Как сделать подъемник своими руками для грузов

Практически на любом строительном объекте не обойтись без спецтехники, особенно без строительного крана. Он становится незаменимым помощником, когда необходимо поднимать тяжелые грузы на разную высоту.

У большинства людей эта техника ассоциируется с огромными размерами, но существует много разновидностей кранов, которые отличаются эргономичностью и компактностью.

Некоторые варианты можно даже сделать своими руками, экономя личные сбережения во время стройки. В этой статье рассмотрим, как собрать самодельный кран «Пионер» для строительства дома.

Строительный мини кран: область применения

Мини краны пользуются большим спросом. Они применяются при проведении строительных и ремонтных работ. Современные производители предлагают инновационные решения при изготовлении своей продукции.

Такие устройства отличаются:

• маневренностью;
• широким спектром применения;
• функциональностью;
• удобством в эксплуатации.

Благодаря наличию различных насадок, с данной техникой можно проводить различные манипуляции.

Мини краны – как покупные, так и собранные в домашних условиях, способны работать в самых труднодоступных местах: в тесных дворах, на плотной городской стройке, неровных площадках, внутри зданий и на крышах. Компактные размеры позволяют спецтехнике даже проехать через одно– или двухстворчатые двери.

Они часто применяются и при тонкой, почти ювелирной работе. Производители современной техники проводили эксперимент со спичечной коробкой, которую необходимо было передвинуть с одного места на другое. При этом аппарат не смял и не раздавил картонную коробку такого крошечного размера.

Наличие пульта управления у агрегатов позволяет пользователям контролировать рабочий процесс, стоя рядом с техникой возле груза, но такими достоинствами обладают только покупные агрегаты, собранные на производстве.

Сделать такой аппарат самостоятельно, у вас вряд ли получится. Но соорудить нечто подобное можно попробовать. Конечно же, мини кран, собранный своими руками, не будет отличаться слишком большим функционалом, но поднимать грузы определенной массы на указанную высоту он сможет.

Простой мини – кран своими руками

Если делать мини кран своими руками, он способен будет поднимать грузы, массой до 250 кг. Это намного упростит процесс строительства на площадке. Он справится с подъемом бревен, бетонного раствора, кровельных материалов. С ним вы сможете самостоятельно заниматься строительством, не привлекая большое количество работников.

Главное при изготовлении мини крана: подготовить чертеж, необходимые инструменты и детали. Вес данной конструкции может достигать 300 кг. Это зависит от того, какие материалы при сборке вы будете использовать. Несмотря на внушительный вес, мини кран будет отличаться компактными размерами и высокой производительностью.

Сборка мини крана своими руками состоит из следующих этапов:

1. С помощью редуктора на червячную основу крепится грузовая лебедка.
2. Строительные опоры являются основанием для винтовых выносных систем.
3. Помимо основы конструкции, для сборки агрегата потребуются барабаны для лебедок. Их изготовить своими силами довольно проблематично. Поэтому рекомендуется приобрести уже готовую продукцию.
4. В качестве основы можно использовать роторы от электродвигателя.

Внимание: при самостоятельной сборке мини крана, особое внимание необходимо уделить соотношению размеров элементов и габаритов будущего устройства.

Чтобы аппаратом удобно было пользоваться, его платформу можно укомплектовать колесами. Здесь на помощь придет старая тележка-транспортер.

К особенностям мини кранов, собранных своими руками, относятся:

• Оптимальная высота стрелы – 5 метров. Чтобы сделать ее самостоятельно, потребуется применить трубу, диаметром 8 см.
• На основание монтируется профиль из 2 уголков и создается поворотный механизм для вращения стрелы. В качестве поворотного механизма подойдет автомобильная ступица от грузового авто.
• Чтобы соорудить противовес, особых материалов не понадобится. В их качестве могут выступать обычные кирпичи.

Виды ручных кранов

Все строительные краны классифицируются на:

• самоходные;
• стационарные;
• башенные;
• специального назначения.

Эта техника оснащается механизмом вылета стрелы, грузовой тележкой, вращающейся опорой.

По видам перемещения они делятся на:

• стационарные;
• переставные;
• самоподъемные;
• передвижные.

По типу управления, данные аппараты бывают электроприводными и ручными (механическими).

Подъемник

Современные подъемники по видам делятся на:

• Ножные. Они способны поднимать тяжелые грузы, весом до 2 тонн на высоту 8 метров.
• Телескопические. К их преимуществам относится: небольшой вес и компактность. Эти устройства способны поднимать грузы на рабочую высоту до 150 кг.

Они, в свою очередь, делятся на:

При выборе подъемника стоит учитывать несколько факторов: их габариты, грузоподъемность, сферу применения.

Чтобы сделать подъемник своими силами, подготовьте материалы и предварительный чертеж. Для его сооружения нам потребуются:

• лебедка, изготовить которую можно из барабана и троса;
• трубы;
• электропривод.

К преимуществам строительных подъемников относятся:

• маневренность;
• высокая грузоподъемность;
• безопасность;
• удобство в эксплуатации.

Ножничный кран

Ножничный кран представляет собой простую и удобную в эксплуатации конструкцию. Благодаря универсальности и функциональности, данные аппараты применяются при монтажно–строительных работах. Также их часто можно встречать в супермаркетах и на складах.

С помощью ножничного крана каждый день поднимаются тонны грузов. Эта техника, помимо строительной сферы, регулярно применяется при обслуживании рекламных бигбордов, фасадных вывесок, лифтов.

К их основным преимуществам относятся:

• производительность;
• высокая грузоподъемность;
• компактные размеры в сложенном виде;
• широкий спектр применения;
• маневренность.

Также к их достоинствам относится автономность – они способны работать на аккумуляторах. Помимо этого, подъемные краны могут оснащаться разными типами приводов:

• электрогидравлическими;
• дизельными;
• электрическими;
• гидравлическими.

Чаще всего в строительстве применяются модели с электрическими приводами. Они отличаются доступной стоимостью, экологичностью и удобством в эксплуатации.

Существует большое количество вариаций аппаратов данного вида, но практически все они состоят из:

• подъемного устройства,
• мобильной платформы;
• равноскоростных ведущих колесиков.

Чтобы соорудить ножничный кран самостоятельно, потребуется из швеллера сделать основание и площадку аппарата. Для изготовления ножниц потребуются:

• двухсекционный распределитель;
• втулки;
• насос;
• гидравлический цилиндр;
• двутавровые балки.

Ножничный подъемный кран, изготовленный своими руками, способен поднимать грузы, массой до полутоны. Данное устройство устанавливается на УАЗ, и после эксплуатации – снимается. Основой конструкции будет выступать толстый квадрат, прикрепленный к раме на болтах, а выдвижные поры будут держаться на бампере автомобиля.

Кран Пионер

Подъемник типа Пионер отличается прекрасными техническими характеристиками. Он имеет небольшой вес, отличается маневренностью и мобильностью. К преимуществам данного аппарата можно отнести возможность быстрой и простой сборки и разборки.

Чтобы доставить устройство на место строительства, его можно разобрать и сложить в простую газель. После работы он также легко разбирается и транспортируется обратно. Установить кран можно на любое место: на землю, в котлован, крышу, на строительные перекрытия.

Эту спецтехнику выпускают разные компании в трех основных модификациях кранов, грузоподъемности, стрел.

При необходимости кран Пионер можно сделать и своими силами, имея при себе необходимые расходные материалы, инструменты, грамотно составленный чертеж и свободное время.

Что касается сферы применения Пионера, то с его помощью можно передвигать различные предметы при любых погодных условиях. Он способен доставить груз на любой этаж или строительную конструкцию. С его помощью можно доставлять: инструменты, инвентарь, стройматериалы и тому подобное.

Довольно часто данный аппарат используется при монтаже кровель. С ним можно в оперативные сроки поднять разные грузы, станки, металлические конструкции, материалы.

Преимущества крана Пионер

К основным преимуществам крана Пионер относятся:

• удобство в эксплуатации – благодаря простой и надежной конструкции;
• возможность сборки и разборки аппарата в течение получаса;
• мобильность, позволяющая применять агрегат даже на дальних объектах;
• маленький расход энергии.

Важно: кран Пионер способен поворачивать стрелу на 360 градусов.

Но у данного агрегата имеются и свои недостатки:

• он способен поднимать вес не более 1 тонны;
• если на него подвесить гибкий груз, это не всегда удобно и безопасно.

Подъемный кран Пионер своими руками

Подъемный кран Пионер отличается простой конструкции. Он состоит из следующих элементов:

1. Основной опорной рамы. Она может быть разборной, на болтах или стоять на колесах. На нее крепится вторая поворотная рама;
2. Страховочных растяжек, грузовых канатов, электрического привода;
3. Поворотной стрелы. Она может быть разборной или на болтах;
4. Механизма конечного останова. Он располагается в конце стрелы;
5. Путевого выключателя, расположенного на механизме, отвечающем за подъем груза.

Итак, если вы затеяли строительство на приусадебном участке, а нанимать спецтехнику желания и финансовых возможностей нет, – попробуйте собрать кран своими руками. С ним вам не потребуется поднимать тяжелые грузы самостоятельно.

Внимание: строительный кран Пионер является разборной конструкцией, рассчитанной на поднятие грузов. Его можно применять при рытье котлована для основания дома, при монтаже кровли, сооружении стен на большой высоте.

Основой механизма является опорная ходовая рама, которая устанавливается либо стационарно, либо на шасси. На раму устанавливается часть крана, которая вращается. Поворачивать стрелу можно ручным способом или электрическим.

Подъем груза у данного аппарата осуществляется с помощью лебедки, а устойчивость достигается благодаря противовесу и талрепам (стальные тросовые оттяжки).

Материалы и инструменты

Для изготовления аппарата нам потребуются следующие материалы, которые можно найти в гараже или в специализированном магазине:

• прямоугольная труба;
• двутавр;
• телескопический узел для двутавра;
• тросы небольшого диаметра;
• швеллер;
• электромотор;
• лебедка.

Из инструментов вам понадобятся:

Схема конструкции

Чтобы сделать кран Пионер своими руками, необходимо сделать грамотную схему. На ней стоит строго указать: материалы изготовления, размеры каждого отдельного элемента, способы крепления деталей.

Создавая схему будущей конструкции, стоит внимательно все просчитать. Если вы не совсем в этом разбираетесь, лучше пригласить специалиста. Имея на руках грамотно составленную схему, вы сможете самостоятельно изготовить и собрать аппарат в максимально короткие сроки.

Особенности сборки

Что касается сборки изделия, то:

1. Рама крана собирается из уголка 63х63х5 мм.
2. Для 5-ти метровой стрелы необходима труба, диаметром 5 – 8 см.
3. Для усиления конструкции понадобятся 2 уголка, размерами 30х30х3 мм.

Грузоподъемность такого аппарата будет составлять 150 кг. Если усилить канаты, можно будет поднимать и более тяжелые грузы.

Внимание: сделать кран с электроприводом в домашних условиях довольно сложно. Это будет и дороже, и займет больше времени.

Подбирая двутавр, стоит проследить, чтобы он свободно входил в трубу. Он будет устанавливаться на скользящие направляющие, в результате чего получится телескопический узел.

Чтобы самодельный кран хорошо функционировал, потребуется оснастить его тросами маленького диаметра. Их лучше всего приобрести в специализированном магазине. Для сваривания опорной конструкции и поворотной рамы, необходимо использовать швеллер.

Благодаря ему кран будет хорошо фиксироваться на поверхности. Для безопасной эксплуатации аппарата рекомендуется сварить площадку по типу прямоугольника.

Чтобы запустить подъемный процесс, потребуется приобрести электромотор и соединить его с лебедкой от УАЗа.

Внимание: если вы хотите, чтобы электромотор запускался электрически, пригласите специализированного мастера. Несмотря на то, что данная процедура не отличается особой сложностью, в целях безопасности лучше воспользоваться услугами профессионала.

Вот и весь процесс сборки крана Пионер своими руками.

Технические характеристики

Изготовление и сборка строительного Крана Пионер имеет массу положительных моментов. Его установка на строительной площадке поможет вам сэкономить на количестве строителей. С ним вы сможете поднимать кровельные материалы, брус, рабочий инструмент и оборудование на необходимую высоту.

После сборки самодельного устройства можно ознакомиться с его техническими характеристиками:

• Грузоподъемность устройства может варьироваться в пределах 0,5–1 тонны. Здесь все зависит от материалов, используемых при сборке.
• Высота крана будет составлять 4 метра.
• Платформа может разворачиваться на 360 градусов.

В заключение стоит отметить, что затеяв строительство на приусадебном участке, в целях экономии постарайтесь собрать спецтехнику своими руками. Конечно же, на такие манипуляции вы потратите свое свободное время, зато сможете немало сэкономить. Даже большие строительные компании не всегда покупают спецтехнику. Они, как правило, прибегают к аренде агрегатов.

Многие люди интересуются, как изготовить конструкцию подъемного крана своими руками. Такое устройство может помочь при постройке дома, подсобных помещений, необходимых в хозяйстве, зернохранилища и склада для кормов.

Составление проекта

Для строительства дома необходим подъемный кран. Рассмотрим, как самостоятельно сделать конструкцию миниатюрного крана для подъема строительных грузов на высоту. Необходимо изготовить передвижное разборное устройство.

Сначала составляют и рассчитывают проект по изготовлению аппарата:

1. Основную часть конструкции представляет опорная рама. Ее устанавливают на колеса или стационарно.
2. На ходовую раму фиксируют узел вращения агрегата.
3. Стрела может поворачиваться благодаря созданию электрического или ручного управления.
4. Агрегат можно разбирать на части для удобства транспортировки.
5. Кран будет устойчивым благодаря созданию блока противовесов и стальных тросовых оттяжек.
6. Груз будет подниматься при помощи блока и лебедки.
7. Нужно собрать подъемный кран своими руками.

Чертежи

Чтобы сделать кран, прежде всего составляют схему проекта и чертежи основных узлов. Рассмотрим изготовление конструкции подъемного крана с ручным управлением. Можно было бы сделать аппарат на электричестве, дающем возможность передвигать груз при помощи устройства на длинном тросе, как это происходит в заводских конструкциях. Но тогда сложность изготовления узлов увеличивается, это повлечет удорожание готового изделия и увеличение времени на его создание. Поэтому остановимся на изготовлении ручной модели.

Сварка

Все соединения узлов и деталей выполняют при помощи сварки. Для этого нужен сварочный аппарат. Его можно взять на время работы над выполнением крана напрокат или купить в специализированном салоне.

Сборка конструкции

• канат;
• шайбы;
• уголки и швеллеры;
• трубу;
• болгарку;
• сварочный аппарат.

Раму следует выполнить из стального уголка 63х63х5 мм. Стрелу длиной 5 м выполняют из трубы, имеющей диаметр 55 мм. Чтобы усилить агрегат, применяют уголки размерами 30х30х3 мм.

Грузоподъемность такого самодельного крана будет около 150 кг. Если необходимо поднимать панели с большей массой, то надо увеличить кратность полиспастов, которые являются устройством для поднятия груза. Полиспаст изготавливают из блоков, соединяют их друг с другом тросом. Этот трос должен обматывать блоки по кругу. Полиспаст позволяет поднять панели, прилагая при этом меньшую силу, чем вес груза.

Полиспаст выигрывает в силе в 3-4 раза. При этом учитывают потери на трение, которые составляют 10%. Чем больше будет выигрыш в силе, тем меньше расстояние, на которое инструмент может перенести панели.

Подготовить и сделать все детали можно за 7-10 дней.

Еще 2 дня нужны на сборку механизма. Схема подъема выполнена в виде 2-кратного полиспаста. Узел поворота стрелы представляет собой 6-кратный полиспаст. Поворотную платформу изготавливают путем крепления 2 шайб. Ось заменяет болт на 30 мм.

Для уменьшения величины противовесов опорные ноги делают длиной 2 м. При радиусе поворота шайбы в 200 мм и расстоянии 2 м до противовеса в 100 кг на болт будет действовать нагрузка 1 т. Это учитывают при расчете конструкции инструмента. Выполняют расчет на устойчивость.

Принимают конструкцию за единую систему на одной опоре. Она является наименьшим расстоянием от оси вращения. На систему действуют: вес груза, противовеса и крана. Подъемный барабан создают из трубы сечением 100 мм. Его нельзя устанавливать близко к блокам. Его фиксируют ближе к шайбам.

Блоки изготавливают из 3 шайб. Они должны огибаться шнуром, диаметр блоков должен быть большим, чтобы канаты не вылетели из шайб. Блоки фиксируют без подшипников.

Нужен гибкий трос сечением 5 мм. Его рабочая нагрузка равна 150 кг, а разрывающая — 850 кг. Полиспаст функционирует по принципу рычага. Для полиспаста основным показателем является его кратность (отношение всех ветвей троса к отходящим от барабана).

Если у шнура 6 частей, то тянущая сила на барабане будет в 6 раз меньше веса груза. Если канат изготовлен для поднятия 100 кг груза, то свернутый в 6 раз, он поднимет груз весом 600 кг. Когда все системы будут готовы, нужно собрать их, согласно составленной схеме конструкции, учитывая все размеры и правила крепления узлов и деталей. После сборки нужно смазать все системы конструкции и отдельные ее детали лизолом.

Следуя всем вышеописанным указаниям, можно самостоятельно изготовить подъемный кран для строительства дома и каких-либо подсобных помещений, используемых в хозяйстве. Перед началом эксплуатации следует проверить работоспособность всех узлов созданной конструкции подъемного крана. Потом провести проверочное испытание оборудования на возможность подъема и перемещения грузов.

Грузоподъемные машины призваны помочь человеку поднять что-либо тяжелое на высоту. В основе большинства подъемных механизмов лежит простая система блоков – полиспаст. Он был знаком еще Архимеду, но сейчас об этом гениальном изобретении многие не знают. Вспоминая курс физики, выясните, как работает такой механизм, его строение и область применения. Разобравшись в классификации, можно приступать к расчету. Чтобы все получилось – вашему вниманию инструкция по конструированию простой модели.

Система блоков – теория

Изобретение полиспаста дало огромный толчок развитию цивилизаций. Система блоков помогла построить огромные сооружения, многие из которых сохранились по сей день и вызывают недоумение у современных строителей. Также совершенствовалось судостроение, люди смогли путешествовать на огромные расстояния. Пора разобраться, что это такое – полиспаст и выяснить, где можно найти ему применение сегодня.

Простота и эффективность механизма

Строение грузоподъемного механизма

Классический полиспаст представляет собой механизм, который состоит из двух основных элементов: шкив; гибкая связь

Простейшая схема: 1 – подвижный блок, 2 – неподвижный, 3– канат

Шкив – это металлическое колесо, которое по внешнему краю имеет специальный желоб для троса. В качестве гибкой связи может применяться обычный трос или канат. Если груз будет достаточно тяжелый, используют тросы из синтетических волокон или стальные канаты и даже цепи. Для того чтобы шкив вращался легко, без скачков и заедания, используют роликовые подшипники. Все элементы, которые движутся, смазывают.

Один шкив называют блоком. Полиспаст – это система блоков для подъема грузов. Блоки в составе подъемного механизма могут быть неподвижными (жестко закрепленными) и подвижными (когда ось в процессе работы меняет положение). Одна часть полиспаста крепится к неподвижной опоре, другая – к грузу. Подвижные ролики располагаются на стороне груза.

Неподвижный блок

Роль неподвижного блока – изменение направления движения каната и действия прикладываемой силы. Роль подвижных – получение выигрыша в силе.

Подвижный блок

Принцип работы – в чем секрет

Принцип работы полиспаста подобен рычагу: усилие, которое необходимо приложить, становится меньше в несколько раз, при этом работа выполняется в том же объеме. Роль рычага играет трос. В работе полиспаста важен выигрыш в силе, поэтому возникающий проигрыш в расстоянии не принимается во внимание.

В зависимости от конструкции полиспаста, выигрыш в силе может быть разным. Простейший механизм из двух шкивов дает примерно двукратный выигрыш, из трех – трехкратный и так далее. По тому же принципу рассчитывается и увеличение расстояния. Для работы простого полиспаста нужен трос в два раза длиннее высоты подъема, а если используют комплекс из четырех блоков – то и длина троса увеличивается прямо пропорционально в четыре раза.

Принцип работы системы блоков

В каких областях применяется система блоков

Полиспаст – верный помощник на складе, на производстве, в транспортной сфере. Его используют везде, где нужно применять силу для перемещения всевозможных грузов. Система широко применяется в строительстве.

Несмотря на то что большую часть тяжелой работы выполняет строительная техника (подъемный кран), полиспасту нашлось место в конструкции грузозахватных механизмов. Система блоков (полиспаст) является составляющей таких подъемных механизмов, как лебедка, таль, строительная техника (краны разных типов, бульдозер, экскаватор).

Помимо строительной отрасли, полиспасты получили широкое применение в организации спасательных работ. Принцип работы остается прежним, но конструкция немного видоизменяется. Спасательное оборудование изготавливается из прочного троса, используются карабины. Для устройств такого назначения важно, чтобы вся система быстро собиралась и не требовала дополнительных механизмов.

Полиспаст в составе крюка подъемного крана

Классификация моделей по разным характеристикам

Существует множество исполнений одной задумки – системы блоков, объединенных канатом. Их дифференцируют в зависимости от способа применения и конструктивных особенностей. Познакомьтесь с разными типами подъемников, выясните, в чем заключается их назначение и чем отличается устройство.

Классификация в зависимости от сложности механизма

В зависимости от сложности механизма выделяют простые; сложные; комплексные полиспасты.

Пример четных моделей

Простой полиспаст представляет собой систему последовательно соединенных роликов. Все подвижные и неподвижные блоки, а также сам груз объединяются одним тросом. Дифференцируют четные и нечетные простые полиспасты.

Четными называют те грузоподъемные механизмы, чей конец троса крепится к неподвижной опоре – станции. Все комбинации в таком случае будут считаться четными. А если конец веревки прикреплен непосредственно к грузу или месту прикладывания усилия, эта конструкция и все производные от нее будут называться нечетными.

Схема нечетного полиспаста

Сложный полиспаст можно называть системой полиспастов. В этом случае последовательно соединяются не отдельные блоки, а целые комбинации, которые вполне могут использоваться сами по себе. Грубо говоря, в этом случае один механизм приводит в движение другой подобный.

Объединение двукратного и шестикратного простого полиспаста дает сложный шестикратный вариант

Комплексный полиспаст не относится ни к одному, ни к другому виду. Его отличительная черта – ролики, движущиеся навстречу грузу. В состав комплексной модели могут входить как простые, так и сложные полиспасты.

Классификация по назначению подъемника

В зависимости от того, что хотят получить при использовании полиспаста, их подразделяют на:

А – силовой вариант, Б — скоростной

Силовой вариант используется чаще. Как следует из названия, его задача – обеспечить выигрыш в силе. Так как для значительного выигрыша нужны столь же значительные потери в расстоянии, неизбежны и потери в скорости. К примеру, для системы 4:1 при поднятии груза на один метр нужно натянуть 4 метра троса, что замедляет работу.

Скоростной полиспаст по своему принципу представляет собой обратную силовому конструкцию. Он не дает выигрыша в силе, его цель – скорость. Применяется для ускорения работы в ущерб прикладываемому усилию.

Кратность – основная характеристика.

Основной показатель, на который обращают внимание при организации подъема грузов –кратность полиспаста. Этот параметр условно обозначает, во сколько раз механизм позволяет выиграть в силе. Фактически, кратность показывает, на сколько ветвей каната распределен вес груза.

Кинематическая кратность

Кратность подразделяют на кинематическую (равную количеству перегибов каната) и силовую, которая рассчитывается с учетом преодоления тросом силы трения и неидеальным КПД роликов. В справочниках приведены таблицы, которые отображают зависимость силовой кратности от кинематической при разных КПД блоков.

Как видно из таблицы, силовая кратность существенно отличается от кинематической. При низком КПД ролика (94%) фактический выигрыш в силе полиспаста 7:1 будет меньше выигрыша шестикратного полиспаста с КПД блоков 96%.

Схемы полиспастов разной кратности

Как производить расчеты для полиспаста

Несмотря на то что теоретически конструкция полиспаста предельно простая, на практике не всегда ясно, как поднять груз с помощью блоков. Как понять, какая кратность понадобится, как выяснить КПД подъемника и каждого блока в отдельности. Для того чтобы найти ответы на эти вопросы, нужно выполнить расчеты.

Расчет отдельного блока

Расчет полиспаста нужно выполнять из-за того, что условия работы далеки от идеальных. На механизм действуют силы трения в результате движения троса по шкиву, в результате вращения самого ролика, какие бы подшипники ни применялись.

Кроме того, на стройплощадке и в составе строительной техники редко применяется гибкая и податливая веревка. Стальной канат или цепь обладают гораздо большей жесткостью. Так как для сгибания такого троса при набегании на блок требуется дополнительное усилие, его тоже нужно обязательно учитывать.

Для расчета выводят уравнение моментов для шкива относительно оси:

SсбегR = SнабегR + q SнабегR + Nfr (1)

В формуле 1 показаны моменты таких сил:

– Sсбег – усилие со стороны сбегающего каната;

– Sнабег – усилие со стороны набегающего каната;

– q Sнабег – усилие, для сгибания/разгибания каната с учетом его жесткости q;

– Nf – сила трения в блоке, с учетом коэффициента трения f.

Для определения момента все силы умножаются на плечо – радиус блока R или радиус втулки r.

Сила набегающего и сбегающего троса возникает в результате взаимодействия и трения нитей каната. Поскольку сила для сгибания/разгибания троса существенно меньше остальных, вычисляя воздействие на ось блока, этим значением часто пренебрегают:

N = 2 Sнабег×sinα (2)

В этом уравнении:

– N – воздействие на ось шкива;

– Sнабег – усилие со стороны набегающего каната (принимается примерно равным Sсбег;

– α – угол отклонения от оси.

Блок полиспаста

Расчет полезного действия блока

Как известно, КПД – коэффициент полезного действия, то есть насколько результативна была выполненная работа. Его рассчитывают, как отношение выполненной и затраченной работ. В случае с блоком полиспаста применяется формула:

ηб = Sнабег/ Sсбег = 1/(1 + q + 2fsinα×d/D) (3)

– 3 ηб – КПД блока;

– d и D – соответственно, диаметр втулки и самого шкива;

– q – коэффициент жесткости гибкой связи (каната); f – коэффициент трения;

– α – угол отклонения от оси.

Из этой формулы видно, что на КПД влияет строение блока (посредством коэффициента f), его размер (через отношение d/D) и материал каната (коэф. q). Максимальное значение КПД можно получить, используя втулки из бронзы и подшипники качения (до 98%). Подшипники скольжения дадут до 96% коэффициент полезного действия.

На схеме изображены все силы S на разных ветвях каната

Как высчитать КПД всей системы

Подъемный механизм состоит из нескольких блоков. Суммарный КПД полиспаста не равен арифметической сумме всех отдельных составляющих. Для вычисления используют куда более сложную формулу, а точнее – систему уравнений, где все силы выражаются через значение первичной S0 и КПД механизма:

КПД полиспаста при разной кратности

Поскольку значение КПД всегда меньше 1, с каждым новым блоком и уравнением в системе значение Sn будет стремительно уменьшаться. Суммарный КПД полиспаста будет зависеть не только от ηб, но и от количества этих блоков – кратности системы. По таблице можно найти ηп для систем с разным количеством блоков при разных значениях КПД каждого.

Как сделать подъемник своими руками

В строительстве во время проведения монтажных работ далеко не всегда есть возможность подогнать подъемный кран. Тогда возникает вопрос, как поднять груз веревкой. И здесь находит свое применение простой полиспаст. Для его изготовления и полноценной работы нужно сделать расчеты, чертежи, правильно подобрать веревку и блоки.

Разные схемы простых и сложных подъемников

Подготовка базы – схема и чертеж

Прежде чем приступать к сооружению полиспаста своими руками, нужно внимательно изучить чертежи и подобрать подходящую для себя схему. Опираться следует на то, как вам будет удобнее разместить конструкцию, какие блоки и трос имеются.

Случается, что грузоподъемности блоков полиспаста недостаточно, а сооружать сложный многократный подъемный механизм нет времени и возможности. Тогда применяют сдвоенные полиспасты, представляющие собой комбинацию из двух одинарных. Этим устройством также можно поднимать груз таким образом, чтобы он двигался строго вертикально, без перекосов.

Чертежи сдвоенной модели в разных вариациях

Как подобрать веревку и блок

Важнейшую роль в построении полиспаста своими руками играет веревка. Важно, чтобы она не растягивалась. Такие канаты называют статическими. Растяжение и деформация гибкой связи дает серьезные потери эффективности работы. Для самодельного механизма подойдет синтетический трос, толщина зависит от веса груза.

Материал и качество блоков – показатели, которые обеспечат самодельным подъемным устройствам расчетную грузоподъемность. В зависимости от подшипников, которые установлены в блоке, меняется его КПД и это уже учтено в расчетах.

Но как поднять груз на высоту своими руками и не уронить его? Чтобы обезопасить груз от возможного обратного хода, можно установить специальный фиксирующий блок, который позволяет веревке двигаться только в одном – нужном направлении.

Ролик, по которому движется канат

Пошаговая инструкция для подъема груза через блок

Когда веревка и блоки готовы, схема выбрана, а расчет произведен, можно приступать к сборке. Для простого двукратного полиспаста понадобятся:

– обойма для блока – 2 шт.;

– веревка; крюк для подвеса груза;

– стропы – если они нужны для монтажа.

Для быстрого соединения используют карабины

Пошагово подъем груза на высоту осуществляется так:

1. Соединяют ролики, втулку и подшипники. Объединяют все это в обойму. Получают блок.

2. Веревку запускают в первый блок;

3. Обойма с этим блоком жестко крепится к неподвижной опоре (железобетонная балка, столб, стена, специально смонтированный вынос и пр.);

4. Затем конец веревки пропускают через второй блок (подвижный).

5. К обойме крепят крюк.

6. Свободный конец веревки фиксируют.

7. Стропят поднимаемый груз и соединяют его с полиспастом.

Самодельный подъемный механизм готов к использованию и обеспечит двойной выигрыш в силе. Теперь, чтобы поднять груз на высоту, достаточно потянуть за конец веревки. Огибая оба ролика, веревка поднимет груз без особых усилий.

Можно ли объединить полиспаст и лебедку

Если к самодельному механизму, который вы построите по этой инструкции, присоединить электрическую лебедку, получится самый настоящий подъемный кран, выполненный своими руками. Теперь для подъема груза не придется напрягаться совсем, лебедка все сделает за вас.

Даже ручная лебедка сделает подъем груза комфортнее – не нужно стирать руки о канат и переживать, чтобы веревка не выскользнула из рук. В любом случае, крутить ручку лебедки куда проще.

Полиспаст для лебедки

В принципе, даже вне стройплощадки умение в походных условиях с минимумом инструментов и материалов соорудить элементарный полиспаст для лебедки – очень полезный навык. Особенно оценят его автомобилисты, которым посчастливилось застрять на машине где-нибудь в непроходимом месте. Сделанный на скорую руку полиспаст значительно увеличит производительность лебедки.

Переоценить значение полиспаста в развитии современного строительства и машиностроения сложно. Понимать принцип действия и визуально представлять себе его конструкцию должен каждый. Теперь вам не страшны ситуации, когда нужно поднять груз, а специальной техники нет. Несколько шкивов, веревка и смекалка позволят обойтись без привлечения крана.