Редукторы лифтовых лебёдок — часть 1
Редуктором называется механизм, с помощью которого передается вращение от электродвигателя к канатоведущему органу с изменением частоты и угла вращения.
Из соображений компактности в лебедках желательно применять высокооборотные электродвигатели переменного тока. Но их частота вращения во много раз превышает необходимую частоту вращения канатоведущего органа, а вращающий момент на их валу недостаточен для подъема кабины с грузом. Вследствие этого в лифтовых лебедках применяют понижающие редукторы, позволяющие получить требуемую частоту вращения канатоведущего органа и необходимый момент на их ободе.
В лифтовых лебедках применяют зубчатые и червячные редукторы.
Зубчатый редуктор — это механизм, состоящий из системы зубчатых колес. Он имеет литой или сварной корпус, в котором размещены цилиндрические шестерни. Шестерни снабжены валами, установленными на подшипниках. Смазывание шестерен осуществляется маслом, залитым в корпус до нужного уровня. Редукторы этого типа имеют относительно низкую стоимость изготовления и достаточно высокий КПД, однако вследствие внушительных габаритов редко применяются в лифтовых лебедках.
Наибольшее распространение получили червячные редукторы. Они более компактны, чем зубчатые, и обеспечивают получение больших передаточных чисел в одной паре. Кроме того, они обладают плавностью и бесшумностью действия. Недостатками червячной пары являются сравнительно низкий КПД, повышенный износ в связи с большими скоростями скольжения в зацеплении, склонность к задирам и заеданию контактных поверхностей.
Червячный редуктор состоит из вала с червяком и червячного колеса с выходным валом, установленных в одном корпусе, обычно литом, на подшипниках. К червячному валу с помощью муфты крепится электродвигатель, а к выходному валу — канатоведущий орган. Червячное колесо состоит из ступицы, на которую напрессован бронзовый венец, зафиксированный болтами со стопорными планками.
В лифтовых редукторах применяются червячные передачи как с цилиндрическим, так и с глобоидным червяком. Цилиндрический червяк (рис. 2.11, а) представляет собой винт цилиндрической формы с трапецеидальным профилем нарезки. В зацеплении находятся 1,5 — 2 зуба.
Червяк прост в изготовлении и регулировании зацепления. Редуктор с таким зацеплением имеет большие габаритные размеры и массу по сравнению с глобоидным (за счет размеров червячного колеса).
Рис. 2.11. Схемы червячной передачи:
а — с цилиндрическим червяком; б — с глобоидным червяком; х, у — оси; abc — дуга
Глобоидный червяк (рис. 2.11, б) имеет форму тела, образованного вращением дуги abc вокруг оси х червяка. В глобоидной передаче все витки червяка входят в зацепление с червячным колесом. Давление на зуб венца червячного колеса в этом случае в несколько раз меньше, что позволяет уменьшить габаритные размеры и массу редуктора. По сравнению с редуктором с цилиндрическим червяком редуктор с глобоидным червяком сложен в изготовлении и требует особой точности при сборке.
Червячные колеса обеих передач по форме не различаются. Червячный вал с червяком изготавливают из стальной заготовки путем нарезания винтовых ниток, а венец червячного колеса — из бронзы. Червяк и червячное колесо находятся в масляной ванне.
При работе редуктора действуют силы, нагружающие подшипники вала червяка в радиальном и осевом направлениях. В редукторе червячный вал опирается на две подшипниковые опоры. Одна опора снабжена подшипником, воспринимающим радиальные нагрузки, другая содержит два радиально-упорных подшипника или по одному радиальному и двухрядному упорному подшипнику, установленных в одном подшипниковом узле. Червячный вал в подшипниках закрепляют с таким расчетом, чтобы один его конец, воспринимающий радиальные и осевые нагрузки, был жестко зафиксирован в осевом направлении, а другой (с радиальным подшипником) имел возможность перемещаться в осевом направлении. Это обеспечивает компенсацию температурного расширения червячного вала.
Аналогично червячному валу нагружен вал червячного колеса, но его осевая нагрузка незначительна, вследствие чего в подшипниковых узлах нет самостоятельного упорного подшипника. Для этого вала используют радиально-упорные подшипники.
128. Типы редукторов, применяемых в лифтостроении, их преимущества и недостатки
На лифтах в настоящее время применяют редукторы с цилиндрическим и глобальным червячным зацеплением. Наиболее распространены редукторы с одноходовым червяком (см. рис. 26). Обод червячного колеса, изготовленный из бронзы, не должен иметь трещин и раковин. Червяк выполнен из стали высокой твердости. Червяк и червячное колесо находятся в масляной ванне. Масло служит для уменьшения трения и отвода теплоты при работе передачи. Осевой люфт червяка регулируется планшайбой, расположенной на упорном подшипнике. Червичный редуктор состоит из червяка и червячного колеса, сидящего на выходном валу, который установлен в подшипниках в чугунном корпусе редуктора. Электродвигатель соединен с червяком с помощью муфты, выполняющей также роль тормозного шкива. На выходной вал редуктора насажен канатоведущий шив.
Изготовление глобоидного червяка сопряжено с применением специального оборудования и режущего инструмента, поэтому качество его изготовления и степень точности весьма невысоки, что приводит к низкому КПД передачи и значительным вибрациям в кабине лифта. Червячные колеса глобоидного и цилиндрического редукторов по форме одинаковы. Глобоидный червячный редуктор показан на рис. 27. Венец червячного колеса крепится к ступице болтами. Тихоходный вал установлен в корпусе редуктора на конических роликовых подшипниках. Наружное кольцо подшипника со стороны канатоведущего шкива упирается в крышку. Правильное положение средней плоскости червячного колеса относительно оси червячного вала достигается установкой прокладок между наружным кольцом подшипника и врезной крышкой. Табличка, укрепленная на редукторе заводом-изготовителем, должна иметь дату изготовления, тип редуктора, номинальный момент и передаточное число редуктора.
Шестеренка натяжителя привода дверей технос
3.4. Редукторы лифтовых лебедок
В редукторах лифтовых лебедках преимущественное распространение получили червячные передачи (рис.3.16) в силу ряда очевидных преимуществ: возможность получения больших передаточных чисел в одной паре, плавность и бесшумность работы [3, 11, 24, 29].
Недостатком червячной передачи является сравнительно низкий КПД, повышенный износ в связи с большими скоростями скольжения в зацеплении, склонность к задирам и заеданию контактирующих поверхностей.
В зарубежных конструкциях лифтов преимущественно применяются редуктора с цилиндрическим червяком.
В нашей стране до недавнего времени отдавалось предпочтение глобоидным передачам.
Глобоидные червячные передачи обладают повышенной нагрузочной способностью, так как в зацеплении с зубом червяка одновременно находится несколько зубьев, и линии контакта зубьев с червяком располагаются практически перпендикулярно вектору скорости скольжения, что способствует образованию непрерывной масляной пленки на трущихся поверхностях.
Благоприятные условия смазки способствуют устранению заедания в червячном зацеплении.
Увеличение площади контактной поверхности позволяет использовать более дешевые сорта бронзы и дает некоторую экономию цветных металлов. Именно это обстоятельство предопределило предпочтительное применение глобоидных передач в лифтовых лебедках отечественного производства в послевоенный период. Наряду с очевидными достоинствами, глобоидные передачи имеют весьма существенные недостатки.
Значительно сложнее технология изготовления глобоидных передач. Практическое отсутствие оборудования для шлифовки глобоидного червяка исключило возможность его термической обработки, что в свою очередь, привело к снижению усталостной прочности, уменьшению КПД и повышенному износу зубьев колеса в связи с наличием существенных микронеровностей на поверхности червяка.
Отсутствие аналитической теории и использование экспериментальных зависимостей существенно усложняет процесс проектирования.
Глобоидные передачи весьма критичны к точности сборки и регулировке осевого положения червяка и колеса.
Снижение точности сборки и регулировки глобоидной передачи влечет за собой резкое снижение КПД и может вызвать заклинивание червячного зацепления. В связи с этим, исключалась возможность применения пролетной схемы установки КВШ с выносной опорой. Доминирующим решением стала консольная установка КВШ и, связанное с этим, увеличение габаритов подшипников выходного вала редуктора.
К недостатку глобоидной передачи следует отнести и наличие небольших кинематических колебаний окружной скорости червячного колеса, которые могут служить одной из причин вибрации кабины.
Длительный опыт эксплуатации отечественных лебедок с глобоидными передачами, а также опыт иностранных фирм убедительно свидетельствует о целесообразности возврата к, цилиндрическим червячным передачам.
Поэтому в последнее время в практике отечественного лифтостроения наметилась устойчивая тенденция применения цилиндрических червячных передач как при производстве лифтов, так и при модернизации действующего лифтового оборудования.
Червячные передачи с эвольвентным цилиндрическим червяком более технологичны и менее критичны к точности сборки. Хорошо отработана технология изготовления и термической обработки червяка.
Наличие аналитической теории расчета может служить основой оптимизации параметров этих передач.
К недостаткам цилиндрических передач следует отнести более высокий уровень контактных давлений, что делает необходимым использовать более дорогостоящие сорта бронзы для зубчатого венца червячного колеса. Несколько ухудшаются условия смазки в зацеплении (рис.3.17).
На рис.3.17 б показано применение радиальных подшипников скольжения в цилиндрической червячной передаче с целью снижения уровня шума. В качестве упорного подшипника применяется более компактный шариковый [29].
В лифтовых лебедках
применяют три способа расположения червяка редуктора: нижнее горизонтальное, верхнее горизонтальное и вертикальное.
Нижнее расположение червяка широко применяется в отечественной и зарубежной практике. Такое конструктивное решение имеет ряд преимуществ.
Прежде всего, обеспечиваются хорошие условия смазки червячного зацепления. Низкое расположение центра тяжести делает лебедку более устойчивой и компактной.
Основным недостатком является утечка масла через уплотнения червячного вала. Это требует постоянного внимания обслуживающего персонала и увеличивает расход масла. Возникают дополнительные гидродинамические сопротивления, связанные с перемешиванием масла вращающимся червяком.
Утечка масла полностью устраняется в лебедках с верхним и вертикальным расположением червяка.
Рис.3.17. Конструкция червячной передачи а) с глобоидным червяком; б) с цилиндрическим червяком; 1 — червяк, 2 — радиальный подшипник, 3 и 4 — стаканы, 5 — набор регулировочных прокладок из фольги для регулировки осевого положения червяка, 6 — прокладки под фланцем стакана подшипников червячного колеса, 7 -крышка, 8 — прокладки регулировочные, 9 — манжетное резиновое уплотнение, 10 — маслоотбойное кольцо
Рис.3.18. Редуктор с верхним расположением цилиндрического червяка
Лебедки с верхним расположением цилиндрического червяка успешно применяются в лифтах зарубежного и отечественного производства. На рис.3.18 представлен фрагмент конструкции редуктора отечественного производства с верхним расположением червячного вала, который одновременно является валом ротора двигателя.
Применение системы мотор — червяк позволяет отказаться от использования соединительной муфты. При этом, снижается виброактивность редуктора, масса и габариты лебедки. Уменьшается трудоемкость ремонтных работ и технического обслуживания.
В редукторе с цилиндрической червячной передачей отсутствует регулировка осевого положения червяка, принципиально важная для глобоидной передачи.
Недостатком редуктора с верхним расположением червяка является ухудшение условий смазки зацепления после длительного простоя лифта.
Остаточная масляная пленка не гарантирует жидкостное трение в момент пуска двигателя.
Для компенсации этого недостатка и повышения несущей способности масляной пленки целесообразно увеличивать скорость скольжения контактирующих поверхностей червячного зацепления за счет применения двигателя с повышенной частотой вращения ротора.
Вертикальное расположение червяка позволяет заметно улучшить условия смазки червячного зацепления и исключит утечку масла так же, как и при верхнем горизонтальном расположении червяка (рис.3.5). При такой конструкции редуктора несколько увеличиваются потери энергии за счет перемешивания масла червяком, частично погруженным в масляную ванну.
В грузовых лифтах и в тех случаях, когда уровень шума не лимитирован, могут использоваться червячно-зубчатые передачи. При этом может использоваться открытая зубчатая передача с внутренним зацеплением колеса, встроенного в КВШ.
Специальные условия применения лифтов могут делать целесообразным применение более компактных планетарных передач. Однако, все альтернативные ре-шения являются всего лишь исключением из сложившейся практики преимущественного использования червячных передач.
Отечественные и зарубежные производители лифтового оборудования обычно располагают хорошо отработанным рядом лифтовых лебедок, поэтому проектирование механизмов подъема сводится к расчетному обоснованию параметров и выбору узлов из существующего набора конструкций [3].
Расчет червячных редукторов лифтовых лебедок не имеет особой специфики за исключением необходимости учета значительной консольной нагрузки на выходной вал при консольной установке КВШ. Специфичен и характер нагрузок, определяемый назначением и режимом работы лифта.
Для чего служат редукторы лифтовых лебедок
Лебедка лифта, редуктор
1. Назначение лебедки лифта и основные требования к ней?
Лебедки лифта предназначены для подъема и спуска кабины с пассажирами или грузом. Лебедка состоит из электродвигателя, соединительной муфты, тормозного устройства, редуктора, барабана или канатоведущего шкива. Лебедку оборудуют автоматически действующим тормозом замкнутого типа. Применение ленточных тормозов не допускается. Лебедки с барабаном, согласно требованиям ПУБЭЛ, должны иметь канавки (ручьи), нарезанные по винтовой линии. Канатоемкость барабана должна быть рассчитана на укладку не менее полутора запасных витков каждого закрепленного на барабане каната при наинизшем рабочем положении кабины или противовеса, не считая витков, находящихся под зажимным устройством.
Барабан лебедки имеет реборды, которые должны возвышаться над верхним слоем навитого каната на высоту, равную не менее одного диаметра каната. Ранее применялись червячные редукторные лебедки с канато-ведущим шкивом и выносной опорой. Канатоведущий шкив лебедки снабжен ручьями, форма которых при заданном угле обхвата шкива канатами позволяет обеспечить сцепление канатов со шкивом, достаточное для удерживания кабины при статическом испытании, и исключает возможность подъема кабины при неподвижном противовесе или противовеса при неподвижной кабине. В настоящее время выпускают червячные лебедки с канатоведущим шкивом, расположенным на консольном тихоходном валу редуктора.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
- Противопожарные мероприятия при эксплуатации лифтов
- Производственная санитария
- Техника безопасности, производственная санитария и противопожарные мероприятия
- Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов
- Проверка лифтов с автоматическими раздвижными дверями
- Проверка лифтов с распашными дверями шахты
- Задачи лифтера, лифтера-обходчика, диспетчера и проводника
- Диспетчерские пульты
- Электрическое оборудование лифтов
В обыкновенных пассажирских и грузовых лифтах применяют быстроходные электродвигатели, в то время как частота вращения канатоведущего шкива небольшая. Поэтому для снижения частоты вращения применяют редукторы. На скоростных лифтах используют безредукторные лебедки, у которых канатоведущий шкив непосредственно (без редуктора) соединен с валом электродвигателя постоянного тока, имеющего пониженную частоту вращения ротора. Безредукторные лебедки более совершенны, но они отличаются более сложными системами управления, что удорожает их изготовление и обслуживание. Редуктор серийной лебедки укреплен на раме, которая через резиновые амортизаторы опирается на подрамник, закрепленный в свою очередь на перекрытии машинного помещения.
Лебедки лифтов (за исключением грузовых малых) снабжены штурвалами для ручного управления. Штурвал насажен на быстроходном валу и может быть съемным. Применение штурвала со спицами или кривошипной рукояткой не допускается. На лебедке лифта указывают направление вращения штурвала на подъем и спуск кабины. Лебедка должна иметь табличку завода-изготовителя.
Рис. 1. Схема червячного цилиндрического редуктора
1 — подшипник вала червячного колеса; 2 — обод канатоведущего шкива; 3 — венец червячного колеса; 4 — упорный подшипник; 5 — цилиндрический червяк
2. Назначение редуктора?
Редуктор — механизм, предназначенный для передачи вращения от быстроходного электродвигателя тихоходному канатоведущему органу. Редукторы применяют для снижения частоты вращения электродвигателя.
Рис. 2. Глобоидный червячный редуктор лебедки
1 — радиальный подшипник; 2 — глобоидный червяк; 3 — червячное колесо; 4 — корпус; 5, 10 — стаканы; 6 — ра-диально-упорный подшипник; 7—маховик; 8, 11—дистанционные прокладки; 9 — шпонка; 12 — выходной вал; 13— конические подшипники; 14 — торцовая шайба; 15 — крышка; 16 — регулировочная пробка; 17 — стопор; 18—сливная пробка
Рис. 3. Схема лебедки с канатоведущим шкивом
1 — редуктор; 2 — амортизатор; 3 — рама лебедки; 4 — электродвигатель; 5 — тормозное устройство; 6 — канатоведущий шкив; 7 — штурвал-маховик; 8 — домкрат; 9 — подрамник; 10— сливная пробка; И — муфта; 12 — электромагнит
3. Назовите типы, редукторов, применяемых в лиф-тостроении, их преимущества и недостатки?
На лифтах в настоящее время применяют редукторы с цилиндрическим и глобоидным червячным зацеплением. Наиболее распространены редукторы с однозаход-ным червяком. Обод червячного колеса, изготовленный из бронзы, не должен иметь трещин и раковин. Червяк, изготовленный из стали, имеет высокую твердость. Червяк и червячное колесо находятся в масляной ванне. Масло служит для уменьшения трения и отвода тепла при работе передачи. Осевой люфт червяка регулируется планшайбой, расположенной на упорном подшипнике. Червячный редуктор состоит из червяка и червячного колеса, сидящего на выходном валу, который установлен в подшипниках в чугунном корпусе редуктора. Электродвигатель соединен с червяком при помощи муфты, выполняющей также роль тормозного шкива. На выходной вал редуктора насажен канатоведущий шкив.
Изготовление глобоидного червяка сопряжено с применением специального оборудования и режущего инструмента. Поэтому качество его изготовления и степень точности весьма невысоки, что приводит к низкому КПД передачи и значительным вибрациям в кабине лифта. Червячные колеса глобоидного и цилиндрического редукторов по форме одинаковы. Венец червячного колеса крепится к ступице болтами. Тихоходный вал устанавливается в корпусе редуктора на конических роликовых подшипниках. Наружное кольцо подшипника со стороны канатоведущего шкива упирается в крышку. Правильное положение средней плоскости червячного колеса относительно оси червячного вал« достигается установкой прокладок между наружным кольцом подшипника и врезной крышкой.
Табличка, укрепляемая на редукторе заводом-изготовителем, должна иметь дату изготовления, тип редуктора, номинальный момент и передаточное число редуктора.