Как выбрать приводы для распашных ворот

Важнейшие критерии выбора привода:
- способность привода развивать момент сил, достаточный для преодоления ветровых нагрузок
- износостойкость
- способность привода работать в выбранных климатических условиях

Частнику:
- в частном секторе ворота открываются довольно редко, поэтому выбирать исходя из их износостойкости нет особого смысла
- ворота частника обычно небольшого размера, поэтому выбор приводов по ветровой нагрузке тоже не имеет смысла
Более серьезно стоит отнестись к выбору приводов исходя из фирмы – производителя. Так, две крупнейшие итальянские фирмы (производящие приводы и шлагбаумы) перенесли производство в Китай (хотя они до сих пор афишируются как итальянские). В итоге рационализация и применение китайских комплектующих привели к резкому падению на спрос этих самых разрекламированных в России брендов.
Но среди импортных приводов:
- вы не найдете приводов, которые смогут открыть ворота на большой угол (то есть более чем на 90 – 100 градусов)
- для ворот среднего размера, но функционирующих в регионах с большими ветрами, вы также ничего не найдете
- скуден также выбор для регионов с суровыми зимами

Выбор приводов для промышленного (либо общественного) использования.
Почему нигде в мире не делают мощных приводов?
Оказывается, и в Европе, и в Америке, да даже в нашей бывшей Прибалтике просто законом запрещено делать ворота выше 1 -1,5 метров. Выше – пожалуйста, но в виде ажурных или сетчатых элементов. Поэтому и мощных приводов, способных преодолевать ветровые нагрузки (а именно это является при выборе приводов главным) просто им не нужно. А в России, как правило, ворота похожи на крепостные, чтобы и не подсмотреть, и не перелезть через них...

Рекламных ходов у наших российских дилеров (для увеличения спроса импортных приводов) очень много. Разберем некоторые из них:

- «ворота могут открыть створку шириной столько - то метров весом столько – то килограмм».
А что стоит за этой фразой? Да только то, что привод способен преодолеть момент инерции створки. И не более того. Здесь ничего не сказано, сколько циклов способны совершить приводы до полного износа. И тем более ничего не сказано, что приводы способны открыть такую створку только при полном безветрии (либо если створки полностью прозрачны для ветра).

- «момент сил рычажного привода составляет 400 Н х М.» (такая фраза в рекламных проспектах импортных приводов с рычагами кулисного типа)
Так ли это? Неужели червячный редуктор такого малого диаметра способен передать такой момент, не сломавшись? Ведь выпускаемые нашей промышленностью червячные редукторы аналогичного размера были бы определены на момент ну никак не больше, чем в 100 Н х М. В чем же дело? Кто же обманывает?
А никакого обмана нет. В среднем положении створки привод передает момент около 100 Н х М. То есть даже слабенький ветерок способен остановить движение створки. А вот в крайних положениях из-за выпрямления половинок рычага почти до 180 градусов момент (не момент редуктора, а момент, передаваемый створке) резко возрастает. Ну это – как ломом камень большой поднимать…
А вот сламывающее усилие на вал будет точно такое же, что и на створку. А выходной вал всего 25 х 25 мм. Поэтому чаще всего даже не из–за износа червячного колеса, а из–за срезания вала заканчивается славный путь этого инженерного выкидыша.
Прилагаем фото:

Скачать АКТ Юг Руси

Cтворки высотой 5 м и шириной 2,5 м с двумя приводами на каждой створке. Ворота почти не открывались. Просто в течение трех месяцев ветром болтало створки, и срезало валы. Причем – на всех трех таких воротах.

- «Усилие привода составляет 8000 Н (то есть 800 кГ)» (такие фразы обычны для линейных приводов, независимо – электромеханические они, или гидравлические).
Что же это за усилие? А если указано, что у другого привода усилие 3000 Н, то он в 2,5 раза слабее будет открывать створку?
А вот и нет. Просто первый привод намного быстрее оторвет навес (петлю) створки, ведь эта сила приложена вдоль створки. А усилие, направленное на открывание створки, то есть приложенное перпендикулярно створке, в десятки раз меньше. И момент сил по крайней мере у этих двух разных приводов одинаков. У самых сильных импортных приводов момент сил не превышает 400 НхМ (40 кГхМ).
Просчитать момент сил каждого линейного привода можно по школьному учебнику физики (есть усилие, есть длина привода, есть расстояние от продольной оси привода до полотнища ворот. А высчитать, какая сила нужна, чтобы держась за край створки, удержать ее – не представляет большого труда).
Почему же не указывается момент сил каждого привода в их паспортах? Да просто, чтобы запудрить Вам мозги…
Предположим, что такой привод открывает створку шириной 2 метра. Чтобы остановить привод, достаточно удерживать за край створки с силой (40 кГхМ : 2 М) 20 кГ. А сила тяги вдоль створки при этом будет 800 кГ.
А теперь представим, что ветер давит на створку так, как если бы приложили к краю створки не 20, а 60 кГ (далее, при расчетах ветровых нагрузок Вы поймете, что и намного большие усилия возможны). С какой же силой в этом случае привод будет отрывать створку от навеса? С силой (800 х 3) 2400 кГ. И сам привод будет подвержен растягивающей или сжимающей нагрузке в 2,4 тонны. И что же произойдет с приводом???
Вот именно поэтому почти на всех фото с импортными приводами запечатлены именно решетчатые ворота, то есть «прозрачные» для ветра.
Предвижу вопрос: а Ваши-то приводы как в этом случае?
Ответ: а у нас вообще нет такой нагрузки. Ведь все усилие на
створку наш привод передает только перпендикулярно створке. И усилий вдоль створки (в отличие от линейных приводов, либо рычажных кулисного типа) вообще нет.
А теперь просчитаем усилия от возможной ветровой нагрузки на створку высотой 4 метра и шириной 2 метра при скорости ветра 20 М/сек. При этой скорости ветер толкает створку примерно с силой 20 кГ на каждый кв.метр, то есть на всю створку с силой 160 кГ.
80 кГ берут на себя навесы ворот, а 80 кГ Вы должны приложить к краю ворот, чтобы удержать или закрыть их. Либо позволить это сделать приводу, который должен развить момент (80 кГ х 2 М)
160 кГхМ.
А самые сильные итальянские смогут развить момент только 40кГхм (к сведению – наши ППВ-3МС развивают момент 120 кГхМ).

- Про износостойкость:
Попробуйте обычным винтовым домкратом 10000 раз поднять детский игрушечный автомобиль. У домкрата – никаких изменений. А теперь попробуйте таким же домкратом поднимать настоящий автомобиль. Уже через сотню подъемов Вы увидите, что гайка домкрата изношена.
Линейный электромеханический привод – это тот же домкрат, то есть к створке ворот прикреплена бронзовая гайка, а стальной винт с электродвигателем закреплен за стену забора. И чем больше парусность и вес ворот, тем быстрее произойдет износ гайки.
Можно, конечно, для уменьшения износостойкости применить винт с гайкой большего диаметра. Но фирмы – производители на это не идут, так как при этом возникает еще множество других инженерных проблем, что приведет к большому удорожанию приводов. А для ворот частного назначения и этих приводов вполне достаточно.
А теперь немного про планетарный редуктор. Что же это такое?
Ступень планетарного редуктора очень похожа на подшипник. Только вместо шариков между внешней зубчатой обоймой и внутренней шестерней прокатываются шестеренки. Коэффициент полезного действия одной ступени справочники оценивают в 99%. Поэтому об износе планетарного редуктора (даже работающего без смазки) и говорить не приходится.

На въезде в закрытый город Заречный (часть г. Пензы) на каждой дороге стоит шлюз из двух распашных ворот с нашими приводами ППВ-3МС. Через шлюз по сведениям сотрудников ЦЕСиС НИКИРЭТ (это крупнейшая фирма России по системам безопасности) проходит в сутки более 400 машин (количество у них фиксируется компьютерами). Если считать, что в основном едут с 7 до 19 часов, то через каждые 2 минуты происходит цикл «открытие - закрытие». На сколько же хватает износостойкости наших приводов, и какой элемент их самый слабый?
Через полтора года пришел результат: полное истирание щеток коллекторов электродвигателей. Следов же износа в редукторе (а это самая дорогостоящая часть приводов) не обнаружено.
Посчитаем, а на сколько же лет хватит такого ресурса для обычных предприятий? Думается, что лет на десять. Ну а потом можно взять из ЗИП оголовник и за 10 минут с помощью одной только отвертки сделать замену. Стоимость же полного комплекта ЗИП составляет всего 10% от стоимости полного комплекта приводов.

- работа приводов при больших морозах
Про применение рычажных приводов на основе червячного редуктора, думается, и говорить не надо. Масло густеет, и в результате привод не только ворота, но даже свой редуктор прокрутить не может. А если заменить гипоидное масло на веретенное, то износ редуктора вырастет многократно.
Линейные приводы менее привержены будут воздействию низких температур, особенно если убрать смазку с пары “винт - гайка”. Правда, износ ощутимо увеличится. Но еще необходимо проверить, для какой температуры данная фирма – производитель изготовила шкаф управления. Если микросхемы предназначены для работы при температуре до минус 25 градусов, то ждать, что он будет работать и при минус сорока – рискованно.
Более строго отнесемся к приводам ППВ-3МС, так как нами заявлена работа приводов и при минус 55 градусах, что не позиционирует ни одна иностранная фирма.
- механика:
масла в редукторе нет, поэтому замедления работы из-за редуктора нет (во второй и последующих ступенях моменты сил очень большие, и действие частичной смазки практически неощутимо). А вот в шарикоподшипниках электродвигателя и первой ступени присутствие следов масла ощутимо. Поэтому при температурах от минус 40 до минус 55 градусов полезный момент электродвигателя может снизиться, а в результате выходной момент привода уменьшится (но не более, чем на 10%). При этом время открытия створки вместо 18 секунд при таких температурах может увеличиться до 20 – 21 секунды.
- электрика:
все компоненты (кроме трех) предназначены для работы при температуре минус 55 – 60 градусов. А 2 микросхемы и 2 оптосимистора предназначены для работы при температуре до минус 40 градусов. На данные элементы прикреплены обогреватели – “наездники”, которые автоматически включаются при температуре минус 30 градусов.
Фактическую проверку наше оборудование прошло на крайнем севере тюменской области при температурах до минус 52 и минус 53 градусах.

- последствие наезда автомобиля на ворота с приводом
При наезде автомобиля на створку ворот, на которых стоят рачажные приводы с кулисным рычагом, однозначно заканчивается срезанием выходного вала. Ведь в этом случае рычаг давит на вал редуктора минимум в десять раз сильнее, чем машина толкает створку.
Рассмотрим, что происходит, и что ломается у линейного электромеханического привода. При наезде машины винт (а наклон его резьбы составляет где-то около 45 градусов) начинает вращаться. Но ведь винт соединен с выходным валом червячного редуктора. А червячное колесо прокрутить через выходной вал невозможно. А в случае, если в качестве первичного редуктора стоит не червячный, а планетарный редуктор, то он обязательно защемлен блокиратором (иначе ворота открывались бы сами просто от ветра).
Последствия для обоих типов однозначны: первая ступень приходит в негодность. Если, конечно, “уши” крепления привода не успели порваться раньше. Ведь сжимающая (или растягивающая) сила на привод во много десятков раз больше, чем сила толкания на створку ворот машиной.
А что произойдет с рычажным планетарным приводом ППВ-3МС при наезде на створку ворот? Представим для простоты, что мы вынули электромагнитную фрикционную муфту (защемляющую вал двигателя). Створка ворот давит на рычаг, он поворачивается, вращение выходного вала (кстати, диаметром 60 мм) передается через 5 ступеней планетарной передачи на двигатель. Двигатель свободно вращается. Никаких дополнительных нагрузок не несет ни один из элементов привода.
А теперь вспомним, что ведь вал двигателя защемлен электромагнитной фрикционной муфтой, и… вот именно, фрикционной. И она начинает проскальзывать при моменте, большем чем 200 кГхМ, передаваемым машиной створке. И никакого вреда наезд машины на ворота приводу не наносит.

Как же не ошибиться с выбором приводов? Ведь в России рекламируются не менее десятка иностранных фирм, предоставляющих зачастую огромные скидки своим дилерам и инсталляторам. Это CAME, NICE, GENIUS, APRIMATIC, BENINGA, BFT, ROGER, FAAS, DASPI, O&O, SERAI, и т.д.

А вот на этот вопрос ищите ответ сами. Можно обратиться к «знатоку», то есть дилеру одной из итальянских фирм, который, вперив взгляд в свой талмуд с фирменными данными, важно изречет Вам наименование и цену привода.
Или пойти по стопам крупнейших фирм России по системам безопасности (ФГУП СНПО «Элерон» и ЗАО «ЦЕСиС НИКИРЭТ»), которые приобретают для монтажа в России и ближнем зарубежье приводы только нашего производства.