Что такое полиспаст
Что такое полиспаст
Полиспаст
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. Виды и устройство. Применение и особенности
Полиспаст – механическое устройство, состоящее из подвижных и неподвижных блоков с роликами. Предназначено для перемещения грузов, с использованием цепной или канатной передачи, главная особенность которого выигрыш в силе. Система позволяет с ее помощью выполнять подъем тяжестей, прикладывая для этого меньшее усилие.
Элементы полиспаста
В состав простейшего полиспаста входят:
Неподвижные блоки в системе представляют собой ролик на оси в корпусе, закрепленный в одном положении. При пропуске через него веревки или троса происходит только оборачивание ролика в момент прикладывания тягового усилия. За счет его применения выполняется изменение направления тяги. То есть, если нужно поднять привязанный груз вверх, то пропущенная через неподвижный блок веревка тянется вниз. Нагрузка при этом остается той же.
Подвижные блоки в полиспасте имеют аналогичную конструкцию, что и неподвижные. Единственное их отличие заключается в методе крепления. Груз цепляется непосредственно к подвижному блоку. Если пропустить через последний веревку, и потянуть за нее, то для поднятия прикрепленной тяжести потребуется приложить меньшее усилие в 2 раза, чем ее фактическая масса.
Как устроен полиспаст
Данное устройство является системой из подвижных и неподвижных блоков. Благодаря этому оно корректирует направления тягового усилия на передающую веревку или трос, при этом уменьшает его в определенное количество раз.
Самое простое устройство состоит из одного подвижного и одного неподвижного блока. Для выполнения поднятия груза с его помощью край веревки привязывается к якорю вверху. Затем она пропускается через подвижный блок, к обойме которого крепится предмет для перемещения. Дальше веревка заводится в неподвижный ролик, подвешенный вверху возле якоря. В таком случае если ее тянуть вниз, то груз будет подниматься вверх. Причем для этого нужно будет приложить усилие в 2 раза меньшее.
Если же усложнить систему, и увеличить количество блоков, то ее эффективность повысится. Так, у полиспаста с двумя подвижными и двумя неподвижными роликами выигрыш в силе составит уже в 4 раза. То есть, чтобы поднять определенный вес, нужно будет приложить только четверть усилия.
Представленные примеры имеют эффективность в выигрыше в силе 2 или 4 раза только в теории. На практике же этот показатель немного меньше, так как на продуктивность системы влияют и другие факторы. В целом, теоретически можно использовать полиспасты с огромным количеством блоков, и выигрывать в силе хоть в 100 или 1000 раз, но обычно это нецелесообразно, сложно и дорого.
Главный недостаток полиспаста
Как известно, к каждому воздействию имеется противодействие. Выигрыш в силе на полиспасте имеет и существенный недостаток – проигрыш в расстоянии. То есть, чтобы снизить усилие при подъеме груза в 2 раза используется обычная простейшая схема. Если вертикально перемещается 100 кг, то потянуть за веревку придется с усилием 50 кг. При этом для поднятия груза на 1 м в высоту, придется выбрать 2 м веревки. Когда же используется устройство с пятью подвижными блоками, то придется вытянуть вместо 1 м уже 10 м.
Выигрыш в силе равен проигрышу в расстоянии. Из-за этого и следует, что слишком сложных полиспастов с большим количеством блоков просто не делают. Для них необходимо использовать очень длинные веревки, троса или цепи. Это делает конструкцию дорогой и громоздкой. В реальной жизни обычно применяют полиспаст с выигрышем в силе максимум 8 раз, то есть на 4 подвижных блока.
Почему на практике выигрыш в силе меньше расчетного значения
Применение правила, что один подвижный ролик дает выигрыш в силе в 2 раза на практике не работает. Это значение получается немного меньшим, а иногда и существенно.
Причина этого в прочих условиях:
Все перечисленные факторы влияют на уровень трения. Ролик блока при оборачивании требует прикладывания дополнительного усилия. Кроме этого значение имеет масса самих блоков и троса. Поднимать нужно не только сам груз, но и элементы системы. Все этого немного, но влияет на конечный выигрыш в силе. Так, на практике чтобы сдвинуть с места массу 100 кг устройством с кратностью 4 раза, приложить придется не 25 кг, а приблизительно 27-31 кг. Если ролики оборачиваются не на подшипниках, а втулках, кроме этого их оси не смазаны, то этот показатель возрастет еще больше.
Трение – это враг полиспаста. Чем оно ниже, тем эффективней система. Если применяются миниатюрные ролики, то выигрыш в силе меньший. Самое высокое КПД устройства на больших блоках.
Полиспаст на карабинах
Область использования полиспаста обширна. Его схема применяется для поднятия грузов в разных областях. Особенно часто ее используют альпинисты. При ограниченности снаряжения в походе часто выполняется сборка полиспаста без блоков с оборачиваемыми роликами. Вместо них применяются обычные карабины.
Это возможно только в сочетании со шнуром, так как благодаря его наружной оплетки, тот имеет невысокий коэффициент трения. Такая конструкция на карабинах работает, но существенно менее эффективно. Ее практическое применение целесообразно только при установке вместо роликов карабинов в количестве до 4 шт. Если больше, то для преодоления трения на них требуется приложить усилие, которое окажется больше, чем реальная масса перемещаемого груза. В идеале использовать такую систему на 2-3 карабина. Если же их будет существенно больше 4-х, то в определенный момент для поддержания груза на весу будет достаточно просто массы самого шнура, удерживаемого трением.
Виды
Полиспаст может иметь конструкцию различной сложности. В целом такие системы можно разделять на виды по ряду критериев:
По назначению полиспасты разделяют на силовые и скоростные схемы. В первых ставится акцент именно на большой выигрыш в силе. В таком случае для выполнения перемещения груза нужно делать большую выборку веревки или троса. При этом сама тяжесть будет двигаться медленно. Скоростные схемы дают выигрыш в силе 2-4 раза, при этом действуют они сравнительно быстро. Они предназначены для работы с небольшими тяжестями, когда нужно просто слегка уменьшить уровень нагрузки.
Скорость срабатывания полиспаста зависит от используемого в нем типа привода. Если конец веревки тянет человек вручную, то и продуктивность схемы невысокая. Когда же она наматывается на быстро оборачиваемый вал лебедки, то фактическая скорость перемещения груза даже на силовой схеме будет высокой, хотя сравнительно и уменьшенной относительно самой выборки.
Полиспаст может состоять из разного числа блоков. Чем их количество выше, тем естественно больший вес можно поднять, приложив фиксированное усилие. На практике в отдельных случаях можно встретить устройства, схема которых предусматривает десятки роликов в подвижных и неподвижных узлах.
Также полиспасты разделяют на простые и сложные. В первых используется одна веревка, канат или цепь. В сложных системах объединяется несколько полиспастов с отдельными тросами. Это позволяет добиваться в силе большого выигрыша при использовании меньшего количества роликов. К примеру, если соединить вместе полиспасты на 1 и 2 блока, то конечная кратность связки получится 6 раз. При одном канате для такой эффективности нужно будет применять 6 роликов.
Область использования
Полиспаст применяется в разных отраслях для облегчения поднятия тяжестей, а также их перемещения по вертикальным и наклонным поверхностям.
Устройство используют для:
Схема полиспаста является элементом механизма подъемного крана, лифта, лебедки и десятков других машин. Ее использование позволяет отказаться от установки мощного привода. Так, к примеру, полиспаст позволяет лебедке со слабым двигателем, питаемым от бортовой сети 12В, вытягивать тяжелый многотонный автомобиль из грязи.
Виды полиспастов в продаже
Можно встретить соединенные блоки с роликами для сборки полиспаста. В них применяется одна ось, что обеспечивает упрощенный монтаж к якорю или к грузу. Такие элементы могут быть как небольшими, предназначенными для использования альпинистами или ручного перемещения стройматериалов на площадке, так и очень массивными. Последние применяют на карьерной и шахтной технике, грузовых лифтах.
Отдельного внимания заслуживают уже собранные системы с готовой распасовкой шнура. Они обычно рассчитаны на применение при эвакуации. Подобные устройства одним блоком цепляются к якорю, а вторым к грузу. Распасованный между роликами шнур необходимо вытягивать сбоку. В результате произойдет сужения между элементами. За счет того, что трос по сути складывается многократно, то в общем подобные системы выдерживают большие нагрузки. Их часто применяют, чтобы вытащить машину из снега или грязи. Если длины такого устройства недостаточно, то его можно подцепить цепью или стропой. Они послужат для передачи тягового усилия.
Что такое полиспаст, зачем и где его применяют?
Подъем тяжелого груза даже на небольшую высоту без применения специальных инструментов возможен не всегда. Речь идет не только про подъемные краны, автокраны и погрузчики — есть и другие приспособления для решения этой задачи.
Одним из механизмов для подъема грузов является полиспаст.
Что такое полиспаст, зачем он нужен и где применяется?
Полиспаст — блочная система с цепной или канатной передачей. Ее задача — упростить и ускорить подъем любого тяжелого груза, используя человеческую силу. Такие схемы (или их близкие аналоги) использовались еще до нашей эры — при строительстве египетских пирамид и Великой Китайской стены.
Стационарно подъемники применяются на складах и в производственных помещениях, в которых необходимо поднимать разные тяжести. Переносные блочные системы используются в строительстве, логистике, для спасательных работ.
Устройство и принцип работы
Полиспаст позволяет поднимать тяжесть, используя меньшее усилие человека. Принцип похож на действие рычага для подъема груза, только вместо рычага используется трос.
Конструктивно, самый простой полиспаст являет собой 1 блок и веревку. Ролик закрепляется над грузом (на потолке, балке, или перемещаемой специальной опоре). Один конец веревки с крюком спускается к грузу. Второй конец веревки человек держит в руках и тянет за него, поднимая тяжесть.
На выигрыш в силе влияют такие факторы:
1 блок увеличивает силу примерно в 2 раза (примерно — потому что какие-то потери спишутся из-за силы трения). То есть если человек без подъемника сможет поднять 30 кг на высоту 1 метр, то с полиспастом — это будут уже 60 кг. Если роликов будет больше — то и вес можно будет поднимать больший.
Что касается длины веревки: чем она длиннее, тем больше вес сможет поднять человек, но и тем больше времени на это придется тратить.
Виды полиспастов
Полиспасты делятся по нескольким признакам:
Что влияет на эффективность подъемника?
Выше упоминалась кратность (выигрыш в силе) очень приблизительная, округленная в большую сторону. На практике она меньше.
На эффективность подъемника (на то, какой точный выигрыш в силе он даст) влияют такие факторы:
Как крепится веревка к механизму?
Закрепить грузоподъемный механизм к тросу можно следующими способами:
Что такое запасовка, как она делается и какой бывает?
Запасовкой называют изменение положения блоков и расстояния между ними. Ее проводят, чтобы изменить скорость или высоту подъема тяжести.
Схемы запасовки бывают:
Как сделать полиспаст своими руками?
Рассмотрим схему создания двукратного полиспаста.
После этого останется только закрепить груз (подцепить его крюком), и можно начинать подъем.
Полиспасты
Необходимость поднимать и передвигать грузы возникла еще в глубокой древности по всему миру при возведении Колизея, Великой Китайской стены и т. д. Наши предки изобрели механизм под названием «полиспаст», основной принцип работы которого до сих пор актуален. Он состоит из множества блоков, их затягивают тросом. Практически у всех полиспастов назначение и устройство одинаково. По потребностям сборку рассчитывают на том, чтобы усилить показатели в силе и скорости.
Назначение и применение полиспаста
Грузоподъемные механизмы конструктивно отталкиваются от правила рычага и силы трения, чтобы увеличить силу или скорость подъема объекта. Два ключевых элемента устройства полиспаста составляют основу работы данного механизма:
Тросы соединяют элементы конструкции. Неподвижный шкив состоит из роликов, по каждому из которых проводится цепь или канат, что позволяет сократить давление на каждый ролик путем увеличения количества рабочих ветвей, таким образом для подъема тяжелого груза нужно рассчитать и организовать подходящее количество роликов.
Одной из главных характеристик подобного механизма по праву считается его кратность. Данная характеристика этого устройства рассчитывается следующим образом:
При подобном расчете мы определяем мы можем определить коэффициент выигранной силы или скорости по итогу использования данного механизма. Изменить кратность полиспаста можно, добавляя или удаляя дополнительные шкивы системы, соблюдая следующие условия:
Устройство
Таким образом, мы видим схему простейшего устройства полиспаста:
Барабан привода изображен при помощи большого круга, небольшие круги обозначают шкивы системы. На схеме указаны два вида запасовки троса/ цепи:
Более продвинутые системы полиспаста состоят из трех и более подвижных и неподвижных частей, которые затягиваются канатом при определенной последовательности. Усложненная схема полиспаста выглядит следующим образом:
Работает полиспаст при помощи двух неподвижных шкивов, которые закреплены на поверхности, и два — подвижных. Два его шкива неподвижно закреплены к поверхности, другие — движутся. Подобная схема примерно в четыре раза сокращает давление, оказываемое на привод при тяговом усилии на трос. Точность этой примерно разницы составляет 93-97%, изменяясь в зависимости от качества использованных элементов и точности исполнения конструктивных решений.
Если потребуются определить точный КПД действия полиспаста или рассчитать схему подъема сложного механизма, нужно обратиться к точным формулам. К тому же, без них нельзя обойтись из-за того, что создать идеальные условия в обычной жизни практически невозможно и потому что на конструкцию также действует сила трения, которая создается при движении шкивов по канату/цепи в процессе вращения ролика вне зависимости от используемых подшипников. К негативным факторам дополнительно относится отсутствие на стройплощадке и в комплекте стройтехники гибкого и податливого каната. Жесткость стальных тросов и цепей вынуждает прикладывать дополнительные усилия для перемещения груза, что также важно учитывать.
Существует уравнение моментов сил для полиспастов:
Элементы формулы расшифровываются подобным образом:
Если необходимо определить момент, все силы нужно умножить на плечо, которое равняется радиусу шкива R.
Сила, с которой набегает и сбегает веревка/цепь образуется, когда нити веревки/цепи начинают взаимодействовать и создают трение. Учитывая тот факт, что усилие, которое нужно приложить для сгибания или разгибания веревки/цепи оказывается ниже вышеперечисленных, регулярно пренебрегают расчетом воздействия на ось блока:
Это уравнение расшифровывается следующим образом:
N – уровень воздействия на ось блока.
Sн – сила движения набегающего веревки/цепи (можно использовать значение принимается примерно равным Sс).
sin(a) – градус угла. с которым отклоняется веревка/цепь от оси.
Далее получаем формулу расчета КПД блока полиспаста:
Принцип работы полиспаста
Сквозь статичный шкив для подъема груза перекидывается канат/цепь, груз поднимается при прикладывании усилий, сопоставимых с исходным весом. Через эту конструкцию пропускается цепь. Высота, на которую поднимается груз должна быть равной длине каната. Такая схема не позволяет сократить ни силовые, ни скоростные показатели процесса перемещения груза.
Вдвое сократить затраченные усилия при применении грузоподъемного механизма возможно, конец веревки фиксирует систему на статичном шкиве, а специальный подвижный ролик и крюк подвешивается к грузу. В таком случае подвижный шкив механизма передвигается параллельно грузу и усилия, которые нужно затратить на его подъем, сокращаются. В этих несложных манипуляциях и основывается работа подобного грузоподъемного устройства.
Главная задача неподвижных блоков — создать путь перемещения каната/веревки, не давая сократить затрачиваемые усилия. Подвижные шкивы, прикрепляясь к грузу, способны выиграть в усилиях. Можно двукратно сократить прилагаемые усилия на подъем груза, при помощи увеличения состава системы конструкции на парные шкивы, состоящие из подвижного и статичного шкивов, отталкиваясь от количества подвижных роликов.
Виды полиспастов
Силовыми механизмами называются системы, позволяющие экономить усилия на поднятие или перемещение груза за счет сокращения скорости его поднятия или перемещения, таким образом, сэкономленные усилия обратно пропорциональный затраченной скорости.
Также существуют скоростные механизмы, рычагом в таких системах является веревка, но усилия направляются на скорость подъема груза, что очень актуально для гидравлических систем.
Существуют следующие виды полиспастов:
Что влияет на эффективность подъемника?
В предыдущих разделах статьи упоминалось о приблизительной кратности полиспастов. что округляется в большую сторону. Однако в реальном использовании механизма, она часто оказывается ниже указанного. Какие же факторы влияют на подъемник и его эффективность?
Нужно обратить внимание на следующие вопросы:
Как крепится веревка к механизму?
Существует несколько способов крепления этой конструкции к цепи:
Запасовка полиспастов
В момент, если возникает необходимость изменить скорость или высоту подъема груза проводят запасовку, а именно изменяют расположение блоков и межблочное расстояние.
Запасовка полиспастов используется в следующих формах:
Современная жизнь, как и жизнь наших предков несколько тысячелетий назад, очень сильно бы усложнилась при отсутствии такого полезного механизма. Начав историю своего использования со строительства и машиностроения, полиспаст стал обязательным элементом обыденной жизни. В связи с этим, знать, что это и как им пользоваться, должен каждый.
Полиспасты для работы на высоте. Часть 1.
В основу статьи легла работа «Полиспасты для спасательных работ» Федора Фарберова. Основной акцент в этой статье – подъём и перемещение грузов, массой до 100 кг. Свыше этой массы необходимо пользоваться другой специальной техникой и другим оборудованием и системами. В статье задействованы технические материалы фирмы PETZL.
Материал не является исчерпывающим и не претендует на роль истины в единой инстанции. Это всего лишь практические рекомендации по использованию систем полиспастов при выполнении различных работ на высоте.
ТЕРМИНОЛОГИЯ
Что такое полиспаст
Это система, состоящая из нескольких подвижных и неподвижных блоков соединённых веревкой или тросом, позволяющая проигрывая в расстоянии, получить значительный выигрыш в прикладываемом усилии, в несколько раз меньшим, чем вес груза. Предназначен для поднятия, опускания, перемещения груза, а также для организации анкерных линий. Полиспаст – от греческого “поли”, что означает “много”, а “спао” – “тяну”)
Теоретически выигрыш – теоретическая величина возможного усилия, развиваемая полиспастом без учёта потери от трения о различные части системы. Берётся за основу для простоты расчёта величины полиспаста.
Фактический выигрыш – величина усилия, развиваемая системой полиспаста при вычете всех препятствующих сил, влияющих на её эффективность.
Виды полиспастов
Комплексный (обратный) полиспаст – система последовательно расположенных блоков либо их комбинация (простой и сложный). Характеризуется обязательным наличием блока, двигающегося к грузу.
Простой полиспаст – система с последовательным расположением подвижных и неподвижных блоков.
Сложный полиспаст – это система, в которой один простой полиспаст, тянет за другой простой полиспаст.
Конструктивные особенности полиспастов
ВИДЫ ПОЛИСПАСТОВ В ДЕТАЛЯХ
Простые полиспасты
Основа полиспаста: если закрепить верёвку на анкерной точке и пропустить через блок на грузе, то для поднятия груза необходимо усилие в 2 раза меньше чем его масса. Ролик движется вместе с грузом вверх. Для того чтобы поднять груз на 1 метр необходимо протянуть через ролик 2 метра веревки. то схема самого простого полиспаста 2:1.
Если закрепить веревку на грузе, перекинуть её через блок, закрепленный на анкерной точке и потянуть вниз, то для поднятия груза необходимо приложить усилие равное массе груза, а для того чтобы поднять груз на 1 метр необходимо протянуть через блок 1 метр веревки.
Во сколько раз выигрываем в усилии – во столько же раз проигрываем в расстоянии.
Расчёт усилия в простом полиспасте
Для простоты расчёта теоретического выигрыша полиспаста, принято пользоваться «Т – методом» (от англ. Tension – натяжение).
Теоретический выигрыш в простом полиспасте равен количеству прядей, идущих от груза вверх. Если подвижные блоки закреплены не на самом грузе, а на веревке, идущей от груза, то пряди считаются от точки закрепления блоков.
В простых полиспастах, каждый подвижный ролик (закрепленный на грузе), добавленный в систему дает двукратный теоретический выигрыш. Добавочное усилие складывается с предыдущим.
Виды простых полиспастов
Продолжая добавлять подвижные и неподвижные блоки, мы получим так называемые простые полиспасты разных усилий. В зависимости от того, где закреплен конец рабочей веревки (на анкере или на грузе) простые полиспасты подразделяются на четные и нечетные.
| Преимущества простых полиспастов | Недостатки простых полиспастов |
| Просты и понятны в сборке и в работе. | Для организации полиспастов с большими ТВ требуется много снаряжения |
| Рабочий ход близок к рабочей длине полиспаста. | Сложный переход от подъема к спуску. |
| При достаточном количестве людей, простые полиспасты 2:1 и 3:1 дают самую большую скорость подъема. | Сложно пропускать узлы через систему. |
| Можно организовать автоматическую систему фиксации веревки | Большое количество блоков и используемой верёвки при схемах больше 4:1, а следовательно, большие общие потери на трение. |
| Не требуется дополнительная веревка. | |
| Удобно использовать при небольшой рабочей площадке |
Нецелесообразно из-за трения, в простом полиспасте применять схемы больше чем 5:1.
Полиспасты сделанные из дополнительной веревки.
На практике чаще всего бывает ситуация когда к рабочей верёвке прикрепляется полиспаст, сделанный из отдельной верёвки. В первую очередь это связанно с экономией снаряжения. В такой схеме требуется фиксация обратного хода. Прикрепляется полиспаст к рабочей веревке схватывающим узлом или зажимом.
| Преимущества простых полиспастов из отдельной верёвки | Недостатки простых полиспастов из отдельной верёвки |
| Быстрота организации за счет того, что полиспаст может быть собран заранее. | Невозможно организовать автоматическую фиксацию рабочей веревки. |
| Возможность использования рабочей веревки на всю длину. | |
| Облегчается переход от подъема к спуску и наоборот. | |
| Облегчается пропуск узлов через систему. |
Сложные полиспасты
При создании сложного полиспаста могут быть соединены 2, 3 и более простых полиспастов. Для расчета теоретического выигрыша в усилии при использовании сложного полиспаста необходимо умножить значения простых полиспастов, из которых он состоит.
Расчёт усилия в сложных полиспастах
Расчет усилия каждого из простых полиспастов, входящих в состав сложного производиться по правилу простых полиспастов. Схема 6:1 складывается так 2:1 тянет за 3:1 получается 6:1. А 3:1 тянет за 3:1 и получается 9:1.
| Преимущества сложных полиспастов | Недостатки сложных полиспастов |
| Позволяют создать полиспасты больших усилий. | Сложнее в организации. |
| Экономят снаряжение | Маленький рабочий ход полиспаста |
| Требуется много перестановок и «растяжения» полиспаста | |
| Малая скорость подъёма |
Практические советы по работе со сложными полиспастами:
Для того чтобы сложный полиспаст более полно складывался при каждом рабочем ходе, и требовалось меньше перестановок, необходимо разнести станции простых полиспастов, входящих в состав сложного.
Комплексные полиспасты
Во всех приведенных выше конструкциях полиспастов веревку необходимо тянуть в сторону анкерной точки. На практике всегда удобнее тянуть от анкерной точки, потому что можно воспользоваться противовесом. Для того чтобы тянуть вниз встёгивают дополнительный неподвижный блок. Но он не даёт выигрыша в силе, и потери на трение в такой схеме, могут свести на нет все преимущества оттяги вниз. Отличительная особенность комплексных полиспастов – наличие в системе роликов движущихся навстречу грузу. Комплексные полиспасты также бывают простыми и сложными.
Недостатки такие же как и у основных сложных полиспастов:
Расчёт усилия в комплексных полиспастах
Расчёт теоретического выигрыша в комплексных полиспастах отличается от основных. 3:1(простой)= 1Т+2Т
5:1(сложный)= 1Т+1Т+ЗТ (или как ещё принято считать 5:1= 2Т*ЗТ-1Т)
7:1(сложный)= 2Т*ЗТ+1Т
Составные полиспасты
В тех случаях, когда усилия собранного полиспаста недостаточно, а длины тянущей веревки не хватает для сборки более мощной схемы, может помочь дополнительный полиспаст 2:1, присоединенный к грузовой веревке схватывающим узлом или зажимом.
Добавив схему 2:1 к любому полиспасту вы автоматически получите 2-х кратный теоретический выигрыш в усилии.
Расчёт теоретического выигрыша у них производится по принципу сложных или комплексных, в зависимости от конструкции полиспаста.
ПОЛИСПАСТЫ
Теория полиспастов из «альпинистского» снаряжения.
Практическая адаптация под специфику роупджампинга.
Очень много картинок — чтобы было понятно.
Просьба к читателям, разбирающимся в полиспастах:
Найти возможные ошибки. Дать советы по теме.
Просьба к тем, кто мало понимает в полиспастах:
Оценить доступность материала и в целом способ изложения. Помогла ли вам статья разобраться в вопросе?
Публикуется впервые. Автор — Сергей Сумберг (Нефёдов).
Откуда ноги растут
Этот материал — глава из большой Энциклопедии Роупджампинга, которую я пишу много лет. В 435-страничном черновике тема «Полиспасты» в нынешней версии занимает страницы 259-273.
Когда финальная версия материала будет выложена в Энциклопедии, с отрисованными художником рисунками — я напишу об этом в комментариях под статьёй.
Скорее всего, это будет в конце года или в 2019 году. Значит, это будет один из последних или последний комментарий, в самом низу.
Картинки в этой версии — временные. Нарисованы в Paint «на коленке». Прошу строго не судить.
Содержание статьи
• Правила полиспаста
• Элементы полиспаста
• Рабочая длина полиспаста
• Рабочий ход полиспаста
• 6 полиспастов для роупджампинга
• Полиспасты из грузовой верёвки и полиспасты из отдельной верёвки
• Плюсы и минусы полиспастов, сделанных из грузовой верёвки
• Плюсы и минусы полиспастов, сделанных из отдельной верёвки
• Трение между ветвями полиспаста
• Перезарядка полиспаста
• Готовый полиспаст как элемент снаряжения
• Миниполиспаст
• Ролики для полиспастов
• Зажимы для полиспастов
• Выводы
Полиспасты
Polyspastos (греч.) — от «polys»-многий, и «spao»-тащу.
Полиспаст – (в роупджампинге) — это метод сборки и работы снаряжения, позволяющий в несколько раз увеличить усилие при натяжении верёвки или при перемещении груза.
Я уверен, что многим захочется предложить своё определение полиспаста. Это очень интересный вопрос — с удовольствием вступлю в дискуссию.
Полиспаст работает по принципу рычага — выигрывает в силе за счёт потери в расстоянии.
Для создания полиспаста используется огибающая ролики или карабины верёвка, зажимы и страховочно-спусковые устройства.
Указанная в энциклопедии сила полиспаста — это его теоретически возможный выигрыш в усилии. В реальной работе неизбежны потери на трение, поэтому на практике полиспаст всегда слабее теоретического значения.
Правила полиспаста
Правило полиспаста №1
Выигрыш в усилии дают только движущиеся ролики, закреплённые на грузе
Неподвижные ролики служат лишь для изменения направления движения верёвки и выигрыша в усилии не дают.
Если закрепить верёвку на грузе, перекинуть её через неподвижный, закреплённый на станции ролик и потянуть вниз, то для поднятия груза необходимо приложить усилие, равное массе груза: 
Выигрыша в усилии нет. Чтобы поднять груз на 1 метр, кончик верёвки также должен пройти 1 метр. Это — схема 1:1
В этой схеме нагрузка на станцию — 200 кг.
Если закрепить верёвку на станции и пропустить её через ролик на грузе, для поднятия груза необходимо усилие в 2 раза меньшее, чем его масса: 
Выигрыш в усилии — 2:1.
В этой схеме ролик подвижный, потому что он движется вверх вместе с грузом.
Чтобы поднять груз на 1 метр, кончику верёвки необходимо переместиться на 2 метра. Это — схема самого простого полиспаста 2:1
Растяжение верёвки в расчёт не берётся.
В этой схеме нагрузка на станцию — 50 кг.
Правило полиспаста №2
Во сколько раз выигрываем в усилии — во столько же раз проигрываем в расстоянии
Если в полиспасте 2:1 на каждый метр подъёма груза нужно протянуть через систему 2 метра верёвки, то в полиспасте 6:1 – 6 метров верёвки. Чем «сильнее» полиспаст, тем медленнее поднимается груз. Уточнить
Правило полиспаста №3
Фактор тяги не должен быть выше 12
Фактор тяги полиспаста — число, полученное умножением теоретического выигрыша полиспаста на количество тянущих полиспаст человек.
Это значит, что полиспаст 3:1 должны тянуть не более 4 человек, полиспаст 2:1 – не более 6 человек. Следование этому правилу помогает предотвратить появление чрезмерной нагрузки на элементы снаряжения, задействованные в работе полиспаста.
При правильном проектировании прыжковых систем нет необходимости выходить за пределы, или даже приближаться к значению фактора тяги 12.
Элементы полиспаста
Станция
Место крепления неподвижных роликов или фиксаторов обратного хода: 
На рисунках — полиспасты 3:1
Правила подсчёта силы любого полиспаста можно изучить по ссылкам в конце этой статьи.
Ролик
Элемент полиспаста, огибаемый верёвкой.
Фиксатор обратного хода
Устройство, фиксирующее выбранную полиспастом верёвку в неподвижном состоянии.
В роупджампинге самые популярные фиксаторы — Grigri и Pro Traxion.
Если в качестве фиксатора работает Grigri, то это – «гришевый полиспаст».
В теме «Страховочно-спусковые устройства» оговаривалось, что во всей энциклопедии употребление слова Grigri означает возможность использования Rig, ID и аналогичных устройств.
В роупджампинге с помощью «гришевого полиспаста» совершается большинство действий, требующих использования полиспаста.
Нюансам работы с «гришевым полиспастом» в энциклопедии посвящена целая тема. Например, там есть интересная модернизация под названием «Гришевая уздечка»
Зажим
Средство присоединения подвижного ролика к верёвке: 
В качестве груза здесь может выступать как сам груз, так и обратная реакция натягиваемой верёвки.
В энциклопедии под словом «груз» подразумеваются оба варианта.
Рабочая длина полиспаста
Рабочая длина полиспаста — это расстояние от станции до ближайшего к грузу подвижного ролика. 
В варианте с зажимом, рабочая длина полиспаста зачастую ограничена размерами рабочей площадки: 
Даже если размер площадки не ограничен, существует оптимальное расстояние, на которое имеет смысл отодвигать зажим от станции.
Если отодвинуть зажим слишком далеко, то при вытягивании полиспаста ощутимая часть усилий будет уходить на растяжение верёвки между тянущими людьми и станцией. Верёвка пружинит, люди зря тратят силы. «Дубовая статика» диаметром 11 мм пружинит меньше, новая верёвка 9-10 мм или репшнур — больше.
Если зажим отодвигается недалеко от станции – полиспаст придётся слишком часто перезаряжать.
В итоге, оптимальное расстояние отодвигания зажима от станции зависит от свойств верёвки и от размера площадки.
Если нагрузка небольшая, удобнее растянуть полиспаст на большое расстояние и одним заходом вытянуть много верёвки.
Когда натяжение увеличивается — потери пружинящей верёвки становятся ощутимы. В таком случае рабочую длину полиспаста стоит сократить — не отодвигать его далеко.
Рабочий ход полиспаста
Рабочий ход полиспаста — это расстояние, которое пройдёт ближайший к грузу подвижный ролик, пока ближний к тянущему человеку ролик не упрётся в станцию.
На это же расстояние продвинется и груз (растянется верёвка).
В «гришевом полиспасте» 3:1 всего один ролик. Он является и ближайшим к зажиму роликом, и ближайшим к тянущему человеку роликом. Поэтому в «гришевом полиспасте» рабочий ход равен рабочей длине. Такой полиспаст складывается полностью – ролик вплотную подойдёт к станции: 
В полиспасте 6:1 ролик, находящийся ближе к человеку, тянущему за верёвку, и ближайший к грузу ролик – не одно и то же. Зелёный ролик упрётся в станцию раньше, чем к ней подойдёт красный ролик: 
Расстояние, которой прошёл красный ролик — и есть рабочий ход полиспаста.
Чем сложнее полиспаст, тем меньше его рабочий ход.
Полиспасты для роупджампинга
Разновидностей полиспастов очень много. Я отобрал 6 вариантов, перекрывающих практически все потребности роупджампинга:
Простые полиспасты 2:1 и 3:1
Складываются за один рабочий ход. Дают самый быстрый подъём с минимальным количеством перезарядок полиспаста: 
Сложный полиспаст 6:1
Сложный полиспаст – это система, в которой один простой полиспаст тянет за другой простой полиспаст.
Сила сложного полиспаста рассчитывается умножением сил простых полиспастов.
Чтобы из полиспаста 3:1 сделать полиспаст 6:1, к нему добавляется простой полиспаст 2:1. Полиспаст 2:1 можно сделать с использованием дополнительного отрезка верёвки или из хвоста той же верёвки, которую тянут: 
В работе с полиспастами часто приходится переходить от слабого полиспаста к сильному полиспасту и наоборот. Например, при натягивании длинной базы. Вначале её легко тянуть полиспастом 3:1, а дотягивать приходится полиспастом 6:1.
В таком случае начинают со схемы 3:1. Добавлением одного ролика, одного зажима и карабина получают схему 6:1.
Полиспаст 2:1 — это «палочка-выручалочка», которая в нужный момент приходит на помощь полиспасту 3:1. Комбинация этих двух вариантов — самый практичный и часто применяемый полиспаст в роупджампинге.
При добавлении ещё одного ролика и карабина получается полиспаст 9:1
Сложный полиспаст 9:1
Здесь один простой полиспаст 3:1 тянет второй простой полиспаст 3:1. Вариант, сделанный из одной верёвки: 
Перейти от полиспаста 3:1 к полиспасту 9:1 и обратно можно напрямую, минуя стадию 6:1
В моей практике роупджампинга ни разу не возникла надобность в использовании такого сильного полиспаста. Всегда хватало людей, чтобы вытянуть даже очень длинные базы полиспастом 6:1. Но если вы оказались один, 9:1 может пригодиться.
Улучшение «складываемости» сложного полиспаста
Чтобы сложный полиспаст плотнее складывался на каждом рабочем ходе и требовал меньше циклов перезарядки, необходимо разнести друг от друга станции простых полиспастов, входящих в состав сложного. Вариант для полиспаста 9:1: 
В полиспасте 6:1 на дальнее дерево устанавливается «палочка-выручалочка» 2:1.
Комплексный полиспаст 5:1, который можно тянуть от станции
Рассмотренные выше 4 варианта подразумевают вытягивание полиспаста по направлению к станции. Иногда это не удобно.
Например, на висячей станции, где силы полиспаста 3:1 уже не хватает.
Добавлением «палочки-выручалочки» 2:1 можно перейти к полиспасту 6:1. Вися на самостраховке, передвинуть ведущий зажим без специальных приспособлений можно только на длину вытянутых рук — поэтому полиспаст приходится очень часто перезаряжать.
И перезаряжать, и тянуть полиспаст приходится в неудобном положении, вполоборота от стены: 
Если применить комплексный полиспаст 5:1, во время вытягивания верёвки можно не оборачиваться. Ценность такого варианта — возможность себе помогать, отталкиваясь ногами от поверхности объекта или работая корпусом: 
Отличительная особенность комплексных полиспастов – наличие в системе роликов, движущихся навстречу грузу.
Недостатки комплексных полиспастов подобны недостаткам сложных полиспастов: они не складываются полностью, имеют малый рабочий ход и требуют частой перезарядки.
Если нагрузка приходит не сбоку, а снизу — тянуть снизу-вверх и часто перезаряжать полиспаст 6:1 совсем не удобно: 
При использовании комплексного полиспаста 5:1, помимо удобства вытягивания верёвки вниз, появляется вариант использовать вес тела. Можно встать ногой на петлю из верёвки или поставить на верёвку ещё один зажим с лесенкой: 
Вместо выбирания руками получится выбирание ногами и весом тела.
Полиспаст 5:1 с использованием тандем-ролика
Во время навески прыжковой системы, в полиспастах можно использовать тандем-ролики, которые в будущем будут завешены в каретку: 
Тандем-ролики имеют два колёсика. С их помощью можно собрать полиспаст 5:1.
Для этого верёвку нужно пропустить отдельно через каждое колёсико и добавить второй неподвижный ролик: 
Чтобы при сборке полиспаста не протаскивать кончик верёвки последовательно через три колёсика, верёвку можно вынуть из «нижнего» отверстия тандем-ролика: 
Преимущество этого полиспаста перед полиспастом 6:1 в том, что для перезарядки нужно передвигать только один зажим.
Проблема может возникнуть, если использовать жёсткую или «распухшую» 11-мм верёвку. Расстояние между колёсиками тандем-ролика невелико — внутри ролика ветви такой верёвки могут тереться друг об друга.
Полиспасты из грузовой верёвки и полиспасты из отдельной верёвки
Полиспаст из грузовой верёвки — полиспаст, собранный из той же верёвки, которую нужно тянуть.
Полиспаст из отдельной верёвки тянет грузовую верёвку. Выбранная часть грузовой верёвки удерживается фиксатором обратного хода: 
Плюсы и минусы полиспастов, сделанных из грузовой верёвки
• Автоматическая фиксация верёвки, если включить в систему фиксатор обратного хода Grigri или Pro Traxion.
• Легко избежать использования дополнительной верёвки. Пример — полиспаст 6:1 с задействованием хвоста той же верёвки.
• Для организации полиспаста большой силы нужно задействовать длинный отрезок верёвки. Если верёвки впритык, полиспаст не собрать.
• Если в качестве фиксатора обратного хода использовать Pro Traxion, в случае необходимости будет сложно перейти от выбирания верёвки к её выдаче.
Если в качестве фиксатора обратного хода использовать Grigri, при выбирании верёвки присутствуют сильные потери на трение.
• Сложно пропустить через полиспаст узел, завязанный на верёвке. Или место соединения двух верёвок друг с другом.
Плюсы и минусы полиспастов, сделанных из отдельной верёвки
Полиспаст из отдельной верёвки прикрепляется к верёвке, которую нужно тянуть, с помощью зажима: 
• Если полиспаст собран заранее, можно очень быстро подключить его к верёвке и начать тянуть.
• Можно использовать более короткую вытягиваемую верёвку — её излишки не нужны для работы полиспаста.
Иногда длины ненатянутых базовых верёвок хватает только на то, чтобы протащить их от станции А до станции Б.
Излишки появятся потом, после натяжения базовых верёвок.
• Если в качестве фиксатора обратного хода используется Grigri — получается простой переход от выбирания верёвки к её выдаче и обратно. Потери на трение внутри Grigri не имеют значения, потому что верёвка проходит через устройство без нагрузки.
• Простое прохождение узлов через полиспаст. Выбранная верёвка фиксируется в Grigri. Зажим полиспаста переставляется за узел и подъём продолжается.
• Фиксатор обратного хода, установленный на вытягиваемую верёвку, придётся обслуживать вручную. Для этого нужен отдельный человек.
Трение между ветвями полиспаста
Чтобы верёвки внутри полиспаста не тёрлись друг об друга, они должны идти параллельно. Чтобы верёвку не клинило, ролики не должны вжиматься друг в друга.
Беспроблемный полиспаст получается с помощью разнесения неподвижных роликов в сторону друг от друга. Для этого можно использовать такелажную пластину, закреплённую на станции: 
Можно использовать особенности элемента объекта. Например, вешать разные ролики на разной высоте ствола дерева; на ровной плоскости крепить ролики к разным анкерам: 
Перезарядка полиспаста
После того как полиспаст сложился, его нужно растянуть обратно.
Перезарядка полиспаста – это манипуляции со снаряжением, необходимые для растяжения полиспаста на его рабочую длину.
Для перезарядки простого полиспаста нужно передвинуть только ведущий зажим.
Чтобы передвинуть ведущий зажим в сложном полиспасте, нужно снять или расслабить второй зажим.
При растягивании сложного полиспаста, множество ветвей верёвки, двигающихся через ролики, делают передвижение зажима трудозатратным. Перезаряжать сложные полиспасты долго. Если есть возможность – пользуйтесь простыми.
Перезарядка вручную
Человек берёт зажим в руку и отходит с ним на нужное расстояние; оставляет там зажим и возвращается обратно к станции. Нужно много ходить: 
Если людей хватает, удобно поручить перезарядку отдельному человеку. Он не тянет полиспаст, а только его перезаряжает. Распределение ролей повышает общую скорость.
Перезарядка с помощью дополнительной верёвки
Если в качестве ведущего зажима используется жумар или кроль, процесс можно ускорить.
В ближнее к грузу отверстие зажима карабином вщёлкивается конец репшнура или верёвки. Перезаряжающий человек находится в нужном месте и тянет зажим к себе: 
Когда люди около станции начинают тянуть полиспаст, перезаряжающий человек выдаёт верёвку обратно. Теперь ему не нужно ходить.
В качестве зажима может использоваться любая модель, способная работать подобным образом. Благодаря своей форме, лучше всего для этой цели подходит Croll.
Автоматическая перезарядка на наклонной верёвке
Если верёвка, которую нужно вытягивать или натягивать, от края объекта уходит вниз под большим углом, процесс перезарядки можно автоматизировать.
К верхнему отверстию Croll подвешивается груз. Это может быть связка стальных карабинов или молоток. Вес груза должен быть достаточным для того, чтобы зажим поехал вниз: 
Чтобы зажим легче сползал, ему можно помочь верёвкой, отправляя в сторону зажима волну. Как минимум, нужно сделать так, чтобы верёвка зажиму не мешала.
Этот способ хорошо работает при натяжении наклонной базы после спуска человека выдачей базы. Его можно применять в начальной стадии натяжения горизонтальной базы, пока она висит с сильным провисом.
Перезарядка с помощью шеста
Если полиспаст нужно перезаряжать за краем объекта, но способ с грузом не работает, можно использовать шест. В качестве шеста подойдёт любая длинная палка: 
Если пользоваться шестом приходится часто, лучше приспособить для этой цели разборную алюминиевую конструкцию. Например, часть каркаса туристической палатки или лавинный щуп: 
На конец щупа нужно приделать крючок, который будет легко зацепить за зажим при его отталкивании от края объекта.
Готовый полиспаст как элемент снаряжения
Полиспаст 3:1 с фиксатором обратного хода Grigri II, сделанный из 6-метровой верёвки диаметром 8-9 мм, заранее собранный и в увязанном виде переносимый на обвязке: 
В карабин на зажиме можно одновременно вщелкнуть и ролик, и узел на конце верёвки. Так экономится один карабин.
Готовый полиспаст применяется для быстрого снятия нагрузки с верёвки. После совершения с этой верёвкой нужных манипуляций, с помощью Grigri полиспаст легко растягивается обратно, снимается с верёвки, увязывается и возвращается на обвязку.
Готовый полиспаст полезен на больших объектах. Именно он – основной инструмент технологичной навески (в энциклопедии здесь ссылка на одноимённую тему).
Миниполиспаст
Другое название миниполиспаста — «аварийный полиспаст».
Для создания миниполиспаста нужно очень мало снаряжения. Он используется альпинистами в спасательных работах до прихода профессиональных спасателей. Применяется для снятия нагрузки с основной верёвки и для подъёма груза или человека на небольшую высоту. 
Оговорюсь сразу — временно нарисованы не самые лучшие формы карабинов
Для сборки миниполиспаста нужны два карабина и отрезок репшнура.
Форма карабинов — HMS, грушевидная или D-образная.
Оптимальная длина репшнура — 5-7 метров. Диаметр 7 мм. Это — параметры стандартного кордалета из альпинистского снаряжения. Cordalette — по-французски значит «шнурочек, верёвочка».
Завязанный на конце репшнура узел встёгивается в один из карабинов, а свободный конец пропускается через оба карабина, по кругу. Витки репшнура должны идти параллельно друг другу и не пересекаться. В результате получается компактный простой полиспаст, но с большими потерями эффективности за счёт сильного трения в карабинах.
Карабин с узлом – условно, неподвижная станция. Согласно правилу полиспаста, каждый оборот репшнура вокруг карабина без узла даёт дополнительный двукратный выигрыш в силе. Один оборот – получится полиспаст 2:1, два оборота – 4:1, три – 6:1. Тянуть репшнур нужно из карабина, в котором нет узла. Тянуть репшнур из карабина с узлом бессмысленно. Последнее прощёлкивание репшнура в карабин с узлом не даёт выигрыша в усилии, но увеличивает трение.
Сказать, что карабин с узлом всегда должен быть вщёлкнут в станцию, нельзя. Иногда удобно тянуть сверху вниз, иногда — наоборот: 
Ролики для полиспастов
КПД ролика
Главная характеристика ролика в полиспасте – это его Коэффициент Полезного Действия, или КПД.
КПД ролика зависит от качества подшипника и от диаметра ролика. При одинаковых подшипниках, чем больше диаметр ролика, тем выше его эффективность.
КПД самых эффективных роликов составляет 90-95%. Это значит, что потери на трение при работе такого ролика составляют не более 10%. КПД большинства стандартных роликов колеблется в пределах 70-80%. То есть, потери на трение составляют 20%-30%.
При использовании в полиспасте 2:1 одного ролика с КПД 90%, фактический выигрыш в усилии составит 1.9:1.
В полиспасте 3:1, сделанному из двух роликов с КПД 90%, выигрыш в усилии будет равен 2.7.
Если в полиспасте 3:1 вместо одного из роликов находится Grigri, потери на трение значительно возрастают.
Карабины вместо роликов
Когда вместо роликов используются карабины, фактическая сила полиспаста уменьшается очень сильно. Потери на трение для карабинов в среднем составляют 50%. Выигрыш в силе для полиспаста 2:1 составит 1.5:1, а для полиспаста 3:1 выигрыш будет равен всего 1.75:1.
Чем больше диаметр прутка карабина и чем плавней радиус перегиба верёвки, тем лучше. Снизить потери на трение помогает установка рядом двух одинаковых карабинов: 
Куда ставить самый лучший ролик
Иногда для организации полиспаста есть несколько карабинов и всего один ролик. Или несколько роликов разного качества, из которых один гораздо лучше остальных.
В любом полиспасте самый эффективный ролик нужно ставить на место ролика, ближайшего к тянущим людям. То есть, на выходе верёвки из полиспаста: 
Двойные ролики
Двойные ролики имеют два колёсика на одной оси. Чаще всего они нужны для создания компактного простого полиспаста 4:1 
В роупджампинге, кроме как при создании полиспастов, применять их негде. При этом, легко обойтись без полиспаста 4:1. Используя только одно колёсико двойного ролика, придётся постоянно носить с собой лишний вес второго колёсика и вес увеличенной скобы ролика.
Во время навески прыжковой системы, для создания полиспастов можно использовать тандем-ролики, которые в будущем будут установлены в каретку. Одинарные эффективные ролики (например, Rescue и Pro от Petzl) удобно применять в «гришевом полиспасте». Получается, что двойные ролики — не нужны.
Эффективность ролика и вертлюг
Паспортная эффективность ролика измерена при его идеальном положении, когда верёвка движется ровно по центру ложа колёсика.
На практике бывают ситуации, когда ролик не способен подстроиться под направление нагрузки, которое задаёт верёвка. Верёвка может касаться щёчек ролика.
В таком случае поможет установка вертлюга: 
Вертлюг способствует самовыравниванию ролика по направлению приходящейся на него нагрузки.
В Энциклопедии, в теме «Ролики» описаны вертлюги, конструктивно совмещённые с роликами. Нет лишнего звена — карабина.
Зажимы для полиспастов
Самый безопасный зажим при работе с полиспастами — репшнур, завязанный на верёвке схватывающим узлом Прусика в три оборота.
Использование схватывающих узлов — отнюдь не архаизм. Схватывающий узел из 8-мм репшнура, завязанный на 11-мм верёвке, начинает ползти при нагрузке 10-11 kN (1000-1100 кг). Сползание узла – это сигнал STOP для людей, тянущих полиспаст. Пополз узел — значит, система перегружена.
В начале сползания схватывающий узел практически не травмирует верёвку. Только после длительного движения он начинает плавиться, «прикипать» и портить оплётку. При подъёме тяжёлых грузов нужно внимательно следить за поведением схватывающих узлов. Если груз застрял, а люди продолжают тянуть на «эй ухнем», можно повредить верёвку.
Зажим из репшнура
8-мм репшнур хорошо работает на 11-мм верёвках.
Для верёвок диаметром 9-10 мм лучше использовать 7-мм репшнур. Если 7-мм репшнур мягкий, он неплохо «хватает» и 8-мм верёвку.
Специальный ролик «прусик-блок» в комбинации с зажимом из репшнура позволяет сделать безопасный для верёвки фиксатор обратного хода. Пример прусик-блока — Petzl Minder.
Во время подъёма груза, узел репшнура упирается в щёчки ролика и ослабляется. Для этого щёчки имеют специальную выступающую форму. Верёвка проходит через ролик свободно: 
Если верёвка пошла обратно, схватывающий узел отходит от ролика и зажимается на верёвке: 
Прусик-блоки имеют стандартный размер. Длина петли для работы с ними тоже имеет стандартный размер — 40 см. Петля такого размера делается из отрезка репшнура длиной 135 см, связанного узлом грейпвайн: 
Если использовать более длинную петлю, её придётся укорачивать дополнительным узлом. Излишки репшнура в районе ролика могут помешать его правильной работе.
При производстве конкретной модели прусик-блока стандарты могли не соблюдаться. Любые стандарты могут измениться в будущем.
В соотношении размера петли и размера ролика главное, чтобы в момент затяжки схватывающего узла он не отходил слишком далеко от ролика. Иначе, после перезарядки полиспаста, в начале выбирания верёвки придётся ещё раз выбрать уже когда-то выбранную часть верёвки. Чем дальше от ролика уходит узел из длинной петли, тем больше лишней работы. Узел должен находиться как можно ближе к ролику.
Для использования в полиспасте должны применяться только сертифицированные репшнуры. 7-мм репшнур должен выдерживать не менее 9.8 kN (980 кг).
Если верёвка загрязнена землёй, к тому же ещё и мокрая, схватывающие узлы из репшнуров забиваются грязью и перестают работать. Очистка узла или не помогает, или помогает ненадолго. Грязь проникает в волокна репшнура и сильно снижает трение.
Rescucender в таких условиях тоже может проскальзывать, но его можно очищать многократно.
Новая модель устройства устанавливается на верёвку быстрее схватывающего узла.
Запрещённые зажимы
Стандартами, принятыми в спасательных службах Канады, США и Новой Зеландии, категорически запрещены для использования в полиспастах зажимы с «агрессивными» кулачками.
Это жумар, Croll и их аналоги. При внезапной перегрузке полиспастной системы верёвка будет серьезно повреждена. Большинство «зубастых» зажимов не рассчитаны на нагрузку свыше 4 kN (400 кг). Примерно в этом диапазоне они начинают рвать оплётку. И никакого сигнала STOP не будет!
Зажимы для полиспастов в роупджампинге
Во время спасательных работ самый частый груз – пострадавший человек. Иногда — с сопровождающим спасателем.
В спасработах, при подъёме тяжёлых грузов и при натяжке длинных троллеев возможны большие нагрузки. В этих целях, в качестве ведущего зажима или в качестве всех зажимов полиспаста, должны применяться схватывающие узлы.
В роупджампинге большие нагрузки возможны при подъёме на экзит тяжёлого тестового груза или мостика-трапа. Большие нагрузки возможны и при натяжении «в струну» мокрых базовых верёвок длиной более 500 метров. В этих случаях лучше перестраховаться и пользоваться репшнурами.
Когда полиспастом преднатягиваются базовые верёвки длиной до 700 метров, критически больших нагрузок не возникает. В моей практике использования жумара или кроля в качестве ведущего зажима, не было ни одного случая даже минимального повреждения оплётки верёвки. Мы никогда не превышали фактор тяги 12.
Причины непопулярности Rescucender у роупджамперов:
• Petzl Rescucender почти в два раза дороже жумара Petzl и в три-четыре раза дороже жумаров отечественного производства.
• Это не универсальный зажим, поэтому нет смысла покупать в команду несколько штук. Когда в команде один Rescucender, и нужно тянуть полиспаст, он редко оказывается под рукой.
• Старая модель имеет подпружиненный штифт, который сложно вставлять в отверстие в корпусе устройства. Особенно в перчатках.
• Новая модель устанавливается быстро, но остальные недостатки никуда не делись.
Зажимы из репшнура
Зажимы из репшнура дешёвые. Можно сразу сделать много и выдать каждому члену команды. Компактный и лёгкий репшнур висит на задней полочке обвязки и не мешает.
Но, когда тянешь полиспастом базу и видишь, что нагрузка небольшая — трудно заставить себя и других вязать узлы. За пару секунд можно прищелкнуть к верёвке жумар или кроль. Механические зажимы не затягиваются — их гораздо легче передвигать при перезарядке полиспаста.
Репшнуры используют, когда кончается лишнее «железо».
Чтобы выбрать правильный ведущий зажим полиспаста, нужно трезво оценить обстановку. Если есть сомнения — используйте репшнур.
Ещё лучше – купить новую модель Rescucender и следить, чтобы он оказывался там, где будут натягивать длинные базы.
Полиспасты. Выводы
Если можете тянуть простым полиспастом – тяните простым
У них больше рабочий ход, а значит меньше циклов перезарядки.
Уменьшайте трение всеми возможными способами
Полиспасты и их использование, ч.1
Как собрать и использовать не очень сложный полиспаст?
Основное о полиспастах
Полиспаст — система верёвок и блоков, позволяющая выигрывать в силе за счёт проигрыша в длине верёвки.
Кратность полиспаста — коэффициент теоретического выигрыша в силе. Если говорят «кратность полиспаста равна 4», то это значит, что данный полиспаст даёт теоретический выигрыш в силе в 4 раза.
У полиспаста есть 2 конца — один закреплен на опоре (неподвижный), а другой на перемещаемом грузе (подвижный).
Выигрыш в силе дают только подвижные блоки (закреплённые на подвижном конце системы). Неподвижные блоки служат лишь для изменения направления движения верёвки.
В промышленном альпинизме, как правило, полиспасты используются для подъёма грузов или натяжения веревок (например, гибких анкерных линий).
Простые полиспасты
Простые полиспасты получаются при добавлении блоков на груз и опору.
При этом, если конец верёвки закреплён на опоре — то полиспаст получится чётный, если на подвижной точке (грузе) — то нечётный.
Каждый подвижный ролик (блок) даёт +2 к кратности, подвижная точка закрепления веревки +1 к кратности.
На рисунке 1 изображён полиспаст (1) «один к двум» (дающий двухкратный выигрыш в силе, кратность полиспаста равна 2). Конец верёвки закреплён на опоре, использован один ролик, закреплённый на грузе. Это чётный полиспаст.
На рисунке 2 изображён полиспаст (2) «один к трём» (дающий трёхкратный выигрыш в силе). Конец верёвки закреплён на грузе, использованы 2 ролика, закреплённые один на грузе, другой на опоре. Это нечётный полиспаст.
На рисунках 3 и 4 изображены полиспасты, соответственно на 4 и на 5, образованные соответственно из полиспастов (1) и (2) путём добавления одного ролика (блока), закреплённого на подвижной точке (грузе) и 1 ролика (блока), закреплённого на опоре.
Простые полиспасты с бо́льшим выигрышем образуются аналогично.
Для расчёта выигрыша в силе можно пользоваться простым правилом: сколько прядей полиспаста (верёвок) идёт от груза, такой и будет теоретический выигрыш в силе.
Основное преимущество простых полиспастов: нет необходимости что-то переставлять или менять в системе до окончания подъёма, простота расчёта и сборки.
Основной недостаток: для создания простого полиспаста нужно много веревок и при больших кратностях сильно падает эффективность всей системы. Обычно считают, что не целесообразно применять простые полиспасты при кратности больше, чем 1:5.
Полиспаст
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.
Полиспасты. Назначение и устройство
Полиспастами называют систему, образуемую подвижными и неподвижными блоками, которые соединяются между собой канатными (реже – цепными) передачами. Известные ещё в античные времена, полиспасты и сейчас являют собой устройство, без которого не может функционировать подъёмно-транспортная техника. По сути, за тысячелетия не очень изменились и составляющие этого механизма. Полиспасты, их назначение и устройство – вопросы, важные для эффективного использования всех конструкций механизмов подъёма.
Устройство полиспаста и условия его работы
Основная область применения полиспастов – стреловые механизмы кранов. Всё многообразие полиспастов может быть сведено к двум требованиям: либо увеличить силу (силовые полиспасты), либо поднять скорость (скоростные полиспасты). В подъёмных кранах чаще используются первые, а подъёмниках – вторые. Таким образом, схемы скоростных и силовых полиспастов взаимно обратные.
В состав полиспаста входят следующие составляющие:
Все вышеперечисленные элементы располагаются преимущественно в вертикальной компоновке, причём место размещения барабана зависит от наличия обводных блоков: сверху, если такие блоки отсутствуют, и снизу – если присутствуют.
Количество блоков с неподвижными осями всегда на один меньше, чем с подвижными. При этом общее количество блоков определяет (для силовых полиспастов) кратность увеличения суммарного усилия на механизме. Количество обводных блоков определяется размерами узла: с увеличением числа таких блоков усилие также увеличивается.
Силовые полиспасты, назначение и устройство которых характеризуется несколькими параметрами, важнейшим из которых является нагрузка, развиваемая в подъёмном механизме. Она увеличивается с увеличением расчётной грузоподъёмности крана, кратности устройства (количества ветвей каната, на которых подвешен груз) и КПД блока. КПД учитывает потери на трение в осевых опорах, а также потери, определяемые жёсткостью каната или цепи.
Полиспастов может быть несколько, тогда суммарная нагрузка на блок пропорционально уменьшается. Одинарные полиспасты конструктивно проще, но и наименее эффективны. В них один конец неподвижно закрепляется на неподвижном элементе, а второй – на барабане. При этом угол отклонения весьма ограничен из-за опасности схода каната с блока. Наличие обводного блока существенно улучшает условия работы механизма: нагрузка становится симметричной, что снижает износ каната, и увеличивает допустимую скорость вращения блоков. Устойчивость действия полиспаста зависит также от расстояния между обводным и основными блоками. С увеличением этого параметра надёжность полиспаста как функционального узла возрастает, хотя одновременно увеличивается (из-за наличия соединительной оси) и его сложность.
Другими схемами полиспастов, применяемых на практике, являются:
Эксплуатационные характеристики полиспастов и их выбор
На эффективность, которой обладают полиспасты, на их назначение и устройство в конкретном механизме влияние оказывают следующие факторы:
Наибольшие потери в полиспастах связаны с условиями трения. В частности, КПД рассматриваемых механизмов, которые работают в подшипниках скольжения, в зависимости от условий их эксплуатации, составляет:
Меньшие значения соответствуют полиспастам с максимально возможной кратностью. Потери на трение для узлов, которые работают в подшипниках качения, гораздо ниже, и составляют:
Таким образом, применяя современные антифрикционные покрытия контактной поверхности блоков, можно практически исключать потери на трение.
Углы отклонения каната, располагающегося на блоке/блоках полиспаста, определяют не только износ канатов и блоков, но и безопасность производственного персонала грузоподъёмного устройства. Объясняется это тем, что при превышении допустимых показателей сход каната с блока чреват производственной аварией. На данный параметр влияют материал канатов, профиль канавки барабана, а также направление навивки.
Материалами канатов чаще всего служат типы ТЛК-О по ГОСТ 3079, ЛК-Р по ГОСТ 2688 и ТК по ГОСТ 3071. Третий тип имеет наименьшую жёсткость (не более 1,7), что положительно сказывается на предельно допустимом угле отклонения каната на полиспасте. Соответственно для канатов двух первых типов жёсткость достигает 2.
ГОСТ допускает увеличение предельного отклонения, по сравнению с рекомендуемым не более, чем на 10…20% (зависит от режима работы грузоподъёмной техники). На уравнительном блоке допустимые углы отклонения могут увеличиваться, но не более, чем в 1,5 раза.
Для снижения углов отклонения на барабанах полиспастов изготавливают профильные канавки, причём угол их направления зависит от направления навивки. Поэтому барабаны в механизмах современной конструкции всегда выполняют с крестовым профилем, пригодным под оба типа навивки.
Запасовка полиспастов
Запасовка – технологическая операция изменения расположения основных грузовых блоков полиспаста, а также расстояний между ними. Целью запасовки является изменение скорости или высоты подъёма грузов путём определённой схемы прохождения канатов по блокам устройства.
Схемы запасовки определяются типом грузоподъёмной техники. Известно, в частности, что механизмы изменения вылета стрелы различны для ручной или электротали – с одной стороны, и для кранов – с другой. Поэтому для лебёдок запасовка производится изменением расположения оси направляющего блока, и предназначается только для изменения длины вылета стрелы. В грузовых кранах запасовкой исправляют возможную криволинейность перемещения груза. Кроме грузовых канатов, запасовку применяют также и для канатных устройств перемещения рабочей тележки.
Различают следующие схемы запасовок:
Двух- и особенно – четырёхкратная запасовка позволяет производить безопасный подъём груза, который практически вдвое превышает тяговое усилие, развиваемое лебёдкой. При этом проворот канатов под нагрузкой исключается, что существенно снижает их износ.
Полиспаст – система из двух или более блоков, которые обвиты цепью (канатом) и служащие для подъема различных грузов. Впервые они были использованы еще на заре появления механизмов для поднятия такелажа, тяжелых строительных блоков при строительстве зданий. В основе полиспастов лежит желание с минимальными усилиями переместить либо поднять какой-либо груз (одновременно происходит проигрыш в итоговом расстоянии, на которое необходимо поднять его, что соответствует законам физики).
Сфера использования подобных систем
На сегодня его используют в качестве составного элемента механизма стрелы башенного либо иного крана, устройств и приспособлений для выполнения такелажных работ. Также они могут использоваться отдельно для аккуратного перемещения и безопасного подъема различых грузов на небольших судах и других объектов. Среди других сфер применения отметим:
Конструктивные особенности современных полиспастов
Основной сферой применения подобных систем остаются стреловые механизмы башенных, мостовых, автомобильных кранов. С помощью полиспастов можно значительно увеличить силу либо наоборот скорость. Первое используют в кранах, а второе в подъемниках. Конструктивно они включают следующие элементы:
Традиционной компоновкой полиспастов остается вертикальной, а место расположение барабана определяется наличием обводных блоков. Если последние отсутствуют, то барабан находится вверху и наоборот. Одновременно количество блоков (для силового типа) определяет степень роста суммарного усилия, а количество подобных элементов с неподвижно закрепленной осью на 1 меньше, чем с подвижной.
Специфика роста кратности в полиспастах различного типа
Увеличение кратности в силовых системах позволяет снизить нагрузку на каждый отдельных канат, что позволяет добиться сразу нескольких эффектов:
Одновременно в этом случае понадобится большая канатоемкость барабана, так как выигрыш в силе автоматически ведет к «проигрышу» по расстоянию.
У скоростных полиспастов рабочую силу, которая развивается пневматическим либо гидравлическим цилиндром, прикладывают непосредственно к подвижной обойме, а груз одновременно подвешивают к свободного краю подъемной цепи, каната либо веревки. Здесь выигрыш в скорости будет чем больше, тем выше подъем груза.
Особенности силовых полиспастов
Ключевой характеристикой подобных систем остается максимальна нагрузка, которая может быть развита. В общем случае, она зависит от следующих факторов:
На механизме по подъему и передвижению груза может быть одновременно установлено несколько полиспастов, то позволяет равномерно распределить нагрузку и уменьшить толщину веревки либо каната. Одновременно одинарные полиспасты наиболее просты технически (у них один конец закреплен, а второй находится на барабане). Одновременно у последних очень ограничен угол отклонения из-за риска схода подъемного каната с блока. Вместе с этим наличие дополнительного блока усложняет и удорожает всю систему, но дает сразу несколько преимуществ:
Наиболее широко используют на практике следующие схемы полиспастов:
Особенности выбора полиспаста
В идеальном случае, для каждого грузоподъемного механизма подобная система должна проектироваться индивидуально. При этом учитывают следующие факторы:
На практике обычно используют типовые решения, что позволяет сэкономить время на производстве, проектировании подобных систем, их сертификации. Дополнительно они обходятся значительно дешевле для конечного покупателя.
Запасовка полиспастов
На практике может появиться необходимость изменить расстояние между основными грузовыми блоками и расположение последней. Подобная процедура называется запасовкой и она позволяет изменить скорость либо высоту подъема груза. В грузовых кранах с ее помощью можно подкорректировать нарушенную прямолинейность подъема, что повышает общую безопасность работ и предсказуемость поведения.
Всего существует четыре вида запасовки:
Полиспаст: схема, назначение, виды
Полиспаст – это специальное приспособление для подъема грузов, состоящее из двух и более блоков, которые последовательно обвиваются канатом либо цепью. Схема полиспаста может быть рассчитана на выигрыш в подъемной скорости или силе. Интернет-магазин «Ленсталь» представляет большой выбор блоков и готовых многоблочных систем различных параметров. У нас можно купить полиспаст с доставкой по Санкт-Петербургу и области, а также в регионы России.
Изначально полиспастная система возникла для обеспечения подъема и перемещения груза. Именно с появления устройства можно отсчитывать эпоху развития грузоподъемных механизмов. Позже приспособление получило широкое распространение в различных сферах – от парусного такелажа до устройства переправ альпинистами.
Устройство и виды полиспастов
В зависимости от конструкции устройства обеспечивают прирост силы или скорости при подъеме и погрузке тяжелых объектов. Существуют такие виды механизмов:
В первом груз крепится к подвижной обойме, а тяговое усилие прикладывается к тросу со стороны последнего блока, который последовательно огибается им. Сила, которую необходимо прикладывать для подъема рассчитывается, как частное от деления веса поднимаемого объекта на кратность полиспаста (количество ветвей каната). Увеличение скорости возможно при приложении усилия к подвижной обойме и подвешивании груза к сбегающему канатному концу. Подъем происходит быстрее за счет значительного увеличения его высоты. Ее простой расчет –произведение хода поршня силового привода на кратность механизма.
В кранах и грузоподъемных механизмах применяются:
В зависимости от мощности и применяемого аксессуара для обвития подвижных элементов устройства бывают:
Схема полиспаста
Схема простого полиспаста выглядит так:
Большой круг на рисунке изображает барабан привода. Маленькие круги – блоки системы. На левой схеме запасовка троса (веревки) такова: один конец фиксируется на неподвижном элементе, второй – на тяговом механизме (барабане привода). Правый вариант предусматривает крепление каната на приводе и к оси подвижного блока.
В более сложных схемах полиспастных систем участвуют три, четыре и больше подвижных и неподвижных элементов, последовательно обвитых канатом.
На рисунке схематически представлено сдвоенное устройство. Два его блока неподвижно зафиксированы к поверхности, два – движутся. В таком исполнении нагрузка на привод, оказывающий тяговое усилие на трос, приблизительно вчетверо ниже, чем необходимое усилие для подъема объекта напрямую двигателем. Такая разница примерна, так как не учитывает КПД механизма, показатель которого обычно колеблется от 93 до 97% и зависит от качества применяемых блоков и сложности схемы.
Расчет полиспаста
Расчетные операции для определения усилий, действующих на элементы системы в ходе работы, нужно начинать с определения параметров и сил, воздействующих на блок:
Стоит сразу отметить, что современные устройства такого типа фактически не имеют углов отклонения. Поэтому (ввиду отсутствия практического смысла) ими можно пренебречь, а в дальнейших расчетах принять синус этого угла за единицу.
Для блока уравнение моментов сил выглядит так:
Sс*R = Sн*R + q*Sн*R + N*f*d/2
Для реального практического расчета показатель q не имеет значения. Точнее, его показатель настолько мал в сравнении с силой трения во втулке, что его можно не учитывать. В таком случае формула выглядит так:
Находим нагрузку N. Она определяется разницей в нагрузках на трос с разных сторон блока:
А поскольку мы опускаем углы, упрощаем формулу до:
Объединив все получим формулу определения КПД подъемного устройства:
Убрав незначительные параметры, формула упрощается до:
Эта формула показывает, что для КПД системы самое важное значение имеет качество применяемых в ней блоков и их материалов. Чем ниже их сила трения, тем выше показатель КПД.
Как правило, в расчетах применяются такие уровни коэффициэнта полезного действия блочной системы:
Теперь расчет сил на один блок нужно применить на соответствующее их количество в системе.
S2 = S1*ηп = S0* ηп * ηп = S0*( ηп)2
Сумма усилий с формулой преобразования геометрической прогрессии позволит получить показатель S0 в прямой зависимости от веса поднимаемого груза (Р).
Кроме того, в зависимости от конструкции системы вероятно придется учитывать нагрузки на остальные обводные ролики, КПД работы каких также стоит учитывать при расчете.
Назначение и применение полиспаста
Одним из наиболее частых применений подъемного механизма из последовательно соединенных блоков выступает использование в качестве составной части механизмов подъема и вылета стрелы кранов, такелажных приспособлений. Система применяется самостоятельно для подъема и перемещения небольших грузов, например, на малых судах. Кроме того, устройства активно применяются в разных сферах:
В каталоге интернет-магазина «Ленсталь» представлен большой выбор блочных систем. Выбирайте самостоятельно или обратитесь за помощью к нашим менеджерам. Они подберут оптимальное оборудование с учетом ваших целей, необходимых параметров, стоимости и производителя.