тел.(812)955-36-84
      (911)210-88-50
      
Сегодня %d %M %y г.
%h:%m

Принцип работы блока


IT News

Дата Категория: Физика

Блок состоит из одного или нескольких колес (роликов), огибаемых цепью, ремнем или тросом. Так же, как и рычаг, блок уменьшает усилие, необходимое для подъема груза, но плюс к этому может изменять направление прикладываемой силы.

За выигрыш в силе приходится расплачиваться расстоянием: чем меньшее усилие требуется для подъема груза, тем больше путь, который должна пройти точка приложения этого усилия. Система блоков увеличивает выигрыш в силе за счет использования большего количества грузонесущих цепей. Подобные силосберегающие устройства имеют очень широкий диапазон применения — от перемещения на высоту массивных стальных балок на строительных площадках до подъема флагов.

Как и в случае других простых механизмов, изобретатели блока неизвестны. Хотя, возможно, блоки существовали и раньше, первое упоминание о них в литературе относится к пятому веку до нашей эры и связано с использованием блоков древними греками на кораблях и в театрах.

Установленные на подвесном рельсе подвижные системы блоков (рисунок сверху) широко распространены на сборочных линиях, поскольку существенно облегчают перемещение тяжелых деталей. Прикладываемая сила (F) равна частному от деления веса груза (W) на используемое количество поддерживающих его цепей (n).

Одинарные неподвижные блоки

Этот простейший тип блока не уменьшает усилие, необходимое для подъема груза, но зато изменяет направление прикладываемой силы, как это показано на рисунках сверху и справа вверху. Неподвижный блок на верхней части флагштока облегчает подъем флага, позволяя тянуть шнур, к которому привязан флаг, вниз.

Одинарные подвижные блоки

Одинарный блок, имеющий возможность перемещения, уменьшает наполовину усилие, требующееся для подъема груза. Однако уменьшение вдвое прикладываемой силы означает, что точка ее приложения должна пройти в два раза больший путь. В данном случае сила равна половине веса (F=1/2W).

Системы блоков

При использовании комбинации неподвижного блока с подвижным прикладываемая сила кратна общему количеству грузонесущих цепей. В данном случае сила равна половине веса (F=1/2W).

Груз, подвешенный через блок вертикально, позволяет туго натягивать горизонтальные электрические провода.

Подвесной подъемник (рисунок сверху) состоит из цепи, обвитой вокруг одного подвижного и двух неподвижных блоков. Подъем груза требует прикладывания силы, составляющей всего лишь половину от его веса.

Полиспаст, обычно используемый в больших подъемных кранах (рисунок справа), состоит из комплекта подвижных блоков, к которому подвешивается груз, и комплекта неподвижных, прикрепленного к стреле крана. Получая выигрыш в силе от столь большого количества блоков, кран может поднимать очень тяжелые грузы, например, стальные балки. В данном случае сила (F) равна частному от деления веса груза (W) на количество поддерживающих тросов (n).

information-technology.ru

Блоки и полиспасты. Принцип работы

Блоки и полиспасты — простые механизмы, использующиеся для поднимания грузов или с приложением небольших усилий, или с приложением усилий в удобной для пользователя позиции.

Блоки и полиспасты состоят из двух деталей: колеса с окружным желобом (шкивом) и веревки или троса. Блоком, как правило, называют устройство, состоящее из одного шкива в оправе с подвесом и одного троса. Полиспаст — комбинация шкивов и тросов. Принцип его работы похож на работу рычага — выигрыш в силе сказывается на увеличении расстояния при теоретическом равенстве совершаемых работ.

Эти механизмы могут использоваться независимо от других грузоподъемных агрегатов, таких как: лебедки, тали, подъемные краны, а также как их части.

На рисунках показан принцип работы блока и полиспаста:

Рис. 1

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 груз W2, 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.

Рис. 2

В прошлом в качестве троса для блоков и полиспастов использовался гибкий и прочный пеньковый канат. Его сплетали косой из трех прядей, каждая из которых состояла из множества мелких прядей. Полиспасты с такими канатами применялись везде, где необходимо было подниматься грузы: на морских суднах, в сельском хозяйстве, на стройках. Самые сложные из них (рис. 2) часто использовались на парусных судах. Там они были необходимы для работы с парусами, деталями рангоута и другой перемещаемой оснастки.

Со временем на смену пеньковым кантам пришли стальные тросы и тросы из синтетических и минеральных волокон. Они более прочны и износоустойчивы. Полиспасты со стальными тросами и многожелобковыми шкивами являются неотъемлемыми частями грузоподъемных механизмов всего современного грузоподъемного оборудования. Шкивы блоков обычно вращаются на роликовых подшипниках и все их движущиеся поверхности принудительно смазываются.

Блоки в каталоге товаров Ринстрой:

Блоки монтажные РВ

Блоки монтажные грузоподъемностью до 5 т

Смотрите также:

Ноу-хау в монолитном строительстве. Опалубка FORA euro-form system

www.rinstroy.com

Устройство и принцип работы полиспаста

Древние египтяне и Архимед, не задаваясь вопросом о том, полиспаст ― что это такое, уже пользовались им для перемещения тяжестей. Он и поныне широко применяется во всех подъёмных механизмах, в спорте, в быту, а также используется спасателями. С тех пор схема этого устройства претерпела значительные изменения, но принцип действия не изменился.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Оглавление:

  • Устройство
  • Принцип работы полиспаста
  • Кратность
  • Классификация
  • Полиспласт как выглядит, фото
  • Как сделать полиспаст самостоятельно

Устройство

Простой полиспаст состоит из двух шкивов, связанных верёвкой, тросом, цепью. Шкив изготовляется в виде металлического колеса, вращающегося на оси. По внешнему краю сделан жёлоб для укладки троса. Шкивы, входящие в состав конструкции, называются блоками. Одни из них крепятся неподвижно, другие меняют положение по мере движения груза. Подвижные блоки размещаются со стороны тяжести. Неподвижный блок изменяет направление движения троса и вектор приложения усилия, а подвижные увеличивают усилие, прилагаемое к грузу. Перемещение груза происходит за счёт того, что он через систему блоков подтягивается канатом к закреплённой части полиспаста.

Принцип работы полиспаста

По сути, полиспаст является системой рычагов, роль которых выполняют части каната, находящиеся между блоками. Как известно, закон рычага гласит что, выигрывая в силе, проигрываешь в расстоянии, а значит, и в скорости, и наоборот. Значит, для перемещения груза на 1 метр механизмом с двойным выигрышем придётся выбрать 2 метра каната, то есть потратить в 2 раза больше времени. Прилагаемое усилие будет в 2 раза меньше массы груза, однако, количество затраченной энергии не изменится.

Точно так же подсчитывается выигрыш по расстоянию, если точки крепления полиспаста и груза поменять местами.

Кратность

Это основная характеристика, показывающая, во сколько раз полиспаст теоретически увеличивает усилие или скорость. Величина кратности определяется количеством ветвей троса, между которыми распределена нагрузка и может быть чётной или нечётной. В первом случае свободный конец троса закрепляется на неподвижной части грузоподъёмного механизма, а во втором прицепляется к обойме крюка.

Может показаться, что увеличивая число блоков можно бесконечно умножать усилие.

Однако никто не отменял трение, на преодоление которого даже в лучших моделях шкивов тратится не менее 10% усилий. Поэтому если подсчитать реальный выигрыш с учётом трения для полиспаста кратностью 5:1 (5*0,9*0,9*0,9*0,9 = 3,28), результат окажется более скромным. А если вместо блоков использовать карабины (например, в альпинизме), у которых потери на трение значительно больше выигрыш будет ещё скромнее.

Классификация

Полиспасты, назначение и устройство которых не изменилось за прошедшие века, могут быть силовыми и скоростными. Первые применяются на грузоподъёмных механизмах, а вторыми оборудуются подъёмники. По исполнению они изготовляются:

  1. Простые схемы, состоящие из линейной последовательности блоков. Они соединяются между собой и с грузом общим канатом.
  2. Сложные. Это система, в которой последовательно соединены не отдельные блоки, а несколько самостоятельных механизмов. Такое решение позволяет создавать схемы полиспастов с большой кратностью при малом количестве блоков. Например, соединение полиспастов, обладающих кратностью 2:1 и 3:1, даст выигрыш в 6 раз при использовании всего трёх блоков. За счёт меньших потерь на трении реальный результат будет более высоким, нежели у простой конструкции с аналогичными параметрами.
  3. Комплексные полиспасты занимают отдельное место. Это система полиспастов из простых и сложных механизмов, соединённых таким образом, что блоки при подъёме движутся навстречу нагрузке.

Полиспласт как выглядит, фото

Как сделать полиспаст самостоятельно

В домашнем хозяйстве нет необходимости ежедневно поднимать тяжести, поэтому для разовых работ можно сделать подъёмное устройство своими руками. Всё, что потребуется для этого найдётся в мастерской запасливого хозяина:

  • стальные шпильки с резьбой;
  • подшипники;
  • ролики;
  • верёвка;
  • крюк.

Подшипник вставляют в ролик и насаживают на шпильку. Накручивают гайку и стопорят её, чтобы не тратить зря усилий на прокручивание получившегося вала. К шпильке крепится крюк или стропы. Один конец верёвки, пропущенной через сделанный блок, закрепляют на неподвижной опоре, а за другой тянут вверх при подъёме груза. Получился простейший полиспаст кратностью 2:1.

Поскольку работать с таким механизмом неудобно следует сделать ещё один блок и, закрепив, пропустить через него верёвку. Теперь её можно будет тянуть вниз и даже соединить с лебёдкой. Кроме улучшения условий работы, это обеспечит возможность, при необходимости, фиксации груза в любом промежуточном положении.

Для полиспаста, сделанного своими руками, лучше использовать верёвку, а не стальной трос. Её преимуществом является то, что она позволяет быстро собрать или разобрать конструкцию. Выбирать следует статические виды, которые не растягиваются. Динамические типы «съедают» часть выигрыша в силе.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

instrument.guru

Назначение и принцип работы интерфейсного блока

Принцип работы интерфейсного блока разберем на примере БИФ-84Л6 (рис. 3).

БИФ-84Л6 преобразует информацию, поступающую от МЛП-16, в цифровой код и выдает его в вычислительный комплекс. Блок, структурная схема которого приведен в альбоме схем, состоит из следующих узлов (в скобках после названия узла приведен перечень элементов, на которых он реализован):

- входное устройство (А1,D8) - принимает и усиливает сигналы от МЛП-16 и формирует прямоугольные импульсы длительностью t = 150 мкс;

- генератор прямоугольных импульсов (B1,D1) - вырабатывает серию импульсов частотой 1000 кГц;

-делитель частоты (D13,D17) - делит с коэффициентом 3 импульсы от генератора прямоугольных импульсов;

- формирователь тактирующих импульсов (D5.2,D5.3,D11.3,D11.4,D22) – вырабатывает 2 серии синхроимпульсов частотой 500 кГц, сдвинутых относительно друг друга на 180°;

- автомат синхронизации (D18,D9) - вырабатывает сигналы, управляющие работой блока;

- счетчик импульсов (D10,D14,D19) - преобразует временной интервал в 10-разрядный двоичный код;

- регистр (D15,D20,D23) - временно хранит двоичный код параметра;

- схема выдачи (D6,D16,D21,D24) - выдает содержимое регистра на шины сопряжения 2К;

- схема выработки готовности (D3,D11.2) - выдает сигнал ГОТОВНОСТЬ после завершения цикла преобразования сигнала от МЛП-16 на шину ГТ-Т сопряжения 2К.

После подачи питания в блоке вырабатывается отрицательный импульс (D2.2), устанавливающий блок в исходное состояние. Одновременно запускается генератор прямоугольных импульсов. Сигналы с выхода генератора они поступают на делитель частоты и формирователь тактирующих импульсов.

Делитель частоты выдает через D4.1 импульсы частотой 333,3 кГц на счетчик.

Формирователь тактирующих импульсов формирует и выдает 2 серии импульсов в автомат синхронизации для обеспечения его работы.

Преобразование широтно-импульсного кода в двоичный начинается с момента поступления на входное устройство первого импульса от МЛП-16 и основано на подсчете счетчиком количества импульсов стабильной частоты 333,3 кГц, укладывающихся в интервале между следующими друг за другом импульсами МСРП-12-96.

Поступивший на входное устройство импульс МСРП-12-96 усиливается (А1) и через транзистор V1 подается на формирователь прямоугольных импульсов (D8). С выхода формирователя положительный импульс длительностью 150мкс через D4.3, D2.3 поступает на вход D1 и запускает автомат синхронизации (D18/2), т.к. триггер запуска (D3.1) не взведен.

Рис. 3. Структурная схема интерфейсного блока

Автомат синхронизации управляет (рис. 4) формированием импульсов ОСТАНОВ, ПЕРЕНОС, СБРОС, ПУСК (см. временную диаграмму), определяющих работу блока. Запуск автомата производится при наличии:

- разрешающего сигнала от входного устройства на входе D1;

- синхроимпульса D от формирователя тактирующих импульсов на С-входе.

На прямом выходе 1 автомата синхронизации сигнал “1” существует до прихода синхроимпульса С, который сбросит сигнал на выходе в “0”. Сигнал прямого выхода 1 используется для выработки импульса ОСТАНОВ и подготовки выработки импульса ПЕРЕНОС.

Импульс ОСТАНОВ вырабатывается при поступлении на клапан (D9.1) следующих сигналов:

- сигнала разрешения с прямого выхода 1 автомата синхронизации;

- синхроимпульса В от формирователя тактирующих импульсов.

Рис. 4. Принципиальная схема автомата синхронизации

Импульс ОСТАНОВ с выхода клапана через D5.1, D2.5 поступает на S-вход триггера блокировки счетчика (D7) и взводит его. Сигнал с инверсного выхода триггера закрывает клапан (D4.1) и прекращает работу счетчика, блокируя прохождение импульсов от делителя частоты. Длительность импульса ОСТАНОВ равна синхроимпульсу.

Подготовка к формированию импульса ПЕРЕНОС начинается при поступлении на вход D2 автомата синхронизации сигнала “1” с его прямого выхода 1, а на С-вход - синхроимпульса В. В результате выходе 2 автомата вырабатывается сигнал «1», который существует до прихода синхроимпульса С и используется для формирования импульса ПЕРЕНОС и подготовке формирования импульса СБРОС.

Импульс ПЕРЕНОС вырабатывается при поступлении на клапан (D9.2) следующих сигналов:

- сигнала разрешения с выхода 2 автомата синхронизации;

- синхроимпульса Е от формирователя тактирующих импульсов.

Импульс ПЕРЕНОС с выхода клапана через инвертор (D12) поступает на C-входы триггеров D15, D20, D23 и заносит содержимое счетчика импульсов в регистр. Одновременно с выработкой на прямом выходе 2 автомата сигнала «1» с инверсного выхода снимается сигнал «0», который подается на S-вход триггера запуска и взводит его, блокируя прохождение импульса через клапан D4.3 для запуска автомата синхронизации.

Импульсы СБРОС и ПУСК формируются аналогично импульсам ОСТАНОВ и ПЕРЕНОС.

Импульс СБРОС (D9.3) через D2.6 подается на R-вход счетчика импульсов для его сброса и подготавливает его к очередному циклу преобразования параметра. Одновременно сигнал с прямого выхода 3 автомата синхронизации подается на С-вход триггера готовности (D3) и взводит его. На шины сопряжения 2К выдается сигнал ГОТОВНОСТЬ (ГТ), сигнализирующий о завершении цикла преобразования информации, т.е. прекращения работы счетчика импульсов, занесения его содержимого в регистр и готовности блока к передаче кода параметра. Сброс сигнала ГТ производится по конъюнкции сигналов ВБР и ПР (D6.1), поступающих на R-вход триггера го товности, что совпадает по времени с выдачей информации на шины сопряжения 2К.

Рис. 5. Временная диаграмма работы автомата синхронизации

Импульс ПУСК (D9.4) подается на R-вход триггера блокировки счетчика (D7) и сбрасывает его. Сигнал с инверсного выхода триггера поступает на клапан (D4.1) и разрешает прохождение импульсов с делителя частоты на счетчик, что является началом преобразования временного интервала в двоичный код.

Счетчик импульсов преобразует временной интервал в 10-разрядный двоичный код. Содержимое счетчика пропорционально интервалу между двумя информационными импульсами. Если на выходе счетчика сформируется код 1 010 000 000 (временной интервал более 4800 мкс), то разряды 8 и 10 (D14, D19) через клапан D4.4 взводят триггер блокировки счетчика, что останавливает его работу. Сигнал с клапана также запоминается в старшем разряде регистра (D23), выдается в вычислительный комплекс по шине ШИН0-Т и используется как признак начала кадра информации. Сброс счетчика производится импульсом СБРОС.

Регистр предназначен для временного хранения преобразованного кода параметра. Импульс ПЕРЕНОС от автомата синхронизации, поступающий на С-входы регистра, заносит содержимое счетчика в регистр (информация подается на D-входы).

Содержимое регистра выдается на шины сопряжения 2К через схему выдачи по конъюнкции сигналов ВБР и ПР. Данные передаются по шинам ШИН6-Т – ШИН15-Т, а по ШИН0-Т - признак начала кадра. Одновременно сбрасывается триггер готовности.

При поступлении очередного импульса на входное устройство цикл работы интерфейсного блока повторится.

3. Контрольные вопросы

1. С какой целью используют аппаратуру воспроизведения и ввода параметрической информации с МСРП-12-96?

2. Каково назначение МЛП-16?

3. Каково назначение интерфейсного блока БИФ-84Л6?

4. За счет чего достигается постоянство скорости перемещения магнитной ленты?

5. Каков формат записи информации регистратора МСРП-12-96?

megaobuchalka.ru


Смотрите также