В качестве приводов на лебедках в настоящее время применяют электродвигатели и редко двигатели внутреннего сгорания. В зависимости от привода лебедки называют электрическими, дизельными, паровыми и пневматическими. По способу передачи вращения от вала двигателя на барабан лебедки разделяются на реверсивные (редукторные), у которых барабан связан с валом двигателя постоянной кинематической связью (зубчатыми колесами редуктора), а груз может спускаться только принудительно (вращением вала двигателя в обратную сторону), и фрикционные, у которых включение барабана на подъем осуществляется с помощью фрикционной муфты включения или разъемной фрикционной передачи. В последнем случае опускание груза производится при барабане, отключенном от привода, и скорость спуска регулируется ленточным тормозом.
Наиболее распространены реверсивные лебедки, применяемые для оборудования строительно-монтажных кранов и других подъемных устройств.
Спуск грузов на таких лебедках производится принудительно (электродвигателем) приблизительно с той же скоростью, что и подъем. Направление вращения барабана изменяется при изменении направления вращения (реверсированием) вала электродвигателя.
Электролебедки оборудуются автоматически действующими тормозами закрытого типа. Передача вращения от электродвигателя к барабану осуществляется зубчатыми и червячными передачами.
Наиболее распространены электролебедки с цилиндрическими зубчатыми передачами — редукторные, состоящие из барабана, зубчатого цилиндрического редуктора, соединительной эластичной или зубчато-подвижной муфты с тормозным диском, тормоза закрытого типа, электродвигателя и рамы.
Барабаны электролебедок обычно изготовляют литыми из серого чугуна марки СЧ15-32 или сварными из трубы и листов. Рабочие поверхности их чаще всего гладкие рассчитанные на многослойную (до пяти слоев) навивку каната, и реже с ручьями, нарезанными по винтовой линии. Гладкие барабаны по концам снабжают ребордами, превышающими последний слой навивки на 1, 5—2 диаметра наматываемого каната. Барабаны с ручьями чаще всего рассчитаны на однослойную навивку каната, поэтому обладают меньшей канатоемкостью, чем гладкие.
Крепление каната на барабане осуществляется прижимными планками или клиновым зажимом. Надежность крепления обеспечивается при условии, если на барабане находится не менее двух витков каната, поэтому необходимо строго следить за тем, чтобы канат полностью не сматывался с барабана и на нем во всех случаях оставалось не менее двух витков каната.
При назначении расстояния от барабана до ролика, с которого сбегает канат, следует иметь в виду, что для обеспечения правильной навивки каната это расстояние должно быть таким, чтобы тангенс угла между осью каната и плоскостью, перпендикулярной оси барабана, был не более 1: 40 для гладких барабанов и 1: 10 для барабанов с ручьями. Во избежание чрезмерных напряжений от изгиба, возникающих в канате при навивке, диаметр барабана принимается равным не менее 15 диаметров каната.
При расчете стенок барабана необходимо определять напряжения от сжатия, изгиба и кручения. Напряжение от сжатия является наибольшим. Коэффициент запаса прочности в материале стенки барабана должен быть не менее 2 относительно предела текучести для стальных барабанов и не менее 5 относительно предела прочности для чугунных барабанов.
Конструкция барабана во многом зависит от способа соединения его с приводом. Наиболее распространено жесткое неразъемное соединение барабана с приводом.
Все зубчатые колеса электролебедок изготовляют из стали. Они имеют фрезерованные зубья и при окружной скорости (на делительной окружности) более чем 1, 5 м/сек помещаются в масляную ванну. Шестерни обычно изготовляют коваными; зубчатые колеса — литыми или сварными. Нарезку зубьев сварного колеса выполняют с таким расчетом, чтобы сварной шов обода располагался под впадиной зуба. Коэффициент запаса прочности в материале должен быть не менее 2 для кованых колес и не менее 2, 5 для литых стальных колес относительно предела текучести.
Валы электролебедок с числом оборотов более 300 в 1 мин, как правило, устанавливаются на подшипниках качения, подбираемых так, чтобы их долговечность была не менее: 1000 ч для лебедки с легким режимом работы и 2000 ч для лебедки со средним режимом работы. Монтажные механизмы имеют, как правило, легкий режим работы.
Втулки и вкладыши подшипников скольжения изготовляют из бронзы. При расчете валов должны быть учтены напряжения от изгиба и кручения. Обязательный запас прочности в материале валов — 2 относительно предела усталости. Корпусы и крышки редукторов выполняют литыми из стали или из серого чугуна или сварными из листовой стали марки ВСт. 3. Последние более надежны в работе и менее тяжелы.
В современных конструкциях передача вращающих моментов от электродвигателя к барабану осуществляется цилиндрическими зубчатыми колесами с косыми зубьями, заключенными в масляную ванну. Применение колес с такими зубьями, установка всех валов на подшипниках качения, выполнение корпуса и крышки редуктора сварными из листовой стали, применение легированных сталей значительно сокращают размеры и вес лебедок, увеличивают их долговечность, повышают коэффициент полезного действия передач и тем самым сокращают потребную мощность электродвигателя.
На входном валу редуктора или — реже — на промежуточном валу передачи, жестко связанной с барабаном подъемной лебедки, устанавливают двухколодочные рычажно-грузовые или пружинные автоматически действующие тормоза закрытого типа (при включении электродвигателя тормоз размыкается, при выключении замыкается). Размыкание (растормаживание) этих тормозов осуществляется тормозными электромагнитами (длинноходовыми типа КМТ и короткоходовыми типа МО) или гидротолкателями.
Редукторы с электродвигателем соединяются с помощью подвижных зубчатых или эластичных муфт. Последняя состоит из двух литых из стали полумуфт, соединенных стальными (Ст. 40) пальцами с надетыми на них эластичными кольцами из кожи или из резины. Подвижные зубчатые муфты долговечны и применяются в электролебедках последней конструкции.
На лебедках обычно устанавливают электродвигатели кранового типа с фазным ротором, управляемые контроллерами с пускорегулирующими сопротивлениями.
Тихоходные лебедки (со скоростью навивки каната до 15 м/лшн) снабжаются короткозамкнутыми электродвигателями общепромышленного назначения, допускающими небольшую перегрузку.
Это увеличение обычно не превышает 10—15% номинальной расчетной мощности. Так как при эксплуатации электродвигателей кранового типа можно допускать большую перегрузку, то мощность, подсчитанная по этой формуле, во всех случаях является достаточной. Учитывая это обстоятельство, а также большие перерывы в работе, мощность электродвигателей лебедок часто принимают на 10—20% ниже потребной, определенной для установившегося движения, а электродвигатели выбирают по эквивалентной мощности.
Рамы лебедок выполняют сварными из швеллеров и листов. Редуктор, подшипники, тормоз, электродвигатель устанавливают на строганые платики, приваренные к раме лебедки, и крепят болтами (против отрыва) и упорами (против сдвига).
К эксплуатации допускаются только лебедки (табл. 25), к которым прилагается паспорт завода-изготовителя. Подъемный механизм, на котором устанавливается лебедка, перед пуском должен пройти статические и динамические испытания. Рама лебедки заделывается либо в фундамент, либо в конструкцию подъемного устройства (крана). При подходе каната к барабану горизонтально достаточно крепить лебедку за якорь.
На барабане канат должен крепиться надежно с помощью приспособлений, предусмотренных в его конструкции. Во время работы необходимо следить за правильной навивкой каната на барабан: число слоев каната не должно превышать предусмотренного паспортом, а число витков в первом слое должно быть не менее двух.
Моторист обязан регулярно проверять уровень масла в редукторах и производить смазку подшипников в соответствии с инструкцией по эксплуатации лебедки.
Особое внимание следует уделять тормозам: следить за их исправностью и регулировать зазор между тормозными поверхностями по мере износа, не допуская, чтобы этот зазор был более 1 мм для колодочных и более 1, 5 мм для ленточных тормозов. Перед началом работы лебедку и ее тормоз необходимо опробовать вхолостую.
При работе на открытом воздухе тормоз и электродвигатель должны быть закрыты кожухами, предохраняющими их от воды и снега. Необходимо следить за наличием ограждений на открытых зубчатых передачах и ящиках пускорегулирующего сопротивления, а также за их надежным креплением. Пуск электродвигателя контроллерами должен производиться плавно, без рывков.