Любой блок представляет собой колесо с желобом по окружности, вращающееся вокруг своей оси. Если ось является неподвижной, то блок называется неподвижным. Если ось является подвижной, то блок называется подвижным. Желоб предназначен для каната, верёвки, троса, цепи, ремня и т. п.
Фактически, любой блок представляет собой рычаг: в случае неподвижного блока — равноплечий, в случае подвижного — с соотношением плеч 1 к 2. Как и для всякого другого рычага, для блока справедливо правило: во сколько раз выигрываем в усилии, во столько же раз проигрываем в расстоянии.
Иными словами, работа, совершаемая при перемещении груза на какое-либо расстояние без использования блока, равна работе, затрачиваемой при таком же перемещении груза с применением блока при условии отсутствия трения (в реальном блоке всегда присутствуют некоторые потери).
Система из нескольких подвижных и неподвижных блоков (обычно расположенных попарно) называется полиспастом.
Отдельно стоит упомянуть что для использования в альпинизме существуют отдельные виды блоков, которые называются блок-роликами.
Также существуют канифас-блоки, в которых для удобства закладывания верёвки одна из сторон блока откидывается на шарнире.
Неподвижный блок не дает выигрыша в силе. Его применяют для того, чтобы изменить направление действия силы. Так, например, прикладывая к веревке, перекинутой через такой блок, силу, направленную вниз, мы заставляем груз подниматься вверх.
Условие равновесия неподвижного блока:
где
При отсутствии трения для подъема нужна сила, равная весу груза.
Блоки бывают одношкивные, двухшкивные, трехшкивные и многошкивные; последние изготовляются только металлическими.
Деревянные щеки, шкивы и оковка блоков не должны иметь трещин.
Не реже одного раза в месяц блоки необходимо разбирать, очищать от грязи и ржавчины, промывать керосином и смазывать смесью из растопленного сала с графитовым порошком. (это относится к такелажным блокам. К крановым такого требования нет)
Все блоки подвергаются испытанию на прочность пробной нагрузкой, равной двойной допускаемой нагрузке.
Неподвижный блок
У неподвижного блока ось закреплена и при подъеме грузов не поднимается и не опускается.
Условие равновесия неподвижного блока:
- F — прилагаемое внешнее усилие
- m — масса груза
- g — ускорение свободного падения
- f — коэффициент сопротивления в блоке (для цепей приблизительно 1,05, для верёвок приблизительно 1,1).
При отсутствии трения для подъема нужна сила, равная весу груза.
Подвижный блок
У подвижного блока ось перемещается вместе с грузом. Этот блок позволяет небольшой силой уравновесить силу, в 2 раза большую.
Если концы верёвки, обхватывающей блок, составляют с горизонтом равные между собой углы, то действующая на груз сила относится к его весу, как радиус блока к хорде дуги, обхваченной канатом; отсюда, если верёвки параллельны (то есть когда дуга, обхватываемая верёвкой, равна полуокружности), то для подъёма груза потребуется сила вдвое меньше, чем вес груза, то есть:
При этом груз пройдёт расстояние, вдвое меньшее пройденного точкой приложения силы F, соответственно, выигрыш в силе подвижного блока равен 2.
При этом груз пройдёт расстояние, вдвое меньшее пройденного точкой приложения силы F, соответственно, выигрыш в силе подвижного блока равен 2.
Конструкция блока
Любой блок состоит из:
- Корпус — достаточно прочный элемент, который может быть выполнен из дерева, металла, пластика. Наибольшее распространение получили металлические изделия. В конструкцию входит подвес, как единая часть или через вертлюг.
- Нагель — ось внутри корпуса блока.
- Шкив — ролик (диск), также может быть изготовлен из дерева, металла или пластика, по которому проходит трос, канат, цепь. Шкив вращается вокруг свой оси. В конструкцию может входить один или более дисков. В шкиве имеется углубление, называемое кипом.
- Щека — поверхность перегородки (одной или более) между роликами, которая отделяет их, не позволяя происходить постоянному взаимодействию — трению между собой. Благодаря этому элементу соседние шкивы могут вращаться в противоположные стороны.
- Вертлюг — приспособление, которое выступает и как самостоятельное устройство. Применение вертлюга на блоке необходимо, где есть нежелательное перекручивание каната или требование по изменению направления в процессе эксплуатации.
По наличию дополнительных элементов блоки бывают:
- с проушиной
- с крюком
- с площадкой крепления
Уход за блоками
Согласно правилам технической эксплуатации нельзя применять блоки с поврежденной втулкой, стершимся нагелем или разогнувшимся гаком.Деревянные щеки, шкивы и оковка блоков не должны иметь трещин.
Не реже одного раза в месяц блоки необходимо разбирать, очищать от грязи и ржавчины, промывать керосином и смазывать смесью из растопленного сала с графитовым порошком. (это относится к такелажным блокам. К крановым такого требования нет)
Все блоки подвергаются испытанию на прочность пробной нагрузкой, равной двойной допускаемой нагрузке.
Комментариев нет:
Отправить комментарий