Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Мачтовые строительные подъёмники представляют собой грузоподъёмные механизмы вертикального перемещения с высотой подъёма до 100 м и грузоподъёмностью до 630 кг. Одним из ключевых узлов этих машин является зубчато-реечная передача механизма подъёма, обеспечивающая преобразование вращательного движения электродвигателя в поступательное перемещение грузовой платформы вдоль мачты.
Зубчатая рейка закрепляется на мачте подъёмника и выполняет роль направляющей для ведущей шестерни, установленной на приводном валу. Качество изготовления и состояние этих элементов напрямую влияет на безопасность эксплуатации оборудования, плавность хода и надёжность работы механизма подъёма.
Требования к строительным грузовым вертикальным подъёмникам регламентируются ГОСТ 33558.1-2015 (EN 12158-1:2000+A1:2010) «Подъёмники строительные грузовые вертикальные. Общие технические условия», введённым в действие с 1 июня 2017 года взамен ГОСТ 29168-91. Стандарт распространяется на грузовые вертикальные строительные подъёмники, эксплуатация которых осуществляется специально обученным персоналом.
Согласно требованиям стандарта, зубчато-реечная передача механизма подъёма должна обеспечивать надёжное зацепление ведущей шестерни с зубчатой рейкой, плавное перемещение без заеданий на всех участках мачты, включая стыки секций. Зубчатые рейки и ведущие шестерни изготавливают из материалов, обеспечивающих работоспособность в течение всего срока службы подъёмника с учётом условий эксплуатации в диапазоне температур от минус 40°С до плюс 40°С.
Модуль зубчатого зацепления является основным параметром зубчатой передачи, определяющим размер зуба. Модуль представляет собой линейную величину в π раз меньшую окружного шага и характеризует число миллиметров диаметра делительной окружности, приходящееся на один зуб.
Основная формула модуля:
m = p/π = d/z
где: p – окружной шаг (мм), d – диаметр делительной окружности (мм), z – число зубьев
Стандартные значения модулей регламентируются ГОСТ 9563-60. Для мачтовых подъёмников обычно применяются модули от 3 до 8 мм, в зависимости от грузоподъёмности и условий эксплуатации.
При выборе модуля учитывают следующие факторы: передаваемую мощность, скорость перемещения, условия эксплуатации и требуемый ресурс работы. Для нагруженных передач подбирают пары рейка-шестерня с модулем не менее 4 мм, для ненагруженных и высокоскоростных – от 3 мм.
Пример расчёта:
Для мачтового подъёмника грузоподъёмностью 500 кг с ведущей шестерней диаметром 120 мм и числом зубьев z=20:
m = d/z = 120/20 = 6 мм
Принимаем стандартный модуль m = 6 мм из первого ряда ГОСТ 9563-60.
Выбор материала для зубчатых реек и шестерен определяется условиями эксплуатации, требуемой твёрдостью и нагрузочной способностью. Работоспособность зубчатых передач возрастает с увеличением твёрдости поверхности, особенно по критерию контактной выносливости.
Применяемые материалы делятся на две основные группы в зависимости от твёрдости поверхности зубьев:
Для мачтовых подъёмников средней грузоподъёмности наиболее распространены конструкционные стали 45 и 40Х с улучшением или закалкой ТВЧ. Рейки часто изготавливают из стали 45 без термообработки или с нормализацией, в то время как ведущие шестерни подвергают поверхностной закалке для повышения износостойкости.
Термическая обработка играет решающую роль в достижении требуемых эксплуатационных характеристик зубчатых реек и шестерен. Выбор метода термообработки зависит от марки стали, требований к твёрдости и условий эксплуатации.
Улучшение представляет собой комбинацию закалки и высокого отпуска. Обеспечивает твёрдость 235-280 НВ и хорошее сочетание прочности с пластичностью. Применяется для сталей 35, 40, 45, 50, 40Х. Термообработку проводят до нарезания зубьев для предотвращения деформаций.
Закалка токами высокой частоты обеспечивает твёрдую поверхность при вязкой сердцевине, которая гасит удары и препятствует разрушению детали. Глубина закалённого слоя составляет 2-4 мм, твёрдость поверхности достигает HRC 50-60. Метод эффективен для шестерен с модулем более 3 мм.
Цементация применяется для низкоуглеродистых сталей 20Х, 12ХН3А, 18ХГТ. Глубина науглероженного слоя составляет 0,8-1,5 мм, твёрдость поверхности после закалки достигает HRC 58-63. Обеспечивает высокую износостойкость и контактную прочность при сохранении вязкой сердцевины.
Зубчатые рейки мачтовых подъёмников имеют специфические конструктивные решения, обусловленные условиями их эксплуатации. Стандартная длина секции рейки составляет 1000-2000 мм, при необходимости рейки стыкуются для создания систем с большей длиной хода.
В мачтовых подъёмниках применяют прямозубые и косозубые рейки. Прямозубые рейки проще в монтаже и менее требовательны к точности установки. Косозубые рейки обеспечивают более плавный ход и меньший уровень шума, но требуют высокой точности позиционирования при монтаже.
Основные геометрические параметры зубчатой рейки включают высоту зуба, толщину зуба по делительной линии, шаг зубьев и угол профиля. Для стандартного исходного контура по ГОСТ 13755-2015 угол профиля составляет 20°, коэффициент высоты головки зуба равен 1, коэффициент радиального зазора – 0,25.
В процессе эксплуатации зубчатые рейки и шестерни подвергаются различным видам износа и повреждений. Своевременное выявление дефектов и замена изношенных элементов критически важны для обеспечения безопасности работы подъёмника.
Основной вид разрушения открытых передач мачтовых подъёмников. Проявляется в виде ряда мелких параллельных полос на рабочей поверхности зубьев, перпендикулярных оси рейки. Вызывается попаданием абразивных частиц (пыль, песок, продукты износа) между контактирующими поверхностями. Износ поверхностного слоя приводит к уменьшению толщины зуба, увеличению зазоров в зацеплении и нарушению эвольвентности профиля.
Усталостное выкрашивание поверхностного слоя, проявляющееся в виде небольших ямок на рабочей поверхности зубьев. Возникает вследствие циклических контактных напряжений. Начальная стадия питтинга характеризуется появлением мелких оспин площадью менее 5% от рабочей поверхности. При дальнейшем развитии ямки увеличиваются и сливаются, что приводит к значительному повреждению поверхности.
Возникает при разрушении масляной плёнки и непосредственном контакте металлических поверхностей. Проявляется в виде пластических сдвигов и задиров зубьев. Особенно характерно для недостаточно смазываемых передач, работающих при высоких температурах.
Расчёт предельного износа:
hпред = 0,1 × m
где hпред – предельная глубина износа (мм), m – модуль зубчатого колеса (мм)
Пример: Для рейки с модулем m = 6 мм предельная глубина износа составляет 0,6 мм.
Визуальный осмотр проводят ежедневно перед началом работы. Проверяют отсутствие трещин, сколов, значительных задиров. Инструментальный контроль толщины зубьев и бокового зазора выполняют при плановом техническом обслуживании не реже одного раза в месяц или каждые 200 часов работы.
Смазка зубчато-реечных передач мачтовых подъёмников является критически важной операцией, обеспечивающей снижение трения, уменьшение износа и предотвращение заедания. Поскольку передачи мачтовых подъёмников являются открытыми, к смазочным материалам предъявляются особые требования.
Смазки для открытых зубчатых передач должны обладать высокой адгезией к металлическим поверхностям, сопротивлением вымыванию атмосферными осадками, работоспособностью в широком температурном диапазоне от минус 40°С до плюс 120°С, высокой нагрузочной способностью и противозадирными свойствами.
Ручное смазывание применяется на малых подъёмниках. Смазку наносят кистью или шпателем на рабочие поверхности зубьев перед началом смены. Расход составляет 50-100 г на погонный метр рейки.
Автоматизированные системы распыления используются на крупных подъёмниках интенсивной эксплуатации. Смазка подаётся под давлением через форсунки, обеспечивая равномерное покрытие поверхности зубьев. Расход снижается до 1 кг в сутки на одну передачу.
Регулярное техническое обслуживание зубчато-реечных передач обеспечивает безопасную и надёжную работу мачтового подъёмника на протяжении всего срока службы.
Правильность зацепления контролируют по пятну контакта, которое должно располагаться равномерно по высоте и длине зуба. Непараллельное расположение осей или увеличенный боковой зазор приводит к сокращению пятна контакта до недопустимых размеров, что свидетельствует о необходимости регулировки или замены элементов.
Для эффективной работы оборудования рекомендуем также рассмотреть:
Данная статья носит исключительно информационно-ознакомительный характер и предназначена для технических специалистов в области подъёмно-транспортного оборудования. Информация, представленная в статье, не является руководством к действию и не может служить заменой технической документации производителя оборудования, проектной документации или действующих нормативных документов.
Автор не несёт ответственности за любые прямые или косвенные последствия, возникшие в результате использования информации, содержащейся в данной статье. Все работы по проектированию, монтажу, наладке, эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту зубчато-реечных передач мачтовых подъёмников должны выполняться квалифицированным персоналом в строгом соответствии с требованиями ГОСТ, технической документации производителя и правилами безопасности.
Перед принятием решений, связанных с выбором материалов, методов термообработки, смазочных материалов или проведением каких-либо работ с подъёмным оборудованием, необходимо проконсультироваться с профильными специалистами и получить соответствующие разрешения надзорных органов.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.