Откатные ворота очень удобны в использовании, но их можно усовершенствовать, укомплектовав электрическим приводом. В этой статье речь пойдет о вариантах устройства привода, выборе подходящих деталей механизма и особенностях сборки функциональной и надежной механики.
Механизированный электрический привод откроет ваши ворота одним нажатием кнопки. Его можно собрать из подручных материалов, установка же занимает не более одного дня. Есть два варианта исполнения электропривода для откатных ворот. В обоих случаях источником тяги выступает асинхронный электродвигатель, но только в первом передача усилия выполняется звездочкой и цепью, а во втором — с помощью прижимного ролика.
Выбор двигателя и редуктора для ворот
Если на участок подведено трехфазное напряжение, используйте трехфазный мотор с соединением обмоток в «звезду». Это устранит возможные проблемы при пуске и позволит использовать максимум мощности двигателя.
Если трехфазное напряжение недоступно, придется использовать однофазный конденсаторный двигатель.
Примечание: такой выбор может обернуться серьезным недостатком пускового момента.
Выбирайте привод в диапазоне мощности 1,2–2,5 кВт, в зависимости от массы полотна ворот. Частоту вращения лучше выбрать наименьшую из возможных, например, отлично подойдут 6-полюсные или 12-полюсные двигатели с частотой вращения 1000 и 500 об/мин соответственно. Низкий крутящий момент нужен, чтобы избежать высокого передаточного числа в редукторе и снизить нагрузку на ведущий вал. Для установки подойдут трехфазные электрические двигатели серии A100L8 или однофазные конденсаторные моторы, такие как АИРЕ 80. Стоимость обоих вариантов не будет превышать 5 000 руб.
Частота вращения приводного колеса, в зависимости от его диаметра, должна составлять 80–100 оборотов в минуту. Эту величину следует принимать в качестве выходного крутящего момента редуктора. Входной вращающий момент должен быть равен частоте вращения двигателя. Для данной кинетической схемы рекомендуются одноступенчатые редукторы с червячной передачей. Средняя стоимость такого механизма составляет 3 500–5 000 руб.
Какие подручные средства можно использовать в работе
Можно заменить часть деталей более дешевыми аналогами, если уверены, что сможете надежно соединить элементы кинематической схемы. Например, в качестве силового агрегата допускается использование двигателя от старой стиральной машины. В таком случае при подключении двигателя нужно будет определить концы двух пар обмоток. Это делается с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления, которое у пусковой обмотки значительно выше.
Вал двигателя и редуктора нужно соединить жесткой или полужесткой муфтой. Первая представляет собой гильзу с отверстиями разных диаметров и шпоночными канавками. Полужесткая соединительная муфта собирается из двух фланцев, которые соединены между собой лепестками из резины.
Вместо редуктора вы можете задействовать ременную передачу. Для правильного определения передаточного числа разделите диаметр большего шкива, жестко и соосно соединенного с приводным колесом, на диаметр меньшего, который крепится на валу двигателя.
Такой вариант подразумевает определенные сложности в сборке станины для крепления элементов кинематической схемы. Например, существуют трудности сооружения натяжного устройства для ремня. Частично их можно избежать, используя автомобильный ролик-натяжитель ремня ГРМ. Также при использовании ременной передачи придется уделить внимание устройству независимого вала с двумя радиально-осевыми подшипниками. Вал должен быть правильно отцентрирован, ведь на нем расположены элементы двух трансмиссий: приводное колесо и ведомый шкив ременной передачи.
Сборка привода с реечной передачей
Самый распространенный способ передачи тяги от двигателя к воротам — с помощью цепи. На валу редуктора нужно закрепить сваркой звезду от мотоцикла или велосипеда. Цепь Галля с соответствующим шагом звеньев натягивается горизонтально вдоль всего полотна ворот и крепится на его краях. Таким образом, при вращении звездочки в ту или иную сторону тяга передается на цепь, которая, в свою очередь, тянет раму ворот.
Крепление двигателя и механизма передачи
Для сооружения рамы, к которой будут крепиться двигатель и механизм передачи, разумнее всего использовать угловую сталь с шириной полки 50 мм. Рама должна быть жестко прикреплена к бетонному основанию.
При выборе двигателя и редуктора обратите внимание на такой параметр, как высота оси вращения. Если она неодинакова, то основание под оборудование нужно будет делать двухуровневым.
Двигатель с редуктором крепятся болтами с самоконтрящейся гайкой к ровной и жесткой металлической опоре. Отверстия в основании должны быть продолговатыми, чтобы была возможность правильно отрегулировать положение.
Крепление цепи к воротам
Самым очевидным местом для крепления тяговой рейки или цепи может показаться рельсовая направляющая. Это распространенная ошибка, ведь при таком расположении механическая передача подвержена сильному загрязнению, не говоря уже о проблеме накопления снега. Лучше установить дополнительную приводную балку на полотне ворот, соблюдая высоту от дорожного покрытия в 60–100 см. Снизу к этой балке прикрепите цепь или зубчатую рейку, защищенную боковым кожухом из резины или пластика. Крепление концов цепи к воротам выполняется сваркой.
Устранение некоторых проблем цепной передачи
Такой способ передачи сопряжен с рядом трудностей. Например, цепь имеет свойство растягиваться, особенно при столь значительных нагрузках. Этот эффект можно устранить, если приварить к последнему звену цепи шпильки и пропустить их через закрепленные на раме ворот проушины. Такой натяжитель позволяет периодически выбирать «слабое звено» и натягивать цепь. Также можно разместить на раме привода ролик-успокоитель с жесткой пружиной, который не только будет компенсировать провисание цепи, но и предотвратит ее соскакивание со звезды из-за так называемой "пляски".
Всех этих сложностей можно избежать, если вместо цепи использовать рейку с зубьями. Изготовить такую своими руками вряд ли получится, потребуются услуги слесарной мастерской.
Передача приводным роликом
Существует альтернативный тип привода для ворот, в котором задействован прижимной ролик. Такой механизм будет несколько сложнее сконструировать своими руками, но в то же время он не требует размещения дополнительных приспособлений на воротах, не боится загрязнения, снега и образования наледи.
Конструкция механизма
Суть метода проста: ко внешней стенке рельсовой направляющей под усилием прижат ролик с литой покрышкой из эластичной резины. Профиль покрышки должен быть прямым, без протектора, чтобы обеспечить максимальное сцепление. Усилие обеспечивается мощной пружиной сжатия. Она размещается на шпильке толкателя и прижата законтренной гайкой с шайбой. Оси вала крепятся к полкам П-образного кронштейна.
Для компенсации усилия, оказываемого роликом на полотно ворот, с обратной стороны от рельсовой направляющей устанавливаются два таких же ответных ролика, но закрепленных стационарно.
Комплектующие для прижимного ролика
Необходимо найти подходящие ролики, которые можно заказать из каталога комплектующих для промышленных тележек. Выбирайте колеса с металлическим основанием и закрытыми роликовыми подшипниками, не требующими обслуживания. Допустимая нагрузка должна составлять 300–360 кг. Важно также правильно выбрать пружины для толкателя. Их общее прижимное усилие должно составлять не менее 3,5–4 кН, но не больше несущей способности колес.
Соединение ролика с двигателем
Выбираем способ передачи вращения на ролик. Вы можете использовать для этого клиноременную передачу, закрепив ведомый шкив на металлическом основании колеса тремя шпильками М12. Также имеет смысл задействовать пару открытых шестерен, если есть возможность их надежного крепления. Ролик также можно закрепить непосредственно на валу редуктора или двигателя, предварительно изъяв подшипники из основания колеса. В таком случае натяжной механизм должен воздействовать не на осевой вал ролика, а на основание корпуса редуктора, который свободно закреплен в продольных прорезях станины. Также не забывайте о допустимой радиальной нагрузке на передний подшипник редуктора — она не должна быть меньше прижимного усилия пружин.
После того как привод будет установлен, необходимо подключить мотор, собрать и настроить пусковую аппаратуру, о чем вы узнаете из следующих статей.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
