Лебедка предназначена для преодоления транспортным средством (ТС) труднопроходимых участков пути, самовытаскивания и вытаскивания застрявших ТС, а также подтягивания грузов.
Лебедки состоят из следующих основных механизмов:
- тяговый барабан, на который наматывается трос
- понижающий редуктор
- предохранительное устройство
- тормозное устройство
В некоторых лебедках при больших тяговых усилиях на тросе с целью уменьшения ее габаритных размеров вместо тягового барабана применяют тяговые ролики.
Тяговые барабаны располагают чаще всего горизонтально и поперек продольной оси ТС, реже — вертикально. На барабане размещается запас троса длиной 50… 100 м. Трос укладывают на барабан вручную или тросоукладчиком. Вертикально расположенные барабаны имеют меньшую длину, но больший диаметр по сравнению с горизонтально расположенными барабанами. Увеличенный диаметр барабана способствует большему сроку службы троса, так как в этом случае он подвержен меньшим деформациям при наматывании и сматывании, а уменьшенная длина предохраняет трос от спутывания. Это позволяет не применять тросо-укладчиков.
В качестве понижающего редуктора используют преимущественно червячный редуктор с большим передаточным числом, что обеспечивает при его небольших размерах высокие значения тяговых усилий на тросе.
Рис. Лебедка с горизонтальным барабаном:
1 — передняя поперечина; 2 — скоба крепления троса; 3 — барабан; 4 — трос; 5 — крюк; 6 — редуктор; 7 — задняя поперечина; 8 — тормозная колодка барабана; 9 — ось рычага включения; 10 — траверса вала барабана; 11 — муфта включения барабана; 12 — рычаг включения муфты; 13 — рукоятка рычага
Предохранительное устройство предназначено для ограничения максимального тягового усилия лебедок, которое обычно составляет 0,5 — 0,8 полного веса машины. Роль такого устройства выполняет предохранительный штифт или предохранительная муфта. При возникновении на тросе лебедки усилия, превышающего допустимое, штифт срезается (или муфта выключается), и лебедка перестает действовать.
Автоматическое тормозное устройство предназначено для исключения возможности сматывания троса с барабана под нагрузкой при отключенном приводе лебедки. На колесных ТС для этой цели используются ленточные тормозные механизмы, на гусеничных — как ленточные, так и винтовые тормозные механизмы дискового типа.
Привод лебедок осуществляется карданными валами от коробок отбора мощности ТС. Обычно лебедки имеют две скорости движения троса: высокую — при сматывании троса с барабана и низкую — при наматывании. Это достигается за счет различных значений передаточных чисел в приводе лебедки.
На колесных ТС чаще всего применяют лебедки с горизонтальными барабанами, которые устанавливают в передней, задней и средней частях несущих систем машин.
При переднем расположении лебедки с ручной укладкой троса обеспечивается хороший доступ к ней и упрощается ее привод. Недостатком такого расположения лебедки является увеличение длины ТС и уменьшение переднего угла свеса. Кроме того, при этом перегружается передняя ось, что приводит к ухудшению проходимости ТС.
Если лебедка расположена в средней части ТС (между кабиной и грузовой платформой), то можно использовать барабан большой длины с тросоукладчиком. Подача троса может осуществляться вперед и назад. Однако при таком расположении лебедки ее привод усложняется, сокращается длина грузовой платформы, а масса лебедки возрастает.
Лебедки, расположенные в задней части колесного ТС, оснащены тросоукладчиком и обеспечивают подачу троса назад. Недостатками такого размещения лебедки являются длинные карданные валы привода, трудность доступа к лебедке и наблюдения водителя за ее работой.
Лебедки колесных транспортных средств в основном сходны между собой. Разницу обусловливают их габаритные размеры, характеристики и некоторые конструктивные особенности.
На рисунке представлена лебедка с горизонтальным барабаном, устанавливаемая в передней части колесного ТС. Она смонтирована на двух поперечинах — 1 и 7, прикрепленных к лонжеронам рамы и переднему бамперу машины. Лебедка состоит из барабана, червячного редуктора, механизма включения барабана и тормоза. Вращающий момент от коробки отбора мощности передается через карданную передачу на редуктор лебедки, представляющий собой червячную глобоидальную пару, состоящую из однозаходного червяка и червячного колеса с бронзовым венцом. Затем вращающий момент передается через механизм включения с оси червячного колеса на барабан и преобразуется на нем в тяговое усилие на тросе.
Соединение барабана с валом червячного колеса осуществляется муфтой 11 с торцевыми кулачками, которые входят в зацепление с кулачками на торцевой части барабана. Муфта перемещается с помощью рычага 12 при повороте его рукоятки 13. В рукоятке имеется палец-фиксатор с пружиной, который удерживает рычаг в одном из двух положений: барабан включен или выключен. При выводе муфты из зацепления с барабаном колодка тормоза барабана, установленная шарнирно на оси 9, прижимается с помощью пружины коротким плечом рычага к обработанной наружной торцевой поверхности барабана и притормаживает его. Предохранительным устройством в лебедке служит штифт, установленный в карданной передаче привода.
Рис. Редуктор лебедки с тормозным устройством:
1 — червячное колесо; 2 — вал червячного колеса; 3 — лента тормоза; 4 — пружина тормоза; 5 — барабан тормоза; 6 — фланец крепления карданной передачи привода; 7 — червяк
В качестве тормозного устройства применяется тормоз червяка редуктора ленточного типа. Барабан 5 тормоза установлен на ведущем валу редуктора. Его охватывает стальная лента 3 с фрикционной накладкой, один конец которой закреплен на картере редуктора жестко, а другой оттягивается пружиной 4, прижимающей ленту к барабану.
Тормоз червяка работает следующим образом. При наматывании троса на барабан ведущий вал редуктора вращается по часовой стрелке. Лента тормоза, увлекаемая силой трения, сжимает пружину и отходит от большей части барабана тормоза. Сила трения между лентой и барабаном при этом небольшая, и вал редуктора легко вращается.
При срезании предохранительного штифта ведущий вал редуктора начнет вращаться в обратную сторону с большой скоростью. Лента тормоза, жестко прикрепленная одним концом к картеру, под действием силы трения затянется, вал редуктора затормозится, и сматывание троса с барабана лебедки прекратится. При небольшой частоте вращения вала редуктора незначительное усилие торможения, создаваемое автоматическим тормозом, не препятствует разматыванию троса, которое можно осуществлять как вручную, так и при включенной передаче в коробке отбора мощности на разматывание. Для разматывания вручную нужно выключить муфту включения барабана.
На гусеничных ТС лебедки размещаются, как правило, в средней или задней части корпуса. В качестве редукторов наряду с червячными используются зубчатые передачи.
Рассмотрим устройство лебедки, установленной в средней части гусеничной машины. Отбор мощности на лебедку осуществляется от промежуточного редуктора, выполняющего функции коробки отбора мощности и установленного между главным фрикционом и главной передачей ТС. В одном корпусе с коническим редуктором размещены электромагнитная муфта, выполняющая роль предохранительного устройства, и автоматическое тормозное устройство. После тормозного устройства вращающий момент через карданную передачу передается на редуктор лебедки. Выходной вал редуктора через механизм включения соединен с барабаном лебедки, имеющим вертикальную ось вращения. Трос, сходя с барабана, проходит через датчик перегрузки, а также выводные направляющие ролики и выходит наружу к буксируемому объекту. Ролики вращаются вокруг своих осей и оси троса и самоустанавливаются в плоскости действия силы его натяжения. Это позволяет производить буксировочные работы при значительных углах отклонения троса от продольной оси ТС в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Рис. Конструкция конического редуктора, электромагнитной муфты и тормозного устройства:
1 — ведомый диск; 2 — защелка; 3 — ведущий вал с конической шестерней; 4 — ведущая полумуфта; 5 — ведущий диск; 6 — вал электромагнитной муфты; 7— нажимной диск; 8 — пружина; 9 — упругая соединительная муфта; 10 — ведомый вал; 11 — корпус электромагнитной муфты; 12 — катушка; 13 — ведомые диски муфты; 14 — ведущие диски муфты; 15 — якорь; 16 — выходной вал редуктора; 17 — ведомые конические шестерни; 18 — зубчатая муфта; 19 — вилка включения муфты; 20 — валик включения
Рис. Редуктор лебедки с вертикальным барабаном:
1 — червячное колесо; 2 — ограничитель троса; 3 — трос; 4 — барабан; 5 — тормоз; 6 — вилка переключения; 7 — подвижная муфта; 8 — вал барабана; 9 — неподвижная муфта; 10 — червяк
Рассмотрим конструкцию конического редуктора, расположенного в одном корпусе с электромагнитной муфтой и тормозным устройством. Редуктор состоит из ведущего вала 3 с конической шестерней, двух ведомых шестерен 17, установленных свободно на втулках на выходном валу 16 редуктора, и зубчатой муфты 18, расположенной на шлицах выходного вала. Зубчатая муфта перемещается с помощью вилки 19 включения вдоль вала и имеет три фиксированных положения. В среднем положении муфты редуктор выключен. В крайнем левом (правом) положении наружные зубья муфты входят в зацепление с внутренними зубьями левой (правой) ведомой шестерни, и вращающий момент передается с ведущего вала на выходной, увеличиваясь на величину передаточного числа редуктора. В зависимости от того, какое крайнее положение занимает муфта, определяют направление вращения выходного вала редуктора. Вилка включения муфты закреплена на валике 20, соединенном через систему тяг с рычагом управления редуктора, расположенным в кабине.
Электромагнитная муфта состоит из пакета ведущих 14 и ведомых 13 дисков, катушки 12, расположенной в корпусе 11 муфты, и якоря 15. При подаче электрического напряжения на катушку создается магнитный поток, который, проходя через пакет дисков и якорь, прижимает их к; корпусу муфты. Муфта включается, и вращающий момент передается от выходного вала конического редуктора на вал 6 электромагнитной муфты.
В качестве автоматического тормозного устройства в данной лебедке использован винтовой тормоз дискового типа. Он состоит из ведущего 5, ведомого 1 и нажимного 7 дисков, защелки 2 и пружин 8. Ведущий диск с фрикционными накладками установлен на шлицах вала муфты, ведомый расположен свободно на ступице нажимного диска, имеющего фрикционные накладки. Нажимной диск установлен на резьбе на валу муфты и на шлицах ведомого вала 10, один конец которого надет на вал муфты, а другой связан с упругой соединительной муфтой 9. Пружины расположенные между нажимным и ведомым дисками, препятствуют их сближению.
При отключенном приводе лебедки и наличии нагрузки на тросе ведущий диск не вращается, а нажимной диск, поворачиваясь, перемещается в осевом направлении влево и прижимается к ведомому диску, увлекая его за собой. Вращению ведомого диска препятствует защелка: включается тормоз, и прекращается сматывание троса с барабана.
Редуктор лебедки состоит из глобоидального червяка 10 и червячного колеса 7, на ступице которого имеются наружные шлицы. Барабан 4 расположен над редуктором и соединен с ним с помощью механизма включения. Последний состоит из неподвижной муфты 9 с наружными шлицами, закрепленной на шлицевом конце вала 8 барабана, и подвижной зубчатой муфты 7, имеющей два фиксированных положения. Шариковый фиксатор с пружиной расположен в неподвижной муфте. В верхнем положении подвижная муфта соединяет шлицы неподвижной муфты и червячного колеса и включает барабан. В нижнем положении муфты барабан выключен. Муфта перемещается вилкой 6 переключения, соединенной с рычагом управления механизма включения барабана, расположенным в кабине.
Рис. Лебедка с тяговыми роликами:
1 — зубчатые венцы; 2 — редуктор; 3 — труба тросоукладчика; 4 — каретка тросоукладчика; 5 — шестерня тросоукладчика; 6 — опорный фланец; 7 — нажимной диск; 8 — фланец; 9 — диск; 10 — промежуточная ступица; 11 — ось; 12 — собачка; 13 — обод; 14 — втулки; 15 — ступица; 16 — сальник; 17 — храповик; 18 — муфта; 19 — вал редуктора; 20 — штифт; 21 — оси тяговых роликов; 22 — роликоподшипники; 23 — тяговые ролики; 24 — рама лебедки; 25 — шарикоподшипник; 26 — ведущая шестерня
Между корпусом барабана и картером редуктора расположены два постоянно действующих тормоза, притормаживающих барабан при сматывании троса вручную. Для исключения спадания троса через реборду барабана на корпусе редуктора закреплены четыре ограничителя.
На рисунке представлена конструкция лебедки с тяговыми роликами 25. Привод лебедки осуществляется от коробки отбора мощности, установленной на картере раздаточной коробки. Тяговые ролики предназначены для создания тяговых усилий на тросе лебедки за счет сил трения, возникающих при перематывании троса по их клиновидным канавкам. Тяговые ролики приводятся во вращение от ведущей шестерни 26, которая соединена с валом 19 редуктора 2 лебедки. Трос с помощью тросоукладчика наматывается на барабан, представляющий собой сварную конструкцию, внутри которой установлен фрикцион с краевым механизмом. Фрикцион барабана обеспечивает постоянное натяжение троса на барабане и тяговых роликах. Храповой механизм служит для затормаживания фрикциона. В период выдачи троса лебедкой храповой механизм затормаживает барабан, а в период приема троса — растормаживает.
Ручные и рычажные лебёдки представлены в магазине "Rustrop" профессиональное оборудование для подъема и крепления грузов.
Для безопасной работы с рычажной лебёдкой, необходимо понимать её конструкцию. МТМ состоит из:
- алюминиевого разъёмного корпуса, имеющего специальные отверстия, чтобы смазывать поворотные оси;
- тандемного (двух рычажного) механизма, обеспечивающего как прямое, так и возвратное перемещение троса;
- механизма захвата с трещеткой, позволяющей нескольким захватам перемещаться только в одном из направлений;
- анкерного штифта, отвечающего за направление каната;
- эксцентриковых зажимов, которые можно регулировать;
- рычага для отвода зажимов в нерабочее положение;
- срезывающегося штифта, применяемого в качества предохранительного устройства от перегрузки механизма;
- удлинительной рукояти, которая надевается на рычаг прямого хода;
- крюка с металлической прокладкой (коушем), защищающей канат от истирания.
В стандартных моделях высота подъёма, зависящая от длины каната, составляет 20 м.
Исправность и прочность МТМ необходимо определять, оценивая состояние эксцентриковых роликов тандемного механизма. Не допускайте проникновения на их поверхности смазки, так как между зажимами и трещоткой уменьшиться трение. При техническом обслуживании ручного механизма необходимо смазывать только оси эксцентриков и рычагов.
Качественным представителем этого вида ручной лебёдки является монтажно-тяговый механизм WRP (Magnus-Profi).
Для работы с МТМ внутрь корпуса необходимо завести часть каната. С помощью отводного рычага разведите эксцентриковые зажимы захватного узла. Канат пропустите внутрь МТМ, затем выведите его наружу до места крепления приспособления (поверх анкерного штифта). Затем набросьте крюк на груз, и опустите рычаг с захватами. Для страховки используйте фиксирующую цепь, которая набрасывается на ось анкерного штифта.
Для подъёмных и тяговых работ с помощью рукоятки, начните менять положение заднего, тягового рычага, чтобы включить в работу тандемный механизм. Верхняя пара эксцентриков обхватит канат и начнёт скользить с ним по направляющим зажимам, а нижняя пара выполнит роль опоры для каната. Груз переместится в пределах дуги поворота рычага, из-за возникающей силы трения. Для следующего цикла просто отведите рукоятку назад. Тогда эксцентрики повернутся, и введут в контакт с канатом рамку с трещеткой, которая фиксирует груз в прежнем положении. В конце поворота рычаг прямого хода захватит новую часть каната, а рычаг обратного хода отведёт трещотку вверх. Затем цикл повторяется.
Выбор модели МТМ определяют требуемой грузоподъёмностью (обычно от 0,8-5,4 т).
Где купить ручную рычажную тросовую лебедку?
В "Rustrop" профессиональное оборудование для подъема и крепления грузов вы можете подобрать необходимый Вам вариант рычажной лебёдки.
В процессе ремонтных и строительных работ часто приходится перемещать различные грузы, причем выполнять как вертикальный подъем, так и горизонтальное их передвижение.
Среди всего многообразия грузоподъемного оборудования особое место в этой нише занимает лебедка.
Ее особенность заключается в довольно простой конструкции и универсальности в плане применения.
Назначение и принцип действия лебедки
Лебедку применяют во многих отраслях человеческой деятельности.
Это специальный механизм, предназначенный для поднятия груза по вертикали или его передвижения по горизонтали за счет передачи усилия от привода барабана до гибкого тягового элемента, например, троса или цепи.
В зависимости от вида лебедки, с ее помощью можно выполнять следующие задачи:
- Перемещать автомобиль. Тут механизм чаще всего используется, чтобы подтянуть транспортное средство к какому-либо статическому объекту, в случаях, когда машина не способна самостоятельно передвигаться, например, «села» в песок. При помощи лебедки машина может подтягиваться сама, либо подтягивать другие ТС. Вообще лебедка, установленная на любом транспорте, особенно предназначенном для езды по пересеченной местности, включая снегоход и квадроцикл, используется для высвобождения застрявшей техники.
- Подъем груза – самый очевидный способ использования механизма. Так лебедки представляют собой основу подъемных систем различных кранов, включая автомобильные и башенные. Также специальные ручные лебедки автолюбители и мастера покупают в гараж, как альтернативу тали. Кстати говоря, сами тали, равно как и кран-балки, которые встречаются почти в каждой крупной мастерской, также построены на основе лебедочного механизма.
- На воде лебедки используются в составе якорного, швартовного устройства как небольшой лодки, так и огромных судов.
Следует сразу отметить, что несмотря на схожий принцип работы, каждый вид лебедок предназначен для выполнения вполне конкретной, ограниченной работы.
Самый же простой вариант исполнения устанавливается на колодце, для спуска и подъема ведра с водой.
Устройство и характеристики
Классическая лебедка состоит из жесткой рамы с опорой или подвесом, на которой смонтирован основной подвижный барабан для наматывания троса.
Он приводится во вращение при помощи электрического или ручного привода, посредством барабанной или червячной передачи.
Ручной привод подразумевает использование мускульной силы человека, а потому работа происходит посредством вращения малого барабана, входящего в зацепление с большим основным, либо же за счет качательных движений специального рычага с трещоточным механизмом.
Коэффициент редукции некоторых лебедок способен достигать отметки 300:1 и более, а сама конструкция представляет собой не что иное, как трансмиссию с конкретным передаточным числом, аналогичную автомобильной.
Это значит, что для одного оборота основного барабана необходимо провернуть приводной 300 раз, за счет чего снижается прикладываемое усилие.
Двойная редукция достигается путем добавления в конструкцию второй скорости, либо же посредством использования подвижного блока.
Преимущественное большинство лебедок имеет тормоз, который бывает:
- Маневровый (маневренный) – удерживает трансмиссию от самопроизвольного вращения.
- Предохранительный – удерживает барабан от самопроизвольного вращения. Подобный тормоз еще называют стопорным или стопором.
Если с ручными моделями все понятно, то электрические оснащаются пультом управления, соединенным с электрикой самой лебедки гибким кабелем.
Существуют варианты на радиоуправлении.
Материал
В процессе работы отдельные узлы лебедки могут испытывать колоссальные нагрузки, а потому при производстве используются только прочный металл.
Так, например, при изготовлении барабана используется чугун СЧ 15-32 или сварная сталь, зубчатые колеса и шестерни редуктора выполняются чугунными или стальными (марки 30 или 40), применяется литье.
Для валов передач используется сталь 35 и 40.
Корпуса могут изготавливаться также из алюминия.
Размеры и вес
В зависимости от назначения, размеры и вес лебедки варьируются в самых широких пределах.
Средняя бытовая модель имеет длину 546 мм, оснащается барабаном диаметром 64 мм и длиной 226 мм, на котором намотано 27 метров 9-миллиметрового троса.
Масса конструкции в этом случае составляет порядка 24,7 кг.
Бытовые лебедки в принципе могут иметь следующие размеры:
- Общие габариты ДхШхВ (мм): 180 – 640 х 74 – 260 х 128 – 240.
- Параметры троса: диаметр 4 – 36 мм, длина 8 – 32 м.
- Параметры барабана: длина 68 – 320 мм, диаметр 36 – 180 мм.
Характеристики барабана и виды троса
Трос – тяговый элемент лебедки.
Материал его изготовления напрямую зависит от назначения конструкции.
Исходя из поставленных задач, может быть использован:
- Стальной трос – не требует специального ухода, имеет относительно невысокую стоимость, однако, с течением времени неизбежно начинает лопаться, следовательно, его надежность падает.
В момент обрыва натянутый стальной трос способен, без преувеличения, серьезно покалечить.
- Канат – безопаснее, легче и тоньше предыдущего варианта, изготавливается из синтетического материала, обладает высокой прочностью и долговечностью. Это полиэстеровые, кевларовые, вектрановые плетеные изделия с сердечником и без него, с внушительной износостойкостью, но, требующие осторожного обращения и постоянного ухода.
Вместо троса некоторые лебедки используют цепи, строп-ленту.
Последняя также изготавливается из синтетических материалов, ее отличие от каната заключается в форме сечения и ширине, достигающей 150 мм и более.
Одной из характеристик лебедки, на основании которой выбирают конкретное изделие – канатоемкость барабана.
Она зависит от размеров и высоты бортов последнего.
Канатоемкость указывает, какая длина троса может быть намотана при известном его определенном диаметре.
Существуют модели, которые в своей работе могут использовать канат практически бесконечной длины, так как вместо барабана конструкцией предусмотрен шкив с несколькими канавками.
Характеристики двигателей
Для повышения скорости работы, грузоподъемности и в принципе автоматизации процесса, лебедки могут быть оборудованы одним из следующих типов привода:
- Электрический – по сравнению с ручным вариантом способен наматывать канат со скоростью до нескольких метров в секунду. От мощности электродвигателя зависит грузоподъемность, а параметр этот, в зависимости от модели, составляет в среднем 0,5 – 4 кВт. В то же время грузовые лебедки башенных кранов оборудуются двигателем, мощность которого может достигать 30 кВт и выше.
- Пневматический – используется преимущественно в местах с наличием легковоспламеняющейся среды, например, на нефтяных промыслах, в шахтах. Подобные модели относятся к оборудованию высшей категории. Средняя мощность 6 – 10 кВт.
Существуют также гидравлические тяговые и крановые лебедки, которые подключаются к гидросети, например, трактора, способны работать под водой из-за своей герметичности.
Грузоподъемность и тяговое усилие
Для лебедок тяговое усилие и грузоподъемность имеют одинаковое значение, так как в этом случае фактически обозначают одно и то же, хотя по своей сути представляют собой разные характеристики.
Эти параметры указывают на силу, с которой способен тянуть канат с грузом приводной механизм, а также максимальную весовую нагрузку на устройство.
Так, например, 2 тонны тягового усилия говорят о том, что механизм способен перемещать максимум 2-хтонные грузы.
Если тянуть объект волоком, то лебедке вдобавок противодействует сила трения, а значит по тяговому усилию тут требуется некоторый запас.
Тяговое усилие можно повысить в два раза, если использовать специальный силовой блок.
