Сравнительная характеристика лифтовых лебедок различного конструктивного исполнения

Лебедки лифтов имеют конструкцию в значительной степени аналогичную конструкции электрореверсивных лебедок грузоподъемных машин производственного назначения. Их конструкция традиционно включает канатоведущий орган, редуктор, тормоз и электродвигатель, смонтированные на опорной раме. Однако конкретная реализация конструкции узлов лифтовой лебедки может иметь особенности, связанные со спецификой применения и назначением лифтового оборудования.

Конструкция лифтовой лебедки должна обеспечивать: безопасность применения, надежность и безотказность работы; бесшумность и низкую виброактивность; допустимый уровень ускорений и требуемую точность остановки кабины. В целях снижения трудоемкости технического обслуживания и ремонтных работ конструкция лебедки должна иметь минимальную массу и габариты.

Разнообразие условий применения и широкий диапазон параметров эксплуатационных характеристик лифтов предопределяет и значительное разнообразие конструктивных решений лебедок.

Лифтовые лебедки можно классифицировать по следующему ряду характерных признаков.

По типу канатоведущего органа: барабанные и с канатоведущими шкивами (КВШ).

По характеру кинематической связи приводного двигателя с канатоведущим органом: редукторные и безредукторные.

По типу применяемого редуктора: с глобоидными и цилиндрическими червячными передачами; с планетарными и волновыми передачами.

По наличию системы точной остановки: с системой точной остановки; без системы точной остановки.

По типу привода: с электроприводом переменного или постоянного тока; с приводом от гидродвигателя вращательного типа.

Характерные кинематические схемы лифтовых лебедок с КВШ приведены на рис. 3.1.

а) с червячным редуктором; 1 — КВШ, 2 — редуктор червячный, 3 — соединительная муфта с тормозным шкивом, 4 — колодочный тормоз, 5 — электродвигатель; б) безредукторная лебедка скоростного лифта; 1 — КВШ, 2 — колодочный тормоз, 3 — тихоходный двигатель постоянного тока; в) лебедка с микроприводом; 1 — КВШ, 2 — редуктор червячный, 3 — соединительная муфта с тормозным шкивом, 4 — колодочный тормоз, 5 — основной двигатель привода лебедки, 6 — управляемая фрикционная муфта сцепления, 7 — электромагнит управления муфтой, 8 — редуктор микропривода, 9 — соединительная муфта, 10 — двигатель микропривода.

Требования компактности делает целесообразным использование быстроходных электродвигателей в лебедках обыкновенных лифтов массового применения.

Для передачи движения от быстроходных двигателей к канатоведущим органам применяются зубчатые или более компактные червячные передачи.

Зубчатые передачи планетарного типа могут составить конкуренцию червячным по компактности и КПД, несомненно уступая им по уровню шума, виброактивности и стоимости изготовления.

В условиях применения, где не предъявляются жесткие требования по минимизации уровня шума, но необходима повышенная компактность и КПД, успешно используют лебедки с планетарными редукторами, встроенными в КВШ или выполненные в виде отдельного редуктора. Примером такой конструкции может служить лебедка отечественного производства с планетарным редуктором, встроенным в КВШ. Приводной двигатель и колодочный тормоз на не показаны.

В мировой и отечественной практике лифтостроения наибольшее распространение получили конструкции лебедок с червячными передачами и КВШ.

КВШ может устанавливаться на тихоходном валу консольно (рис. 3.1), на трех-опорном или двухопорном валу с выносной опорной стойкой (вариант установки показан пунктиром на рис. 3.1а).

Пролетная схема установка КВШ возможна в случае применения цилиндрической зубчатой передачи или червячного редуктора с цилиндрическим червяком.

При применении глобоидного червячного редуктора пролетная установка КВШ практически невозможна из-за чрезвычайно высокой чувствительности этого редуктора к точности сборки.

Характерным примером конструкции лифтовой лебедки с цилин-дрическрй червячной передачей и пролетной установкой КВШ может служить лебедка фирмы КОНЕ (Финляндия) для грузового лифта грузоподъемностью 2000 кГ (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Общий вид лебедки с пролетной схемой установки КВШ

При трехопорной схеме установки КВШ сборку лебедки целесообразно производить в заводских условиях с соответствующим контролем точности. Практика применения таких лебедок показала, что снижение точности сборки может приводить к преждевременному разрушению тихоходного вала с весьма серьезными последствиями.

Пролетная установка КВШ обеспечивает большую устойчивость конструкции лебедки и позволяет уменьшить габариты подшипниковых узлов тихоходного вала редуктора.

При использовании глобоидных червячных передач, консольная установка КВШ является единственно возможным решением.

В настоящее время отмечается устойчивая тенденция использования лебедок с отклоняющим блоком, позволяющим существенно уменьшить диаметр и массу КВШ.

Наличие отводного блока позволяет проще приспосабливать лебедку к лифтам с различным соотношением размеров кабины в плане.

Заметному снижению массы и габаритных размеров лебедки способствует применение высокооборотных электродвигателей и системы мотор — червяк.

Примером таких решений могут служить конструкция лебедок отечественного производства (АО КМЗ) (рис. 3.4). Лебедки рассчитаны для работы с отводными блоками.

При нижнем расположении червяка обеспечиваются хорошие условия смазки, но возникают проблемы с утечкой масла через уплотнительные узлы червячного вала.

Заметному снижению массы и габаритных размеров лебедки способствует применение высокооборотных электродвигателей и системы мотор — червяк с верхним расположением червяка.

Верхнее расположение червяка исключает возможность утечки масла, но ухудшаются условия смазки в зацеплении при пуске после длительного бездействия лебедки. Этот недостаток частично компенсируется применением двигателя с повышенной частотой вращения ротора (рис. 3.46).

Весьма компактную конструкцию имеет лебедка с вертикальным расположением червяка, которая применяется фирмой ОТИС и производится совместным предприятием Щербинка-ОТИС (рис. 3.5).

Вертикальная установка червяка обеспечивает хорошие условия смазки и заметно снижает влияние колебаний, обусловленных эксцентриситетом центра масс ротора двигателя, так как они действуют на канатную подвеску кабины в поперечном направлении, а поперечный модуль упругости канатов существенно меньше продольного. Поэтому колебания практически не передаются кабине.

Рис. 3.4. Лебедки с отводными блоком

а) с нижним расположением цилиндрического червяка; б) с верхним расположением системы мотор-червяк; 1 — отводной блок, 2 — чашка, 3 — амортизатор, 4 — скоба, 5 — рама, 6 — КВШ, 7 — штурвал, 8 — тормоз, 9 — муфта, 10 — редуктор, 11 — электродвигатель,12 — подрамник, 13 — вентилятор, 14 — опорная стойка.

В конструкции скоростных лифтов преимущественно применяются безредукторные лебедки с приводом от тихоходного двигателя постоянного тока (рис. 3.6).

КВШ устанавливается непосредственно на валу тихоходного двигателя.

Для фиксации неподвижного состояния кабины используется колодочный тормоз нормально-замкнутого типа. Остановка кабины с необходимой точностью и допустимым ускорением замедления обеспечивается работой управляемого двигателя. Недостатком применения подобной конструкции лебедки является ее высокая стоимость при несколько меньшей, чем у привода переменного ток, надежностью; значительная масса и габаритные размеры.

Основное достоинство заключается в возможности обеспечения высокой точности остановки и плавности хода кабины при любых номинальных значениях скорости ее передвижения.

Рис. 3.5. Лебедка с вертикальным червяком

1 — КВШ, 2 — подрамник, 3 — пол машинного помещения.

Рис 3.6. Безредукторная лебедка.

1 — тихоходный электродвигатель постоянного тока; 2 — электромагнит; 3 — тормоз; 4 — КВШ; 5 — опора; 6 — рама; 7 — контршкив;

В последнее время появилась необычная конструкция безредукторного привода лебедки на основе дискового двигателя трехфазного переменного тока типа Есо015с с постоянным подмагничиванием и регулированием частоты вращения ротора посредством электронной системы управления частотой и амплитудой питающего напряжения.

Эта конструкция разработана фирмой КОНЕ для пассажирского выжимного лифта без машинного помещения грузоподъемностью 630 кГ при скорости движения кабины 1 м/с. Фирма предлагает аналогичное решение для лифтов со скоростью движения кабины до 2,5 м/с. Лифты этого типа успешно эксплуатируются в Европе.

Параметры новой лебедки выгодно отличаются от традиционного редукторного исполнения: масса лебедки составляет 190 кГ вместо 430 кГ; мощность двигателя — 3,5 Ш вместо 5,5 кУ. Лебедка нового типа не требует заливки масла.

Крепление лебедки производится на направляющей кабины в верхней части шахты.

КВШ выполнен единым блоком с дисковым ротором двигателя и тормозным шкивом. Применяется колодочный тормоз с автономной системой растормаживания каждой колодки. Номинальная частота вращения КВШ — 95. об/мин. Диаметр КВШ составляет 400 мм. Точность остановки кабины Д=± 10 мм.

Отражением несомненного прогресса в лифтостроении может служить наметившаяся в настоящее время тенденция использования частотно регулируемого привода переменного тока, как в лифтовых лебедках, так и в системах привода автоматических дверей кабины.

Привод переменного тока с тиристорным и частотным регулированием начинают применяться в лифтах со скоростью движения кабины до 2 м/с, вытесняя лебедки с микроприводом, которые успешно применялись в грузовых лифтах с повышенной точностью остановки кабины.