В зависимости от назначения используют два вида регулирования: изменение скорости в функции нагрузки при постоянном моменте и изменение скорости при постоянной нагрузке.

Первое бывает необходимо в тех случаях, когда желательно при больших высотах подъема поднимать и опускать легкие грузы с большой скоростью. Оно обычно осуществляется путем переключения передач в редукторе.

Изменение скорости при постоянной нагрузке всегда необходимо для плавной посадки и установки груза. Его удобнее осуществлять путем регулирования числа оборотов электродвигателя, так как плавная посадка необходима в каждом монтажном цикле и частое механическое регулирование ненадежно и недостаточно удобно.

Оба вида регулирования могут быть осуществлены в лебедках с двумя двигателями, связанными с помощью дифференциала.

На рис. 81 показаны схемы наиболее распространенных лебедок с цилиндрическим редуктором. При использовании стандартных редукторов приходится вводить соединительные муфты между редуктором и двигателем, а также между редуктором и барабаном.

Рис. 81. Однобарабаниые безрамные грузовые лебедки с параллельным расположением электродвигателя и барабаны:
а — лебедка с вихревым генератором; б — вертикально расположенная лебедка с трехступенчатой коробкой передач; 1 — электродвигатель; 2 — вихревой генератор; 3 — тормоз: 4 — вспомогательный тормоз; 5 — подвижной блок шестерен

При неправильной центровке муфта между двигателем и редуктором или быстроходный вал редуктора быстро выходят из строя, что часто приводит к авариям. Кроме того, масса муфты увеличивает момент инерции вращающихся частей лебедки, что повышает динамические нагрузки.

Лебедка, узлы которой соединены муфтами, должны иметь раму, в которой по условиям работы на кране нет необходимости, но без нее сборка и регулировка становятся весьма затруднительными. Так как обычно применяются необработанные сварные рамы, то сборка такой лебедки всегда связана с индивидуальной подгонкой.

В конструкции лебедки, показанной на рис. 81, а, исключена муфта и рама. Фланцевый электродвигатель укреплен непосредственно на корпусе редуктора, который опирается на две шаровые пяты. Барабан с одной стороны жестко соединен с выходным валом редуктора, а с другой опирается на выносной кронштейн со сферическим подшипником. Если обеспечена соосность барабана и вала редуктора, то вся система работает вполне надежно, опираясь на три точки, что позволяет обойтись без рамы.

Особенностью описанной лебедки является установка вихревого генератора, создающего при включении тормозной момент и тем самым обеспечивающего возможность снижения скорости до 10—20% номинальной.

В лебедке другого типа двумя опорами служат подшипники вала барабана, к которому одной стороной подвешен редуктор. Третья точка опоры расположена под редуктором со стороны двигателя. Эта лебедка двухскоростная, изменение скорости достигается за счет переключения шестерен на одном из промежуточных валов редуктора. Подвижная блок-шестерня передвигается по валу вилкой вручную при отсутствии нагрузки. Эта операция может быть осуществлена дистанционно из кабины машиниста при помощи двух тросовых тяг.

Блок шестерни следует перемещать, так чтобы все время сохранялось зацепление. Если это не обеспечено, то барабан лебедки фиксируют дополнительным ручным тормозом.

Плавная посадка осуществляется при помощи дифференциала, связанного с вспомогательным двигателем малой мощности, установленным над редуктором.

Трехскоростная лебедка с ручным переключением скоростей показана на рис. 81, б. Она отличается вертикальным расположением редуктора (барабан размещен над двигателем) и применением открытой зубчатой передачи, благодаря чему достигается компактность.

В лебедке на рис. 81, а вал двигателя соединен с валом редуктора при помощи зубчатой муфты.

Известны упрощенные соединения: вал двигателя вводится в отверстие быстроходного вала редуктора, имеющего только одну опору со стороны, противоположной двигателю. При такой конструкции неизбежно некоторое биение вала редуктора и, как следствие, повышенный износ сидящей на нем шестерли. Эта конструкция, очевидно, допустима для маломощных лебедок.

Скорость посадки можно регулировать в лебедках и при отсутствии специальных приспособлений, если тормоз оборудован элек-трогидротолкателем. Используя известную схему предварительного включения толкателя в цепь ротора электродвигателя, можно добиться снижения скорости при опускании груза в пределах до 30% номинальной.

Была разработана комбинированная система регулирования скорости лебедки с дифференциалом, в которой, помимо двух скоростей, обеспечиваемых основным и вспомогательным двигателем, были введены промежуточные, достигавшиеся за счет притормаживания основного двигателя электрогидротолкателем. Для дальнейшего углубления регулирования было предложено выполнить вспомогательный двигатель двухскоростным.

Если мощности и число оборотов двух приводных двигателей выбрать достаточно близкими, можно получить большое число ступеней скоростей.

Наибольшая скорость достигается при вращении обоих двигателей в одну сторону. Пониженные скорости получаются при включении одного или другого двигателя, а малые посадочные — при одновременном вращении двигателей в разные стороны. В СССР было выпущено много лебедок этого типа с короткозамк-нутыми двигателями. Для облегчения использования стандартных редукторов дифференциал был помещен внутри барабана. Так как кинематическая цепь между двигателями оказалась при этом весьма длинной при переходах от одной скорости к другой, ко времени остановки происходили большие выбеги, обусловившие «провал» груза. Кроме того, в переходные периоды на характер движения оказывало существенное влияние время срабатывания тормоза и отклонения чисел оборотов двигателей от номинальных значений. Это стало особенно заметно при переходе к тормозам с электро-гидротолкателями, отличающимися сравнительно большим запаздыванием. В результате иногда вместо посадки груза происходил его подъем.

Двухдвигательные лебедки подобного типа оказались весьма громоздкими, соответственно их вес и стоимость были велики. Предполагалось, что применение короткозамкнутых электродвигателей снизит первоначальную стоимость, но это не было достигнуто, так как получение нескольких скоростей вызвало установку большого числа пусковых аппаратов. По-видимому, подобные лебедки могут быть целесообразны при больших тяговых усилиях, когда не хватает мощности одного двигателя. Кроме того, они более эффективны при расположении дифференциала на быстроходном валу.

Были предложены и исследованы трехдвигательные лебедки с короткозамкнутыми электродвигателями, вращающимися в одном направлении. Двигатели пускаются без нагрузки, а затем в необходимой последовательности с помощью дифференциалов попарно подключаются к лебедке. При этом электрическая часть привода существенно упрощалась. Но эту систему нельзя считать отработанной, так как механическая часть получалась достаточно сложной.

Рис. 83. Двухдвигательная одно-барабанная лебедка с вертикальным расположением двигателей (тормоза встроены в двигатели)

Весьма компактной является лебедка по рис. 83 с двумя вертикально расположенными двигателями. Помимо нескольких ступеней скоростей, свойственных двухдвигательным лебедкам, здесь обеспечивается устойчивая малая скорость на посадке грузов, достигаемая за счет использования одного из двигателей в качестве тормозного генератора. Торможение осуществляется за счет питания статора этого двигателя выпрямленным током его же ротора.

Дальнейшее развитие лебедок идет по пути уменьшения габаритов. Оно может быть прежде всего достигнуто за счет встраивания редуктора и двигателя внутрь барабана и применения быстроходных двигателей.

Недостатком лебедок в виде мотор-барабана является ухудшение условий отвода тепла от обмоток двигателя, в связи с чем последний должен иметь более стойкую изоляцию или должна быть предусмотрена принудительная вентиляция.

В грузовых лебедках башенных кранов, как правило, применяются стопорные колодочные тормоза с наружными колодками.