Машинно задвижвани лебедки
3. Машинно задвижвани лебедки. Предназначение, устройство, основни параметри и изчисление
Понастоящем като задвижващи механизми на лебедки се използват електродвигатели и рядко двигатели с вътрешно горене. В зависимост от задвижването лебедките се наричат електрически, дизелови, парни и пневматични. Според метода на прехвърляне на въртене от вала на двигателя към барабана, лебедките се разделят на реверсивни (зъбни) лебедки, при които барабанът е свързан с вала на двигателя чрез постоянна кинематична връзка (редукторни зъбни колела), а товарът може да се спусне само със сила (чрез въртене на вала на двигателя в обратна посока) и фрикционни лебедки, при които барабанът е включен за повдигане с помощта на фрикционен съединител или разглобяем фрикционна предавка. В последния случай спускането на товара се извършва с изключен барабан от задвижването и скоростта на спускане се регулира от лентова спирачка.
Най-разпространени са реверсивните лебедки, използвани за оборудване на строителни кранове и други подемни устройства.
Спускането на товари върху такива лебедки се извършва принудително (чрез електродвигател) с приблизително същата скорост като повдигането. Посоката на въртене на барабана се променя при промяна на посоката на въртене (реверсиране) на вала на двигателя.
Електрическите лебедки са оборудвани с автоматични спирачки от затворен тип. Предаването на въртене от електродвигателя към барабана се осъществява чрез зъбни и червячни предавки.
Най-често срещаните електрически лебедки с цилиндрични зъбни колела са зъбни лебедки, състоящи се от барабан, зъбно цилиндрично зъбно колело, свързващ еластичен или зъбно-подвижен съединител със спирачкадискови, затворен тип спирачки, ел. мотор и рама.
Барабаните на електрическите лебедки обикновено са изработени от чугун марка SCH15-32 или заварени от тръби и листове. Работните им повърхности най-често са гладки, предназначени за многопластово (до пет слоя) навиване на въжето и по-рядко с струи, нарязани по спирала. Гладките барабани в краищата са снабдени с фланци, надвишаващи последния слой намотка с 1,5-2 диаметъра на навитото въже. Барабаните с потоци най-често са предназначени за еднослойно навиване на въжето, поради което имат по-малък капацитет на въжета от гладките.
Въжето се фиксира върху барабана чрез затягащи пръти или клинова скоба. Надеждността на закрепването е осигурена, ако на барабана има най-малко две навивки на въжето, следователно е необходимо стриктно да се гарантира, че въжето не се развива напълно от барабана и във всички случаи върху него остават най-малко две навивки на въжето.
При определяне на разстояние от барабана до ролката, от която тече въжето, трябва да се има предвид, че за да се осигури правилното навиване на въжето, това разстояние трябва да бъде такова, че тангенса на ъгъла между оста на въжето и равнината, перпендикулярна на оста на барабана, да не е повече от 1:40 за гладки барабани и 1:10 за барабани с потоци. За да се избегнат прекомерни напрежения на огъване, възникващи във въжето по време на навиване, се приема, че диаметърът на барабана е най-малко 15 диаметъра на въжето.
При изчисляване на стените на барабана е необходимо да се определят напреженията от натиск, огъване и усукване. Напрежението на натиск е най-високо. Коефициентът на безопасност в материала на стената на барабана трябва да бъде най-малко 2 спрямо границата на провлачване за стоманени варели и не по-малко от 5 спрямо якостта на опън за чугунени варели.
Дизайнът на барабанадо голяма степен зависи от това как е свързан към устройството. Най-често срещаната твърда еднокомпонентна връзка на барабана с задвижването.
Всички зъбни колела на електрически лебедки са изработени от стомана. Те са с фрезовани зъби и при периферна скорост (върху делителния кръг) над 1,5 m/s се поставят в маслена баня. Зъбните колела обикновено се правят ковани; зъбни колела - лети или заварени. Нарязването на зъбите на завареното колело се извършва по такъв начин, че завареният шев на джантата да се намира под кухината на зъба. Коефициентът на безопасност в материала трябва да бъде най-малко 2 за ковани колела и най-малко 2,5 за колела от лята стомана спрямо границата на провлачане.
Валовете на електрическите лебедки със скорост над 300 в минута по правило се монтират на търкалящи лагери, подбрани така, че тяхната издръжливост да е не по-малка от: 1000 часа за лебедка с лек режим и 2000 часа за лебедка със среден режим. Монтажните механизми като правило имат лесен режим на работа.
Втулките и втулките на плъзгащите лагери са изработени от бронз. При изчисляването на валовете трябва да се вземат предвид напреженията на огъване и усукване. Задължителната граница на безопасност в материала на валовете е 2 спрямо границата на умора. Корпусите и капаците на скоростните кутии са изработени от лята стомана или сив чугун или заварени от листова стомана клас VST. 3. Последните са по-надеждни при работа и по-малко тежки.
В съвременните конструкции предаването на въртящия момент от електродвигателя към барабана се осъществява от цилиндрични зъбни колела с наклонени зъби, затворени в маслена баня. Използването на колела с такива зъби, монтирането на всички валове върху търкалящи лагери, изпълнението на корпуса и капака на скоростната кутия, заварени от листова стомана, използването на легирани стомани значително намаляват размера и теглотолебедки, увеличават тяхната издръжливост, повишават ефективността на предавките и по този начин намаляват необходимата мощност на електродвигателя.
На входящия вал на скоростната кутия или по-рядко на междинния вал на трансмисията, твърдо свързан с барабана на повдигащата лебедка, са монтирани автоматични спирачки с две челюсти или пружинни автоматични спирачки от затворен тип (когато електродвигателят е включен, спирачката се отваря, когато е изключена, тя се затваря). Отварянето (освобождаването) на тези спирачки се извършва от спирачни електромагнити (с дълъг ход тип KMT и с къс ход тип MO) или хидравлични тласкачи.
Предавателните кутии с електродвигател са свързани с помощта на подвижна предавка или гъвкави съединители. Последният се състои от два полусъединителя, излети от стомана, свързани чрез стоманени (арт. 40) пръсти с поставени върху тях еластични пръстени от кожа или гума. Подвижните зъбни съединители са издръжливи и се използват в електрически лебедки с най-нов дизайн.
Обикновено лебедките са оборудвани с кранови електродвигатели с фазов ротор, управлявани от контролери с баласти.
Нискоскоростните лебедки (със скорост на навиване на въжето до 15 m/shn) са оборудвани с електродвигатели с катерица за общо промишлени цели, които позволяват леко претоварване.
Това увеличение обикновено не надвишава 10-15% от номиналната проектна мощност. Тъй като по време на работа на кранови електродвигатели може да се допусне голямо претоварване, мощността, изчислена по тази формула, е достатъчна във всички случаи. Като се има предвид това обстоятелство, както и големи прекъсвания в работата, мощността на електродвигателите на лебедките често се взема с 10-20% по-ниска от необходимата, определена за стабилно движение, и електродвигателите се избират според еквивалентната мощност.
Рамките на лебедките са заварени от канали и листове. Редукторът, лагерите, спирачката, електродвигателят са монтирани върху рендосвани плочи, заварени към рамката на лебедката и закрепени с болтове (срещу разцепване) и ограничители (срещу срязване).
За работа са разрешени само лебедки (Таблица 25), които са придружени от паспорт на производителя. Повдигащият механизъм, на който е монтирана лебедката, трябва да премине статични и динамични тестове преди стартиране. Рамката на лебедката е вградена или в основата, или в конструкцията на повдигащото устройство (кран). Когато въжето се приближи хоризонтално до барабана, достатъчно е да прикрепите лебедката към котвата.
Върху барабана въжето трябва да бъде здраво закрепено с помощта на устройствата, предвидени в неговия дизайн. По време на работа е необходимо да се следи правилното навиване на въжето върху барабана: броят на слоевете на въжетата не трябва да надвишава посочения в паспорта, а броят на завъртанията в първия слой трябва да бъде най-малко два.
Водачът е длъжен редовно да проверява нивото на маслото в скоростните кутии и да смазва лагерите в съответствие с инструкцията за експлоатация на лебедката.
Особено внимание трябва да се обърне на спирачките: наблюдавайте тяхната изправност и регулирайте разстоянието между спирачните повърхности, когато се износват, като не позволявате това разстояние да бъде повече от 1 mm за челюстните спирачки и повече от 1,5 mm за лентовите спирачки. Преди започване на работа лебедката и нейната спирачка трябва да бъдат тествани на празен ход.
При работа на открито спирачката и електродвигателят трябва да бъдат покрити с кожуси, които ги предпазват от вода и сняг. Необходимо е да се следи наличието на предпазители на отворени предавки и кутии с баласти, както и тяхното надеждно закрепване. Стартирането на електродвигателя от контролерите трябва да се извършва плавно, без сътресения.