Рейка й шестерня будівельного підйомника: граничні значення зносу, люфт та тест на падіння

Підйомник для будівництва — це одна з небагатьох машин, у яких пошкодження зуба шестерні призводить до загибелі людей. Цей єдиний факт визначає, як потрібно вказувати технічні вимоги до зубчастої рейки та шестерні, як їх слід оглядати й замінювати, а також пояснює, чому значення технічного обслуговування в цій статті подано у вигляді абсолютних розмірів, а не у вигляді відсоткових меж зносу, які застосовують у інших галузях передачі потужності.

Ми поставляємо зубчасті рейки та шестерні для цього сектора, і запити, які ми отримуємо від виробників підйомників та бригад технічного обслуговування на будмайданчиках, завжди стосуються трьох однакових питань: коли рейка вважається зношеною, який зазор є правильним і як пристрій безпеки та ведуча шестерня розподіляють навантаження. Ось відповіді з конкретними числовими значеннями.

Що регулює стандарт EN 12159

EN 12159 — це європейський стандарт на будівельні підйомники для перевезення осіб та матеріалів із вертикально направленими кабінами. Він охоплює постійно встановлені та тимчасово встановлені підйомники, які обслуговують визначені рівні зупинок, з оператором або автоматичним керуванням, і застосовується до підйомників, що використовуються на будівельних майданчиках для перевезення людей та вантажів.

Цей стандарт має комерційне значення, оскільки підйомник, призначений для продажу в ЄЕЗ, повинен йому відповідати. Це впливає й на постачальників компонентів: матеріал рейки, якість зубців і їх прослідковість стають частиною технічної документації машини.

У Північній Америці еквівалентним стандартом є ANSI/ASSE A10.4 «Персональні підйомники та пасажирські ліфти на будівельних та демонтажних майданчиках». Це інший документ із іншою структурою; варто зазначити, що ISO 16368, яку іноді наводять у цьому контексті, фактично стосується мобільних підйомних робочих платформ, а не мачтових підйомників. Ці стандарти не є взаємозамінними.

Привід: модуль 8 і кілька шестерень

Стандартні підйомники класу SC працюють модуль 8 рейки. Це узгоджено в усій документації виробників, яку ми використовуємо, як для ведучих шестерень, так і для шестерні пристрою безпеки.

Швидкість спрацьовування пристрою безпеки перевищує номінальну підіймальну швидкість приблизно на 30–40 відсотків.

Типовий привід SC200/200 складається з двох або трьох комплектів двигуна, муфти, редуктора та шестерні, всі з яких зачеплюються з однією й тією самою рейкою, а шестерня пристрою безпеки розташована на окремому валі. Потужність двигунів у таблицях виробників наводиться у форматі «16,5 кВт × 2» або «24 кВт × 3», що безпосередньо вказує кількість встановлених привідних одиниць. Шестерня пристрою безпеки має 15 зубів у поширених конфігураціях SAJ30/SAJ40, хоча існують версії з 12 зубами.

Рейки монтуються секціями, які кріпляться болтами до кожної секції мачти, тому мачта заввишки 100 метрів — це стопка з’єднаних рейок. Якість з’єднання визначає, чи шестерня плавно проходить через стик, чи жбурляє при кожному з’єднанні.

Зазор: не побажання, а технічна специфікація

Саме тут починаються більшість проблем на об’єкті.

Інструкція виробника чітко вказує на наслідки неправильного виконання:

Якщо люфт буде надто малим або надто великим, це призведе до інтерференції зачеплення, аномальних вібрацій та шуму й навіть пошкодить пристрій безпеки.

Занадто щільне зачеплення призводить до взаємного перетину зубів, їх нагрівання та заїдання. Занадто слабке — призводить до того, що шестерня ударяється об кожну бічну поверхню зуба замість плавного котіння у зачеплення, що й створює характерний стукотливий шум на погано обслуговуваних лебідках і прискорює зношування рейки.

Геометрія зачеплення встановлюється направляючими роликами, а не болтами кріплення рейки. Якщо ролики зношені, шестерня розташовується на неправильній міжосьовій відстані, і жодна корекція положення рейки цього не виправить. Саме тому граничні значення зносу нижче включають ролики.

Граничні значення зносу: числа, які фактично визначають необхідність заміни.

Бригади на місці зазвичай запитують відсоткове значення. Дані сервісної документації виробника не працюють таким чином: вони надають абсолютні розміри та метод вимірювання для кожного параметра.

Граничне значення зносу ведучої шестерні, виміряне як загальна нормальна довжина по двох зубах.

Ведуче зубчасте колесо , виміряно на двох зубцях за допомогою мікрометра зі спільною нормаллю:

Це допустиме зношення — 1,3 мм, що становить приблизно 3,5 % від нового розміру. Відсоток обчислений арифметично на основі двох наведених значень; у посібнику вказано лише значення в міліметрах, і саме їх ви й порівнюєте під час вимірювання.

Рек : виміряно за допомогою стандартного круглого стрижня діаметром 18 мм та ковзний калібр. Вимірювальний штифт розміщується в просторі між зубами, і вимірювання здійснюється до базової поверхні. Зверніть увагу: це перевірка типу «проходить/не проходить» за значенням, вказаним у технічному кресленні виробника для вашого конкретного підйомника; тому граничне значення слід брати з документації саме вашої машини, а не припускати загальне значення.

Червоний (у приводному редукторі):

Напрямні ролики, колони перерізу 76 мм:

Для високошвидкісних та частотно-керованих підйомників розмір A становить 80 мм (новий) із граничним значенням 75 мм, а розмір B — 78,5 мм (новий) із граничним значенням 76 мм. Для колон з перерізом 89 мм розмір A становить 78 мм (новий) із граничним значенням 73 мм.

Радіальний люфт валу пристрою безпеки має власний тригер заміни, і його найчастіше пропускають, оскільки для перевірки потрібна спеціальна оснастка. Закріпіть опору вимірювання приблизно на 1,0 мм вище зубчастого колеса, виміряйте люфт до вершини зуба, підніміть зубчасте колесо важелем, не обертаючи його, і виміряйте знову. Різниця — це радіальний люфт.

Якщо люфт перевищує 0,6 мм, замініть пристрій запобігання падінню.

Не регулювати. Замінити.

Пристрій безпеки та його швидкість спрацьовування

Прогресивний пристрій безпеки SAJ — це компонент, що зупиняє падаючу кабіну. Його розробив Шанхайський дослідницький інститут будівельних наук, у 1989 році він отримав офіційне схвалення Міністерства будівництва КНР, а його конструкція з того часу стала галузевим стандартом.

Механічно це шестерня, що приводить в обертання центрифужний механізм: ексцентричні маси, метеликоподібна пружина, зовнішній конус та внутрішній конічний барабан. При перевищенні заданої швидкості маси відкидаються назовні, конус умикається, і пристрій гальмує кабіну за рахунок зубчастої рейки, з якою він уже взаємодіє.

Номінальні гальмівні навантаження за моделями:

Корисне інженерне співвідношення — це залежність між номінальною швидкістю підйому й швидкістю, при якій пристрій дійсно спрацьовує. З таблиць технічних характеристик підйомників від виробників обладнання (OEM):

Тому точка спрацювання розташована приблизно на 30–40 % вище номінальної швидкості. Незалежне галузеве джерело вказує загальний діапазон як 1,2–1,4 від номінальної швидкості, що узгоджується.

Відстань спрацювання — це відстань від моменту реагування пристрою до повної зупинки кабіни — вказана як 0,15–1,0 м у технічному керівництві виробника. Постачальник пристроїв безпеки вказує діапазон 0,3–1,2 м, не враховуючи вільного спуску. У будь-якому разі клітка, що зупиняється в межах одного метра, функціонує правильно.

Пари пристроїв мають бути узгодженими. У випадку встановлення двох пристроїв безпеки вимога виробника передбачає, що різниця швидкостей спрацьовування не повинна перевищувати 0,05 м/с як під час скидання, так і під час заміни. Замінювати їх слід лише парою.

Тест на падіння: кожні три місяці

Це єдине юридичне зобов’язання, яке найчастіше порушується на об’єкті.

Кожен підйомник, що використовується вперше або заново змонтований після переміщення на інше місце, має пройти тест на падіння з номінальним навантаженням до початку звичайної експлуатації. Після початку звичайної експлуатації цей тест проводиться раз на три місяці для забезпечення безпеки підйомника.

Три незалежні джерела погоджуються щодо інтервалу у три місяці; одне з них додає: «або кожні 1000 годин роботи — залежно від того, що настане раніше».

Тест проводиться при номінальному навантаженні , із усіма працівниками поза кабіною, за допомогою спеціального блоку кнопок для випробування на падіння, підключеного до розетки внизу кабіни блоку керування. Два практичні обмеження, про які варто знати:

· Не проводити два випробування на падіння поспіль в межах 15 хвилин . Пристрій перегрівається.

· Захисний пристрій має термін ефективного службового використання 5 років та потребує річний огляд заміни незалежно від інтенсивності експлуатації. Графіки технічного обслуговування виробника передбачають заміну щонайменше раз на 3 роки залежно від стану.

Змащення — кожні 120 робочих годин спеціальним літієвим мастилом №2.

Монтаж: клас болтів та момент затягування

Кріплення рейки та щогли — це клас властивостей 8.8 за замовчуванням. Значення моменту затягування опубліковано для кожного з’єднання у керівництві з експлуатації підйомника й варіюються залежно від розміру болта та того, чи є поверхня оцинкованою й сухою. Не використовуйте загальні таблиці моментів затягування; зокрема, моменти затягування з’єднань щогли спеціально розраховані з урахуванням конструкції секції.

Важливіше за абсолютне значення — повторна перевірка. Болти щогли послаблюються протягом перших тижнів експлуатації через осідання конструкції, а послаблене з’єднання рейки проявляється як похибка кроку у з’єднанні, що призводить до ударів шестерні.

Вибір постачальника рейок для цього сектора

Три чинники відрізняють надійну рейку від тієї, що створює проблеми:

1. Стабільна геометрія з’єднання. Кожне з’єднання потенційно є джерелом похибки кроку. Рейки, які нарізано й оброблено як узгоджені комплекти, працюють краще, ніж рейки, взяті з випадкового запасу.

2. Однакова твердість по всій довжині. М’які ділянки зношуються раніше й локально, а саме локальне зношування призводить до того, що рейка виходить за межі допустимих відхилень за калібром, тоді як решта стрижня залишається в нормі.

3. Документовані матеріал і термообробка. Для машини, що підпадає під дію стандарту EN 12159, це включається до технічної документації; постачальник, який не може надати такі дані, створює проблему з відповідністю для виробника підйомників.

Ми виготовляємо стійки модуля 8 для цього застосування на власному заводі — різання та термообробку здійснюємо власними силами, що й дозволяє нам забезпечити сталість геометрії стиків у межах однієї партії.

Поширені запитання

Чи можна замінити лише зношені ділянки рейки?

Так, і це загальноприйнята практика, за умови, що замінна рейка збігається з існуючою за модулем, якістю зубів і монтажною геометрією. Саме змішування рейок із різних джерел на одному мачті призводить до похибок кроку в зонах стиків.

Розмір шестерні між двома зубами становить 36,2 мм. Чи є вона непридатною?

Ні. Граничне значення — 35,8 мм, отже, 36,2 мм ще допустиме для експлуатації, але відстань до заміни становить 0,4 мм. Заплануйте заміну заздалегідь, а не чекайте на наступний огляд.

Чому пристрій безпеки має окрему шестерню замість використання рухової шестерні?

Оскільки він має працювати навіть у разі виходу з ладу приводу, зокрема при обриві шестерні приводу або поломці коробки передач. Незалежність — це головна мета.

Чи можна домовитися про інший інтервал випробування на падіння трьох місяців, якщо підйомник використовується рідко?

Виробник вказує інтервал у три місяці після початку звичайного використання. Деякі галузеві рекомендації пропонують альтернативний інтервал — 1000 годин роботи, застосовується те, що настає раніше. Місцеві нормативні вимоги можуть бути суворішими. Вважайте три місяці стандартним інтервалом і перевірте вимоги вашого регіону.

Який зазор слід встановити?

Зверніться до інструкції з експлуатації вашого підйомника для конкретної моделі. Загальне правило: зазор не повинен бути надто тугим (щоб не заважати роботі) і не надто великим (щоб уникнути ударів). Якщо під навантаженням чути стукіт, зазор надто великий або зношені направляючі ролики.

Чи може зношена рейка пошкодити пристрій безпеки?

Так, може. Шестерня пристрою безпеки взаємодіє з тією самою рейкою. Надмірний зазор через зношення рейки означає, що шестерня пристрою безпеки також працює з недостатнім зачепленням, і виробник спеціально попереджає, що неправильний зазор може пошкодити пристрій.

Компанія Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. виробляє рейки, шестерні та компоненти передачі з 2008 року. Ми постачаємо рейки модуля 8 та відповідні шестерні для будівельних підйомників; їх нарізання та термообробку здійснюємо на власному заводі, щоб геометрія стиків залишалася узгодженою в межах кожної партії. Надішліть нам креслення вашого секційного мачти та номінальне навантаження — ми надамо цінову пропозицію на відповідний комплект.