Конструкция основных узлов и их эксплуатация

Комплект лебедки состоит из следующих узлов и деталей:

➢ основная рама;

➢ дополнительная рама;

➢ два барабана (один из них ведущий);

➢ промежуточный вал с переходником;

➢ три ролика и штыри для их закрепления на земле;

➢ натяжное устройство («пирамидка»);

➢ замки для присоединения поводков к рабочему тросу (по одному на каждый летающий планер);

➢ поводок для передачи силы тяги от рабочего троса к планеру (по одному на каждый летающий планер);

➢ рабочий трос диаметром 4,5-5 мм и общей длиной 500 м;

➢ барабан для уборки рабочего троса.

Рассмотрим их подробно в той же последовательности.

Основная рама является силовой частью лебедки, сваривается из деталей, изготовленных из швеллера №12 (рис. 54). В верхней части рамы имеются площадки для установки ведомого барабана (3), выполненные из швеллера длиной 250 мм, и опоры дополнительной рамы (2), изготовленные из швеллера длиной 260 мм. Швеллеры, служащие для установки опорных подшипников ведомого барабана, привариваются к раме горизонтально, а для дополнительной рамы - вертикально.

В нижней части рамы имеются площадки для установки ведущего барабана, которые изготавливаются из уголка 50х50 мм (4).

Основная рама устанавливается на раму автомашины за ее задним мостом и перпендикулярно ей. Крепление производится болтами. В процессе эксплуатации нужно ежемесячно проверять затяжку этих болтов.

Дополнительная рама служит для изменения направления движения бесконечного троса (рис. 55). Ролики (1), установленные на горизонтальной части дополнительной рамы, обеспечивают движение троса перпендикулярно оси вращения барабанов вне зависимости от направления движения остальной части троса, выложенной на старте.

Рама представляет собой конструкцию, сваренную из уголка 30х30х4 мм. Крепится она к основной раме в четырех точках (3). На выходе из роликов, установленных горизонтально, трос проходит через два зажима (2), выполненных из дерева. Когда лебедка не работает, трос зажимается ими при помощи барашков. В таком случае трос на барабанах не ослабевает и лежит в своих канавках.

После разбивки старта и во время полетов зажимы находятся в нерабочем состоянии, так как трос проходит мимо них. В обязанность стартового наряда входит освобождение от них рабочего троса во время выкладывания старта. Во время уборки старта трос должен быть снова вложен в зажимы. В процессе эксплуатации раз в месяц проверяется затяжка болтов, крепящих дополнительную раму к основной, и состояние роликов. Ролики необходимо промыть и сменить смазку в подшипнике (подшипник № 205).

В процессе выкладывания старта и во время полетов нужно обращать особое внимание на натяжение рабочего троса в роликах. К сожалению, были случаи попадания троса под ролик из-за невнимательности стартового наряда и запускающего.

Барабаны лебедки. В комплекте имеются два барабана, на изготовление которых идут одни и те же детали, за исключением вала (рис. 56). у ведущего барабана (1) вал имеет длину 458 мм и диаметр 35 мм, а у ведомого он на 60 мм короче.

На валу закрепляются четыре диска. Внутренние диски (2) имеют диаметр 300 мм, а наружные - 340 мм. По окружности внутренних дисков делаются 20 прорезей, в которых закрепляют вертикально пластины (3), образующие по окружности 20 ячеек. По бокам каждой из этих пластин привариваются горизонтально две опорные пластины (4). Вертикальные и опорные пластины образуют кассеты, в которые укладываются деревянные накладки (5). Во внешних дисках (7) сделаны отверстия диаметром 5 мм, которые размещаются в центре боковой поверхности каждой кассеты. При постановке деревянных накладок на свои места их закрепляют через эти отверстия при помощи гвоздей. Гвозди не следует забивать до отказа, чтобы впоследствии их легко было вытащить при замене накладок. После укладки деревянных накладок в свои кассеты их закрепляют двумя стяжными лентами (6). Подобное крепление накладок позволяет в случае необходимости довольно быстро их менять. Лучше всего накладки из твердых пород дерева: дуба, бука - они обеспечивают 2500 - 3000 запусков, а из сосны - всего около 1500 - 2000 запусков.

После сборки барабаны устанавливаются и закрепляются на площадках основной рамы с помощью опор подшипников (подшипник № 1500). Затем их закрепляют болтами, а на поверхности накладок протачивают канавки для троса в шахматном порядке. Рабочий трос укладывается в канавки барабанов в виде восьмерки; начиная с первой канавки ведомого барабана переходят на первую канавку ведущего в т. д. до последней канавки ведомого барабана, с которой трос переходит на вертикальный ролик дополнительной рамы, а затем - на поворотный. В процессе эксплуатации лебедки надо избегать выполнения полетов при избытке влаги на поверхности земли. Трос эту влагу несет к накладкам, обильно их смачивает, вследствие чего создаются условия для быстрого их износа.

Подшипники барабанов требуют проверки их крепления и периодической смены смазки. Стяжные ленты нужно подтягивать, особенно в первые летные дни после замены накладок.

Промежуточный вал с переходником. После установки на раму лебедки над задним мостом автомашины ставят поперечный брус, представляющий собой прямоугольную коробку длиной 830 мм, сваренную из двух уголков 50х50 мм. По концам её имеются отверстия для крепления к раме автомашины, а в середине - два отверстия для установки опоры подшипника промежуточного вала. Промежуточный вал одним концом соединяется с ведущим барабаном лебедки, а на другом имеет переходник, при помощи которого он соединяется с карданным валом. За счет промежуточного вала достигается более удобное расположение лебедки за задним мостом автомашины и присоединение к нему карданного вала.

В процессе эксплуатации каждый летный день осуществляется следующая перестановка. После того как автомашина на старте станет на свое место, два человека из числа стартового наряда должны отвернуть болты, крепящие карданное сочленение к заднему мосту, и, приподняв карданный вал, соединить его с переходником промежуточного вала. Затем можно выполнить прокрутку барабанов. После окончания полетов эта операция выполняется в обратном порядке, то есть отсоединяют карданный вал от промежуточного и присоединяют его к заднему мосту автомашины.

Поворотные ролики. На рабочем тросе смонтированы три поворотных ролика. В процессе выкладывания старта бесконечный трос разматывают от лебедки и на дистанции 30-50 м закрепляют два ближних ролика (рис. 57) при помощи штырей. Штырь представляет собой металлический стержень диаметром 30 мм, который с одной стороны имеет заостренную часть длиной 150 мм, а с другой - приваренную перпендикулярно пластину длиной 100 мм.

В месте установки ролика штырь забивается в землю при помощи кувалды. Летом выбирают штыри длиной 500 мм, зимой - 350 мм (зимой штырь трудно забить в землю и еще труднее - вытащить). Штырь ставится так, чтобы его Г-образная часть была направлена в сторону, противоположную направлению действия сил натяжения троса. За горизонтальную пластину верхней части штыря крепится дужка ролика, а сам ролик лежит на поверхности земли горизонтально. После этого бесконечный трос разматывают на всю длину и в конце крепится дальний ролик.

Натяжное устройство представляет собой легкую ферму, изготовленную из уголка 25х25 мм., с подвижной кареткой, которая передвигается по вертикальным направляющим (рис. 58).

В металлический ящик каретки кладется груз весом 15-20 кг, создающий необходимое натяжение троса, выходящего из лебедки.

Входящая часть бесконечного троса создает тянущее усилие, которое передается тросом на замок, поводок и крючок планера. Другая часть троса, идущая от замка и входящая в лебедку, остается ненатянутой, ослабевает. Чтобы поддержать эту часть троса в определенном напряжении, ставится натяжное устройство. Без него трос может значительно ослабнуть и соскочить с канавок роликов и барабана. Кроме того, постоянное натяжение троса па барабанах создает благоприятные условия для его поступательного движения без проскальзывания, что обеспечивает продолжительный срок службы деревянных накладок.

Натяжное устройство в первых лебедках имело форму пирамидки, несколько усеченной в верхней части. Поэтому за ним закрепилось название «пирамидка», хотя в современной конструкции оно имеет совсем другой вид.

Ферма (1) имеет следующие размеры: передняя сторона - 1250х1250 мм, боковая сторона - вверху 350 мм, в основании 600 мм. В верхней части фермы установлены два ролика (2) с подшипниками № 205 и с откидными планками для ограничения троса. На подвижной каретке установлен третий ролик (3). Трос с дистанции проходит через эти ролики - сверху роликов (2) и снизу ролика (3) - и далее поступает в лебедку. В основании фермы установлены еще два ролика (4). Вертикальные колебания подвижной каретки поглощаются небольшими шнуровыми амортизаторами, проходящими через эти ролики (4). Каждый такой амортизатор закрепляется крючками на своей стороне грузового короба (5), а противоположные концы фиксируются на ферме под роликами (2).

При установке «пирамидки» на старте (в 3-5 м от автомашины) дежурные берутся за ручки, приваренные к боковым сторонам фермы, и ставят ее рядом с тросом, входящим в лебедку. После этого они приподнимают трос и ставят его в ролики (2), предварительно освободив ограничительные планки, а после установки троса на ролики заводят их на свои места и закрепляют барашками. Последняя операция - установка ролика подвижной каретки на трос. Один дежурный приподнимает каретку, а другой в этот момент прижимает трос и заводит его под ролик (3). В заключение остается выполнить следующее: натянуть нижние концы амортизаторов и их крючки соединить с подвижной кареткой, сделать несколько нажимов на неё по направлению сверху вниз для того, чтобы выявить ее колебания и проверить легкость этих колебаний, отсутствие торможения в направляющих. Проверить установку пирамидки - она должна стоять в створе троса.

В процессе полетов нужно следить в основном за средним роликом. Поскольку он не имеет ограничителя троса, то при сильных рывках и колебаниях подвижной каретки не исключено соскальзывание троса с ролика, особенно если амортизаторы не присоединяют к подвижной каретке или совсем снимают, считая их лишними. «Пирамидка» должна быть чистой, периодически ее нужно протирать, смазывать направляющие, по которым скользит подвижная каретка, смазкой ЦИАТИМ-201 или солидолом, а все ролики один раз в три месяца смазывать с помощью пресс-масленки.

Замки используются для присоединения поводка к рабочему тросу. Тяга лебедки через бесконечный трос передается замком на поводок и крючок планера. Замок должен обеспечивать быстрое и прочное соединение с рабочим тросом в любом месте.

Он состоит из двух крупных узлов: салазок, которые скользят по земле, и зажимного устройства (рис. 59).

Салазки выполнены из листовой стали и представляют собой компактную конструкцию размером 280х400 мм (1). Высота в наиболее утолщенной центральной части 42 мм, к концам уменьшается до 25 мм. Передняя и задняя кромки имеют закругления. В центре салазок с координатами 160х140 мм устанавливается зажимное приспособление. На общей платформе закрепляются левый и правый зажимы (2). Каждый зажим внутри корпуса имеет сухарь со сменной зажимной пластиной, прямоугольной двухзаходной резьбой с шагом 4 мм. В каждый зажим входят левый и правый винты с аналогичной резьбой. Правый заканчивается снаружи валиком, вставленным в отверстие на его конце, а левый - рычагом (5), на который надевается крюк поводка (6).

При установке замка его нужно положить с левой стороны троса по направлению движения. Правой рукой приподнять рабочий трос а левой сместить замок вправо. Далее рычаг перемещается вперед (по ходу), рукоятка правого винта (4) поворачивается назад, в результате зажимные пластины расходятся. Рабочий трос нужно вложить в это пространство, после чего рукоятку правого винта поворачивают по часовой стрелке на небольшой угол, а рычаг на себя.

При правильном положении правого винта рабочий трос окажется зажатым между пластинами под углом примерно 70-80° к горизонтали. Если этот угол будет меньше или больше, то необходимо добиться нужного положения троса путем поворота рукоятки правого винта в ту или другую сторону. Для этого освобождают рычаг (подают его вперед), поворачивают правый винт и снова зажимают трос при помощи рычага.

Поводок для передачи силы тяги от рабочего троса планеру представляет собой прочную авиационную веревку - фал длиной 15 м. Этого вполне достаточно для выполнения всех летных упражнений, к тому же при такой длине очень удобно доставлять поводок вручную. В каждой летной группе назначается дежурный, который следит за замком и поводком. Как только полет закончится, он подходит к замку, освобождает его от троса (одно движение рычага вперед), берет замок, поводок и несет все это по линии доставки к месту старта. На старте отводится специальное место, куда укладываются замки и поводки всех планеров.

На одном конце поводка закрепляется крюк (1), который ставится на рычаг замка перед полетом. Второй конец имеет кольцо (2), с помощью которого поводок соединяется с планером (рис. 60).

В таком положении выполняются пробежки и полеты. При выполнении первых подлетов, чтобы оказать помощь и вселить уверенность в безопасности выполнения задания, включается ограничитель высоты полета (3). Это небольшой отрезок фала длиной 250 мм, на конце которого укреплен карабин. Ограничитель закрепляется за поводок в 300 мм от кольца. В обычных условиях при выполнении пробежек и подлетов карабин застегивается на поводке и не используется. Чтобы поставить ограничитель в рабочее положение, отсоединяют карабин от поводка и закрепляют его за рабочий трос впереди планера. В этом случае после отрыва планера от земли он не сможет набрать высоту более одного метра. Ограничитель прекратит набор высоты, а механик лебедки, плавно сбавляя обороты двигателя, уменьшит скорость полета, и планер совершит посадку.

Установка замка и поводка в процессе полетов выполняется стартовым нарядом и будет рассматриваться подробно в следующих главах.

Рабочий трос диаметром 4,5 мм имеет общую длину 500 м - для учебных полетов и 800 м - для тренировочных с целью достижения высоты полета «по кругу», то есть 300 м. допускается сплетка на «ус» отдельных кусков троса, но не более трех. Очень важно определить состояние отдельных его прядей. Трос, который обычно применяется в наших лебедках, состоит из шести внешних прядей, свитых вокруг центрального волокнистого сердечника из хлопчатобумажной или льняной пряжи в правостороннем направлении. Шаг свивки выполнен в пределах шести - восьми диаметров троса. При нормальном шаге прочность троса составляет 70-80% суммарной прочности его проволок, так как отдельные жилы не параллельны направлению разрывающей силы.

По внешнему виду трос должен быть плотным, с хорошим прилеганием проволок и прядей, без петель и пропусков в свивке, доброкачественно и ровно свитым по всей длине с соблюдением шага. В процессе эксплуатации необходимо наблюдать за состоянием прядей ине допускать больших потертостей и обрывов. Условия безопасности требуют, чтобы трос при работе не только не разрушался, но и не получал остаточных деформаций. Следовательно, необходимо, чтобы его натяжение не было близким к пределу упругости, не говоря уже о пределах прочности.

Напряжение, которое может быть допущено без получения остаточной деформации, называется допустимым (R). Оно определяется следующим образом:

, где

 – предел прочности;

n - коэффициент безопасности (обычно для стали берется в пределах 2-4).

Возьмем для примера трос диаметром 3 мм (поводок для полета на высоту 300 м). Разрушающая нагрузка такого троса составляет 640 кг. Взяв коэффициент безопасности, равный двум, получаем допустимое напряжение, равное 320 кг. Следовательно, при нагрузке ка поводок 320 кг он будет работать в нормальных условиях без получения остаточной деформации. Конечно, можно взять диаметр нашего троса-поводка не 3 мм, а 3,5 мм, тогда разрушающая нагрузка увеличится до 900 кг, а допустимое напряжение - до 450 кг.

Диаметр троса определяет его вес в большей степени, чем его длина. Вес поводка длиной 500 м при диаметре 3 мм будет равен 20 кг, а при диаметре 3,5 мм - 28 кг и при диаметре 4 мм - 35 кг. Вес половины бесконечного троса (которая приподнимается над землей в процессе набора высоты планером) диаметром 4,5 мм и длиной 400 м будет составлять 34,8 кг.

Барабан для уборки рабочего троса служит для намотки бесконечного троса после полетов и его хранения. Барабан ставится на ферму, которая имеет колеса (зимой - лыжи) для обеспечения его перемещения по аэродрому. На оси барабана закрепляется ручка, с помощью которой он вращается и наматывает бесконечный трос. При организации полетов автомашина приезжает в дальнюю точку аэродрома, которая определяется руководителем полетов как место крепления флажка и ролика. Машину ставят против ветра, снимают с нее барабан с тросом, забивают штырь. Начинается размотка троса с помощью машины, которая движется задним ходом по направлению к старту. На старте забиваются оставшиеся два штыря (на расстоянии 2 м друг от друга), после чего машина сворачивает на 100-110° влево, разматывая трос до конца. После этого ролики ставятся на свои штыри, барабан уборки троса транспортируется к лебедке. После натяжения троса его прокручивают и начинают полеты.

 

Подготовка к полетам

Прежде чем выехать на старт для подготовки к полетам, необходимо проверить все стартовое имущество. Оно собирается и укладывается на деревянную платформу автомашины лебедки. Там должно находиться:

➢ натяжное устройство;

➢ замки по количеству летающих планеров;

➢ поводки из расчета по одному на каждый планер;

➢ средства связи;

➢ стартовый стол руководителя полетов;

➢ необходимое количество флажков (летом - красные и белые, зимой - красные и черные);

➢ штыри для крепления роликов (4 шт.);

➢ кувалда для забивки штырей;

➢ лом для вытаскивания штырей после полетов;

➢ набор инструментов для устранения мелких дефектов на старте;

➢ барабан уборки троса (если он поставлен на колеса или лыжи, то соединяется с задним буксировочным крюком автомашины).

Руководитель полетов назначает стартовый наряд, после чего машина едет на рабочую площадку, где и производится выкладывание бесконечного троса, как это было описано в предыдущем разделе. После размотки бесконечного троса и установки поворотных роликов на штыри необходимо освободить трос от зажимных пластин дополнительной рамы и произвести его натяжение. Скорость машины должна быть самой минимальной. Стартовому наряду необходимо проверить, как лежит трос между дальним и ближними роликами, и при необходимости поправить его. Натяжение троса заканчивается установкой под задние колеса автомашины колодок, которые будут предохранять лебедку от нежелательного смещения и ослабления рабочего троса. Затем, пока два человека ставят натяжное устройство, двое других освобождают карданный вал от заднего моста и при помощи болтов соединяют его с переходником промежуточного вала. При необходимости можно поправить трос в канавках барабанов и на поворотных роликах дополнительной рамы. Механик лебедки докладывает руководителю полетов о готовности лебедки к полетам после контрольной прокрутки всей системы в целом.

 

Обслуживание полетов

В процессе полетов необходимо уделять внимание состоянию троса и его положению в канавках барабана и всех роликов.

Дежурный по тросу, который должен находиться в 30 м от дальнего ролика с правой стороны рабочего троса, обязан строго следить за работой планеристов, которые после полета планера подходят к замку и снимают его с троса, берут поводок и по прямой уходят на линию доставки. Это должно выполняться быстро в четко. Только после уборки очередного планера, его замка и поводка дежурный разрешает выполнять полет следующему. Если дежурный допустит халатность, недисциплинированность и разрешит взлет очередного планера без снятия замка предыдущего, то этот замок через 30 м дойдет до ролика, ударит его и порвет рабочий трос, а следовательно, выведет лебедку из строя.

Большое значение имеет работа двух планеристов из числа стартового наряда, обязанности которых - ставить замок на трос, кольцо на крюк планера, а для первых подлетов - еще в ограничитель. Они должны действовать четко, быстро и надежно: как только очередной планер начинает взлетать, дежурные берут замок, поводок и подходят к рабочему тросу (0,5 м), устанавливают следующий планер на линию исполнительного старта и на его буксировочный крюк ставят кольцо. После остановки троса на него ставят замок, крюк поводка и ограничитель - если дана команда.

В процессе полетов нужно следить за натяжением троса. Излишнее натяжение сокращает срок его службы, создает дополнительную нагрузку на лебедку и двигатель. Проконтролировать натяжение можно по положению верхней части подвижной коробки «пирамидки». Если она с грузом 20 кг находится на 200 м ниже верхнего обреза «пирамидки», то это надо считать нормальным натяжением. В тот момент, когда планер трогается с места (при очередном запуске), трос ослабевает и подвижная каретка опускается примерно на середину (400-500 мм от верхнего обреза). Если подвижный ролик с коробкой в момент старта планера почти не опускается или опускается на меньшую величину, чем было указано выше, то это означает, что трос перетянут. И на оборот, если подвижной ролик опускается слишком низко и подвижная каретка почти касается земли, то это означает, что трос натянут слабо.

В процессе испытаний лебедки натяжение троса между роликами измерялось тензометром. При этом были получены следующие показания: слабое натяжение - 55 кг, сильное - 183 кг, рабочее - 150 кг.