Измерение КПД автомобильных блоков для полиспаста.

Статья, с некоторым дополнением, переехала сюда:

https://внедорожная-эвакуация-тяжелой-техники.рф/Izmerenie-KPD-blokov.html

Там же будет продолжение.

Лабораторная работа :) по измерению КПД блоков ЗИЛ и капролоновых блоков для синтетического троса.

Инвентарь:
1. весы до 10т
2. весы до 1т
3. 6 блоков от автомобиля ЗИЛ
4. 6 блоков для синтетического троса (далее бублик)
5. синтетический трос 10мм 40м
6. синтетический трос 10мм 10м
7. корозащитки, шаклы итд
8. телефон с видеокамерой.

Порядок проведения:

1. Собрали весы последовательно на одной линии и сверили их показания. Расхождение составило около +/- 3%.

2. Собрали простой полиспаст из 6 ЗИЛ блоков. 3 блока на одном дереве и 3 блока через 10т весы на другое дерево, т.е. весы (10т) измеряют результирующую силу полиспаста. Вторые весы стояли между лебедкой и ходовым концом полиспаста.

Таким образом мы измеряли силу, которая создается лебедкой (x), и силу, которая получается на выходе(y). Зная их мы можем найти среднее КПД блоков (k)

Формула имеет следущий вид

x + x*k + x*k**2 + x*k**3 + x*k**4 + x*k**5 + x*k**6 = y

** возведение в степень, если кто не в курсе.

Формула интуитивно понятная, "+" это блоки, а x*k**n - это сила на нитках между блоками, n - это порядковый номер нитки, начиная с нуля, т.е. нулевая нитка это та, за которую тянет лебедка. Ну и y - это результат сложения всех сил полиспастом.

x = (тяга на 1т весах)
у = (тяга на 10т весах)

Решение такого уравнения я отдал на аутсорс сюда:
https://www.wolframalpha.com/input?i=x%2Bx*k%2Bx*k**2%2Bx*k**3%2Bx*k**4%2Bx*k**5%2Bx*k**6%3D5217%3B+x%3D1000

3. Второе измерение. 10т весы измеряют результирующую силу, 1т весы измеряют силу на последней нитке.

Получилась система уровнений:

x + x*k + x*k**2 + x*k**3 + x*k**4 + x*k**5 + x*k**6 = (тяга на 10т весах)

x*k**6 = (тяга на 1т весах)

(x здесь имеет другое значение)

4.Третье измерение. 10т весы измеряют последнюю нитку, а 1т первую

x*k**6 = y
k = (y/x)**(1/6)

Собственно, все измерения пришли к +/- одному и тому же результату, средний КПД 6 блоков ЗИЛ 0.8840

(10т) (1т) КПД 1546 303 0.89223 1886 410 0.85554 2646 537 0.87998 2735 569 0.87121 3049 614 0.88271 3170 628 0.88847 4081 818 0.88435 4176 848 0.87977 4099 828 0.88163 4066 816 0.88392 4007 804 0.88399 3955 793 0.88424 3722 684 0.91462

Дальше решили измерить несколько блоков ЗИЛ по одному. Это добавляет погрешность измерения, но зато измеряется отдельный блок.
Измерили самый хороший, хороший и самый плохой (на ощупь) блоки. В результате КПД 0.9139, 0.8519 и 0.8228.
Все блоки я разбирал и смазывал, но блоки БУ и они в разном состоянии. Где-то втулка болтается в ролике, где-то во втулке износ и люфт.
Данные я обрабатывал уже дома, но на месте примерно прикидывал результат. Увидев результат дома, я понял, что надо было проверять каждый блок отдельно.

Дальше замерили один бублик. В среднем КПД получилось 0.7925 (медиана 0.8036)

После этого собрали полиспаст из 6 бубликов и измерили результирующую силу и тягу лебедки. Остальные измерения я решил не делать, т.к. стало понятно, что результат один и тот же.

Средний КПД бублика получился 0.8011, медиана 0.7931. Но интереснее как он менялся от нагрузки (или от времени).

(10т) (1т) КПД 307 86 0.76144 343 95 0.76582 412 111 0.77639 609 159 0.78831 577 153 0.78245 713 189 0.78257 900 232 0.79310 966 250 0.79162 1100 279 0.79917 1324 323 0.81362 1486 368 0.80807 1776 422 0.82332 2935 658 0.84447 3161 728 0.83472 3737 822 0.85133

Получается, что по мере возрастания нагрузки КПД увеличивается. У ЗИЛовских блоков КПД в диапазоне 200-900кг не изменялось. К сожалению, я все это переводил в цифры уже по видео дома. Увидев это на месте, я бы перемерил еще раз. А пока можно только догадываться что произошло.
У меня есть несколько идей на этот счёт:

1. Бублик притирает софтшакл и трение в этой системе уменьшается.
2. Банально сбилась установка нуля на 10т весах. У них ощутимо уходят показания при изменении температуры. Я сверял нули на весах перед каждым измерением. Маловероятно, но черт его знает...

Выводы:

Изначально, когда мы собирались проводить эти измерения, я предполагал, что КПД ЗИЛовского блока будет в районе 0.95, а КПД бублика в районе 0.85.
Но все оказалось несколько сложнее. Конечно, сложно считать это достоверным измерением, но общее представление о потерях оно даёт. В любом случае, бублик отличная штука, и я рекомендую её всем, кто использует только синтетику и кому не нужно собирать полиспасты с большим количеством блоков. Но даже если вам придется это сделать, то всё будет работать. КПД у него в любом случае не ниже 0.8. Но похоже надо перемерить, при случае.

ЗИЛовские блоки... надо еще разобраться, как можно улучшить их КПД. Думаю, это измерение можно считать достоверным(0.8814), если не забывать, что оно среднее по 6 блокам. А значит, какой-то работает лучше, а какой-то хуже.