Blocca e affronta, paranco funi e carrucole

Blocca e affronta

Un bozzello e paranco [1] [2] o solo paranco [3] è un sistema di due o più pulegge con una fune o un cavo infilato tra di loro, solitamente utilizzato per sollevare carichi pesanti.

Le pulegge vengono assemblate per formare blocchi e quindi i blocchi vengono accoppiati in modo che uno sia fisso e uno si muova con il carico. La fune viene infilata attraverso le pulegge per fornire un vantaggio meccanico che amplifica la forza applicata alla fune. [4]

Eroe di Alessandria descrisse gru formate da assemblaggi di pulegge nel I secolo. Le versioni illustrate di Hero's Mechanica (un libro sul sollevamento di carichi pesanti) mostrano i primi sistemi di paranco e paranco

Un blocco è un insieme di pulegge o pulegge montate su un singolo telaio. Un insieme di blocchi con una fune infilata attraverso le pulegge è chiamato paranco. Il processo di infilare le funi attraverso i blocchi è chiamato "reeving", e si dice che un blocco filettato e un paranco fossero "rove". [7] Un sistema di paranco amplifica la forza di ten


sione della fune per sollevare carichi pesanti. Sono comuni su barche e velieri , dove le attività vengono spesso eseguite manualmente.

Nello schema qui mostrato, il numero di sezioni di corda dei paranchi mostrati è il seguente:

Contrasto con la pistola: 2
Luff placcaggio: 3
Doppio contrasto: 4
Attrezzatura ginnica: 5
Acquisto triplo: 6
Nota che il paranco con la pistola, il doppio paranco e il triplo acquisto hanno tutti lo stesso numero di pulegge in entrambi i blocchi (uno, due e tre, rispettivamente) mentre l'attrezzatura Luff e l'attrezzatura Gyn hanno blocchi non corrispondenti con un numero diverso di pulegge.




Vantaggio meccanico

Un paranco ha un'unica puleggia sia nel blocco fisso che in quello mobile con 2 parti di fune ( n ) che supportano il carico (F B ) di 100 N. Il vantaggio meccanico è 2, richiedendo una forza di soli 50 N per sollevare il carico.
Un bozzello è caratterizzato dall'uso di un'unica fune continua per trasmettere una forza di tensione attorno a una o più pulegge per sollevare o spostare un carico. Il suo vantaggio meccanico è il numero di parti della fune che agiscono sul carico. Il vantaggio meccanico di un paranco determina quanto sia più facile trasportare o sollevare il carico.

Se si trascurano le perdite per attrito , il vantaggio meccanico di un bozzello e paranco è uguale al numero di parti nella linea che si attaccano o attraversano i blocchi mobili, in altre parole, il numero di sezioni di fune di supporto.

Un bozzello ideale con bozzello mobile sostenuto da n sezioni di fune ha il vantaggio meccanico (MA),

{\displaystyle MA={\frac {F_{B}}{F_{A}}}=n,\!}{\displaystyle MA={\frac {F_{B}}{F_{A}}}=n,\!}
dove F A è la forza di traino (o input) e F B è il carico.
Considera l'insieme di pulegge che formano il blocco mobile e le parti della fune che supportano questo blocco. Se ci sono n di queste parti della fune che sostengono il carico F B , allora un bilancio delle forze sul blocco mobile mostra che la tensione in ciascuna delle parti della fune deve essere F B /n. Ciò significa che la forza in ingresso sulla fune è F A = F B /n. Pertanto, il paranco riduce la forza in ingresso del fattore n.


Il vantaggio meccanico ideale è direttamente correlato al rapporto di velocità . Il rapporto di velocità di un paranco è il rapporto tra la velocità della linea di traino e quella del carico trainato. Una linea con un vantaggio meccanico di 4 ha un rapporto di velocità di 4:1. In altre parole, per sollevare un carico a 1 metro al secondo, la parte traente della fune deve essere tirata a 4 metri al secondo. Pertanto, il vantaggio meccanico di un doppio placcaggio è 4.

Rove per (s)vantaggio
Il vantaggio meccanico di qualsiasi paranco può essere aumentato scambiando i blocchi fissi e mobili in modo che la fune sia attaccata al blocco mobile e la fune sia tirata nella direzione del carico sollevato. In questo caso si dice che il blocco e il placcaggio sono "rove to vantaggio". [8]

"Rove a vantaggio" - dove il tiro sulla fune è nella stessa direzione di quella in cui deve essere spostato il carico. La parte trainante viene estratta dal blocco mobile. [6]
"Rove in svantaggio" – dove il tiro sulla fune è in senso opposto a quello in cui deve essere spostato il carico. La parte trainante viene tirata dal blocco fisso. [6]
Il diagramma 3 mostra tre parti di fune che sostengono il carico W , il che significa che la tensione della fune è W/3 . Pertanto, il vantaggio meccanico è di tre a uno.

Aggiungendo una puleggia al blocco fisso di un'arma, la direzione della forza di trazione viene invertita, sebbene il vantaggio meccanico rimanga lo stesso, diagramma 3a. Questo è un esempio del placcaggio di Luff.

La decisione di quale utilizzare dipende da considerazioni pragmatiche per l' ergonomia totale del lavoro in una situazione particolare. Trarre vantaggio è l'uso più efficiente di attrezzature e risorse. Ad esempio, se il carico deve essere trainato parallelamente al terreno, il traino vantaggioso consente di spostare la forza di trazione nella direzione del movimento del carico, consentendo una gestione più agevole degli ostacoli.

Reeving a svantaggio aggiunge una puleggia in più per cambiare la direzione della linea di trazione, che aumenta le perdite per attrito senza migliorare il rapporto di velocità. Situazioni in cui essere svantaggiati possono essere più desiderabili includono il sollevamento da un punto fisso sopra la testa; la puleggia aggiuntiva consente di tirare verso il basso anziché verso l'alto in modo che il peso del sollevatore possa compensare il peso del carico.

Attrito

Blocco di legno su una nave a vela.
La formula utilizzata per trovare lo sforzo richiesto per sollevare un dato peso usando un blocco e cadere:

{\displaystyle F_{a}={\frac {L}{N}}{\frac {1}{\textit {eff}}}}{\displaystyle F_{a}={\frac {L}{N}}{\frac {1}{\textit {eff}}}}
dove {\displaystyle F_{a}}Fa}è la forza applicata alla parte traente della linea (la forza di ingresso),{\displaystyle L}l è il peso del carico (la forza di uscita), {\displaystyle N}no è il vantaggio meccanico ideale del sistema (che è uguale al numero di segmenti di linea che si estendono dal blocco mobile), e {\displaystyle {\textit {eff}}}{\displaystyle {\textit {eff}}}è l' efficienza meccanica del sistema (uguale a uno per un sistema ideale senza attrito; una frazione inferiore a uno per sistemi del mondo reale con perdite di energia dovute ad attrito e altre cause). Se{\displaystyle S}S è il numero di covoni nell'acquisto, e c'è un circa {\displaystyle x}X% di perdita di efficienza ad ogni puleggia per attrito, quindi: [9] [10]

{\displaystyle {\frac {1}{\textit {eff}}}\circa 1+S{\frac {x}{100}}.}{\displaystyle {\frac {1}{\textit {eff}}}\circa 1+S{\frac {x}{100}}.}
Questa approssimazione è più accurata per valori più piccoli di {\displaystyle S}S e {\displaystyle x}X. [10] Una stima più precisa dell'efficienza è possibile utilizzando il fattore di attrito della puleggia,{\displaystyle K}K(che può essere ottenibile dal produttore o da tabelle pubblicate [11] ). L'equazione pertinente è: [11]

{\displaystyle {\textit {eff}}={\frac {K^{N}-1}{K^{S}N(K-1)}}.}{\displaystyle {\textit {eff}}={\frac {K^{N}-1}{K^{S}N(K-1)}}.}
Tipico {\displaystyle K}Ki valori sono 1,04 per le pulegge con cuscinetti a rulli e 1,09 per le pulegge con cuscinetti a strisciamento (con fune metallica). [11]

L'aumento della forza prodotta da un paranco è compensato sia dalla maggiore lunghezza della fune necessaria sia dall'attrito nel sistema. Per sollevare un blocco e placcare con un vantaggio meccanico di 6 a una distanza di 1 metro, è necessario tirare 6 metri di corda attraverso i blocchi. Le perdite per attrito significano anche che esiste un punto pratico in cui il vantaggio dell'aggiunta di un'ulteriore puleggia è compensato dall'aumento incrementale dell'attrito che richiederebbe l'applicazione di una forza aggiuntiva per sollevare il carico. Troppo attrito può far sì che l'attrezzatura non consenta di rilasciare facilmente il carico, [note 1] o che la riduzione della forza necessaria per spostare il carico venga giudicata insufficiente perché anche l'attrito eccessivo deve essere superato.

Allegato della linea mediana
Quando si installa un blocco su una linea esistente, è spesso scomodo nella migliore delle ipotesi far passare la fune attraverso il blocco da aggiungere.

I blocchi aperti hanno uno spazio sufficientemente ampio tra le guance fisse per poter far scorrere la puleggia sulla fune. Questi possono essere estremamente piccoli e leggeri pur mantenendo una forza significativa a causa della mancanza di parti mobili.
Un blocco guancia oscillante un tipo speciale di blocco che può essere aperto per impegnarsi con un'ansa, senza la necessità di infilare la fune attraverso il blocco o rimuovere il carico dall'estremità della fune. Il blocco a strappo è anche la puleggia di sollevamento del carico in determinate disposizioni, come durante l'uso in un'operazione di recupero. [12]

Tre blocchi di snatch che mostrano lo 'snatch' nel mouse chiuso, aperto e sicuro
[ citazione necessaria ]

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I blocchi Swing-Cheek possono essere suddivisi approssimativamente in due categorie:

Pulegge oscillanti: utilizzate per carichi leggeri o reindirizzamento delle forze, di solito con una singola puleggia (sebbene più pulegge/guanciali non siano rare) e un punto di attacco (o più) per un moschettone o un'imbracatura. Le guance non sono fisse o bloccate in posizione a parte il dispositivo utilizzato per fissarle al carico o al punto di sartiame.
Esempi di utilizzo (in un ambiente arborocolturale) includono: attenzione/cura della coda e per impostare un punto di sartiame nell'albero sopra il taglio da eseguire - una situazione di sartiame positiva.

Snatch o Impact Blocks: utilizzati per carichi più pesanti e sartiame più dinamico, le guance di questi blocchi sono fissate in posizione con un perno che si blocca nella guancia opposta. Questo perno può formare parte dell'asse per una seconda puleggia, che è fissata al carico o al punto di sartiame con un'imbracatura morbida, piuttosto che un dispositivo solido come un grillo. Ciò consente una distribuzione più uniforme delle forze sulle facce in cui verranno applicate le forze, rispetto a un moschettone o un grillo, dove le forze vengono applicate più fortemente agli angoli e ai bordi, aumentando il rischio di deformazione o danneggiamento.
Esempi di utilizzo (di nuovo, in relazione alla cura degli alberi) possono includere l'impostazione di un blocco al di sotto del taglio corrente, risultando in una situazione di sartiame "negativa", in cui i carichi d'urto possono essere significativi, specialmente se si rimuovono grandi sezioni di fusto verticale.

Letteratura




















il tuo peggiore nemico fa il tuo stesso lavoro

Puleggia differenziale

Una puleggia differenziale , chiamata anche "puleggia differenziale Weston", a volte "paranco a catena" o colloquialmente "caduta a catena", viene utilizzata per sollevare manualmente oggetti molto pesanti come i motori delle automobili . Viene azionato tirando la sezione allentata di una catena continua che avvolge le pulegge. La dimensione relativa di due pulegge collegate determina il peso massimo che può essere sollevato a mano. Se i raggi della puleggia sono abbastanza vicini il carico rimarrà in posizione (e non si abbasserà sotto la forza di gravità ) fino a quando la catena non verrà tirata.

La puleggia differenziale è stata inventata nel 1854 da Thomas Aldridge Weston di King's Norton , in Inghilterra. [2]

Le pulegge sono state prodotte in collaborazione con Richard e George Tangye. Secondo l' autobiografia di Richard Tangye , la puleggia differenziale Weston si è evoluta dal verricello cinese , con una catena senza fine che sostituisce la lunghezza finita della fune. Ha affermato che molte società di ingegneria hanno ammesso la difficoltà di sganciare in modo efficiente la catena dai denti mentre le pulegge giravano, ma la sua azienda ha sviluppato una catena a "passo" che ha risolto il problema. Commercializzata come "Carrucole differenziali Weston con guide catena brevettate", la puleggia ha avuto buone vendite, vale a dire 3000 set in 9 mesi. È stato esposto in 5 dimensioni - da 10 quintali lunghi (510 kg) a 3 tonnellate lunghe (3.000 kg) - all'Esposizione Internazionale del 1862 a Londra e ha ricevuto una medaglia per "applicazione originale, utilità pratica e successo".

Un ferramenta ha contestato i Tangyes che la puleggia era stata in uso per 30 anni prima del brevetto di Weston, ma il giudice, William Page Wood ha deciso a favore dei Tangyes perché il meccanismo di innesto era sostanzialmente diverso da quello presentato come prova. [3]

La Yale Lock Company ha acquisito i diritti di brevetto nel 1876. [2]

Una puleggia muta può sollevare masse molto grandi per una breve distanza. È costituito da due pulegge fisse di raggi disuguali che sono attaccate l'una all'altra e ruotano insieme, una singola puleggia che sopporta il carico e una fune senza fine avvolta attorno alle pulegge. Per evitare lo slittamento, la fune viene solitamente sostituita da una catena e le pulegge collegate da ruote dentate .

I due tratti di catena portanti la singola puleggia esercitano sulle pulegge collegate coppie opposte e disuguali , per cui solo la differenza di tali coppie deve essere compensata manualmente tirando la parte allentata della catena. Ciò comporta un vantaggio meccanico : la forza necessaria per sollevare un carico è solo una frazione del peso del carico . Allo stesso tempo, la distanza di sollevamento del carico è inferiore alla lunghezza della catena trainata dallo stesso fattore. Questo fattore (il vantaggio meccanico MA ) dipende dalla differenza relativa dei raggi r e R delle pulegge collegate:

{\displaystyle M\!A={\frac {2R}{Rr}}={\frac {2}{1-{\frac {r}{R}}}}}M\!A={\frac {2R}{Rr}}={\frac {2}{1-{\frac {r}{R}}}}
L'effetto sulle forze e sulle distanze (vedi figura) è quantitativamente:

{\displaystyle F_{\mathrm {Z} }={\frac {F_{\mathrm {L} }}{M\!A}}\quad ,\quad h={\frac {s}{M\!A }}\quad.}F_{{\mathrm {Z}}}={\frac {F_{{\mathrm {L}}}}{M\!A}}\quad ,\quad h={\frac {s}{M\! A}}\quad.
La differenza di raggi può essere ridotta molto, rendendo molto grande il vantaggio meccanico di questo sistema di pulegge. [4] [5] Nel caso estremo di differenza zero nei raggi, MA diventa infinito, quindi non è necessaria alcuna forza (oltre all'attrito) per muovere la catena, ma spostando la catena non si solleverà più il carico.

All'altro estremo, quando r è zero, il sistema diventa un semplice paranco con un vantaggio meccanico di 2.


Confronto tra una puleggia differenziale (a sinistra) e un verricello differenziale o un verricello cinese (a destra). La fune del verricello è raffigurata come spirali per chiarezza, ma è più probabile che si tratti di eliche con assi perpendicolari all'immagine.
Lo stesso principio viene utilizzato in un salpa ancora differenziale , dove le pulegge collegate sono sostituite da argani .

Calcolo del vantaggio meccanico
Nel grafico sopra, i quattro segmenti della catena sono etichettati W, X, Y e Z. Le grandezze delle loro forze corrispondenti sono rispettivamente F W , F X , F Y e F Z .

Supponendo che la catena sia priva di massa, F X = 0 perché il segmento X non supporta alcun peso.

Prendendo il sistema in equilibrio, F W e F Y sono uguali: se non lo fossero, la puleggia inferiore girerebbe liberamente finché non lo fossero.

Successivamente, la forza verso il basso che agisce sulla puleggia inferiore è uguale alle forze verso l'alto che agiscono su di essa, quindi

F L = F W + F Y , o 2 F W perché F W = F Y .
Inoltre, non c'è coppia o momento netto attorno alla puleggia composta, quindi la coppia in senso orario è uguale alla coppia in senso antiorario:

F W R + F X r = F Y r + F Z R .
Sostituendo F X e F Y dalle equazioni di cui sopra,

F W R + 0 = F W r + F Z R .
Riorganizzare dà

F W = F Z ·
R
/
R − r
.
Come F W =
F L
/
2
,

F L
/
2
= F Z ·
R
/
R − r
.
Infine, il vantaggio meccanico,
F L
/
FA Z
=
2 R
/
R − r
o
2
/
1 −
r
/
R
.

Z-trascinare

Uno Z-Drag o Z-Rig è una disposizione di cime e pulegge, che forma efficacemente un bozzello e un paranco , comunemente usata nelle situazioni di soccorso. La disposizione di base si traduce nel tirare l'estremità di traino per 3 volte la distanza percorsa dal carico, fornendo un vantaggio meccanico teorico di tre a uno . [1] [2] In pratica il vantaggio sarà ridotto dall'attrito nelle pulegge o nei moschettoni. Il vantaggio sarà ridotto anche se la trazione sull'estremità di traino non è parallela alla direzione in cui si muove il carico. Il nome deriva dal fatto che la disposizione delle linee è approssimativamente a forma di Z. Oltre al vantaggio meccanico per la trazione, utilizza anche solo una parte della lunghezza totale della fune per la disposizione del bozzello e del paranco .

La configurazione tipica (vedi schema) prevede l'utilizzo di due pulegge singole e due nodi Prusik o altri opportuni nodi di frizione . [1]Questi Prusik forniscono punti di attacco fissi sulla corda che possono essere spostati quando leggermente allentati. Il primo nodo Prusik è attaccato alla "puleggia mobile", permettendogli di tirare il carico. Il secondo nodo Prusik viene utilizzato per mantenere la posizione della corda ed è indicato come "dispositivo di cattura del progresso" o cricchetto. Poiché la tensione sulla linea immagazzina energia e potrebbe rappresentare un pericoloso pericolo di volo in caso di rottura della fune, è anche consigliabile fissare un asciugamano o un oggetto morbido (come un giubbotto di salvataggio) all'estremità della linea vicino al collegamento al oggetto tirato, per fungere da imbottitura e/o dispositivo di smorzamento.

Preso in prestito dall'arrampicata su roccia , lo Z-Drag è considerato uno strumento importante nel soccorso in acque bianche e viene utilizzato principalmente per il recupero di barche appuntate. [1] È anche considerato uno strumento utile in molti tipi di soccorso su corda per la sua semplicità, ed è comunemente usato per sistemi di sollevamento che non richiedono maggiori vantaggi meccanici.

Serve anche come ottimo metodo per tendere la corda da incrociare in una traversata tirolese , dove anche l'altra estremità è fissata ad un oggetto stabile

L' attacco del camionista è un nodo composto comunemente usato per fissare carichi su camion [7] o rimorchi . Questa disposizione generale, che utilizza anelli e spire nella corda stessa per formare un blocco grezzo e paranco , è stata a lungo utilizzata per tendere le linee ed è conosciuta con più nomi. [2] [3] L' autore del nodo Geoffrey Budworth sostiene che il nodo può essere fatto risalire ai giorni in cui carrettieri e venditori ambulanti usavano mezzi di trasporto trainati da cavalli per spostare le loro merci da un luogo all'altro

La parte dell'attacco del camion che differisce nelle seguenti varianti è il metodo utilizzato per formare l'anello attraverso il quale scorre l' estremità di lavoro per produrre il vantaggio meccanico . I diversi metodi di formazione dell'anello influiscono sulla facilità e velocità di legatura e sgancio e sulla stabilità del prodotto finale.

Le variazioni sono presentate in ordine di stabilità crescente.

Ciclo in stile stinco di pecora
Questa versione del nodo utilizza una costruzione simile a un montone , in questo tipo di applicazione noto anche come nodo del campanaro , per formare il cappio. È più veloce da realizzare rispetto a un ciclo fisso, ma è meno affidabile. [2] [9] Viene evitato in applicazioni critiche (come il fissaggio di un carico su un camion) poiché può cadere a pezzi sotto un carico troppo basso o eccessivo e può capovolgersi se non vestito adeguatamente. [4] Tuttavia, questo nodo può essere reso sicuro aggiungendo un mezzo nodo usando l'ansa superiore dello Sheepshank. Questa forma di intoppo del camionista ha meno probabilità di incepparsi, staccandosi facilmente una volta che la tensione viene rilasciata. Diverse fonti mostrano lievi variazioni nel modo in cui viene formata e condita la porzione di stinco di pecora.

Le versioni popolari nell'Asia orientale utilizzano variazioni dello stinco di pecora utilizzando un semplice mezzo nodo [10] o un mezzo nodo a doppio giro [11] o un mezzo nodo a tre giri. [12] Uno stinco di pecora con due mezzi nodi consecutivi, cioè un nodo a chiodi di garofano per fissare l'occhio superiore e per formare l'occhio inferiore, è più diffuso in occidente.

Loop overhand scivolato
Il loop formato in una versione è un semplice Slipped Overhand Loop . Questa versione è adatta per carichi da leggeri a moderati

Semplice anello di attrito
Un'altra versione utilizza un'ansa a torsione multipla per passare un'ansa dell'estremità di lavoro per formare l'occhio del ciclo. Questa versione tollera un carico maggiore. [13]

Ciclo fisso
L'affidabile variazione più comune utilizza un ciclo fisso, ad esempio un ciclo alpino farfalla , anello dell'artiglieria , otto ripassato o direzionale a forma di otto loop, o un altro dei molti nodi adatti loop. [4] [14] Se si usa ripetutamente un cappio fisso per legare il gancio del camionista nella stessa porzione di fune, si può subire un'usura eccessiva o altri danni dalla parte del cappio contro cui scorre l'estremità di lavoro. [2]

Se vengono utilizzati anelli extra per formare l'occhio, tende a facilitare lo slegamento. Per evitare la chiusura del cappio sotto carico, il cappio deve essere formato dall'estremità di lavoro della fune (che passerà poi attraverso il cappio). Se l'estremità in piedi passa attraverso l'anello, si chiuderà sotto carico.
Quando si stringe l'attacco del camion, la tensione può essere effettivamente aumentata tirando ripetutamente lateralmente evitando che l'estremità della coda scivoli attraverso l'anello, e poi stringendo il nodo più stretto mentre la forza laterale viene rilasciata. Questo si chiama "sudare una linea". [15]

Una volta teso, il gancio del camionista è spesso assicurato con un mezzo nodo , solitamente scivolato per facilitare lo sgancio ed evitare la necessità di accedere all'estremità della corda, anche se può essere richiesta una finitura più sicura, come due mezzi nodi . . Sotto grandi carichi, il mezzo intoppo di finitura può incepparsi, specialmente se non scivola; la difficoltà di rilasciarlo può essere aggravata dal fatto che il nodo è tipicamente ancora in tensione quando viene sciolto.

La finitura con un nodo a filo teso o un nodo a frizione Farrimond alla parte in piedi consente di annodare e sciogliere il nodo finale senza alcuna tensione. Ciò elimina eventuali problemi di inceppamento e consente inoltre di tendere nuovamente la linea se necessario.

Il vantaggio meccanico è 2:1, con l'attrito delle funi può essere leggermente ridotto.


alpina
nomi Gancio del camionista, nodo del carrello, nodo di trasporto Wakos, [1] gancio del camionista, [2] gancio del mietitore, [2] nodo del fieno, [3] cinch di stinco di pecora, [3] carrello del camionista, [4] gancio del carrettiere, [4] cinch potente, [5] paranco in corda [6]
Categoria intoppo
Relazionato nodo versatackle , stinco di pecora
Uso tipico Fare una corda molto tesa, come per assicurare un oggetto a un veicolo
Avvertimento Può produrre un'eccessiva usura della corda, soprattutto se legata ripetutamente nello stesso punto

SCAFFTRACK di Metreel: travi di sollevamento per impalcature … Soluzione di sollevamento per strutture di supporto per impalcature

Il sistema è composto da profili MET-TRAK serie 500, 600 e 700 e da una gamma di staffe per ponteggi, che sono stati progettati sulla base dei componenti MET-TRACK esistenti.
Le staffe si collegano direttamente alla struttura del palo dell'impalcatura consentendo agli utenti di sollevare e spostare in sicurezza i carichi intorno alla struttura utilizzando paranchi manuali o elettrici.






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