Электрическая лебедка: принцип действия и особенности подбора

Устройство электрических лебедок

Основными составляющими электрической лебедки являются:

• Электродвигатель. Главная задача силового агрегата – приведение в действие грузоподъемного оборудования. При расчете тягового усилия электролебедки берется во внимание мощность мотора;
• Барабан. В электрической модели лебедки барабан соединен с редуктором. На барабан наматывается трос, с его помощью обеспечивается подтягивание цепи;
• Рама. Опорная сварная конструкция, от которой зависит надежность работы всего механизма;
• Тормозная система. Обеспечивает фиксацию троса предупреждает его самопроизвольное движение;
• Трос. Назначение изделия – фиксация и перемещение груза. От прочностных характеристик и диаметра троса зависит грузоподъемность лебедки. Качество троса напрямую влияет на безопасность работы с грузоподъемным механизмов (ГПМ);
• Пусковая аппаратура. Пульт управления обеспечивает удобную работу и точное управление с безопасного расстояния;
• Понижающий редуктор. Отвечает за плавное вращение барабана и равномерное протягивание каната, поступательное движение груза. Редуктор позволяет корректировать скорость работы оборудования.

Конструкция электрической лебедки и требования, предъявляемые к лебедкам с машинным приводом

Основным требованием, предъявляемым к лебедкам с машинным приводом – малый вес, небольшие габаритные размеры, меньшая мощность двигателя, большая канатоемкость, для чего размеры барабана лебедки должны обеспечивать возможность намотки каната необходимой длины.

Однобарабанная электрическая лебедка (рис. 5.5.1) состоит из вращающегося барабана 2, который приводит во вращение электрический двигатель 6 через редуктор 9. Открытая зубчатая передача соединена с валом 8 редуктора. Шестерня 3 барабана закрыта кожухом 4. Двигатель лебедки снабжен колодочным тормозом 7 и пусковым рубильником 5. Вал барабана опирается на подшипники качения, установленные в корпусах 1 на стойках 11. Все узлы лебедки смонтированы на общей раме 10. Электрические лебедки имеют грузоподъемность 0,5; 1; 2,5; 3; 5; 7,5; 10; 12,5; 15т, их канатоемкость бывает 80 – 900 м и более. Монтажные лебедки реверсивные, т. е. барабан вращается в одну и другую сторону, что достигается изменением направления вращения вала электродвигателя.

Рис. 5.5.1 Электрическая монтажная лебедка 1 — корпус подшипника; 2 — барабан; 3 — шестерня; 4 – кожух; 5 – рубильник; 6 – электродвигатель; 7 – колодочный тормоз; 8 – вал редуктора с тормозным шкивом; 9 – редуктор; 10 – рама; 11 – стойка под корпус подшипника;

На муфте между редуктором и электродвигателем установлен электромагнитный тормоз замкнутого типа, т.е. при включении электродвигателя тормоз автоматически размыкается, а при выключении тормоз замыкается, при этом тормозные колодки зажимают муфту вала, не давая ему вращается под действием груза. Опускают груз на режиме работающего двигателя (рис. 5.5.2).

Рис. 5.5.2 Двухколодочный пружинный электромагнитный тормоз 1- колодка; 2,9 рычаги; 3 – регулирующая гайка; 4,5 – пружины; 6 – тяга; 7 – рукоятка; 8 – шток; 10 – регулирующий винт; 11 – электромагнит;

Тормозные колодки 1 сжимаются под действием пружины 5, которая стягивает колодки через рычаги 9 и 2 тягой 6 и штоком 8.

Электромагнит 11, эксцентрично закрепленный на рычаге 9, своей массой стремится повернуть этот рычаг вправо.

При включении электродвигателя электрический ток поступает в электромагнит, который якорем давит на шток 8 и еще более сжимает пружину 5. Благодаря этому пружина 4 несколько разжимается и действует на рычаг 2, который стремится повернуться влево и отвести левую колодку от зажатого шкива. Величина зазора между колодками и тормозным шкивом, a также равномерность отхода колодок от тормозного шкива регулируются степенью сжатия пружины 4 и винтом 10. Степень сжатия пружины 4 регулируется изменением длины штока гайкой 3. Иногда требуется растормозить электролебедку при включенном электродвигателе, например, при спуске груза на небольшую высоту. Достигается это поворотом вправо рукоятки 7. При повороте рукоятки шток нажмет на пружину 5, пружина 4 получит возможность разжаться и через рычаг 2 отвести тормозную колодку 1 от тормозного шкива.

На внутренних поверхностях тормозных колодок закрепляют феррадо (асбестомедную ткань) для увеличения трения между колодкой и тормозным шкивом.
Таблица сравнения электрических лебёдок производимых в России

Принцип действия электролебедок

Принцип работы электрической лебедки довольно прост. Устройство содержит передаточный механизм с барабаном, на котором зафиксирован трос, канат или цепь. Привода барабана приводит его в действие, обеспечивает наматывание троса. Благодаря наличию прочного корпуса и надежного крепления лебедка способна выдерживать значительный вес поднимаемого предмета. За счет большой тяговой силы оборудования многократно уменьшается фактическое усилие, необходимое для приведения в действие барабана. Лебедки способны поднимать грузы весом в несколько тонн.

Главные достоинства автомобильных электролебедок

Среди причин популярности подобного грузоподъемного оборудования можно выделить:

• высокую мощность. Существуют устройства, способные освободить даже достаточно тяжеловесный и крупногабаритный транспорт;
• простоту эксплуатации. Для механизмов не требуется мускульная сила оператора, это дает возможность максимально быстро и просто высвободить тяжесть из труднопроходимого места;
• большую канатоемкость. В некоторых случаях трос может достигать нескольких десятков метров. Благодаря этому не составит труда найти подходящий недвижимый объект, за который можно зацепить крюк;
• высокую скорость намотки троса. Благодаря этому весь процесс занимает минимум времени;
• компактные габариты. В большинстве случаев лебедка крепится к самому внедорожнику. В результате она не занимает места в багажнике, а для ее установки не требуется время;
• повышенную устойчивость. Механизмы не боятся пыли, грязи и влаги. Их можно использовать при любых обстоятельствах.

Классификация грузовых лебедок

Грузоподъемное оборудование различают по следующими критериями:

• Тип питания. Устройства могут функционировать от электрической сети 220В и 380В. Также выпускаются устройства на 12 В, способные работать от аккумулятора;

• Способ монтажа. Выбор типа установки зависит от вида устройства – переносная лебедка электрическая или стационарная. Мобильные устройства весят до 50 кг, благодаря чему не нуждаются в проведении сложных монтажных работ. Их можно перемещать с места на место. Стационарные модели отличаются высокой мощностью и отлично справляются с повышенными нагрузками, подходят для выполнения работ в интенсивном режиме. Их монтаж должен проводиться в четком соответствии с инструкцией по установке;
• Принцип действия. Грузоподъемное оборудование делится на гидравлическое, червячное и т.п.;
• Тип тягового элемента системы. Выделяют цепные и тросовые лебедки, одно- и многобарабанные, с одной или несколькими скоростями.

Малогабаритные лебедки

К преимуществам устройств относят небольшой вес (не превышает 40 кг), присутствие электродвигателя на 200В или 12В и невысокую стоимость. Такие электролебедки пользуются популярностью в небольших мастерских и в быту. Грузоподъемность механизмов в среднем составляет 1-2 т, скорость подъема грузов невысокая. Малогабаритные лебедки могут монтироваться на балку, оборудованную подвижной кареткой.

Планетарные лебедки

Редуктор устройства содержит вместо одной, несколько ведомых шестерен. За счет планетарной конструкции обеспечиваются высокие передаточные отношения при компактных размерах грузоподъемного механизма (ГПМ). Планетарные лебедки отличаются небольшим весом, грузоподъемностью до 500 кг, работают от сети 220В (промышленные модели – от 380 В).

Монтажные лебедки

Оборудование содержит электрический двигатель мощностью от 7 кВт, поднимает грузы весом свыше 600 кг, скорость подъема – до 12 м/мин. Устройство имеет барабан с повышенной канатоемкостью. Значительный вес лебедки не позволяет ее подвешивать, возможна лишь установка на горизонтальные поверхности. Основные задачи монтажных электролебедок – опускание и подъем грузов.

Тяговые лебедки

Задача тяговых механизм – обеспечить тяговое усилие. Лебедки данного вида не используются для поднятия грузов. К примеру, автомобильная лебедка способна переместить груженную паллету или вытащить застрявшее транспортное средство. Оборудование отличается повышенной скоростью перемещения груза до 35м/мин, но при этом имеет пониженную канатоемкость.

Маневровые лебедки

Приспособление разработано для перемещения платформ, цистерн, железнодорожных вагонов, полувагонов, выполнения вспомогательных работ по перемещению грузов в горизонтальном направлении, расположенных на прирельсовых путях. Мощные модели способны перемещать до 17 груженых вагонов общим весом 1200 т. Маневровые лебедки устанавливаются вблизи прирельсовых складов, что позволяет отказаться от маневровых тепловозов и электровозов.

Виды лебедок

На сегодняшний день производителями разработаны следующие виды лебёдок:

• ручные;
• электрические;
• тяговые;
• маневровые;
• скреперные;
• буровые;
• автомобильные.

Каждый из них обладает своими конструктивными особенностями. Они подразделяются на двух и многобарабанные лебёдки.

Первый вид обладает рычажным механизмом, который вручную приводит в движение барабан с намотанным канатом. Этот механизм имеет штангу или барабан с закреплённым рычагом. Принцип работы таких систем основан на протягивании каната через механизм с наматыванием его на барабан. На конце каната закреплен грузозахватывающий механизм (например, крюк).

В электрических устройствах весь механизм осуществляет движение с помощью электрического двигателя. Это значительно расширяет технические возможности, позволяет перемещать более тяжёлые грузы.

Тяговые агрегаты крепятся к горизонтальной или вертикальной поверхности и используются для проведения различного вида строительных и монтажных работ. С их помощью формируются строительные подъёмные устройства.

Маневровая лебёдка применяется на железнодорожном транспорте для перемещения вагонов на небольшие расстояния. Они бывают электрические или пневматические с одним или двумя барабанами.

Буровые лебёдки используются на буровых площадках при установке или снятии обсадных труб. Скреперные системы устанавливаются на карьерах для перемещения массивов горной породы при добыче полезных ископаемых.

Главным преимуществом применения подобных устройств является возможность замены сложных и дорогостоящих подъёмных и транспортных механизмов.

Основные факторы выбора лебедок

Кроме грузоподъемности, важными критериями выбора оборудования являются:

• Тяговое усилие. Определяет максимально допустимую весовую нагрузку. На данный параметр оказывает влияние не только вес груза, но и фактор трения (сопротивление движению), фактор подъема (груз тянется вверх или вперед). Для разных моделей тяговое усилие может составлять от 0,2 до 5 т;
• Напряжение. Мощность двигателя может варьировать в пределах 0,28-20 кВт. Данная характеристика оказывает непосредственное влияние на производительность. Для стационарного использования лучше выбрать устройства, работающие от сети 200В и 380В, с возможностью подключения к одно- или трехфазной сети соответственно. Автомобильные модели могут работать от бортовой сети автотранспортных средств с напряжением 12-24В;
• Длина троса. Трос может иметь длину от 5 до 100 м. Данный параметр определяет высоту, на которую можно переносить тяжести;
• Скорость намотки. Параметр зависит от мощности устройства. Например, электролебедка мощность 1,6 кВт способна перемешать 500 кг груза со скоростью 10 м/мин.

Также при выборе приспособления, важно обратить внимание на его вес и габариты.

Как выбрать лебедку

При выборе грузоподъемного приспособления в первую очередь обращают внимание на параметры груза и высоту (расстояние) подъема. При этом предусматривают некоторый запас грузоподъемности лебедки или тали.

Запас грузоподъемности принимают 15-30% от номинального значения.

Также требуется учесть, что при использовании лебедки, для подъема грузов значение грузоподъемности в 2 раза меньше тягового усилия.

Длина тягового элемента выбирается в соответствии с требуемой высотой подъема или перемещения. Запас троса или цепи на барабане должен составлять 5-10 витков. Больший запас тягового элемента ведет к повышению массы агрегата и стоимости.

Определитесь с периодичностью применения, и требуемой скорости работы. В случае частого использования лебедки без электрического привода не обойтись, если поднимать грузы предполагается от случая к случаю, ограничитесь ручным приводом.

Помимо энергонезависимости ручная лебедка надежнее в эксплуатации и значительно дешевле.

При применении электрического привода требуется проверить соответствие электрической сети потребляемой мощности и количеству фаз электропривода или озаботиться приобретением автономного генератора соответствующей мощности.

В случае выбора устройства с ручным приводом нужно учесть, что червячный редуктор медленней шестерёнчатого. Также учитывают высоту установки – только приспособления с цепным приводом могут быть подвешены на высоте, шестеренчатые и рычажные устройства требуют непосредственно прилагать усилие на рычаг или рукоятку.

При выборе между тросом и цепью учитывают высоту подъема, цепи используются при подъеме грузов на высоту 3-5 метров.

Немаловажным фактором при выборе является масса и габариты устройства.

Особенно обратить внимание на вес механизма, если предполагается нестационарное использование или на высоте.

Габаритные (установочные) размеры необходимо проверить при необходимости крепления лебедки к опорной поверхности.

Рассматривая конструкцию подъемного устройства, обратите внимание на следующие моменты:

• диаметр барабана, он не должен быть слишком маленьким, чтобы не допустить повреждений и изломов каната;
• надежность крепления троса к барабану, трос должен надежно держаться в размотанном состоянии;
• материал корпуса, барабан, детали крепления, детали тормоза должны быть высокого качества, их поломки и деформации приводят к срыву груза;
• качество сварных швов, не допускается неравномерность и другие дефекты сварки;
• резьбовые соединения должны быть полностью затянуты с применением контр – шайб и гаек предотвращающие развенчивание;

При выборе электрического привода обратите внимание на пульт управления – обязательно наличие кнопки экстренной остановки, желательно чтобы кнопки были закрыты силиконовым чехлом для защиты от пыли и влаги.

Какое подъемное устройство лучше

Определить самое лучшее устройство невозможно, лучшее грузоподъемное устройство – это соответствующее решаемой задаче с оптимальным соотношением цена-качество.

Грузоподъемность механизма выбирается из условия работы с нагрузкой 70-85% от номинальной, что соответствует оптимальному соотношению стоимости к грузоподъемности. Для активно используемого механизма применение устройства с электрическим приводом будет лучшим решением.

В плане долговечности изделия, приобретение продукции европейских брендов или зарекомендовавших себя российских производителей будет правильным выбором.

Схема подключения электролебедок

Работа с электрической лебедкой сопряжена с определенными рисками и относится к категории опасных занятий. Эксплуатировать приспособление следует с максимальной осторожностью и внимательностью, с четким соблюдением требований инструкции по эксплуатации. Прежде чем приступить к использованию грузоподъемного устройства, следует внимательно изучить схему подключения, подсоединить все провода в указанной последовательности. Если планируется подключение к сети 220В, к монтажной колодке будет крепиться 3 провода (фаза, ноль, заземление). При подключении электрической лебедки для подъема к трехфазной системе, потребуется присоединение 4 проводов (3 фазы и ноль). Если после подключение механизма, вращение барабана происходит в другую сторону, это означает, что 2 крайних провода из имеющихся трех, на которых подключена фаза, нужно поменять местами. От правильности подключения механизма зависит корректность его работы.

Особое внимание следует уделить состоянию грузозахватных элементов, канатов, тросов. При наличии деформаций, трещин или признаков износа, тросы придется заменить. Крюк каната должен располагаться вертикально над грузом. Перед тем, как включить устройство, нужно убедиться в том, что в рабочей зоне нет посторонних, надежны точки крепления, рычаг включения приведен в нерабочее положение. Исправность тормозного устройства проверяют на холостом ходу. Запрещено изменить направление хода до полной остановки оборудования. Расстроповка груза должна выполняться после полного его опускания и закрепления.

Проводить ремонт и техническое обслуживание лебедки во время работы категорически запрещается. Нельзя оставлять включенную электрическую лебедку без присмотра. Если самостоятельно разобраться в подключении и особенностях использования грузоподъемного оборудования сложно, следует заручиться помощью более опытного специалиста.