Приспособление для поднятия груза на 2 этаж. Подъем грузов без спецтехники – как рассчитать и сделать полиспаст своими руками

Кровать с подъемным механизмом является оптимальным вариантом для малогабаритных квартир, которая позволяет решить сразу несколько проблем, связанных с благоустройством комнаты. Практичность, надежность и многофункциональность являются основными ее достоинствами. Она может выступать не только в роли спального места, но и выполнять функции комода, для хранения разных вещей и принадлежностей. Изготовить кровать с подъемным механизмом своими руками не так сложно, как может показаться на первый взгляд. При выполнении всех требований, рекомендаций специалистов, кровать получится не хуже заводской. Для того чтобы разобраться как это сделать, необходимо весь процесс разделить на несколько этапов, каждый из которых требует особого внимания.

Особенности таких моделей

Кровати с подъемным устройством имеют ряд особенностей, которые необходимо учитывать при изготовлении ее своими руками:

габариты кровати, которые главным образом влияют на прочность подъемного устройства. Чем больше кровать, тем больший вес будет ложиться на механизм. Согласно стандартам размер кровати составляет 2 метра в длину, ширина односпального места - 0,9 м, двуспального - 2 м;
кровати с подъемным устройством могут быть одно и двуспальными;
крепление механизма может быть горизонтальное или вертикальное;
высота кровати влияет на вместительность короба. Если изделие планируется делать на ножках, то короб будет значительно мельче, чем у кровати без них. У изделия без ножек есть еще один немаловажный плюс, это отсутствие под ним пыли;
сборка изделия своими руками требует последовательного, ответственного выполнения всех ее этапов, это чертежи, подготовка материалов, изготовление отдельных частей кровати, их сборка. В среднем на изготовление кровати уйдет 1–2 месяца, при условии одновременного выполнения других повседневных обязанностей;
выбор материала должен производиться не только из личных предпочтений, но и в зависимости от дизайна комнаты, в которой планируется установка изделия.

Кровать со стальным каркасом Схема каркаса кровати с подъемным механизмом Схема конструкции кровати с подъемным механизмом

Схема сборки кровати

Материалы и инструменты

Любой строительный процесс или изготовление мебели своими руками начинается с составления чертежа, а также подготовки необходимых инструментов и материалов. Выбор материала начинается с основы короба. Самым распространенным и недорогим материалом для изготовления любой мебели являются листы ДСП. Но другие материалы, такие как ОСП, стружечные плиты и другие также можно использовать, все зависит от предпочтений владельца, финансовых возможностей. Далее, подготавливается обивочный материал, выбор которого происходит исключительно из личных предпочтений и дизайна помещения.

Начинка кровати, состоит из поролона, обшивочной ткани. Их размеры и толщина подготавливается согласно составленного чертежа.

Наиболее доступным и недорогим материалом для изготовления кровати является ДСП

Для обработки материала и подготовки его к монтажным работам своими руками потребуется такой инструмент:

уровень;
рулетка;
карандаш или маркер;
электролобзик;
шуруповерт с разными насадками;
болгарка с диском по металлу;
сварочный аппарат;
строительный фен;
планки стальные;
мебельный степлер.

Ортопедическое основание

Материалы для основания

Система трансформации лифт

Какой выбрать подъемный механизм

Дизайн современных кроватей позволяет использовать их в разных по размеру комнатах, имея при этом подходящий подъемный механизм, благодаря которому спальное место может откидываться как горизонтально, так и вертикально. Кроме этого, подъемные кровати классифицируются по виду встроенного подъемника. От него зависит простота и удобство использования мебели. Подъемный механизм делится на 3 вида:

с ручным подъемом;
пружинный;
на газовых амортизаторах.

Газлифт Пружинный Ручной

Механизм с ручным подъемом является самым доступным устройством, потому как он не содержит дополнительных приспособлений в виде амортизаторов или пружин. Кровати с таким механизмом в основном используются для взрослых, так как при открытии короба нужно приложить немалые усилия, детям справится с такой нагрузкой не под силу. Но, кроме недостатков, у ручного механизма есть и преимущества - прочность, долговечность.

Пружинный механизм удобен в использовании, но вот срок его эксплуатации составляет от 3 лет до 5, после чего нужно будет полностью его менять. Основная причина поломки, это износ, растягивание пружины. Большим плюсом пружинного механизма является его цена, она сравнительно небольшая, благодаря чему он очень востребован и пользуется спросом.

Газовый амортизатор является самыми удобным, надежным, долговечным механизмом. Работает устройство плавно, бесшумно практически без вмешательства человека. Срок эксплуатации такого механизма составляет от 5 лет до 10, при постоянном его использовании. Выбор амортизатора осуществляется в зависимости от габаритов изделия, веса спального каркаса. Механизм на газовых амортизаторах является дорогим, но в то же время востребованным.

При изготовлении кровати своими руками, подъемное устройство можно купить в мебельных магазинах или заказать по интернету. Можно изготовить своими руками из подходящих материалов. Но при выборе материалов нужно учитывать то, что нагрузка от матраса ложится не только на амортизаторы и планки механизма, а и на места креплений с крепежной фурнитурой.

Крепление механизма происходит в таком порядке:

вначале устанавливается верхняя планка устройства, к цокольной части короба, обрешетки спальной плоскости;
для ее полного закрепления изготавливается планка из железного уголкового проката;
сборка двух последующих планок позволит контролировать высоту подъема решетки с матрасом;
крепление нижней опорной планки производится к основному коробу, она необходима для облегчения скольжения шарнирных опор;
закончив установку механизма нужно проверить все его крепления.

Газлифт крепится на реечное основание

Механизм на газовых амортизаторах

Установка газовых амортизаторов

Делаем подъемный каркас

Сборка подъемного каркаса своими руками состоит из двух основных этапов, это столярно-плотницкие работы и процесс обработки.

Столярно-плотницкие работы:

сборка начинается с подготовки деталей для каркаса, согласно чертежу, в котором указаны все размеры;
далее, собирается основа каркаса, это короб из калиброванных досок. Процесс необходимо проводить на полу, для исключения перекосов. Для выравнивания углов необходимо использовать строительный угольник;
производится стяжка конструкции при помощи металлических уголков, а для прочности места стыков проклеиваются столярным клеем. Во время крепления нужно обратить внимание на шляпки саморезов, они должны утопать в древесину, но не сильно. Появившиеся места спилов рекомендуется сразу обрабатывать от заусенцев;
в случае больших размеров спального места рекомендуется сделать центральную перегородку вдоль каркаса;
следующий этап - это крепление реек, которые прикручиваются при помощи саморезов с внутренней стороны боковин, выровняв их по нижнему краю короба. Нужны они для крепления на них ламелей. Размер реек должен быть в пределах 20 на 80 мм;
в качестве ламелей выступают те же рейки, только длина их будет соответствовать ширине кровати. Крепление их производится на опорные рейки вдоль каркаса, с шагом не более 15 см. Для ламелей подойдет и фанера, но в этом случае установка центральной перегородки обязательна;
на этом столярный процесс окончен и подъемный каркас готов.

Обработка каркаса:

этот процесс подразумевает облагораживание деревянных деталей шкуркой или специальной шлиф машинкой и покрытие их лаком;
одним из нюансов подготовки каркаса является фанерный лист, который ложится на ламели для равномерного распределения нагрузки. Либо можно произвести укладку ламелей с частотой шага 8–10 см.

Сборка каркаса

Борты кровати крепятся с помощью уголков и саморезов

Готовый каркас кровати

Изготовление основного каркаса

Сборка каркаса, как и всех других составляющих элементов кровати, производится поэтапно. Первым делом для изготовления основного каркаса подготавливаются его составляющие. Дизайн, высота, размер спинок, наличие ножек все эти нюансы отражены в заранее составленном чертеже. Главное требование при изготовлении изделия, это надежность, прочность и качество материала.

Как было сказано выше, материал можно использовать любой, в зависимости от финансовых возможностей и личных предпочтений. Для короба двуспальной стандартной кровати (2000х1800) потребуется: для боковых деталей - две доски длиною 207 см, для торцевых элементов нужны две доски длиной 182 см. Сборка их производятся по тому же принципу, что и подъемный каркас, при помощи саморезов, уголков и клея. В сборочном процессе этот момент является самым ответственным, поэтому перед креплением уголков нужно проверить, чтобы все углы соответствовали 90 градусам. Излишки выступившего клея необходимо сразу же удалить, чтоб в дальнейшем он не доставлял затруднений при обработке каркаса.

При изготовлении больших кроватей своими руками в основном коробе нужно установить ребро жесткости, через продольную ось изделия. В случае, когда дизайн кровати предусматривает ножки, то последним этапом в монтажном процессе является их установка. Самый просто вариант их изготовления, это сборка двух брусков (40х50) с установкой их на глубину двух венцов бруса. Для усиления конструкции можно по центру также установить ножку. Поставив конструкцию в исходное положение можно переходить к ее обработке, зачистить и покрыть лаком.

Крепление реек для фанерного дна

Ножки для кровати

Ножки крепятся внутри каркаса

Вид с наружной стороны

Чтобы не царапался пол на торцы ножек можно приклееть кусочки линолеума

Обшивка изделия

Окончательным этапом в изготовлении кровати с подъемным устройством, это ее дизайнерское оформление, обшивка. В зависимости от дизайна помещения, личных предпочтений владельца, а также банальных финансовых возможностей, обшивку можно произвести при помощи:

ткани;
кожи;
дермантина.

Если изделие выполнялось из качественного дерева можно провести его обработку лакокрасочными средствами.

Для обшивочного процесса потребуется:

ткань (или другие выбранные материалы);
строительный степлер;
листовой поролон.

Обшивка производится основного каркаса и спинки кровати. Для создания небольшого объема и воздушности обивочному материалу, между древесиной и тканью делается прокладка из листового поролона. Строительного степлера вполне достаточно для крепления ткани, его металлические скобы, благодаря пружинному механизму, достаточно сильно вбиваются в древесину, и плотно удерживаю ткань.

Ножки оборачиваются обивочным материалом

Финишная установка ножек

Борты кровати обтягиваются поролоном

Сверху поролон прибивается с напуском примерно 3-4 мм

Обивка кожзамом

Так отделывался борт вокруг ножки

Снизу кожзам подбивался с напуском, без подворота

Углы обивки закрепляются

Делаем изголовье

Изголовье для кровати можно выполнить из того же материала что и все изделие либо использовать обычный лист фанеры. На фанере или другом материале нужно произвести необходимые замеры и вырезать при помощи электролобзика ту форму спинки, которая больше всего нравится. Но нужно иметь в виду, что во время обшивочного процесса легче работать с прямоугольными формами.

Из листа фанеры выпиливается заготовка изголовья

К заготовке крепится деревянный бордюр

Обивка изголовья происходит по тому же принципу что и основной каркас, при помощи строительного степлера, обшивочного материала и листов поролона. С той разницей, что для изголовья обшивка должна быть более воздушной, поэтому между фанерой и материалом прокладывается два листа поролона. В зависимости от дизайна кровати, при помощи поролона и разных видов материала, можно придать уникальный вид изголовью.

Крепление поролона

Второй слой поролона

Отделка плотным ватином

Натягиваем ткань

Готовое изголовье

Подводя итог, можно сказать, что задумываясь как собрать кровать с подъемным механизмом, не стоит пугаться трудностей, ведь это вполне можно сделать своими руками. Главное условие для получения хорошего результата, это последовательное выполнение всех монтажных этапов, первым из которых является составление чертежа, где обозначены все размеры, количество материала, необходимые инструменты. При соблюдении всех геометрических пропорций кровать получится намного качественнее и надежнее покупного варианта. Материал для ее изготовления выбирается в зависимости от личных предпочтений, финансовых возможностей и дизайна помещения.

Подъемные механизмы представляют собой специальные элементы, входящие в комплект грузовых устройств. Подъемные механизмы для грузов позволяют облегчить выполнение операций, связанных с подъемом и транспортировкой разнообразных объектов. К примеру, если нужно поднять на заданную высоту контейнеры, транспортировать людей, то с этой задачей справится грузоподъемный механизм. В зависимости от конструкции, он позволяет поднимать объекты в наклонной или горизонтальной плоскости. Автоматические и ручные подъемные устройства могут выступать частью подъемных кранов, манипуляторов, грузовых лифтов и прочего оборудования.

Электрические, гидравлические и ручные подъёмные механизмы

Компания «КАСКАД» предлагает купить грузоподъемные механизмы, представленные в широком ассортименте. Основную часть нашего каталога составляют системы механического типа, оснащенные ручным приводом.

У нас вы можете приобрести автоматические и ручные подъемные механизмы, представленные следующими типами оборудования.

Тали . Можно купить разные виды этого оборудования. К примеру, у нас в продаже представлены тали ручные, тали цепные. В зависимости от конструкции, грузоподъемные механизмы этого типа комплектуются рычажным приводом или цепным. Принцип функционирования у них одинаковый, в роли подъемных средств у них выступают калибровочные цепи. Тали с цепным приводом используются для проведения операций при таком условии, что оператор размещается на уровне пола. В такой ситуации подъемные устройства располагаются под потолком или закрепляются на специальные конструкции. Таль рычажная располагается на уровне оператора и позволяет не только поднимать грузы разного веса, но и перемещать их в горизонтальной плоскости на небольшие расстояния. Есть нужно увеличить расстояние транспортировки груза, то таль подвешивается на монорельс из двутавровой балки и передвигается при помощи специальных кареток или тележек. Ручные грузоподъёмные механизмы этого типа имеют существенный недостаток - у них не слишком высокая скорость подъема, высота обработки груза тоже ограничена. Обычно подъемник позволяет переместить объект на высоту не более 12 метров. Для безопасности эксплуатации подъемное устройство на каретке оснащается стопором, который срабатывает при остановке оборудования и убирается в момент начала движения.

Домкраты . Механизмы этого вида делятся на несколько типов: гидравлические или механические (грузоподъемник ручной). Классический представитель ручных устройств - это бутылочный домкрат. Он имеет простейшую конструкцию, применяется повсеместно, особенно широкое распространение получил в сфере обслуживания автомобилей. В зависимости от конструкции, ручной грузоподъемный механизм позволяет поднимать грузы разного веса практически с земли, и на это не нужно затрачивать особенных физических усилий. У нас в ассортименте вы найдете домкраты реечные и винтовые, у которых высота подъема зависит от длины рейки или винтовой резьбы.

Лебедки . В ассортименте нашей компании вы найдете лебедки с ручным и электрическим приводом. Ручные лебедки бывают рычажными и с приводом от вращающейся рукоятки. Рычажные лебедки получили наибольшее распространение при выполнении операций, связанных с перемещением грузов в горизонтальной плоскости. Такие лебедки оптимальны, если необходимо натянуть линии электропередачи, смонтировать столбы связи и аналогичные объекты. Их ключевой элемент - это монтажно-тяговый механизм (МТМ). Он протягивает стальной канат через лебедку. Устройство МТМ достаточно простое, и его единственным недостатком является, пожалуй, низкая скорость протягивания каната. Еще один вариант лебедок - это подъемные блоки, в которых канат наматывается на барабан путем вращения рукоятки. Они по принципу действия похожи на рычажные лебедки, однако гораздо удобнее них, поскольку позволяют перемещать грузы более свободно в горизонтальной плоскости. Оба описанных вида имеют широкие сферы использования, они универсальные, могут применяться и для подъема грузов, и для их перемещения. Лебедки отличаются максимальной канатоемкостью - длина намотки троса на барабан может составлять от 10 до 75 метров. Еще одна разновидность лебедок - с электрическим приводом. Электрические лебедки позволяют обрабатывать грузы большей массы с минимальными затратами человеческих ресурсов. В нашей компании вы можете купить механические и ручные подъемные механизмы, которые преимущественно используются в сфере строительства и в промышленности. В ассортименте представлены модели, работающие от сети 220 или 380 Вольт, способные перемещать грузы весом от 200 кг до 15 тонн. Длина намотки каната на барабан у электрической лебедки может доходить до 470 метров.

Компания «КАСКАД» предлагает грузоподъемные устройства в широком диапазоне характеристик. Наши консультанты окажут всю необходимую помощь в подборе оборудования, проконсультируют по способам доставки и проследят о скорейшей отправке вашего заказа.

При строительстве дома из газобетона, бруса, кирпича и т.д. часто возникает необходимость в подъёме груза. Например, нужно «закинуть» блоки или деревянные балки на второй этаж, поднять мешки с цементом или залить армопояс. Делать это вручную, даже с привлечением помощников, не так легко - здоровье дороже. Нанимать автокран или манипулятор на небольшой объём работ - дорого. Выход - использовать мини-кран, который, для удешевления строительства, сделан своими руками.

Как сделать подъёмник для кладки газобетона.
Какие детали и инструменты нужны для строительства мини-крана.
Как сократить затраты на строительство универсального подъёмника.

Подъемник для кладки газобетонных блоков

За границей, при строительстве частных домов, часто используют краны и разнообразные подъёмники. Так строительство идёт быстрее, а значит, «коробка» обходится дешевле, т.к. выгоднее использовать средства малой механизации, чем нанимать чернорабочих. У нас застройщик надеется сам на себя и часто строит дом «в одну каску». Поэтому остро стоит вопрос, как физически не надорваться, делая кладку стены из газобетонных блоков весом в 35-40 кг.

Интересен вариант необычного самодельного «помощника» пользователя FORUMHOUSE с ником Крестик . Сначала покажем то, что он взял за основу.

Немецкий мини-кран с выдвижной центральной стойкой

Особенность подъёмника - оригинальная складывающаяся «рука-стрела», с помощью которой кран, передвигаясь на колёсах, может дотянуться до двух противоположных стен.

Крестик

Я самостоятельно строю дом и, чтобы иметь возможность класть газобетонные блоки, построил подъёмник по вышеуказанному образцу. Кран сделал полностью разборным, кроме основания. Максимальную нагрузку на крюке не мерил, но меня (вес 95 кг) он спокойно поднимает.

Технические характеристики подъёмника:

ширина – 2200 мм;
высота – 4200 мм;
вылет стрелы – 4200 мм;
грузоподъёмность электрической тали – до 800 кг;
полный вес крана с балластом – примерно 650 кг;
вес подъёмника без балласта – около 300 кг;
максимальная высота подъёма блока для кладки – 3500 мм.

Рабочая высота подъёма блоков регулируется в двух диапазонах. Первый – 1750 мм. Второй – 3.5 м, для чего конструкция поднимается, скользя по опорным «ногам» вверх с помощью гидравлического домкрата с подкладкой проставок из ГБ блоков.

Для изготовления подъёмника пользователю потребовалось:

поворотные колёса;
профильные трубы для мачты, «ног» и стрелы сечением 12х12 см, 12х6 см, стенка 6 мм;
трубы-укосины – 63х3 мм;
мощные петли от ворот;
поворотный механизм стрелы сделан из стали СТ45 и «205-х» подшипников.

В процессе эксплуатации конструкцию доработали. Например, пользователь проложил кабель для лебёдки в гофротрубе и удлинил кабель пульта управления.

Крестик

У конструкции есть ряд недостатков, которые я хотел бы исправить. Например, думаю сделать беспроводное управление, заменить петли от ворот на подшипники. Увеличить кол-во «суставов» в стреле при том же вылете. Вместо временного противовеса - мешков с пескобетоном, залить балласт из бетона.

Важный нюанс : чтобы подъёмник мог передвигаться по строительной площадке или, например, по бетонной плите перекрытия второго этажа, нужно поддерживать рабочее место в чистоте, т.к. осколки ГБ, мусор мешают перестановке крана.

Конструкция необычного подъёмника заинтересовала пользователей портала.

Константин Я. Участник FORUMHOUSE

С таким подъёмником, думаю, как делают в Германии, нужно делать кладку из блоков крупнее, чем стандартные. Длиной и высотой в 2-3 раза больше от обычного ГБ. Запаса грузоподъёмности у крана хватит, а скорость кладки увеличится в разы.

По словам Крестика, он слышал, что на портале кто-то уже пытался заказать у производителя газосиликата блоки формата 1х0.4х0.6 м. Но оказалось, что это - невыгодно заводу, т.к. нужно перенастраивать линию по выпуску ГБ, а ради небольшого объёма (на обычный частный дом) этого делать не будут.

Vegaroma Участник FORUMHOUSE

Мне вот интересно: упростилась ли работа на площадке при использовании крана? Какие работы с ним можно сделать, а какие – нет?

Крестик

Отпадает необходимость ставить леса при кладке стен из ГБ. Подъёмник можно собрать и разобрать. Бетонные перемычки над окнами я заливал по старинке, из вёдер, т.к. объём небольшой, и проще это сделать с одним помощником.

Общий итог: мини-кран получился удачный, а при некоторых доработках его конструкции подъёмник можно запустить в мелкосерийное производство.

Мини-кран из металлолома

Ещё один вариант подъёмного механизма из металла, «валяющегося под ногами», сделал участник портала с ником Петр_1 .

По словам Петр_1, причина строительства крана - дом становится всё выше, а блоки и бетон всё тяжелее. Поэтому, произведя ревизию «ненужных вещей», пользователь изготовил полностью разборный кран грузоподъёмностью в 200 кг.

Петр_1

Думаю, мой кран может и больше поднять, но перегружать его я не стал. Кран разбирается на части весом 30-60 кг и спокойно перевозится в прицепе легкового автомобиля. На багажнике вожу стрелу. В статике испытал конструкцию весом в 400 кг. Обычно поднимаю груз весом до 150 кг. Мне для моих строительных нужд этого вполне достаточно.

За один раз кран, при вылете стрелы в 5 м, поднимает 10 блоков весом по 15 кг, или четыре 15-ти литровых вёдер с раствором.

Конструкция крана представляет собой сборную «солянку» из того, что было под рукой. Перечислим основные детали:

поворотный узел – ступица от грузовика;

Ступица от автомобилей, грузовиков и сельхозтехники часто используется для изготовления поворотного узла в самодельных кранах. Главное - просчитать действующие на неё и крепёж нагрузки.

стрела сделана из трубы диаметром 75 мм;

выносные опоры и основание- прямоугольная труба сечением 8х5 и 8.5х5.5 см;

основание башни – «200-й» швеллер;

червячные редукторы для стреловой и грузовой лебёдки.

трёхфазный электродвигатель с реверсом, мощностью 0.9 кВт, переделанный на питание от сети 220 В;

Кран получился мобильным, и его, опустив стрелу, можно переместить с места на место, перекатывая на колёсиках по утрамбованному грунту. Регулировка по уровню осуществляется при помощи винтовых опор.

Металл, редукторы и ролики куплены на вторчермете. Новые только трос и подшипники.

Вес крана без противовеса – около 250 кг. Себестоимость конструкции, с учётом покупки расходников - отрезных дисков для УШМ, электродов для сварочного инвертора и краски, – 4 тыс. руб.

Петр_1

Кран, + время на токарные работы, + подбора комплектующих и примерка узлов, я сделал за 3 рабочих дня. В дальнейшем, по окончании работ, полностью разберу его.

Недорогой мини-подъёмник

Практика показывает, что не всегда при строительстве частного дома нужен настоящий кран. Зачастую застройщик может обойтись «малой кровью» и смастерить небольшой подъёмник на основе тельфера с электрическим приводом.

Gexx Участник FORUMHOUSE

Моя конструкция попроще, чем у авторов выше, но меня она вполне устраивает. Купил тельфер грузоподъёмностью 300 кг без блока и 600 кг с блоком. Испытания показали, что устройство может поднять груз весом в 250-270 кг, потом срабатывала защита двигателя. За строительный сезон я с его помощью поднял около 40 паллетов со строительными блоками, 6-ти метровый брус для мауэрлата, стропила, раствор для кладки и бетон для армопояса.

Подъёмник, опять же из экономии, сделан из б/у труб, уголка и швеллера.

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.

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.

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.

Объединение двукратного и шестикратного простого полиспаста дает сложный шестикратный вариант

Классификация по назначению подъемника

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

силовые;
скоростные.

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)

В уравнении:

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:

S1=ηп S0;
S2=(ηп)2 S0; (4)
S3=(ηп)3 S0;

Sn=(ηп)n S0.

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:

ролик – 2 шт.;
подшипники;
втулка – 2 шт.;
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:

Соединяют ролики, втулку и подшипники. Объединяют все это в обойму. Получают блок.
Веревку запускают в первый блок;
Обойма с этим блоком жестко крепится к неподвижной опоре (железобетонная балка, столб, стена, специально смонтированный вынос и пр.);
Затем конец веревки пропускают через второй блок (подвижный).
К обойме крепят крюк.
Свободный конец веревки фиксируют.
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.

Система блоков – теория

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

Неподвижный блок

Подвижный блок

Принцип работы – в чем секрет

Принцип работы системы блоков

В каких областях применяется система блоков

Полиспаст в составе крюка подъемного крана

Классификация моделей по разным характеристикам

Классификация в зависимости от сложности механизма

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

Пример четных моделей

Схема нечетного полиспаста

Объединение двукратного и шестикратного простого полиспаста дает сложный шестикратный вариант

Классификация по назначению подъемника

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

Силовые;

Скоростные.

А – силовой вариант, Б - скоростной

Кратность – основная характеристика.

Кинематическая кратность

Схемы полиспастов разной кратности

Как производить расчеты для полиспаста

Расчет отдельного блока

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.

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

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

В уравнении:

– 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.

На схеме изображены все силы S на разных ветвях каната

– S1=ηп S0;

– S2=(ηп)2 S0; (– 4)

S3=(ηп)3 S0; ….

– Sn=(ηп)n S0.

КПД полиспаста при разной кратности

Как сделать подъемник своими руками

Разные схемы простых и сложных подъемников

Подготовка базы – схема и чертеж

Чертежи сдвоенной модели в разных вариациях

Как подобрать веревку и блок

Ролик, по которому движется канат

Пошаговая инструкция для подъема груза через блок

– ролик – 2 шт.;

– подшипники;

– втулка – 2 шт.;

– 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.

Можно ли объединить полиспаст и лебедку

Полиспаст для лебедки