БЛОК-РОЛИКИ, ТАНДЕМЫ и полиспасты
применяются для изменения направления приложения силы при поднятии грузов. Также к мы относим различные блоки с фиксацией проходящего через ролик каната, для передвижения по анкерным линиям и полиспаст блоки.
представляют собой колесо (ролик) с жёлобом по окружности, вращающееся вокруг своей оси. Жёлоб предназначен для верёвки, троса, каната Ось блока помещается в обойме (щеках). Если обойма прикреплена к балке или стене, такой блок называется неподвижным ( ось блока закреплена); если же к этой обойме прикрепляется груз и блок вместе с ним может двигаться, то такой блок называется подвижным.
В реальном блоке всегда присутствуют некоторые потери, поэтому КПД (коэффициент полезного действия) всегда меньше единицы. КПД (отношение массы поднимаемого груза к прилагаемому тяговому усилию) увеличивается с:
- увеличением диаметра шкива ролика ( уменьшения напряжения изгиба рабочего троса/верёвки или сопротивления жёсткости каната, приведённого к ободу блока);
- уменьшением трения вращения ролика на оси в связи с применением подшипников качения или скольжения. (Но, максимальная рабочая нагрузка на ролик с подшипником скольжения зачастую выше, чем на ролик с подшипником качения);
- жёсткостью троса: при движении каната, неподвижный блок приводится во вращение силами трения, возникающими между канатами и ручьём (канавкой) блока. Вследствие жёсткости канат при набегании на блок не сразу входит в его ручей, а при сбегании не сразу приобретает прямолинейное положение.
Для определения КПД необходимо экспериментальным путём найти соотношение массы поднимаемого груза к тяговому усилию. Для одного и того же ролика при использовании разных тросов КПД будет различен. Поэтому безапелляционное утверждение, что блок имеет КПД без указания других условий, не более чем рекламный ход (как, например, что новое лекарство на процентов эффективнее прежнего).
Шкивы и щёки изготавливаются из стали или из высокопрочного алюминиевого сплава, а оси — из высоколегированной термообработанной стали.
Для продолжительного использования со стальными тросами необходимо применение роликов с размером ручья под конкретный диаметр троса.
Для уменьшения сопротивления скручивания грузового каната (троса или верёвки) необходимо поднимаемый груз крепить к грузовому канату через вертлюг.
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».
Необходимо помнить, что при поднятии груза через одинарный блочёк, на место крепления к анкерному узлу действует ДВОЙНАЯ сила массы груза!
Система, состоящая из комбинации нескольких подвижных и неподвижных блоков, последовательно огибаемых верёвкой, называется полиспаст (от polyspastos (греч.) — натягиваемый многими верёвками). Полиспаст — грузоподъёмное устройство, предназначенное для выигрыша в силе (силовой полиспаст) или в скорости (скоростной полиспаст).