1 − Подвижная обойма; 2 − неподвижная обойма; 3 − уравнительный блок; 4, 5 − подвижные блоки;

6, 7 − Звездочки

Рисунок 3.1 − Схемы полиспастов

Подвижные и неподвижные блоки группируются, образуя подвижную 1 и неподвижную 2 обоймы полиспаста. Один конец гибкого органа может закрепляться на любой из этих обойм, другой, как правило, закрепляется на барабане лебедки.

Кратностью полиспаста, или его передаточным числом, называется характеристика, определяемая в полиспасте прямого действия (при выигрыше в силе) отношением скорости каната, уходящего на барабан к скорости подъема груза. На практике удобнее и проще кратность полиспаста определять отношением числа несущих ветвей z_н к числу ветвей идущих через направляющие блоки или непосредственно на барабан z_б

. (3.1)

Кратность полиспаста на рисунке 3.1,а соответственно равна четырем, так как вес груза распределяется на четыре несущих ветви, а на барабан с полиспаста уходит одна ветвь.

Таким образом, для одинарного полиспаста кратность равна числу несущих ветвей. При обратном действии того же полиспаста (с целью получения выигрыша в скорости) кратность его остается прежней, не изменяется.

При расположении барабана вверху, как это выполнено в электроталях, тележках мостовых и козловых кранов, для исключения бокового смещения крюковой подвески с грузом при подъеме и опускании применяют сдвоенные кратные полиспасты (рисунок 3.1,г). Сдвоенный полиспаст следует рассматривать как два одинарных с половинной нагрузкой на каждый, считая, что уравнительный блок 3 является как бы местом крепления середины каната. Кратность сдвоенного полиспаста равна отношению несущих ветвей к числу ветвей, уходящих на барабан, на рисунке 3.1,г соответственно двум. На барабан у сдвоенного полиспаста набегают две ветви каната, а уравнительный блок обеспечивает выравнивание натяжений в них. При работе уравнительный блок не вращается, а только изредка, дополнительно поворачивается, выравнивая усилия в ветвях каната.

Диаметры барабана и вращающихся блоков для обеспечения требуемой долговечности должны быть не менее

,

где D − диаметр барабана или вращающегося блока, измеренный по оси навитого каната; d − диаметр каната; e − коэффициент, зависящий от типа грузоподъемной машины, вида привода и группы режима работы, принимаемый по нормам Ростехнадзора.

Диаметр уравнительного блока, так как он не вращается, разрешается принимать на 20...40 % меньше

.

При необходимости получения большого выигрыша в силе при меньшем числе блоков применяют степенные полиспасты (рисунок 3.1,б), которые представляют последовательно работающие подвижные блоки 4. Степенной полиспаст обеспечивает выигрыш в силе (кратность) u=2ⁿ, где n − число подвижных блоков, но обладает повышенной строительной высотой, поэтому в грузоподъемных кранах не применяется. На электрофицированных участках железных дорог он используется для натяжения несущего провода, к которому подвешивается контактный провод.

3.2 Описание установки для исследования кратного полиспаста

Коэффициент сопротивления блока ε, КПД блока η_бл, а также КПД полиспаста при использовании его для выигрыша в силе η' и при использовании его для выигрыша в скорости η'' определяется на установке (рисунок 3.2), представляющуей собой жесткую раму 1, оборудованную простым кратным полиспастом 2, выполненным по развернутой схеме, лебедкой с безопасной рукояткой 3 и силоизмерительным устройством 4, к которому присоединен неподвижный конец каната. Крюковая подвеска 5, обойма подвижных блоков полиспаста, загружаются набором грузов 6. Блоки могут заменяться блоками иного диаметра и с другими подшипниками, тяговый орган легкосменный. Это позволяет проводить несколько опытов и получать ряд вариантов опытных данных для анализа влияния на КПД полиспаста производимых изменений.