Système de bloc. Bloc mobile

L'utilisation d'un bloc mobile donne un double gain de force, l'utilisation d'un bloc fixe permet de changer la direction de la force appliquée. En pratique, des combinaisons de blocs mobiles et fixes sont utilisées. Dans le même temps, chaque bloc mobile vous permet de réduire de moitié la force appliquée ou de doubler la vitesse de déplacement de la charge. Les blocs fixes sont utilisés pour connecter des blocs mobiles en un seul système. Un tel système de blocs mobiles et fixes est appelé palan à chaîne.

Définition

Palan à chaîne - un système de blocs mobiles et fixes reliés par une connexion flexible (cordes, chaînes) utilisé pour augmenter la force ou la vitesse de levage des charges.

Un palan à chaîne est utilisé dans les cas où il est nécessaire de soulever ou de déplacer une charge lourde avec un minimum d'effort, de fournir une tension, etc. Le palan à chaîne le plus simple se compose d'un seul bloc et d'une corde, tout en vous permettant de réduire de moitié la force de traction nécessaire pour soulever la charge.

Figure 1. Chaque bloc mobile du palan à chaîne donne un double gain de force ou de vitesse

Habituellement, les palans à chaîne sont utilisés dans les mécanismes de levage, ce qui permet de réduire la tension du câble, le moment du poids de la charge sur le tambour et le rapport de démultiplication du mécanisme (palans, treuils). Les palans à chaîne à grande vitesse, qui permettent d'obtenir un gain de vitesse de déplacement de la charge aux faibles vitesses de l'élément moteur, sont beaucoup moins utilisés. Ils sont utilisés dans les palans hydrauliques ou pneumatiques, les chariots élévateurs, les mécanismes d'extension de flèche télescopique de grue.

La principale caractéristique du palan à chaîne est la multiplicité. C'est le rapport du nombre de branches du corps flexible, sur lesquelles la charge est suspendue, au nombre de branches enroulées sur le tambour (pour les palans à chaîne), ou le rapport de la vitesse de l'extrémité avant du flexible corps à celui entraîné (pour les palans à chaîne à grande vitesse). Relativement parlant, la multiplicité est un gain de force ou de vitesse théoriquement calculé lors de l'utilisation d'un palan à chaîne. Le changement de multiplicité du palan à chaîne se produit en introduisant ou en retirant des blocs supplémentaires du système, tandis que l'extrémité du câble, avec une multiplicité paire, est attachée à un élément structurel fixe, et avec une multiplicité impaire, sur une pince à crochet .

Figure 2. Fixation par câble avec multiplicité paire et impaire du palan à chaîne

Le gain de force lors de l'utilisation d'un moufle avec des poulies $n$ mobiles et $n$ fixes est déterminé par la formule : $P=2Fn$, où $P$ est le poids de la charge, $F$ est la force appliquée à l'entrée du moufle, $n$ - nombre de moufles mobiles.

Selon le nombre de branches du câble attaché au tambour du mécanisme de levage, on distingue les palans à chaîne simple (simple) et double. Dans les palans à chaîne unique, lors de l'enroulement ou de l'enroulement d'un élément flexible en raison de son mouvement le long de l'axe du tambour, une modification indésirable de la charge sur les supports du tambour est créée. De plus, en l'absence de blocs libres dans le système (la corde du bloc à crochet va directement au tambour), la charge se déplace non seulement dans le plan vertical, mais également dans le plan horizontal.

Figure 3. Palans à chaîne simple et double

Pour assurer un levage strictement vertical de la charge, on utilise des palans à double chaîne (composés de deux simples), dans ce cas les deux extrémités du câble sont fixées sur le tambour. Pour assurer la position normale de la suspension du crochet avec un étirement inégal de l'élément flexible des deux palans à chaîne, un équilibreur ou des blocs de nivellement sont utilisés.

Figure 4. Manières d'assurer la verticalité du levage de la charge

Les palans à chaîne à grande vitesse diffèrent des palans électriques en ce sens que la force de travail, généralement développée par un vérin hydraulique ou pneumatique, est appliquée à un clip mobile et que la charge est suspendue à l'extrémité libre d'une corde ou d'une chaîne. Le gain de vitesse lors de l'utilisation d'un tel palan à chaîne est obtenu grâce à une augmentation de la hauteur de la charge.

Lors de l'utilisation de palans à chaîne, il convient de garder à l'esprit que les éléments utilisés dans le système ne sont pas des corps absolument flexibles, mais ont une certaine rigidité, de sorte que la branche venant en sens inverse ne tombe pas immédiatement dans le flux du bloc, et la branche qui s'échappe ne pas redresser immédiatement. Ceci est particulièrement visible lors de l'utilisation de câbles en acier.

Question : pourquoi les grues de construction ont-elles un crochet qui porte la charge, non pas fixé à l'extrémité du câble, mais sur le support du bloc mobile ?

Réponse : pour assurer la verticalité du levage de la charge.

La figure 5 montre un palan à chaîne à loi de puissance, dans lequel il y a plusieurs blocs mobiles, et le bloc fixe n'en est qu'un. Déterminez combien de poids peut être soulevé en appliquant une force $F$ = 200 N au bloc fixe ?

Figure 5

Chacun des blocs mobiles du bloc de chaîne porte-câbles double la force appliquée. Le poids pouvant être soulevé par un palan à loi de puissance du troisième degré (sans tenir compte des corrections des forces de frottement et de la rigidité du câble) est déterminé par la formule :

Réponse : le palan à chaîne peut soulever une charge de 800 N.

4.1. éléments statiques

4.1.7. Quelques mécanismes simples : les blocs

Les dispositifs conçus pour déplacer (soulever, abaisser) des charges à l'aide d'une roue et d'un fil jeté dessus, auxquels une certaine force est appliquée, sont appelés blocs. Distinguer les blocs fixes et mobiles.

Les poulies sont conçues pour déplacer une charge de poids P → en utilisant une force F → appliquée à une corde lancée sur une roue.

Pour tout type de bloc(fixe et mobile) la condition d'équilibre est satisfaite :

ré 1 F = ré 2 P,

où d 1 est le bras de la force F → appliquée à la corde ; d 2 - bras de la force P → (le poids de la charge déplacée à l'aide de ce bloc).

DANS bloc fixe(Fig. 4.8) les épaulements des forces F → et P → sont identiques et égaux au rayon du bloc :

ré 1 \u003d ré 2 \u003d R,

par conséquent, les modules de force sont égaux entre eux :

F=P.

Riz. 4.8

A l'aide d'un bloc fixe, un corps pesant P → peut être déplacé en appliquant une force F → , dont la valeur coïncide avec la valeur du poids de la charge.

Dans le bloc mobile (Fig. 4.9), les épaules des forces F → et P → sont différentes :

d 1 = 2R et d 2 = R,

où d 1 est le bras de la force F → appliquée à la corde ; d 2 - bras de la force P → (le poids de la charge déplacée à l'aide de ce bloc),

donc, les modules de force obéissent à l'égalité :

Riz. 4.9

A l'aide d'un bloc mobile, un corps pesant P → peut être déplacé en appliquant une force F → , dont la valeur est la moitié de la valeur du poids de la charge.

Les blocs permettent de déplacer le corps sur une certaine distance :

• un bloc fixe ne donne pas de gain de force ; il change seulement la direction de la force appliquée ;
• le bloc mobile donne un gain de force en 2 temps.

Cependant, les blocs mobiles et fixes ne gagne pas en travail : combien de fois on gagne en force, combien de fois on perd en distance (la "règle d'or" de la mécanique).

Exemple 22. Le système se compose de deux blocs en apesanteur : un mobile et un immobile. Une charge de 0,40 kg est suspendue à l'axe du bloc mobile et touche le sol. Une certaine force est appliquée à l'extrémité libre de la corde, jetée sur un bloc fixe, comme indiqué sur la figure. Sous l'action de cette force, la charge monte du repos à une hauteur de 4,0 m en 2,0 s. Trouvez le module de force appliqué à la corde.

2 T → ′ + P → = m une → ,

2 T ′ - m g = m une ,

une = 2 F - m g m .

Le chemin parcouru par la charge coïncide avec sa hauteur au-dessus de la surface du sol et est lié au temps de son déplacement t par la formule

ou en tenant compte de l'expression du module d'accélération

h = une t 2 2 = (2 F - m g) t 2 2 m .

Exprimons la force souhaitée à partir d'ici :

F \u003d m (h t 2 + g 2)

et calculer sa valeur :

F \u003d 0,40 (4,0 (2,0) 2 + 10 2) \u003d 2,4 N.

Exemple 23. Le système se compose de deux blocs en apesanteur : un mobile et un immobile. Une certaine charge est suspendue à l'axe du bloc fixe, comme indiqué sur la figure. Sous l'action d'une force constante appliquée à l'extrémité libre de la corde, la charge commence à se déplacer avec une accélération constante et parcourt une distance de 3,0 m en 2,0 s. Lors du déplacement de la charge, la force appliquée développe une puissance moyenne de 12 watts. Trouver le poids de la charge.

Solution . Les forces agissant sur les blocs mobiles et fixes sont indiquées sur la figure.

Deux forces agissent sur la poulie fixe du côté de la corde T → (des deux côtés de la poulie) ; sous l'action de ces forces, le mouvement de translation du bloc est absent. Chacune de ces forces est égale à la force F → appliquée au bout de la corde :

Trois forces agissent sur le bloc mobile : deux forces de tension de la corde T → ′ (de part et d'autre du bloc) et le poids de la charge P → = m g → ; sous l'action de ces forces, le bloc (avec la charge qui lui est suspendue) se déplace vers le haut avec une accélération.

Nous écrivons la deuxième loi de Newton pour le bloc mobile sous la forme :

2 T → ′ + P → = m une → ,

soit en projection sur l'axe de coordonnées dirigé verticalement vers le haut,

2 T ′ - m g = m une ,

où T ′ est le module de la force de tension du câble; m est la masse de la charge (la masse du bloc mobile avec la charge); g - module d'accélération en chute libre ; a - module d'accélération de bloc (la charge a la même accélération, nous parlerons donc de l'accélération de la charge ci-dessous).

Le module de tension de la corde T′ est égal au module de la force T :

par conséquent, le module d'accélération de la charge est déterminé par l'expression

une = 2 F - m g m .

D'autre part, l'accélération de la charge est déterminée par la formule de la distance parcourue :

où t est le temps de déplacement de la cargaison.

Égalité

2 F - m g m = 2 S t 2

permet d'obtenir une expression du module de la force appliquée :

F \u003d m (S t 2 + g 2) .

La charge se déplace uniformément accélérée, de sorte que le module de sa vitesse est déterminé par l'expression

v=à,

et la vitesse moyenne est

〈 v 〉 = S t = une t 2 .

La valeur de la puissance moyenne développée par la force appliquée est déterminée par la formule

〈 N 〉 = F 〈 v 〉 ,

soit en tenant compte des expressions du module de force et de la vitesse moyenne :

〈 N 〉 = m une (2 S + g t 2) 4 t .

De là, nous exprimons la masse souhaitée :

m = 4 t 〈 N 〉 une (2 S + g t 2) .

Remplaçons l'expression de l'accélération dans la formule résultante (a = 2S / t 2) :

m = 2 t 3 〈 N 〉 S (2 S + g t 2)

et fais le calcul :

m = 2 ⋅ (2,0) 3 ⋅ 12 3,0 (2 ⋅ 3,0 + 10 ⋅ (2,0) 2) ≈ 1,4 kg.

Le bloc mobile diffère du bloc fixe en ce que son axe n'est pas fixe et qu'il peut monter et descendre avec la charge.

Figure 1. Bloc mobile

Comme le bloc fixe, le bloc mobile est constitué de la même roue avec une rainure de câble. Cependant, une extrémité du câble est fixée ici et la roue est mobile. La roue se déplace avec la charge.

Comme l'a noté Archimède, le bloc mobile est essentiellement un levier et fonctionne sur le même principe, donnant un gain de force en raison de la différence d'effet de levier.

Figure 2. Forces et épaules de forces dans le bloc mobile

Le bloc mobile se déplace avec la charge, comme s'il reposait sur une corde. Dans ce cas, le point d'appui à chaque instant sera au point de contact du bloc avec la corde d'un côté, la charge sera appliquée au centre du bloc, où il est attaché à l'axe, et le la force de traction sera appliquée au point de contact avec la corde de l'autre côté du bloc. Autrement dit, l'épaule du poids du corps sera le rayon du bloc et l'épaule de la force de notre poussée sera le diamètre. La règle du moment dans ce cas ressemblera à :

$$mgr = F \cdot 2r \Rightarrow F = mg/2$$

Ainsi, le bloc mobile donne un gain de force double.

Habituellement, dans la pratique, une combinaison d'un bloc fixe avec un bloc mobile est utilisée (Fig. 3). Le bloc fixe est utilisé uniquement pour des raisons de commodité. Il modifie la direction de la force, permet par exemple de soulever une charge en se tenant debout au sol, et le bloc mobile apporte un gain de force.

Figure 3. Combinaison de blocs fixes et mobiles

Nous avons considéré des blocs idéaux, c'est-à-dire ceux dans lesquels l'action des forces de frottement n'était pas prise en compte. Pour les blocs réels, il est nécessaire d'introduire des facteurs de correction. Les formules suivantes sont utilisées :

Bloc fixe

$F = f 1/2 mg $

Dans ces formules : $F$ est la force externe appliquée (généralement la force des mains humaines), $m$ est la masse de la charge, $g$ est le coefficient de gravité, $f$ est le coefficient de résistance en le bloc (pour les chaînes environ 1,05 et pour les cordes 1,1).

À l'aide d'un système de blocs mobiles et fixes, le chargeur soulève la boîte avec des outils à une hauteur de $S_1$ = 7 m, en appliquant une force de $F$ = 160 N. Quelle est la masse de la boîte, et combien de mètres de corde faudra-t-il choisir pendant que la charge monte ? Quel travail le chargeur fera-t-il en conséquence ? Comparez-le avec le travail effectué sur la charge pour la déplacer. Ignorez le frottement et la masse du bloc mobile.

$m, S_2 , A_1 , A_2$ - ?

Le bloc mobile donne un double gain en force et une double perte en mouvement. Un bloc fixe ne donne pas de gain de force, mais change de direction. Ainsi, la force appliquée sera la moitié du poids de la charge : $F = 1/2P = 1/2mg$, d'où l'on trouve la masse de la boîte : $m=\frac(2F)(g)=\frac (2\cdot 160)(9 ,8)=32,65\kg$

Le mouvement de la charge sera égal à la moitié de la longueur de la corde sélectionnée :

Le travail effectué par le chargeur est égal au produit de l'effort appliqué et du mouvement de la charge : $A_2=F\cdot S_2=160\cdot 14=2240\J\$.

Travail effectué sur la charge :

Réponse : La masse de la boîte est de 32,65 kg. La longueur de la corde sélectionnée est de 14 m.Le travail effectué est de 2240 J et ne dépend pas de la méthode de levage de la charge, mais uniquement du poids de la charge et de la hauteur de l'ascenseur.

Tâche 2

Quelle charge peut être soulevée avec un bloc mobile pesant 20 N si la corde est tirée avec une force de 154 N ?

Écrivons la règle des moments pour le bloc mobile : $F = f 1/2 (P+ R_B)$, où $f$ est le facteur de correction pour la corde.

Alors $P=2\frac(F)(f)-P_B=2\cdot \frac(154)(1,1)-20=260\ H$

Réponse : Le poids de la charge est de 260 N.

Les machines de levage sont conçues pour aider une personne à soulever quelque chose de lourd à une hauteur. La plupart des mécanismes de levage sont basés sur un système simple de blocs - un palan à chaîne. Il était déjà familier à Archimède, mais maintenant beaucoup ne connaissent pas cette brillante invention. En vous souvenant du cours de physique, découvrez comment fonctionne un tel mécanisme, sa structure et sa portée. Après avoir compris la classification, vous pouvez procéder au calcul. Pour que cela fonctionne - votre attention sur les instructions pour construire un modèle simple.

L'invention du palan à chaîne a donné une énorme impulsion au développement des civilisations. Le système de blocs a aidé à construire d'énormes structures, dont beaucoup ont survécu à ce jour et déroutent les constructeurs modernes. La construction navale a également été améliorée, les gens ont pu parcourir de grandes distances. Il est temps de comprendre ce que c'est - un palan à chaîne et de découvrir où vous pouvez trouver une application pour cela aujourd'hui.

Simplicité et efficacité du mécanisme

La structure du mécanisme de levage

Le palan à chaîne classique est un mécanisme composé de deux éléments principaux :

• poulie;
• connexion souple.

Le schéma le plus simple: 1 - bloc mobile, 2 - fixe, 3 - corde

Une poulie est une roue en métal dotée d'une rainure spéciale pour le câble le long du bord extérieur. En tant que connexion flexible, un câble ou une corde conventionnelle peut être utilisé. Si la charge est suffisamment lourde, des câbles en fibres synthétiques ou des cordes en acier et même des chaînes sont utilisés. Pour que la poulie tourne facilement, sans sauts ni blocages, des roulements à rouleaux sont utilisés. Tous les éléments mobiles sont lubrifiés.

Une poulie s'appelle un bloc. Polyspast est un système de blocs pour le levage de charges. Les blocs du mécanisme de levage peuvent être fixes (fixés de manière rigide) et mobiles (lorsque l'axe change de position pendant le fonctionnement). Une partie du palan à chaîne est fixée à un support fixe, l'autre à la charge. Les rouleaux mobiles sont situés sur le côté de la charge.

Bloc fixe

Le rôle du bloc fixe est de changer la direction du mouvement de la corde et l'action de la force appliquée. Le rôle du mobile est de gagner en puissance.

Bloc mobile

Le principe de fonctionnement - quel est le secret

Le principe de fonctionnement d'un palan à chaîne est similaire à un levier: la force à appliquer devient plusieurs fois moindre, tandis que le travail est effectué dans le même volume. La corde joue le rôle d'un levier. Dans le travail du palan à chaîne, le gain de force est important, de sorte que la perte de distance qui en résulte n'est pas prise en compte.

Selon la conception du palan à chaîne, le gain en résistance peut être différent. Le mécanisme le plus simple de deux poulies donne environ deux fois le gain, trois à trois fois, et ainsi de suite. L'augmentation de la distance est calculée selon le même principe. Pour le fonctionnement d'un palan à chaîne simple, un câble est nécessaire deux fois plus longtemps que la hauteur de levage, et si un complexe de quatre blocs est utilisé, la longueur du câble augmente en proportion directe jusqu'à quatre fois.

Le principe de fonctionnement du système de blocs

Dans quels domaines le système de blocs est-il utilisé ?

Polyspast est un assistant fidèle dans un entrepôt, en production, dans le secteur du transport. Il est utilisé partout où vous devez utiliser la force pour déplacer toutes sortes de marchandises. Le système est largement utilisé dans la construction.

Malgré le fait que la majeure partie du travail est effectuée par des équipements de construction (grue), le palan à chaîne a trouvé sa place dans la conception des mécanismes de manutention de charge. Le système de blocs (polyspast) est un composant de mécanismes de levage tels qu'un treuil, un palan, des équipements de construction (grues de différents types, un bulldozer, une excavatrice).

En plus de l'industrie de la construction, les palans à chaîne sont largement utilisés dans l'organisation des opérations de sauvetage. Le principe de fonctionnement reste le même, mais la conception est légèrement modifiée. L'équipement de sauvetage est fait de corde durable, des mousquetons sont utilisés. Pour les appareils de cet usage, il est important que l'ensemble du système soit rapidement assemblé et ne nécessite pas de mécanismes supplémentaires.

Polyspast dans le cadre d'un crochet de grue

Classification des modèles selon différentes caractéristiques

Il existe de nombreuses versions d'une idée - un système de blocs, unis par une corde. Ils sont différenciés en fonction de la méthode d'application et des caractéristiques de conception. Apprenez à connaître les différents types d'ascenseurs, découvrez quel est leur objectif et en quoi l'appareil diffère.

Classification en fonction de la complexité du mécanisme

Selon la complexité du mécanisme,

• simple;
• complexe;
• polyspastes complexes.

Un exemple de modèles pairs

Un palan à chaîne simple est un système de galets connectés en série. Tous les blocs mobiles et fixes, ainsi que la charge elle-même, sont reliés par un seul câble. Différencier les palans à chaîne simples pairs et impairs.

Même appelé ces mécanismes de levage, dont l'extrémité du câble est attachée à un support fixe - la station. Toutes les combinaisons dans ce cas seront considérées comme paires. Et si l'extrémité de la corde est attachée directement à la charge ou à l'endroit où la force est appliquée, cette construction et tous ses dérivés seront appelés impairs.

Schéma d'un palan à chaîne impair

Un palan à chaîne complexe peut être appelé un système de palan à chaîne. Dans ce cas, ce ne sont pas des blocs individuels qui sont connectés en série, mais des combinaisons entières qui peuvent être utilisées seules. En gros, dans ce cas, un mécanisme en déclenche un autre similaire.

Le palan à chaîne complexe n'appartient ni à l'un ni à l'autre type. Sa particularité réside dans les rouleaux se déplaçant vers la charge. La composition du modèle complexe peut inclure des palans à chaîne simples et complexes.

La combinaison d'un palan à chaîne simple double et sextuple offre une option sextuple complexe

Classement selon la destination de l'ascenseur

En fonction de ce qu'ils veulent obtenir lors de l'utilisation du palan à chaîne, ils sont divisés en :

• pouvoir;
• grande vitesse.

A - option d'alimentation, B - haute vitesse

L'option d'alimentation est utilisée plus souvent. Comme son nom l'indique, sa tâche est d'assurer un gain de force. Comme un gain important nécessite une perte de distance tout aussi importante, une perte de vitesse est inévitable. Par exemple, pour un système 4:1, lorsque vous soulevez une charge d'un mètre, vous devez tirer 4 mètres de câble, ce qui ralentit le travail.

Le palan à chaîne à grande vitesse, par son principe, est une structure à puissance inversée. Il ne donne pas de gain en force, son objectif est la vitesse. Il est utilisé pour accélérer le travail au détriment de l'effort appliqué.

Multiplicité - la principale caractéristique

Le principal indicateur auquel on prête attention lors de l'organisation du levage de marchandises est la multiplicité du palan à chaîne. Ce paramètre indique conditionnellement combien de fois le mécanisme vous permet de gagner en force. En fait, la multiplicité indique sur combien de branches de la corde le poids de la charge est réparti.

Multiplicité cinématique

La multiplicité est divisée en cinématique (égale au nombre de virages de la corde) et en puissance, qui est calculée en tenant compte du dépassement de la force de frottement par le câble et de l'efficacité non idéale des rouleaux. Les ouvrages de référence contiennent des tableaux qui affichent la dépendance de la multiplicité de puissance sur la cinématique pour différentes efficacités de bloc.

Comme on peut le voir dans le tableau, la multiplicité de force diffère considérablement de la cinématique. Avec un faible rendement du rouleau (94%), le gain réel de résistance du palan de 7: 1 sera inférieur au gain d'un palan sextuple avec un rendement du palan de 96%.

Schémas de palans à chaîne de multiplicité différente

Comment faire des calculs pour un palan à chaîne

Bien que théoriquement la conception du palan à chaîne soit extrêmement simple, dans la pratique, il n'est pas toujours clair comment soulever la charge à l'aide de blocs. Comment comprendre quelle multiplicité est nécessaire, comment connaître l'efficacité de l'ascenseur et de chaque bloc séparément. Afin de trouver des réponses à ces questions, vous devez effectuer des calculs.

Calcul par bloc

Le calcul du palan à chaîne doit être effectué car les conditions de travail sont loin d'être idéales. Les forces de frottement agissent sur le mécanisme en raison du mouvement du câble le long de la poulie, en raison de la rotation du rouleau lui-même, quels que soient les roulements utilisés.

De plus, une corde flexible et pliable est rarement utilisée sur un chantier de construction et dans le cadre d'un équipement de construction. Une corde ou une chaîne en acier est beaucoup plus rigide. Étant donné qu'une force supplémentaire est nécessaire pour plier un tel câble lors de l'exécution sur un bloc, elle doit également être prise en compte.

Pour le calcul, l'équation du moment de la poulie autour de l'axe est dérivée :

SrunR = SrunR + q SrunR + Nfr (1)

La formule 1 montre les moments de telles forces :

• Sbeg - effort du côté de la corde qui s'échappe;
• Sraid - effort du côté de la corde venant en sens inverse;
• q Sraid - effort pour plier / déplier la corde, en tenant compte de sa rigidité q;
• Nf est la force de frottement dans le bloc, compte tenu du coefficient de frottement f.

Pour déterminer le moment, toutes les forces sont multipliées par l'épaule - le rayon du bloc R ou le rayon du manchon r.

La force du câble entrant et sortant résulte de l'interaction et du frottement des fils de corde. Étant donné que la force de flexion / déflexion du câble est nettement inférieure aux autres, lors du calcul de l'impact sur l'axe du bloc, cette valeur est souvent négligée :

N = 2 Sraid×sinα (2)

Dans cette équation :

• N est l'impact sur l'axe de la poulie ;
• Course S - effort du côté de la corde venant en sens inverse (supposé être approximativement égal à la course S ;
• α est l'angle de déviation par rapport à l'axe.

Poulie

Calcul de l'efficacité du bloc

Comme vous le savez, l'efficacité est un coefficient de performance, c'est-à-dire l'efficacité du travail effectué. Il est calculé comme le rapport entre le travail effectué et le travail dépensé. Dans le cas d'un palan, la formule s'applique :

ηb = Srun / Srun = 1/(1 + q + 2fsinα×d/D) (3)

Dans l'équation :

• 3 ηb – efficacité du bloc ;
• d et D - respectivement, le diamètre de la douille et de la poulie elle-même;
• q est le coefficient de rigidité de la liaison souple (corde) ;
• f est le coefficient de frottement ;
• α est l'angle de déviation par rapport à l'axe.

De cette formule, on peut voir que l'efficacité est affectée par la structure du bloc (à travers le coefficient f), sa taille (à travers le rapport d / D) et le matériau de la corde (facteur q). La valeur d'efficacité maximale peut être obtenue en utilisant des bagues en bronze et des roulements (jusqu'à 98%). Les paliers lisses donneront jusqu'à 96% d'efficacité.

Le diagramme montre toutes les forces S sur les différentes branches de la corde

Comment calculer l'efficacité de l'ensemble du système

Le mécanisme de levage se compose de plusieurs blocs. L'efficacité totale du palan à chaîne n'est pas égale à la somme arithmétique de tous les composants individuels. Pour le calcul, une formule beaucoup plus complexe est utilisée, ou plutôt un système d'équations, où toutes les forces sont exprimées à travers la valeur du primaire S0 et l'efficacité du mécanisme :

• S1=ηп S0 ;
• S2=(ηп)2 S0 ; (4)
• S3=(ηп)3 S0 ;

• Sn=(ηп)n S0.

L'efficacité du palan à chaîne à différentes multiplicités

Étant donné que la valeur d'efficacité est toujours inférieure à 1, avec chaque nouveau bloc et équation dans le système, la valeur de Sn diminuera rapidement. L'efficacité totale du palan à chaîne dépendra non seulement de ηb, mais également du nombre de ces blocs - la multiplicité du système. Selon le tableau, vous pouvez trouver ηп pour les systèmes avec un nombre différent de blocs pour différentes valeurs de l'efficacité de chacun.

Comment faire un ascenseur à faire soi-même

Dans la construction, lors des travaux d'installation, il est loin d'être toujours possible de régler la grue. Alors la question se pose, comment soulever la charge avec une corde. Et ici, un simple palan à chaîne trouve son application. Pour sa fabrication et son travail à part entière, vous devez effectuer des calculs, des dessins, choisir la bonne corde et les bons blocs.

Différents schémas d'ascenseurs simples et complexes

Préparation de la base - schéma et dessin

Avant de procéder à la construction d'un palan à chaîne de vos propres mains, vous devez étudier attentivement les dessins et choisir un schéma approprié pour vous-même. Vous devez vous fier à la manière dont il vous sera plus pratique de placer la structure, aux blocs et aux câbles disponibles.

Il arrive que la capacité de charge des palans à chaîne ne soit pas suffisante et qu'il n'y ait ni temps ni possibilité de construire un mécanisme de levage multiple complexe. Ensuite, des palans à chaîne doubles sont utilisés, qui sont une combinaison de deux palans simples. Ce dispositif peut également soulever la charge de manière à ce qu'elle se déplace strictement verticalement, sans déformations.

Dessins d'un modèle double dans différentes variantes

Comment choisir la corde et le bloc

Le rôle le plus important dans la construction d'un palan à chaîne de vos propres mains est joué par une corde. Il est important qu'il ne s'étire pas. Ces cordes sont dites statiques. L'étirement et la déformation de la connexion flexible entraînent une grave perte d'efficacité du travail. Pour un mécanisme fait maison, un câble synthétique convient, l'épaisseur dépend du poids de la charge.

Le matériau et la qualité des blocs sont des indicateurs qui fourniront aux appareils de levage faits maison une capacité de charge estimée. Selon les roulements installés dans le bloc, son efficacité change et cela est déjà pris en compte dans les calculs.

Mais comment soulever la charge à une hauteur de vos propres mains et ne pas la laisser tomber? Pour protéger la charge d'un éventuel mouvement inverse, vous pouvez installer un bloc de verrouillage spécial qui permet à la corde de se déplacer dans une seule direction - la direction souhaitée.

Rouleau sur lequel la corde se déplace

Instructions étape par étape pour soulever une charge à travers le bloc

Lorsque la corde et les blocs sont prêts, le schéma est sélectionné et le calcul est effectué, vous pouvez commencer l'assemblage. Pour un simple palan à double chaîne vous aurez besoin de :

• rouleau - 2 pièces;
• roulements;
• manchon - 2 pièces;
• support pour le bloc - 2 pièces ;
• corde;
• crochet pour suspension de cargaison ;
• élingues - si elles sont nécessaires pour l'installation.

Les mousquetons sont utilisés pour une connexion rapide

Le levage pas à pas de la charge à une hauteur s'effectue comme suit:

1. Connectez les rouleaux, les douilles et les roulements. Combinez le tout dans une cage. Obtenez un bloc.
2. La corde est lancée dans le premier bloc ;
3. Le support avec ce bloc est fixé rigidement à un support fixe (poutre en béton armé, poteau, mur, rallonge spécialement montée, etc.);
4. Ensuite, l'extrémité de la corde est passée à travers le deuxième bloc (mobile).
5. Un crochet est attaché au clip.
6. L'extrémité libre de la corde est fixe.
7. Ils élinguent la charge à soulever et la relient au palan à chaîne.

Un mécanisme de levage fait maison est prêt à l'emploi et apportera un double gain de force. Maintenant, pour soulever la charge en hauteur, il suffit de tirer le bout de la corde. En se pliant autour des deux rouleaux, la corde soulèvera la charge sans trop d'effort.

Est-il possible de combiner un palan à chaîne et un treuil

Si vous attachez un treuil électrique au mécanisme fait maison que vous construisez selon cette instruction, vous obtenez une véritable grue à faire soi-même. Désormais, vous n'avez plus besoin de vous forcer pour soulever la charge, le treuil fera tout pour vous.

Même un treuil à main rendra le levage de la charge plus confortable - pas besoin de se laver les mains sur la corde et de s'inquiéter que la corde glisse de vos mains. Dans tous les cas, tourner la manivelle du treuil est beaucoup plus facile.

Palan à chaîne pour treuil

En principe, même en dehors du chantier, la capacité de construire un palan à chaîne élémentaire pour un treuil dans des conditions de terrain avec un minimum d'outils et de matériaux est une compétence très utile. Il sera particulièrement apprécié des automobilistes qui ont eu la chance de se retrouver coincés dans une voiture quelque part dans un endroit infranchissable. Un palan à chaîne fabriqué à la hâte augmentera considérablement les performances du treuil.

Il est difficile de surestimer l'importance du palan à chaîne dans le développement de la construction et de l'ingénierie modernes. Tout le monde doit comprendre le principe de fonctionnement et imaginer visuellement sa conception. Maintenant, vous n'avez pas peur des situations où vous devez soulever une charge, mais il n'y a pas d'équipement spécial. Quelques poulies, une corde et de l'ingéniosité vous permettront de vous passer de grue.

Palan à chaîne - un système de blocs mobiles et fixes reliés par une connexion flexible (cordes, chaînes) utilisé pour augmenter la force ou la vitesse de levage des charges. Un palan à chaîne est utilisé dans les cas où il est nécessaire de soulever ou de déplacer une charge lourde avec un minimum d'effort, de fournir une tension, etc. Le palan à chaîne le plus simple se compose d'un seul bloc et d'une corde, tout en vous permettant de réduire de moitié la force de traction nécessaire pour soulever la charge.

Habituellement, les palans à chaîne sont utilisés dans les mécanismes de levage, ce qui permet de réduire la tension du câble, le moment du poids de la charge sur le tambour et le rapport de démultiplication du mécanisme (palans, treuils). Palans à chaîne à grande vitesse, permettant d'obtenir un gain de vitesse de déplacement de la charge à basse vitesse de l'élément d'entraînement. Ils sont beaucoup moins utilisés et sont utilisés dans les ascenseurs hydrauliques ou pneumatiques, les chargeurs, les mécanismes d'extension de grues télescopiques.

La principale caractéristique du palan à chaîne est la multiplicité. C'est le rapport du nombre de branches du corps flexible, sur lesquelles la charge est suspendue, au nombre de branches enroulées sur le tambour (pour les palans à chaîne), ou le rapport de la vitesse de l'extrémité avant du flexible corps à celui entraîné (pour les palans à chaîne à grande vitesse). Relativement parlant, la multiplicité est un gain de force ou de vitesse théoriquement calculé lors de l'utilisation d'un palan à chaîne. Le changement de multiplicité du palan à chaîne se produit en introduisant ou en retirant des blocs supplémentaires du système, tandis que l'extrémité du câble, avec une multiplicité paire, est attachée à un élément structurel fixe, et avec une multiplicité impaire, sur une pince à crochet .

Selon le nombre de branches du câble attaché au tambour du mécanisme de levage, on distingue les palans à chaîne simple (simple) et double. Dans les palans à chaîne unique, lors de l'enroulement ou de l'enroulement d'un élément flexible en raison de son mouvement le long de l'axe du tambour, une modification indésirable de la charge sur les supports du tambour est créée. De plus, en l'absence de blocs libres dans le système (la corde du bloc à crochet va directement au tambour), la charge se déplace non seulement dans le plan vertical, mais également dans le plan horizontal.

Pour assurer un levage strictement vertical de la charge, on utilise des palans à double chaîne (composés de deux simples), dans ce cas les deux extrémités du câble sont fixées sur le tambour. Pour assurer la position normale de la suspension du crochet avec un étirement inégal de l'élément flexible des deux palans à chaîne, un équilibreur ou des blocs de nivellement sont utilisés. Ces palans à chaîne sont principalement utilisés dans les ponts roulants et les portiques, ainsi que dans les grues à tour lourdes afin de pouvoir utiliser deux treuils de chargement standard au lieu d'un de grande puissance, ainsi que pour obtenir deux ou trois vitesses de levage.

Dans les palans à chaîne, avec une augmentation de la multiplicité, il est possible d'utiliser des câbles de diamètre réduit et, par conséquent, de réduire le diamètre du tambour et des blocs, de réduire le poids et les dimensions du système dans son ensemble. Une augmentation de la multiplicité permet de réduire le rapport d'engrenage de la boîte de vitesses, mais nécessite en même temps une longueur de câble et une capacité de câble du tambour plus longues.

Les palans à chaîne à grande vitesse diffèrent des palans électriques en ce sens que la force de travail, généralement développée par un vérin hydraulique ou pneumatique, est appliquée à un clip mobile et que la charge est suspendue à l'extrémité libre d'une corde ou d'une chaîne. Le gain de vitesse lors de l'utilisation d'un tel palan à chaîne est obtenu grâce à une augmentation de la hauteur de la charge.

Lors de l'utilisation de palans à chaîne, il convient de garder à l'esprit que les éléments utilisés dans le système ne sont pas des corps absolument flexibles, mais ont une certaine rigidité, de sorte que la branche venant en sens inverse ne tombe pas immédiatement dans le flux du bloc, et la branche qui s'échappe ne pas redresser immédiatement. Ceci est particulièrement visible lors de l'utilisation de câbles en acier.