Гідропривідні лебідки – Основні засоби
Лебідкою прийнято вважати механізм, призначений для підйому-опускання вантажів за допомогою сталевого каната або ланцюга, рідше – за допомогою сталевого дроту. Цей пристрій широко застосовують при виконанні вантажно-розвантажувальних робіт у будівництві, на транспорті, складах, у лісозаготівельному та сільськогосподарському виробництві, суднобудуванні, а також у нафтопромислових машинах, нафтогазовому устаткуванні та в багатьох інших випадках. Однак слід мати на увазі, що лебідки не призначені для підйому людей.
За конструктивним виконанням лебідки бувають стаціонарні, мобільні, що встановлюються на пересувні транспортні засоби (автомобілі, трактори) або вбудовані в вантажопідйомні засоби на спеціальних машинах. В Україні серійно виготовляють лебідки з ручним, механічним або електричним приводом з тяговим зусиллям від 6,5 до 50 кН. Лебідки з гідравлічним приводом із вбудованими планетарними редукторами давно та успішно застосовують у складі стрілових кранів вантажопідйомністю від 156,8 до 490 кН (від 16 до 50 тс). В устаткуванні для лісозаготівель лебідки встановлюють переважно на гусеничних трелювальних тракторах ТТ-4М Алтайського та Онезького заводів. Як правило, це однобарабанні лебідки, реверсивні з механічним приводом. Зазвичай привід від трансмісії тракторів йде до лебідки через карданну передачу, редуктор роздавання і дво-триступінчасту коробку передач. Керуються такі лебідки вручну за допомогою двох-трьох важелів.
Лебідки з механічним приводом та важелевим керуванням – більш металомісткі, габаритні та трудомісткі у виготовленні. Якщо потрібна дво- або тришвидкісна частота обертання барабана лебідки, конструкція механічної передачі помітно ускладнюється.Вітчизняна промисловість не виготовляє лебідки з гідравлічним приводом як окремий виконавчий механізм для виконання підйомно-транспортних операцій, монтажних та інших робіт. За кордоном гідроприводні лебідки застосовують широко.
Типова лебідка з гідроприводом зазвичай складається з наступних частин: барабана, на який намотується канат, ланцюг або сталевий дріт, що передає тягове зусилля; приводного гідромотора; планетарного редуктора та багатодискового гальма, встановлених на корпусі лебідки; розподільника; запобіжного, зворотного, «човникового» клапанів, які забезпечують запобігання перевантаженням та спуску вантажу; додаткових засобів, що забезпечують безпечну експлуатацію.
Центральний науково-дослідний та проектно-конструкторський інститут механізації та енергетики лісової промисловості (ВАТ «ЦНДІМЕ») в останні роки виконував аналітичні та експериментальні роботи зі створення нової канатної трелювальної установки МЛ-139 з трибарабанною лебідкою. Її створювали на шасі автомобіля КамАЗ-43-118 зі спеціальною щоглою для виконання лісозаготівельних робіт на крутих схилах (понад 15°). Досвідчений зразок установки як експонат демонструвався в Москві на міжнародній виставці «Лесдревмаш-2004», але серійне виробництво досі не розпочато. Причин тому багато, і головна – це відсутність необхідних коштів у виробника та жорсткі вимоги до технологій органів сертифікації, що зберігають.
На прикладі гідропривідних лебідок європейських компаній Brevini (серій JMI та DM) та Dinamic Oil (серії Hydraulic Winchees) видно, що найкраще завдання підйому вантажу вирішується за допомогою регульованої замкнутої гідропередачі в агрегатному виконанні, що складається з регульованого насоса та регульованогогідромотора з широким діапазоном регульованих частот обертання вихідного валу гідропередачі. Наприклад, тягове зусилля на канаті лебідок компаніїBreviniсеріїDW- 4900. 34300 Н (500. 3500 кгс); лебідок серіїJMI- 9800. 294 000 Н (1000. 30 000 кгс).
КомпаніяDinamic Oilрозробила 26 типорозмірів гідравлічних лебідок: п'ять типорозмірів серії BH, п'ять серії NP, шість серії P і дванадцять типорозмірів найбільш перспективних лебідок серії S з уніфікованою зубчастою передачею, з електрогідравлічною та піделектронною системою із максимальним зусиллям на тяговому канаті. Гідропривідні лебідки серіїBHз номінальним тяговим зусиллям на канаті 7840. 19 600 Н (800. 2000 кгс) здобули популярність завдяки простій та надійній конструкції. Лебідки серії Р з тяговим зусиллям 5880. 19 600 Н (600. 2000 кгс) завдяки оригінальному проекту та компактності також мають успіх на ринку. Зубчастий редуктор, дискове гальмо та гідромотор лебідок цієї серії розміщуються в барабані лебідки, а запобіжний клапан, що знижує тиск при перевищенні номінального тягового зусилля в канаті, встановлений на гідромоторі.
Нещодавно Dinamic Oil освоїла виробництво лебідок серіїNP', в яких застосований уніфікований ряд зубчастих коліс силової трансмісії. Ця уніфікація є реакцією компанії на ринкову ситуацію: зниження витрат споживача у процесі експлуатації цього пристрою впливає попит.
Гідравлічні лебідки серіїPзамінять лебідки серіїS, тим самим продовжаться традиції компанії Dinamic Oil, що виготовляє компактні лебідки з покращеними експлуатаційними властивостями. Цього вдається досягати, наприклад, завдякизастосування широкого ряду аксіально-поршневих гідромоторів. Окрім згаданих серій компанія також випускає лебідки серіїN' та серіїSWc тяговим зусиллям на замовлення споживача.
Розглянемо докладніше окремі вузли гідравлічної лебідки.Статичне (нормально-відкрите) гальмоскладається з сталевих дисків, з'єднаних з валом електродвигуна змінного струму (або альтернативним) і з іншими сталевими дисками, з'єднаними з корпусом лебідки. Диски розміщуються в маслі під тиском, що створює гідропривід, і блокуються в пакет за допомогою тарілчастих пружин. Повертання дисків автоматично зупиняється, коли двигун вимкнено. Відкриття-закриття гальма визначено пуском та зупинкою мотора.
Епіциклоїдальний шестеренний редукторвстановлений у барабані лебідки для збільшення зусилля підйому та зменшення швидкості обертання барабана в системі гідроприводу, щоб забезпечити номінальне зусилля в тяговому канаті для ефективного підйому вантажу.
Запобіжний (контрольний) клапанслужить для забезпечення плавного опускання вантажу на канаті. За допомогою налаштування тиску гідроуправління він запобігає перевантаженню в екстрених випадках. Цей захисний пристрій вважають фундаментальним засобом безпеки.
Барабан і опорні елементи.Барабани зазвичай роблять із сталевої труби або відливають із сталі. Опорні елементи скріплюють болтами або зварюють.
Гідропривідособливо важливий. Зазвичай до гідравлічної лебідки робоча рідина (РЖ) підводиться двома сталевими трубопроводами, які подають її до гідромотора. Розподільник з відкритим центром – «фундамент» управління, який дозволяє робочим відведенням гідромотора спрямовувати потік РЖ у резервуар, визначаючи напрямок обертання лебідки.Гідророзподільник має бути конфігурації «H», він забезпечує автоматично пружинне повернення рукоятки управління у вихідну (нейтральну) позицію щоразу після того, як її переміщає оператор.
РЖ під тиском, протидіючи стиску пружин, розмикає гальмівні диски, встановлені один навпроти іншого, та забезпечує вільне обертання валу електромотора. Якщо ручка розподільника встановлена в центрі (в нейтральній позиції), пружини повинні блокувати гальмівні диски. Таким чином, РЖ під тиском при замкнутому гальмі відводиться через два отвори від гідромотора до бак гідросистеми. Якби розподільник був із закритим центром, як один запірний елемент, це виключило б вільне перетікання РЖ від робочих відводів гідромотора в бак гідросистеми і не дозволило б замкнути гальмо. У такому разі лебідка також працює, але з перебоями: вантаж на канаті має тенденцію опускатися. Мінімальний тиск, що забезпечує замкнутий стан гальма, має бути 0,4. 0,5 МПа.
Якщо внутрішній діаметр трубопроводів є недостатнім для нормального потоку РЖ, підвищення тиску в гідросистемі може викликати відмову в роботі вантажопідйомного механізму, особливо при низькій температурі навколишнього середовища. У разі зупинки вантажу на канаті тиск, що створюється на поршні гальма, спричинить відмову гальмівного пристрою. Для забезпечення безвідмовної роботи гальмівної системи необхідно, щоб тиск трубопроводів гальм не перевищував 0,4. 0,5 МПа.
Застосування гідроприводу із замкнутим потоком виключає необхідність застосовувати традиційні вузли та агрегати – карданний вал, муфту зчеплення, проміжний редуктор або коробку передач, гальмо, тому що в барабані лебідки вже встановлено нормально-замкнене багатодискове.гальмо, а в гідросистемі є зворотний клапан, що виключає мимовільне опускання вантажу при попутному навантаженні за рахунок абсолютної герметичності.
При експлуатації гідроприводних лебідок у районах з помірним кліматом (виконання У) як літній сорт та всесезонний для районів з теплим кліматом (виконання Т) рекомендується гідравлічна олія МГЕ-46В (МГ-30) за ТУ 38.001347-83 в інтервал 20 до +75 °С. Періодичність заміни гідравлічної олії основних сортів - 3500. 4000 год, але не рідше одного разу на два роки.
Іншим важливим компонентом гідросистеми єфільтр. При встановленні аксіально-поршневих насосів рекомендується застосовувати в гідросистемі фільтри номінальною тонкістю фільтрації 10 мкм. Для героторних або радіально-поршневих гідромоторів допускається застосовувати фільтри з номінальною тонкістю фільтрації не вище 25 мкм. Безвідмовність та тривалість експлуатації гідравлічних лебідок безпосередньо залежить від своєчасної заміни забруднених фільтроелементів.
Для безаварійної експлуатації гідросистеми потрібна наявністьклапана максимального тиску. Якщо з будь-якої причини у розподільнику немає клапана, його слід встановити в напірному трубопроводі при попередньому тиску відкриття відповідно до інструкції з експлуатації конкретного механізму або машини.
Для нормальної роботи гідравлічного мотораоптимальна температураРЖ в гідросистемі повинна бути в межах від +30 до +60 ° С при кінематичній в'язкості РЖ 20. 75 мм/с2. Допустимий діапазон робочих температур навколишнього середовища –40. +60 °С.
Комплектуючі пристрої.Гідравлічні лебідки зазвичай комплектуються кабелем натяжного пристрою, кабелем натяжного пристроюз електричним перемикачем, кабелем натяжного пристрою з електричним перемикачем навантаження, приладом для вимірювання подовження каната (за винятком лебідки серії BH), приладом для вимірювання частоти обертання (тільки для лебідок серії Р).
Обмежувач навантаження та екстензометр(прилад для вимірювання подовження каната) встановлюють за заявкою споживачів. Він визначає деформацію конструкції лебідки, викликану зусиллям натягу каната.
Електронна система обмеження навантаженняскладається з наступних компонентів: екстензометричного датчика (екстензометри з'єднані між собою містком опору та приклеєні до сталевої пластини) та електронної панелі, що обробляє сигнал, який передає датчик. Кожна деформація конструкції лебідки, що виникає під дією тягового зусилля каната, призводить до зміни довжини сталевої пластинки екстензометра і, отже, зміни опору містку опору.
Електронна панель збільшує дисбаланс містка і порівнює його з величиною, на яку зроблено таріровку (налаштування). Якщо деформація перевищує максимально допустиме навантаження на лебідку, вантажопідйомний механізм відключається, оскільки спрацьовує електромагнітний клапан на гідравлічній станції. У цьому випадку оператору машини слід знизити навантаження, доки деформація не зменшиться до нормального значення.
В Україні виробництво сучасних гідравлічних лебідок доцільно і можливо організувати, якщо проаналізувати та максимально використати зарубіжний досвід проектування та виробництва. Не виключається і можливість створення спільних виробництв.