Подшипники грузовых строительных лифтов

Введение

Грузовые строительные подъемники представляют собой специализированное подъемно-транспортное оборудование, предназначенное для вертикального перемещения строительных материалов, конструкций и грузов на объектах жилищного и промышленного строительства. Согласно ГОСТ 33558.1-2015, который с 1 июня 2017 года заменил утративший силу ГОСТ 29168-91, эти устройства классифицируются как подъемники строительные грузовые вертикальные и должны соответствовать строгим техническим требованиям безопасности и надежности.

Подшипники являются критически важными компонентами конструкции строительных лифтов, обеспечивающими работоспособность приводных механизмов и направляющих систем. В типичном грузовом подъемнике используются сотни подшипников различных типов, установленных в электродвигателях, редукторах лебедок, барабанах, блоках, направляющих роликах, ограничителях скорости и других узлах. Надежность этих элементов напрямую определяет безопасность эксплуатации и производительность подъемного оборудования.

Особенностью работы подшипников в строительных лифтах является эксплуатация в условиях открытой строительной площадки с повышенным содержанием пыли, цементной взвеси, влаги и значительными перепадами температур. Эти факторы существенно влияют на ресурс подшипниковых узлов и требуют применения специальных конструктивных решений по защите от загрязнений.

Типы подшипников в строительных лифтах

Классификация по конструкции

В конструкции грузовых строительных подъемников применяются подшипники качения и подшипники скольжения. Подшипники качения получили наибольшее распространение благодаря низкому коэффициенту трения, простоте обслуживания и возможности работы при различных режимах нагружения.

Подшипники с уплотнениями и защитными шайбами

Для работы в запыленных условиях строительной площадки широко применяются подшипники закрытого типа. Согласно ГОСТ 7242-81 и ГОСТ 8882-75, различают подшипники с защитными металлическими шайбами и с уплотнениями контактного типа.

Подшипники типа 60000 оснащаются одной защитной шайбой, что позволяет осуществлять периодическую подачу смазочного материала. Подшипники типа 80000 имеют двухстороннее уплотнение и заполняются смазкой на предприятии-изготовителе на весь срок службы. В условиях строительной площадки предпочтительны подшипники с двухсторонними уплотнениями, обеспечивающие надежную защиту от пыли и влаги.

Подшипники приводных лебедок

Конструкция лебедочного механизма

Приводная лебедка строительного подъемника состоит из электродвигателя, редуктора и канатного барабана, смонтированных на общей раме. Барабан, зубчатые передачи и тормозной механизм установлены на параллельных валах, опирающихся на подшипники, закрепленные в боковинах станины лебедки. Конструктивное исполнение лебедок регламентируется требованиями ПБ 10-518-02.

Нагрузки на подшипники лебедок

Подшипники лебедочных механизмов работают в условиях переменных нагрузок, обусловленных циклическим характером подъема и опускания грузов. Статическая нагрузка на подшипники барабана определяется массой груза и коэффициентом запаса прочности каната.

Особенности монтажа подшипников лебедок

Подшипники быстроходного вала устанавливаются методом холодной запрессовки на вал с натягом по 6-му квалитету точности. Подшипники барабана монтируются с применением нагрева наружного кольца до температуры 80-100 градусов Цельсия для обеспечения теплового зазора при посадке в корпус.

Согласно ГОСТ 3325-85, посадочные поверхности валов и корпусов должны соответствовать установленным полям допусков. Для вращающегося внутреннего кольца применяются посадки с натягом k6, m6, для неподвижного наружного кольца — посадки H7, H8 с зазором.

Подшипники направляющих роликов

Назначение направляющих роликов

Направляющие ролики обеспечивают перемещение грузонесущего устройства по жестким направляющим мачты подъемника. Согласно ПБ 10-518-02, высота направляющих определяется из условия, чтобы при возможных перемещениях грузонесущего устройства за пределы крайних положений опорные ролики не сходили с направляющих.

Конструкция роликовых узлов

Направляющие ролики строительных подъемников выполняются в виде игольчатых или роликовых подшипников, установленных на осях, закрепленных в каретке кабины или платформы. Применение игольчатых подшипников обусловлено ограниченным пространством и необходимостью обеспечения высокой грузоподъемности при малых габаритных размерах.

Нагрузки на подшипники роликов

Подшипники направляющих роликов воспринимают радиальные нагрузки от веса грузонесущего устройства с грузом, распределенные между роликами. При движении каретки возникают динамические нагрузки от неровностей направляющих и вибрации привода.

Дополнительные нагрузки создаются при отклонении каретки от вертикали, что приводит к неравномерному распределению усилий между роликами. Конструкция роликовых узлов должна предусматривать возможность регулировки зазоров и компенсацию износа направляющих.

Работа в запыленных условиях стройки

Условия эксплуатации на строительной площадке

Строительные подъемники эксплуатируются в открытых условиях с повышенным содержанием строительной пыли, цементной взвеси, песка и других абразивных частиц. Концентрация пыли в зоне работы подъемника может достигать 500-1000 мг на кубический метр, что значительно превышает нормальные производственные условия.

Влияние абразивных частиц

Попадание абразивных частиц на дорожки качения и тела качения приводит к образованию микроцарапин и задиров, которые являются концентраторами напряжений. Дальнейшая эксплуатация подшипника с поврежденными поверхностями ведет к развитию усталостных трещин и преждевременному выходу из строя.

Наиболее опасными являются твердые частицы размером от 5 до 50 микрометров, способные проникать через зазоры уплотнений и накапливаться в смазочном материале. Частицы меньшего размера выдавливаются из зоны контакта масляной пленкой, частицы большего размера задерживаются фильтрующими элементами уплотнений.

Климатические факторы

Строительные подъемники согласно ГОСТ 33558.1-2015 и требованиям ГОСТ 15150-69 могут эксплуатироваться при температурах от минус 40 до плюс 40 градусов Цельсия в зависимости от климатического исполнения. Подшипники должны сохранять работоспособность во всем диапазоне температур при относительной влажности воздуха до 80 процентов.

Системы защиты от загрязнений

Уплотнения подшипников

Защита подшипников от пыли и влаги обеспечивается применением различных типов уплотнений. Основные категории уплотнений включают защитные металлические шайбы, контактные уплотнения, лабиринтные уплотнения и комбинированные металло-полимерные конструкции.

Защитные металлические шайбы

Металлические шайбы изготавливаются из листовой стали и закрепляются в канавке наружного кольца подшипника. Они не контактируют с внутренним кольцом, что позволяет избежать дополнительного трения и не ограничивает максимально допустимую скорость вращения. Зазор между шайбой и внутренним кольцом составляет 0.2-0.5 мм, что обеспечивает защиту от крупных частиц пыли.

Контактные уплотнения

Контактные уплотнения выполняются из эластомеров с армированием металлическим каркасом. Рабочая кромка уплотнения прижимается к внутреннему кольцу подшипника, создавая герметичный контакт. Эффективны при скоростях вращения до 3000 об/мин, однако со временем подвержены износу и потере герметичности.

Лабиринтные уплотнения

Лабиринтные уплотнения представляют собой систему из нескольких металлических шайб, образующих сложный путь для проникновения загрязнений. Они обеспечивают степень защиты IP66, не имеют ограничений по скорости вращения и могут эксплуатироваться при повышенных температурах. Лабиринтные уплотнения являются стандартным элементом конструкции корпусных шарикоподшипников.

Таконитовые уплотнения

Таконитовые уплотнения разработаны для экстремально запыленных условий с концентрацией пыли свыше 1000 мг на кубический метр. Они представляют собой многоуровневые системы защиты, способные работать в горнодобывающей, цементной и металлургической промышленности. Применяются в подъемных механизмах, лебедках, ковшовых элеваторах и системах вентиляции.

Системы наддува подшипниковых узлов

В системах наддува в подшипниковый узел подается очищенный сжатый воздух, создающий избыточное давление 0.1-0.3 бар. Это предотвращает проникновение пыли через уплотнения за счет направленного потока воздуха наружу. Система включает компрессор, фильтрующие элементы, регулятор давления и распределительные трубопроводы.

Системы наддува особенно эффективны для критически важного оборудования, но требуют дополнительных энергозатрат и технического обслуживания. Их применение оправдано в условиях высокой запыленности на крупных строительных объектах и промышленных предприятиях.

Смазка подшипников строительных лифтов

Типы смазочных материалов

Для смазывания подшипников строительных лифтов применяются пластичные и жидкие смазочные материалы. Выбор типа смазки зависит от условий работы узла, скорости вращения, температурного режима и требований к периодичности обслуживания.

Периодичность смазывания

Интервалы замены смазки в запыленных условиях сокращаются в 2-5 раз по сравнению с нормальными производственными условиями. Для подшипников строительных подъемников рекомендуется проводить смазывание не реже одного раза в 500-800 моточасов работы или ежемесячно при интенсивной эксплуатации.

Подшипники электродвигателей с закрытой конструкцией и заводской закладкой смазки не требуют обслуживания в течение 5000-8000 часов. Открытые подшипники лебедок и направляющих роликов нуждаются в регулярном контроле состояния смазочного материала и его своевременной замене.

Технология смазывания

Перед заполнением подшипникового узла свежей смазкой необходимо удалить отработанный материал и промыть подшипник керосином или специальным очистителем. Количество закладываемой смазки должно составлять 60-70 процентов свободного объема подшипника для обеспечения циркуляции и отвода тепла.

При использовании шприцевания через пресс-масленки смазка подается до появления ее выдавливания из уплотнений. Избыточное количество смазки может привести к перегреву подшипника из-за повышенного сопротивления вращению и взбалтывания материала.

Технические требования и стандарты

Основные ГОСТы на подшипники

Подшипники для строительных лифтов должны соответствовать следующим государственным стандартам:

Требования к подшипникам грузоподъемных машин

Согласно ПБ 10-518-02 и ГОСТ 33558.1-2015, подшипники грузовых строительных подъемников должны выбираться с коэффициентом запаса по динамической грузоподъемности не менее 1.25. Расчетный ресурс подшипников при среднем режиме работы должен составлять не менее 8000 часов.

Подшипники качения устанавливаются в электродвигателях, редукторах, на осях и валах канатных барабанов и блоков. Подшипники должны быть защищены от попадания абразивных частиц применением уплотнений или других конструктивных решений.

Классы точности подшипников

Для общепромышленного применения в строительных подъемниках используются подшипники нормального класса точности 0 по ГОСТ 520-2002. В ответственных узлах, требующих повышенной точности вращения, могут применяться подшипники класса точности 6.

Техническое обслуживание

Виды технического обслуживания

Согласно ПБ 10-518-02, техническое обслуживание строительных подъемников подразделяется на ежесменное обслуживание, техническое обслуживание номер 1 (ТО-1) и техническое обслуживание номер 2 (ТО-2). Периодичность обслуживания определяется заводом-изготовителем и указывается в инструкции по эксплуатации.

Ежесменное обслуживание

Включает внешний осмотр подъемника, проверку отсутствия посторонних шумов при работе приводных механизмов, контроль температуры подшипниковых узлов. При обнаружении повышенного нагрева, вибрации или шума необходимо остановить подъемник и провести диагностику.

Техническое обслуживание ТО-1

Проводится через каждые 100-150 моточасов работы или ежемесячно. Включает очистку подшипниковых узлов от загрязнений, проверку состояния уплотнений, контроль наличия и состояния смазочного материала, подтяжку крепежных элементов.

Техническое обслуживание ТО-2

Выполняется через 500-800 моточасов или ежеквартально. Включает замену смазки в подшипниках, проверку радиального и осевого зазоров, контроль износа посадочных поверхностей, при необходимости замену изношенных подшипников.

Диагностика подшипников

Основными признаками неисправности подшипников являются повышенный шум при вращении, вибрация, нагрев корпуса выше допустимой температуры, утечка смазочного материала через уплотнения.

Причины выхода подшипников из строя

Наиболее распространенными причинами преждевременного выхода подшипников из строя являются недостаточная смазка и быстрый разогрев, проворачивание кольца подшипника относительно корпуса или вала, попадание воды или коррозионных веществ, неправильная установка и механические повреждения при монтаже.

Своевременное выявление причины неисправности позволяет избежать повторных отказов и продлить срок службы подшипникового узла. При эффективной защите от пыли срок службы подшипников в запыленных условиях может составлять 60-80 процентов от расчетного ресурса для чистых условий эксплуатации.

Часто задаваемые вопросы