Рычажная лебедка принцип работы

Многие люди не всегда по достоинству оценивают важность наличия лебёдки механической ручной. Понимание значимости этого инструмента в большинстве случаев наступает лишь в критических ситуациях, когда, например, необходимо вызволить автомобиль из грязевой ловушки, сформировавшейся на грунтовой дороге. Причём такие моменты могут случиться практически с каждым человеком, независимо от рода его деятельности и увлечений.

На рынке представлен огромный выбор ручных лебёдок. И в этом многообразии зачастую очень сложно определиться с оптимальным вариантом, имеющим неплохие эксплуатационные характеристики и приемлемую цену.

Конструктивные особенности

Наибольшей популярностью сегодня пользуются барабанные модели и ручные лебёдки механические рычажного типа. Хоть у этих инструментов и аналогичное предназначение, однако, принцип их действия несколько различается.

Оборудование барабанного типа

По своим внешним качествам этот вид инструмента напоминает автомобильные лебёдки, которыми оснащён специальный транспорт. В их конструкцию включён редуктор и барабан. Первый обычно бывает червячным или шестерёнчатым. Барабан в этом устройстве предназначен для наматывания на него ленты либо стального троса.

У червячных вариаций механизма имеется неоспоримое преимущество, заключающееся в том, что на их редукторах значительно проще реализована система, при помощи которой в нужный момент прибор стопорится. Благодаря этому существенно увеличивается безопасность применения этого снаряжения. Такой инструмент отличается также высокой надёжностью и разнообразием тактик крепления. Хотя у него есть и определённые недостатки:

• Большой размер снаряжения, что обуславливает более комфортное применение в условиях помещения наподобие гаража.
• Сравнительно небольшой вес, который способен тянуть этот вид оборудования.
• Сложный механизм эксплуатации.
• Необходимость проведения постоянного обслуживания.
• Своеобразный «конфликт» с грязью.

Из вышеперечисленного следует, что такой тип лебёдок не является лучшим вариантом использования на передвижных устройствах.

Что касается шестерёнчатых приспособлений, их конструкция также включает в себя редуктор и барабан, однако, в отличие от червячных они более простые в изготовлении, следовательно, несколько дешевле. Трос на них крепится при помощи храповика, обладающего хорошей надёжностью

Для редуктора свойственна простота обслуживания. Довольно важным моментом является качество использованного при изготовлении шестерней металла, поэтому не рекомендуется при выборе такого оборудования отдавать предпочтение более дешёвым, не проверенным аналогам. Лучше выбрать известного производителя.

Из основных недостатков можно выделить следующие:

• Способ укладки троса, который зачастую попадает в полости шестерней редуктора и прекращает выполнять свои функции.
• Малый внутренний диаметр барабана, что обуславливает сильный перегиб стального троса. Как результат последний довольно быстро портится.
• Из-за габаритов устройства ограничивается размер барабана, а это, в свою очередь, лимитирует дальность действия механизма.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что процесс применения лебёдок барабанного типа в полевых условиях не всегда может быть комфортным. Таким механизмом лучше пользоваться в гараже.

Оборудование рычажного типа

Лебёдки этого вида наиболее часто применяются в передвижных устройствах. Именно их обычно приобретают водители, чтобы иметь возможность в случае необходимости вызволить машину из западни.

Стандартное строение устройства включает изготовленную из металла раму, внутри которой расположен механизм, приводимый в действие нажатием на рычаг, находящийся на корпусе оборудования. За счёт того, что на рычаг может быть приложено большее усилие, прибор оказывается эффективным в тех случаях, когда барабанные лебёдки не справились бы. Тяговое усилие такого механизма способно достигать нескольких тонн. Причём этот показатель может быть ещё больше увеличен благодаря укреплению стандартного рычага. Некоторые производители сразу включают в комплект оборудования специальный усилитель либо же изготавливают этот элемент по телескопическому методу.

К главным комплектующим устройства относится храповик, фиксирующий трос в натянутом состоянии. Он является своеобразным колесом, на котором располагаются упорные зубья. В них по очереди упирается фиксирующий штырь, противодействующий прокручиванию колеса в обратную сторону. Таким образом обеспечивается натяжка троса.

При этом основная нагрузка производится на раму оборудования, вследствие чего последняя должна быть изготовлена из прочного металла соответствующего калибра. Иначе произойдёт деформация устройства. Специалисты рекомендуют отказаться от варианта лебёдки с рамой, толщина металла которой будет меньше трёх миллиметров.

Механизм имеет небольшие габариты, поэтому его эксплуатация возможна даже в очень неудобных местах и условиях. А также рычажный тип механизма не предусматривает обязательного крепления корпуса. Однако при покупке этой модификации стоит обратить внимание на размер намоточного барабана, поскольку чем меньше он будет, тем большие усилия необходимо прилагать в процессе работы. Не стоит останавливать свой выбор на изделии с диаметром этого элемента менее 45 миллиметров.

Критерии выбора

Конструктивные особенности оборудования — не единственный аспект, который необходимо рассматривать при покупке инструмента. Существует ещё несколько важных моментов, требующих внимания:

• Длина троса. Удобнее являются более длинные детали. Хотя на рынке довольно сложно найти лебёдку с тросом больше пяти метров.
• Тяговое усилие. Зачастую продавцы утверждают, что достаточно пятисот килограмм тягового усилия. Однако на практике этого показателя зачастую не хватает и оборудование не справляется с поставленной задачей. Оптимальным весом считается как минимум тысяча килограмм.
• Поперечное сечение троса. В этом случае слишком толстый элемент не является лучшим вариантом, поскольку на барабан поместится небольшая его длина. Оптимальный диаметр равен шести миллиметрам, чего вполне достаточно, например, для извлечения автомобиля из грязевой ловушки.
• Ремень или трос. Оба этих компонента могут быть использованы на лебёдке. Но вот какой именно — личное решение владельца. Ремень довольно недолговечен, но удобен в эксплуатации и дешевле. Трос способен прослужить значительно дольше, но его тяжело укладывать на барабан. Если оборудование будет использоваться нечасто, то, наверное, правильнее обзавестись именно первым вариантом.

Как заключение можно кратко перечислить основные аспекты, касающиеся этого оборудования:

1. Для эксплуатации в гараже лучше приобретать лебёдки барабанного типа с червячным редуктором. А чтобы применять оборудование в полевых условиях лучше подойдёт рычажная модификация.
2. Упорный зуб храповика должен обладать достаточной шириной, что предотвращает незапланированное выскальзывание из него фиксатора.
3. Намоточный барабан лучше выбирать с диаметром более 45 миллиметров.
4. Качественная рама рычажной лебёдки изготавливается из металла толще трёх миллиметров.
5. Оборудование будет лучше справляться с поставленными задачами, если его тяговое усилие составит не менее 1 тыс. килограмм.
6. Оптимальная толщина троса равна шести миллиметрам.
7. Стоит выбирать механизм с телескопическим рычагом. Как вариант этот элемент может быть оборудован специальным усилителем.

Ручная тросовая лебедка — это достаточно распространенное устройство среди автомобилистов. Такому специфическому кругу покупателей лебедка обязана тем, что с ее помощью можно достаточно просто вытаскивать автомобиль. Стоит сказать, что это оборудование довольно часто называют нефтянкой, таскателем, тросовым домкратом и пр. Все зависит от сферы использования или от внешнего вида.

Описание лебедки. Отличие от тали

Стоит сказать, что по своей конструкции и принципу действия ручные тросовые лебедки очень схожи с талями. Однако есть одно существенное отличие. Лебедка перемещает груз в горизонтальной плоскости, тали же перемещают его по вертикали. Хотя здесь справедливо будет сказать, что есть и комбинированные модели, у которых присутствуют оба механизма.

Строение лебедки достаточно простое. На барабан намотана лебедка, при использовании которой и тянут груз. Минимальный вес, на который рассчитана лебедка, — 150 кг, максимальный же может достигать 10 тонн. Естественно, что конкретные параметры будут зависеть от модели лебедки и от ее производителя. При продаже ручных тросовых лебедок изготовитель всегда прикладывает руководство, в котором указано, какой вес может выдержать конкретная модель. Практический опыт использования этих устройств показал, что, к примеру, китайские модели обычно выдерживают меньший вес, чем указывает производитель.

Характеристика и конструкция

Что касается характеристик для такого устройства, то их, в принципе, всего две. Первая — это минимальная и максимальная нагрузка, вторая — это длина троса или каната.

Стоит обратить свое внимание на то, что ручные тросовые лебедки могут быть выполнены с железным тросом, а может использоваться канат. Если максимальный вес будет превышен и трос порвется или же это произойдет по какой-либо другой причине, то при металлическом исполнении есть большой шанс получить серьезные травмы. При наличии канатного типа такого обычно не происходит.

Что касается сведений о конструкции ручной лебедки то выглядит она примерно так: барабан с лебедкой комплектуется передачей зубчатого типа, имеется рычаг с храповиком или же с винтовым механизмом. Эти элементы определенным образом снижают нагрузку на трос при работе. Все детали, отвечающие за передачу, как и барабан, устанавливаются на раму лебедки. Рама также имеет определенные пазы, которые предназначены для крепления цепи. Бывают модели, у которых имеется болтовое соединение для крепления.

Основные виды лебедок

Что касается основной классификации лебедок, то они могут быть заводскими или же самодельными, что не исключено. Заводские модели также могут быть как отечественными, так и импортными. Еще одна классификация возможна и по типу крепления, который используется в лебедках. Возможно наличие крепления на стену, на землю или же комбинированного типа. Однако основное отличие все же заключается в строении устройства и в механизме лебедки.

Описание основного вида

Что касается способа крепления, то ручная тросовая лебедка может быть без фиксации. Естественно, что в таком случае пропадает необходимость в поиске хорошей опоры, которая должна будет так же выдерживать нагрузку, как и сама лебедка. Еще одно преимущество такой конструкции — это возможность использования оборудования для перемещения и по горизонтали, и по вертикали. Однако есть и недостаток, который заключается в том, что длина троса обычно невелика. Максимальная длина — 6 метров. Однако тут стоит сказать, что ручная тросовая лебедка рычажного типа является одной из наиболее грузоподъемных. Максимальный вес составляет 10 тонн.

Такое оборудование само по себе довольно большое и чаще всего применяется на строительных площадках. Есть небольшой подвид такой лебедки, который называют монтажно-тяговый. У такого типа ручной рычажной тросовой лебедки ЗУБР отсутствует барабан. Это дает преимущество в том, что снимаются все ограничения по длине самого троса, а также значительно уменьшается размер самого приспособления. Такие устройства можно найти с длиной даже до 20-25 метров. Зажимается канат в таком случае кулачками, расположенными на корпусе. Это приводит к тому, что лебедка изнашивается медленнее.

Барабанное устройство

Что касается тросовой ручной барабанной лебедки, то она может функционировать только при наличии опоры. Такое устройство рассчитано на перемещение грузов только по горизонтали. Есть небольшая хитрость, которая позволяет перемещать грузы по горизонтали, однако под углом в 45 градусов. Для этого установить лебедку нужно на 15 см выше уровня земли. Однако это значение минимальное. Чем больше будет угол, тем выше придется поднимать лебедку, максимум до 65 см. Вес груза, который может перемещать лебедка барабанного типа, составляет от 250 кг до 5 тонн.

Помимо опоры в данной модели активно работает рукоятка, барабан и редуктор. Вместо рычага в данном случае движение будет задаваться при помощи рукоятки. При помощи редуктора импульс от рукоятки передается к барабану, который и задает силу тяги. Если данная сила будет слишком велика, то сработает автоматический стопор, что поможет избежать падения грузов.

Типы привода для лебедки

На сегодняшний день известно несколько подвидов лебедки, которые отличаются между собой типом привода. Если говорить о надежности, то худшим вариантом считается червячный.

Конструкция ручной тросовой лебедки червячного типа включает в себя наличие двух шестерней. Одна из них основная, другая винтовая. Основная деталь крепится на барабане, который вращается при помощи винта. Устройство имеет автостоп, а также он позволяет перемещать груз в любом направлении. Другими словами, имеется деталь, позволяющая совершать реверсивное движение. Мощность данной лебедки очень хорошая, к тому же она компактная. Однако все эти преимущества нивелируются тем, что в червячной паре наблюдается достаточно сильный износ. Для того чтобы снизить износ, приходится постоянно смазывать элементы. Если этого не делать, то червячную пару будет достаточно часто заклинивать.

Скоростной привод

Если такие приспособления, как ручные рычажные лебедки тросовые 4тонные, не имеют возможности выбора скорости перемещения груза, то их можно заменить на оборудование с другим типом привода.

Возможно исполнение односкоростного шестеренчатого типа привода. В таком случае выполнена она в виде большой шестерни, расположенной на барабане, а рядом с ней есть еще одна, меньшего размера и выполняющая передающие функции. В некоторых случаях такой тип передачи называют зубчатым. При такой конструкции у лебедки возникает передаточное отношение, которое будет высчитываться в зависимости от количество зубьев на шестеренке. Ведущая деталь в данном случае будет фиксироваться с валом как монолитная конструкция. К валу крепится рукоять.

Многоскоростная конструкция

Тросовая ручная лебедка с многоскоростным шестеренчатым типом привода отличается от предыдущего типа тем, что имеет несколько пар шестерней. Здесь важно отметить, что каждая шестерня увеличивает усилие в несколько раз. Другими словами, этот тип привода является наиболее мощным среди всех остальных. Однако здесь есть небольшой недостаток, который заключается в том, что скорость движения, свойственная 1-й паре шестерни, теряется. Увеличивать скорость движения груза получится лишь в том случае, если он весит более 1 тонны и выше.

Однако здесь важно знать о такой функции, как возможность застопорить некоторые пары шестеренок. Учитывая эту возможность, можно сказать, что цепная ручная лебедка, обладающая многоскоростным приводом, является лучшей среди всех других видов.

Из всего этого следует сделать вывод, что от вида лебедки и от типа ее привода сильно зависит область ее применения.

Использование

Чаще всего ручные лебедки применяются автомобилистами. Такое применение в настоящее время уже считается бытовым. Максимально часто используются рычажные модели, так как они не требуют опоры и более компактны. Если сравнивать с электрическими моделями, то они выделяются еще и тем, что их достаточно легко использовать. Кроме того, экономится ресурс двигателя автомобиля, так как не требуется подключение к питанию. Помимо такой области применения тросовые лебедки активно используются при частном строительстве, при гаражных работах.

Изготавливаются ручные тросовые рычажные модели лебедки из такого материала, как крепкий металлический сплав. Использование разнообразных сплавов приводит к тому, что лебедки можно применять и при низких, и при высоких температурах, а также внутри помещения или снаружи.

Рычажная лебёдка относится к механизмам ручного типа. Обладая ограниченной грузоподъёмностью, они, тем не менее, просты и компактны, а потому используются при небольшом подъёме и последующем горизонтальном перемещении автомобилей, тяжёлых корпусов станочного оборудования, паллет с разнообразными строительными грузами и других операциях.

Конструкция и принцип действия

Рассматриваемые механические устройства особенно эффективны при работе в стеснённых условиях. При этом имеющимся крюком рычажную лебёдку можно прикрепить к любому подходящему для этих целей месту, а трос перемещать специальным протяжным механизмом.

Рычажная лебёдка состоит из следующих узлов:

1. Привода.
2. Блока полиспастов.
3. Зубчатой передачи.
4. Храпового механизма торможения.
5. Поворотной рукоятки.
6. Корпуса.

От других исполнений ручных лебёдок (барабанной, червячной) ручная рычажная лебёдка отличается характером движения, которое требуется приложить к управляющей ручке, чтобы вызвать перемещение груза. В данном случае оно – качательное: при прямом повороте рычага на некоторый угол происходит вращение оси полиспастного блока (или троса), при обратном – холостом – груз удерживается на месте благодаря действию храпового тормоза. Ход ручки, который зависит от её длины, определяет производительность устройства. При наличии полиспастного блока в конструкции предусматривается также зажимной механизм, который работает с каждой из ветвей попеременно.

Действует ручная рычажная лебёдка следующим образом. При повороте рукоятки, вращающий момент через зубчатую передачу передаётся на тросопротяжный механизм, который обеспечивает силовое перемещение груза. От самопроизвольного возврата груза в конструкции устройства предусматривается храповый тормоз. Он считается главным узлом рычажной лебёдки, который отвечает за её эффективность и безопасность в работе.

Храповый тормоз (иногда это устройство называют ещё остановом) включает в себя тормозной диск, зубчатое храповое колесо, собачку и ступицу, в которую ввинчивается рукоятка. При повороте рукоятки в определённом направлении собачка отходит от выпуклой образующей зуба, и позволяет колесу вращаться. При попытке поворота в обратном направлении на угол, превышающий шаг зубьев, собачка проскакивает в вогнутую часть профиля зуба и блокирует возможный проворот колеса. Для повышения КПД работы узла между зубчатым храповым колесом и тормозным диском устанавливаются сменные тормозные накладки из фрикционного материала. Они не только улучшают сцепление, но и снижают износ подвижных частей тормоза.

Тонкости работы рычажной лебёдкой

В грузоподъёмных ручных механизмах рычажного типа главным фактором для достижения требуемого значения крутящего момента является наибольшее рабочее усилие на рукоятку. Оно определяется продолжительностью непрерывной эксплуатации рычажной лебёдки. Если рычажная лебёдка эксплуатируется в длительном режиме, то усилие на рукоятке не может превышать 10 кг. При кратковременной работе (5 минут и меньше) такое усилие может составлять 16 кг.

Если ручная рычажная лебёдка оснащена полиспастом, то усилие на рукоятке снижается, но одновременно увеличивается количество оборотов рукоятки, которое необходимо выполнить для перемещения груза на такое же расстояние.

В современных конструкциях данных механизмов проверочное усилие на рукоятку обычно составляет не менее 80 кг, что должно указываться производителем в паспорте на лебёдку.

От усилия на рукоятке зависят и размеры ручной тросовой лебёдки. Основными из них являются:

1. Плечо (радиус вращения) рукоятки, которое не должно быть меньше 400 мм.
2. Центр вращения рукоятки должен располагаться на высоте, удобной для работы с рычажной лебёдкой.
3. Длина управляющей ручки для лебёдок сравнительно небольшой грузоподъёмности (до 2 т) должна быть не менее 300 мм, если механизм большей мощности (4 т и более), то длина рукоятки увеличивается до 350…400 мм. Особо мощные исполнения рычажных лебёдок могут оснащаться удлинёнными до 600 мм рукоятками, в этом случае механизм управляется двумя работающими. Вместе с тем для удобства эксплуатации длину рукоятки более 800 мм не предусматривают.
4. Средняя рабочая скорость движения руки пользователя на рукоятке не должна превосходить 1 м/с, что соответствует угловой скорости вращения троса на оси в 60 м/мин.

Действующими правилами эксплуатации ручных грузоподъёмных механизмов установлено, что при работе на одной лебёдке двух человек учитывается неодновременность приложения ими рабочего усилия. Нормативный коэффициент неравномерности φ равен 0,8. Таким образом, момент на входном валу может быть рассчитан по зависимости M_вх = P×φ×l×m×n, где Р – усилие, развиваемое пользователем, l – длина рукоятки, m-количество рабочих, n – количество полиспастных блоков.

С учётом того, что практически любая рычажная лебёдка имеет зубчатую передачу или полиспастный блок, выходной крутящий момент будет выше: М_вых = М_вх×i×η, где i – передаточное число блока/передачи, а η – суммарный КПД привода механизма.

Иногда для правильного выбора типоразмера ручной рычажной лебёдки необходимо знать скорость перемещения груза v. Её можно вычислить по зависимости:

v = v_p×D/(2×а×i×l), где v_p – скорость качательного движения руки работающего, D — диаметр наматываемого троса, а – кратность полиспаста (если данное устройство отсутствует, то а = 1)

Параметры ручных рычажных лебёдок

Эксплуатационными параметрами данных механизмов считаются:

• Способ закрепления крюка (обычно – за неподвижное основание);
• Количество ветвей троса в полиспасте (от двух до трёх);
• Длина троса (3…20 м);
• Грузоподъёмность (от 0,5 т до 5 т и более).

Необходимо отметить, что из всех разновидностей ручных лебёдок, рычажные обладают наименьшей производительностью. Поэтому их ценят в основном за максимальную компактность, удобство оперативного применения (не требуется фиксировать лебёдку за какой-либо неподвижный предмет) и лёгкость, поскольку корпус механизма изготавливается из высокопрочного алюминиевого сплава. Максимальное усилие на рукоятке таких лебёдок не превышает 35…40 кг. Ряд производителей комплектует устройства дополнительными монтажными блоками и крюками, что расширяет технологические возможности грузоподъёмного механизма. Рычажные лебёдки с уменьшенной, против обычного, длиной троса (до 2…2,5 м) рекомендуются для использования в гаражах.

Безопасность применения ручной рычажной лебёдки во многом зависит от правил её текущей эксплуатации. Они сводятся к следующим:

1. Периодической проверки правильности запасовки стального каната.
2. Очистки внутренних частей механизма от грязи водной струёй (с этой целью на корпусе предусматриваются одно или два отверстия).
3. Осмотра троса, который не должен иметь внешних повреждений, а также следов коррозии.
4. Осмотра всех узлов устройства, которые не должны быть деформированными, с трещинами и иными нарушениями целостности.
5. Состояния укладки троса на оси: перед началом применения устройства количество свободных витков троса должно быть не менее трёх.
6. Подвижные части всех узлов лебёдки должны быть смазаны.
7. Ручную рычажную лебёдку запрещается использовать для подъёма людей.

Стандартная маркировка механизмов следующая: ЛР-Х, где вместо литеры Х указывается предельная грузоподъёмность устройства в тоннах.

Цена данных устройств определяется грузоподъёмностью, удобством компоновки рукоятки, диаметром используемого троса, а также длиной каната. Цена ручных рычажных лебёдок с грузоподъёмностью до 2 т составляет 1000…2000 руб., от 2 т до 4 т – 3000…4500 руб., более мощных исполнений, с двойным храповым механизмом – до 6000 руб.