Ролики, вертлюги

Блок-ролики применяются для изменения направления приложения силы при поднятии грузов. Также к блок-роликам мы относим различные блоки с фиксацией проходящего через ролик каната, тандем-каретки для передвижения по анкерным линиям и полиспаст блоки.

Блок-ролики представляют собой колесо (ролик) с жёлобом по окружности, вращающееся вокруг своей оси. Жёлоб предназначен для верёвки, троса, каната и т. п. Ось блока помещается в обойме (щеках). Если обойма прикреплена к балке или стене, такой блок называется неподвижным (т. е. 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) блок-ролика всегда меньше единицы. КПД блок-роликов (отношение массы поднимаемого груза к прилагаемому тяговому усилию) увеличивается с:

• увеличением диаметра шкива ролика (из-за 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 какой-то блок имеет такой-то КПД без указания других условий, не более чем рекламный ход (как, например, что новое лекарство на столько-то процентов эффективнее прежнего).

Шкивы и щёки блок-роликов 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 блок-ролика 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).