Блок — простая машина, состоящая из деревянного или металлического круга, обращающегося на своей оси. На наружном ободе круга сделан желоб, по которому могут двигаться — веревка, цепь или ремень, ось блока помещается в обоймицах, прикрепленных на балке или стене, иногда такой блок называется неподвижным; если же к этим обоймицам прикрепляется груз и блок вместе с ними может двигаться, то такой блок называется подвижным.
Неподвижный Б. (см. табл. Блоки, ф. 1) употребляется для подъема небольших грузов или для изменения направления силы. Если буквою P обозначим усилие, нужное для подъема груза Q помощью блока, и f — коэффициент сопротивления на блоке, то для равновесия нужно, чтобы P = fxQ; если пренебречь трением и жесткостью, то P = Q, т. е. для подъема нужна сила, равная сопротивлению или весу груза. В действительности же сила эта должна быть более сопротивления на величину, равную около 20% поднимаемого груза, из коих 15% приходится на жесткость каната.
Подвижный Б. (см. фиг. 2) служит для подъема больших грузов, чем предыдущий. Если концы веревки, обхватывающей Б., составляют с горизонтом углы, равные между собою, то подымающая сила относится к грузу как радиус блока к хорде дуги, обхваченной канатом; отсюда, если веревки взаимно параллельны или когда дуга, обхватываемая веревкою, равна полуокружности, то для поднятия груза потребуется сила вдвое менее, т. е. P = ½f∙Q, где f — коэффициент сопротивления для цепей = 1,05, а для веревок = 1,10. При этом груз Q пройдет пространство вдвое менее пространства, пройденного точкою приложения силы Р. Как неподвижные, так и подвижные обыкновенные блоки бывают с одним, двумя или тремя роликами — первые бывают диаметром от 2½ до 10 дюймов, а вторые от 2 до 4 дюймов, иногда 5, в коих верхний блок с тремя роликами, а нижний с двумя.
Блок сложный состоит из соединения нескольких подвижных блоков. Для равновесия необходимо, чтобы подымающая сила P относилась к сопротивлению Q как 1:2 в степени числа блоков, т. е., если блоков 2, то сила P : Q = 1 : 2², или P : Q = 1 : 4. Напр. имеем два блока, один весит 8 фун., другой — 6 фун., груз равен 8 пуд. или 320 фун. Как велика должна быть сила для поднятия этого груза? P = [(320 + 8)½ + 6]½ = 85 фунтов, приняв в расчет и вес блоков. Точно так же можно по заданной силе, напр. 10 фун., определить нужное число блоков для поднятия груза с 320 фун., а именно: 10/320 = 1/2n; 1/32 = 1/2n, т. е. 32 = 2n или n = 5.
Полиспаст (тали — см. фиг. 3) — машина, состоящая из одинакового числа подвижных и неподвижных блоков равного диаметра. Все неподвижные блоки заключены в одну раму, а подвижные — в другую, к последней приделан крюк для подвески груза. Все эти блоки соединены между собою посредством одной веревки, которая по очереди переходит от неподвижного блока к подвижному и наоборот. Если блоки помещены в раме не на одной оси, а на разных осях один под другим, то они делаются разных диаметров, причем веревки, обхватывающие блоки, параллельны между собою. Обыкновенно блоки делаются чугунные, а рамы — железные. Если блоки помещаются на одной оси, то отделяются один от другого железными листами. Каждая рама имеет крюк и поперечину. Полиспасты употребляются для подъема очень больших грузов. Если веревки между блоками взаимно параллельны, то для определения силы, уравновешивающей груз, надо величину этого груза разделить на двойное число подвижных блоков полиспаста; частное и даст эту величину, не принимая в расчет сопротивления.
Пример: Какую требуется приложить силу, чтобы поднять груз весом в 640 фунтов посредством пары четверных блоков? На основании вышесказанного ответ: 640/(2 x 4) = 80 фунтов.
Или: какой груз можно поднять с усилием в 2 пуда или 80 фун. при помощи полиспаста с 3 подвижными блоками? Ответ:
(2 х 3 х 80) = 480 фунтов.
По Редтенбахеру, важнейшие данные для устройства полиспаста по диаметру d веревки или железа цепи в дюймах определяются следующими отношениями:
| Полиспаст | Веревочный | Цепные | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Число блоков в раме | 2 | 3 | 4 | 2 | 3 | 4 |
| Диаметр блоков, в дюймах | 7d | 7d | 7d | 21d | 21d | 21d |
| Усилие для подъема, в пудах | 32d² | 32d² | 32d² | 512d² | 512d² | 512d² |
| Поднимаемый безопасно груз, в пудах | 96d² | 121d² | 144d² | 1536d² | 1936d² | 2304d² |
| Диаметр оси блоков и шипов поперечины крюка | 0,9d | 1,1d | 3,2d | 3,5d | 4d | 4,3d |
Дифференциальный блок (см. фиг. 4) — подъемная машина, употребляемая и применяемая в последнее время очень часто. Она устроена так: два блока различных радиусов отлиты вместе, так что могут одновременно вращаться на общей им оси; другой обыкновенный подвижной блок с обоймицей и крючком для подвески груза соединены с собою веревкою и цепью. Блоки по горлам снабжены выступами, на которые находят звенья бесконечной цепи, перекинутой по всем блокам след. образом: цепь завешивается на большом неподвижном блоке, правой своей стороной обхватывает снизу подвижной блок, подымается вверх и огибает меньший неподвижный блок, спускаясь затем свободно вниз. Подъем груза делается приложением усилия к цепи с левой стороны, где она спускается с большого неподвижного блока. Скольжение цепи по блокам устраняется выступами, между коими ложатся звенья цепи. Сопротивление трения в этой машине весьма значительно и составляет почти 75 % всей силы, нужной для подъема груза. Чтобы груз удерживался в равновесии трением на всякой высоте, необходимо, чтобы отношение между радиусами верхних блоков было менее коэффициента трения. В практике отношение это = 10/11 и выступов вдвое больше. Коэффициент трения = 1,05. — При таких условиях величина усилия, нужного для поднятия груза, в 1,1 раз менее, и груз удерживается сам собою на произвольной высоте подъема.
Этого рода блоки получили в последнее время весьма большое применение в различного рода производствах. Лучшие блоки выделываются в Англии «Tangys Patent» для подъема грузов от 15 до 300 пуд. Из патентованных блоков этого рода для скорого подъема мешков или другого рода тяжестей, не превосходящих 30 пуд., можно рекомендовать блоки с цепью до 20 саж. длины, на обоих концах которой имеются крючья; когда один конец такой цепи с грузом поднят кверху, то другой находится внизу для принятия нового груза, что дает возможность поднимать груз безостановочно. В этом блоке меньший состоит из 2-х роликов.
1. Неподвижный блок. 2. Подвижной блок. 3. Блок-Полиспаст. 4. Дифференциальный блок.