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.

Редукторы лифтовых лебедок

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

Редукторы лифтовых лебедок

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.