Лабораторная работа: Свойства полиспастов

Следовательно , и скорость подъема груза Q будет в два раза больше скорости подъема силой P самого груза блока.

Без учета вредных сопротивлений в блоке P= 2Q

С учетом всех сопротивлений : S=kQ; P=S+Q=k Q+Q=Q(k+1);

(5)

Если соединить по определенной схеме несколько подвижных и неподвижных блоков, закрепленных в обоймах, огибаемых гибким элементом (канатом, цепью), то такое устройство называется полиспастом.

Полиспасты могут быть самостоятельными грузоподъемными устройствами (рис.4) или входить составным элементом в грузоподъемные машины.

Так же как подвижные блоки, полиспасты делят на используемые для выигрыша в силе и для выигрыша в скорости. Первые нашли широкое применение в практике монтажных и строительных работ при подъеме и передвижении различных грузов, вторые применяются значительно реже и главным образом в гидравлических и пневматических подъемниках.

В зависимости от принятых схем расположения блоков и огибания их гибким элементом различаются полиспасты: кратные, потенциальные и сложные. В нашем изложении ограничимся рассмотрением кратных полиспастов.

Кратностью полиспастов (обозначаемой числом m) называется число ветвей гибкого элемента полиспаста, на которые распределяется вес поднимаемого груза.

В кратных полиспастах (рис.5,а), где составляющие их блоки смонтированы в двух обоймах – неподвижной 1, и подвижной 2, а гибкий элемент, прикрепленный к обойме 1, последовательно огибает блоки, можно определить отношение скорости движения свободного конца гибкого элемента к скорости подъема подвижной обоймы 2 с грузом по формуле:

V = mv,

Где: V - скорость свободного конца гибкого элемента.

V – скорость подъема груза.

Одновременно зависимость между путями, пройденными за единицу времени свободным концом гибкого элемента, и поднимаемым грузом (рис.5,а) будет:

H = mh

Числом m, но в обратной зависимости определяется в кратных полиспастах отношение между весом поднимаемого груза Q и натяжением свободного конца гибкого элемента – тягового усилия P;

В кратных полиспастах, используемых для выигрыша в силе, поднимаемый груз подвешивается к подвижной обойме, а тяговое усилие прикладывается к свободной ветви гибкого элемента, сбегающего с последнего неподвижного блока (рис.5,а) или с последнего подвижного блока (рис.5,б).

Расчет натяжения гибких элементов в полиспастах, исходит из следующих положений: груз Q, в величину которого входит и вес подвижной обоймы с блоками, а также и грузозахватные детали в рассматриваемом нами случае (рис.5,а), подвешен на 4 ветвях гибкого элемента. Пренебрегая жесткостью каната и сопротивлением трения, можно было бы написать, что натяжение каждой ветви:

В действительности же эти натяжения, как упоминалось ранее, не могут быть одинаковыми, причем наименьшее натяжение S будет ближайшим к точке закрепления гибкого элемента, а для остальных его ветвей натяжения будут соответственно равны:

; и

Независимо от количества ветвей гибкого элемента, на которых подвешен груз Q сумма натяжения ветвей (обозначенных через S S S S ) должна быть равна Q. Руководствуясь этим положением и представляя все ветви гибкого элемента перерезанными, составим уравнение равновесия для первой группы полиспастов (рис.5,а), когда свободная ветвь гибкого элемента сбегает с неподвижного блока:

В этом уравнении выражение в скобках является геометрической прогрессией. Суммируя это выражение получают:

Тогда минимальное натяжение в ветви полиспаста:

Путь, проходимый силой P при подъеме груза Q на высоту h, определяется равенством : H = mh