АНАТОМИЯ ЛЕБЕДКИ
АНАТОМИЯ ЛЕБЕДКИ
Тему этого материала подсказал короткий диалог, услышанный мною на одном любительском трофи. — Черт возьми (понятно, что было использовано более сочное выражение), лебедка отказала. Может, разберем — поглядим? — неуверенно предлагал штурман. — А ты знаешь, как она устроена? — возражал водитель. Над болотом повисла долгая пауза.
Несмотря на великое множество марок горизонтальных лебедок (а их использует подавляющее большинство джиперов) на нашем рынке, их устройство практически одинаково. Мы разобрали до винтика изделие под названием Master Winch 8288. Эта лебедка позиционируется как спортивная, быстрая, поэтому и общее передаточное число ее редуктора сравнительно невелико. У туристических моделей оно заметно больше. В остальном же существенной разницы нет. Посмотрите на препарированный для вас, читатели, образец, и тогда, окажись вы на дружеской покатушке, вам все станет ясно с первого взгляда.
Ток к обмоткам якоря подводится через четыре медно-графитовые щетки, прижимающиеся пружинами к коллектору. На внутренней поверхности статора закреплены обмотки возбуждения, ток к которым подводится через пару контактов, закрепленных на корпусе через изолирующие втулки. Третий контакт подсоединен к двум щеткам, а две других «сидят» на корпусе.
Якорь вращается на двух шариковых подшипниках. Один запрессован в левой щеке лебедки, изготовленной из алюминиевого сплава, второй фиксируется в обойме крышки мотора. По нашему опыту, при снятии якоря можно обойтись без съемников. При этом один подшипник остается в щеке лебедки, а второй — на валу якоря.
Барабан стальной, толстостенный, полый. На одном из фланцев (в нашем случае — левом) имеется прижимная планка, служащая для закрепления конца троса. Иногда трос фиксируют на цилиндрической части. Каким бы ни было закрепление, трос не соскочит с барабана только в том случае, когда на нем остается не менее пяти витков. Обычно, количество троса, которое запрещается сматывать с барабана, отмечают на заводе красной краской.
Барабан вращается в щеках лебедки на подшипниках скольжения. На самом барабане надеты фторопластовые кольца, а в отверстия щек вставлены кольца с тефлоновым покрытием. Такие подшипники хорошо противостоят нагрузке даже в несколько тонн.
Со стороны мотора внутрь барабана вставляется тормозной механизм. В данном случае он состоит из двух конусов, которые, сдвигаясь под действием пружины, разжимают три накладки, а те прижимаются к внутренней поверхности барабана и тормозят его. Момент от мотора к тормозу передается через специальный переходник, изготовленный из алюминиевого сплава (на фото он справа). Когда якорь вращается, переходник своими внутренними выступами давит на кулачки, конусы расходятся и тормоз растормаживается.
От тормозного механизма крутящий момент передается к планетарному трехступенчатому редуктору лебедки при помощи длинного, тонкого стального вала. Солнечная шестерня первого планетарного ряда (на фото он слева), жестко связанная с приводным валом, опирается на игольчатый подшипник, вставленный в крышку редуктора. Таким образом вал центрируется.
Солнечная шестерня передает вращение вала трем сателлитам, объединенным в сборку на водиле, состоящем из двух склепанных стальных пластин, между которыми зажаты оси сателлитов. В одной из пластин (более толстой) имеются шлицы, которые входят в зацепление со шлицами солнечной шестерни второго планетарного ряда.
Сателлиты, вращаясь, обкатываются по внутренним шлицам неподвижного коронного колеса, это приводит к вращению водила в том же направлении, что и солнечная шестерня. При этом происходит увеличение крутящего момента. Поскольку передаточное число планетарной передачи рассчитывается по формуле: i = 1 + Zk/Zc, где Zk — число зубьев коронного колеса, а Zc — число зубьев солнечной шестерни, то нетрудно определить степень редукции крутящего момента. В нашем случае для первой ступени i = 1 + 69/18 = 4,83. Аналогично работает и вторая ступень редуктора. Ее солнечная шестерня жестко связана с водилом первой ступени, сателлиты обкатываются по коронному колесу, которое едино для обоих рядов. Передаточное число то же — 4,83. Однако второй ряд работает под большим входным крутящим моментом, поэтому «солнце» и «планеты» тут сделаны мощнее. На выходе второй ступени крутящий момент возрастает в квадрате: 4,83 х 4,83 = 23,3.
Работа третей и последней ступени ничем не отличается. Разница лишь в том, что этот ряд имеет свое коронное колесо большего диаметра, чем предыдущее, а его водило связано с шестерней, входящей в зацепление с внутренним венцом на барабане. Все детали передачи тут еще более массивные и крепкие. Передаточное число этого ряда: i = 1 + 70/14 = 6. Таким образом, общее расчетное передаточное число планетарного редуктора данной лебедки равно: 4,83 х 4,83 х 6 = 140.
Чтобы было возможным размотать трос вручную, потянув за крюк, предусмотрен простой механизм освобождения редуктора. Малое коронное колесо (I и II ступени) закреплено в крышке редуктора не жестко. Оно может проворачиваться относительно нее, если Г-образная ручка сверху находится в положении «Freespool». При этом эксцентрик отводит «корону» влево, и ее зубья выходят из зацепления с неподвижным венцом, отлитым внутри крышки. Если теперь потянуть за трос, то барабан (вращаясь вместе с приводным валом и якорем мотора, поскольку тормоз зажат) вызовет вращение первого и второго рядов вхолостую. Электромоторы большинства лебедок имеют сириесное возбуждение. Это означает, что обмотки якоря и статора соединены последовательно и момент на валу мотора тем больше, чем меньше его обороты. Таким образом, при трогании или под значительной нагрузкой на тросе, стремящейся остановить барабан, мотор выдает максимальную тягу, что как раз и требуется. Кстати, такой же принцип возбуждения используется в стартерах автомобильных двигателей.
Автор статьи и фото АНДРЕЙ ФАРОБИН
Материал напечатан в сентябрьском номере 2009 года журнала "Полный Привод 4х4"