de este tipo cuando se ejecuta en un bloque, también se debe tener en cuenta.
Para el cálculo, se obtiene 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:
- Sbeg - esfuerzo del lado de la cuerda de escape;
- Sraid: esfuerzo del lado de la cuerda que se aproxima;
- q Sraid - esfuerzo 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 hombro: el radio del bloque R o el radio del manguito r.
La fuerza del cable entrante y saliente surge como resultado de la interacción y fricción de los hilos del cable. Dado que la fuerza para doblar/desdoblar el cable es significativamente menor que las demás, al calcular el impacto en el eje del bloque, este valor a menudo se desprecia:
N = 2 Sraid×senα (2)
En esta ecuación:
- N es el impacto en el eje de la polea;
- Carrera S: esfuerzo del lado de la cuerda que se aproxima (se supone que es aproximadamente igual a la carrera S;
- α es el ángulo de desviación del eje.
Bloque de poleas
Cálculo de eficiencia de bloque
Como saben, la eficiencia es un coeficiente de rendimiento, es decir, qué tan efectivo se hizo el trabajo. Se calcula como la relación entre el trabajo realizado y el trabajo gastado. En el caso de un bloque de poleas, se aplica la fórmula:
ηb = Srun / Srun = 1/(1 + q + 2fsinα×d/D) (3)
En la ecuación:
- 3 ηb – eficiencia de bloque;
- d y D - respectivamente, el diámetro del buje y la polea misma;
- q es el coeficiente de rigidez de la conexión flexible (cuerda);
- f es el 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 (mediante el coeficiente f), su tamaño (mediante la relación d/D) y el material de la cuerda (factor q). El valor máximo de eficiencia se puede obtener utilizando casquillos y rodamientos de bronce (hasta el 98%). Los cojinetes lisos darán 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 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=ηß S0;
- S2=(ηß)2 S0; (4)
- S3=(ηß)3 S0;
- Sn=(ηp)n S0.
La eficiencia del polipasto de cadena en diferentes multiplicidades.
Dado que el valor de eficiencia siempre es 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 del número de estos bloques: la multiplicidad del sistema. De acuerdo con la tabla, puede encontrar ηп para sistemas con un número diferente de bloques para diferentes valores de la eficiencia de cada uno.
Cómo hacer un ascensor de bricolaje
En la construcción, durante el trabajo de instalación, no siempre es posible ajustar la grúa. Entonces surge la pregunta, cómo levantar la carga con una cuerda. Y aquí un simple polipasto de cadena encuentra su aplicación. Para su fabricación y trabajo completo, debe realizar cálculos, dibujos, elegir la cuerda y los bloques correctos.
Diferentes esquemas de ascensores simples y complejos.
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 polipastos de cadena no es suficiente y no hay tiempo ni oportunidad para construir un mecanismo de elevación múltiple complejo. Luego se utilizan polipastos de doble cadena, que son una combinación de dos simples. Este dispositivo también puede levantar la carga de tal manera que se mueva estrictamente verticalmente, sin distorsiones.
Dibujos de un modelo dual en diferentes variaciones.
Cómo elegir cuerda y bloque.
El papel más importante en la construcción de un polipasto de cadena con sus propias manos lo desempeña una cuerda. Es importante que no se estire. Tales cuerdas se llaman estáticas. El estiramiento y la deformación de la conexión flexible da lugar a una grave pérdida de eficiencia en el 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 dispositivos de elevación caseros con una capacidad de carga de diseño. 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 levantar la carga a una altura con sus 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 en una sola dirección: la dirección deseada.
Rodillo sobre el que se mueve la cuerda.
Instrucciones paso a paso para levantar una carga 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 doble cadena simple, necesitará:
- rodillo - 2 piezas;
- aspectos;
- manga - 2 piezas;
- soporte para el bloque - 2 piezas;
- cuerda;
- gancho para suspensión de 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 lleva a cabo de la siguiente manera:
- Conectar rodillos, casquillos y cojinetes. Combínalo todo en una jaula. Consigue un bloque.
- La cuerda se lanza al primer bloque;
- El soporte con este bloque está rígidamente unido a un soporte fijo (viga de hormigón armado, poste, pared, extensión especialmente montada, etc.);
- Luego, el extremo de la cuerda se pasa a través del segundo bloque (móvil).
- Un gancho está unido al clip.
- El extremo libre de la cuerda está fijo.
- Eslingan la carga que se levanta y la conectan al polipasto de cadena.
Un mecanismo de elevación hecho en casa está listo para usar y proporcionará una doble ganancia en fuerza. Ahora, para elevar la carga a una altura, basta con tirar del extremo de la cuerda. Doblándose alrededor de 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, obtiene una verdadera grúa de bricolaje. Ahora no tiene que hacer ningún esfuerzo para levantar la carga, el cabrestante lo hará todo por usted.
Incluso un cabrestante manual hará que levantar la carga sea más cómodo, sin necesidad de lavarse las manos con la cuerda y preocuparse de que la cuerda se le escape de las manos. En cualquier caso, girar la manivela del cabrestante es mucho más fácil.
Polipasto de cadena para cabrestante
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 atrapados en un automóvil en algún lugar intransitable. Un polipasto de cadena hecho a toda prisa aumentará significativamente el rendimiento del cabrestante.
Es difícil sobrestimar la importancia del polipasto de cadena en el desarrollo de la construcción y la ingeniería modernas. Todos deben comprender el principio de funcionamiento e imaginar visualmente su diseño. Ahora no tiene miedo de las situaciones en las que necesita levantar una carga, pero no hay equipo especial. Unas poleas, una cuerda y el ingenio te permitirán prescindir de una grúa.
Parte B
2.5. La elección del diseño óptimo del polipasto de cadena.
2.5.1 . Cada diseño de polipastos de cadena, además de la ganancia en esfuerzo, tiene otros indicadores importantes que afectan la eficiencia general de su trabajo.
Características generales de diseño que mejoran la eficiencia de los polipastos de cadena:
Cuanto mayor sea la longitud de trabajo del polipasto de cadena, mayor será su carrera de trabajo y la distancia que sube la carga en una carrera de trabajo.
Con la misma longitud de trabajo, un polipasto de cadena con una gran carrera de trabajo trabaja más rápido.
Con la misma longitud de trabajo y carrera de trabajo, el polipasto de cadena trabaja más rápido y requiere menos cambios.
4 . Los polipastos de cadena simples 2:1 y 3:1 brindan la elevación más rápida con un mínimo de reorganizaciones del sistema.
Antes de pasar a los polipastos de cadena con gran esfuerzo, debe asegurarse de que se han tomado todas las medidas para combatir la fricción en un polipasto de cadena simple.
A menudo, al reducir las pérdidas por fricción, es posible continuar trabajando con un polipasto de cadena 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 polipasto de cadena. Por lo tanto, es imposible dar recomendaciones inequívocas.
Para seleccionar el polipasto de cadena óptimo para trabajar en cada situación específica, los rescatistas deben conocer las principales ventajas y desventajas de cada sistema.
2.5.2. Características generales de rendimiento de los polipastos de cadena simple
Ventajas de los polipastos de cadena simples:
* Simple y fácil de montar y operar.
* En los polipastos de cadena simples, la carrera de trabajo está cerca de la longitud de trabajo del polipasto de cadena, ya que se "pliegan" completamente en funcionamiento: el primer rodillo de carga se tira cerca de la estación. Esta es una gran ventaja, especialmente en los casos en que la longitud total de trabajo del polipasto de cadena es limitada (por ejemplo, un estante de trabajo corto sobre una roca, etc.)
* Solo es necesario mover una pinza (abrazadera).
* Con suficientes personas levantando la cuerda, los polipastos de cadena simples 2:1 y 3:1 brindan la velocidad de ascenso más rápida.
Contras de los polipastos de cadena simples:
* Mayor número de rodillos (en comparación con polipastos de cadena complejos de esfuerzos similares). En consecuencia, grandes pérdidas totales por fricción.
Por esta razón, los polipastos de cadena simples ya no se utilizan en la práctica de rescate.que 5:1.Y cuando se usan carabinas, no tiene sentido hacer un polipasto de cadena simple más de 4: 1
* Para la misma longitud de trabajo total, los polipastos de cadena simples usan más cable que los polipastos de cadena complejos de fuerza similar. Figura 18
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2.5.3. Características generales de rendimiento de los polipastos de cadena complejos.
Ventajas de los polipastos de cadena complejos:
* Con igual número de rodillos y unidades de agarre (pinzas), permiten realizar polipastos de cadena de gran esfuerzo. Por ejemplo:
Se requieren 3 rodillos para polea compleja 6:1 y simple 4:1.
4 rodillos para polipasto de cadena complejo 9:1 y simple 5:1. Arroz. 19, 20.
* Requiere menos cable en comparación con polipastos de cadena simples similares. Figura 16.
* En comparación con los polipastos de cadena simples similares, los polipastos de cadena complejos brindan una mayor ganancia real en el esfuerzo, ya que se utilizan menos rodillos.
Por ejemplo: en un polipasto de cadena complejo 4: 1, funcionan 2 rodillos, y en un simple 4: 1 - 3 rodillos.
En consecuencia, en un polipasto de cadena complejo, las pérdidas por fricción serán menores y el PV será mayor.
Un 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 polipasto de cadena simple 4:1 (3 rodillos) – VF =2.95:1
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Contras de los polipastos de cadena complejos:
* Más difícil de organizar.
* Algunos diseños de polipastos de cadena complejos requieren más permutaciones, ya que para volver a estirar el polipasto de cadena a su longitud de trabajo completa, es necesario mover 2 nudos de agarre (abrazaderas)
* Con la misma longitud de trabajo, la carrera de trabajo de polipastos de cadena complejos es menor que la desencillo, ya que no se pliegan completamente en cada carrera de trabajo (el rodillo más cercano al rodillo de tracción es arrastrado a 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 que la longitud total de trabajo del polipasto de cadena es limitada (por ejemplo, un estante de trabajo corto sobre una roca, etc.). También puede complicar el trabajo en las últimas etapas de elevación, cuando es necesario elevar la carga a la plataforma de trabajo.
* En general, pierden significativamente en velocidad de elevación frente a los polipastos de cadena simples.
Consejos prácticos para trabajar con polipastos de cadena complejos:
* Para que un polipasto de cadena complejo se pliegue más completamente con cada carrera de trabajo y se requieran menos reordenaciones, es necesario separar las estaciones de los polipastos de cadena simples que forman parte del complejo. Figura 22
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* Un sistema de polipasto de cadena complejo requiere menos turnos de trabajo, si es uno simplepolipasto de cadena con grande tira con fuerza del polipasto de cadena con menor esfuerzo.
ejemplo en figura 22A
PERO - bloque de polea 6:1 (2:1 tirones para 3:1) En este caso, es necesario reacomodar 2 nudos de agarre.
B - otro esquema de polipasto de cadena 6:1 - 3:1 tira por 2:1. Solo es necesario cambiar un nudo de sujeción (abrazadera). En consecuencia, el sistema funciona más rápido.
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2.5.4. En todas las estructuras anteriores de polipastos de cadena, el cable debe tirarse hacia la estación de carga. En la montaña, en un área limitada o en una pared, tirar de abajo hacia arriba puede ser muy difícil e incómodo. Para tirar hacia abajo y poner su peso en el trabajo, y también para no rasgarse la espalda, a menudo se sujeta un rodillo estacionario adicional (carabina). Arroz. 23.
Pero, de acuerdo con la Regla No. 1 del bloque de poleas: los rodillos estacionarios no dan una ganancia en el esfuerzo. Las pérdidas por fricción en este arreglo, especialmente cuando se usa un mosquetón, pueden anular todos los beneficios de tirar hacia abajo.
B. Utilizar poliespasto complejo.
Los polipastos de cadena complejos no son ni simples ni complejos - es unvista.
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 se encuentra por encima de los rescatistas y es necesario tirar del polipasto de cadena hacia abajo.
Sobre el Figura 25. se dan dos esquemas de polipastos de cadena complejos utilizados en trabajos de rescate.
Existen otros esquemas, pero no se utilizan en la práctica de rescate y no se consideran en este artículo.
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Nota:
Diagrama que se muestra en Arroz. 25 polipasto de cadena complejo 5: 1 se da en el libro “Escuela de montañismo. Formación inicial, edición 1989, p.442.
Las principales desventajas de los polipastos de cadena complejos son similares a las desventajas de los polipastos de cadena complejos:
Los polipastos de cadena complejos no se pliegan por completo, tienen una carrera de trabajo pequeña y requieren muchos reajustes con cada ciclo de trabajo. Por ejemplo, un esquema 5:1 requiere un intercambio de dos nudos de agarre.
2.5.5. En los casos en que la fuerza del polipasto de cadena ensamblado no sea suficiente y la longitud de la cuerda de tracción no sea suficiente para ensamblar un esquema más poderoso, un polipasto de cadena 2: 1 adicional unido al extremo de la cuerda con un nudo de agarre o abrazadera puede ayudar.
Para hacer esto, basta con tener un extremo corto de la cuerda o un cable doblado 2-3 veces, 1 rodillo (carabina) y 1 agarre (abrazadera). ejemplo en Arroz. 26
Además, para un bloque de poleas adicional 2: 1, se puede usar la holgura de la cuerda de carga, como se muestra en la figura del libro de F. Kropf. "Trabajos de rescate en la montaña" 1975 Arroz. 26A
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Esta es una de las formas más rápidas y fáciles de organizar el polipasto de cadena, una especie de "salvavidas". Al agregar un esquema 2:1 a cualquier polipasto de cadena, recibirá automáticamente un 2x ganancia teórica en el esfuerzo. Que sera victoria real, depende de la situación.
Las desventajas de este esquema ya se mencionaron anteriormente: este es un golpe de trabajo corto y muchas permutaciones (es necesario reorganizar dos de agarre).
Sin embargo, hay situaciones en las que este método puede ayudar. Por ejemplo, este método se usa a menudo en los casos en que algunos de los rescatistas que tiran del polipasto de cadena se ven obligados a cambiar a otras tareas, y los esfuerzos de los que quedan para trabajar en el polipasto de cadena no son suficientes y es necesario aumentar rápidamente la esfuerzo.
2.5.6. La figura 27 muestra un diagrama de los llamados "dos incorporados".
Un polipasto de cadena simple 2:1 está "incorporado" a un polipasto de cadena simple 3:1. El resultado es un polipasto de cadena con TV 5:1. Este polipasto de cadena no es simple ni complejo. No he sido capaz de encontrar su nombre exacto. El nombre "compuesto" en la fig. 27 y 27A inventado 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 varias ventajas prácticas:
* Este es un método aún más económico, ya que además de la cuerda, solo se requiere un rodillo adicional (mosquetón).
* En funcionamiento, este método requiere la reorganización de un solo agarre (abrazadera) y por lo tanto es más eficiente en funcionamiento.
*Otro ejemplo de este sistema "incorporado en dos" se muestra en arroz. 27A.
Aquí funciona un bloque de poleas complejo de 10:1: un bloque de poleas de 2:1 está "incorporado" en un bloque de poleas de 6:1.
Se puede usar un sistema similar cuando se saca a la víctima sola. En tal esquema, las grandes pérdidas por fricción son inevitables y el aumento es lento. Pero en general, el sistema es bastante práctico, funciona bien y permite que un rescatista trabaje sin esfuerzo.
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Parte C
2.6. Formas de optimizar la ubicación del polipasto de cadena en el suelo.
Aquí es importante no solo reducir la fricción en el alivio de todo el sistema de polipasto de cadena o sus partes individuales. También es importante crear el espacio de trabajo necesario para el funcionamiento eficiente del polipasto de cadena.
2.6.1. El método principal es el uso de rodillos guía (en lo sucesivo, HP). Arroz. 28
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Los rodillos guía se colocan en una estación separada directamente sobre el lugar de ascenso (descenso).
La estación se puede colocar sobre una roca, sobre un árbol, sobre un trípode especial o improvisado, etc. véase la figura 30-37.
Al ascender y descender con cuerdas crecientes, se utilizan rodillos guía del mayor diámetro, a través de los cuales pasa libremente la cuerda con nudos.
La estación de rodillos guía debe estar diseñada para cargas pesadas.
arroz. 29
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Beneficios de usar 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 durante el trabajo de los rescatistas (no importa si es un ascenso o descenso, una roca o un edificio) ¡extremadamente indeseable y peligroso al rozar la cuerda!
Idealmente, la cuerda debería 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 del sitio. Arroz. 31
* En los casos en que no haya una plataforma de trabajo adecuada directamente sobre el lugar de ascenso o descenso, HP le permite colocar la estación de carga para el descenso y el ascenso lejos de la línea de ascenso, en un lugar más conveniente para el trabajo.
Además, la ubicación de la estación alejada de la línea de ascenso (descenso) reduce la probabilidad de golpear al rescatador, la víctima, la carga y las cuerdas de seguridad con piedras, etc., que pueden ser arrojadas por los rescatadores que trabajan en la parte superior.
* HP permite elevar total o parcialmente el sistema de polipasto de cadena sobre el terreno. Esto aumenta significativamente la eficiencia del trabajo al reducir las pérdidas por fricción del polipasto de cadena y sus componentes en el terreno. Esto también aumenta la seguridad general del trabajo, ya que reduce la probabilidad de rozaduras, atascos o atascos de cualquier componente del polipasto de cadena.
* HP le permite reducir o eliminar por completo la fricción de la cuerda de carga en el borde (torcedura) de la plataforma de trabajo. Esto también es una gran ventaja en términos de seguridad.
* HP puede hacer que sea mucho más fácil para el rescatador y la víctima pasar por el borde, tanto en el ascenso como en el descenso. Este es uno de los momentos más difíciles y lentos del transporte, especialmente para el rescatista que lo acompaña.
Los rodillos guía son extremadamente utilizados por profesionales en una variedad de situaciones, tanto en la montaña como en condiciones artificiales. Por lo tanto, quiero ilustrar este método de optimización de la ubicación de los polipastos de cadena en el suelo con más detalle. Arroz. 30-37.
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HP permite:
* Levante el ferry más alto.
* Es conveniente disponer el sistema de polipasto de cadena.
* Tire del polipasto de cadena hacia abajo.
* Ajuste la tensión del ferry en el proceso.
Importante! Con una fuerte tensión del cruce, hay cargas muy grandes enpuntos extremos de unión del cruce. Arroz. 38.
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Las conclusiones del diagrama anterior son las siguientes:
* Se debe evitar la tensión excesiva de los cruces, ¡esto es peligroso!
Por ejemplo:
Con el cruce simultáneo de un cruce muy extendido de dos personas (heridos y acompañantes. 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! Tal 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 anclaje del cruce, incluida la estación de anclaje del rodillo guía y¡Todos sus componentes deben ser excepcionalmente fiables!
Continuará…
Polispasta(del griego polyspastos - tirado por muchas cuerdas) es un dispositivo de elevación que funciona según el principio de una palanca y está diseñado para mover varias cargas, tanto vertical como horizontalmente, o para tirar de una cuerda de arco, por ejemplo, cruces.
Cualquier polipasto de cadena proporciona una cierta ganancia en el esfuerzo para levantar la carga.
El grado de aumento en la fuerza de tracción aplicada en el polipasto de cadena se denomina relación de transmisión o multiplicidad del polipasto de cadena y se indica con la letra latina "I".
Estructuralmente, el polipasto de cadena consta de dos tipos de bloques:
- inmóvil unido a la estación de anclaje (viga, mástil, trípode, etc.);
- Y móvil que están unidos a la carga que se está levantando.
Los bloques están interconectados por una cuerda (cuerda, cable, cadena, etc.), que, doblando secuencialmente alrededor de todos los rodillos de los bloques, en un extremo generalmente está unido a un bloque fijo (superior cuando se levantan cargas), y su otro extremo (tracción) se dirige a través de los bloques de salida al lugar de aplicación de la fuerza (física o mecánica).
El rodillo del bloque fijo, desde el cual corre el extremo de la cuerda, se considera un rodillo desviador. El bloque de poleas inferior, por regla general, tiene un gancho de carga (o elemento de conexión: mosquetón, grillete, etc.), al que se suspende la carga que se eleva. Y el superior, para el cual está suspendido el polipasto de cadena (ver Fig. 1).
Arroz. 1. Bloque de poleas en forma general (a), en estado apretado con un gancho en los bloques (b) y en estado apretado con aretes en los bloques (c)
Leyenda:
1 - bloque móvil;
2 - cuerda;
3 - bloque fijo;
4 - cuerda de tracción;
5 - pendiente;
6 - gancho.
La principal ventaja del polipasto de cadena es que le permite obtener una ganancia significativa en fuerza. Por tanto, es aconsejable el uso de polipastos de cadena en los casos en que la fuerza de tracción de los medios de tracción disponibles sea inferior al esfuerzo necesario para levantar o mover el objeto.
En cuanto a la ganancia de esfuerzo, está dada únicamente por bloques móviles fijados directamente a la carga oa una cuerda que sale de la carga. Los bloques fijos (estacionarios) solo sirven para cambiar la dirección de la cuerda y no aumentan el esfuerzo.
Por ejemplo, los bloques de poleas 3:1 y 4:1 se pueden obtener con las siguientes opciones (ver Fig. 2):
Arroz. 2. Esquemas de polipastos de cadena.
La velocidad y la trayectoria recorrida por el objeto que se mueve disminuyen (en relación con la velocidad y la trayectoria recorrida por el extremo de tracción del cable) en proporción directa al aumento de la fuerza, es decir, cuántas veces ganas en esfuerzo, cuántas veces perder en distancia, y el polipasto de cadena "más fuerte", por lo que es "más lento".
Basado en esto Los polipastos de cadena se dividen en de potencia (directa) y de alta velocidad (inversa). Los primeros son los más utilizados, por lo que hablaremos de ellos a continuación.
En cuanto a las características de diseño, el polipasto de cadena se puede configurar en una amplia variedad de combinaciones de los componentes correspondientes (bloques móviles y fijos, cuerdas, anclajes, abrazaderas, abrazaderas auxiliares, frenos para la eliminación suave de sistemas cargados). Debido a esta característica los polipastos de cadena según el dispositivo estructural se diferencian en simples y complejos:
- en sencillo polipasto de cadena todos los bloques están envueltos por un cable;
- en complejo- varios polipastos de cadena simples están conectados en serie, es decir, un polipasto de cadena simple tira de otro polipasto de cadena simple, etc. En ellos, el último bloque carga no la carga que se levanta, sino el cable que pasa a través del bloque. Es decir, hay una conexión en serie de polipastos de cadena (por ejemplo, la conexión de polipastos de cadena 2: 1 y 3: 1, teóricamente proporciona un aumento en el esfuerzo de 6 veces).
Dependiendo de dónde se fije el extremo del cable de carga (en la estación o en la carga), los polipastos de cadena simples se dividen en pares e impares. Si el extremo del cable se fija en la estación, todos los polipastos de cadena subsiguientes serán uniformes (2:1, 4:1, 6:1, etc.). Si el extremo de la cuerda de carga se fija en la carga, se obtendrán polipastos de cadena impares (3: 1, 5: 1, etc.).
Los polipastos de cadena complejos, que no son simples ni complejos, se destacan como un tipo separado. Su característica distintiva es la presencia en el sistema de bloques-rodillos que se desplazan hacia la carga. Esta es la principal ventaja de los polipastos de cadena complejos en los casos en que la estación se encuentra más alta y es necesario bajar el polipasto de cadena. Hay otros esquemas también.
El proceso de cálculo de la ganancia de esfuerzo teórica en polipastos de cadena es bastante simple y se basa en las siguientes reglas, según las cuales:
- cada rodillo móvil (fijo en la carga) añadido al sistema proporciona una ganancia de fuerza teórica doble;
- con un simple polipasto de cadena se suma el esfuerzo adicional al anterior;
- cuando se utiliza un polipasto de cadena complejo, es necesario multiplicar los valores de los polipastos de cadena simples que lo componen.
A su vez, el cálculo del esfuerzo de cada uno de los polines simples que componen el complejo se realiza según la regla de los polines simples. El número de torones se considera desde el punto de unión del polipasto de cadena hasta la carga o cable de carga que sale de otro polipasto de cadena.
Considere los sistemas de polipasto de cadena más utilizados, enfatizando que existen otros sistemas de polipasto de cadena más complejos, pero que rara vez se usan.
La siguiente figura muestra los esquemas más populares de polipastos de cadena simples y complejos, mostrados en forma natural y esquemática (ver Fig. 3, 4 y 5).
Arroz. 3. Esquemas de polipastos de cadena simples de varias configuraciones.
Arroz. 4. Esquemas de polipastos de cadena complejos de varias configuraciones.
Arroz. 5. Esquemas condicionales de polipastos de cadena simples y complejos de varias configuraciones.
El proceso de selección del polipasto de cadena tiene ciertas características. Inicialmente, el esquema de polipasto de cadena se selecciona en función de los parámetros del objeto en movimiento (principalmente su gravedad) y las capacidades de tracción del sujeto de este proceso (las capacidades físicas de una persona o los parámetros del equipo utilizado).
En cualquier sistema móvil compuesto por cuerdas y bloques, las pérdidas por fricción son inevitables. Teóricamente, es posible agregar bloques estacionarios a la estación y bloques móviles a la carga indefinidamente para obtener polipastos de cadena simples de varias fuerzas. Sin embargo, en la práctica esto se ve obstaculizado por la fuerza de fricción. Debido a la fuerza de fricción, es imposible una transmisión pura de la fuerza y, debido a las pérdidas por fricción, la eficiencia del polipasto de cadena puede ser significativamente inferior a la teóricamente posible. Y el aumento en el número de bloques tiene un cierto límite, más allá del cual es posible el efecto contrario. Así, de lo anterior, podemos concluir que el principal problema del polipasto de cadena es vencer la fuerza de fricción. La principal solución al problema de la fricción es el uso de rodillos de bloque de alta calidad en rodamientos de bolas con hilos de gran diámetro y cuerdas blandas. Se sabe que la eficiencia para bloques soportados por cojinetes lisos η=0,95÷0,96; para bloques sobre rodamientos η=0,97÷0,98.
Y cuando utilice la construcción de un polipasto de cadena sin rodillos, por ejemplo, coloque dos carabinas una al lado de la otra en lugar de una. Debido a esto, el radio de curvatura de la cuerda aumenta y la fuerza de fricción disminuye.
TM "COCODRILO",
agosto 2015