В России освоено производство не совсем обычных автомобильных лебёдок – волновых. Их, в частности, ставят на уральские грузовики. Что это за лебёдки и в чём их главные преимущества?
По своим свойствам и характеристикам волновые лебёдки значительно превосходят лебёдки классической планетарной многорядной конструкции, а тем более, червячные лебёдки. Одно из весомых преимуществ волнового редуктора – высочайшая плавность работы при практически нулевом люфте. Не случайно их широко применяют в станках и роботах. Кроме того, по конструкции волновые лебёдки существенно проще планетарных, поскольку при сопоставимых с ними передаточных отношениях позволяют редуцировать большие передаточные числа в одну ступень, а не в две или в три ступени. Отсюда меньшие и габариты, и масса. У волнового редуктора, в отличие от планетарного, а тем более, червячного, в одновременном зацеплении находится большее количество зубьев, поэтому он способен передавать гораздо более высокий крутящий момент.
В нашей стране о применении волновых лебёдок на автотехнике впервые задумались на Заводе имени Лихачёва, где инициатором их разработки стал инженер-конструктор первой категории С.И. Горфинкель. В середине 1970-х начались работы по использованию волновых зубчатых редукторов для тяговых лебёдок, предназначенных для комплектации автомобилей повышенной проходимости ЗИЛ-157 и ЗИЛ-131. А потом специалисты ЗИЛа разработали волновые лебёдки для всех массово выпускавшихся в Советском Союзе грузовиков повышенной проходимости, создав хороший конструкторский задел для развития этой темы и в постсоветской России.
Так как же устроена волновая лебёдка, точнее – волновой зубчатый редуктор? В его конструкции используется передача вращения за счёт бегущей волновой деформации одного из зубчатых колёс. У волнового редуктора есть два зубчатых колеса, встроенных одно в другое. Внешнее колесо – жёсткое, с внутренним зубчатым венцом, а у внутреннего, имеющего форму эллипса гибкого колеса, сделаны внешние зубья. Зацепление зубьев у таких колёс происходит на разную глубину, от максимальной до фактически нулевой. Генератор волн (водило), встроенный во внутреннее колесо и получаемый вращение от гидромотора через гибкий подшипник, создаёт волновую деформацию. Вращаясь, гибкое колесо перекатывается по внутреннему зубчатом венцу жёсткого колеса. У них разная длина окружности, поэтому, каким бы странным это не казалось, внутреннее колесо за полный оборот генератора проворачивается в направлении, противоположном вращению кулачка со смещением, составляющим разность длин окружности внешнего и внутреннего колёс. Название волновая зубчатая передача как раз и появилось потому, что гибкое колесо деформируется в виде волн.
Важная особенность конструкции волнового редуктора: вне зависимости от передаточного отношения, он состоит всего из трёх шестерён – жесткого колеса, гибкого колеса и муфты-шестерни, а также кулачка-генератора волн и единственного гибкого подшипника. Итого, всего пять деталей! Поэтому, при одинаковых объёмах производства, себестоимость волновой лебёдки выходит в два с лишним раза ниже, чем планетарной!
На ЗИЛе во второй половине 1970-х разработали и начали испытывать унифицированные волновые лебёдки для ГАЗ-66, ЗИЛ-131, Урал-4320 и КАМАЗ-4310. К 1987 году эти испытания успешно завершились, и в 1988-м было принято решения создать производственные мощности для выпуска таких лебёдок на Калининградском автоагрегатном заводе с выходом на темп производства 100 000 лебёдок в год. Но в 1991 году на данном проекте был поставлен крест. Хорошо, что не навсегда.
В 2015 году за организацию выпуска волновых лебёдок взялось российское ООО «ПГ Вектор», в 2019 году выполнив первый контракт на их производство для автозавода «Урал». Сегодня эта компания, опять же для комплектации «Уралов», серийно выпускает волновые тяговые лебедки трёх классов на 6-8 тс, 12-16 тс и 16-20 тс. Первые предназначены для грузовиков среднего класса, вторые – главным образом для специальных внедорожных шасси, а третьими комплектуют седельные тягачи для погрузки на полуприцеп тяжеловесных грузов или перевозимой техники. Ведутся работы и над волновой лебёдкой тяжёлого класса с тяговым усилием в 25-30 тс.