Лебедки (СРС)

Лебедками называют устройства для подъема (подъемные лебедки) или горизон тального перемещения (тяговые лебедки) грузов. По виду привода они могут быть ручными и приводными (от электро­двигателя, гидромотора или ДВС). Барабанные лебедки обо­рудуют одним или двумя барабанами. В конструкциях шахт­ных подъемников (лифтов), а также в качестве подъемных устройств подвесных подмостей, используемых при ремонте фасадов зданий, нашли применение безбарабанные лебедки с канатоведущим шкивом. Лебедки характеризуются тяго­вым усилием и скоростью движения каната (окружным уси­лием или скоростью на первом слое навивки каната на бара­бан или в набегающей на канатоведущий шкив ветви каната). Барабанные лебедки, кроме того, характеризуются канатоемкостью барабана - максимальной длиной каната, укладывае­мого на барабан (см выше).

Наиболее просты по устройству ручные лебедки (рис. 6.20), используемые, в ос­новном, как вспомогательное монтажное оборудование. Лебедка состоит из барабана 1, открытых зубчатых передач 3 и 7, дискового грузоупорного тормоза 5, установленных на параллельных валах, опирающихся на подшипники в боковинах станины 2. Подни­мают и опускают груз вращением рукояток 4 одним, двумя или четырьмя рабочими. При кратковременной работе усилие одного рабочего на рукоятке не превышает 200 Н. Для увеличения скорости подъема легких грузов служит зубчатый перебор 6, дискрет­но изменяющий передаточное число зубчатой передачи.

Наибольшее распространение как в приводах грузоподъемных машин с электро­приводом, так и как самостоятельные подъемные механизмы получили электроревер­сивные лебедки (рис. 6.21). Барабан такой лебедки приводится электродвигателем 4 (рис. 6.21, б) через зубчатый редуктор 1. Лебедка оборудована нормально замкнутым двухколодочным тормозом 2, установленным на шкиве упругой втулочно-пальцевой муфты 3. Электродвигатель, тормоз, редуктор и опоры барабана 5 закреплены на сварной раме, устанавливаемой на фундамент (для лебедок как самостоятельных подъ­емных механизмов) или на несущем кар­касе грузоподъемной машины. Опускают груз или только грузозахватные приспо­собления реверсированием электродвига­теля.

Основными параметрами лебедок являются номинальная мощность привод­ного двигателя -Р_дв (кВт), крутящий мо­мент на барабане Т_б (кН-м) и частота вра­щения барабана и_б (об/мин). При извест­ной грузоподъемности Q (т) полиспаста, в комплекте с которым работает лебедка и требуемой скорости v_r (м/с) перемещения груза номинальная мощность двигателя определится как

где g - ускорение свободного падения, м/с²; η_∑ - суммарный КПД механизма, включающий КПД канатно-блочной системы η_к-б, барабана η_бар и трансмиссии η_тр (η_∑ = η_к-б η_бар η_тр).

В случае электрического привода электродвигатель выбирают по номинальной мощности и режиму работы. Частоты вращения электродвигателя n_дв и барабана n_б (см. выше) связаны между собой передаточным отношением трансмиссии:

В качестве трансмиссии обычно используют стандартные зубчатые, реже червяч­ные, редукторы. Если передаточное отношение и_р выбранного редуктора отклоняется больше чем на 5% от расчетного передаточного отношения трансмисии, его дополняют либо открытой зубчатой передачей, либо корректируют прежде назначенный диаметр барабана. При использовании первой меры следует избегать применения в одной транс­миссии участков, понижающих (редуктор) и повышающих (открытая передача) частоту вращения. В соответствии с этим требованием передаточное число редуктора не долж­но быть больше общего передаточного числа трансмиссии. При использовании второй меры в случае принятого ранее диаметра барабана по минимальному значению с его корректировкой можно только увеличить этот размер, в связи с чем следует также от­корректировать (уменьшить) требуемую частоту вращения барабана, что приведет к по­вышению передаточного отношения трансмиссии. Следовательно, эта мера может быть использована, если передаточное число редуктора окажется больше предварительно рассчитанного (до корректировки диаметра барабана) передаточного числа трансмис­сии.

Барабан и электродвигатель располагают как с одной стороны редуктора, так и по разные его стороны. Более компактно одностороннее расположение.

Тормоз выбирают по тормозному моменту (Н-м):

где К_т - коэффициент запаса торможения, в зависимости от режима работы принимаемый равным от 1,5 до 2,5; Г_тст - наибольший статический тормозной момент, Н-м.

Существуют также более компактные, но и более дорогие электрореверсивные лебедки со встроенными в барабан планетарными редукторами и электродвигателем.

Тяговые усилия наиболее часто применяемых однобарабанных электрореверсив­ных лебедок составляют от 3,2 до 125 кН при скорости каната 0,5... 0,1 м/с и канатоемкости от 80 до 800 м.

Кроме описанных в подъемных механизмах кра­нов с электроприводом, работающих на монтаже строи­тельных конструкций, широко применяют многоскоро­стные лебедки. Для привода такой лебедки используют два электродвигателя, установленные по разные или по одну сторону редуктора 2 (рис. 6.22). Для подъема и опу­скания номинального груза с номинальной скоростью используют основной двигатель 3 при невключенном, но с вращающимся валом, вспомогательном двигателе 1. Малые грузы и крюк без груза поднимают и опускают вспомогательным двухскоростным двигателем 1, номи­нальная частота вращения вала которого значительно выше, чем основного двигателя. "Посадочная" скорость, используемая при установке строительных конструкций в проектное положение, обеспечивается совместной рабо­той основного двигателя в специальном режиме динамического торможения и вспомо­гательного двигателя на малой скорости. Как и у односкоростных лебедок, тормоз 4 ус­танавливают на быстроходном валу, обычно - на валу основного двигателя.

В конструкциях машин с групповым приводом применяют также лебедки с дву­мя барабанами, посаженными на один вал. В этом случае каждый барабан подключают к единой трансмиссии через фрикционные муфты, благодаря чему оба барабана можно включать в работу как одновременно, так и поочередно. Устройство и кинематика таких лебедок применительно к приводам одноковшовых канатных экскаваторов будут рас­смотрены ниже в главе 7.

В лебедках с канатоведущими шкивами (рис. 6.23), применяемых в качестве подъемных механизмов шахтных подъ­емников - лифтов, несколько параллельных канатов охватывают шкив с кольцевыми желобками. При отсутствии отклоняющих блоков угол обхвата составляет 180°. К концам каната с одной стороны подвешена кабина, а с другой - противовес, масса кото­рого равна массе кабины, сложенной с половиной массы расчет­ного груза. При этом условии противовес обычно удерживает груженую и негруженую кабину без проскальзывания канатов относительно шкива.

Для подъема грузов небольшой массы (до 5 т) на высоту до 3 м, например, при выполнении ремонтных работ, использу­ют ручные тали (рис. 6.24), которые подвешивают к потолоч­ным балкам, треногам и другим устройствам с помощью крюка 5. Тяговым органом является грузовая пластинчатая или оваль­но-звеньевая цепь 1, охватывающая звездочку 3, жестко связан ную с червячным колесом 4 червячного редуктора. Для подъема и опускания груза червяк 7 приводят во вращение вручную цепью 8, охватывающей цеп­ное колесо 6. Для увеличения КПД применяют двухзаходную несамотормозящую червячную пере­дачу, а для удержания груза на весу используют дисковый или конический грузоупорный тормоз 2. Во избежание спадания грузовой цепи со звездочек ее пропускают между блоком 10 крюковой обоймы и пальцами, соединяющими боковые пластины 9.

Прилагаемое к приводной цепи усилие Q (Н) связано с массой поднимаемого груза (вместе с крюковой обоймой и тяговой цепью) т (кг) соотно­шением

где r и R - радиусы начальных окружностей звездочки и цепного колеса (м); и - передаточное число червячной пе­редачи; η - КПД тали, учитывающий потери энергии на трение в червячной передаче, в паре приводная цепь -цепное колесо, а также в зацеплениях тяговой цепи со звездочкой и с блоком крюковой обоймы.

Для перегрузки грузов в складских и произ­водственных помещениях, на монтажных площад­ках, а также для комплектования комбинированных однобалочных козловых и полукозловых кранов (см. п. 6.11) применяют тали с электрическим приводом (тельферы) (рис. 6.25), перемещаемые по монорельсовым путям прямолинейного или за мкнутого контура собственным механизмом передвижения 1 (рис. 6.25, а). Подъемный механизм 2 электротали приводится прифланцованным к корпусу 6 (рис. 6.25, б) или встроенным в барабан 7 асинхронным короткозамкнутым крановым электродвигателем 8 через редуктор 5. Таль оснащена действующим автоматически нормально замкнутым дисковым электромагнитным тормозом 4. Управляют электроталью с пола с помощью кнопочного пульта 3 (рис. 6.25, а), подвешенного на гибком кабеле.

Грузоподъемность электроталей составляет обычно от 0,25 до 5 т, высота подъе­ма - до 6 м, скорость подъема груза - 8 м/мин, скорость передвижения - 20 м/мин. Изве­стны также электротали грузоподъемностью 10 т при высоте подъема до 20 м.