Самодельные подъемные механизмы для строительства дома

Многие люди считают, что построить дом из 6 метрового бруса в одиночку – задача из разряда фантастики. Тем не менее, сделать это вполне реально, но при этом придется воспользоваться краном-помощником, который вполне реально соорудить самостоятельно.

Поскольку деревянный брус довольно громоздкий и тяжелый, поднять его самостоятельно будет довольно сложно. С помощью крана, в свою очередь, брус можно класть на место распила, а также, с помощью его функций, можно вполне успешно поднимать распиленный брус на цоколь дома.

Для рамы самодельного крана подойдет любой вид металлического лома. При этом, её можно изготовить из обычных уголков размером 63х63х5 миллиметров.

В качестве стрелы была использована пятиметровая труба диаметром в 50 миллиметров, также, особенность конструкции подразумевает под собой, что в будущем стрелу возможно будет удлинить на несколько метров. Усиливается подобная конструкция металлическими уголками 30х30х3.

Максимальный вес, поднимавшийся краном – 150 килограмм. Тем не менее, особенность конструкции данного крана позволяет поднимать грузы весом полтоны, но для этого придется повысить число кратности полиспастов.

Принцип работы полиспаста схож с особенностями работы редуктора: для достижения большей мощности приходится обеспечить соответствующую длину каната, которой, соответственно, понадобиться намного больше. Вследствие этого скорость подъема груза замедлится, но поднять кран сможет намного больше.

Одной из главных характеристик редуктора является передаточное число, полиспаст, в свою очередь, должен обладать кратностью – соотношением количества «колец» на тросе со сбегающими с барабана. Исходя из этого, в случае, когда на самодельном кране намотано 5 витков, полиспаст является пятикратным. Иными словами, для поднятия полутонного груза понадобиться сила, прикладываемая к подъему 100-килограммового груза.

В чем особенность самодельного подъемного механизма?

Стоит отметить, что изготовление всех узлов и механизмов самодельного крана-помощника – процесс трудоемкий и утомительный, требующий огромнейших временных затрат. Таким образом, чтобы изготовить все составляющие крана, понадобится как минимум неделя, а на сборку готового устройства и его калибровку уйдет еще два-три дня. В качестве привода поворота был использован шестикратный полиспаст, привод подъема стрелы же, в свою очередь, представлен двукратным механическим полиспастом.

Конкретно в данном устройстве, поворотная платформа выполнена из двух планшайб, а сам же кран был собран из подручных материалов, поэтому не удивительно, что ось его представлена 30 мм. болтом, выполненным из стали, не обладающей высокой прочностью. Обусловлено такое решение фактом, что высокопрочная сталь практически не поддается сварке: при превышении предела прочности подобный болт сразу же лопается, его невозможно ни растянуть, ни согнуть. Узлы самодельного крана желательно смазать небольшим количеством литола. Для уменьшения массы противовеса, в кране установлены 2-х метровые опорные лапки.

Занимаясь расчетом узлов при изготовлении данного приспособления необходимо учесть, что при среднем радиусе детали, отвечающей за поворот, а также расстоянии до противовеса с указанной массой, на основной болт будет действовать растягивающая нагрузка (которая при работе, естественно, будет значительно больше). Перед началом эксплуатации крана необходимо тщательно проверить показатели устойчивости.

Блочки для подъемного механизма можно соорудить из двух крупных и одной небольшой шайб. Такие блочки будут устойчивы. Крайне важно, чтобы трос обладал нужной гибкостью, или же сами блочки имели соответствующий канату диаметр, ведь при подъеме стрелы без груза, канат может вылететь из блока, что будет весьма неприятно.

В качестве троса был использован толстый шнур диаметром в 15 мм. Планируется, что в случае удлинения, на кран будет установлен более гибкий, 5 мм. трос с рабочей нагрузкой в 150, а также разрывающей в 850 кг. Подобный кран позволяет практически в одиночку соорудить дом из сруба, а также проделать огромнейшее количество прочей строительной работы.

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.

Разновидности подъемных устройств

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.

Принцип работы полиспастов

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:

1. траверса;
2. скоба для переноски;
3. щека для монтажа деталей;
4. колесо (блок);
5. упор;
6. подшипник;
7. втулка;
8. ось;
9. держатель оси;
10. масленка для подшипников;
11. ограничитель тали;
12. гайка;
13. подшипник;
14. щека.

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.

Ручные барабанные лебедки

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:

Рычажные подъемники

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.

Упрощение сборки устройства

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.

За всю долгую историю своего существования человек не раз сталкивался с задачей поднятия и перемещения в пространстве тяжёлых предметов. Например, знакомые всем египетские пирамиды состоят из массивных каменных блоков, которые не под силу поднять никому. Поэтому одним из величайших достижений человечества является изобретение грузоподъёмного крана, который позволил существенно упростить задачу по перемещению тяжёлых грузов и ускорить строительство домов и других объектов.

Устройство машины

В основе принципа работы подъёмного крана лежит физика простых механизмов. Самый простой вариант крана представляет собой палку, расположенную на точке опоры таким образом, что свободные концы имеют разную длину. Теперь если к короткому рычагу подвесить груз, то для его поднятия потребуется меньше усилий. Наиболее распространена конструкция, в которой используется помимо рычагов ещё и система блоков.

Подъёмный кран, собранный своими руками, является неоспоримым помощником в малом строительстве. При возведении частного дома не требуется использования громоздких промышленных кранов. Высота домов редко превышает 2-х этажей, а вес поднимаемого груза 200 килограмм.

Схема подъемного крана

Несмотря на то что существует множество вариаций подъёмных механизмов, классический подъёмный кран состоит из следующих частей:

• Стрела, с закреплённым на её конце блоком. В зависимости от её длины, определяется высота, на которую можно поднять груз.
• Платформа. К ней крепится стрела и противовес. Является основной частью крана и подвергается значительным нагрузкам. Поэтому при изготовлении платформы, важно особое внимание уделять её прочности.
• Противовес. Служит для устойчивости крана. Определяет максимальный вес груза, который кран может поднять. Существуют варианты наборных противовесов для обеспечения максимальной устойчивости.
• Растяжка, соединяющая стрелу и противовес. Позволяет регулировать наклон стрелы и перемещать груз как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.
• Лебёдка с тросом. Является самим подъёмным механизмом. От мощности лебёдки зависит то, какой вес способен поднять кран.
• Стойка с поворотным механизмом. Она необходима для поворота крана в стороны.
• Опорный крест, который является основанием крана. Задаёт устойчивость всей конструкции. При его изготовлении также следует уделять внимание его прочности.

Условия эксплуатации

Для безопасной эксплуатации подъёмных механизмов, следует придерживаться определённых правил.

Самодельный подъемный кран Пионер

Эти правила касаются любого подъёмного устройства:

• Недопустимо превышать грузоподъёмность. Слишком тяжёлый груз может повредить устройство.
• Основание должно быть устойчиво. Самодельные подъёмные устройства должны располагаться на заранее подготовленной твёрдой горизонтальной поверхности.
• При плохих погодных условиях также следует воздержаться от работы с краном. Сильный ветер выведет кран из равновесия, а плохая видимость может помешать заметить людей под стрелой.
• Перед тем как эксплуатировать кран или подъёмное устройство, необходимо провести внешний осмотр на предмет выявления неисправностей. При обнаружении неисправностей запрещается эксплуатация крана.
• Следует помнить, что при работе с подъёмником не стоит делать резких движений. Груз необходимо поднимать плавно. И самое главное – ни в коем случае не стоять под поднимаемым грузом.

Какими характеристиками должен обладать гаражный подъёмник

В гаражных условиях используются два типа подъёмных механизма. К первому типу относят подъёмник, способный поднять автомобиль целиком, а ко второму относят подъёмник типа гусь, позволяющий перемещать грузы по гаражу.

Подъёмники первого типа являются стационарными устройствами и главное требование, которое предъявляется к ним – устойчивость. Автомобиль весит более тонны и не должен иметь ни малейшего шанса на падение. Для того чтобы исключить какие-либо несчастные случаи, гаражный подъёмник должен иметь надёжный стопор.

Самодельный кран гусь

Наиболее часто в автомастерских используют подъёмники типа «гусь». Его достаточно просто изготовить из профильной трубы или швеллера. Сначала варится основание, на которое нужно установить поворотный механизм. Стрелу лучше всего изготовить с регулируемым вылетом. Так появится возможность перемещать тяжести в любом направлении.

Как работает простая конструкция блоков

Система блоков или полиспаст известна человечеству с древнейших времён. Классическая конструкция системы состоит из шкивов и троса. Один шкив называют блоком. В зависимости от способа крепления шкив может быть подвижным и неподвижным:

• Неподвижный блок. Крепится к опоре и играет роль изменения направления движения каната. Не даёт никакого выигрыша в силе.
• Подвижный блок. Располагается на стороне груза и даёт выигрыш в силе.

Принцип работы полиспаста схож с принципом работы рычага в физике простых механизмов. Роль рычага в этом случае играет сам трос. В случае простого блока из двух шкивов, подвижный шкив делит верёвку на 2 части и для того, чтобы поднять груз на то же расстояние, потребуется канат в 2 раза длиннее. Работа по поднятию груза выполняется в том же объёме. А усилие, из-за того, что длина верёвки стала в два раза больше, становится в два раза меньше.

В случае если в системе более 2-х шкивов, выигрыш в силе примерно равен количеству блоков. В случае 3-х блоков, усилие будет в 3 раза меньше, а 4 блока потребуют лишь четверть от первоначального усилия.

Сложная система блоков как рассчитать выигрыш в силе

Если система устроена так, что один простой полиспаст тянет собой другой простой полиспаст, то это уже сложная система блоков. Для теоретического расчёта выигрыша в силе, необходимо условно разделить сложный полиспаст на простые и перемножить значения выигрыша от простых полиспастов.

Например, если система состоит из 4 блоков, и первый условный простой полиспаст имеет выигрыш в силе 3. Он тянет за собой второй простой двухблочный полиспаст тоже с выигрышем в 3. Суммарно усилие, которое потребуется приложить будет в 9 раз меньше. Именно 4-х блочный сложный полиспаст наиболее часто используется спасателями.

Способы крепления верёвки к грузоподъёмному механизму

При создании комплексных полиспастов, нередко бывают ситуации, когда троса необходимой длины для крепления подвижного блока не оказывается под рукой.

Кран для газоблоков

Способы крепления троса с помощью такелажа общего назначения:

• С использованием репшнура. С помощью самозатягивающегося узла репшнур привязывается к основному тросу. По мере поднятия груза, схватывающийся узел передвигается по основной верёвке, позволяя тем самым увеличить высоту подъёма груза.
• С использованием зажимов. В случае использования стального троса – использовать репшнур не представляется возможным, поэтому необходимо использовать специальные зажимы.

Создаём простейший подъёмный механизм своими руками

Строительство подъёмного крана небыстрая задача и оправдана в том случае, если он будет требоваться часто или объем работы достаточно велик. В тех случаях, когда груз нужно поднять срочно или это разовая операция, то можно воспользоваться подручными средствами.

Для создания простейшего подъёмного устройства потребуется шнур, и два блока. Один блок и конец верёвки закрепляется неподвижно на опоре. Это будет самая высокая точка, до которой можно поднять груз. Второй блок крепим на груз с помощью строп или крюка. Верёвку протягиваем сначала по блоку, закреплённому на грузе, затем пропускаем через верхний блок. Выигрыш в силе при этом будет в 2 раза. Используя собственный вес можно легко поднять груз весом в 100 килограмм на необходимую высоту.

Мини подъемный кран своими руками

Если добавить возможность перемещения верхнего блока по направляющей, например по рельсе, то можно получить консольный кран, сделанный своими руками. Он пригодится в гаражных условиях для перемещения тяжёлых частей машин.

Следует помнить, что при работе с подъёмником не стоит делать резких движений. Груз необходимо поднимать плавно. И самое главное – ни в коем случае не стоять под поднимаемым грузом. Это же правило относится к подъёмному крану – стоять под стрелкой запрещено.

Материалы и инструменты

Самое главное, при изготовлении подъёмного крана, это использовать качественный инструмент материалы. Это даст гарантию тому, что конструкция получится крепкой и безопасной.

Трос должен иметь минимальное растяжение, это даст больший выигрыш в силе при использовании системы блоков. Фурнитуру, используемую для обвязки необходимо брать только металлическую. Пластиковая фурнитура не выдерживает сильных нагрузок и ломается в неподходящий момент. В качестве крепежа отдельных частей самодельного крана следует выбирать метизную продукцию повышенной прочности.

Если предполагается использование лебёдки, то её грузоподъёмность не должна быть менее 500 килограмм. Оптимальным выбором будут лебёдки, способные поднять груз весом в 1 тонну и более.

В заключение хочется ещё раз напомнить о необходимости соблюдения техники безопасности при работе с подъёмными механизмами. Также, независимо от того, является ли кран покупным или же сделан своими руками, перед началом работы следует провести его осмотр.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.