Л
Лебедка непременно применяются на всех больших парусных яхтах, в меньшей степени на средних и совсем редко на легких. На детских швертботах и яхтах, перевозимых на крыше легкового автомобиля, их вовсе нет. Лебедки используют чаще всего для набивки (уверенного натяжения) шкотов передних парусов, затем идут фаловые (менее мощные по сравнению со шкотовыми) лебедки.
Иногда лебедки используют для подъема якорей. Как и все предыдущие конструкции палубного оборудования лебедки отличаются многообразием и размерами. Обычно это 2-скоростные лебедки со съемным рычагом (рукояткой), хотя они же могут использоваться и без применения последнего в условиях среднего ветра.
Бывают лебедки односкоростные с встроенным рычагом и без рычага; и многоскоростные, наиболее сложные с переключателями скоростей от общего привода (так называемые «кофейные мельницы»). У всех лебедок стандартное направление вращения барабана — по часовой стрелке. В обратную сторону барабан автоматически стопорится храповым механизмом, состоящим из храпового колеса или вала и подпружиненного храповика.
Для надежной работы число храповиков увеличивают. Их может быть 2 или более. В 2-скоростной лебедке — 2 храповых механизма: верхний и нижний храповик и храповый механизм — две разные вещи).
Принцип работы лебедки таков: на барабан наматывают 2 ÷ 3 шлага шкота по часовой стрелке и дотягивают ХК. При этом нельзя допускать наложения шлагов друг на друга. В противном случае шкот заклинит сам себя и будут проблемы с его отдачей. Барабан за счет трения о шкот прокручивается также по часовой стрелке и натягивает КК. Приложив кратковременно на ХК шкота достаточное усилие (обычно становой силой мышц спины) ХК придерживают слегка и закрепляют на утку или кулачковый стопор.
На КК шкота, через барабан и конструкцию лебедки сохраняется первоначально приложенное значительное усилие ХК. Если натяжение КК не достаточно, то можно воспользоваться рукояткой, квадрат которой вставляют в углубление лебедки и прокручивая (или раскачивая в каком-то секторе) рукоятку добивают КК шкота до желаемого.
Усилие руки лебедка увеличивает в несколько раз (кратность зависит от конкретной конструкции лебедки и составляет: где: L — длина рычага рукоятки; D — диаметр барабана лебедки; Z1 — число зубьев внутренней шестерни барабана; Z2 — число зубьев на втулке; N — выигрыш в силе (в разах).
Лебедка — дорогостоящая часть палубного оборудования. Ее в домашних условиях или в случайной мастерской не создать. Требуется специальное зуборезное и долбежное оборудование. Проблема усугубляется необходимостью применения в лебедках цветных металлов и легированных сталей. Самая легкая (малая) лебедка весит не менее 0,8 кг — верхний предел 10 ÷ 15 и более кг.
Рабочий диаметр барабана — D лежит в пределах 70 ÷ 200 мм (заготовка для барабана от 100 ÷ 300 мм). Отсюда и высокая цена этого устройства — лебедки. Проще и дешевле купить, чем заниматься изготовлением. Поскольку лебедка — вещь дорогая, то ее стремятся использовать максимальным образом и для разных задач: Прежде всего лебедка должна выполнять наилучшим образом свою главную функцию — набивку стаксель-шкотов.
Эту же самую лебедку можно использовать и для набивки фалов, однако надо решить несколько задач:
- (a) — задача правильного подвода фалов к лебедке;
- (b) — задача закрепления КК обтянутого лебедкой фала и освобождение лебедки от ХК фала;
- (c) — эта же лебедка может быть использована и для подъема якоря (или шверта или чего-либо другого), но задачи а) и b) должны быть решены.
Таким образом имеем вывод: одна лебедка может выполнять несколько функций, при этом должны быть предусмотрены собственные устройства (для каждой функции) закрепляющие обтянутый КК. Такими устройствами закрепления могут быть кулачковые или эксцентриковые стопора или любые другие приспособления (думайте сами, какие) типа слесарные или столярные тиски. Теперь рассмотрим подробнее некоторые моменты как устройства парусной лебедки так и ее эксплуатации. Начнем из материалов применяемых при изготовлении лебедок.
Алюминий Чистый алюминий — это мягкий белый металл, настолько непрочный, что его можно резать острым ножом и придавать форму с помощью простейших инструментов. Но почему тогда большинство лебедок для гоночных яхт создано в основном из алюминия? Секрет состоит в добавлении в сплав примесей других металлов. Небольшое содержание цинка, меди, кремния или магния превращает мягкий белый металл в полезный материал, который становится после этого прочным, твердым и жестким.
К счастью разработчиков лебедок, почти все работы по составлению новых сплавов ведутся аэрокосмической промышленностью, и все, что на самом деле требуется, это выбрать подходящую марку из огромного ассортимента. Конечно, то, что хорошо для использования в самолетах, не обязательно подходит для морских условий, разработчик всегда должен помнить о коррозии металла в соленой воде.
Если говорить о деформируемых сплавах (тех, которые используются для проката, штамповки и рубки), то так называемая 6000-ая серия сплавов на основе кремния является превосходным компромиссом между высокой прочностью и хорошей устойчивостью к коррозии. Другие марки прочнее, чем изделия 6000-й серии, но почти всегда такой результат достигается за счет высокой цены или меньшей коррозионной стойкости.
Серия 2000, сделанная на основе меди, претендует на звание самой прочной, но, к сожалению, у нее плохая устойчивость к соленой воде. Многие части лебедок чаще отливают, чем изготавливают путем механической обработки из твердого металла. И здесь лидируют кремниевые сплавы, так как благодаря ним достигается необходимый баланс между коррозионной стойкостью и прочностью.
В Великобритании наибольшей популярностью пользуется марка, известная как LM25, т.к. на данный момент — это единственный прочный и устойчивый к коррозии материал. Естественная стойкость к коррозии алюминия может быть усилена с помощью анодирования. Чтобы этот процесс был эффективным, требуется уделять ему немалое внимание, т.к. для изменения поверхностного слоя используются электрический ток и кислоты.
В результате процесса образуется слой оксида алюминия, одного из самых твердых веществ, известных человечеству. После того, как сформируется слой, алюминий будет защищен от дальнейших химических атак. Хотя в производстве лебедок обычно используются различные варианты «твердого» анодирования (в каталогах на лебедки обычно пишут «hard anodized»), некоторые производители применяют свои собственные методы.
Оксид алюминия, конечно, твердый, но он пористый. Большинство таких процессов состоит из насыщения этого слоя различными химическими веществами, что повышает стойкость к износу и улучшает внешний вид лебедки. Обычно добавление краски придает поверхности черный, серый или серебристый цвет. В более сложных системах для уменьшения поверхностного трения используются скользкие вещества наподобие тефлона.
Барабан Барабан — очень важная деталь лебедки, т. к., он преобразовывает вращательное движение деталей лебедки в линейное движение наматываемой веревки. Барабан должен обеспечивать достаточное трение, чтобы удерживать необходимое количество витков, в то же время, не истирать веревку и, что еще более важно, обеспечивать безопасную подачу веревки даже при очень высоких нагрузках.
Производители лебедок используют разные приемы для увеличения поверхностного трения. Обычно для этого поверхность делают ребристой или шершавой. Некоторые барабаны, в особенности алюминиевые, сначала могут слишком грубо обращаться с веревкой, т. к. производители предполагают некоторую приработку поверхности барабана. Если же поверхность барабана слишком грубая, небольшая обработка мелкозернистой наждачной шкуркой ускорит этот процесс.
Быстрая намотка Хотя обычно главным критерием при выборе лебедки служит коэффициент преобразования силы, во многих таких случаях, как, в начале поворота на другой галс или при работе со спинакером при слабом ветре, требуется не столько сила, сколько скорость.Многие производители, особенно в больших моделях, предусматривают наличие быстрой намотки, в которой для выполнения перечисленных видов работ отношение первой зубчатой передачи поддерживается намеренно большим.
В моделях с тремя автоматически переключающимися передачами часто имеется кнопка и блокирующее устройство, предназначенные для того, чтобы шестеренки не перескакивали на третью скорость. Быстрая намотка полезна при установке спинакера. Не забудьте отключить быструю намотку перед началом других работ, не то могут возникнуть проблемы при следующей смене галса.
Выбор лебедки Каталоги производителей дают много советов о выборе лебедки, но, как всегда, в них сравнивают изделия только своей компании. На первое место ставятся размер и мощность, коэффициент усиления и вес также стоят не на последнем месте.
Дополнительные возможности Лебедки для больших гоночных яхт имеют несколько сбивающий с толку при выборе ряд дополнительных возможностей: от изменения отношений зубчатых передач, до низкого расположения оснований. В последние годы дополнительные храповые основания стали наиболее популярны, в то время как удаленный механизм переключения скоростей и педальный привод уже стали обычной вещью в больших связанных системах.
Также в последние годы появились оригинальные конструкции лебедок с барабаном двух диаметров, (серия «Quattro» Harken) и лебедки с горизонтальным барабаном, называемые «captive reel winches», размещаемые под палубой, специально спроектированные для современных 100 — футовых мегаяхт, которых в последнее время становится все больше.
Комплект таких лебедок с электроприводом позволяет управляться с огромными парусами команде из 3-5 человек! Если вы собираетесь покупать что-либо из дополнительного оборудования, вам следует поговорить непосредственно с производителем.
Стопор для ходового конца веревки Среди самых маленьких, но в тоже время очень важных деталей лебедки, особенно важны стопорные зажимы, удерживающие ходовой конец веревки.
Всегда изготовляемые из высококачественной нержавеющей стали, они подвергаются большим нагрузкам и почти не изнашиваются. Если зажим стал заедать или болтаться, то, скорее всего, износился не он, а место, где прикреплен зажим.
Появляется желание заменить зажим в надежде, что это решит проблему, но это не поможет. Для обеспечения безопасности вам придется купить более дорогие шестерню или основание. Не стоит недооценивать важность зажимов для безопасной работы лебедки! Любая неисправность может привести к обратному вращению лебедки, резкому сбросу нагрузки и бешено вращающейся рукоятке, если она вставлена в лебедку в этот момент.
При необходимости заменить зажим, подберите деталь такого же типа и убедитесь, что форма зажима подходит. Это одна из немногих деталей лебедки, которые иногда собирают неправильно. Если это произойдет, то последствия могут быть весьма плачевными.
Захват веревки С первого взгляда кажется, что всю работу делает тот, кто крутит лебедку, но, на самом деле, главную роль выполняет тот, кто захватывает веревку. Если он сможет быстро продеть ходовой конец веревки в стопор, тогда тому, кто его крутит ручку лебедки, останется только мотать, соблюдая ритм, пока он не выберет веревку.
Системы автоматического захвата значительно облегчают работу, но эффективность при этом уменьшается. Зачастую, когда нужно выбрать много веревки, имеет смысл работать вдвоем даже при наличии системы автоматического захвата. Позаботьтесь также о настройке захватов в автоматических системах. Даже системы на пружинах обычно имеют грубую настройку ширины зазора, а для работы с веревками определенного размера в системах с фиксацией требуется точная настройка.
Инструкции Обычно инструкцию по пользованию лебедками выбрасывают в день доставки лодки покупателю, а зря, т. к. часто эта бумажка оказывается очень полезной. Даже если вы уже тысячу раз разбирали и собирали лебедки, обязательно наступит момент, когда вам попадется незнакомая конструкция, а после сборки останутся лишние детали.
Вот тогда-то вы пожалеете о той заветной бумажке! Наверное, самое важное в инструкциях — это список деталей. Когда вы будете заказывать новую деталь, гораздо лучше будет звучать: «…деталь ABC123…», чем: «…ну, такая махонькая штучка, болтается тут под одной шестеренкой, немного сбоку…».
Коэффициент полезного действия (КПД) Очень важный параметр при создании и выборе лебедки.
Данное понятие подразумевает, какая часть энергии, затрачиваемой вами на вращение рукоятки, будет передана барабану. Дешевые лебедки массового производства зачастую некачественны, в то время как высокотехнологичные заказные изделия для гонок обладают большим КПД.
Набивка шкотов генуи При увеличении размера яхты первая работа, которую приходится выполнять при помощи лебедки — это набивкашкотов генуи. На маленьких яхтах лебедки только для этого и используют. Наиболее популярны для этих целей маленькие односкоростные лебедки с высокой рукояткой.
Передачи Сердце любой лебедки, зубчатые передачи преобразуют малую силу и быстрое вращение на входе в низкую скорость вращения и высокий вращательный момент на барабане. При разработке лебедок передачам уделяется много внимания, в них используются формы зубцов, отличающиеся от тех, которые изготавливают для других областей применения, к примеру, в автомобильных коробках передач и мощных передачах. Хотя лебедки вращаются вручную, нагрузка на них ложится большая, в то время как скорость по всем стандартам очень низкая.
Поэтому зубцы такие толстые и сильные, что могут сопротивляться большим нагрузкам. То, что такие формы зубцов недолговечны и не обеспечивают максимальной эффективности, является следствием того, что большинство лебедок за время своей службы совершает не более нескольких тысяч оборотов (для сравнения: автомобильные передачи делают миллиарды оборотов) и никогда не набирают таких скоростей для нагрева.
Конечно, износостойкость может иметь значение для гоночных яхт, но в основном большинство повреждений передач происходит из-за перегрузки и деформации зубцов. Любая лебедка, у шестеренки которой один из зубцов сломан или свернут, скорее всего, подверглась перегрузке. Часто достаточно быстро заменить поврежденную шестерню на новую, но для долгосрочных испытаний на надежность и безопасность, требуется полный анализ причин произошедшего.
Подшипники В каждом месте, где вращающаяся часть касается неподвижной, присутствуют подшипники того или иного вида. В простейшем случае, это может быть отверстие во вращающемся на несущей оси компоненте. В то время как для большинства сильно нагруженных компонентов, скорее всего, будут использованы какие-нибудь роликовые подшипники.
Простой подшипник всегда должен состоять из двух разных материалов, быть хорошо смазанным для снижения трения, коррозии и износа. Там, где нет возможности избежать использования двух одинаковых металлов, производители лебедок часто применяют пластмассовые втулки, чтобы избежать прямого контакта этих частей. Втулки часто изнашиваются и выскакивают из канала, приводя к заеданию вращения лебедки. В основном, они дешевые и легко заменяются.
Главный барабан, по крайней мере, в больших лебедках посажен на роликовый подшипник. Он позволяет лебедке свободно вращаться даже тогда, когда она сильно нагружена. Эта деталь требует наибольшего внимания, если вы хотите добиться от лебедки безупречной работы в неблагоприятных условиях. Подшипники любого типа время от времени нужно вынимать из лебедок, чистить, смазывать и устанавливать на место. Если какой-нибудь из них заедает, или сильно разболтался, понадобится более тщательная проверка, чтобы выяснить, необходимо ли более серьезное техническое обслуживание.
Пружины В каждом зажиме имеется маленькая пружинка, обеспечивающая нормальную работу механизма. Хотя мне не случалось видеть, чтобы хоть одна из них ломалась, производители рекомендуют периодически менять их. Лучше, чтобы лебедка и пружины были изготовлены одним производителем. При сборке вставьте их, используя немного смазки, тогда будет легче. Эта деталь теряется чаще всего, поэтому на борту всегда нужно держать несколько запасных пружинок.
Рукоятки Нет ничего удивительного в том, что они приносят большой доход производителям. Это единственная деталь, которую мы регулярно и неизбежно роняем за борт, поэтому она требует постоянной замены. Крепления рукояток неплохо справляются с проблемой потери детали, но затрудняют некоторые маневры. Плавучие рукоятки - это другое решение проблемы, но вряд ли многие смогут вернуться и найти маленький плавающий предмет в плохую погоду.
Тем более, если человек пытается выиграть гонку, едва ли он повернет яхту назад, чтобы подобрать рукоятку. Большинство из нас пользуется рукоятками, которые входят в комплект яхты, но на рынке также существует большое разнообразие рукояток, приспособленных для разных целей. Более длинные рукоятки облегчают вращение (хотя и делают его более медленным), но лучше не давать какому-нибудь крепкому парню вращать маленькую лебедку длинной рукояткой, ее внутренние детали могут просто не выдержать такой нагрузки.
Тем же целям служат рукоятки с двойным захватом, позволяющие человеку задействовать обе руки или даже крутить ее вдвоем, а также распространяющиеся сейчас на рынке легко удерживаемые и кнопочные модели. КПД можно увеличить, используя рукоятки с шариковыми или роликовыми подшипниками (как делает фирма HARKEN).
Вы можете решить, что это не существенно, но они дают реальный эффект. Ну и, в конце концов, при особенно больших нагрузках (к примеру, набивке фалов на больших яхтах) следует подумать о бронзовых рукоятках. Они, конечно, тяжелые, но мне случилось видеть, как один парень случайно сломал алюминиевую рукоятку.
Смазка Хорошая смазка для лебедки не менее важна, чем ее чистота. Для смазки деталей, подвергающихся большой нагрузке, используйте хорошую густую смазку для лебедок, а для мелких деталей — светлое машинное масло. Масло и смазку наносите без избытка, используйте тонкий слой смазки. Если вы намажете все толстым слоем, как повидлом, то механизм завязнет. Избегайте смазок на основе тефлона, которые, как ни странно, оставляют осадок, т. к. он может привести к заеданию механизма.
Содержание в чистоте Месяцами скапливающаяся внутри соль, загустевшая смазка и грязь не прибавят вашей лебедке эффективности и не продлят срок ее службы. Если вы будете ее чистить, то она будет как новенькая. Не пропускайте такие мелкие детали, как зажимы и пружины, они не менее важны, чем более крупные части.
Прочищайте детали с помощью водного обезжиривающего раствора. Керосин или бензин тоже подходят, но они раздражают кожу и могут оставить пятна на палубе. Также они экологически неблагоприятны и огнеопасны. Что бы вы ни выбрали, после работы аккуратно удалите очиститель, не выливайте его за борт.
Тишина Не то, что я хотел бы слышать, когда нахожусь в каюте лодки во время гонки. Все эти щелчки и вращение означают, что мои ребята на палубе работают. Когда становится тихо, то они, наверное, заснули!
Углеродное волокно Собственно, в лебедках этот материал еще не часто используется, хотя участники Кубка Америки поэкспериментировали и с ним. Детали из композитного углерода в силовых передачах для лебедок (пьедесталы, пустотелые валы и корпуса редукторов в «кофейных мельницах») стали для них стандартом. В наиболее дорогих моделях барабан тоже угольный.
Угольное волокно обладает большими преимуществами по весу и прочности, а в некоторых случаях даже по цене. Детали из угля, такие как стопора, барабаны и основания все чаще можно встретить и более дешевых моделях лебедок, позиционируемых на рынке как «Ultimate racing winches».
Удобство в использовании Важный критерий при выборе лебедки. Помните, что она будет использоваться и в холоде, и в темноте. Самое главное, лебедка должна быть надежной. В ней нет места мудреным кнопкам и непрочным маленьким зажимам. Чем она проще, тем надежнее. холоде, и в темноте. Самое главное, лебедка должна быть надежной. В ней нет места мудреным кнопкам и непрочным маленьким зажимам. Чем она проще, тем надежнее.
Установка лебедок Для эффективной работы лебедки ее необходимо правильно установить. Хотя все знают, что лебедка должна располагаться под оптимальными углами по отношению ко всем веревкам, идущим к ней, не каждый понимает важность правильного расположения лебедки относительно веревок с максимальной нагрузкой.
Чтобы избежать соскоков, а также захлеста шлагов, веревка должна приходить на барабан снизу, под углом от 5 до 10 градусов к основанию лебедки.
При необходимости, для обеспечения нормальной работы лебедки иногда необходимо установить ее на дополнительное основание, или даже установить под небольшим углом к палубе.
Также важно, чтобы точка, в которой веревка касается барабана, должна находится как можно ближе к выходной шестеренке (та, которая приводит в движение барабан) в основании лебедки, что обусловлено тем, как сила преобразуется в лебедке. В случае, если на лебедку приходится несколько веревок, идущих из разных направлений, то веревка с максимальной нагрузкой должна выравниваться с выходной шестеренкой.
Храповик Деталь механизма блокировки, который останавливает обратное вращение. Когда он изнашивается, то его углы выглядят стертыми, или появляются трещины вокруг зубцов. Тогда храповик нужно менять. Как и в случае с зажимами, часто допускаются ошибки при сборке, что может привести к неприятным последствиям.
Якорные концы Похоже, что выбирание якорного конца - это не тот случай, когда стоит пользоваться яхтенными лебедками. Конечно, для прогулочных яхт они сойдут, но, при определенных обстоятельствах они могут создавать проблемы. Гидравлические системы гораздо лучше подходят в данной ситуации.
Яхтенные гонки Настоящий полигон для испытания лебедок. Чем тяжелее испытания, тем крепче должна быть лебедка. Большинство нововведений, о которых мы сегодня упомянули, было оценено именно участниками гонок Кубка Америки, Адмиральского Кубка и гонки Volvo Race. Единственная польза для обычного яхтсмена от этих дорогостоящих гонок.
Просмотр сообщений
Гостей: 426
Скрытых: 0
Пользователей: 0
April Fools