(Ф7) 64. Коэффициент полезного действия механизма.

Тест к уроку "Коэффициент полезного действия механизма"

Тест к уроку "Золотое правило" механики"

Тест к уроку "Простые механизмы. Наклонная плоскость"

БЛОКИ И ПОЛИСПАСТЫ, простые грузоподъемные механизмы, основные детали которых – колесо с окружным желобом (шкив) и веревка или трос; используются для подъема тяжестей с приложением небольших усилий (либо с приложением усилий в удобной позиции работающего) как в качестве рабочих органов подъемных машин (лебедок, талей, подъемных кранов), так и независимо от них. Обычно блоком называют устройство, состоящее из одного шкива в оправе с подвесом и одного троса; полиспастом – комбинацию шкивов и тросов. Принципы действия этих механизмов поясняются на рисунках. На рис.1,а груз весом W₁ поднимают с помощью одиночного блока усилием P₁, равным весу. На рис.1,б груз W₂ поднимают простейшим кратным полиспастом, состоящим из двух блоков, усилием P₂, равным только половине веса W₂. Воздействие этого веса делится поровну между ветвями троса, на которых шкив B₂ подвешен к шкиву A₂ с помощью крюка C₂. Следовательно, для того чтобы поднять грузW₂, к ветви троса, проходящей через желоб шкива A₂, достаточно приложить силу P₂, равную половине веса W₂; таким образом, простейший полиспаст дает двойной выигрыш в силе. Рис.1,в поясняет работу полиспаста с двумя шкивами, каждый из которых имеет два желоба. Здесь усилие P₃, необходимое для поднятия груза W₃, составляет лишь четверть его веса. Это достигается благодаря распределению всего веса W₃ между четырьмя тросами подвеса блока B₃. Отметим, что кратность выигрыша в силе при подъеме тяжестей всегда равна числу тросов, на которых висит подвижный блок B₃. Полиспаст по своему принципу действия подобен рычагу: выигрыш в силе равен проигрышу в расстоянии при теоретическом равенстве совершаемых работ. Тросом блоков и полиспастов в прошлом обычно служил гибкий и прочный пеньковый канат. Его сплетали косой из трех прядей (каждая прядь, в свою очередь, сплеталась из множества мелких прядок). Полиспасты с пеньковыми канатами широко использовались накораблях, сельскохозяйственных фермах и вообще там, где требуется эпизодическое или периодическое приложение силы для подъема груза. Самые сложные из таких полиспастов (рис. 2) применялись, по-видимому, на парусных судах, где в них всегда была насущная потребность при работе с парусами, деталями рангоута и другой перемещаемой оснастки.Позже для частых перемещений больших грузов начали использовать стальные тросы, а также тросы из синтетических или минеральных волокон, так как они более износоустойчивы. Полиспасты со стальными тросами и многожелобковыми шкивами являются неотъемлемыми узлами главных подъемных механизмов всех современных подъемно-транспортных машин и кранов. Шкивы блоков обычно вращаются на роликовых подшипниках, а все их движущиеся поверхности принудительно смазываются. См. также МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ.

Рис. 1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ БЛОКА И ПОЛИСПАСТА. а – одиночный блок (с одним тросом, протянутым по желобу единственного шкива); б – комбинация из двух одиночных блоков с единым тросом, охватывающим оба шкива; в – пара двужелобковых блоков, по четырем спаренным желобам которых проходит единый трос.