В прошлых публикациях мы уже обращались к вопросу о поднятии тяжестей в автомастерской, и речь тогда шла о домкратах. Однако при ремонте автомобилей нередко возникает необходимость не только снимать крупные узлы и агрегаты, но и перемещать их с места на место. На выручку приходят более серьезные устройства, обычно называемые электроталями, или электротельферами.
ТАК ИСТОРИЧЕСКИ СЛОЖИЛОСЬ, ЧТО ПОДОБНЫЕ УСТРОЙСТВА, ПРОИЗВЕДЕННЫЕ В СССР ИЛИ РОССИИ, ПРОФЕССИОНАЛЫ НАЗЫВАЮТ ТАЛЯМИ, А ИМПОРТНЫЕ – ТЕЛЬФЕРАМИ, ОДНАКО НА ПРАКТИКЕ ЭТО ОДНО И ТО ЖЕ
Так исторически сложилось, что подобные устройства, произведенные в СССР или России, профессионалы называют электроталями, а импортные – электротельферами. Однако на практике это одно и то же. Электрический тельфер – подвесное грузоподъемное устройство с электроприводом, поднимающее и опускающее груз, а также перемещающее его по помещению вдоль проложенных здесь направляющих. Аналогичный принцип используется в мостовых, козловых и консольных кранах, кран-балках и грузовых тележках. Применение талей значительно ускоряет перемещение грузов на самых разных производствах, от крупных заводов до небольших автомастерских. Управление оборудованием может осуществляться как с помощью небольшого переносного пульта, так и стационарно из кабины, при этом эксплуатация тельфера допускается практически в любых условиях – как в помещениях, так и на открытом воздухе при температурах от -40 до +40 °С.
Электроталь Clarke CH2500B (грузоподъемность 250 кг)
Основа тали – блок, в который входят асинхронный электродвигатель с конусным ротором, барабан (для канатных моделей) или звездочка (для цепных аналогов), редуктор, тормозной механизм и грузозахватный элемент (обычно крюк). Принцип действия устройства совершенно незамысловат: трос наматывается на барабан (или цепь – на звездочку) для поднятия груза и разматывается для опускания.
Вообще-то существует несколько систем классификации талей, но наиболее популярной является всего одна. Согласно ей, устройства бывают:
• по мобильности – стационарными и передвижными;
• по типу грузоподъемного элемента – канатными и цепными;
• по виду полиспаста (конструктивного элемента из блоков, которые объединяются в подвижные и/или неподвижные обоймы) – однократными, двукратными, двукратными сдвоенными и четырехкратными;
• по расположению оси барабана – продольными и поперечными;
• по количеству скоростей – одно- и двухскоростными;
• по способу управления – из перемещающейся вместе с тельфером кабины и с помощью подвесного кнопочного пульта;
• по климатическим условиям и особенностям рабочей среды – взрывобезопасными, пожаробезопасными, общепромышленными, для эксплуатации в местах с жарким или холодным климатом, а также с дополнительной защитой от влаги для использования в море.
Мобильность
Стационарные тали подвешиваются к потолку на крюках, петлях или опорных лапах. Перемещение груза, соответственно, осуществляется лишь в вертикальной плоскости (вверх и вниз). Такая таль мало весит, но может поднимать груз массой, в разы превосходящей ее собственную, практически как муравей. Кстати, при острой необходимости, подобные тельферы все же можно двигать по горизонтали, используя кошки – специальные механизмы для перемещения тали вдоль направляющей двутавровой балки, их также называют каретками или тележками. Упомянутое приспособление, по сути, превращает стационарный тельфер в передвижной.
Передвижные тельферы крепятся к тележке, установленной на одном или двух рельсах (двутавровых балках). Благодаря этому, помимо поднятия и опускания груза, они способны перемещать его и по горизонтали. Тележки могут иметь ручной либо электрический привод или обходиться без него (холостые тележки, движимые вручную).
Подвесные элементы
Как уже говорилось, по типу грузоподъемного элемента тали разделяются на цепные и канатные. Основным их отличием друг от друга, помимо собственно тягового элемента, является так называемая строительная высота – мертвая зона между максимально поднятым крюком и местом крепления тали к потолку либо направляющим балкам: у цепных электроталей она гораздо меньше.
Кроме того, по сравнению с канатными цепные устройства тише работают, меньше весят и заметно выигрывают по стоимости. Зато интенсивность эксплуатации выше именно у канатных разновидностей: их стандартный режим работы (по ИСО) – М5 против М4 у цепных. В переводе с технического языка это означает:
• режим М5: от 6300 до 12 500 часов с коэффициентом нагружения до 0,125; от 3200 до 6300 часов с коэффициентом 0,125–0,25; от 1600 до 3200 часов с коэффициентом 0,25–0,5; от 800 до 1600 часов с коэффициентом 0,5–1.
• режим М4: от 3200 до 6300 часов с коэффициентом нагружения до 0,125; от 1600 до 3200 часов с коэффициентом 0,125–0,25; от 800 до 1600 часов с коэффициентом 0,25–0,5; до 800 часов с коэффициентом 0,5–1.
Впрочем, цепные электрические тали выпускаются и в исполнении М5, но при одновременной потере грузоподъемности на 20%.
Цепные тали чаще всего применяются на небольших производствах или устанавливаются над конкретным рабочим местом – там, где режим эксплуатации не предусматривает серьезных нагрузок. Поэтому такие машины обладают минимально возможными размерами. Здесь для наматывания тягового элемента, которым выступает калиброванная круглозвенная цепь, используется звездочка. Причем существуют модели сразу с несколькими цепями: чем габаритнее и тяжелее груз, тем большее количество крюков необходимо использовать для его захвата.
Грузоподъемность цепных талей составляет от 0,125 до 35 т, высота подъема – от 3,2 до 18–20 м при регулируемой скорости от нескольких сантиметров до метров в минуту (в зависимости от поставленных задач).
В канатных талях тяговым элементом является стальной витой канат, слоями наматываемый на барабан, который чаще всего опирается на подшипники качения и в разных видах талей может устанавливаться поперечно или продольно направлению горизонтального перемещения конструкции. Принципиальная разница между указанными вариантами расположения заключается в габаритах устройства по высоте: существуют модели, где продольно смонтированный барабан крепится не под направляющей балкой, а сбоку от нее. Таким образом, общая высота тали становится меньше (в пределах 0,5 м), данное оборудование удобно устанавливать в невысоких помещениях. Грузоподъемность канатных тельферов колеблется от 0,5 до 100 т, а высота подъема груза – от 6 до 100 м. Чтобы предотвратить отклонение каната при наматывании более чем на 4° по вертикали, обычно используют нехитрое приспособление – канатоукладчик.
Полиспаст
Полиспастом (греч. polyspaston – «натягиваемый многими канатами») называют систему подвижных и/или неподвижных блоков, последовательно огибаемых подвесным элементом (канатом или цепью). Она предназначена для выигрыша в грузоподъемности (силовой полиспаст) или быстроте вертикального перемещения (скоростной полиспаст), причем при увеличении силы снижается скорость, и наоборот. Как правило, на производстве или в мастерских применяются лишь силовые полиспасты, позволяющие уменьшить натяжение каната или цепи, соответственно, их использование целесообразно только тогда, когда тягового усилия двигателя тельфера недостаточно для работы с грузом. В таких устройствах допускается использование троса и цепи небольшого диаметра, что позволяет снизить массу и размеры всех элементов как тельфера, так и самого полиспаста.
Полиспаст-блок с крюком
Кратность (или передаточное число) полиспаста – его главная характеристика, показывающая, во сколько раз усилие, необходимое для поднятия груза, меньше массы самого груза. Этот параметр прямо пропорционален количеству канатов или цепей, уходящих вверх: две штуки – двукратный полиспаст, три – трехкратный и т. д. Увеличение кратности позволяет уменьшить передаточное число редуктора, но при этом растут габариты барабана либо цепеприемника. Кстати, при выборе кратности устройства следует помнить, что ее величина соответствует выигрышу по усилию только теоретически. На практике же неминуемо возникающая сила трения снижает КПД полиспаста до 0,96–0,98. Более того, поскольку сложные (многократные) системы являются всего лишь комбинациями простых, их эффективность равна произведению КПД каждого из простых полиспастов, а значит, общий показатель становится еще ниже. К примеру, для четырехкратного полиспаста КПД=0,97·0,97·0,97·0,97·0,885, соответственно, выигрыш в силе получается равным 0,885·4=3,54 раза, а вовсе не 4, как можно было бы предположить. То есть необходимо понимать, что увеличение количества блоков полиспаста для повышения его кратности приводит к возрастанию потерь на трение и пропорциональному снижению полезной мощности, затрачиваемой на поднятие груза. Тут же следует отметить, что во избежание смещения груза при его подъеме или опускании, а также для равномерного распределения нагрузки на опоры рассматриваемого узла используются сдвоенные полиспасты, когда на барабан одновременно наматываются две ветви каната.
Двигатель
В зависимости от своего типа электротельфер оснащается одним или двумя двигателями: первый, основной и более мощный, предназначен для поднятия и опускания груза, второй – для перемещения тележки по рельсам. Вообще, мощность подъемного мотора в электрических талях, предназначенных для различных условий работы (легкие, средние, тяжелые, очень тяжелые), варьируется в довольно широких пределах: от 0,15 до 30 кВт. Разумеется, чем мощнее двигатель, тем более тяжелые грузы он может поднимать. Оборотная сторона медали, как всегда, очевидна: возрастающий расход электроэнергии приводит к ощутимому увеличению эксплуатационных расходов.
Полезные дополнения
У некоторых современных моделей телей имеются специальные электронные блоки, предназначенные для минимизации участия человека в работе устройства. Речь идет о частотных регуляторах, автоматически бесступенчато меняющих скорость подъема и перемещения в зависимости от массы груза, что позволяет повысить эффективность труда, а также оптимизировать длительность рабочего цикла и расход электроэнергии. Впрочем, более распространенным вариантом являются двухскоростные агрегаты, оснащенные дополнительным микроприводом, который позволяет включить пониженную либо повышенную скорость для более точного позиционирования груза при опускании и подъеме.
Для дополнительного обеспечения безопасности параллельно со встроенным штатным тормозом вращения на тельфере может применяться внешний электромагнитный колодочный тормоз, останавливающий устройство при достижении им предельного (верхнего или нижнего) положения.
Еще одним приспособлением, служащим для повышения безопасности работы электрической тали, выступает специальная муфта, ограничивающая грузоподъемность на уровне номинальной. Проще говоря, такая система не позволит поднять груз, масса которого превышает максимально допустимое значение, что исключает функционирование агрегата в режиме экстремальных нагрузок и возникновение аварийных ситуаций.
Текст: Петр Саберов