מערכות הרמה ומתיחה

מתוך Climbing_Encyclopedia
(הופנה מהדף מערכות הרמה)
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

מערכות הרמה הוא שם כולל למערכות המשמשות להרמה או משיכה של משקל גדול בעזרת חבל או כבל. מערכת הרמה עשויה לכלול מספר רכיבים (על פי השימוש והצורך: עיגונים, אלחוזר, מערכת רווח כוח, וחלק המשמש כאינדיקטור לעומס מקסימאלי ולשיחרור עומס (פיוז). מערכת הרמה שימושית בעיקר בפתרון תקלות, חילוץ ובהולינג. משתמשים במערכות דומות גם למתיחה, למשל באומגה.

שיטת עבודה

הרמה קצרה וזמנית

כמו שנדרש לפעמים בפתרון תקלות על חבל, בפעילות גלישה או כשצריך לעזור למטפס שמתקשה בקטע קצר של טיפוס, לא תמיד בונים מערכת שלמה. האלחוזר יכול להיות אמצעי החיכוך עצמו, לא טורחים להחליף את הטבעות בגלגלות ועוד פרטים קטנים. ההבדל החשוב הוא בגודל משטח העבודה, שבזמן פתרון תקלה על חבל (חילוץ גולש או חילוץ מוביל) הוא בגודל טווח היד של המחלץ.

הרמה ארוכה של משקל גדול

כמו בחילוץ, דורשת מערכת מלאה, על כל מרכיביה כפי שיפורטו בהמשך. יש חשיבות גדולה למשטח העבודה. גודל משטח העבודה קובע מה האורך שניתן למשוך בכל פעם. חשוב לזכור כי במערכת רווח כוח 3 (מערכת Z) המשקולת מתרוממת רק שליש ממשטח העבודה בכל פעם. במערכת כזו - לדוגמה - לאחר שהפרוסיק מגיע לגלגלת שבעיגון, יש צורך לעצור ולהוריד את הפרוסיק בחזרה למטה. השימוש במערכות הרמה כאלה יהיה בד"כ בחילוצים גדולים המבוצעים על ידי צוות מיומן.

חלקי המערכת

חלקי מערכת הרמה כללית: מערכת רווח כוח, אל חוזר, ואמצעי לשחרור עומס

התרשים מתאר את התפקידים השונים של החלקים במערכת הרמה. החלקים המתוארים בתרשים אינם חשובים בפני עצמם, אלא רק בפונקציה שהם ממלאים במערכת. למשל, אם במערכת מתיחה משתמשים בגריגרי כאלחוזר, הרי שמובנית בתוכו גם האפשרות לשחרור עומס. דוגמה נוספת: בכננת חשמלית (כזו של ג'יפ) יש רווח כוח ואלחוזר יחד.

זאת ועוד: חלקי המערכת המתוארים כאן אינם תמיד נחוצים כולם. יש הבדל ברור בין מערכת להרמה זמנית, למשקל נמוך ולמרחק קצר (בה אולי לא צריך להגביל את העומס, לא צריך אלחוזר והחבלים הם העיגונים) לבין מערכת למתיחת אומגה או להרמה בחילוץ עומק (עומסים גבוהים וקבועים, חיכוך רב, הרמה למרחק גדול).



מערכת משיכה

מערכת המשיכה היא לרוב מערכת רווח כוח, המשמשת לניצול יעיל של הכוח העומד לרשותנו לצורך המתיחה. אם, למשל, יש שני אנשים למתיחה, ניתן למשוך בכוח של כ-120ק"ג בערך (שני אנשים שכל אחד מושך כ-60ק"ג). על ידי שימוש במערכת Z, למשל, ניתן להגיע לכוח משיכה של 360ק"ג (בהזנחת חיכוך במערכת).

במקום מערכת רווח כוח של גלגלות וחבלים ניתן להשתמש בכננת ידנית או ממוכנת, בצוות של אנשים, בגמל או ברכב. בכל מקרה יש לבחון את הסיטואציה ולבנות את המערכת המתאימה.

אלחוזר

אלחוזר הוא אמצעי חד כיווני, מאולתר או ייעודי, הנועל את החבל ולא נותן לו לחזור (כשמו) לאחר הרמה. תפקידו של אלחוזר לשמור על החבלים או הכבלים מתוחים בזמן שלא מתבצעת הרמה. קיימים אלחוזרים רבים והם מתוארים בדף המיועד להם. כאן נדון בהיבטים הנוגעים לאלחוזרים במערכות הרמה.

לאלחוזר שני תפקידים במערכת הרמה:

  1. גיבוי - האלחוזר מוודא כי המשקל שמרימים (משקולת או אדם) לא ייפול גם במקרה חרום בו קרה משהו למנוע המרים (כננת או אדם).
  2. שחרור המנוע המרים על מנת להחליפו, להעבירו וכו'. עניין זה נוגע למנוחה, שינוי המערכת, הגדלת או הקטנת רווח הכוח וכו'.

מיקום אלחוזר

מיקום האלחוזר תלוי במידה רבה במבנה מערכת רווח הכוח. בכל המקרים נכון לומר כי המקום הטוב ביותר הוא על החבל הקשור למשקולת, שהוא זה שעולה. יש ליצור את מסלול העברת העומס הישיר ביותר האפשרי מן המשקולת, דרך החבל והאלחוזר אל העיגון.

תמיד כדאי לשים את האלחוזר בנקודה הגבוהה ביותר, ממש לפני הכניסה למערכת. הדבר החשוב הוא להשאיר חלק גדול ככל היותר של החבל מתוח, כדי שלא נצטרך למתוח אותו שוב אם מפסיקים להרים ומתחילים שוב.

חשוב להבחין בין אלחוזרים זמניים לקבועים, ובין אלחוזרים המסוגלים לשאת עומס דינאמי לכאלה שאינם מתאימים לשאת עומס כזה.

ניתן להבחין בין שלושה מקרים בסיסיים:

הרמה בעזרת החבל המחובר למשקולת

כאשר מערכת רווח הכוח נבנית על בסיס החבל המחובר למשקולת כמו במערכת Z, יעיל ביותר לשים את האלחוזר על החבל עצמו, בקטע, של משטח העבודה, הרחוק ביותר משפת המצוק. טענה זו נכונה לכל מערכת הרמה המתחילה במערכת Z, כלומר שמערכת ה-Z היא החלק של רווח הכוח על קטע החבל הקרוב ביותר למשקולת. במערכת Z האלחוזר יהיה מחובר ישירות לעיגון.

הרמה בעזרת חבל חיצוני

בכל מערכת בה מרימים בעזרת חבל חיצוני (מערכת רווח כוח 2, למשל), המקום הטוב ביותר לאלחוזר יהיה בקטע החבל הקרוב ביותר לשפת המצוק, ולפעמים אפילו מעבר לשפה.

גלגלת תחתונה

במקרה בו מרימים בעזרת גלגלת תחתונה, מיקום האלחוזר תלוי במבנה המערכת. יש לנהוג בחבל העולה כאילו היה חבל אחד ואז להמשיך על פי הכללים שניתנו בשני הסעיפים הקודמים.

אל חוזרים ולמה הם מתאימים

rescuescender

טנדם-פרוסיק

גריגרי

גריגרי הוא מכשיר ייעודי לאבטחה בהובלה בחבל יחיד שמיוצר על ידי חברת Petzl הצרפתית. הגריגרי ננעל אוטומטית במקרה של נפילה, והוא למעשה סוג של אלחוזר.

בשנת 2011 יצא דגם חדש של גריגרי: קטן וקל יותר, ומתאים גם לחבלים דקים יותר, אבל באופן עקרוני - אותו הדבר.

הגריגרי לא מיועד באופן רשמי לשימוש במערכות הרמה, אבל יכול להיות יעיל במקרים מסויימים. מכיוון שהחבל עובר בו על תוף (עם קפיץ), החבל לא עובר בו ישר אלא עושה סיבוב של כ-180°. זה משפיע בשני אופנים על השימוש בו כאלחוזר במערכות הרמה:

  1. הוא מוסיף לא מעט חיכוך למערכת. מי שרוצה להבין למה בדיוק (זהירות - הסבר פיזיקלי במאמר טכני עם פיתוחים מתמטיים) יכול לקרוא את המאמר על איך עובדים אמצעי חיכוך?
  2. הוא לא יכול לשבת על חבל מתוח, אלא רק במקום שהחבל משנה בו כיוון. כלומר - במקום גלגלת, למשל.

ID

מכשיר לעבודה בגובה שעושה עבודה דומה לגריגרי, הוא קצת גדול ומסורבל, אבל יש לו נעילה נוחה, ומעין ג׳ומאר קטן שמונע מהמשתמש להעביר בו את החבל בצורה לא נכונה (ומסוכנת). אותן ההערות על הגריגרי תקפות גם כאן, אבל ב-ID התוף גדול יותר, ולכן יש קצת פחות חיכוך.

ג'ומאר

ג׳ומאר הוא מכשיר ייעודי לטיפוס על חבל. ניתן ״להלביש״ אותו גם עם חבל מתוח, והוא יעבוד מצויין (לזה הוא בנוי), כי החבל עובר בג׳ומאר ישר לגמרי. זה אומר שאפשר להשתמש בו כאלחוזר גם על חבל ישר (כמו במערכות רווח כוח 2) וגם בעיגון (עם גלגלת לשינוי כיוון).

ג׳ומאר מהווה אלחוזר מצויין כי אין בו בכלל איבוד של אורך בהרמה או במתיחה - הגו׳מאר ננעל מייד על החבל.

מצד שני, חשוב לזכור כי ג'ומארים מחזיקים רק בעזרת השיניים הננעצות במעטפת של החבל, ולכן אינם נחשבים חיבור חזק במיוחד. ג'ומארים נחשבים לחיבור שאינו מתאים לעומסים דינאמיים (נפילות ומכות, מה שקרוי באנגלית shock load). ג'ומארים קורעים את מעטפת החבל בעומס של 5.5-7kN, תלוי בעיקר בדגם של החבל ובמצב הג'ומאר.

ropeman, ropeman2, TiBloc, דאק

כל אלה הם מכשירים קטנים וקומפאקטיים שלא מיועדים לשימוש כזה, אבל עושים עבודה לא רעה. כאן יש השוואה ביניהם.

אמצעי שיחרור עומס

חלק זה הנו חיוני בכל מקרה בו יש צורך לשנות את המערכת. דוגמאות נפוצות הם מעבר מהרמה להורדה, במקרה שהמערכת תקועה, במקרים בהם המערכת הופכת להיות לא נחוצה וכו'.

אמצעי לשיחרור עומס כבר קיים בחלק מן המערכות ורק צריך להשתמש בו.

מגביל עומס במערכת

חלק במערכת שתפקידו להגן על כל חלקי המערכת מעומס יתר: העיגונים, הציוד, החבלים. יש לזכור כי העומס המדובר, בד"כ יעלה על המקובל בטיפוס וגלישה. הרעיון כאן הוא להגביל את העומס במערכת לערך המתאים לתנאי העבודה. ניתן לעשות זאת בשתי דרכים עיקריות:

הגבלת כוח המשיכה

בגישה זו העומס עצמו אינו יכול לעלות מעל ערך מסויים. ההגבלה נעשית מראש ובאופן מובנה במערכת או באופן העבודה.

דוגמאות:

  • במשיכה ידנית ניתן להגביל את מספר האנשים המושכים, את רווח הכוח בו משתמשים או את שניהם.
  • אם משתמשים בכננת בעלת מצמד (קלאץ') המחליק בעומס מסויים, היא פשוט לא תמשוך יותר מהכוח בו המצמד מחליק.
  • אפשרות נוספת היא למתוח דרך מד-כוח (דינמומטר) הנותן אינדיקציה למתיחות במערכת בכל רגע נתון וכך לקבל בקרה על העומס.

פיוז

כמו במערכת חשמלית, גם במערכות הרמה, הפיוז (נתיך) הוא רכיב המגן על חלקי המערכת מעומס יתר. הפיוז יכול להיות כזה המחליק מעל לעומס מסויים, או כזה הנקרע בעומס מסויים.

פיוז מקובל הוא פרוסיק על החבל, בעזרתו מתבצעת המתיחה. פרוסיק מחליק בעומס נמוך יחסית, וגם אם הוא ננעל ואינו מחליק על החבל, עומס הקריעה של פרוסיק 5מ"מ הוא כ-500ק"ג. לכן העומס במערכת אינו יכול לעלות מעל לערך זה. כמובן, שמקרה של כשל כזה בשעת המתיחה יביא לעומס דינאמי (נפילה או מכה) על העגינות ועל החבל העובר באלחוזר.

חיכוך

הגורם העיקרי שמשפיע על חיכוך הוא ״שבירות״ וזויות שהחבל עושה במהלך ההרמה. ככל שיש יותר שבירות כאלו, וככל שהזוויות יותר חדות - כך החיכוך יהיה יותר משמעותי, ויידרש כוח גדול יותר כדי להרים את אותו משקל, או להגיע לאותה מתיחות בחבל.

כלומר, מעבר החבל בטבעת מקשה על משיכת החבל במידה קבועה (ולא בכוח קבוע). זה אומר שלכל טבעת נוספת יש לכפול את הכוח בפקטור המתאים (ולא להוסיף כוח קבוע). דרך אחרת לומר זאת היא שהחיכוך אינו גדל בטור חשבוני (כלומר בחיבור של החיכוך מטבעת לטבעת) אלא בטור הנדסי (כלומר במכפלה של החיכוך). לדוגמה: אם החבל עובר בעשר טבעות, וכל טבעת מוסיפה 20 אחוזים לקושי של מעבר החבל, המשמעות היא שאחרי טבעת אחת קשה יותר למשוך את החבל פי 1.2. אחרי עשר טבעות, קשה יותר לא במאתיים, או פי 3 (עשר טבעות שכל אחת מוסיפה 20%), אלא פי [math]1.2^{10} [/math], כלומר פי 6.19.

חשוב לזכור שהחיכוך אינו מתחבר לכוח על החבל, אלא מכפיל אותו. כלומר, אם יש שני גורמי חיכוך, שכל אחד מהם מוסיף 20% לכוח על החבל, אחרי הראשון - יהיה הכוח הנדרש למשיכה 1.2 מהכוח לפניו. לאחר שניים כאלה זה יהיה, כלומר [math]1.2^{20} [/math] 1.44, ולא 1.4, כפי שהיה במקרה של חיבור.

זה אולי נראה הבדל קטן, אבל תראו איך הוא גדל:

כמה גורמי חיכוך כמה חיכוך באמת
1 1.2
2 1.44
3 1.73
4 2.07
5 2.49
6 2.98
7 3.58
8 4.3
9 5.16
10 6.19

וזה רק לפי 20% תוספת. במקרים מסויימים: מעבר על שפת מצוק, חיכוך עם הקרקע ואפילו טבעות, בשינוי כיוון, תהיה תוספת גדולה הרבה יותר.

חיכוך בגלגלות/טבעות

כמובן שחבל העובר בטבעת מוסיף חיכוך יותר מאשר בגלגלות. זה משפיע עד כדי כך, שלא כדאי להגדיל את רווח הכוח מעל ערך מסויים, כי החיכוך ״יאכל״ את כל התועלת שנותן רווח הכוח.

בניגוד לאינטואיציה שלנו, שאומרת שבגלגלות אין חיכוך - גם שם יש. המצב הוא טוב הרבה יותר מאשר בטבעות, אבל גם כאן החיכוך יפריע ויהפוך גדול נוסף ברווח הכוח ללא יעיל.

מספר אצבע טוב הוא עד רווח כוח 4-6 בטבעות, עד רווח כוח 8-9 בגלגלות.

חיכוך עם הסלע

החיכוך על הסלע הוא תכונה של הסלע והחבל (מקדם חיכוך) ושל החיספוס של הסלע. החיכוך גדול בגרניט ובאבן חול, וקטן יותר בגיר ובבזלת, למשל.

פרופיל המסלול גם הוא משפיע על החיכוך, פינות בשפת המצוק, למשל עשויות להוסיף כמות משמעותית ביותר. למעשה - הזווית שעושה החבל היא משמעותית ביותר לכמות החיכוך

עניין נוסף בחיכוך של החבל עם הסלע הוא חריצים: חבל שעובר בחריץ, למשל, עשוי להתקע כלכך עד שיידרש כוח גדול יותר מעומס הקריעה של המעטפת, כדי לשחרר אותו - זה די הרבה חיכוך.

חיכוך בקו הפעולה של המערכת

הכוונה כאן היא לחיכוך עם הקרקע, למשל. אם אפשר להעביר את החבל באוויר - יותר טוב. שלא ייגע בעצים, שיחים ותיקים - יותר טוב.

חיכוך בזווית שאינה בקו פעולת המערכת

שינויי כיוון משפיעים ביותר, בדומה לראנרים במסלול בהובלה, שלא נמצאים בדיוק בקו אחד, ויוצרים דראג.

חיכוך בין החבלים

במערכות הרמה מורכבות, עם רווחי כוח גדולים, יש במקרים רבים יותר מחבל אחד שנע על משטח העבודה, והם נעים בכיוונים מנוגדים, כך שהחיכוך משמעותי מאד. חשוב להרחיק את החבלים ולהפריד ביניהם במידת האפשר.

מעבר מחיכוך סטטי לדינאמי

נקודות נוספות

משטח העבודה

מתיחות החבלים במערכת

השפעת יישום גלגלת תחתונה

בשימוש בגלגלת תחתונה יש כמה השפעות עיקריות:

  1. כל מערכת רווח כוח שנבנית, מוכפלת ב-2 באופן אוטומטי. כמובן שיש חיכוך בגלגלת התחתונה, אבל חיכוך זה יתקבל בכל מקרה בהכפלת רווח הכוח ב-2.
  2. מן הגלגלת התחתונה עולים שני חבלים: חבל אחד שמחובר לעיגון, והוא לא נע ביחס למצוק. החבל האחר עולה עם המשקולת ונע על שפת המצוק. מכיוון שזו מערכת רווח כוח 2 - החבל הנע לוקח רק כמחצית מהמשקל, ולכן הוא נלחץ פחות על שפת המצוק, והחיכוך יורד בהתאמה בחצי.
  3. החבל שעובר בגלגלת התחתונה הוא אחד לכל האורך. המשמעות היא שלפחות לגבי רווח כוח 2, אורך משטח העבודה המעשי הוא כמו המרחק בין העיגון למשקולת ואין צורך לקדם את הפרוסיק/חיבור לחבל ההרמה, כי אין כזה.

כיוון המשיכה במערכת ומספר הגלגלות

שינויי כיוון במערכת

הפסדי כוח

גיבוי במערכת ומתיחות החבל בגיבוי

שימוש בגלגלת מעבר קשר מול העברת הקשר ע"י אלחוזר נוסף

הכפלות כוח על העיגונים ומשמעותן


תרמו לדף זה: מיכה יניב ואחרים...