Подъем грузов на высоту вручную схема. Подъем грузов без спецтехники – как рассчитать и сделать полиспаст своими руками. Строение грузоподъемного механизма

Лебедка – незаменимое приспособление, как в домашнем хозяйстве, так и в гараже. Поднять на крышу рулон рубероида, забросить в окно второго этажа строящегося частного дома пару мешков цемента, вытащить двигатель из капотного пространства, да и затащить сам поломанный автомобиль в гараж… Это неполный перечень дел, которые можно запросто выполнить в одиночку с ее помощью.

Приспособления барабанного типа для подъема или перемещения тяжестей, отличаются способом передачи крутящего момента. Из школьного курса физики мы знаем, как работает плечо. Теряя в скорости или расстоянии – мы выигрываем в силе. Фраза Архимеда: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю» как раз описывает принцип работы лебедки.

ВАЖНО! При работе с подобным устройством, точками опоры является корпус и место крепления лебедки. Оба элемента должны быть надежными.

Ручная лебедка, при помощи приложенного плеча – увеличивает человеческие силы настолько, что один оператор может сдвигать с места автомобили или поднимать тяжести в несколько сот килограмм. При одинаковом (с точки зрения механики) принципе действия, эти приспособления имеют различные способы исполнения.

Ручная барабанная лебедка – разновидности

Ручная лебедка с барабаном – это классика жанра. Кроме общего элемента – шкива, на который наматывается трос, приспособления имеют различные типы привода.

К барабану прочно прикреплена большая, основная шестерня. На нее, и на крепление, ложится вся нагрузка. Поэтому надежность элементов должна быть на должном уровне. В зацеплении с основной, расположена ведущая маленькая шестеренка.

Соотношение количества зубьев и есть величина передаточного отношения. Проще говоря – коэффициент усиления. Ведущая шестерня составляет одно целое с приводным валом. Поскольку речь идет о ручном инструменте – на вал надета рукоятка для вращения.

Длина рычага также влияет на степень усиления. Чем плечо рукоятки больше – тем меньше усилия надо приложить.

С помощью подобных устройств можно в одиночку поднимать несколько центнеров груза или перемещать автомобиль весом 2-3 тонны. При этом скорость вращения барабана достаточно высокая.

Конструкция состоит из двух или более пар шестерен, каждая из которых обладает коэффициентом усиления в десятки раз. При последовательном зацеплении эти коэффициенты складываются, многократно увеличивая усилие.

Обратная сторона медали – пропорциональное снижение скорости. Имея такую лебедку, вы можете осуществлять медленный вертикальный подъем грузов более тонны, но если вам придется работать с двумя мешками цемента – время подъема растянется на десятки минут.

Самодельные подъемные устройства в настоящее время приобретают все большую популярность. При строительстве, при работе в гараже приходится часто перемещать грузы большого веса. В строительстве ручная транспортировка занимает значительное время, и не всегда удается установить пандусы или леса. В любом случае гораздо проще и эффективнее пользоваться подъемниками.

Схема подъемного крана

То же касается и автомобильной темы, гараж с подъемником гораздо удобнее в эксплуатации. Наиболее простые подъемники представляют собой обыкновенную балку, жестко закрепленную одним концом, а на втором конце устанавливается подвижный блок. Через блок перекидывается веревка, с помощью которой грузы затягиваются вручную.

Такой самодельный подъемник достаточно прост в изготовлении, но с практической точки зрения очень неудобен. Во-первых, груз поднимается все равно вручную, а во-вторых демонтаж и монтаж балки с одного места в другое занимает еще больше времени, чем простое перетаскивание тяжестей. Подобные механизмы применяются в рубленых домах.

Материалы и инструменты:

столбовые опоры;
деревянная верхняя балка;
металлическая направляющая;
колесо-шкив;
подшипники;
цепная таль;
распоры;
шкив;
сварочный аппарат.

Если вопрос о том, как самому сделать подъемник для сруба, заставляет задуматься, то вот достаточно простое решение. На 2 вертикально вкопанные столбовые опоры устанавливается верхняя балка длиной чуть больше длины будущего строения. Такой зазор дает возможность перетаскивать бревна непосредственно от штабеля к месту установки.

Деревянную балку необходимо сверху снабдить металлической направляющей, по которой будет двигаться механизм. Далее технология проста, колесо-шкив на подшипнике соединяется с Г-образной металлической деталью, к другому концу которой прикрепляется ручная цепная таль грузоподъемностью не менее 750 кг. Такой минимум объясняется тем, что вес тридцатисантиметрового в поперечнике сруба колеблется от 270 до 400 кг, в зависимости от влажности древесины.

Столбы для такой конструкции должны быть не менее 20 см в поперечнике, и балка, из расчета нагрузки, представляет собой брус не менее чем 15Х20 см в поперечном срезе.

Направляющая представляет собой отрез арматуры, к которой через равные расстояния, не более полуметра, привариваются кончики гвоздей. Они и будут прикреплять направляющую к деревянной балке.

Балка закрепляется на пару десятков см в сторону от столбов, чтобы избежать сцепки транспортировочного устройства и столба.

Для укрепления конструкции на прибитую балку устанавливаются распоры. Если высота столбов 4-5 м, то для устойчивости их необходимо вкопать в землю на 1 м и установить распоры с той стороны, в которую идет сдвиг балки.

Шкив, желательно чтобы он имел бортики, надевается на направляющую и подъемник готов к работе.

Самодельный подъемный кран

При индивидуальном строительстве не обойтись без подъемного крана, который также можно сделать при необходимости своими руками.

Самодельный кран поможет монтировать перекрытия, фундамент и все остальные элементы конструкции, благодаря своей способности опускаться ниже нулевой отметки на 2,5 м и подниматься на высоту порядка 2 м.

Такой кран позволяет транспортировать груз на расстояние в пределах 3 м. Для домашнего строительства должно хватить предложенных возможностей.

В такой конструкции не предусмотрен поворотный механизм, так как кран не рассчитан на грузы более 300 кг и легко поворачивается вручную вместе со всей конструкцией.

Для того, чтобы сделать подъемный кран своими руками, понадобится:

4 телескопических трубы внешним диаметром 140 мм,
трехметровая двутавровая балка,
металлические уголки для опорных конструкций,
тельфер или ручная лебедка.

Самодельный подъемный кран

Телескопические трубы попарно свариваются с концами балок, состоящих из двух примыкающих уголков длиной 1,5 и 0,5 м, таким образом, получаются 2 П-образные конструкции, которые для устойчивости свариваются балкой по основанию и укрепляются треугольными распорами.

К меньшей раме, которая будет выполнять функцию задней опоры крана, привариваются дополнительные опорные уголки, препятствующие опрокидыванию будущего подъемного устройства.

По центру нижней части горизонтальных балок приваривается двутавровая балка так, чтобы меньшая рама находилась на краю двутавра, а большая чуть дальше 1,5 м от меньшей.

К нижней части двутавра крепится лебедка, которая будет горизонтальным передвижным устройством, тогда как телескопическая система поможет перемещать грузы в вертикальном направлении.

Подъемник в гараже

Как изготовить самодельный подъемник в гараже? Автолюбители достаточно часто прибегают к самостоятельному ремонту транспортного средства, а снять автомобильный двигатель вручную — задача не из легких.

Для таких целей просто необходимо иметь гаражный подъемник, пусть даже сделанный своими руками. Система разборной кран балки не займет много места, и делается из:

поперечной трубы,
квадратных стоек на треугольных опорах, оснащенных колесиками,
ручной лебедки.

Труба вставляется в крепления, приваренные к верхней части стоек и закрепляется болтами. Лебедка приваривается к вертикальной стойке, а к балке привариваются 2 ролика, по которым движется трос от лебедки. Лебедка в гараж тоже с легкостью делается своими руками.

После использования самодельная кран балка разбирается на 2 опоры и поперечную балку, которые помещаются в любом углу гаража. Преимущество такой кран-балки состоит в том, что ее создание не требует специальных навыков и материалов, все можно найти под рукой.

К тому же кран-балка позволит поднимать и транспортировать в пределах гаража грузы до 800 кг.

Самодельная лебедка для гаража. Конструкция лебедки предполагает наличие барабана с тросом, который крепится на валу к каркасу из труб квадратного сечения. На внешний край барабана крепится большая звездочка, а малая на цепной передаче крепится к электроприводу. Если лебедка планируется ручная, то к валу, на котором закреплен барабан, прикрепляется рукоятка.

Автоподъемник в гараже. Для починки автомобиля в гараже должна быть предусмотрена яма или эстакада, но проще организовать подъемник. Хоть это и достаточно рискованное мероприятие, но оборудовать подъемник в гараже своими руками имеет практический и экономический смысл.

Наиболее простой автоподъемник представляет собой уже описанный мостовой кран с лебедкой, в таком случае после подъема на необходимую высоту авто ставится на платформы. Но есть риск обрыва троса, поэтому существует другой гаражный подъемник.

Для изготовления ножничного подъемника понадобятся:

швеллера, из которых изготавливается площадка и основание,

а для изготовления ножниц подойдут:

двутавровые балки,
гидроцилиндр,
втулки,
насос,
распределитель на две секции.

Балки скрепляются втулками по принципу ножниц, а гидроцилиндр с ручкой помогает поднять ножницы на нужную высоту.

Изготовление самодельного подъёмного механизма — это вынужденная мера, необходимая для решения какой-то острой сиюминутной задачи. С другой стороны, удачно построенный механизм продолжает дальнейшее существование, и выполняет свои рабочие функции. Поэтому, взвесив плюсы и минусы, возьмемся за работу.

Рассмотрим, когда возникает необходимость в таком устройстве:

Во-первых, для поднятия и перемещения тяжестей, неподручных одному или двум человекам.
Во-вторых, при ремонтных или строительных работах в гараже, дачном участке, частном доме.
В-третьих, как передвижное мобильное устройство, установленное на автомобиле или тракторе.

Как сделать самодельную ручную лебёдку своими руками

До начала проектирования устройства необходимо осознать, для чего оно будет нужно, и как пригодится в последующем времени.

Затем необходимо разработать компоновочный чертёж, пускай не с подробными размерами, но все основные узлы и детали должны быть указаны на схеме.
Следующим этапом будет подбор необходимых деталей, узлов, материалов. Довольно часто самодеятельные изобретатели отталкиваются от того, что у них есть — лебёдка, трос, швеллер, труба, и начинают стройку именно с них. А дальнейшее строительство продолжается вокруг получившейся конструкции.
Если с конструкцией опоры редко возникают проблемы, то с выбором подъёмной лебёдки они встречаются часто.
Так, многих не устраивает качество покупных механизмов, или они просто отсутствуют в продаже, поэтому практикуется их самостоятельное изготовление.

Опять же, нужно сразу предупредить Эдисонов — изобретать велосипед стоит тогда, когда планируется строительство чего-то основательного, типа подъёмного крана или мачты. В остальных случаях проще купить готовое изделие, это будет выгоднее по деньгам и трудозатратам.

Инструкция по изготовлению

Разберемся, как сделать самодельную лебедку. Как известно, основным элементом ручной лебёдки является барабан и храповой механизм с ручным тормозом. В качестве барабана многие используют якорь электродвигателя. К нему достаточно прикрепить боковые щёки и шестерню. Кроме того, на роторе уже установлены два подшипника, которые пригодятся в дальнейшем. Вариантов крепления барабана к станине может быть множество, и самый рациональный будет у каждого свой.

Приводить барабан в действие можно ручным воротком или электродвигателем, вот только для понижения оборотов вала понадобится редуктор, а для торможения — электрический тормоз. Поэтому довольно часто изобретатели подъёмного крана предпочитают обойтись человеческой силой и прирождённой смекалкой, используя полиспасты.

Изготовленную лебёдку уже можно использовать в хозяйстве по назначению — поднимать груз на высоту, фиксировать и перемещать на нужное место. Но всё равно, это будет ещё не совсем удобно, так как не решён вопрос с её постоянным базированием — подъёмником на балке или кране.

Чертежи подъёмного крана своими руками

Наиболее распространённую схему крана можно найти в интернете. Она разработана в специальном КБ и прошла испытание временем. Основная идея такого крана — низкая поворотная платформа с мотолебёдкой и противовесом. К этой платформе прикреплена подъёмная стрела с блочком, через который пропускается трос с крюком. Подъём и опускание стрелы может производиться отдельной лебёдкой, но довольно часто она зафиксирована в неподвижном положении, потому что так надёжней от опрокидывания и переворота.

В таких конструкциях чем меньше подвижных узлов, тем лучше. Сама рама крана может стоять на треноге или иметь четыре точки опоры, если, конечно, не делалась мобильная версия.

К сожалению, большинство самодельных изобретателей мало знакомы с теорией сопротивления материалов и деталей машин. В силу объективных причин они работают интуитивно, что-то увидели по телевизору или интернету, а где-то подглядели у соседей. Поэтому создать шедевр у них вряд ли получится, но механического помощника — самодельный кран из лебёдки — да. Вот только не нужно забывать о собственной безопасности и своих помощников. Если уж взялись разрабатывать подъёмный механизм на 100 кг, то подъёмную таль нужно брать намного мощнее.

То же самое с подъёмной стрелой — не нужно использовать деревянный брус в качестве основы, ведь всё случается внезапно, и несчастные случаи в том числе. Если металл можно с большой уверенностью рассчитать на изгиб и усилить трубу уголком, то брус при перегрузе просто лопнет на щепки, а там уж последствия непредсказуемы.

Также с использованием тросов или канатов для поднятия груза. И здесь лишний запас не повредит, и если принято использовать металлический трос, не нужно менять его на синтетическую верёвку или стропу от парашюта, какими бы надёжными они ни казались. Поэтому самодельный кран для поднятия грузов нужно делать с огромным запасом на тонну грузоподъёмности.

Полиспаст - система подвижных и неподвижных блоков, соединенных гибкой связью (канаты, цепи) используемая для увеличения силы или скорости подъема грузов. Используется полиспаст в случаях, если необходимо прилагая минимальные усилия поднять или переместить тяжелый груз, обеспечить натяжение и т.п. Простейших полиспаст состоит всего из одного блока и каната, при этом позволяет в два раза снизить тяговое усилие, необходимое для подъема груза.

Обычно в грузоподъемных механизмах применяют силовые полиспасты, позволяющие уменьшить натяжение каната, момент от веса груза на барабане и передаточное число механизма (тали, лебедки). Скоростные полиспасты, позволяющие получить выигрыш в скорости перемещения груза при малых скоростях приводного элемента. Они применяются значительно реже и используются в гидравлических или пневматических подъемниках, погрузчиках, механизмах выдвижения телескопических стрел кранов.

Основной характеристикой полиспаста является кратность. Это отношение числа ветвей гибкого органа, на котором подвешен груз, к числу ветвей наматываемых на барабан (для силовых полиспастов), либо отношение скорости ведущего конца гибкого органа к ведомому (для скоростных полиспастов). Условно говоря, кратность это теоретически рассчитанный коэффициент выигрыша в силе или скорости при использовании полиспаста. Изменение кратности полиспаста происходит путем введения или удаления из системы дополнительных блоков, при этом конец каната при четной кратности крепится на неподвижном элементе конструкции, а при нечетной кратности - на крюковой обойме.

В зависимости от количества ветвей каната, закрепленных на барабане грузоподъемного механизма, можно выделить одинарные (простые) и сдвоенные полиспасты. В одинарных полиспастах, при наматывании или сматывании гибкого элемента вследствие его перемещения вдоль оси барабана, создается нежелательное изменение нагрузки на опоры барабана. Также в случае отсутствия в системе свободных блоков (канат с блока крюковой подвески непосредственно переходит на барабан) происходит перемещение груза не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости.

Для обеспечения строго вертикального подъема груза применяют сдвоенные полиспасты, (состоящие из двух одинарных), в этом случае на барабане закрепляются оба конца каната. Для обеспечения нормального положения крюковой подвески при неравномерной вытяжке гибкого элемента обоих полиспастов применяют балансир или уравнительные блоки. Такие полиспасты применяют в основном в мостовых и козловых кранах, а также в тяжелых башенных кранах для того, чтобы можно было использовать две стандартные грузовые лебедки вместо одной крупногабаритной большой мощности, а также для получения двух или трех скоростей подъема груза.

В силовых полиспастах при увеличении кратности можно использовать канаты уменьшенного диаметра, и как следствие уменьшить диаметр барабана и блоков, снизить массу и габариты системы в целом. Увеличение кратности позволяет снизить передаточное число редуктора, но одновременно требует большей длины каната и канатоемкости барабана.

Скоростные полиспасты отличаются от силовых тем, что в них рабочая сила, обычно развиваемая гидравлическим или пневматическим цилиндром, прикладывается к подвижной обойме, а груз подвешивается к свободному концу каната или цепи. Выигрыш в скорости при использовании такого полиспаста получается в результате увеличения высоты подъёма груза.

При использовании полиспастов следует учитывать, что используемые в системе элементы не являются абсолютно гибкими телами, а имеют определенную жесткость, поэтому набегающая ветвь не сразу ложится в ручей блока, а сбегающая ветвь не сразу выпрямляется. Это наиболее заметно при использовании стальных канатов.

Вес предметов бывает таким, что одному, а то и впятером, сдвинуть их с места вручную не получается, а надо. В таких случаях пригодится самодельное приспособление для подъема тяжестей или их перемещения. Ручная лебедка — самое востребованное устройство в таком деле. Для гаража ручную лебёдку своими руками сделать совсем нетрудно даже в домашних условиях. Но сначала нужен расчет и чертеж механизма.

Общим у блочка для подъема груза и строительного крана является использование идеи увеличения силы – правила рычага. Для того чтобы уравновесить груз на короткой стороне рычага, нужно приложить к длинной его стороне усилие меньше настолько, насколько короткое плечо меньше длинного. Соотношение сил на концах рычага называется передаточным числом.

Уравновесить и даже поднять тяжесть можно с усилием меньше его веса, но проделанный концом длинного рычага путь будет длиннее, чем у короткого, настолько же, насколько меньше сил для подъема было приложено. Выигрыша в работе (F1*L1=F2*L2) нет, но это и не требуется.

Использование закона Архимеда воплощается в разные подъемные механизмы, а как — зависит от назначения подъемника. Конструкции различаются по передаточному числу, принципу передачи усилия, мобильности, прочности, используемой энергии. Самые востребованные для самостоятельного изготовления виды:

полиспасты;
барабанные конструкции;
рычажный механизм.

Чтобы выбрать вид устройства, необходимого для конкретных работ, стоит ознакомиться с их возможностями и ограничениями.

Проще этого устройства для перемещения тяжелых предметов есть только металлический лом. Главный элемент – колесо с фаской по середине внешней поверхности, ось которого закреплена на потолочной балке. Через него можно перекинуть таль, и подъемник с передаточным числом 1 к 1 готов. Для увеличения рычага пропустим таль еще через одно незакрепленное колесо, ось которого соединена с грузом, а таль закрепим наверху конструкции.

Передаточный коэффициент станет равен 2 . Теперь прикрепим к потолку еще одно колесо, а конец тали пропустим через него, закрепив на оси нижнего колеса. Передаточный коэффициент станет равным 3. И так далее, добавляя по одному колесу и меняя место крепления тали, можно увеличивать передаточное значение.

Расположение колес относительно друг друга может быть разным.

Наиболее компактны конструкции с одноосным расположением колес. В конструкции таких устройств две обоймы колес. Изучив чертежи полиспаста, своими руками собрать его не составит труда. Потребуются две обоймы:

Конец тали закрепляется на одной из обойм.

Есть у полиспастов и недостатки. Для увеличения передаточного числа на 1 нужно каждый раз добавлять одно колесо, в результате растет вес механизма. Кроме того, для сгибания троса на каждом колесе тратится сила, снижая КПД устройства. Можно снизить эти потери, увеличив диаметр колес, но одновременно произойдет увеличение веса и габаритов полиспаста. Этих недостатков нет у другого вида подъемников.

Принцип работы лебедок напоминает простейший рычаг, закрепленный в точке опоры. Если короткое плечо рычага будет поверхностью цилиндра, а груз будет прикреплен к нему тросом, получится лебедка с передаточным числом, равным соотношению длины рычага и радиуса цилиндра. Для исключения обратного вращения на ось ставят храповый механизм с подпружиненной собачкой — трещотка. Собрать такую ручную лебедку своими руками можно по чертежу:

Однако, для большого передаточного числа системы потребуется очень длинная рукоять, а это неудобно. Выход найден в двух разновидностях барабанных лебедок, увеличивающих передаточное число при помощи шестеренок или червячной передачи.

Как сделать лебедку своими руками, используя червячную передачу, можно посмотреть на чертеже:

Трещотка в такой конструкции не нужна, передаточное число, когда гребень червяка проходит по каждому зубу шестерни, равно количеству зубьев шестерни, умноженному на соотношение длины рукояти к радиусу червяка. Но существенным недостатком будет трение между зубцами и гребнем. Требуется постоянная смазка механизма.

С гораздо меньшим трением работает редуктор из шестеренок. При использовании принципа передачи силы парой шестеренок разного диаметра ручную барабанную лебедку своими руками проще всего сделать так:

Обратите внимание, что стопор в таких устройствах необходим. Такая конструкция применяется при небольшой высоте или длине перемещения груза. Увеличить расстояние перемещения поможет тросоукладчик, равномерно распределяющий трос по длине цилиндра. Проще всего результат получить, применяя подпружиненную пластину или стержень, прижимающие трос к барабану:

Самое популярное применение рычажных подъемных механизмов — это автомобильный домкрат. В качестве универсального устройства его применяют реже, так как высота подъема невелика и ограничена.

Подъем груза происходит в результате многократных небольших перемещений площадки между фиксированными позициями на рейке. В домашнем хозяйстве редко находит применение. Положительным качеством рычажных систем является надежность и долговечность.

В домашних условиях можно использовать подручные материалы и готовые передаточные узлы. Например, трещетка, используемая в автомобиле КАМАЗ для выравнивания тормозного усилия — это готовый червячный передаточный механизм.

Можно надолго избавиться от ручного поднятия тяжестей, если для работы один раз собрать систему мотолебедки своими руками. Для этого надо поставить на ось привода лебедки шестерню, соединив ее цепью с ведущей звездочкой бензопилы на жесткой конструкции корпуса.

Сочетая блоковые механизмы с барабанными лебедками, можно работать, компенсировав недостатки каждого вида подъемников. Например, в полиспастах не предусматривают фиксатор, исключающий обратное движение тали, а барабанные лебеди устраняют это очень просто. Зато угол между вектором подъемной силы и вектором веса у полиспаста может быть практически любым, чем не могут похвастать лебедки.

Можно использовать в хозяйстве покупные подъемники, но, как правило, лебедки нужны там, где магазины далеко — и всегда срочно. Стоит поискать в гараже какие-нибудь детали для выхода из ситуации.