La possession d'un système de levage de charges à l'aide de palans à chaîne est une compétence technique importante nécessaire pour effectuer des travaux de sauvetage et de haute altitude, organiser des traversées montées et dans de nombreux autres cas. Cette compétence est essentielle pour les grimpeurs, les sauveteurs, les grimpeurs industriels, les spéléologues, les randonneurs et bien d'autres qui travaillent avec des cordes.
Malheureusement, dans la littérature nationale d'escalade et de sauvetage, il est difficile de trouver une explication claire, cohérente et compréhensible des principes de fonctionnement des systèmes de poulies et de la méthodologie pour travailler avec eux. Peut-être que de telles publications existent, mais je n'ai pas encore pu les trouver. En règle générale, les informations sont soit fragmentaires, soit obsolètes, soit présentées de manière trop compliquée, soit les deux.
Même pendant la formation pour un moniteur d'alpinisme et pour le jeton Rescue Squad (c'était il y a 20 ans), je n'ai pas pu me faire une idée claire des principes de base de fonctionnement des palans à chaîne. C'est juste qu'aucun des instructeurs qui se sont formés ne maîtrisait parfaitement cette matière. J'ai dû venir tout seul.
La connaissance de la littérature anglaise et étrangère sur l'escalade et le sauvetage a aidé.
J'ai appris à connaître les descriptions et les méthodes les plus pratiques tout en étudiant dans des cours de sauvetage au Canada.
Malgré le fait qu'au moment de la formation, je me considérais comme assez «connaissant» dans les palans à chaîne et que j'avais de nombreuses années d'expérience dans l'enseignement des technologies de sauvetage pour les grimpeurs et les sauveteurs, j'ai appris beaucoup de choses nouvelles et utiles dans les cours
Je vais essayer de le rendre aussi simple et pratique que possible.
Partie un. Tout d'abord, un peu de théorie.
1. Polyspaste- il s'agit d'un appareil de levage, composé de plusieurs blocs mobiles et fixes, enveloppés d'une corde, d'une corde ou d'un câble, qui permet de soulever des charges avec un effort plusieurs fois inférieur au poids de la charge à soulever.
1.1. Tout palan à chaîne donne un certain gain d'effort pour soulever la charge.
Dans tout système mobile composé d'une corde et de poulies, les pertes par frottement sont inévitables.
Dans cette partie, pour faciliter les calculs les pertes par frottement inévitables ne sont pas prises en compte et est basé sur Gain d'effort théoriquement possible ou abrégé la télé(gain théorique).
Note: Bien sûr, dans le cadre d'un travail réel avec des palans à chaîne, le frottement ne peut être négligé. Plus d'informations à ce sujet et sur les principaux moyens de réduire les pertes par frottement seront abordées dans la partie suivante "Conseils pratiques pour travailler avec des palans à chaîne"
2. Principes de base de la construction de palans à chaîne.
2.1. Image 1.
Si vous fixez la corde (câble) sur la charge, jetez-la par-dessus le bloc fixé à la station (ci-après dénommé le bloc fixe ou fixe) et tirez-la vers le bas, puis pour soulever la charge, vous devez appliquer une force égale à la masse de la charge.
Pas de gain d'effort.
Afin de soulever la charge de 1 mètre, il est nécessaire de tendre 1 mètre de corde à travers le bloc.
C'est ce qu'on appelle le schéma 1:1.
Les figures n° 1 et 2 illustrent ce qui suit Règles de base des polyspastes:
Règle 1.
Le gain d'effort n'est donné que EN MOUVEMENT galets fixés directement sur la charge ou sur un câble venant de la charge.
LES ROULEAUX STATIONNAIRES NE GAGNENT PAS L'EFFORT !
Ils ne servent qu'à changer la direction de la corde.
Règle #2.
Combien de fois nous gagnons en effort - le même nombre de fois que nous perdons en distance.
Par exemple : si dans celui illustré à la Fig. 2 palans à chaîne 2: 1 pour chaque mètre de levage de la charge, 2 mètres de corde doivent être tirés à travers le système, puis dans le palan à chaîne 6: 1 - respectivement 6 mètres.
La conclusion pratique est que plus le palan à chaîne est "fort", plus la charge monte lentement.
2.3. En continuant à ajouter des rouleaux fixes à la station et des rouleaux mobiles à la charge, nous obtenons les soi-disant palans à chaîne simples de différentes forces:
Exemples de palans à chaîne simples. Figures 3, 4.
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2.4. Règle #3
Calcul du gain d'effort théorique dans les palans à chaîne simple.
Tout ici est assez simple et clair.
2.4.1. S'il est nécessaire de déterminer la TV d'un palan à chaîne prêt à l'emploi,
Si les rouleaux mobiles ne sont pas fixés sur la charge elle-même, mais sur la corde provenant de la charge (comme sur la Fig. 6), alors les brins sont comptés à partir du point d'attache des rouleaux.
Figures 5, 6.
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2.4.2. Calcul de TV lors de l'assemblage d'un palan à chaîne simple.
Dans les palans à chaîne simples, chaque galet mobile (fixé sur la charge) ajouté au système donne en plus un double TV. Force supplémentaire PLIABLE avec le précédent.
Exemple : si on a commencé avec un palan à chaîne 2:1, alors en ajoutant un autre galet mobile, on obtient 2:1 + 2:1 = 4:1 En ajoutant un autre galet, on obtient 2:1 + 2:1+2 : 1= 6:1 etc...
Graphiques 7.8.
2.5 . Selon l'endroit où l'extrémité du câble de chargement est fixée, à la station ou sur la charge, les palans à chaîne simples sont divisés en pairs et impairs.
2.5.1. Si l'extrémité de la corde est fixée à la station,
alors tous les palans à chaîne ultérieurs seront MÊME: 2:1, 4:1, 6:1 etc.
Figure 7.
Remarque : Les palans à chaîne simples avec TV supérieure à 5:1 dans les pratiques de sauvetage ne sont généralement pas utilisés. Plus d'informations à ce sujet seront abordées dans la deuxième partie de l'article.
En plus des palans à chaîne simples, les soi-disant POLYSPATES COMPLEXES.
2.6. Un palan à chaîne complexe est un système dans lequel un palan à chaîne simple tire un autre palan à chaîne simple.
Ainsi, 2, 3 palans à chaîne ou plus peuvent être connectés.
La figure 9 montre les conceptions des palans à chaîne complexes les plus couramment utilisés dans les pratiques de sauvetage.
Figure 9
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2.7. Règle numéro 4. Calcul du palan à chaîne complexe TV.
Pour calculer le gain d'effort théorique lors de l'utilisation d'un palan à chaîne complexe, il faut multiplier les valeurs des poulies simples qui le composent.
Un exemple sur la fig. 10. 2:1 tire pour 3:1=6:1.
Un exemple sur la fig. 11. 3:1 tire pour 3:1 = 9:1.
Le calcul de l'effort de chacun des palans simples qui composent le complexe est effectué selon la règle des palans simples.
Le nombre de brins est compté à partir du point de fixation du palan à chaîne à la charge ou au câble de chargement sortant d'un autre palan à chaîne.
Exemples En figue. 10 et 11.
Calcul de l'effort dans un palan à chaîne complexe.
La figure 9 montre presque tous les principaux types de palans à chaîne utilisés dans les opérations de sauvetage.
Comme le montre la pratique, ces conceptions sont tout à fait suffisantes pour effectuer toutes les tâches.
Bien sûr, il existe d'autres systèmes de palans à chaîne plus complexes. Mais ils sont rarement utilisés dans la pratique du sauvetage et ne sont pas pris en compte dans cet article.
Tous les palans illustrés ci-dessus peuvent être très facilement appris à la maison en suspendant une sorte de charge, par exemple, sur une barre horizontale.
Pour ce faire, il suffit amplement d'avoir un bout de corde ou de cordon, plusieurs mousquetons (avec ou sans galets) et des préhenseurs (pinces).
À suivre…
| Commentaires(laisser les commentaires) |
| question J'ai une question purement pratique. peut-être que quelqu'un répondra. J'ai besoin de soulever la dalle de béton de la clôture de moins de 100 kg à une hauteur de 3 mètres, j'ai vu comment deux hommes les ont installées avec leurs mains, mais la force ne suffit pas. 4: 1 Je l'ai accroché dans le garage et j'ai accroché un Poids de 24 kg pour le test - ça monte, bien sûr, mais pas douloureusement facile. avec mes mains c'est plus facile, à mon avis, mon fils a planté + 60 kg supplémentaires - il se lève à peine, à la limite de ses capacités il s'est assis + 95 kg - le fils n'a même pas pu soulever plus court avec un poêle même en approchant, je Je ne comprends absolument pas pourquoi je vois qu'il y a des spécialistes sympas dans cette partie, pouvez-vous me dire ce que l'erreur a trouvé vous-même. J'ai remarqué que sous charge les rouleaux crissent. les graissés et tout est allé. déjà tout installé |
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| désolé le jargon, mais ce qui est dessiné c'est des conneries Oui, les gars avec la physique à l'école, vous aviez un double. Relisez la règle numéro 1 - c'est correct. Les gains sont donnés uniquement en déplaçant les rouleaux. Le rouleau supérieur fixe modifie uniquement la direction de l'effort. Un rouleau mobile donne une victoire de 2 fois, deux rouleaux mobiles - une victoire de 4 fois, trois rouleaux mobiles - 6 fois. Il ne peut y avoir aucun nombre impair de victoires. Le célèbre palan à chaîne de Munter, où il aurait gagné sept fois, n'en donne que quatre. Là où dans vos dessins le paiement est neuf fois, en fait, il n'est également que quatre. De la pratique de travailler comme sauveteur, le calcul est le suivant. Deux sauveteurs peuvent soulever une victime sans aucun palan à chaîne, bien sûr avec un effort considérable et s'il y a de bons repose-pieds. Dans des conditions inconfortables, il est très difficile à trois d'en soulever un. Un sauveteur soulève en fait une victime (à peu près le même poids), avec un effort considérable, à l'aide d'un simple palan à chaîne avec un double gain. Utilisez donc des palans à chaîne (une bonne chose) parfois il n'y a pas assez de forces. A l'aide de deux rouleaux simples, vous pouvez obtenir un gain de quatre fois (plus deux mousquetons, un anneau de cordon) et la pierre peut être déplacée si vous êtes trois ou quatre personnes. |
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| Pas impressionné :( Franchement pas impressionné. Manuel de physique et tout. Tout cela pourrait être écrit en un seul paragraphe. En fait, 3 choses sont dites : L'ajout de vecteurs de force, de galets mobiles/fixes et d'une cascade de palans à chaîne. La physique la plus simple. Et j'espérais voir la partie pratique. Par exemple : "Combien de mousquetons et combien de rouleaux sont nécessaires pour tirer une personne de poids moyen." Ou "comment déplacer une pierre d'un poids irréaliste, disons une tonne seule". C'est en pratique, en tenant compte du frottement des cordes, etc. Après avoir lu cet article, vous pourriez penser que si je tire, disons, 100 kg, puis 5 rouleaux et que je soulève la pierre. Mais des figues pour vous. Et 10 vidéos n'aideront pas vraiment... Les palans avec jumars/cames ne sont pas du tout décrits. Nous attendons la suite. |
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| palan à chaîne En règle générale, les grimpeurs et les touristes n'emportent pas de patins à roulettes - c'est un poids supplémentaire, et en cas d'accident ou de traversée, ils organisent un palan à chaîne à travers des mousquetons. Les rouleaux, à mon avis, sont les plus pertinents pour les sauveteurs. Dans la partie suivante, pour autant que je sache, l'auteur se concentrera sur un problème aussi important que de surmonter la force de friction. Il est clair que les pertes par frottement des rouleaux seront insignifiantes. Mais j'aimerais aussi savoir quelles sont les pertes dues à la flexion de la carabine, car une telle organisation est plus pertinente dans les conditions réelles du groupe, incl. et pour le travail de sauvetage par eux-mêmes. J'espère que l'auteur abordera ce point dans la partie suivante. |
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Polyspaste - il s'agit d'un appareil de levage, composé de plusieurs blocs mobiles et fixes enveloppés par une corde, une corde ou un câble, qui permet de soulever des charges avec un effort plusieurs fois inférieur au poids de la charge soulevée.
Tout palan à chaîne donne un certain gain d'effort pour soulever la charge. Dans tout système mobile composé d'une corde et de poulies, les pertes par frottement sont inévitables. Dans cette partie, pour faciliter le calcul, les pertes par frottement inévitables ne sont pas prises en compte et le gain d'effort théorique possible ou abrégé en gain théorique TB est pris comme base.
Note: Bien sûr, dans le cadre d'un travail réel avec des palans à chaîne, le frottement ne peut être négligé. Plus d'informations à ce sujet et sur les principaux moyens de réduire les pertes par frottement seront abordées dans la partie suivante "Conseils pratiques pour travailler avec des palans à chaîne"
Principes de base de la construction de palans à chaîne
Si vous fixez la corde (câble) sur la charge, jetez-la par-dessus le bloc fixé à la station (ci-après dénommé le bloc fixe ou fixe) et tirez-la vers le bas, puis pour soulever la charge, vous devez appliquer une force égale à la masse de la charge. Il n'y a pas de gain d'effort Pour soulever la charge d'1 mètre, il faut tendre 1 mètre de corde à travers le moufle.
C'est ce qu'on appelle le schéma 1:1.
La corde (câble) est fixée à la station et passée à travers le bloc sur la charge. Avec ce schéma, pour soulever la charge, il faut un effort 2 fois inférieur à sa masse. Victoire de l'effort 2:1. Le rouleau monte avec la charge. Afin de soulever la charge de 1 mètre, il est nécessaire de tendre 2 mètres de corde à travers le rouleau.
Ceci est un schéma du palan à chaîne le plus simple 2 : 1
Les figures n° 1 et 2 illustrent ce qui suit Règles de base des polyspastes:
Règle numéro 1.
Le gain d'effort n'est donné que par des galets MOBILES fixés directement sur la charge ou sur un câble venant de la charge. Les rouleaux STATIONNAIRES ne servent qu'à changer le sens de déplacement de la corde et GAGNER EN EFFORT NE DONNE PAS.
Règle numéro 2.
Combien de fois nous gagnons en effort - le même nombre de fois que nous perdons en distance. Par exemple : si dans celui illustré à la Fig. 2 palans à chaîne 2: 1 pour chaque mètre de levage de la charge, 2 mètres de corde doivent être tirés à travers le système, puis dans le palan à chaîne 6: 1 - respectivement 6 mètres. La conclusion pratique est que plus le palan à chaîne est "fort", plus la charge monte lentement.
En continuant à ajouter des rouleaux fixes à la station et des rouleaux mobiles à la charge, nous obtenons les soi-disant palans à chaîne simples de différentes forces:
Exemples de palans à chaîne simples Fig. 3, 4.
Règle #3
Calcul du gain d'effort théorique dans les palans à chaîne simple. Tout ici est assez simple et clair.
S'il est nécessaire de déterminer la TV d'un palan à chaîne déjà fini, vous devez alors compter le nombre de brins de câble qui montent de la charge. Si les rouleaux mobiles ne sont pas fixés sur la charge elle-même, mais sur la corde provenant de la charge (comme sur la Fig. 6), alors les brins sont comptés à partir du point d'attache des rouleaux. Figures 5, 6.
Audacieux
Calcul de TV lors de l'assemblage d'un palan à chaîne simple
Dans les palans à chaîne simples, chaque galet mobile (fixé sur la charge) ajouté au système donne en plus un double TV. L'effort supplémentaire s'additionne au précédent.
Exemple : si nous avons commencé avec un palan à chaîne 2 : 1, puis en ajoutant un autre rouleau mobile, nous obtenons 2 : 1 + 2 : 1 = 4 : 1 ; En ajoutant un rouleau de plus, nous obtenons 2:1 + 2:1+2:1= 6:1, etc.
Graphiques 7.8.
Selon l'endroit où l'extrémité du câble de chargement est fixée (à la station ou sur la charge), les palans à chaîne simples sont divisés en pairs et impairs.
Si l'extrémité du câble est fixée à la station, tous les palans à chaîne suivants seront PAIRES : 2:1, 4:1, 6:1, etc. Figure 7
Si l'extrémité du câble de charge est fixée sur la charge, des palans à chaîne ODD seront obtenus : 3:1, 5:1, etc. Figure 8
En plus des palans à chaîne simples, les palans à chaîne dits COMPLEX sont également largement utilisés dans les opérations de sauvetage.
Palan à chaîne complexe
Un palan à chaîne complexe est un système dans lequel un palan à chaîne simple tire un autre palan à chaîne simple. Ainsi, 2, 3 palans à chaîne ou plus peuvent être connectés.
La figure 9 montre les conceptions des palans à chaîne complexes les plus couramment utilisés dans les pratiques de sauvetage.
Règle numéro 4. Calcul du palan à chaîne complexe TV.
Pour calculer le gain d'effort théorique lors de l'utilisation d'un palan à chaîne complexe, il est nécessaire de multiplier les valeurs des palans à chaîne simples qui le composent. Un exemple sur la fig. 10. 2:1 tire pour 3:1=6:1. Un exemple sur la fig. 11. 3:1 tire pour 3:1 = 9:1.
Le calcul de l'effort de chacun des palans simples qui composent le complexe est effectué selon la règle des palans simples. Le nombre de brins est compté à partir du point de fixation du palan à chaîne à la charge ou au câble de chargement sortant d'un autre palan à chaîne. Exemples dans la fig. 10 et 11.
La figure 9 montre presque tous les principaux types de palans à chaîne utilisés dans les opérations de sauvetage. Comme le montre la pratique, dans la plupart des cas, ces structures sont tout à fait suffisantes pour effectuer n'importe quelle tâche. Plus loin dans le texte, plusieurs autres options seront affichées.
Bien sûr, il existe d'autres systèmes de palans à chaîne plus complexes. Mais ils sont rarement utilisés dans la pratique du sauvetage et ne sont pas pris en compte dans cet article.
Tous les palans illustrés ci-dessus peuvent être très facilement appris à la maison en suspendant une sorte de charge, par exemple, sur une barre horizontale. Pour ce faire, il suffit amplement d'avoir un bout de corde ou de cordon, plusieurs mousquetons (avec ou sans galets) et des préhenseurs (pinces). Je le recommande vivement à tous ceux qui vont travailler avec de vrais palans à chaîne. De ma propre expérience et de l'expérience de mes élèves, je sais qu'après une telle formation, il y a beaucoup moins d'erreurs et de confusion en conditions réelles.
Palans à chaîne complexes
Les palans à chaîne complexes ne sont ni simples ni complexes - il s'agit d'un type distinct.
Une caractéristique distinctive des palans à chaîne complexes est la présence dans le système de rouleaux se déplaçant vers la charge. C'est le principal avantage des palans à chaîne complexes dans les cas où la station est située au-dessus des sauveteurs et qu'il est nécessaire de tirer le palan à chaîne vers le bas.
La figure 12. montre deux schémas de palans à chaîne complexes utilisés dans les travaux de sauvetage. Il existe d'autres schémas, mais ils ne sont pas utilisés dans la pratique du sauvetage et ne sont pas pris en compte dans cet article.
L'entraînement de la grue a ses limites. Ou plutôt, le coût du moteur augmente beaucoup plus vite que le poids de la charge qu'il peut soulever. Bien sûr, rien ne vous empêche d'installer un moteur très coûteux, mais il existe un meilleur moyen d'utiliser un palan à chaîne.
En fait, c'est avec le palan à chaîne que le développement du GPM en tant que mécanismes complexes a commencé. Dans son schéma, le palan à chaîne utilise des inventions plus anciennes, comme un bloc et un joint flexible. La corde au lieu du levier a commencé à être utilisée loin d'être immédiate.
À l'avenir, le palan à chaîne a commencé à être utilisé partout. Aucun voilier ne peut se passer d'un gréement aussi simple mais indispensable. Bien sûr, la conception moderne du palan à chaîne a beaucoup changé, mais l'essence reste la même.
Schéma de poulie
Voici le schéma le plus simple du palan à chaîne.
Les cercles sont des blocs. Un disque à grand cercle, ou plutôt un tambour,. L'extrémité du câble n'est pas fixée sur le crochet de la grue, mais sur une surface fixe par rapport à la grue. Une telle surface peut être une flèche de grue ou, si l'on parle de grues à tour, un chariot. Le bloc inférieur n'est aucunement fixé à la grue et est mobile par rapport à celle-ci. Ce sont les deux schémas les plus simples pour un dispositif de moufle.
Quel type de charges survient dans ce cas?
Calcul du moufle
Il serait plus correct de se demander comment la charge sur le moteur et sur la corde elle-même va changer. Dans notre cas, il sera doublé. Bien sûr, vous pouvez donner des formules et des exemples scolaires connus depuis l'époque d'Archimède, mais vous pouvez me croire sur parole. Mais ceci est un exemple relativement simple. plus complexe je raconterai dans un autre article. Et maintenant, considérez quel type de poulies sont.
L'appareil et les types de palans à chaîne
Pour commencer, il convient de noter que tous les palans à chaîne sont divisés en deux types :
- palan à chaîne électrique
- palan à chaîne à grande vitesse
Bien sûr, nous, en tant que praticiens, sommes plus intéressés par un bloc de poulie de puissance, mais cela vaut la peine de comprendre le dispositif d'un autre type de bloc de poulie.
Dans l'exemple ci-dessus, l'appareil est un palan à chaîne. Dans celui-ci, l'effort est réduit de moitié, mais il y a aussi un inconvénient important. Regardez attentivement le dessin. La vitesse de changement de position de la charge sera deux fois inférieure à la vitesse de "l'enroulement" du câble sur la bobine du moteur.
Le palan à chaîne à grande vitesse est l'image opposée. Imaginez que le moteur et le crochet soient échangés. La vitesse par rapport à la version de base sans bloc va doubler. Mais l'effort nécessaire pour soulever la charge augmentera également.
Multiplicité de polyspastes
Nous compliquons le schéma. Personne ne nous empêche d'utiliser non pas deux blocs, mais trois, quatre ou plus.
La figure montre un palan à chaîne double. La charge sur le moteur est réduite d'environ quatre fois. "Approximativement" car on perd une partie de l'effort sur le frottement de la corde sur le bloc. L'efficacité du bloc est typiquement de 0,97.
La multiplicité du palan à chaîne n'est que le rapport des efforts du câble sur le tambour et à proximité de la charge. Dans l'exemple ci-dessus, la multiplicité des poulies est de quatre.
Nomination et utilisation d'un palan à chaîne
Dans la construction moderne, les palans à chaîne sont très largement utilisés. la conception complexe avec des joues est immédiatement conçue pour eux.
La structure de la poulie peut être bloquée si elle n'est pas nécessaire. L'utilisation d'un palan à chaîne en tant que GPM indépendant n'est limitée que par un seul facteur : l'absence de frein, qui est vitale dans les machines de levage.
De nombreuses entreprises spécialisées sont engagées dans la vente de palans à chaîne. Avant d'acheter un palan à chaîne, assurez-vous que les caractéristiques choisies correspondent à vos besoins et, en cas de doute, contactez les professionnels.
Une personne n'est pas très forte pour soulever de grosses charges, mais elle a proposé de nombreux mécanismes qui simplifient ce processus, et dans cet article, nous discuterons des palans à chaîne: le but et la disposition de tels systèmes, et essaierons également de créer la version la plus simple de un tel appareil de nos propres mains.
Le palan à chaîne de chargement est un système composé de câbles et de poulies, grâce auquel il est possible de gagner en force effective avec une perte de longueur. Le principe est assez simple. En longueur, nous perdons exactement autant que le nombre de fois où le gain s'est avéré être en force. Grâce à cette règle d'or de la mécanique, de grandes masses peuvent être réalisées sans trop d'effort. Ce qui, en principe, n'est pas si critique. Prenons un exemple. Ici, vous avez gagné en force 8 fois, alors que vous devez tirer une corde de 8 mètres de long afin de soulever un objet à une hauteur de 1 mètre.
L'utilisation de tels appareils vous coûtera moins cher que la location d'une grue, et de plus, vous pouvez contrôler vous-même le gain de force. Le palan à chaîne a deux côtés différents : l'un est fixe, qui est monté sur un support, et l'autre est mobile, qui s'accroche à la charge elle-même. Le gain en résistance est dû aux blocs mobiles qui sont montés sur le côté mobile du palan à chaîne. La partie fixe ne sert qu'à modifier la trajectoire de la corde elle-même.
Les types de palans à chaîne se distinguent par leur complexité, leur parité et leur multiplicité. En termes de complexité, il existe des mécanismes simples et complexes, et la multiplicité signifie la multiplication de la force, c'est-à-dire que si la multiplicité est égale à 4, alors théoriquement vous gagnerez 4 fois en force. Aussi rarement, mais toujours, un palan à chaîne à grande vitesse est utilisé, ce type donne un gain de vitesse de déplacement des marchandises à une très faible vitesse des éléments d'entraînement.
Commençons par un simple palan à chaîne de montage. Il peut être obtenu en ajoutant des blocs au support et à la charge. Pour obtenir un mécanisme impair, il faut fixer l'extrémité de la corde sur le point mobile de la charge, et pour en obtenir une paire, on attache la corde à un support. Lors de l'ajout d'un bloc, nous obtenons +2 à la force, et un point mobile donne +1, respectivement. Par exemple, pour obtenir un palan à chaîne pour un treuil avec une multiplicité de 2, vous devez fixer l'extrémité de la corde sur un support et utiliser un bloc qui est attaché à la charge. Et nous aurons un appareil de type pair.
Le principe de fonctionnement d'un palan à chaîne avec une multiplicité de 3 semble différent. Ici, l'extrémité de la corde est attachée à la charge et deux rouleaux sont utilisés, l'un que nous attachons au support et l'autre à la charge. Ce type de mécanisme donne un gain de force de 3 fois, c'est une option étrange. Pour comprendre quel sera le gain de force, vous pouvez utiliser une règle simple : combien de cordes proviennent de la charge, c'est notre gain de force. Les palans à chaîne sont généralement utilisés avec un crochet, sur lequel, en fait, la charge est attachée, c'est une erreur de penser qu'il ne s'agit que d'un bloc et d'une corde.
Nous allons maintenant découvrir comment fonctionne un palan de type complexe. Ce nom désigne un mécanisme dans lequel plusieurs variantes simples d'un dispositif de chargement donné sont connectées en un seul système, elles se tirent l'une l'autre. Le gain en résistance de telles constructions se calcule en multipliant leurs multiplicités. Par exemple, nous tirons un mécanisme avec une multiplicité de 4 et l'autre avec une multiplicité de 2, alors notre gain théorique en force sera de 8. Tous les calculs ci-dessus n'ont lieu que dans des systèmes idéaux qui n'ont pas de force de frottement, mais dans les choses pratiques sont différentes.
Dans chacun des blocs, il y a une petite perte de puissance due au frottement, puisqu'elle est encore dépensée juste pour vaincre la force de frottement. Afin de réduire le frottement, il faut se rappeler que plus le rayon de courbure de la corde est grand, plus la force de frottement sera petite. Il est préférable d'utiliser des rouleaux à grand rayon dans la mesure du possible. Lorsque vous utilisez des carabines, vous devez créer un bloc des mêmes options, mais les rouleaux sont beaucoup plus efficaces que les carabines, car nous avons une perte de 5 à 30% sur eux, mais jusqu'à 50% sur les carabines. Il est également utile de savoir que le bloc le plus efficace doit être placé plus près de la charge pour un effet maximal.
Comment calculer le gain réel en force ? Pour ce faire, nous avons besoin de connaître l'efficacité des blocs utilisés. L'efficacité est exprimée en nombres de 0 à 1, et si nous utilisons une corde de gros diamètre ou trop rigide, alors l'efficacité des poulies sera bien inférieure à celle indiquée par le fabricant. Il faut donc en tenir compte et ajuster l'efficacité des blocs. Pour calculer le gain réel en résistance d'un type simple de palan, il faut calculer la charge sur chaque branche de la corde et les additionner. Pour calculer le gain en force des types complexes, il faut multiplier les forces réelles des simples qui le composent.
N'oubliez pas non plus le frottement de la corde, car ses branches peuvent se tordre entre elles et les rouleaux de charges lourdes peuvent converger et pincer la corde. Pour éviter que cela ne se produise, vous devez espacer les blocs les uns par rapport aux autres, par exemple, vous pouvez utiliser un circuit imprimé entre eux. Vous ne devez également acheter que des cordes statiques qui ne s'étirent pas, car les cordes dynamiques entraînent une perte de résistance importante. Pour collecter le mécanisme, une corde séparée et une corde de chargement attachée à la charge, quel que soit le dispositif de levage, peuvent être utilisées.
L'avantage d'utiliser une corde séparée est que vous pouvez rapidement assembler ou préparer une structure de levage à l'avance. Vous pouvez également utiliser toute sa longueur, cela facilite également le passage des nœuds. Parmi les inconvénients, on peut mentionner qu'il n'y a aucune possibilité de fixation automatique de la charge levée. Les avantages d'un câble de levage sont que l'objet à soulever peut être fixé automatiquement et qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser un câble séparé. Parmi les inconvénients, il est important qu'il soit difficile de passer des nœuds pendant le fonctionnement, et vous devez également dépenser une corde de chargement sur le mécanisme lui-même.
Parlons du mouvement inverse, qui est inévitable, puisqu'il peut se produire lors de la saisie de la corde, ou au moment de retirer la charge, ou lors de l'arrêt pour se reposer. Pour éviter les mouvements inverses, il est nécessaire d'utiliser des poulies qui ne laissent passer la corde que dans un seul sens. En même temps, nous organisons la structure de manière à ce que le rouleau de blocage soit fixé en premier à partir de l'objet à soulever. Grâce à cela, nous évitons non seulement les mouvements inverses, mais nous permettons également de sécuriser la charge lors du déchargement ou simplement de réorganiser les blocs.
Si vous utilisez une corde séparée, le rouleau de blocage est fixé en dernier à partir de la charge soulevée, tandis que le rouleau de fixation doit être très efficace.
Maintenant, parlons un peu de la fixation du mécanisme de levage à la corde de chargement. Il est rare que nous disposions de la bonne longueur de corde pour sécuriser la partie mobile du bloc. Voici plusieurs types de mécanisme de montage. La première méthode consiste à saisir des nœuds, qui sont tricotés à partir de cordons d'un diamètre de 7 à 8 mm, en 3 à 5 tours. Cette méthode, comme l'a montré la pratique, est la plus efficace, car le nœud de saisie d'une corde de 8 mm sur une corde d'un diamètre de 11 mm ne commence à glisser qu'à une charge de 10-13 kN. En même temps, au début, il ne déforme pas la corde, mais après un certain temps, il fait fondre la tresse et s'y colle, commençant à jouer le rôle d'un fusible.
Une autre façon consiste à utiliser une pince à usage général. Le temps a montré qu'il peut être utilisé sur des cordes glacées et mouillées. Il ne commence à ramper qu'à une charge de 6-7 kN et blesse légèrement la corde. Une autre façon est d'utiliser une pince personnelle, mais ce n'est pas recommandé, car il commence à ramper avec une force de 4 kN et en même temps casse la gaine, ou peut même mordre la corde. Ce sont toutes des conceptions industrielles et leur application, mais nous essaierons de créer un palan à chaîne fait maison.
A toujours été une priorité. À cet égard, un dispositif a été inventé il y a assez longtemps, ce qui a contribué à une simplification significative du travail physique des travailleurs impliqués dans la réalisation d'opérations pour soulever ou abaisser divers objets. Le nom de cet appareil est un palan. Qu'est-ce que c'est, nous allons considérer dans cet article.
Histoire de la création et définition
Personne ne sait avec certitude quand exactement les mécanismes de déplacement des poids dans l'espace sont apparus et ont commencé à être utilisés. Tout d'abord, notons: un palan à chaîne (ce que c'est, la littérature technique peut également le suggérer) est un système de blocs et de cordes, qui permet de simplifier et d'accélérer considérablement le travail prévu avec des objets lourds.
L'étude de monuments architecturaux tels que les pyramides de Khéops en Égypte, la Grande Muraille de Chine et d'autres structures anciennes confirme sans équivoque que les poulies, dont le but et la construction seront discutés ci-dessous, ont été inventées il y a plusieurs milliers d'années. Il est bien évident qu'au départ, ils étaient caractérisés par la primitivité.
informations générales
Essayons d'étudier le palan à chaîne avec le plus de détails possible. Qu'en est-il d'un point de vue technique ? À la base, il s'agit d'un groupe de blocs assemblés dans des clips spéciaux à travers lesquels passe une chaîne ou une corde. Le palan à chaîne le plus simple est un bloc avec un élément de traction tendu à travers. Cette version du schéma vous permet de réduire de moitié la force de traction nécessaire pour déplacer la charge.
Classification
Les polyspastes sont divisés en deux grands groupes : puissance et haute vitesse. Souvent, dans la pratique, des analogues de puissance sont utilisés, ce qui peut réduire considérablement la tension du câble. Soit dit en passant, cet effort peut être calculé assez simplement. Pour ce faire, vous devrez diviser la masse de la charge par la multiplicité disponible du palan à chaîne. La question se pose : qu'est-ce que la multiplicité ? Réponse: multiplicité - le rapport du nombre de branches de l'organe sur lequel se trouve la charge à la valeur numérique des branches déjà enroulées sur le tambour. Cette définition s'applique aux palans à chaîne. Comme pour les palans à chaîne à grande vitesse, ici la multiplicité est la valeur obtenue en divisant la vitesse de l'extrémité avant du câble par la vitesse du suiveur.
Dans les palans à chaîne à grande vitesse, la force de travail est appliquée au clip mobile, tandis que la charge, à son tour, est fixée à l'extrémité libre du câble. Le gain de vitesse lors du fonctionnement de ce type de palan à chaîne est dû à l'augmentation de la distance de levage de l'objet.
Changer la multiplicité
Les polyspastes (leur objectif et leur disposition sont restés fondamentalement inchangés au fil des années d'existence) permettent l'introduction ou la suppression de blocs supplémentaires du système. De ce fait, on s'assure que la multiplicité requise est obtenue. Si la multiplicité est paire, alors dans ce cas l'extrémité libre de la corde est fixée sur un élément de structure fixe. Si la multiplicité est impaire, alors la même extrémité est attachée au clip avec un crochet.
Dans les palans à chaîne, une augmentation de la multiplicité permet de réduire le diamètre du câble et, par conséquent, les dimensions du tambour et des poulies. Tout cela conduit finalement à une diminution de la masse totale de l'ensemble du système, une diminution de Mais en même temps, une grande longueur de corde est nécessaire.
Branchement par nombre de succursales
Le palan à chaîne (ce que c'est, maintenant vous l'avez évidemment déjà compris) peut être simple ou double, selon le nombre de branches. Dans le premier cas, l'élément flexible se déplace selon l'axe du tambour. Cette option présente un inconvénient, qui est un changement indésirable de la charge sur les supports de tambour, et en l'absence de blocs libres (c'est-à-dire que la corde de la suspension est immédiatement enroulée sur le tambour), l'objet se déplacera non seulement verticalement , mais aussi horizontalement.
Le palan à double chaîne permet de fixer les deux extrémités du câble sur le tambour. Un exemple est un palan à chaîne pour un treuil. Afin d'éviter la distorsion, des blocs d'égalisation ou des équilibreurs sont utilisés. Le plus souvent, un tel système est exploité dans des portiques ou des grues à tour aériennes ou lourdes.
Particularités
Absolument tout palan à chaîne, dont le principe de fonctionnement est généralement similaire au fonctionnement d'un levier, est bon car il ne nécessite aucune compétence particulière de la part de l'utilisateur, mais il vous oblige à être extrêmement prudent, car, comme tout autre, il est lourd de danger et peut blesser. De plus, le fonctionnement des palans à chaîne montre que les éléments de traction utilisés dans leurs systèmes n'ont pas une flexibilité idéale et sont dotés d'une certaine rigidité. C'est pourquoi la branche courante de la corde ne peut pas se coucher instantanément dans le courant du bloc ou du tambour, et la branche courante ne peut pas se redresser immédiatement. Ceci est mieux vu lors de l'utilisation de cordes en acier.
Règles de poulie
Chaque palan à chaîne manuel fonctionne sur la base des lois de la physique, et donc son fonctionnement correspond à plusieurs règles assez simples qu'il convient de se familiariser.
Un palan à chaîne complexe mérite une attention particulière. En soi, c'est une collection de simples palans à chaîne, chacun tirant l'autre. Ainsi, plusieurs palans à chaîne peuvent être montés entre eux. Ce type est le plus souvent utilisé lors d'opérations de sauvetage.
En conclusion, il serait correct de dire ce qui suit : le palan à chaîne (son principe de fonctionnement est assez facile à comprendre avec une étude approfondie de la question) a été, reste et, très probablement, sera pendant très longtemps un fidèle assistant d'une personne pour résoudre de nombreux problèmes urgents liés à la construction, à l'installation, au chargement, au déchargement et à d'autres opérations assez laborieuses. Le principal problème, dont l'élimination n'est pas complètement possible aujourd'hui en raison, encore une fois, de lois physiques fonctionnant idéalement, est la présence d'une force de frottement dans le système.