В рассмотренном варианте конструкции лебедки (см. рис. 22,а) для передачи вращения к обоим барабанам могут быть применены нормальные, серийно выпускаемые редукторы. Двухопорный выходной вал редуктора Р2 соединяется с двухопорным валом барабана П посредством зубчатой муфты М3, имеющей два зубчатых зацепления. Это обеспечивает статическую определимость всего вала (два шарнира при четырех опорах), что важно не с позиции упрощения расчета, а для нормальной работы в условиях неизбежных несоосностей и перекосов вала редуктора и вала барабана.
Включаемый при раскрытии грейфера тормоз Т2 установлен непосредственно на барабан П. Довольно значительная величина тормозного момента этого тормоза, нужная для удержания грейфера с еще не высыпавшимся материалом, просто реализуется, если тормоз Т2 выполнен ленточным; при этом усилие прижатия ленты к барабану передается на вал через ступицы барабана и далее воспринимается двумя подшипниками вала. Применение колодочного тормоза Т2 в этой схеме часто невозможно, поскольку момент, создаваемый даже самыми крупными колодочными тормозами может быть меньше, чем это требуется для удержания грейфера при раскрытии. Кроме того, при замкнутом колодочном тормозе система вала и барабана является трехопорной и величины нагрузок на подшипники вала становятся статически неопределенными, зависящими от отклонений при сборке.
Двухступенчатый фрикцион Ф, затягиваемый пружиной Пр (малый момент) или толкателем ГТ (большой момент), позволяет получить весьма компактную конструкцию. Недостатком такой схемы является наличие рычажной системы для передачи усилия толкателя ГТ на трущиеся поверхности фрикциона. Эта рычажная система, условно показанная на рис. 22,а в виде только одного рычага, на самой деле получается многозвенной и многошарнирной (см. далее рис. 26), что усложняет как конструкцию лебедки, так и ее эксплуатацию.
Необходимость в рычажной системе отпадает, если вместо двухступенчатой фрикционной муфты применить два независимых фрикциона. Такой вариант показан на рисунках 22, 17 и 24. Фрикцион Ф (рис. 24), постоянно затянутый пружиной Пр1, обеспечивает работу лебедки при черпании и подъеме, создавая ограниченное малое усилие в поддерживающем канате. Для обеспечения подъема-спуска раскрытого грейфера служит многодисковая управляемая муфта УМ, диски которой через один связаны с валом и с барабаном посредством шпонок, шлицов, пальцев и т.д. Контакт между дисками осуществляется пружиной Пр2 при выключенном магните Мг. При подаче тока в обмотку электромагнита, закрепленную на корпусе муфты УМ, якорь магнита, связанный с крайним диском, смещается вправо, дополнительно сжимая пружину Пр2 и устраняя прижатие дисков друг к другу.
Величины моментов муфты УМ (см. рис. 24), второй ступени фрикциона (см. рис. 22) и тормоза Т2 получаются весьма значительными. По-этому рассмотренные конструкции лебедок с расположением фрикционных муфт и тормоза Т2 на барабане применимы для кранов малой грузоподъемности (обычно не более 5...8 тонн).
Рис. 24. Узлы одномоторной лебедки с двумя независимыми фрикционами
При большей грузоподъемности решение получается конструктивным, если фрикционные муфты установлены на промежуточном или входном валу редуктора Р2, который в этом случае становится специальным. Такое решение показано на рис. 25; управление этой лебедкой аналогично управлению лебедкой по рис. 22,а.
Рис.25. Узлы одномоторной лебедки с фрикционом на первом валу
На рис. 26 показана конструкция лебедки с размещением двухступенчатого фрикциона между двигателем и редуктором Р2 (в этом случае редуктор Р2 может быть выполнен нормальным).
Рис. 26. Узлы одномоторной лебедки с фрикционом между двигателем и редуктором
Малый момент первой ступени фрикциона создается пружиной. Для создания момента второй ступени применена рычажная система, управляемая от гидротолкателя ГТ. При включении толкателя его шток движется вверх, а толкатель и звенья 1,2,3,4 рычажной системы перемещаются в направлениях, показанных на рис. 26 стрелками, причем величина этих перемещений соответствует зазорам в кинематической цепи. В результате рычаги 4 снимают диски фрикциона усилиями Р, создающими момент второй ступени фрикциона.
На рис. 27, 28 показан вариант лебедки с одноступенчатым фрикционом Ф и специальным редуктором.
Рис. 27. Схема лебедки с одноступенчатым фрикционом и специальным редуктором
Зубчатая шестерня 1 способна перемещаться по шлицам промежуточного вала редуктора и может находиться в зацеплении с колесами 2 или 3 на выходном валу редуктора. В положении, показанном на рис. 27, 28, шестерня 1 сцеплена с колесом 2, и момент передается от двигателя к поддерживающему барабану, минуя фрикцион Ф; при этом производятся операции по перемещению раскрытого грейфера. При зацеплении шестерни 1 с колесом 3 момент, поступающий на поддерживающий барабан, ограничен моментом фрикциона Ф; при этом выполняются черпание и подъем груженого грейфера. Перевод шестерни 1 из одного рабочего положения в другое осуществляется рычажной системой, управляемой, например, от гидротолкателя ГТ (рычажная система на рис. 27, 28 не показана).
Рис. 28. Узлы лебедки со схемой по рис. 27
Расчет фрикционов. Первая ступень фрикциона Ф рассчитывается по приведенному к валу фрикциона моменту от усилия в поддерживающих канатах, равного 0,1GГР.
Вторая ступень фрикциона Ф (см. рис. 22, 25, 26) или муфта УМ (см. рис. 24) рассчитываются по моменту от усилия в поддерживающих канатах, вызываемого весом порожнего грейфера GГР.