На рис. 10.24 показано применение ваг для создания крена на мелких судах, например, для ремонта подводной части. При подсыпке песка в надстроенный на конце ваги ящик будет создаваться все больший крен судна, т. е. будет иметь место равенство Pl=Wa.
Рис. 10.24. Применение ваги для создания крена на небольших судах:
ВЛ – ватерлиния до накренивания судна; В1 Л1 – ватерлиния после накренивания судна; W – вес судна; С – центр погруженного объема; Р – вес насыпного груза
В ы м б о в к и – длинные горизонтальные рычаги (металлические или дубовые), применяемые для ручного вращения шпиля или ворота при вытаскивании небольших судов на берег. Система рычаг – ворот может использоваться и во многих других подобных работах.
Клин – разновидность наклонной плоскости, на которой удерживается груз (рис. 10.25).
Рис. 10.25. Разложение сил на наклонной плоскости
Из подобия треугольников NOK и ABC следует, что
т. е. при равновесии сила, действующая параллельно основанию наклонной плоскости, во столько раз меньше силы, действующей перпендикулярно к ней, во сколько раз высота наклонной плоскости меньше ее длины. Клин (рис. 10.26) дает значительный выигрыш при действии на него ударной силы (удар тяжелого молота или кувалды). Из параллелограмма сил A B C D следует, что выигрыш в силе, даваемый клином, равен отношению
где N – распирающая сила;
Р – ударная сила молота.
Рис. 10.26. Применение клина:
а – расклинивание груза; б – расклинивание киль-блока
Клин часто применяется для подклинивания тяжелых грузов при заводке под них стропов, для расклинивания (жесткого закрепления) грузов на корабле, киль-блоков при стоянке корабля в доке или при его установке на слипы и эллинги.
Каток нашел широкое применение при выполнении работ, связанных с передвижением различных грузов. Обычно для этого используется три-четыре катка одинакового диаметра. Целесообразнее применять металлические катки, состоящие из труб достаточной жесткости. Каток по возможности следует брать толще, так как сила, требующаяся на перемещение груза, уменьшается пропорционально увеличению диаметра катка.
Если каток (рис. 10.27) за один оборот проходит расстояние, равное длине его окружности, то центр катка передвинется на то же самое расстояние; на это же расстояние ЛВ переместится по катку и груз, а относительно палубы он пройдет расстояние, в два раза большее, чем каток.
Рис. 10.27. Действие катка:
А – конец оборота катка; В – начало оборота катка
Если катки идут параллельно один другому, движение перемещаемого груза происходит прямолинейно и перпендикулярно к каткам. Если в процессе передвижения груз необходимо развернуть, катки ставят под углом, и тогда центр вращения груза будет находиться примерно в точке пересечения линий осей катков.
Ворот является простейшей грузоподъемной машиной. Состоит из вала, на который навивается трос или цепь с помощью одной или нескольких рукояток (вымбовок), и станины. В зависимости от расположения вала ворот может быть горизонтальным (рис. 10.28) и вертикальным (рис. 10.29).
Рис. 10.28. Ручная лебедка (ворот горизонтальный):
1 – подшипник; 2 – рукоятка тормоза; 3 – штанги-болты; 4 – рукоятка; 5 – рама; 6 – вал; 7 – чугунное колесо ленточного тормоза; 8 – ленточный тормоз; 9 – зубчатая передача
Рис. 10.29. Кабестан (ворот вертикальный):
1 – вымбовка; 2 – барабан; 3 – рабочий конец троса; 4 – крепление ворота; 5 – свободный конец троса
По принципу действия ворот – ломаный рычаг, у которого одно плечо равно радиусу окружности, описываемой рукояткой, другое – радиусу вала. Теоретически выигрыш в силе у ворота равен отношению этих радиусов.
Для получения значительного выигрыша в силе при подъеме или подтаскивании груза применяются дифференциальные вороты, у которых одна половина барабана имеет больший диаметр, чем вторая. При подъеме груза трос навивается на часть барабана большего диаметра и сходит с барабана меньшего диаметра. При вращении рукоятки в обратную сторону груз будет опускаться.
Усилие Р в кгс, которое необходимо приложить к рукоятке вопота:
где W – вес поднимаемого груза, кгс;