Материал: 320

где б - КПД блока ( б =0,99). Таким образом, блок не дает выигрыша в силе. Его используют для изменения направления действия силы.

Для схемы по рисунку 1в:

ный);

UП - кратность полиспаста;

П - КПД полиспаста.

Полиспасты используют для уменьшения потребного тягового уси-

лия Fб (силовой полиспаст). Выигрышу в силе сопутствует проигрыш в расстоянии.

Исходя из схемы (рисунок 1б) можно принять, что П < 1 обусловлен потерями, которые возникают: а) в опоре блока; б) при изгибе каната, обладающего жесткостью.

Опора блока может быть выполнена в виде подшипника скольжения или подшипника качения - рисунок 2, каждый из которых характеризуется

коэффициентом трения: fc - скольжения; fK - качения.

Жесткость каната, т.е. способность сопротивляться деформации, оценивают коэффициентом жесткости C (Н/м).

Для определения потерь на трение в опоре и на жесткость каната, а тем самым, и КПД блока, используют экспериментальную установку, схема которой изображена на рисунке 3. Установка содержит грузы массой Q1 и Q2 , сменные блоки разной конструкции и диаметра, гибкий элемент (капроновый и стальные канаты разного диаметра), фиксатор 1, рычаг 2, замыкающий при касании груза контакт 3 и электронный секундомер 4. В установке действует следующая система сил:

где FД - движущая сила; a -ускорение.

26

Рисунок 2 - Конструктивные разновидности блоков: а) - на подшипнике скольжения; б) - на подшипниках качения.

3

l

4

1 2

Рисунок 3 - Схема экспериментальной установки.

27

где Fc1 - сила сопротивления от жесткости каната (сила, необходимая для его деформации-изгиба по дуге радиуса D/2);

Fc2 - сила сопротивления (трения) в опоре;

f - коэффициент трения в опоре ( fc 0,1 или fK 0,015 соответст-

венно).

Силы Fб1 и Fб2 определяют по формуле (1). Сумма этих сил в формуле (5) представляет натяжение каната; в формуле (6) - реакцию в опоре блока.

Уравнение моментов относительно оси, проходящей через центр бло-

ка:

FД D/2 Fc1 D/2 Fc2 D/2,

Решение уравнения (7) относительно коэффициента жесткости C после преобразования будет иметь вид:

Коэффициент полезного действия блока:

где: EД - действительная работа;

ET - теоретическая работа.

где: - путь (расстояние), проходимый грузами при эксперименте.

Из уравнений (9) и (10) после преобразований:

Ускорение a, входящее в формулу (4), определяют из выражения:

28

где: t - время прохождения расстояния 0,1м.

Как видно из рисунка 2 условный, расчетный диаметр D, входящий в формулы (5), (7), (8) равен:

где:D1 - диаметр блока по дну канавки; dK - диаметр каната.

3.Экспериментальная часть

3.1Экспериментальная установка по схеме (рисунок 3) должна быть снабжена элементами, характеристику которых необходимо указать в таблице 1.

Характеристика экспериментальной установки

3.2 Привести систему грузов в движении и для каждого сочетания «тип блока - диаметр каната» определить время t, как среднее арифметическое трех замеров.

3.3 Выполнить вычисления по формулам (1), (12), (8), (11) с учетом данных табл. 1. Результаты занести в таблицу 2.

Экспериментальные и расчетные данные

29