Vitlo

Zidno vitlo s ručnim pogonom

Vitlo, uređaj za dizanje tereta ili povlačenje, izvodi se u brojnim oblicima i veličinama zavisno o namjeni. Pogoni se ljudskom snagom ili bilo kojom vrstom motornog pogona, opet zavisno o namjeni i okolnostima uporabe (benzinskim ili Dieselovim motorom, elektromotorom ili hidromotorom). Sastoji se od rotirajućeg bubnja na koji se namotava ili koji povlači uže ili lanac, kojim se direktno ili preko sustava kolotura podiže teret ili obavlja povlačenje ili izvlačenje. Najbitniji je sklop u sastavu većine dizalica, kranova, osobnih, teretnih i servisnih dizala (liftova) i nezaobilazan mehanizam koji se u nekoliko inačica ugrađuje u brodove, terenska vozila, jedrilice i dr. Koristi se i u šumarstvu kod privlačenja drveta šumskim traktorima, koji imaju ugrađeno vitlo.

Između pogonskog motora vitla i bubnja za namatanje užeta uklopljen je zupčasti ili pužni reduktor. Odnos broja okretaja motora prema broju okretaja izlaznog vratila reduktora zovemo prijenosnim odnosom. Što je on veći, sporije je okretanje izlazne osovine, ali je za isti odnos veći okretni moment izlaznog vratila u odnosu na okretni moment koga proizvodi motor.

Glavni sklopovi dizaličnog vitla

Pri tome se dio snage (cca 20 – 30 %) gubi i zbog trenja u mehanizmu. U svakom stupnju prijenosa (tj. na svakom paru zupčanika) kod zupčanika s ravnim zubima prijenosni odnos je jednak odnosu broja zuba obaju zupčanika (i= Z2/Z1). Računica je nešto složenije kod zupčanika s kosim ili zavojitim zubima. Rezultirajući prijenosni odnos zavisan je o broju stupnjeva prijenosa kod višestepenih reduktora. Kod pužnih prijenosa, prijenosni odnos jednak je broju zuba pužnog vijenca dijeljenom sa brojem početaka puža, koji može imati jedan ili više početaka.

Okretni moment bubnja a time i sila na užetu vitla srazmjerna je pogonskom momentu motora multipliciranom s rezultirajućim prijenosnim odnosom reduktora koji je potreban za prilagodbu brzine dizanja standardnim vrijednostima. Velikim prijenosnim odnosima omogućeno je dizanje tereta velike težine. Prilagodba brzine dizanja ili povlačenja, odnosno postizanje željene sila na kuki ili povlačnom užetu postiže se kombiniranjem prijenosnog odnosa reduktora sa koloturnikom kojim se najčešće dodatno povećava ukupni odnos između sile dizanja i obodne sile na pogonskom zupčaniku uglavljenom na osovinu motora.

Brodsko vitlo za dizanje sidra

Kod uobičajenih izvedbi vitla za dizalice i dizala, dizanje se ostvaruje namatanjem užeta na bubanj. Pri tome postoje brojne varijante rješenja za dizalice s kukom, jednoužetne ili dvoužetne grabilice (gdje drugo uže služi za zatvaranje i pridržavanje grabilice). Često se koriste dva bubnja, s jednim ili odvojenim pogonima ili posebni načini vođenja i motanja užadi. Specifične izvedbe za osobna i teretna dizala (liftove) osiguravaju kretanje protuutega za kompenziranje težine kabine. Brodska vitla za dizanje sidra posebno oblikovanim lančanikom potežu sidreni lanac i slažu ga u prostor za odlaganje ispod palube, tj. bubanj ne služi za namatanje, nego samo za povlačenje lanca.

Važan sklop u sastavu vitla je kočnica kojom se zavješeni teret može kontrolirano spuštati ili zaustaviti i proizvoljno dugo držati u istom položaju. Kočnica vitla često se izvodi kao pojasna kočnica koju zateže uteg ili opruga, a otpušta ručni ili električno pogonjeni mehanizam koji se aktivira elektromagnetom ili specijaliziranim, tzv. eldro-uređajem.

Manevarsko vitlo

Presjek manevarskog vitla s pogonom ispod palube

Poseban slučaj predstavljaju tzv. manevarska vitla koja mjesto bubnja za namatanje užeta imaju bubanj sa širokim, parabolično oblikovanim žlijebom, oko koga se uže samo dva do tri puta omota. Laganim potezanjem slobodnog kraja užeta, sporo rotirajući bubanj ostvaruje mnogostruko veću silu na kraju kojim se vrši povlačenje, npr. broda duž obale zbog preciznog pristajanja. Slična povlačna vitla malih dimenzija koriste se za dizanje jedra na jedrilicama. Ostvareno mnogostruko povećanje sile užeta postiže se zahvaljujući trenju. Odnos između sile na opterećenom kraju užeta prema sili na slobodnom kraju iskazuje izraz:

Vitlo za dizanje jedra

F1/F2 = e ^{µ · α}

Gdje je :

e = baza prirodnih logaritama (2,71828182845904)

μ = koeficijent trenja između užeta i bubnja (približno 0,3)

α = kut obuhvata užeta oko bubnja u radianima = i · 2 · 3,14 = 6,28 · i gdje je:

i = broj namota užeta oko bubnja (2 do 3).

U slučaju tri zavoja, sila potezanja bit će:

F1 = 2,72 0,3 · 18,85 · F2 = 285,67 · F2

Znači da ručnim potezanjem slobodnog kraja užeta silom od svega 10 kp možemo ostvariti silu od 2,85 T na opterećenom kraju užeta. Uvjet je dakako, da vitlo ima dovoljnu snagu za ostvarenje tolike obodne sile na bubnju. Ako pustimo slobodni kraj užeta, ono će proklizavati po bubnju, čime prestaje povlačenje što u mnogome pojednostavljuje rukovanje. Parabolični profil žlijeba osigurava da uže uvijek bude smješteno u sredini žlijeba.

Ponekad se izvode takva povlačna vitla s dva žlijeba različitih promjera. Na manjem promjeru se ostvaruje veća sila, pa se koristi za početak povlačenja, a na većem promjeru veća brzina. Brzina užeta ne može znatno prijeći 0,5 - 1 m/sek zbog ručnog rukovanja. Iz istog razloga, kao i zbog namotavanja na relativno mali promjer bubnja, za takav rad koristi se meka konopljana užad dovoljne nosivosti.

S gledišta zaštite na radu, sve vrste vitla i dizala smatraju se oruđima s povećanom opasnošću, pa su podvrgnuta rigoroznim tehničkim propisima i normama, kojima se definiraju nosivosti, brzine, sigurnosni faktori za uređaj i fleksibilne elemente (užad ili lance), kuke, kočione sisteme i drugo, odnosno svi materijali i elementi uređaja, kao i način proračuna opterećenja i elemenata normirani su i podliježu tehničkom pregledu prije izdavanja uporabne dozvole. Svi uređaji za dizanje, dakle i vitla, podliježu redovitim periodičnim pregledima sa ciljem održavanja uređaja u ispravnom stanju.

Za podređene svrhe, te male nosivosti i brzine dizanja još se gdjegod koriste i vitla s ručnim pogonom. Češće su u uporabi vitla zavješena na čeličnu gredu, pogonjena beskonačnim lancem i lančanikom kojim se ručno dizanje i spuštanje može obavljati s poda (za tu vrstu vitla udomaćen je naziv VEDA dizalice).

Iako je vitlo sastavni sklop gotovo svih vrsta suvremenih dizalica i dizala, jednako čestu primjenu vitla nalaze na brodovima. Posebne izvedbe koriste se za dizanje i spuštanje brodskog sidra. Manevarska (palubna) vitla za potezanje koriste se za precizno pozicioniranje broda u završnoj fazi pristajanja, a specijalizirana vitla za izvlačenje ribarskih mreža (tzv. puratić ili puretić – djelo hrvatskog izumitelja) donijela su revolucionarni napredak u ribarstvu u drugoj polovici dvadesetog stoljeća.

Povijest

Vitlo spada među najstarije uređaje koje ljudi koriste već tisućama godina, a prvi zapisi o korištenju neke vrste vitla potiču još iz doba perzijskih ratova, gdje su drvena vitla korištena za spuštanje i podizanje mostova (480. g. Pr. Kr.), no računa se da su ga Asirci koristili i prije toga. U graditeljstvu se koristilo i u doba Aristotela (4. stoljeće Pr. Kr.). Današnja vitla grade se do ogromnih veličina s bubnjem promjera i do 10 m i vučnom silom preko 250 MT (megatona).

Vidi i

• reduktor
• kolotura
• pojasna kočnica
• uže
• puratić
• dizalica
• dizalo