Лебідки з машинним приводом
3. Лебідки з машинним приводом. Призначення, пристрій, основні параметри та розрахунок
Як приводи на лебідках в даний час застосовують електродвигуни і рідко двигуни внутрішнього згоряння. Залежно від приводу лебідки називають електричними, дизельними, паровими та пневматичними. За способом передачі обертання від валу двигуна на барабан лебідки поділяються на реверсивні (редукторні), у яких барабан пов'язаний з валом двигуна постійним кінематичним зв'язком (зубчастими колесами редуктора), а вантаж може спускатися тільки примусово (обертанням валу двигуна у зворотний бік), і фрикційні , В яких включення барабана на підйом здійснюється за допомогою фрикційної муфти включення або роз'ємної фрикційної передачі. В останньому випадку опускання вантажу проводиться при барабані, відключеному від приводу, і швидкість спуску регулюється стрічковим гальмом.
Найбільш поширені реверсивні лебідки, які застосовуються для обладнання будівельно-монтажних кранів та інших підйомних пристроїв.
Спуск вантажів на таких лебідках проводиться примусово (електродвигуном) приблизно з тією самою швидкістю, як і підйом. Напрям обертання барабана змінюється при зміні напрямку обертання (реверсування) валу електродвигуна.
Електролебідки обладнуються автоматичними гальмами закритого типу. Передача обертання від електродвигуна до барабана здійснюється зубчастими та черв'ячними передачами.
Найбільш поширені електролебідки з циліндричними зубчастими передачами - редукторні, що складаються з барабана, циліндричного зубчастого редуктора, сполучної еластичної або зубчасто-рухомої муфти з гальмівнимдиском, гальма закритого типу, електродвигуна та рами.
Барабани електролебідок зазвичай виготовляють литими із сірого чавуну марки СЧ15-32 або звареними з труби та листів. Робочі поверхні найчастіше гладкі розраховані на багатошарову (до п'яти шарів) навивку каната, і рідше з струмками, нарізаними по гвинтовій лінії. Гладкі барабани по кінцях постачають ребордами, що перевищують останній шар навивки на 1, 5-2 діаметра канату, що намотується. Барабани з струмками найчастіше розраховані на одношарову навивку каната, тому мають меншу канатоємність, ніж гладкі.
Кріплення каната на барабані здійснюється притискними планками або клиновим затискачем. Надійність кріплення забезпечується за умови, якщо на барабані знаходиться не менше двох витків каната, тому необхідно суворо стежити, щоб канат повністю не змотувався з барабана і на ньому в усіх випадках залишалося не менше двох витків каната.
При призначенні відстані від барабана до ролика, з якого збігає канат, слід мати на увазі, що для забезпечення правильної навивки каната ця відстань повинна бути такою, щоб тангенс кута між віссю каната і площиною перпендикулярної осі барабана був не більше 1 : 40 для гладких барабанів і 1:10 для барабанів з струмками. Щоб уникнути надмірної напруги від вигину, що виникають у канаті при навивці, діаметр барабана приймається рівним не менше 15 діаметрів каната.
При розрахунку стінок барабана необхідно визначати напругу від стиснення, вигину та кручення. Напруга від стиску є найбільшою. Коефіцієнт запасу міцності в матеріалі стінки барабана повинен бути не менше 2 щодо межі плинності для сталевих барабанів і не менше 5 щодо межі міцності для чавунних барабанів.
Конструкція барабана вбагато в чому залежить від способу з'єднання його з приводом. Найбільш поширене жорстке нероз'ємне з'єднання барабана з приводом.
Всі зубчасті колеса електролебідок виготовляють із сталі. Вони мають фрезеровані зубці і при окружній швидкості (на ділильному колі) більш ніж 1,5 м/сек поміщаються у масляну ванну. Шестерні зазвичай виготовляють кованими; зубчасті колеса - литими або звареними. Нарізку зубів зварного колеса виконують з таким розрахунком, щоб зварний шов обода розташовувався під западиною зуба. Коефіцієнт запасу міцності в матеріалі повинен бути не менше 2 для кованих коліс і не менше 2, 5 для сталевих литих коліс щодо межі плинності.
Вали електролебідок з кількістю оборотів більше 300 в 1 хв, як правило, встановлюються на підшипниках кочення, що підбираються так, щоб їх довговічність була не менше: 1000 год для лебідки з легким режимом роботи та 2000 год для лебідки із середнім режимом роботи. Монтажні механізми, як правило, мають легкий режим роботи.
Втулки та вкладиші підшипників ковзання виготовляють із бронзи. При розрахунку валів повинні бути враховані напруги від вигину та кручення. Обов'язковий запас міцності у матеріалі валів – 2 щодо межі втоми. Корпуси та кришки редукторів виконують литими зі сталі або сірого чавуну або звареними з листової сталі марки ВСт. 3. Останні більш надійні у роботі і менш важкі.
У сучасних конструкціях передача моментів, що обертають, від електродвигуна до барабана здійснюється циліндричними зубчастими колесами з косими зубами, укладеними в масляну ванну. Застосування коліс з такими зубами, встановлення всіх валів на підшипниках кочення, виконання корпусу та кришки редуктора звареними з листової сталі, застосування легованих сталей значно скорочують розміри та вагулебідок, збільшують їхню довговічність, підвищують коефіцієнт корисної дії передач і тим самим скорочують потрібну потужність електродвигуна.
На вхідному валу редуктора або - рідше - на проміжному валу передачі, жорстко пов'язаної з барабаном підйомної лебідки, встановлюють двоколодкові важільно-вантажні вантажні або пружинні автоматично діючі гальма закритого типу (при включенні електродвигуна гальмо розмикається, при вимкненні замикається). Розмикання (розгальмовування) цих гальм здійснюється гальмівними електромагнітами (довгоходовими типу КМТ і короткоходовими типу МО) або гідроштовхачами.
Редуктори з електродвигуном з'єднуються за допомогою рухомих зубчастих або еластичних муфт. Остання складається з двох литих із сталі напівмуфт, з'єднаних сталевими (ст. 40) пальцями з одягненими на них еластичними кільцями зі шкіри або гуми. Рухливі зубчасті муфти довговічні та застосовуються в електролебідках останньої конструкції.
На лебідках зазвичай встановлюють електродвигуни кранового типу з фазним ротором, керовані контролерами з пускорегулюючими опорами.
Тихохідні лебідки (зі швидкістю навивки каната до 15 м/лшн) забезпечуються короткозамкненими електродвигунами загальнопромислового призначення, що допускають невелике навантаження.
Це збільшення зазвичай не перевищує 10-15% номінальної розрахункової потужності. Так як при експлуатації електродвигунів кранового типу можна допускати велике навантаження, то потужність, підрахована за цією формулою, завжди є достатньою. Враховуючи цю обставину, а також великі перерви в роботі, потужність електродвигунів лебідок часто приймають на 10—20% нижче за потрібну, визначену для руху, а електродвигуни вибирають за еквівалентною потужністю.
Рами лебідок виконують звареними зі швелерів та листів. Редуктор, підшипники, гальмо, електродвигун встановлюють на стругані платики, приварені до рами лебідки, і кріплять болтами (проти відриву) та упорами (проти зсуву).
До експлуатації допускаються лише лебідки (табл. 25), до яких додається паспорт заводу-виробника. Підйомний механізм, на якому встановлюється лебідка, перед пуском має пройти статичні та динамічні випробування. Рама лебідки закладається або в фундамент, або в конструкцію підйомного пристрою (крана). При підході каната до барабана горизонтально достатньо кріпити лебідку за якір.
На барабані канат повинен кріпитися надійно за допомогою пристроїв, передбачених у його конструкції. Під час роботи необхідно стежити за правильною навивкою каната на барабан: кількість шарів каната не повинна перевищувати передбаченого паспортом, а кількість витків у першому шарі має бути не менше двох.
Моторист зобов'язаний регулярно перевіряти рівень олії в редукторах і проводити мастило підшипників відповідно до інструкції з експлуатації лебідки.
Особливу увагу слід приділяти гальмам: стежити за їх справністю і регулювати зазор між гальмівними поверхнями в міру зношування, не допускаючи, щоб цей зазор був більше 1 мм для колодкових і більше 1, 5 мм для стрічкових гальм. Перед початком роботи лебідку та її гальмо необхідно випробувати вхолосту.
При роботі на відкритому повітрі гальмо та електродвигун повинні бути закриті кожухами, що оберігають їх від води та снігу. Необхідно стежити за наявністю огорож на відкритих зубчастих передачах та ящиках пускорегулюючого опору, а також за їх надійним кріпленням. Пуск електродвигуна контролерами повинен проводитись плавно, без ривків.