Подыскивал интересный практический материал о вытаскивании застрявшей техники и наткнулся на просторах интернета на старую советскую книгу "Руководство по эвакуации танков с поля боя" ВОЕНИЗДАТ НКО СССР 1942 год
В ней очень простым и доступным языком изложено применение полиспастов для извлечения застрявшей техники из грязи, включая примеры расчетов необходимого усилия, причем исходя из практики, полученной уже во время войны. Зная ценность каждого танка в бою, считаю что к написанию книги в 1942 году отнеслись с должной долей внимания. Нам остается только подставлять значения массы нашего авто, усилия лебедки и благодарить дедов за обобщение и систематизацию полученного практического опыта по вытаскиванию застрявшей бронетехники.
СПОСОБЫ ВЫТАСКИВАНИЯ ЗАСТРЯВШИХ ТАНКОВ С ПОМОЩЬЮ ПОЛИСПАСТОВ
(Способы, требующие применения больших тяговых усилий)
Для вытаскивания тяжело застрявших танков в большинстве случаев необходимо приложить большие тяговые усилия, превышающие вес самого танка в 2,5—3,5 раза. Имеющиеся в войсковых частях тракторы и тягачи в таких случаях не в состоянии без вспомогательных устройств создать необходимые по величине тяговые усилия для вытаскивания. Поэтому для вытаскивания тяжело застрявших танков приходится применять полиспасты.
Применение и устройство полиспастов
Полиспаст представляет собой механизм, предназначенный для подъема и передвижения тяжестей, состоящий из тягового приспособления, системы блоков и троса. Увеличение усилий в полиспасте происходит за счет уменьшения скорости движения передвигаемого предмета по сравнению со скоростью выбирания троса тяговым приспособлением (лебедкой или буксирным крюком движущегося трактора). Выигрыш в силе полиспаста обратно пропорционален изменению скорости. Для вытаскивания танков применяются простые полиспасты (рис. 5) и прогрессивные (рис. 6).
Получаемые при помощи простого полиспаста результативные увеличенные усилия, приложенные к крюкам вытаскиваемого танка, определяются следующей формулой: S=PnK, где:
S — результативные увеличенные усилия, приложенные к крюкам вытаскиваемого танка;
Р — начальное тяговое усилие, развиваемое лебедкой или трактором;
n — число ветвей троса полиспаста;
К — максимальный коэффициент потерь усилий за счет сопротивления в блоках и на изгибе (при 3—12 блоках в полиспасте), равный 0,8.
Пример 1. Требуется вытащить танк.
Необходимое тяговое усилие для извлечения танка (установленное при данном виде застревания) — 35 т. На месте есть тяговое приспособление (лебедка или трактор ЧТЗ-60 или 65) с тяговым усилием Р = 5 т. Определим необходимое количество ветвей в полиспасте, пользуясь формулой S = РnК. Для этого подставим в нее вместо буквенных обозначений цифровые величины, а именно: S = 35 т; Р = 5 т; К = 0,8, и в результате получим следующее выражение: 35 = 5 • n • 0,8, откуда n
9, т. е. количество ветвей в полиспасте будет равно девяти. Количество однороликовых блоков, необходимое для полиспаста (m), определяется по числу ветвей троса (n), уменьшенному на единицу, т. е. т = n — 1; в данном случае т = 9 — 1=8.
При применении двухроликовых блоков количество их уменьшается вдвое, т. е. в данном случае потребуется только четыре блока, что и показано на рис. 5. При применении трехроликовых блоков количество их соответственно уменьшается втрое. Если необходимо создать большие тяговые усилия, число ветвей троса и блоков в полиспасте следует соответственно увеличивать. Прогрессивный полиспаст (рис. 6) состоит из двух или нескольких простых полиспастов Прогрессивный полиспаст используют для создания тяговых усилий свыше 50 т для уменьшения количества блоков и троса в полиспасте и если на месте есть лишь маломощные тяговые приспособления (ручные лебедки до 5 т или тракторы ЧТЗ-60 или 65). Получаемые при помощи прогрессивного полиспаста результативные увеличенные тяговые усилия, приложенные к крюкам вытаскиваемого танка, определяются по формуле S=2mPnK, где:
S — результативные увеличенные усилия, приложенные к крюкам вытаскиваемого танка;
m — число прогрессивных блоков. Под прогрессивным блоком понимается дополнительно вводимый в систему простой полиспаст, состоящий из одного блока;
Р — начальное тяговое усилие, развиваемое лебедкой или трактором;
n — число ветвей троса полиспаста;
К — максимальный коэффициент потерь, равный 0,8.
Пример 2. Необходимо вытащить тяжело застрявший танк.
Необходимое для извлечения тяжело застрявшего танка тяговое усилие (установленное при данном) виде застревания) равно 140 т. На месте имеется тяговое приспособление (лебедка, трактор ЧТЗ-60 или 65) с тяговым усилием P = 5 т. Задаемся количеством ветвей троса в основном простом полиспасте, равным 9 штукам. Подставляя численные выражения в формулу: S = 2mPnK, а именно P = 5; n = 9; К = 0,8, получаем: 140 = 2m • 5 • 9 • 0,8, откуда определяем величину т
2, т. е. находим число прогрессивных блоков, равное двум.
Анкерные устройства для крепления неподвижных блоков и лебедок обычно представляют собой закопанные в землю деревянные столбы (рис. 13).
Анкерный столб представляет собой бревно диаметром не менее 30 см или несколько бревен меньшего диаметра. Глубина (h) закапывания анкерного столба зимой 2,0 м, летом 2,5 м. Ширина анкерного колодца 1-1,2 м. Высота анкерного столба над уровнем грунта 0,6-0,8 м. Колодец после установки анкерного столба летом засыпают грунтом с камнями с проливкой и трамбованием слоями, а зимой грунтом с проливкой и промораживанием слоями. Изображенный на рис. 13 анкерный столб, установленный в зимних условиях с промораживанием грунта, выдерживает нагрузку (тяговое усилие) до 50 т, в летнее время — 10 т. В летнее время для увеличения опорного сопротивления рекомендуется соединять анкеры в сплошную анкерную стенку, ставя столбы через 1,5-2 м и укладывая деревянные прокладки из трех рядов бревен. В отдельных случаях вместо анкеров могут быть использованы находящиеся вблизи деревья, сваи, валуны, а также и тяжелые танки.
Порядок выбора требуемой схемы полиспаста (определение необходимого числа ветвей троса и блоков) в зависимости от типа танка и условий его застревания
1. Для того чтобы выбрать требуемую схему полиспаста, надо установить категорию застревания танка, которая определяется по нижеследующим признакам (табл. 2).
2. В зависимости от типа танка и установленной категории застревания определяется требуемое тяговое усилие для вытаскивания танка (табл. 3).
Примерные тяговые усилия (в тоннах), требуемые для вытаскивания танков (взяты из практики эвакуации танков с поля боя на Западном фронте).
Вышеприведенные в табл. 3 примерные тяговые усилия, требуемые для вытаскивания танков, предусматривают, что при вытаскивании машин полиспастами предварительно проведены следующие подготовительные работы:
а) сколоты лед и мерзлый грунт вокруг танка;
б) путь перемещения танка очищен от валунов, пней, свай и т. д.;
в) уклоны на пути перемещения танка уменьшены путем устройства более пологих выходов;
г) танк вывешен домкратами (при большом крене или опрокидывании на башню).
Приведенные тяговые усилия в основном рассчитаны на случаи тяжелого застревания танков, без учета возможной работы мотора и исправности ходовой части. При проведении соответствующих подготовительных саперных работ и использовании собственной мощности мотора тяговые усилия, необходимые для вытаскивания танка, могут быть соответственно уменьшены.
3. Для получения указанных в табл. 3 тяговых усилий, необходимых для вытаскивания застрявших танков, рекомендуются нижеследующие типовые схемы полиспастов (рис. 14—19). В каждом отдельном случае по требующемуся для вытаскивания танка тяговому усилию (определяемому по табл. 3) подбирается одна из шести приведенных на рис. 14—19 схем полиспаста.
Пример 3. Средний танк зимой провалился в большой водоем; его ходовая часть и моторная группа покрылись льдом, гусеницы не вращаются. Для вытаскивания этого танка 5-тонной лебедкой необходимо установить требуемую схему полиспаста (определить число блоков, количество ветвей тросов и анкеров). По табл. 2 определяем характер застревания танка, относимый в данном случае к IV категории. В зависимости же от категории застревания и типа танка определяем по табл. 3 необходимое тяговое усилие, равное в данном случае 140 т. По величине тягового усилия из рекомендуемых схем полиспаста при 5-тонной ручной лебедке выбираем схему № 5 (рис. 18), т. е. выбираем прогрессивный полиспаст, состоящий из простого полиспаста и двух прогрессивных блоков.
Полиспаст — это грузоподъёмное устройство, состоящее из нескольких подвижных и неподвижных блоков огибаемых веревкой, канатом или тросом, позволяющее поднимать грузы с усилием в несколько раз меньшим, чем вес поднимаемого груза.
Любой полиспаст дает определенный выигрыш в усилии для поднятия груза. В любой подвижной системе состоящей из веревки и блоков неизбежны потери на трение. В этой части для облегчения расчетов неизбежные потери на трение не учитываются и за основу берется Теоретически Возможный Выигрыш в Усилии или сокращенно ТВ теоретический выигрыш).
Примечание: разумеется, в реальной работе с полиспастами трением пренебречь невозможно. Подробнее об этом и об основных способах снижения потерь на трение будет сказано в следующей части «Практические советы по работе с полиспастами»
Содержание
Основы построения полиспастов
Если закрепить веревку (трос) на грузе, перекинуть её через блок, закрепленный на станции (далее стационарный или неподвижный блок) и потянуть вниз, то для поднятия груза необходимо приложить усилие равное массе груза. Выигрыша в усилии нет Для того чтобы поднять груз на 1 метр необходимо протянуть через блок 1 метр веревки.
Это так называемая схема 1:1
Веревка (трос) закреплена на станции и пропущена через блок на грузе. При такой схеме для поднятия груза необходимо усилие в 2 раза меньше чем его масса. Выигрыш в усилии 2:1. Ролик движется вместе с грузом вверх. Для того чтобы поднять груз на 1 метр необходимо протянуть через ролик 2 метра веревки.
Это схема самого простого полиспаста 2:1
Рисунки №№ 1 и 2 иллюстрируют следующие Основные Правила Полиспастов:
Выигрыш в усилии дают только ДВИЖУЩИЕСЯ ролики, закрепленные непосредственно на грузе или на веревке идущей от груза. СТАЦИОНАРНЫЕ ролики служат лишь для изменения направления движения веревки и ВЫИГРЫША В УСИЛИИ НЕ ДАЮТ.
Во сколько раз выигрываем в усилии – во столько же раз проигрываем в расстоянии. Например: если в показанном на рис. 2 полиспасте 2:1 на каждый метр подъема груза вверх надо протянуть через систему 2 метра веревки, то в полиспасте 6:1 – соответственно 6 метров. Практический вывод – чем «сильнее» полиспаст – тем медленнее поднимается груз.
Продолжая добавлять стационарные ролики на станцию и подвижные ролики на груз, мы получим так называемые простые полиспасты разных усилий:
Примеры простых полиспастов Рис. 3, 4.
Расчет теоретического выигрыша в усилии в простых полиспастах. Здесь все достаточно просто и наглядно.
Если необходимо определить ТВ уже готового полиспаста, То нужно посчитать количество прядей веревки, идущих от груза вверх. Если подвижные ролики закреплены не на самом грузе, а на веревке, идущей от груза (как на рис. 6) – то пряди считаются от точки закрепления роликов. Рисунки 5, 6.
Полужирное начертание
Расчет ТВ при сборке простого полиспаста
В простых полиспастах, каждый подвижный ролик (закрепленный на грузе), добавленный в систему добавочно дает двукратный ТВ. Добавочное усилие СКЛАДЫВАЕТСЯ с предыдущим.
Пример: если мы начали с полиспаста 2:1, то, добавив еще один подвижный ролик, мы получим 2:1 + 2:1 = 4:1; Добавив еще один ролик – получим 2:1 + 2:1+2:1= 6:1 и т.д.
В зависимости от того, где закреплен конец грузовой веревки (на станции или на грузе) простые полиспасты подразделяются на четные и нечетные.
Если конец веревки закреплен на станции, то все последующие полиспасты будут ЧЕТНЫЕ: 2:1, 4:1, 6:1 и т.д. Рисунок 7.
Если конец грузовой веревки закреплен на грузе, то будут получаться НЕЧЕТНЫЕ полиспасты: 3:1, 5:1 и т.д. Рисунок 8.
Кроме простых полиспастов в спасательных работах также широко применяются так называемые СЛОЖНЫЕ ПОЛИСПАСТЫ.
Сложный полиспаст
Сложный полиспаст – это система, в которой один простой полиспаст, тянет за другой простой полиспаст. Таким образом могут быть соединены 2, 3 и более полиспастов.
На Рисунке 9 приведены конструкции наиболее употребительных в спасательной практике сложных полиспастов.
Правило №4. Расчет ТВ сложного полиспаста.
Для расчета теоретического выигрыша в усилии при использовании сложного полиспаста необходимо умножить значения простых полиспастов, из которых он состоит. Пример на рис. 10. 2:1 тянет за 3:1=6:1. Пример на рис. 11. 3:1 тянет за 3:1= 9:1.
Расчет усилия каждого из простых полиспастов, входящих в состав сложного производиться по правилу простых полиспастов. Количества прядей считается от точки крепления полиспаста к грузу или грузовой веревки, выходящей из другого полиспаста. Примеры на рис. 10 и 11.
На рисунке 9 показаны практически все основные виды полиспастов, используемые в спасательных работах. Как показывает практика в большинстве случае этих конструкций вполне достаточно для выполнения любых задач. Далее в тексте будут показаны еще несколько вариантов.
Разумеется, существуют и другие, более сложные, системы полиспастов. Но они редко применяются спасательной практике и в данной статье не рассматриваются.
Все показанные выше конструкции полиспастов можно очень легко разучить в домашних условиях, подвесив какой-то груз, скажем, на турнике. Для этого вполне достаточно иметь отрезок веревки или репшнура, несколько карабинов (с роликами или без) и схватывающих (зажимов). Очень рекомендую всем тем, кто собирается работать с настоящими полиспастами. На своем опыте и опыте моих учеников знаю, что после такой отработки гораздо меньше ошибок и путаницы в реальных условиях.
Комплексные полиспасты
Комплексные полиспасты не являются ни простыми, ни сложными – это отдельный вид.
Отличительная особенность комплексных полиспастов – наличие в системе роликов движущихся навстречу грузу. В этом заключается главное преимущество комплексных полиспастов в тех случаях, когда станция расположена выше спасателей и надо тянуть полиспаст вниз.
На Рис 12. приведены две схемы комплексных полиспастов, применяемых в спасработах. Существуют и другие схемы, но они не находят применения в спасательной практике и в данной статье не рассматриваются.
Полиспаст — система подвижных и неподвижных блоков, соединенных гибкой связью (канаты, цепи) используемая для увеличения силы или скорости подъема грузов. Используется полиспаст в случаях, если необходимо прилагая минимальные усилия поднять или переместить тяжелый груз, обеспечить натяжение и т.п. Простейших полиспаст состоит всего из одного блока и каната, при этом позволяет в два раза снизить тяговое усилие, необходимое для подъема груза.
Обычно в грузоподъемных механизмах применяют силовые полиспасты, позволяющие уменьшить натяжение каната, момент от веса груза на барабане и передаточное число механизма (тали, лебедки). Скоростные полиспасты, позволяющие получить выигрыш в скорости перемещения груза при малых скоростях приводного элемента. Они применяются значительно реже и используются в гидравлических или пневматических подъемниках, погрузчиках, механизмах выдвижения телескопических стрел кранов.
Основной характеристикой полиспаста является кратность. Это отношение числа ветвей гибкого органа, на котором подвешен груз, к числу ветвей наматываемых на барабан (для силовых полиспастов), либо отношение скорости ведущего конца гибкого органа к ведомому (для скоростных полиспастов). Условно говоря, кратность это теоретически рассчитанный коэффициент выигрыша в силе или скорости при использовании полиспаста. Изменение кратности полиспаста происходит путем введения или удаления из системы дополнительных блоков, при этом конец каната при четной кратности крепится на неподвижном элементе конструкции, а при нечетной кратности — на крюковой обойме.
В зависимости от количества ветвей каната, закрепленных на барабане грузоподъемного механизма, можно выделить одинарные (простые) и сдвоенные полиспасты. В одинарных полиспастах, при наматывании или сматывании гибкого элемента вследствие его перемещения вдоль оси барабана, создается нежелательное изменение нагрузки на опоры барабана. Также в случае отсутствия в системе свободных блоков (канат с блока крюковой подвески непосредственно переходит на барабан) происходит перемещение груза не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости.
Для обеспечения строго вертикального подъема груза применяют сдвоенные полиспасты, (состоящие из двух одинарных), в этом случае на барабане закрепляются оба конца каната. Для обеспечения нормального положения крюковой подвески при неравномерной вытяжке гибкого элемента обоих полиспастов применяют балансир или уравнительные блоки. Такие полиспасты применяют в основном в мостовых и козловых кранах, а также в тяжелых башенных кранах для того, чтобы можно было использовать две стандартные грузовые лебедки вместо одной крупногабаритной большой мощности, а также для получения двух или трех скоростей подъема груза.
В силовых полиспастах при увеличении кратности можно использовать канаты уменьшенного диаметра, и как следствие уменьшить диаметр барабана и блоков, снизить массу и габариты системы в целом. Увеличение кратности позволяет снизить передаточное число редуктора, но одновременно требует большей длины каната и канатоемкости барабана.
Скоростные полиспасты отличаются от силовых тем, что в них рабочая сила, обычно развиваемая гидравлическим или пневматическим цилиндром, прикладывается к подвижной обойме, а груз подвешивается к свободному концу каната или цепи. Выигрыш в скорости при использовании такого полиспаста получается в результате увеличения высоты подъёма груза.
При использовании полиспастов следует учитывать, что используемые в системе элементы не являются абсолютно гибкими телами, а имеют определенную жесткость, поэтому набегающая ветвь не сразу ложится в ручей блока, а сбегающая ветвь не сразу выпрямляется. Это наиболее заметно при использовании стальных канатов.