Как сделать подъемный механизм самому из блоков. Как сделать ручную лебедку из подручного материала. Материалы и инструменты
Чем выше растут стены строящегося дома, тем сложнее доставлять к месту стройматериалы. Аренда подъемного крана - дело дорогое, как же быть? Проблемы решает приобретение простейших грузоподъемных механизмов .
В арсенале складов и масштабных стоек чего только нет: конвейеры, эскалаторы, гравитационные установки, погрузчики, краны.
В частном строительстве обычно используются устройства попроще: блоки, тали, лебедки и домкраты. Одни средства способны перемещать груз только вертикально, другие, если надо, подтянут и вверх, и по горизонтали, и даже по диагонали.
Выигрыш при подъеме равен проигрышу
Первый помощник на стройке - блок, колесо с пущенным по канавке или желобу обода канатом. Приспособление позволяет поднимать и опускать груз с меньшими усилиями. Закрепил повыше ось блока, и тяни канат, поднимай на площадку кирпичи, раствор и прочее, действуя мышцами и налегая всем своим весом.
Однако таким образом 100 кг уже тяжеловато подтянуть. Тут на помощь и приходит полиспаст - устройство, состоящее из несколько блоков.
Полиспаст дает выигрыш в силе за счет проигрыша в расстоянии. То есть, когда тяжелый груз требуется поднять на веревке на уровень второго этажа посредством полиспаста, сил будет затрачено столько же, сколько при подъеме половины этого груза, но на уровень третьего этажа. Когда речь идет о больших тяжестях, порядка центнера и выше, полиспаст, он же силовой блок, становится незаменим.
Конструкция полиспаста
Простейший полиспаст состоит из двух блоков, соединенных одной веревкой. Один ее конец закреплен на верхней балке, далее веревка идет через желоб нижнего подвижного блока, затем верхнего неподвижного блока. Неподвижный блок, прикрепленный к балке, позволяет удобно тянуть за свободный конец веревки.
Нижний подвижный блок держит груз, как на качелях, на двух веревках. Для подъема требуется приложить вдвое меньшее усилие, чем поднимаемый вес. Эффект получается за счет двойного увеличения длины веревки, которую придется вытянуть.
Полиспаст, состоящий из двух подвижных и двух неподвижных блоков, объединенных попарно, дает уже четверной выигрыш в силе и т.д. Существуют и иные способы соединения блоков. Например, последовательное соединение нескольких подвижных блоков с одним неподвижным дает более существенный выигрыш в силе. Нет необходимости собственноручно мастерить подобные грузоподъемные устройства, они имеются в продаже.
Выбираем таль
Ручная цепная таль , малогабаритное грузоподъемное устройство, позволяет поднимать грузы весом до 5 тонн, используя лишь мускульную силу. При выборе, прежде всего, стоит ориентироваться на грузоподъемность. Кстати, бывают тали со встроенным силовым блоком - полиспастом - и без него.
Разумеется, выбирая таль, надо учитывать стоящие задачи. В механических моделях длины цепей составляют от 1,5 до 12 м, так что имеет значение высота подъема. Также, конечно, важен вес самой тали, который определяет не только возможность ее монтажа на балке, но и удобство транспортировки. Легкие рычажные ручные тали весят до 20 кг. А приобретение каретки для тали дает возможность в некотором маневре. Каретка подвешивается на двутавровую балку и перемещает по ней таль вместе с грузом в горизонтальной плоскости.
Раскачивать или тянуть
Ручная таль имеет скромные габариты, состоит из барабана с намотанным тросом, передаточного механизма и привода.
По типу передаточного механизма тали подразделяются на червячные и шестеренчатые . Стоит отметить, что червячный механизм дает больший выигрыш в силе, но из-за трений деталей чаще ломается. Шестеренный механизм показал себя более надежным.
По типу приводного механизма различают тали рычажные и цепные . В случае рычажного привода подъем происходит за счет колебательных движений приводного рычага, осуществляемых вручную. Цепная таль имеет две цепи, тяговую и грузовую. Устройство подвешивается на балку, стропы крепятся на крюке, а рабочий тянет тяговую цепь до тех пор, пока груз не будет поднят на нужную высоту. Особенностью современных конструкций является новый запатентованный механизм, который позволяет находиться рабочему в стороне от поднимаемого груза.
Электрическая тяга
В наше время, в грузоподъемном оборудовании наряду с мышечной силой широко применяется и электротяга, она позволяет экономить физические силы для иных работ. Скорость транспортировки с применением электрического грузоподъемного оборудования значительно выше, чем при ручном труде, что приводит к существенному сокращению сроков строительства. Однако при малых объемах работ стоимость грузоподъемных приспособлений, работающих от сети, бывает не адекватна получаемому выигрышу. Да и не всегда на стройплощадке имеется электричество, по крайней мере, с избытком по мощности.
Сила лебедки
Так называемое «лебежение» (перемещение груза волоком) дало название одноименному приспособлению. Но подвесив современную лебедку, ее можно использовать и для подъема грузов.
В продаже вы найдете сразу несколько вариантов ручных лебедок - барабанная, рычажная, с монтажно-тяговым механизмом… Какой бы тяговый механизм ни был в основе устройства ручной лебедки, критерии выбора всегда одни и те же - грузоподъемность и длина троса. Иногда лебедки продаются без троса, тогда в характеристиках указывают такой параметр, как канатоемкость. Важным параметром является и тяговое усилие, показывающее возможности приспособления по горизонтальному перемещению грузов. Как правило, тяговое усилие оказывается больше грузоподъемности.
Ручная барабанная лебедка
Простейший вариант конструкции лебедки состоит из корпуса, двух подшипников скольжения, барабана с тросом и рукоятки привода. Выигрыш в силе происходит за счет использования неравноплечного рычага, ворота. Если обычный рычаг поднимает груз на ход плеча, то ворот поднимает груз на имеющуюся длину троса. Плечо силы такой лебедки - расстояние от оси до рукоятки, плечо груза - расстояние от оси до окружности наматывания троса. Одно плечо может быть длиннее другого в 2-3 раза, соответственно таким и будет выигрыш в силе. По типу передачи барабанные лебедки подразделяют на зубчатые и червячные. Особенностью использования является необходимость их крепления к твердой основе.
Ручная рычажная лебедка
У рычажной лебедки тоже есть барабан, на который наматывается трос, правда барабан этот меньшего диаметра. Но главное отличие не в этом. Привод намотки троса на барабан здесь осуществляется посредством храпового механизма (или трещетки), то есть при совершении качательных движений ручкой-рычагом.
Данные устройства компактны, удобны для работы в труднодоступных местах. Еще один их «плюс» - не требуется жесткая фиксация корпуса. Но есть и «минус» у рычажных лебедок - по длине троса они значительно уступают иным моделям.
Лебедка с монтажно-тяговым механизмом (МТМ)
Лебедка с МТМ не имеет барабана. Трос пропускается через весь ее корпус, и оба его конца выходят наружу. Внутри же находятся специальные кулачки, которые передвигают трос и создают необходимое усилие при раскачивании рычажной рукоятки.
Такая штука интересна своей универсальностью. Зацепив крюком корпус лебедки за какую-либо стационарную конструкцию, с помощью такого устройства можно перемещать грузы волоком по горизонтальной или наклонной плоскости Для подъема тяжестей лебедку с МТМ крепят к балке. А еще устройство подходит для проведения демонтажных работ (например, сноса конструкций) или даже выкорчевывания пней. Недостаток лебедок МТМ - повышенная чувствительность к абразивному износу, потому загрязнение механизма приводит к его быстрому выходу из строя.
Два слова о домкрате
В строительстве для подъема и опускания грузов на небольшую высоту применяют домкраты разного типа. Так, монтажные реечные домкраты могут иметь несколько ступеней передач и отличаются большой грузоподъемностью. Кроме того, благодаря узкому захвату или клыку умеют поднимать прямо с поверхности земли.
Винтовые домкраты обладают наименьшими возможностями по удерживанию грузов, но большой высотой подъема. Одна из разновидностей винтового домкрата - компенсатор усадки - применяется для регулирования правильности усадки рубленого дома.
В гидравлическом домкрате поднятие груза происходит за счет давления жидкости, оказываемой на поршень. Давление создается насосом, благодаря чему требуется меньшего приложения мышечных усилий, а скорость подъема оказывается плавной.
Оригинальный Xiaomi Mijia доктор Bay зубные Foss портативный выбирает зубы…
Грузоподъемные машины призваны помочь человеку поднять что-либо тяжелое на высоту. В основе большинства подъемных механизмов лежит простая система блоков – полиспаст. Он был знаком еще Архимеду, но сейчас об этом гениальном изобретении многие не знают. Вспоминая курс физики, выясните, как работает такой механизм, его строение и область применения. Разобравшись в классификации, можно приступать к расчету. Чтобы все получилось – вашему вниманию инструкция по конструированию простой модели.
Изобретение полиспаста дало огромный толчок развитию цивилизаций. Система блоков помогла построить огромные сооружения, многие из которых сохранились по сей день и вызывают недоумение у современных строителей. Также совершенствовалось судостроение, люди смогли путешествовать на огромные расстояния. Пора разобраться, что это такое – полиспаст и выяснить, где можно найти ему применение сегодня.
Простота и эффективность механизма
Строение грузоподъемного механизма
Классический полиспаст представляет собой механизм, который состоит из двух основных элементов:
- шкив;
- гибкая связь.
Простейшая схема: 1 – подвижный блок, 2 – неподвижный, 3– канат
Шкив – это металлическое колесо, которое по внешнему краю имеет специальный желоб для троса. В качестве гибкой связи может применяться обычный трос или канат. Если груз будет достаточно тяжелый, используют тросы из синтетических волокон или стальные канаты и даже цепи. Для того чтобы шкив вращался легко, без скачков и заедания, используют роликовые подшипники. Все элементы, которые движутся, смазывают.
Один шкив называют блоком. Полиспаст – это система блоков для подъема грузов. Блоки в составе подъемного механизма могут быть неподвижными (жестко закрепленными) и подвижными (когда ось в процессе работы меняет положение). Одна часть полиспаста крепится к неподвижной опоре, другая – к грузу. Подвижные ролики располагаются на стороне груза.
Неподвижный блок
Роль неподвижного блока – изменение направления движения каната и действия прикладываемой силы. Роль подвижных – получение выигрыша в силе.
Подвижный блок
Принцип работы – в чем секрет
Принцип работы полиспаста подобен рычагу: усилие, которое необходимо приложить, становится меньше в несколько раз, при этом работа выполняется в том же объеме. Роль рычага играет трос. В работе полиспаста важен выигрыш в силе, поэтому возникающий проигрыш в расстоянии не принимается во внимание.
В зависимости от конструкции полиспаста, выигрыш в силе может быть разным. Простейший механизм из двух шкивов дает примерно двукратный выигрыш, из трех – трехкратный и так далее. По тому же принципу рассчитывается и увеличение расстояния. Для работы простого полиспаста нужен трос в два раза длиннее высоты подъема, а если используют комплекс из четырех блоков – то и длина троса увеличивается прямо пропорционально в четыре раза.
Принцип работы системы блоков
В каких областях применяется система блоков
Полиспаст – верный помощник на складе, на производстве, в транспортной сфере. Его используют везде, где нужно применять силу для перемещения всевозможных грузов. Система широко применяется в строительстве.
Несмотря на то что большую часть тяжелой работы выполняет строительная техника (подъемный кран), полиспасту нашлось место в конструкции грузозахватных механизмов. Система блоков (полиспаст) является составляющей таких подъемных механизмов, как лебедка, таль, строительная техника (краны разных типов, бульдозер, экскаватор).
Помимо строительной отрасли, полиспасты получили широкое применение в организации спасательных работ. Принцип работы остается прежним, но конструкция немного видоизменяется. Спасательное оборудование изготавливается из прочного троса, используются карабины. Для устройств такого назначения важно, чтобы вся система быстро собиралась и не требовала дополнительных механизмов.
Полиспаст в составе крюка подъемного крана
Классификация моделей по разным характеристикам
Существует множество исполнений одной задумки – системы блоков, объединенных канатом. Их дифференцируют в зависимости от способа применения и конструктивных особенностей. Познакомьтесь с разными типами подъемников, выясните, в чем заключается их назначение и чем отличается устройство.
Классификация в зависимости от сложности механизма
В зависимости от сложности механизма выделяют
- простые;
- сложные;
- комплексные полиспасты.
Пример четных моделей
Простой полиспаст представляет собой систему последовательно соединенных роликов. Все подвижные и неподвижные блоки, а также сам груз объединяются одним тросом. Дифференцируют четные и нечетные простые полиспасты.
Четными называют те грузоподъемные механизмы, чей конец троса крепится к неподвижной опоре – станции. Все комбинации в таком случае будут считаться четными. А если конец веревки прикреплен непосредственно к грузу или месту прикладывания усилия, эта конструкция и все производные от нее будут называться нечетными.
Схема нечетного полиспаста
Сложный полиспаст можно называть системой полиспастов. В этом случае последовательно соединяются не отдельные блоки, а целые комбинации, которые вполне могут использоваться сами по себе. Грубо говоря, в этом случае один механизм приводит в движение другой подобный.
Комплексный полиспаст не относится ни к одному, ни к другому виду. Его отличительная черта – ролики, движущиеся навстречу грузу. В состав комплексной модели могут входить как простые, так и сложные полиспасты.
Объединение двукратного и шестикратного простого полиспаста дает сложный шестикратный вариант
Классификация по назначению подъемника
В зависимости от того, что хотят получить при использовании полиспаста, их подразделяют на:
- силовые;
- скоростные.
А – силовой вариант, Б — скоростной
Силовой вариант используется чаще. Как следует из названия, его задача – обеспечить выигрыш в силе. Так как для значительного выигрыша нужны столь же значительные потери в расстоянии, неизбежны и потери в скорости. К примеру, для системы 4:1 при поднятии груза на один метр нужно натянуть 4 метра троса, что замедляет работу.
Скоростной полиспаст по своему принципу представляет собой обратную силовому конструкцию. Он не дает выигрыша в силе, его цель – скорость. Применяется для ускорения работы в ущерб прикладываемому усилию.
Кратность – основная характеристика
Основной показатель, на который обращают внимание при организации подъема грузов –кратность полиспаста. Этот параметр условно обозначает, во сколько раз механизм позволяет выиграть в силе. Фактически, кратность показывает, на сколько ветвей каната распределен вес груза.
Кинематическая кратность
Кратность подразделяют на кинематическую (равную количеству перегибов каната) и силовую, которая рассчитывается с учетом преодоления тросом силы трения и неидеальным КПД роликов. В справочниках приведены таблицы, которые отображают зависимость силовой кратности от кинематической при разных КПД блоков.
Как видно из таблицы, силовая кратность существенно отличается от кинематической. При низком КПД ролика (94%) фактический выигрыш в силе полиспаста 7:1 будет меньше выигрыша шестикратного полиспаста с КПД блоков 96%.
Схемы полиспастов разной кратности
Как производить расчеты для полиспаста
Несмотря на то что теоретически конструкция полиспаста предельно простая, на практике не всегда ясно, как поднять груз с помощью блоков. Как понять, какая кратность понадобится, как выяснить КПД подъемника и каждого блока в отдельности. Для того чтобы найти ответы на эти вопросы, нужно выполнить расчеты.
Расчет отдельного блока
Расчет полиспаста нужно выполнять из-за того, что условия работы далеки от идеальных. На механизм действуют силы трения в результате движения троса по шкиву, в результате вращения самого ролика, какие бы подшипники ни применялись.
Кроме того, на стройплощадке и в составе строительной техники редко применяется гибкая и податливая веревка. Стальной канат или цепь обладают гораздо большей жесткостью. Так как для сгибания такого троса при набегании на блок требуется дополнительное усилие, его тоже нужно обязательно учитывать.
Для расчета выводят уравнение моментов для шкива относительно оси:
SсбегR = SнабегR + q SнабегR + Nfr (1)
В формуле 1 показаны моменты таких сил:
- Sсбег – усилие со стороны сбегающего каната;
- Sнабег – усилие со стороны набегающего каната;
- q Sнабег – усилие, для сгибания/разгибания каната с учетом его жесткости q;
- Nf – сила трения в блоке, с учетом коэффициента трения f.
Для определения момента все силы умножаются на плечо – радиус блока R или радиус втулки r.
Сила набегающего и сбегающего троса возникает в результате взаимодействия и трения нитей каната. Поскольку сила для сгибания/разгибания троса существенно меньше остальных, вычисляя воздействие на ось блока, этим значением часто пренебрегают:
N = 2 Sнабег×sinα (2)
В этом уравнении:
- N – воздействие на ось шкива;
- Sнабег – усилие со стороны набегающего каната (принимается примерно равным Sсбег;
- α – угол отклонения от оси.
Блок полиспаста
Расчет полезного действия блока
Как известно, КПД – коэффициент полезного действия, то есть насколько результативна была выполненная работа. Его рассчитывают, как отношение выполненной и затраченной работ. В случае с блоком полиспаста применяется формула:
ηб = Sнабег/ Sсбег = 1/(1 + q + 2fsinα×d/D) (3)
В уравнении:
- 3 ηб – КПД блока;
- d и D – соответственно, диаметр втулки и самого шкива;
- q – коэффициент жесткости гибкой связи (каната);
- f – коэффициент трения;
- α – угол отклонения от оси.
Из этой формулы видно, что на КПД влияет строение блока (посредством коэффициента f), его размер (через отношение d/D) и материал каната (коэф. q). Максимальное значение КПД можно получить, используя втулки из бронзы и подшипники качения (до 98%). Подшипники скольжения дадут до 96% коэффициент полезного действия.
На схеме изображены все силы S на разных ветвях каната
Как высчитать КПД всей системы
Подъемный механизм состоит из нескольких блоков. Суммарный КПД полиспаста не равен арифметической сумме всех отдельных составляющих. Для вычисления используют куда более сложную формулу, а точнее – систему уравнений, где все силы выражаются через значение первичной S0 и КПД механизма:
- S1=ηп S0;
- S2=(ηп)2 S0; (4)
- S3=(ηп)3 S0;
- Sn=(ηп)n S0.
КПД полиспаста при разной кратности
Поскольку значение КПД всегда меньше 1, с каждым новым блоком и уравнением в системе значение Sn будет стремительно уменьшаться. Суммарный КПД полиспаста будет зависеть не только от ηб, но и от количества этих блоков – кратности системы. По таблице можно найти ηп для систем с разным количеством блоков при разных значениях КПД каждого.
Как сделать подъемник своими руками
В строительстве во время проведения монтажных работ далеко не всегда есть возможность подогнать подъемный кран. Тогда возникает вопрос, как поднять груз веревкой. И здесь находит свое применение простой полиспаст. Для его изготовления и полноценной работы нужно сделать расчеты, чертежи, правильно подобрать веревку и блоки.
Разные схемы простых и сложных подъемников
Подготовка базы – схема и чертеж
Прежде чем приступать к сооружению полиспаста своими руками, нужно внимательно изучить чертежи и подобрать подходящую для себя схему. Опираться следует на то, как вам будет удобнее разместить конструкцию, какие блоки и трос имеются.
Случается, что грузоподъемности блоков полиспаста недостаточно, а сооружать сложный многократный подъемный механизм нет времени и возможности. Тогда применяют сдвоенные полиспасты, представляющие собой комбинацию из двух одинарных. Этим устройством также можно поднимать груз таким образом, чтобы он двигался строго вертикально, без перекосов.
Чертежи сдвоенной модели в разных вариациях
Как подобрать веревку и блок
Важнейшую роль в построении полиспаста своими руками играет веревка. Важно, чтобы она не растягивалась. Такие канаты называют статическими. Растяжение и деформация гибкой связи дает серьезные потери эффективности работы. Для самодельного механизма подойдет синтетический трос, толщина зависит от веса груза.
Материал и качество блоков – показатели, которые обеспечат самодельным подъемным устройствам расчетную грузоподъемность. В зависимости от подшипников, которые установлены в блоке, меняется его КПД и это уже учтено в расчетах.
Но как поднять груз на высоту своими руками и не уронить его? Чтобы обезопасить груз от возможного обратного хода, можно установить специальный фиксирующий блок, который позволяет веревке двигаться только в одном – нужном направлении.
Ролик, по которому движется канат
Пошаговая инструкция для подъема груза через блок
Когда веревка и блоки готовы, схема выбрана, а расчет произведен, можно приступать к сборке. Для простого двукратного полиспаста понадобятся:
- ролик – 2 шт.;
- подшипники;
- втулка – 2 шт.;
- обойма для блока – 2 шт.;
- веревка;
- крюк для подвеса груза;
- стропы – если они нужны для монтажа.
Для быстрого соединения используют карабины
Пошагово подъем груза на высоту осуществляется так:
- Соединяют ролики, втулку и подшипники. Объединяют все это в обойму. Получают блок.
- Веревку запускают в первый блок;
- Обойма с этим блоком жестко крепится к неподвижной опоре (железобетонная балка, столб, стена, специально смонтированный вынос и пр.);
- Затем конец веревки пропускают через второй блок (подвижный).
- К обойме крепят крюк.
- Свободный конец веревки фиксируют.
- Стропят поднимаемый груз и соединяют его с полиспастом.
Самодельный подъемный механизм готов к использованию и обеспечит двойной выигрыш в силе. Теперь, чтобы поднять груз на высоту, достаточно потянуть за конец веревки. Огибая оба ролика, веревка поднимет груз без особых усилий.
Можно ли объединить полиспаст и лебедку
Если к самодельному механизму, который вы построите по этой инструкции, присоединить электрическую лебедку, получится самый настоящий подъемный кран, выполненный своими руками. Теперь для подъема груза не придется напрягаться совсем, лебедка все сделает за вас.
Даже ручная лебедка сделает подъем груза комфортнее – не нужно стирать руки о канат и переживать, чтобы веревка не выскользнула из рук. В любом случае, крутить ручку лебедки куда проще.
Полиспаст для лебедки
В принципе, даже вне стройплощадки умение в походных условиях с минимумом инструментов и материалов соорудить элементарный полиспаст для лебедки – очень полезный навык. Особенно оценят его автомобилисты, которым посчастливилось застрять на машине где-нибудь в непроходимом месте. Сделанный на скорую руку полиспаст значительно увеличит производительность лебедки.
Переоценить значение полиспаста в развитии современного строительства и машиностроения сложно. Понимать принцип действия и визуально представлять себе его конструкцию должен каждый. Теперь вам не страшны ситуации, когда нужно поднять груз, а специальной техники нет. Несколько шкивов, веревка и смекалка позволят обойтись без привлечения крана.
Самодельные подъемные устройства — это незаменимый инструмент для гаража, в котором планируется проведение серьезного ремонта автомобиля. При помощи такого вспомогательного приспособления можно легко извлечь двигатель машины, приподнять край кузова или даже весь автомобиль.
Простые в изготовлении самодельные подъемные механизмы в несколько раз облегчают и ускоряют работу не только в гараже, но и возле дома. Они незаменимы при строительстве и ремонте, перемещению строительного мусора, разгрузке тяжестей.
Виды подъемных механизмов
Прежде чем приступить к сборке гаражного крана своими руками, следует выбрать, какой механизм подойдет вам лучше всего. Машины для поднятия грузов относятся к довольно важной категории промышленного и бытового оборудования. Они предназначены для перемещения различных грузов в вертикальном или наклонном направлении. Полезная для автомобилистов функция — возможность двигать подвешенный на крюке груз в сторону, освобождая тем самым место для работы. Проектируя подъемник для авто, желательно дополнить его подобной опцией — так вы сможете расширить перечень действий, производимых в гараже.
Приобретение уже готового подъемника тянет за собой значительные финансовые расходы, так что многих владельцев гаражей интересует вопрос того, как самому сделать подобный механизм. Для начала следует разобраться, какие типы устройств существуют, чем они отличаются друг от друга, и какими функциями обладают. Классификацию производят по различным признакам: принципу действия, назначению, типу привода. Рассмотрим самые распространенные типы подъемных машин:
- Блоки — ручные механизмы, которые для поднятия груза используют только силу человеческих мускулов. Строение блока известно еще из школьной программы: он состоит из колеса с углублением вокруг, вращающегося вокруг неподвижной оси. Сквозь углубление проходит канат, веревка или металлическая цепь. Сила, необходимая для поднятия тяжестей, уменьшается в геометрической прогрессии вместе с увеличением количества блоков в системе.
- Домкрат — простое рычажное устройство, используемое для приподнимания одной стороны автомобиля. Домкраты могут быть как ручными, так и гидравлическими, пневматическими и электрическими.
- Таль — ручное или механизированное приспособление, состоящее из системы связанных между собой блоков. В зависимости от количества отдельных колес (шкивов), тали делят на двух-, трех-, четырехшкивные и т. д. Максимальное количество шкивов, которые используют подобные устройства — 12. Промышленная разновидность тали — полиспаст часто используется для перемещения грузов на кораблях.
Помимо стандартных подъемных устройств существуют специализированные установки:
- Тельфер являет собой усовершенствованную таль, оборудованную электрическим приводом. Благодаря такому дополнению, увеличивается мощность и грузоподъемность механизма, а при размещении тельфера на горизонтальной двутавровой балке появляется возможность передвижения грузов вдоль помещения.
- Журавль — элементарное приспособление, которое работает по принципу рычага. К одному концу рычага крепят крюк для подвешивания груза, а к противоположному — противовес. Высота поднятия грузов во многом зависит от положения самого механизма, так как длина хода рычага остается небольшой. При помощи журавля можно не только поднимать тяжести, но и перемещать их вдоль траектории, описываемой радиусом рычага. Часто журавль с успехом заменяет подъемный кран, но по причине больших габаритов использование его в гараже не практикуется.
Какими характеристиками должен обладать гаражный подъемник
Так как устройство будет использоваться в довольно стесненных условиях стандартного гаража, к нему выдвигаются определенные требования. Во-первых, оно не должно быть слишком большим — такой автомобильный подъемник, несмотря на высокую мощность, занимает много места, что очень нежелательно на такой небольшой площади. Во-вторых, рекомендуется отдавать предпочтение механизмам с небольшим вертикальным ходом, иначе вы рискуете упереться им в потолок.
Второе требование — грузоподъемность. Ее рассчитывают, отталкиваясь от видов работ, для которых разрабатывается автоподъемник. От предназначения зависят и габариты механизма. Если для обычной замены колеса подойдет и обычный домкрат, то для более масштабных работ понадобится автомобильный подъемник с платформой, хотя для таких ответственных действий рекомендуется прибегать к помощи профессиональной техники.
Материалы и инструменты
Конструируя подъемник для гаража своими руками, нужно иметь в арсенале не только чертежи будущего устройства, но и вооружиться набором инструментов и качественных, устойчивых к нагрузкам материалов. Прежде всего вам понадобятся:
- сварочный аппарат;
- болгарка с отрезным кругом по металлу;
- болты и гайки для крепления;
- стальные трубы диаметром 40-50 мм;
- стальной уголок или профилированная труба сечением 35-40 мм;
- трос;
- самодельная лебедка для гаража (ее можно и приобрести, вариант заводского производства будет отличаться большей надежностью).
По мере того, как запланированная самодельная лебедка для гаража будет воплощаться в реальность, список комплектующих к ней может немного измениться, в зависимости от ваших конкретных требований к устройству механизма.
Вес предметов бывает таким, что одному, а то и впятером, сдвинуть их с места вручную не получается, а надо. В таких случаях пригодится самодельное приспособление для подъема тяжестей или их перемещения. Ручная лебедка — самое востребованное устройство в таком деле. Для гаража ручную лебёдку своими руками сделать совсем нетрудно даже в домашних условиях. Но сначала нужен расчет и чертеж механизма.
Общим у блочка для подъема груза и строительного крана является использование идеи увеличения силы – правила рычага. Для того чтобы уравновесить груз на короткой стороне рычага, нужно приложить к длинной его стороне усилие меньше настолько, насколько короткое плечо меньше длинного. Соотношение сил на концах рычага называется передаточным числом.
Уравновесить и даже поднять тяжесть можно с усилием меньше его веса, но проделанный концом длинного рычага путь будет длиннее, чем у короткого, настолько же, насколько меньше сил для подъема было приложено. Выигрыша в работе (F1*L1=F2*L2) нет, но это и не требуется.
Использование закона Архимеда воплощается в разные подъемные механизмы, а как — зависит от назначения подъемника. Конструкции различаются по передаточному числу, принципу передачи усилия, мобильности, прочности, используемой энергии. Самые востребованные для самостоятельного изготовления виды:
- полиспасты;
- барабанные конструкции;
- рычажный механизм.
Чтобы выбрать вид устройства, необходимого для конкретных работ, стоит ознакомиться с их возможностями и ограничениями.
Проще этого устройства для перемещения тяжелых предметов есть только металлический лом. Главный элемент – колесо с фаской по середине внешней поверхности, ось которого закреплена на потолочной балке. Через него можно перекинуть таль, и подъемник с передаточным числом 1 к 1 готов. Для увеличения рычага пропустим таль еще через одно незакрепленное колесо, ось которого соединена с грузом, а таль закрепим наверху конструкции.
Передаточный коэффициент станет равен 2 . Теперь прикрепим к потолку еще одно колесо, а конец тали пропустим через него, закрепив на оси нижнего колеса. Передаточный коэффициент станет равным 3. И так далее, добавляя по одному колесу и меняя место крепления тали, можно увеличивать передаточное значение.
Расположение колес относительно друг друга может быть разным.
Наиболее компактны конструкции с одноосным расположением колес. В конструкции таких устройств две обоймы колес. Изучив чертежи полиспаста, своими руками собрать его не составит труда. Потребуются две обоймы:
Конец тали закрепляется на одной из обойм.
Есть у полиспастов и недостатки. Для увеличения передаточного числа на 1 нужно каждый раз добавлять одно колесо, в результате растет вес механизма. Кроме того, для сгибания троса на каждом колесе тратится сила, снижая КПД устройства. Можно снизить эти потери, увеличив диаметр колес, но одновременно произойдет увеличение веса и габаритов полиспаста. Этих недостатков нет у другого вида подъемников.
Принцип работы лебедок напоминает простейший рычаг, закрепленный в точке опоры. Если короткое плечо рычага будет поверхностью цилиндра, а груз будет прикреплен к нему тросом, получится лебедка с передаточным числом, равным соотношению длины рычага и радиуса цилиндра. Для исключения обратного вращения на ось ставят храповый механизм с подпружиненной собачкой — трещотка. Собрать такую ручную лебедку своими руками можно по чертежу:
Однако, для большого передаточного числа системы потребуется очень длинная рукоять, а это неудобно. Выход найден в двух разновидностях барабанных лебедок, увеличивающих передаточное число при помощи шестеренок или червячной передачи.
Как сделать лебедку своими руками, используя червячную передачу, можно посмотреть на чертеже:
Трещотка в такой конструкции не нужна, передаточное число, когда гребень червяка проходит по каждому зубу шестерни, равно количеству зубьев шестерни, умноженному на соотношение длины рукояти к радиусу червяка. Но существенным недостатком будет трение между зубцами и гребнем. Требуется постоянная смазка механизма.
С гораздо меньшим трением работает редуктор из шестеренок. При использовании принципа передачи силы парой шестеренок разного диаметра ручную барабанную лебедку своими руками проще всего сделать так:
Обратите внимание, что стопор в таких устройствах необходим. Такая конструкция применяется при небольшой высоте или длине перемещения груза. Увеличить расстояние перемещения поможет тросоукладчик, равномерно распределяющий трос по длине цилиндра. Проще всего результат получить, применяя подпружиненную пластину или стержень, прижимающие трос к барабану:
Самое популярное применение рычажных подъемных механизмов — это автомобильный домкрат. В качестве универсального устройства его применяют реже, так как высота подъема невелика и ограничена.
Подъем груза происходит в результате многократных небольших перемещений площадки между фиксированными позициями на рейке. В домашнем хозяйстве редко находит применение. Положительным качеством рычажных систем является надежность и долговечность.
В домашних условиях можно использовать подручные материалы и готовые передаточные узлы. Например, трещетка, используемая в автомобиле КАМАЗ для выравнивания тормозного усилия — это готовый червячный передаточный механизм.
Можно надолго избавиться от ручного поднятия тяжестей, если для работы один раз собрать систему мотолебедки своими руками. Для этого надо поставить на ось привода лебедки шестерню, соединив ее цепью с ведущей звездочкой бензопилы на жесткой конструкции корпуса.
Сочетая блоковые механизмы с барабанными лебедками, можно работать, компенсировав недостатки каждого вида подъемников. Например, в полиспастах не предусматривают фиксатор, исключающий обратное движение тали, а барабанные лебеди устраняют это очень просто. Зато угол между вектором подъемной силы и вектором веса у полиспаста может быть практически любым, чем не могут похвастать лебедки.
Можно использовать в хозяйстве покупные подъемники, но, как правило, лебедки нужны там, где магазины далеко — и всегда срочно. Стоит поискать в гараже какие-нибудь детали для выхода из ситуации.
При строительстве дома из газобетона, бруса, кирпича и т.д. часто возникает необходимость в подъёме груза. Например, нужно «закинуть» блоки или деревянные балки на второй этаж, поднять мешки с цементом или залить армопояс. Делать это вручную, даже с привлечением помощников, не так легко - здоровье дороже. Нанимать автокран или манипулятор на небольшой объём работ - дорого. Выход - использовать мини-кран, который, для удешевления строительства, сделан своими руками.
- Как сделать подъёмник для кладки газобетона.
- Какие детали и инструменты нужны для строительства мини-крана.
- Как сократить затраты на строительство универсального подъёмника.
Подъемник для кладки газобетонных блоков
За границей, при строительстве частных домов, часто используют краны и разнообразные подъёмники. Так строительство идёт быстрее, а значит, «коробка» обходится дешевле, т.к. выгоднее использовать средства малой механизации, чем нанимать чернорабочих. У нас застройщик надеется сам на себя и часто строит дом «в одну каску». Поэтому остро стоит вопрос, как физически не надорваться, делая кладку стены из газобетонных блоков весом в 35-40 кг.
Интересен вариант необычного самодельного «помощника» пользователя FORUMHOUSE с ником Крестик . Сначала покажем то, что он взял за основу.
Немецкий мини-кран с выдвижной центральной стойкой
Особенность подъёмника - оригинальная складывающаяся «рука-стрела», с помощью которой кран, передвигаясь на колёсах, может дотянуться до двух противоположных стен.
Крестик
Я самостоятельно строю дом и, чтобы иметь возможность класть газобетонные блоки, построил подъёмник по вышеуказанному образцу. Кран сделал полностью разборным, кроме основания. Максимальную нагрузку на крюке не мерил, но меня (вес 95 кг) он спокойно поднимает.
Технические характеристики подъёмника:
- ширина – 2200 мм;
- высота – 4200 мм;
- вылет стрелы – 4200 мм;
- грузоподъёмность электрической тали – до 800 кг;
- полный вес крана с балластом – примерно 650 кг;
- вес подъёмника без балласта – около 300 кг;
- максимальная высота подъёма блока для кладки – 3500 мм.
Рабочая высота подъёма блоков регулируется в двух диапазонах. Первый – 1750 мм. Второй – 3.5 м, для чего конструкция поднимается, скользя по опорным «ногам» вверх с помощью гидравлического домкрата с подкладкой проставок из ГБ блоков.
Для изготовления подъёмника пользователю потребовалось:
- поворотные колёса;
- профильные трубы для мачты, «ног» и стрелы сечением 12х12 см, 12х6 см, стенка 6 мм;
- трубы-укосины – 63х3 мм;
- мощные петли от ворот;
- поворотный механизм стрелы сделан из стали СТ45 и «205-х» подшипников.
В процессе эксплуатации конструкцию доработали. Например, пользователь проложил кабель для лебёдки в гофротрубе и удлинил кабель пульта управления.
Крестик
У конструкции есть ряд недостатков, которые я хотел бы исправить. Например, думаю сделать беспроводное управление, заменить петли от ворот на подшипники. Увеличить кол-во «суставов» в стреле при том же вылете. Вместо временного противовеса - мешков с пескобетоном, залить балласт из бетона.
Важный нюанс : чтобы подъёмник мог передвигаться по строительной площадке или, например, по бетонной плите перекрытия второго этажа, нужно поддерживать рабочее место в чистоте, т.к. осколки ГБ, мусор мешают перестановке крана.
Конструкция необычного подъёмника заинтересовала пользователей портала.
Константин Я. Участник FORUMHOUSE
С таким подъёмником, думаю, как делают в Германии, нужно делать кладку из блоков крупнее, чем стандартные. Длиной и высотой в 2-3 раза больше от обычного ГБ. Запаса грузоподъёмности у крана хватит, а скорость кладки увеличится в разы.
По словам Крестика, он слышал, что на портале кто-то уже пытался заказать у производителя газосиликата блоки формата 1х0.4х0.6 м. Но оказалось, что это - невыгодно заводу, т.к. нужно перенастраивать линию по выпуску ГБ, а ради небольшого объёма (на обычный частный дом) этого делать не будут.
Vegaroma Участник FORUMHOUSE
Мне вот интересно: упростилась ли работа на площадке при использовании крана? Какие работы с ним можно сделать, а какие – нет?
Крестик
Отпадает необходимость ставить леса при кладке стен из ГБ. Подъёмник можно собрать и разобрать. Бетонные перемычки над окнами я заливал по старинке, из вёдер, т.к. объём небольшой, и проще это сделать с одним помощником.
Общий итог: мини-кран получился удачный, а при некоторых доработках его конструкции подъёмник можно запустить в мелкосерийное производство.
Мини-кран из металлолома
Ещё один вариант подъёмного механизма из металла, «валяющегося под ногами», сделал участник портала с ником Петр_1 .
По словам Петр_1, причина строительства крана - дом становится всё выше, а блоки и бетон всё тяжелее. Поэтому, произведя ревизию «ненужных вещей», пользователь изготовил полностью разборный кран грузоподъёмностью в 200 кг.
Петр_1
Думаю, мой кран может и больше поднять, но перегружать его я не стал. Кран разбирается на части весом 30-60 кг и спокойно перевозится в прицепе легкового автомобиля. На багажнике вожу стрелу. В статике испытал конструкцию весом в 400 кг. Обычно поднимаю груз весом до 150 кг. Мне для моих строительных нужд этого вполне достаточно.
За один раз кран, при вылете стрелы в 5 м, поднимает 10 блоков весом по 15 кг, или четыре 15-ти литровых вёдер с раствором.
Конструкция крана представляет собой сборную «солянку» из того, что было под рукой. Перечислим основные детали:
- поворотный узел – ступица от грузовика;
Ступица от автомобилей, грузовиков и сельхозтехники часто используется для изготовления поворотного узла в самодельных кранах. Главное - просчитать действующие на неё и крепёж нагрузки.
- стрела сделана из трубы диаметром 75 мм;
- выносные опоры и основание- прямоугольная труба сечением 8х5 и 8.5х5.5 см;
- основание башни – «200-й» швеллер;
- червячные редукторы для стреловой и грузовой лебёдки.
- трёхфазный электродвигатель с реверсом, мощностью 0.9 кВт, переделанный на питание от сети 220 В;
Кран получился мобильным, и его, опустив стрелу, можно переместить с места на место, перекатывая на колёсиках по утрамбованному грунту. Регулировка по уровню осуществляется при помощи винтовых опор.
Металл, редукторы и ролики куплены на вторчермете. Новые только трос и подшипники.
Вес крана без противовеса – около 250 кг. Себестоимость конструкции, с учётом покупки расходников - отрезных дисков для УШМ, электродов для сварочного инвертора и краски, – 4 тыс. руб.
Петр_1
Кран, + время на токарные работы, + подбора комплектующих и примерка узлов, я сделал за 3 рабочих дня. В дальнейшем, по окончании работ, полностью разберу его.
Недорогой мини-подъёмник
Практика показывает, что не всегда при строительстве частного дома нужен настоящий кран. Зачастую застройщик может обойтись «малой кровью» и смастерить небольшой подъёмник на основе тельфера с электрическим приводом.
Gexx Участник FORUMHOUSE
Моя конструкция попроще, чем у авторов выше, но меня она вполне устраивает. Купил тельфер грузоподъёмностью 300 кг без блока и 600 кг с блоком. Испытания показали, что устройство может поднять груз весом в 250-270 кг, потом срабатывала защита двигателя. За строительный сезон я с его помощью поднял около 40 паллетов со строительными блоками, 6-ти метровый брус для мауэрлата, стропила, раствор для кладки и бетон для армопояса.
Подъёмник, опять же из экономии, сделан из б/у труб, уголка и швеллера.
