Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО БрГУ

Кафедра СДМ и О

Лабораторная работа № 4

Полиспасты

Выполнил:

Ст. группы СДМ 03-1

А.А. Килибеев

Проверил:

Преподаватель

А.Ю. Кулаков

Братск 2006

Цель работы: изучить назначение, принцип работы, конструктивные разновидности и составляющие элементы полиспастов, а также основные расчетные зависимости для них.

Полиспасты

Прежде, чем перейти к описанию устройства полиспастов и их назначению, необходимо кратко остановиться на описании блоков, входящих в конструкции различных полиспастов и являющихся их основными элементами.

В полиспастах используют неподвижные (или направляющие) и подвижные блоки.

Неподвижными называют блоки, оси которых помещены в неподвижно закрепленных опорах и не могут перемещаться в пространстве. Эти блоки используют лишь для изменения направления движения гибкого элемента (каната, цепи), нагруженного на одной ветви весом поднимаемого груза Q, а на другой ветви – тяговым усилием P (рис.1)

Скорость V, которую развивает рабочий на гибком элементе при использовании неподвижным блоком, равна скорости V поднимаемого груза, а путь, проходимый за единицу времени тяговой силой P, равен пути проходимому грузом Q. Тяговое усилие без учета сопротивления в блоке определится из равенства:

P=Q

Однако в следствии сопротивления гибких органов (канатов, цепей) изгибу и трения в подшипниках для работы необходимо обеспечить соотношение, когда :

P > Q.

Сопротивление за счет жесткости в канатах при огибании блоков проявляется, когда канат, набегая на блок, не сразу принимает его кривизну, а сначала отклоняется от него на величину l во внешнем направлении (рис.2);сбегая с блока, он отклоняется на величину l во внутреннем направлении. Это приводит при набегании каната на блок к увеличению плеча силы Q, а при сбегании каната к уменьшению плеча силы P. Очевидно, что при работе (без учета трения в опорах), для преодоления вредного сопротивления жесткости каната необходимо увеличить силу P на некоторую величину W, откуда сила, действующая на сбегающую ветвь каната, будет равна сумме P+W (см.рис.2).

Пренебрегая трением блока в опорах, для данного случая имеем:

Q(R+l) = ( P+W)(R-l)

Откуда:

Принимая  и одновременно отбрасывая в правой части равенства последний сомножитель, мало отличающийся от единицы, запишем:

                                           (1)

О коэффициенте , характеризующем жесткость каната, в настоящее время нет достаточно надежных данных, определяющих его в зависимости от диаметров каната и блока, типа свивки, жесткости проволоки, величин натяжения каната, срока службы; поэтому при точных расчетах исходя из экспериментальных данных. Выше мы рассматривали условия работы блока с учетом потерь на сопротивлении жесткости, тогда как в действительности должно учитываться и сопротивление в опорах оси блока. Для приближенных расчетов в среднем принимают ε = 1,02 – 1,05.

Обозначив через К – коэффициент всех сопротивлений блока вращению, а через P – тяговое усилие с учетом сопротивления от жесткости каната и трения в подшипниках, запишем равенство:

P = KQ

Следовательно, к.п.д. блока будет:

полиспаст блок опора трение

Таким образом, ясно, что для гибкого элемента, при работе его на блоке, сбегающая ветвь всегда натянута сильнее, чем его набегающая ветвь, а величина коэффициента (К) всегда будет больше единицы и является обратной величине к.п.д. ............