Назначение и область применения промысловой лебедки

Лебедка является механизмом, когда тяговое усилие передается посредством цепи, каната, троса, либо иного гибкого элемента от приводного барабана. При этом привод лебедки может быть как ручным или электрическим, так и от двигателя внутреннего сгорания. Предназначается в основном для подъема груза по вертикали, но часто она используется и для перемещения груза по горизонтали рабочим органом, составляющим которого являются: барабан, привод, редуктор, тормозные устройства, элементы управления (укладчики, муфт и т.д.) и приборы автоматического управления.

Промысловые лебедки для тралового лова можно классифицировать следующим образом[1]:

- по назначению: траловые, ваерные, вытяжные;

- по роду двигателя: с приводом от двигателя внутреннего сгорания, паровые, электрические, гидравлические;

- по месту установки двигателя: с нераздельным приводом, с раздельным приводом;

- по количеству и назначению валов, на которых расположены их рабочие органы: одновальные - с одним ваерным (или для вытяжных лебедок - с одним грузовым) валом; двухвальные - с ваерным и вспомогательным валами; с валами дополнительных барабанов;

- по кинематической схеме привода: с приводным машинным валом; с приводным валом и цепной передачей к двигателю; с редуктором на общей станине; с раздельным редуктором и промежуточной передачей.

Основным параметром при этом является тяговое усилие - оно обусловливает применимость лебедки для определенного размера трала, а значит и для определенного типа траулера.

В промысловую схему входят две кабельно-вытяжные лебедки: одна из них правого исполнения, другая - левого.

Вытяжные лебедки служат для подъема по слипу и рабочей палубе трала с уловом. Нагрузка на лебедку при выполнении этой операции равна весу улова. Тяговое усилие вытяжных лебедок составляет обычно 30-100 кН. Скорость тяги не превышает 0,15-0,30 м/с, а канатоемкость - 100 м.

К вытяжным относятся также гинь-талевые лебедки с тяговым усилием до 150 кН. При использовании талей тяговое усилием повышается в 2 раза и более.
Вытяжная лебедка состоит обычно из привода, редуктора, навивного барабана и турачек.

Промыслово-грузовые (комбинированные) лебедки служат для стягивания сетной части трала в воду при его спуске, выливки улова и выполнения других промыслово-грузовых операций. Такие лебедки устанавливают обычно у порталов грузовых колонн. Тяговое усилие лебедок 15-50 кН, скорость тяги 0,3-0,6 м/с[2].

В лебедках применяются навивные барабаны с организованной (с укладчиком) и неорганизованной укладкой. Организованная укладка используется в барабанах с большой канатовместимостью, неорганизованная при небольших длинах канатов. Фрикционные барабаны (турачки) устанавливаются как дополнительные элементы для выполнения вспомогательных и грузовых операций. Редукторы современных лебедок разделяются на цилиндрические и коническоцилиндрические. Червячные и червячно-цилиндрические в современных лебедках не используются из – за малого КПД и повышенного износа червяка.

Для обеспечения высокой надежности редукторы выполняются односкоростными, а регулирование скорости проводится частотой вращения приводного двигателя. Привод лебедок в зависимости от источника энергии бывает электрическим, гидравлическим и от ДВС. Тормозные устройства в лебедках применяются для полного торможения (стоп) и плавного спуска (травления каната под нагрузкой).

Тормоза могут быть приставными на электродвигателе, колодочные и ленточные. При установке на электродвигателе тормозное устройство имеет меньшие габариты, чем на рабочем органе, однако при этом надежность механизма ниже. В промысловых механизмах тормоза устанавливаются чаще на рабочем органе - барабане[3].

1.2. Техническая характеристика промысловой лебедки

Конструктивно лебедки могут выполняться с двух опорным расположением барабана и консольным (рис.1).

Двухопорные конструкции (рис.1 а) применяют в лебедках с большой канатовместимостью, консольное расположение барабанов (рис.1 б) - в 35 лебедках с малой канатовместимостью. Двухопорные конструкции характеризуются более равномерной нагрузкой на опоры, но такие лебедки имеют большие габариты.

У лебедок с консольными барабанами меньшие габариты, что является серьезным преимуществом при выборе оборудования при ограниченных размерах промысловой палубы, но основной недостаток - повышена изгибающая нагрузка на вал барабана и неравномерно нагружены опоры.

Промысловые лебедки являются тяжелонагруженными механизмами, поэтому барабаны устанавливаются на опорах с шариковыми двухрядными или роликовыми подшипниками. На навивные барабаны промысловых лебедок (кроме ваерных) устанавливают вытяжные концы из стальных канатов, которые крепятся к барабану двумя или тремя прижимными планками.

Вытяжные концы присоединяют с помощью гаков или скоб к соответствующему элементу траловой системы для выборки. Длина вытяжного конца определяется расстоянием от лебедки до места крепления к тралу, обычно это район слиповой канавки. Оборудование промыслового тралового комплекса можно разделить на 3 основные группы: траловые лебедки, вспомогательные промысловые машины и механизмы, промысловые устройства и приспособления.

Рисунок 1 (а, б) - Конструктивные схемы промысловых лебедок.

1-привод; 2-тормоз приставной; 3-муфта; 4-редуктор; 5-барабан; 6-канатоукладчик; 7-тормоз ленточный; 8-опора барабана; 9-опора укладчика.

Канатоукладчики применяются для равномерной укладки каната на барабан, при этом увеличивается канатовместимость, улучшаются условия эксплуатации и снижается износ каната. Наибольшее применение в промысловых машинах находят автоматические винтовые канатоукладчики, передвигающие каретку винтом с перекрестной нарезкой (левой и правой на одном винте).

Промысловые лебедки являются тяжелонагруженными механизмами, поэтому барабаны устанавливаются на опорах с шариковыми двухрядными или роликовыми подшипниками. На навивные барабаны промысловых лебедок (кроме ваерных) устанавливают вытяжные концы из стальных канатов, которые крепятся к барабану двумя или тремя прижимными планками.

Вытяжные концы присоединяют с помощью гаков или скоб к соответствующему элементу траловой системы для выборки. Длина вытяжного конца определяется расстоянием от лебедки до места крепления к тралу, обычно это район слиповой канавки[4].

К первой группе относятся многооперационные, комбинированные и однооперационные лебедки. Однооперационные лебедки выполняют, как правило, одну операцию и имеют соответствующее название: ваерные, кабельные, вытяжные, кабельно-сетные, кабельновытяжные. Вторую группу составляют грузовые лебедки, лебедки кабеля сетного зонда, шпили, грузовые и промысловые краны, стрелы и кранбалки, вьюшки для канатов, спускные лебедки для сброса мешка в воду и др. механизмы. В третью группу входят: рабочая промысловая палуба, слип, траловые дуги и подвесные блоки, ролики, ролы, тали и др. Многооперационная лебедка позволяет выполнять все операции тралового лова. Она имеет один привод на несколько барабанов.

1.3. Описание и обоснование конструкции промысловой лебедки

Многооперационная промысловая лебедка для травления (выборки) ваеров и кабелей трала, а также вспомогательных операций.

На малых траулерах траловая лебедка имеет два ваерных барабана и две турачки, на больших траулерах два ваерных, два вытяжных и два

вспомогательных барабана, а иногда также один - два сетных барабана.

Привод промысловой лебедки электрическое, гидравлическое или механическое, тяговое усилие на среднем витке 5-170 кН, скорость выборки ваера 50 - 90 м/мин; диаметр ваера 6-26 мм, канатоемкость ваерного барабана 270-3000 м.

Промысловая лебедка состоит из электродвигателя, редуктора, ваерного барабана с ленточным тормозом и кулачковой муфтой включения, канатоукладчика, состоящего из двухходового винта, каретки, направляющих, механического привода и штурвала ручного привода для установки каретки в исходное положение. Все элементы лебедки скомпанованы на общей фундаментальной – станине, которая крепится к судовому фундаменту[5].

Рисунок 2. Вид промысловой лебедки сверху с горизонтальным разрезом по оси грузового вала

Механизм промысловой лебедки и электродвигатель смонтированы на общей стальной сварной фундаментной раме 38. Грузовой барабан 9, отлитый из стали 25Л заодно с ребордой 5 и тормозным барабаном, свободно вращается на втулках 7 и 11 из бронзы АМцЮ-2 на грузовом валу 5, который откован из стали 45. Для крепления грузового шкентеля барабан имеет крючок 10, закрепленный болтами. Грузовой вал 5 одним концом опирается на сферический роликоподшипник 1, закрепленный в гнезде литой стойки 2 и ее крышки, а другим концом - на, роликоподшипник 15, запрессованный в гнездо на торце зубчатой муфты 14 выходного вала 23 редуктора. Подшипник 1 крепится на валу 5 торцовой шайбой с болтами и удерживается в гнезде глухой закладной крышкой и дистанционным кольцом с одной стороны и закладной крышкой с отверстием для прохода вала, имеющей войлочное уплотнение, - с другой стороны.

Втулка 7 запрессована в ступицу 6 с кулачками на торце, отлитую из стали 45, закрепленную на барабане 9 болтами и зафиксированную установочными штифтами. На шлицы вала 5 надета кулачковая муфта 3, кулачки которой могут входить в зацепление с кулачками муфты 6 и тем самым соединять барабан 9 с валом 8. Муфта 3 передвигается поворотом валика с вилкой, имеющей на концах бронзовые сухари, которые входят в выточку муфты. Переводной валик поворачивается рычагом с фиксатором включенного и выключенного положения муфты. Муфта 3 и ее привод помещены в корпусе стойки 2 и защищены от попадания пыли и воды уплотнением, касающимся цилиндрического выступа реборды 5 барабана.

Муфта 3 смазывается при помощи закрепленной на ней масленки. Масленка 4 трубкой соединена со втулкой 7. Для осмотра кулачковой муфты 3 и для зашприцовки смазки в подшипник 1, масленку 4 и масленку муфты 3 в крышке стойки 2 имеется смотровое отверстие с крышкой[6].

На шлицы конца грузового вала 8 у редуктора надета зубчатая полумуфта 13 (из стали 45), зубья которой находятся в зацеплении с зубьями муфты 14 выходного вала 23 редуктора. В торец муфты 13 упирается дистанционное кольцо, фиксирующее подшипник 15, закрепленный на валу 8 торцовой шайбой. Полумуфта 13 на кромках имеет уплотнение, не дающее вытекать смазке из зубчатой муфхы и подшипника 15. Уплотнение касается обода, напрессованного на полумуфту 14.

Тормозной шкив грузового барабана защищен кожухом 36, а тормозная лента 12 зажимается маховиком 37 механизма тормоза, описанного ниже.
Редуктор лебедки находится в стальном литом корпусе 19, закрепленном на фундаментной раме 38 лебедки. Выходной вал 23 лежит в радиальном роликоподшипнике 16 с одной стороны и на двух радйально-упорных шарикоподшипниках 21 - с другой. На конце вы одного вала посажена на шпонку и закреплена торцовой шайбой турачка 22, отлитая из стали 25Л.

Подшипник 16 зафиксирован в гнезде корпуса закладной крышкой с войлочным уплотнением и пружинным кольцом. Наружные обоймы подшипников 21 с наружной стороны корпуса прижаты крышкой, закрепленной болтами, и между ними поставлено дистанционное кольцо. На шлицах вала 23 сидит стальное литое колесо 18 с приварным венцом из стали 45, имеющим 85 зубьев. Ступица колеса зафиксирована дистанционными втулками 17 и 20. Дистанционное кольцо поставлено между подшипником 21 и ступицей турачки 22.

Венец колеса 18 находится в зацеплении с шестерней 27 второго промежуточного вала редуктора, откованного из стали 40Х. Шестерня 27 имеет 17 зубьев. Вал уложен в два радиальных шарикоподшипника 26 и 35, наружные обоймы которых зафиксированы глухими закладными крышками и пружинными кольцами. По обе стороны шестерни 27 на валу поставлены на шпонках литые зубчатые колеса 24 и 25 с приварными венцами из стали 45.

Венец колеса 24 имеет f 9 зубьев, а венец колеса 2- 79. Между ступицами колес 24 и 25 и напрессованными на вал подшипниками 26 и 35 поставлены дистанционные кольца[7]. На первом промежуточном валу 30 редуктора, откованном из стали 45, на втулках из бронзы АМцЮ-2, запрессованных в их ступицы, свободно вращаются шестерни 33 и 31, находящиеся в зацеплении с колесами 25 и 24. Шестерня 31 имеет 30 зубьев, а у шестерни 33 их 20. Вал 30 лежит в шарикоподшипниках 29 и 34, напрессованных на его шейки. Наружные обоймы обоих подшипников с торцов упираются в закладные крышки гнезд; подшипник 29 с другой стороны зафиксирован пружинным кольцом.
На шлицах средней части вала 30 передвигается двухсторонняя кулачковая муфта 32. Передвигаясь, она соединяется с кулачками одной из шестерен и соединяет ее с валом 30 - так достигается большая или малая скорость выбирания шкентеля. По обеим сторонам шлицев на вал 30 надеваются кольца, которые ограничивают передвижение шестерен 31 и 33.

С другой стороны передвижение шестерни 33 ограничено дистанционным кольцом, упирающимся в подшипник 34, а передвижение шестерни 31 ограничивается ступицей колеса 28, посаженного на шпонке на вал 30. Между ступицей колеса 28 и подшипником 29 поставлено дистанционное кольцо. Колесо 28 стальное, литое, с приварным ободом из стали 45, имеющим 83 зуба[8].

1.4 Технологический процесс монтажа грузовой лебедки

Монтаж грузовой лебедки производят путем разметки ее положения на фундаменте по установочному чертежу. Кроме этого, размечают отверстия для крепления рамы лебедки на фундаменте и замеряют высоту установочных прокладок. Так как лебедка поступает на монтаж собранной на общей фундаментной раме, то ее крепят на судовом фундаменте с помощью деревянных прокладок или прокладок из быстротвердеющей пластмассы. Перед окончательным закреплением лебедки на фундаменте проверяют, перпендикулярна ли ось барабана лебедки к линии, проходящей через середину барабана и направляющий блок.