4.4 Порядок исследования дифференциального полиспаста

1) Ознакомиться с основными положениями устройства, работой и применением дифференциальных полиспастов (п. 4.1).

2) Ознакомиться с лабораторной установкой, и начертить ее схему (рисунок 4.1) с кратким пояснением (п.4.2). Полностью описать конструкцию и работу установки дифференциального полиспаста. Указать число ветвей несущей и свободно провисающей частей цепи. Указать набегающие и сбегающие ветви цепи для соответствующих звездочек при подъеме и опускании груза. Указать диаметр D_1,2 и количество зубьев Z_1,2 звездочек, длины плеч рычага L, l и плеча рукоятки R.

3) Произвести запись вывода расчетных формул (п. 4.3).

4) Произвести подъем крюковой подвески полиспаста используя безопасную рукоятку при нагрузке G₀, действующей на большой длине рычага. Усилие F прикладываемое к рукоятке измеряется динамометром.

Выполнить краткое описание опыта.

5) Заполнить таблицу результатов замеров и вычислений (таблица 4.1) в следующем порядке:

− нагрузка на рычаг G₀, Н;

− размер большого плеча рычага L, м;

− размер меньшего плеча рычага l, м;

− размер шага цепи t, мм;

− число зубьев большой звездочки Z₁;

− число зубьев меньшей звездочки Z₂;

− размер плеча рукоятки R, м;

− усилие на рукоятке при подъеме по показанию динамометра F, Н;

− нагрузка на крюке G (H) по формуле (4.1);

− диаметр большой звездочки ;

− диаметр меньшей звездочки ;

− передаточное число дифференциального полиспаста u по формуле (4.2);

− усилие на рукоятке без учета потерь F₀ по формуле (4.3);

− опытный КПД дифференциального полиспаста η_оп по формуле (4.4);

− теоретический КПД дифференциального полиспаста η_т по формуле (4.11);

− вычислить неравенство (4.16), определяющее условие самоторможения дифференциального полиспаста.

6) На основании полученных результатов дать заключение о габаритах, металлоемкости, весе и величине передаточного числа дифференциального полиспаста. Указать его преимущества и недостатки, область рационального применения. Какие параметры дифференциального полиспаста влияют на передаточное число, КПД, усилие на рукоятке и возникновение самоторможения?

Таблица 3 − Результаты замеров и вычислений

№ п/п	Наименование	Обозначение и формула	Размер-ность	Результаты замеров и вычислений
1	Нагрузка на рычаг	G0	Н
2	Большее плеча рычага	L	м
3	Меньшего плеча рычага	l	м
4	Шага цепи	t	мм
5	Число зубьев большой звездочки	z1
6	Число зубьев меньшей звездочки	z2
7	Плечо рукоятки	R	м
8	Усилие на рукоятке	F	Н
9	Нагрузка на крюке		Н
10	Диаметр большой звездочки		м
11	Диаметр меньшей звездочки		м
12	Передаточное число полиспаста
13	Усилие на рукоятке без потерь
14	Опытный КПД полиспаста
15	Теоретический КПД полиспаста
16	Условие самоторможения

Примечания. 1. Формула (4.15) поясняется равенством моментов натяжений в ветвях, которое наступает при свойстве самоторможения.

В случае когда самоторможения нет справедлива формула обратная формуле (4.9) , которая следует из формулы

,

при этом соотношение самих моментов будет таким

т.е. моменты, содержащиеся в скобках не равны, и следствием их разности является появление момента на рукоятке (дифференциальный полиспаст становиться силовым и рукоятка начинает вращаться в противоположном направлении создавая момент на своем конце величиной ).

В случае когда самоторможение имеет место, моменты от натяжения становятся равными, движение становиться невозможным, момент на рукоятке отсутствует (равен 0).

или

т.е. отношения этих моментов

или ( =1,08).

2. Шаг цепи t=25 мм соответствует марке G 25-5-25 (ЦЕПИ ГРУЗОВЫЕ ПЛАСТИНЧАТЫЕ ГОСТ 191-82 (G))

Диаметр звездочки определяется из формулы

т.е. . Для t=25 мм, z₁=20, z₂=18 диаметры соостветственно и