Как сделать подъемный кран своими руками? Изготовление кровати с подъемным механизмом своими руками, тонкости процесса Подъемный механизм для грузов своими руками

Грузоподъемные машины призваны помочь человеку поднять что-либо тяжелое на высоту. В основе большинства подъемных механизмов лежит простая система блоков – полиспаст. Он был знаком еще Архимеду, но сейчас об этом гениальном изобретении многие не знают. Вспоминая курс физики, выясните, как работает такой механизм, его строение и область применения. Разобравшись в классификации, можно приступать к расчету. Чтобы все получилось – вашему вниманию инструкция по конструированию простой модели.

Изобретение полиспаста дало огромный толчок развитию цивилизаций. Система блоков помогла построить огромные сооружения, многие из которых сохранились по сей день и вызывают недоумение у современных строителей. Также совершенствовалось судостроение, люди смогли путешествовать на огромные расстояния. Пора разобраться, что это такое – полиспаст и выяснить, где можно найти ему применение сегодня.

Простота и эффективность механизма

Строение грузоподъемного механизма

Классический полиспаст представляет собой механизм, который состоит из двух основных элементов:

шкив;
гибкая связь.

Простейшая схема: 1 – подвижный блок, 2 – неподвижный, 3– канат

Шкив – это металлическое колесо, которое по внешнему краю имеет специальный желоб для троса. В качестве гибкой связи может применяться обычный трос или канат. Если груз будет достаточно тяжелый, используют тросы из синтетических волокон или стальные канаты и даже цепи. Для того чтобы шкив вращался легко, без скачков и заедания, используют роликовые подшипники. Все элементы, которые движутся, смазывают.

Один шкив называют блоком. Полиспаст – это система блоков для подъема грузов. Блоки в составе подъемного механизма могут быть неподвижными (жестко закрепленными) и подвижными (когда ось в процессе работы меняет положение). Одна часть полиспаста крепится к неподвижной опоре, другая – к грузу. Подвижные ролики располагаются на стороне груза.

Неподвижный блок

Роль неподвижного блока – изменение направления движения каната и действия прикладываемой силы. Роль подвижных – получение выигрыша в силе.

Подвижный блок

Принцип работы – в чем секрет

Принцип работы полиспаста подобен рычагу: усилие, которое необходимо приложить, становится меньше в несколько раз, при этом работа выполняется в том же объеме. Роль рычага играет трос. В работе полиспаста важен выигрыш в силе, поэтому возникающий проигрыш в расстоянии не принимается во внимание.

В зависимости от конструкции полиспаста, выигрыш в силе может быть разным. Простейший механизм из двух шкивов дает примерно двукратный выигрыш, из трех – трехкратный и так далее. По тому же принципу рассчитывается и увеличение расстояния. Для работы простого полиспаста нужен трос в два раза длиннее высоты подъема, а если используют комплекс из четырех блоков – то и длина троса увеличивается прямо пропорционально в четыре раза.

Принцип работы системы блоков

В каких областях применяется система блоков

Полиспаст – верный помощник на складе, на производстве, в транспортной сфере. Его используют везде, где нужно применять силу для перемещения всевозможных грузов. Система широко применяется в строительстве.

Несмотря на то что большую часть тяжелой работы выполняет строительная техника (подъемный кран), полиспасту нашлось место в конструкции грузозахватных механизмов. Система блоков (полиспаст) является составляющей таких подъемных механизмов, как лебедка, таль, строительная техника (краны разных типов, бульдозер, экскаватор).

Помимо строительной отрасли, полиспасты получили широкое применение в организации спасательных работ. Принцип работы остается прежним, но конструкция немного видоизменяется. Спасательное оборудование изготавливается из прочного троса, используются карабины. Для устройств такого назначения важно, чтобы вся система быстро собиралась и не требовала дополнительных механизмов.

Полиспаст в составе крюка подъемного крана

Классификация моделей по разным характеристикам

Существует множество исполнений одной задумки – системы блоков, объединенных канатом. Их дифференцируют в зависимости от способа применения и конструктивных особенностей. Познакомьтесь с разными типами подъемников, выясните, в чем заключается их назначение и чем отличается устройство.

Классификация в зависимости от сложности механизма

В зависимости от сложности механизма выделяют

простые;
сложные;
комплексные полиспасты.

Пример четных моделей

Простой полиспаст представляет собой систему последовательно соединенных роликов. Все подвижные и неподвижные блоки, а также сам груз объединяются одним тросом. Дифференцируют четные и нечетные простые полиспасты.

Четными называют те грузоподъемные механизмы, чей конец троса крепится к неподвижной опоре – станции. Все комбинации в таком случае будут считаться четными. А если конец веревки прикреплен непосредственно к грузу или месту прикладывания усилия, эта конструкция и все производные от нее будут называться нечетными.

Схема нечетного полиспаста

Сложный полиспаст можно называть системой полиспастов. В этом случае последовательно соединяются не отдельные блоки, а целые комбинации, которые вполне могут использоваться сами по себе. Грубо говоря, в этом случае один механизм приводит в движение другой подобный.

Комплексный полиспаст не относится ни к одному, ни к другому виду. Его отличительная черта – ролики, движущиеся навстречу грузу. В состав комплексной модели могут входить как простые, так и сложные полиспасты.

Объединение двукратного и шестикратного простого полиспаста дает сложный шестикратный вариант

Классификация по назначению подъемника

В зависимости от того, что хотят получить при использовании полиспаста, их подразделяют на:

силовые;
скоростные.

А – силовой вариант, Б — скоростной

Силовой вариант используется чаще. Как следует из названия, его задача – обеспечить выигрыш в силе. Так как для значительного выигрыша нужны столь же значительные потери в расстоянии, неизбежны и потери в скорости. К примеру, для системы 4:1 при поднятии груза на один метр нужно натянуть 4 метра троса, что замедляет работу.

Скоростной полиспаст по своему принципу представляет собой обратную силовому конструкцию. Он не дает выигрыша в силе, его цель – скорость. Применяется для ускорения работы в ущерб прикладываемому усилию.

Кратность – основная характеристика

Основной показатель, на который обращают внимание при организации подъема грузов –кратность полиспаста. Этот параметр условно обозначает, во сколько раз механизм позволяет выиграть в силе. Фактически, кратность показывает, на сколько ветвей каната распределен вес груза.

Кинематическая кратность

Кратность подразделяют на кинематическую (равную количеству перегибов каната) и силовую, которая рассчитывается с учетом преодоления тросом силы трения и неидеальным КПД роликов. В справочниках приведены таблицы, которые отображают зависимость силовой кратности от кинематической при разных КПД блоков.

Как видно из таблицы, силовая кратность существенно отличается от кинематической. При низком КПД ролика (94%) фактический выигрыш в силе полиспаста 7:1 будет меньше выигрыша шестикратного полиспаста с КПД блоков 96%.

Схемы полиспастов разной кратности

Как производить расчеты для полиспаста

Несмотря на то что теоретически конструкция полиспаста предельно простая, на практике не всегда ясно, как поднять груз с помощью блоков. Как понять, какая кратность понадобится, как выяснить КПД подъемника и каждого блока в отдельности. Для того чтобы найти ответы на эти вопросы, нужно выполнить расчеты.

Расчет отдельного блока

Расчет полиспаста нужно выполнять из-за того, что условия работы далеки от идеальных. На механизм действуют силы трения в результате движения троса по шкиву, в результате вращения самого ролика, какие бы подшипники ни применялись.

Кроме того, на стройплощадке и в составе строительной техники редко применяется гибкая и податливая веревка. Стальной канат или цепь обладают гораздо большей жесткостью. Так как для сгибания такого троса при набегании на блок требуется дополнительное усилие, его тоже нужно обязательно учитывать.

Для расчета выводят уравнение моментов для шкива относительно оси:

SсбегR = SнабегR + q SнабегR + Nfr (1)

В формуле 1 показаны моменты таких сил:

Sсбег – усилие со стороны сбегающего каната;
Sнабег – усилие со стороны набегающего каната;
q Sнабег – усилие, для сгибания/разгибания каната с учетом его жесткости q;
Nf – сила трения в блоке, с учетом коэффициента трения f.

Для определения момента все силы умножаются на плечо – радиус блока R или радиус втулки r.

Сила набегающего и сбегающего троса возникает в результате взаимодействия и трения нитей каната. Поскольку сила для сгибания/разгибания троса существенно меньше остальных, вычисляя воздействие на ось блока, этим значением часто пренебрегают:

N = 2 Sнабег×sinα (2)

В этом уравнении:

N – воздействие на ось шкива;
Sнабег – усилие со стороны набегающего каната (принимается примерно равным Sсбег;
α – угол отклонения от оси.

Блок полиспаста

Расчет полезного действия блока

Как известно, КПД – коэффициент полезного действия, то есть насколько результативна была выполненная работа. Его рассчитывают, как отношение выполненной и затраченной работ. В случае с блоком полиспаста применяется формула:

ηб = Sнабег/ Sсбег = 1/(1 + q + 2fsinα×d/D) (3)

В уравнении:

3 ηб – КПД блока;
d и D – соответственно, диаметр втулки и самого шкива;
q – коэффициент жесткости гибкой связи (каната);
f – коэффициент трения;
α – угол отклонения от оси.

Из этой формулы видно, что на КПД влияет строение блока (посредством коэффициента f), его размер (через отношение d/D) и материал каната (коэф. q). Максимальное значение КПД можно получить, используя втулки из бронзы и подшипники качения (до 98%). Подшипники скольжения дадут до 96% коэффициент полезного действия.

На схеме изображены все силы S на разных ветвях каната

Как высчитать КПД всей системы

Подъемный механизм состоит из нескольких блоков. Суммарный КПД полиспаста не равен арифметической сумме всех отдельных составляющих. Для вычисления используют куда более сложную формулу, а точнее – систему уравнений, где все силы выражаются через значение первичной S0 и КПД механизма:

S1=ηп S0;
S2=(ηп)2 S0; (4)
S3=(ηп)3 S0;

Sn=(ηп)n S0.

КПД полиспаста при разной кратности

Поскольку значение КПД всегда меньше 1, с каждым новым блоком и уравнением в системе значение Sn будет стремительно уменьшаться. Суммарный КПД полиспаста будет зависеть не только от ηб, но и от количества этих блоков – кратности системы. По таблице можно найти ηп для систем с разным количеством блоков при разных значениях КПД каждого.

Как сделать подъемник своими руками

В строительстве во время проведения монтажных работ далеко не всегда есть возможность подогнать подъемный кран. Тогда возникает вопрос, как поднять груз веревкой. И здесь находит свое применение простой полиспаст. Для его изготовления и полноценной работы нужно сделать расчеты, чертежи, правильно подобрать веревку и блоки.

Разные схемы простых и сложных подъемников

Подготовка базы – схема и чертеж

Прежде чем приступать к сооружению полиспаста своими руками, нужно внимательно изучить чертежи и подобрать подходящую для себя схему. Опираться следует на то, как вам будет удобнее разместить конструкцию, какие блоки и трос имеются.

Случается, что грузоподъемности блоков полиспаста недостаточно, а сооружать сложный многократный подъемный механизм нет времени и возможности. Тогда применяют сдвоенные полиспасты, представляющие собой комбинацию из двух одинарных. Этим устройством также можно поднимать груз таким образом, чтобы он двигался строго вертикально, без перекосов.

Чертежи сдвоенной модели в разных вариациях

Как подобрать веревку и блок

Важнейшую роль в построении полиспаста своими руками играет веревка. Важно, чтобы она не растягивалась. Такие канаты называют статическими. Растяжение и деформация гибкой связи дает серьезные потери эффективности работы. Для самодельного механизма подойдет синтетический трос, толщина зависит от веса груза.

Материал и качество блоков – показатели, которые обеспечат самодельным подъемным устройствам расчетную грузоподъемность. В зависимости от подшипников, которые установлены в блоке, меняется его КПД и это уже учтено в расчетах.

Но как поднять груз на высоту своими руками и не уронить его? Чтобы обезопасить груз от возможного обратного хода, можно установить специальный фиксирующий блок, который позволяет веревке двигаться только в одном – нужном направлении.

Ролик, по которому движется канат

Пошаговая инструкция для подъема груза через блок

Когда веревка и блоки готовы, схема выбрана, а расчет произведен, можно приступать к сборке. Для простого двукратного полиспаста понадобятся:

ролик – 2 шт.;
подшипники;
втулка – 2 шт.;
обойма для блока – 2 шт.;
веревка;
крюк для подвеса груза;
стропы – если они нужны для монтажа.

Для быстрого соединения используют карабины

Пошагово подъем груза на высоту осуществляется так:

Соединяют ролики, втулку и подшипники. Объединяют все это в обойму. Получают блок.
Веревку запускают в первый блок;
Обойма с этим блоком жестко крепится к неподвижной опоре (железобетонная балка, столб, стена, специально смонтированный вынос и пр.);
Затем конец веревки пропускают через второй блок (подвижный).
К обойме крепят крюк.
Свободный конец веревки фиксируют.
Стропят поднимаемый груз и соединяют его с полиспастом.

Самодельный подъемный механизм готов к использованию и обеспечит двойной выигрыш в силе. Теперь, чтобы поднять груз на высоту, достаточно потянуть за конец веревки. Огибая оба ролика, веревка поднимет груз без особых усилий.

Можно ли объединить полиспаст и лебедку

Если к самодельному механизму, который вы построите по этой инструкции, присоединить электрическую лебедку, получится самый настоящий подъемный кран, выполненный своими руками. Теперь для подъема груза не придется напрягаться совсем, лебедка все сделает за вас.

Даже ручная лебедка сделает подъем груза комфортнее – не нужно стирать руки о канат и переживать, чтобы веревка не выскользнула из рук. В любом случае, крутить ручку лебедки куда проще.

Полиспаст для лебедки

В принципе, даже вне стройплощадки умение в походных условиях с минимумом инструментов и материалов соорудить элементарный полиспаст для лебедки – очень полезный навык. Особенно оценят его автомобилисты, которым посчастливилось застрять на машине где-нибудь в непроходимом месте. Сделанный на скорую руку полиспаст значительно увеличит производительность лебедки.

Переоценить значение полиспаста в развитии современного строительства и машиностроения сложно. Понимать принцип действия и визуально представлять себе его конструкцию должен каждый. Теперь вам не страшны ситуации, когда нужно поднять груз, а специальной техники нет. Несколько шкивов, веревка и смекалка позволят обойтись без привлечения крана.

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.

Многие люди интересуются, как изготовить конструкцию подъемного крана своими руками. Такое устройство может помочь при постройке дома, подсобных помещений, необходимых в хозяйстве, зернохранилища и склада для кормов.

Составление проекта

Для строительства дома необходим подъемный кран. Рассмотрим, как самостоятельно сделать конструкцию миниатюрного крана для подъема строительных грузов на высоту. Необходимо изготовить передвижное разборное устройство.

Сначала составляют и рассчитывают проект по изготовлению аппарата:

Основную часть конструкции представляет опорная рама. Ее устанавливают на колеса или стационарно.
На ходовую раму фиксируют узел вращения агрегата.
Стрела может поворачиваться благодаря созданию электрического или ручного управления.
Агрегат можно разбирать на части для удобства транспортировки.
Кран будет устойчивым благодаря созданию блока противовесов и стальных тросовых оттяжек.
Груз будет подниматься при помощи блока и лебедки.
Нужно собрать подъемный кран своими руками.

Чертежи

Чтобы сделать кран, прежде всего составляют схему проекта и чертежи основных узлов. Рассмотрим изготовление конструкции подъемного крана с ручным управлением. Можно было бы сделать аппарат на электричестве, дающем возможность передвигать груз при помощи устройства на длинном тросе, как это происходит в заводских конструкциях. Но тогда сложность изготовления узлов увеличивается, это повлечет удорожание готового изделия и увеличение времени на его создание. Поэтому остановимся на изготовлении ручной модели.

Сварка

Все соединения узлов и деталей выполняют при помощи сварки. Для этого нужен сварочный аппарат. Его можно взять на время работы над выполнением крана напрокат или купить в специализированном салоне.

Сборка конструкции

Подготовьте:

канат;
шайбы;
уголки и швеллеры;
трубу;
болгарку;
сварочный аппарат.

Раму следует выполнить из стального уголка 63х63х5 мм. Стрелу длиной 5 м выполняют из трубы, имеющей диаметр 55 мм. Чтобы усилить агрегат, применяют уголки размерами 30х30х3 мм.

Смотрите » ТОП-2 гусеничных крана МКГС грузоподъемностью 100 и 32 тонны

Грузоподъемность такого самодельного крана будет около 150 кг. Если необходимо поднимать панели с большей массой, то надо увеличить кратность полиспастов, которые являются устройством для поднятия груза. Полиспаст изготавливают из блоков, соединяют их друг с другом тросом. Этот трос должен обматывать блоки по кругу. Полиспаст позволяет поднять панели, прилагая при этом меньшую силу, чем вес груза.

Полиспаст выигрывает в силе в 3-4 раза. При этом учитывают потери на трение, которые составляют 10%. Чем больше будет выигрыш в силе, тем меньше расстояние, на которое инструмент может перенести панели.

Подготовить и сделать все детали можно за 7-10 дней.

Еще 2 дня нужны на сборку механизма. Схема подъема выполнена в виде 2-кратного полиспаста. Узел поворота стрелы представляет собой 6-кратный полиспаст. Поворотную платформу изготавливают путем крепления 2 шайб. Ось заменяет болт на 30 мм.

Для уменьшения величины противовесов опорные ноги делают длиной 2 м. При радиусе поворота шайбы в 200 мм и расстоянии 2 м до противовеса в 100 кг на болт будет действовать нагрузка 1 т. Это учитывают при расчете конструкции инструмента. Выполняют расчет на устойчивость.

Принимают конструкцию за единую систему на одной опоре. Она является наименьшим расстоянием от оси вращения. На систему действуют: вес груза, противовеса и крана. Подъемный барабан создают из трубы сечением 100 мм. Его нельзя устанавливать близко к блокам. Его фиксируют ближе к шайбам.

Блоки изготавливают из 3 шайб. Они должны огибаться шнуром, диаметр блоков должен быть большим, чтобы канаты не вылетели из шайб. Блоки фиксируют без подшипников.

Нужен гибкий трос сечением 5 мм. Его рабочая нагрузка равна 150 кг, а разрывающая — 850 кг. Полиспаст функционирует по принципу рычага. Для полиспаста основным показателем является его кратность (отношение всех ветвей троса к отходящим от барабана).

Кровать с подъемным механизмом является оптимальным вариантом для малогабаритных квартир, которая позволяет решить сразу несколько проблем, связанных с благоустройством комнаты. Практичность, надежность и многофункциональность являются основными ее достоинствами. Она может выступать не только в роли спального места, но и выполнять функции комода, для хранения разных вещей и принадлежностей. Изготовить кровать с подъемным механизмом своими руками не так сложно, как может показаться на первый взгляд. При выполнении всех требований, рекомендаций специалистов, кровать получится не хуже заводской. Для того чтобы разобраться как это сделать, необходимо весь процесс разделить на несколько этапов, каждый из которых требует особого внимания.

Особенности таких моделей

Кровати с подъемным устройством имеют ряд особенностей, которые необходимо учитывать при изготовлении ее своими руками:

габариты кровати, которые главным образом влияют на прочность подъемного устройства. Чем больше кровать, тем больший вес будет ложиться на механизм. Согласно стандартам размер кровати составляет 2 метра в длину, ширина односпального места - 0,9 м, двуспального - 2 м;
кровати с подъемным устройством могут быть одно и двуспальными;
крепление механизма может быть горизонтальное или вертикальное;
высота кровати влияет на вместительность короба. Если изделие планируется делать на ножках, то короб будет значительно мельче, чем у кровати без них. У изделия без ножек есть еще один немаловажный плюс, это отсутствие под ним пыли;
сборка изделия своими руками требует последовательного, ответственного выполнения всех ее этапов, это чертежи, подготовка материалов, изготовление отдельных частей кровати, их сборка. В среднем на изготовление кровати уйдет 1–2 месяца, при условии одновременного выполнения других повседневных обязанностей;
выбор материала должен производиться не только из личных предпочтений, но и в зависимости от дизайна комнаты, в которой планируется установка изделия.

Кровать со стальным каркасом Схема каркаса кровати с подъемным механизмом Схема конструкции кровати с подъемным механизмом

Схема сборки кровати

Материалы и инструменты

Любой строительный процесс или изготовление мебели своими руками начинается с составления чертежа, а также подготовки необходимых инструментов и материалов. Выбор материала начинается с основы короба. Самым распространенным и недорогим материалом для изготовления любой мебели являются листы ДСП. Но другие материалы, такие как ОСП, стружечные плиты и другие также можно использовать, все зависит от предпочтений владельца, финансовых возможностей. Далее, подготавливается обивочный материал, выбор которого происходит исключительно из личных предпочтений и дизайна помещения.

Начинка кровати, состоит из поролона, обшивочной ткани. Их размеры и толщина подготавливается согласно составленного чертежа.

Наиболее доступным и недорогим материалом для изготовления кровати является ДСП

Для обработки материала и подготовки его к монтажным работам своими руками потребуется такой инструмент:

уровень;
рулетка;
карандаш или маркер;
электролобзик;
шуруповерт с разными насадками;
болгарка с диском по металлу;
сварочный аппарат;
строительный фен;
планки стальные;
мебельный степлер.

Ортопедическое основание

Материалы для основания

Система трансформации лифт

Какой выбрать подъемный механизм

Дизайн современных кроватей позволяет использовать их в разных по размеру комнатах, имея при этом подходящий подъемный механизм, благодаря которому спальное место может откидываться как горизонтально, так и вертикально. Кроме этого, подъемные кровати классифицируются по виду встроенного подъемника. От него зависит простота и удобство использования мебели. Подъемный механизм делится на 3 вида:

с ручным подъемом;
пружинный;
на газовых амортизаторах.

Газлифт Пружинный Ручной

Механизм с ручным подъемом является самым доступным устройством, потому как он не содержит дополнительных приспособлений в виде амортизаторов или пружин. Кровати с таким механизмом в основном используются для взрослых, так как при открытии короба нужно приложить немалые усилия, детям справится с такой нагрузкой не под силу. Но, кроме недостатков, у ручного механизма есть и преимущества - прочность, долговечность.

Пружинный механизм удобен в использовании, но вот срок его эксплуатации составляет от 3 лет до 5, после чего нужно будет полностью его менять. Основная причина поломки, это износ, растягивание пружины. Большим плюсом пружинного механизма является его цена, она сравнительно небольшая, благодаря чему он очень востребован и пользуется спросом.

Газовый амортизатор является самыми удобным, надежным, долговечным механизмом. Работает устройство плавно, бесшумно практически без вмешательства человека. Срок эксплуатации такого механизма составляет от 5 лет до 10, при постоянном его использовании. Выбор амортизатора осуществляется в зависимости от габаритов изделия, веса спального каркаса. Механизм на газовых амортизаторах является дорогим, но в то же время востребованным.

При изготовлении кровати своими руками, подъемное устройство можно купить в мебельных магазинах или заказать по интернету. Можно изготовить своими руками из подходящих материалов. Но при выборе материалов нужно учитывать то, что нагрузка от матраса ложится не только на амортизаторы и планки механизма, а и на места креплений с крепежной фурнитурой.

Крепление механизма происходит в таком порядке:

вначале устанавливается верхняя планка устройства, к цокольной части короба, обрешетки спальной плоскости;
для ее полного закрепления изготавливается планка из железного уголкового проката;
сборка двух последующих планок позволит контролировать высоту подъема решетки с матрасом;
крепление нижней опорной планки производится к основному коробу, она необходима для облегчения скольжения шарнирных опор;
закончив установку механизма нужно проверить все его крепления.

Газлифт крепится на реечное основание

Механизм на газовых амортизаторах

Установка газовых амортизаторов

Делаем подъемный каркас

Сборка подъемного каркаса своими руками состоит из двух основных этапов, это столярно-плотницкие работы и процесс обработки.

Столярно-плотницкие работы:

сборка начинается с подготовки деталей для каркаса, согласно чертежу, в котором указаны все размеры;
далее, собирается основа каркаса, это короб из калиброванных досок. Процесс необходимо проводить на полу, для исключения перекосов. Для выравнивания углов необходимо использовать строительный угольник;
производится стяжка конструкции при помощи металлических уголков, а для прочности места стыков проклеиваются столярным клеем. Во время крепления нужно обратить внимание на шляпки саморезов, они должны утопать в древесину, но не сильно. Появившиеся места спилов рекомендуется сразу обрабатывать от заусенцев;
в случае больших размеров спального места рекомендуется сделать центральную перегородку вдоль каркаса;
следующий этап - это крепление реек, которые прикручиваются при помощи саморезов с внутренней стороны боковин, выровняв их по нижнему краю короба. Нужны они для крепления на них ламелей. Размер реек должен быть в пределах 20 на 80 мм;
в качестве ламелей выступают те же рейки, только длина их будет соответствовать ширине кровати. Крепление их производится на опорные рейки вдоль каркаса, с шагом не более 15 см. Для ламелей подойдет и фанера, но в этом случае установка центральной перегородки обязательна;
на этом столярный процесс окончен и подъемный каркас готов.

Обработка каркаса:

этот процесс подразумевает облагораживание деревянных деталей шкуркой или специальной шлиф машинкой и покрытие их лаком;
одним из нюансов подготовки каркаса является фанерный лист, который ложится на ламели для равномерного распределения нагрузки. Либо можно произвести укладку ламелей с частотой шага 8–10 см.

Сборка каркаса

Борты кровати крепятся с помощью уголков и саморезов

Готовый каркас кровати

Изготовление основного каркаса

Сборка каркаса, как и всех других составляющих элементов кровати, производится поэтапно. Первым делом для изготовления основного каркаса подготавливаются его составляющие. Дизайн, высота, размер спинок, наличие ножек все эти нюансы отражены в заранее составленном чертеже. Главное требование при изготовлении изделия, это надежность, прочность и качество материала.

Как было сказано выше, материал можно использовать любой, в зависимости от финансовых возможностей и личных предпочтений. Для короба двуспальной стандартной кровати (2000х1800) потребуется: для боковых деталей - две доски длиною 207 см, для торцевых элементов нужны две доски длиной 182 см. Сборка их производятся по тому же принципу, что и подъемный каркас, при помощи саморезов, уголков и клея. В сборочном процессе этот момент является самым ответственным, поэтому перед креплением уголков нужно проверить, чтобы все углы соответствовали 90 градусам. Излишки выступившего клея необходимо сразу же удалить, чтоб в дальнейшем он не доставлял затруднений при обработке каркаса.

При изготовлении больших кроватей своими руками в основном коробе нужно установить ребро жесткости, через продольную ось изделия. В случае, когда дизайн кровати предусматривает ножки, то последним этапом в монтажном процессе является их установка. Самый просто вариант их изготовления, это сборка двух брусков (40х50) с установкой их на глубину двух венцов бруса. Для усиления конструкции можно по центру также установить ножку. Поставив конструкцию в исходное положение можно переходить к ее обработке, зачистить и покрыть лаком.

Крепление реек для фанерного дна

Ножки для кровати

Ножки крепятся внутри каркаса

Вид с наружной стороны

Чтобы не царапался пол на торцы ножек можно приклееть кусочки линолеума

Обшивка изделия

Окончательным этапом в изготовлении кровати с подъемным устройством, это ее дизайнерское оформление, обшивка. В зависимости от дизайна помещения, личных предпочтений владельца, а также банальных финансовых возможностей, обшивку можно произвести при помощи:

ткани;
кожи;
дермантина.

Если изделие выполнялось из качественного дерева можно провести его обработку лакокрасочными средствами.

Для обшивочного процесса потребуется:

ткань (или другие выбранные материалы);
строительный степлер;
листовой поролон.

Обшивка производится основного каркаса и спинки кровати. Для создания небольшого объема и воздушности обивочному материалу, между древесиной и тканью делается прокладка из листового поролона. Строительного степлера вполне достаточно для крепления ткани, его металлические скобы, благодаря пружинному механизму, достаточно сильно вбиваются в древесину, и плотно удерживаю ткань.

Ножки оборачиваются обивочным материалом

Финишная установка ножек

Борты кровати обтягиваются поролоном

Сверху поролон прибивается с напуском примерно 3-4 мм

Обивка кожзамом

Так отделывался борт вокруг ножки

Снизу кожзам подбивался с напуском, без подворота

Углы обивки закрепляются

Делаем изголовье

Изголовье для кровати можно выполнить из того же материала что и все изделие либо использовать обычный лист фанеры. На фанере или другом материале нужно произвести необходимые замеры и вырезать при помощи электролобзика ту форму спинки, которая больше всего нравится. Но нужно иметь в виду, что во время обшивочного процесса легче работать с прямоугольными формами.

Из листа фанеры выпиливается заготовка изголовья

К заготовке крепится деревянный бордюр

Обивка изголовья происходит по тому же принципу что и основной каркас, при помощи строительного степлера, обшивочного материала и листов поролона. С той разницей, что для изголовья обшивка должна быть более воздушной, поэтому между фанерой и материалом прокладывается два листа поролона. В зависимости от дизайна кровати, при помощи поролона и разных видов материала, можно придать уникальный вид изголовью.

Крепление поролона

Второй слой поролона

Отделка плотным ватином

Натягиваем ткань

Готовое изголовье

Подводя итог, можно сказать, что задумываясь как собрать кровать с подъемным механизмом, не стоит пугаться трудностей, ведь это вполне можно сделать своими руками. Главное условие для получения хорошего результата, это последовательное выполнение всех монтажных этапов, первым из которых является составление чертежа, где обозначены все размеры, количество материала, необходимые инструменты. При соблюдении всех геометрических пропорций кровать получится намного качественнее и надежнее покупного варианта. Материал для ее изготовления выбирается в зависимости от личных предпочтений, финансовых возможностей и дизайна помещения.

Система блоков – теория

Простота и эффективность механизма

Строение грузоподъемного механизма

Классический полиспаст представляет собой механизм, который состоит из двух основных элементов: шкив; гибкая связь

Простейшая схема: 1 – подвижный блок, 2 – неподвижный, 3– канат

Неподвижный блок

Подвижный блок

Принцип работы – в чем секрет

Принцип работы системы блоков

В каких областях применяется система блоков

Полиспаст в составе крюка подъемного крана

Классификация моделей по разным характеристикам

Классификация в зависимости от сложности механизма

В зависимости от сложности механизма выделяют простые; сложные; комплексные полиспасты.

Пример четных моделей

Схема нечетного полиспаста

Объединение двукратного и шестикратного простого полиспаста дает сложный шестикратный вариант

Классификация по назначению подъемника

В зависимости от того, что хотят получить при использовании полиспаста, их подразделяют на:

Силовые;

Скоростные.

А – силовой вариант, Б - скоростной

Кратность – основная характеристика.

Кинематическая кратность

Схемы полиспастов разной кратности

Как производить расчеты для полиспаста

Расчет отдельного блока

Для расчета выводят уравнение моментов для шкива относительно оси:

SсбегR = SнабегR + q SнабегR + Nfr (1)

В формуле 1 показаны моменты таких сил:

– Sсбег – усилие со стороны сбегающего каната;

– Sнабег – усилие со стороны набегающего каната;

– q Sнабег – усилие, для сгибания/разгибания каната с учетом его жесткости q;

– Nf – сила трения в блоке, с учетом коэффициента трения f.

Для определения момента все силы умножаются на плечо – радиус блока R или радиус втулки r.

N = 2 Sнабег×sinα (2)

В этом уравнении:

– N – воздействие на ось шкива;

– Sнабег – усилие со стороны набегающего каната (принимается примерно равным Sсбег;

– α – угол отклонения от оси.

Блок полиспаста

Расчет полезного действия блока

ηб = Sнабег/ Sсбег = 1/(1 + q + 2fsinα×d/D) (3)

В уравнении:

– 3 ηб – КПД блока;

– d и D – соответственно, диаметр втулки и самого шкива;

– q – коэффициент жесткости гибкой связи (каната); f – коэффициент трения;

– α – угол отклонения от оси.

На схеме изображены все силы S на разных ветвях каната

– S1=ηп S0;

– S2=(ηп)2 S0; (– 4)

S3=(ηп)3 S0; ….

– Sn=(ηп)n S0.

КПД полиспаста при разной кратности

Как сделать подъемник своими руками

Разные схемы простых и сложных подъемников

Подготовка базы – схема и чертеж

Чертежи сдвоенной модели в разных вариациях

Как подобрать веревку и блок

Ролик, по которому движется канат

Пошаговая инструкция для подъема груза через блок

– ролик – 2 шт.;

– подшипники;

– втулка – 2 шт.;

– обойма для блока – 2 шт.;

– веревка; крюк для подвеса груза;

– стропы – если они нужны для монтажа.

Для быстрого соединения используют карабины

Пошагово подъем груза на высоту осуществляется так:

1. Соединяют ролики, втулку и подшипники. Объединяют все это в обойму. Получают блок.

2. Веревку запускают в первый блок;

3. Обойма с этим блоком жестко крепится к неподвижной опоре (железобетонная балка, столб, стена, специально смонтированный вынос и пр.);

4. Затем конец веревки пропускают через второй блок (подвижный).

5. К обойме крепят крюк.

6. Свободный конец веревки фиксируют.

7. Стропят поднимаемый груз и соединяют его с полиспастом.

Можно ли объединить полиспаст и лебедку

Полиспаст для лебедки