Лебедка
Изобретение относится к подъемным устройствам, а именно к лебедкам с грузоупорным тормозом. Целью изобретения является повышение безопасности путем исключения в процессе подъема случайного поворота приводной муфты на опускание. В корпусе 2 лебедки расположен вал 3 с винтовой нарезкой 4, на которой установлена приводная муфта 6, и буртом 5 с храповыми зубьями. Между буртом 5 и муфтой 6 установлено храповое колесо 7, с зубьями которого взаимодействует подпружиненная собачка 8 с зубом 13 на хвостовике 12. С храповыми зубьями бурта 5 взаимодействует дополнительная собачка 19, кинематически связанная своим хвостовиком с плунжером 15, на верхнем торце которого жестко закреплена шайба 16, имеющая возможность своей конической боковой поверхностью взаимодействовать с зубом 13 собачки 8. При подъеме груза, а также при случайном повороте рукоятки 28 на опускание собачка 19 вводится автоматически в зацепление с храповыми зубьями бурта 5. 8 ил.
Изобретение относится к подъемным устройствам, а именно к лебедкам с грузоупорным тормозом. Целью изобретения является повышение безопасности путем исключения в процессе подъема случайного поворота приводной муфты на опускание. На фиг. 1 изображен общий вид лебедки; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 -8 схема работы собачек храпового устройства лебедки. Лебедка 1 содержит корпус 2, установленный в него вал 3 с винтовой нарезкой 4 и буртом 5, приводную муфту 6, взаимодействующую с винтовой нарезкой 4 вала 3, храповое колесо 7, установленное на валу 3 между буртом 5 и приводной муфтой 6, и собачку 8, установленную в корпусе 2 на оси 9 и подпружиненную пружиной 10 к зубьям 11 храпового колеса 7. Собачка 8 снабжена хвостовиком 12 с зубом 13, бурт 5 вала 3 храповыми зубьями 14, совпадающими по направлению с зубьями 11 храпового колеса 7, а корпус 2 плунжером 15, имеющим возможность перемещения вдоль своей оси, шайбой 16 с боковой конической поверхностью 17, дополнительной осью 18 и дополнительной собачкой 19 с хвостовиком 20, установленной на этой оси, и пружиной 21, подпружиненной к храповым зубьям 14 бурта 5. При этом оси 9 и 18 собачек 8 и 19 расположены соосно и жестко скреплены между собой, плунжер одним торцом 22 жестко и соосно скреплен с большим торцом 23 шайбы 16 и кинематически посредством штифта 24 связан с пазом 25 в хвостовике 20 собачки 19, взаимодействующей с зубьями 14 бурта 5. Зуб 13 на хвостовике 12 собачки 8 храпового колеса 7 расположен над боковой конической поверхностью 17 шайбы 16 со стороны осей 9 и 18 собачек 8 и 19 параллельно им на расстоянии h в направлении оси 26 шайбы 16 не менее хода 1 плунжера 15 на вывод кинематически связанной с ним собачки 19 из зацепления с зубьями 14 бурта 5. Выступающая из корпуса 2 часть 27 плунжера 15 служит в качестве приводного органа для вывода собачки 19 из зацепления с зубьями 14 бурта 5. Приводная муфта 6 конструктивно является элементом приводной рукоятки 28, ее свинчивание с винтовой нарезки 4 вала 3 предотвращается шайбой 29 с гайкой 30. Приводная муфта 6 своими торцами 31 и 32 в зависимости от ее положения на винтовой нарезке 4 вала 3 может взаимодействовать или с торцом 33 храпового колеса 7 или с торцом 34 шайбы 29. Храповое колесо 7 своим вторым торцом 35 взаимодействует с торцом 36 бурта 5. Головка 37 собачки 8 располагается во впадине 38 между зубьями 11 храпового колеса 7, имеющими тыльную 39 и внешнюю 40 поверхности, и взаимодействует с их рабочей стороной 41. Головка 42 собачки 19 располагается во впадине 43 между зубьями 14 бурта 5, имеющими тыльную 44 и внешнюю 45 поверхности, и взаимодействует с их рабочей стороной 46. Лебедка работает следующим образом. При вращении оператором рукоятки 28 на подъем груза (по часовой стрелке, если смотреть на вал 3 со стороны рукоятки 28) приводная муфта 6, перемещаясь вдоль винтовой нарезки 4 первоначально неподвижного вала 3 (как за счет сил трения в передаче, так и за счет противодействия поднимаемого груза), своим торцом 32 отходит от торца 34 шайбы 29, а торцом 31 приближается к торцу 33 храпового колеса 7, а после упора в него перемещает храповое колесо 7 вдоль вала 3 до упора его второго торца 35 в торец 36 бурта 5. После прекращения перемещения храпового колеса 7 вдоль вала 3 последний начинает вращаться вместе с приводной муфтой 6 и храповым колесом 7, осуществляя подъем груза. Передача момента от приводной муфты 6 к валу 3 осуществляется как за счет сил трения при взаимодействии приводной муфты 6 с винтовой нарезкой 4 вала 3, так и за счет сил трения по торцам 31 и 33 приводной муфты 6 и храпового колеса 7, причем момент сил трения с торцов 31 и 33 передается к валу 3 через храповое колесо 7 посредством момента сил трения его торца 35 по торцу 36 бурта 5. Вращающееся вместе с валом 3 храповое колесо 7 тыльной поверхностью 39 своего перепускаемого зуба 11, преодолевая упругое сопротивление пружины 10, путем поворота на оси 9 собачки 8 вывод ее из предшествующей перепускаемому зубу 11 впадины 38 на его внешнюю поверхность 40. После прохождения перепускаемого зуба 11 собачка 8 под воздействием пружины 10 возвращается в исходное положение, заскакивая своей головкой 37 в следующую за перепускаемым зубом 11 впадину 38, не препятствуя таким образом вращению вала 3 на подъем груза. При выводе собачки 8 из впадины 38 зуб 13, находящийся на ее хвостовике 12, отходит от боковой конической поверхности 17 шайбы 16, а при возвращении собачки 8 в исходное положение зуб 13 также возвращается в исходное положение одновременно с ней. Вращающийся вместе с валом 3 его бурт 5 также тыльной поверхностью 44 своего перепускаемого зуба 14, преодолевая упругое сопротивление пружины 21, путем поворота на оси 18 собачки 19 выводит ее из предшествующей перепускаемому зубу 14 впадины 43 на его внешнюю поверхность 45. После прохождения перепускаемого зуба 14 собачка 19 под воздействием пружины 21 возвращается в исходное положение, заскакивая своей головкой 42 в следующую за перепускаемым зубом 14 впадину 43, не препятствуя таким образом вращению вала 3 на подъем груза. При выводе собачки 19 из впадины 43 между храповыми зубьями 14 бурта 5 (фиг. 5) ее хвостовик 20 своим пазом 25, взаимодействующим со штифтом 24 плунжера 15, перемещает его и скрепленную с ним шайбу 16 вдоль их оси в сторону зуба 13 хвостовика 12 собачки 8 на величину хода 1, не превышающего расстояние h между зубом 13 хвостовика 12 собачки 8 и боковой конической поверхностью 17 шайбы 16 в направлении ее оси. При возвращении собачки 19 в исходное положение плунжер 15 со скрепленной с ним шайбой 16 также возвратится в исходное положение благодаря наличию кинематической связи между плунжером 15 и хвостовиком 20 собачки 19. При прекращении подъема необходимо дать возможность рукоятке 28 под действием поднимаемого груза несколько повернуться против часовой стрелки до ее останова, после чего рукоятка 28 может быть отпущена оператором. В зависимости от взаимного положения храповых зубьев и собачек стопорение вала 3 может быть осуществлено или за счет взаимодействия зубьев 14 бурта 5 с собачкой 19 или за счет взаимодействия зубьев 11 храпового колеса 7 с собачкой 8. В первом случае головка 42 собачки 19, выведенная при вращении вала 3 по часовой стрелке на тыльную 44 или внешнюю 45 поверхности зуба 14, при вращении вала 3 против часовой стрелки под воздействием пружины 21, скользя в обратном направлении по тыльной 44 (или сначала по внешней 45, а затем по тыльной 44) поверхности перепускаемого зуба 14, возвращается в исходное положение, западая в предшествующую перепускаемому зубу 14 впадину 43 и, взаимодействуя с рабочей стороной 46 предшествующего зуба 14, стопорит от дальнейшего вращения вал 3 против часовой стрелки. Головка 37 собачки 8 в этом случае остается на внешней 40 или тыльной 39 поверхности перепускаемого зуба 11 храпового колеса 7. Во втором случае головка 37 собачки 8, выведенная при совместном вращении вала 3 и храпового колеса 7 по часовой стрелке на тыльную 39 или внешнюю 40 поверхность перепускаемого зуба 11, при вращении вала 3 с храповым колесом 7 против часовой стрелки под воздействием пружины 10, скользя в обратном направлении по тыльной 39 (или сначала по внешней 40, а затем по тыльной 39) поверхности перепускаемого зуба 11, возвращается в исходное положение, западая в предшествующую перепускаемому зубу 11 впадину 38, и, взаимодействуя с рабочей стороной 41 предшествующего зуба 11, стопорит от дальнейшего совместного вращения вал 3 и храповое колесо 7 против часовой стрелки. В этом случае передача стопорящего момента от храпового колеса 7 к валу 3 осуществляется трением по взаимодействующим торцам 33 и 35 храпового колеса 7 с торцами 36 и 31 соответственно вала 3 и приводной муфты 6, при этом момент сил трения с торцов 31 и 33 передается валу 3 через приводную муфту 6 посредством момента сил трения муфты 6 по винтовой нарезке 4 вала 3. В случае поворота под действием груза вала 3 относительно застопоренного храпового колеса 7 произойдет поворот и винтовой нарезки 4 вала 3 относительно приводной муфты 6, от поворота удерживаемой моментом сил трения по взаимодействующим торцам 33 и 31 храпового колеса 7 и приводной муфты 6 соответственно. При повороте винтовой нарезки 4 вала 3 произойдет и перемещение приводной муфты 6 по винтовой нарезке 4 в сторону храпового колеса 7 с увеличением момента сил трения по его торцам 35 и 33, взаимодействующим с торцами 36 и 31 соответственно вала 3 и приводной муфты 6, и по винтовой нарезке 4 вала, взаимодействующей с приводной муфтой 6. Увеличение момента сил трения приведет к прекращению проворота вала 3 относительно храпового колеса 7. В процессе проворота вала 3 относительно храпового колеса 7 рабочая сторона 46 зуба 14 бурта 5 будет приближаться к головке 42 собачки 19, и если к моменту вступления их во взаимодействие проворот вала 3 не прекратится, то стопорение вала 3 будет осуществлено одновременно двумя собачками 8 и 19. При случайном провороте рукоятки 28 на спуск работа лебедки 1 будет зависеть от того, какая из двух собачек осуществляет стопорение вала 3. Если стопорение вала 3 осуществляет собачка 19, то при вращении рукоятки 28 против часовой стрелки приводная муфта 6 переместится вдоль винтовой нарезки 4 неподвижного вала 3, первоначально своим торцом 31 отойдя от торца 33 храпового колеса 7 и обеспечивая ему возможность проворота на валу 3, а после отхода к шайбе 29 своим торцом 32 вступит во взаимодействие с ее торцом 34. После вступления во взаимодействие торца 32 муфты 6 с торцом 34 шайбы 29 вращение рукоятки 28 прекратится, а вращающий момент от нее к валу 3 будет передаваться приводной муфтой 6 как за счет сил трения при ее взаимодействии с винтовой нарезкой 4 вала 3, так и за счет сил трения по взаимодействующим торцам 32 и 34 соответственно приводной муфты и шайбы 29. Вращающийся момент от приводной рукоятки 28 будет складываться с моментом на валу 3 от поднимаемого груза, однако вращение вала 3 на спуск не будет осуществляться, так как этому будет препятствовать собачка 19, взаимодействующая с храповыми зубьями 14 бурта 5 вала 3. Если стопорение вала 3 осуществляет собачка 8, то при вращении рукоятки 28 против часовой стрелки приводная муфта 6, вращаясь вместе с рукояткой 28, начнет перемещаться вдоль винтовой нарезки 4 вала 3, своим торцом 31 отходя от торца 33 храпового колеса 7, при этом момент на проворот вала 3 относительно храпового колеса 7 будет определяться действием поднимаемого груза, а момент сил трения, противодействующий провороту вала 3 относительно храпового колеса 7, начнет уменьшаться за счет уменьшения момента сил трения по взаимодействующим торцам 35 и 36 храпового колеса 7 и вала 3. Проворот вала 3 относительно храпового колеса 7 начнет как только момент сил, способствующих провороту вала 3, превысит момент сил, противодействующих этому провороту. Угловая скорость проворота вала 3 не будет превышать угловой скорости вращения рукоятки 28. В противном случае приводная муфта 6 относительно вала 3 будет иметь вращение по часовой стрелке и, перемещаясь вдоль винтовой нарезки 4, своим торцом 31 начнет приближаться к торцу 33 храпового колеса 7, при этом момент на проворот вала 3 относительно храпового колеса 7 будет определяться также только действием поднимаемого груза, а противодействующий этому провороту момент возрастает как за счет возрастания момента сил трения по взаимодействующим торцам 35 и 36 храпового колеса 7 и вала 3 соответственно, так и за счет "присоединения" к нему момента сил трения приводной муфты 6 по винтовой нарезке 4 вала 3. Результатом такого перераспределения моментов будет то, что скорость вращения вала 3 будет снижена до скорости вращения рукоятки 28. В процессе проворота вала 3 относительно храпового колеса 7 рабочая сторона 46 зуба 14 бурта 5 будет приближаться к головке 42 собачки 19 и после сближения вступит с ней во взаимодействие, застопорив вал 3 от дальнейшего вращения. При дальнейшем вращении рукоятки 28 приводная муфта 6 продолжит свое перемещение вдоль винтовой нарезки 4 вала 3, отойдя своим торцом 31 от торца 33 храпового колеса 7 и обеспечив ему возможность проворота по валу 3, и после подхода к шайбе 29 своим торцом 32 вступит во взаимодействие с ее торцом 34. После вступления во взаимодействие торца 32 муфты 6 с торцом 34 шайбы 29 вращение рукоятки 28 прекратится, а вращающий момент от нее к валу будет передаваться приводной муфтой 6 как за счет сил трения при ее взаимодействии с винтовой нарезкой 4 вала 3, так и за счет сил трения по взаимодействующим торцам 32 и 34 соответственно приводной муфты и шайбы 29. Вращающий момент от приводной рукоятки 28 будет складываться с моментом на валу 3 от поднимаемого груза, однако вращение вала 3 на спуск будет отсутствовать, так как этому будет препятствовать собачка 19, взаимодействующая с храповыми зубьями 14 бурта 5 вала 3. Для спуска поднятого груза необходимо с помощью рукоятки 28 несколько повернуть вал 3 по часовой стрелке, нажать на выступающую из корпуса 2 часть 27 плунжера 15, утопив его до упора, а затем дать возможность валу 3 под действием поднятого груза повернуться против часовой стрелки до застопоривания его собачкой 8, отпустить выступающую из корпуса часть 27 плунжера 15 и осуществить спуск поднятого груза путем вращения рукоятки 28 против часовой стрелки. При первоначальном повороте рукоятки 28 по часовой стрелке рабочие стороны 41 и 46 зубьев 11 и 14 храпового колеса 7 и бурта 5 соответственно отходят от головок собачек 8 и 19. При нажатии на выступающую из корпуса 2 часть 27 плунжера 15 он вместе с жестко скрепленной с ним шайбой 16 перемещается в сторону зуба 13 хвостовика 12 собачки 8. В процессе перемещения плунжер 15, кинематически связанный с хвостовиком 20 собачки 19, преодолевая сопротивление пружины 21, подпружинивающей собачку 19 к зубьям 14 бурта 5, будет отводить собачку 19 от зубьев 14 бурта 5, при этом отвод собачки 19 от зубьев 14 будет увеличиваться по мере перемещения плунжера 15. Также по мере перемещения плунжера 15 боковая коническая поверхность 17 шайбы 16, жестко скрепленной с плунжером 15, подходя к зубу 13 хвостовика 12 собачки 8 (фиг. 5), начинает с ним взаимодействовать, и, преодолев сопротивление пружины 10, подпружинивающей собачку 8 к зубьям 11 храпового колеса 7, поворачивает собачку 8 с хвостовиком 12 на оси 9 корпуса 2 на угол, обеспечивающий проход шайбы 16 мимо зуба 13 (фиг. 6). После прохода шайбы 16 мимо зуба 13 собачка 8 с хвостовиком 12 под действием пружины 10 возвращается в исходное положение, в результате чего зуб 13 заскакивает под шайбу 16 (фиг. 7). Однако, если головка 37 зуба 8 в момент нажатия на выступающую из корпуса часть 27 плунжера 15 будет находится на внешней 40 или близко к ней расположенном участке тыльной поверхности 39 зуба 11, то указанные выше взаимодействие шайбы с зубом 13 и перемещение собачки 8 с хвостовиком 12 будет отсутствовать, т. к. угол поворота собачки 8 с хвостовиком 12 на оси 9 корпуса 2 на пропуск шайбы 16 мимо зуба 13 меньше угла поворота собачки 8 с хвостовиком 12 на ее вывод из впадины 38 между зубьями 11 на их внешнюю поверхность 40. При повороте вала 3 под действием груза головка 37 зуба 8 западает во впадину 38 между зубьями 11 храпового колеса, осуществляя стопорение вала 3, при этом зуб 13, находясь под шайбой 16, несколько продвинется в сторону плунжера 15. После стопорения вала 3 выступающая из корпуса 2 часть 27 плунжера 15 может быть отпущена, и плунжер 15, кинематически связанный с хвостовиком 20 собачки 19, под действием пружины 21 начнет перемещаться вниз до упора большого торца 23 шайбы 16 в зуб 13, при этом собачка 19, повернувшись на оси 18, несколько приблизится к храповым зубьям 14 бурта 5, однако не вступая с ними во взаимодействие. После упора большого торца 23 шайбы 16 может быть осуществлен спуск поднятого груза путем вращения рукоятки 28 против часовой стрелки, при этом приводная муфта 6, конструктивно являя собой элемент рукоятки 28 и вращаясь вместе с ней, начнет перемещаться вдоль винтовой нарезки 4 вала 3, своим торцом 31 отходя от торца 33 храпового колеса 7, при этом момент на проворот вала 3 относительно застопоренного храпового колеса 7 будет определяться действием поднимаемого груза, а момент сил трения, противодействующий провороту вала 3 относительно храпового колеса 7, начнет уменьшаться за счет уменьшения момента сил трения по взаимодействующим торцам 35 и 36 храпового колеса 7 и вала 3. Проворот вала 3 относительно храпового колеса 7, а соответственно, и спуск поднятого груза начнется как только момент сил, способствующих провороту вала 3, превысит момент сил, противодействующих этому провороту, при этом угловая скорость проворота вала 3 не будет превышать угловой скорости вращения рукоятки 28. В противном случае приводная муфта 6 относительно вала 3 будет иметь вращение по часовой стрелке и, перемещаясь вдоль винтовой нарезки 4, своим торцом 31 начнет приближаться к торцу 33 храпового колеса 7, при этом момент на поворот вала 3 относительно храпового колеса 7 будет определяться действием груза, а противодействующий этому провороту момент возрастет как за счет возрастания момента сил трения по взаимодействующим торцам 35 и 36 храпового колеса 7 и вала 3 соответственно, так и за счет "присоединения" к нему момента сил трения приводной муфты 6 по винтовой нарезке 4 вала 3. Результатом такого перераспределения моментов будет то, что скорость вращения вала 3 будет снижаться до скорости вращения рукоятки 28. Для остановки спускаемого груза нужно или прекратить вращения рукоятки 28 или просто ее отпустить. В первом случае приводная муфта 6 относительно вала 3 будет иметь вращение против часовой стрелки и, перемещаясь вдоль винтовой нарезки 4, своим торцом 31 начнет приближаться к торцу 33 храпового колеса 7, при этом момент на поворот вала 3 относительно храпового колеса 7 будет определяться действием груза, а противодействующий этому провороту момент возрастает как за счет возрастания момента сил трения по взаимодействующим торцам 35 и 36 храпового колеса 7 и вала 3 соответственно, так и за счет "присоединения" к нему момента сил трения приводной муфты 6 по винтовой нарезке 4 вала 3. Вращение вала 3 прекратится, как только момент сил на валу 3, противодействующих его вращению, превысит момент сил, способствующих его вращению. В случае просто отпускания вращающейся рукоятки 28 ее вращение прекратится за счет того, что тормозной момент сил трений по взаимодействующим торцам 31 и 33 приводной муфты 6 и храпового колеса 7 будет превышать увлекающий приводную муфту 6 момент сил трения по взаимодействующей с ней винтовой нарезкой 4 вала 3, и останов спускаемого груза будет осуществлен аналогично останову с прекращением вращения рукоятки 28. При повороте рукоятки 28 по часовой стрелке (при подъеме нового груза после спуска или случайно при спуске груза) собачка 19 автоматически войдет во взаимодействие с зубьями 14 бурта 5. При этом вращающееся вместе с валом 3 храповое колесо 7 тыльной поверхностью 39 своего перепускаемого зуба 11, преодолевая упругое сопротивление пружины 10, путем поворота на оси 9 собачки 8 выводит ее головку 37 из предшествующей перепускаемому зубу 11 впадины 38 на его внешнюю поверхность 40. При подходе головки 37 собачки 8 к внешней поверхности 40 зуба 11 храпового колеса 7 зуб 13 на хвостовике 12 собачки 8 выходит из-под большого торца 23 шайбы 16 (фиг. 8), и плунжер 15, кинематически связанный с хвостовиком 20 собачки 19, под действием пружины 21 начнет перемещаться вниз. Перемещение плунжера 15 прекратится после вступления головки 42 собачки 19 во взаимодействие с зубьями 14 бурта 5 вала 3.
Формула изобретения
ЛЕБЕДКА, содержащая установленный в корпусе вал с винтовой нарезкой и буртом, приводную муфту, взаимодействующую с винтовой нарезкой вала, храповое колесо, установленное на валу между буртом и приводной муфтой, и собачку, установленную в корпусе на оси и подпружиненную к зубьям храпового колеса, отличающаяся тем, что, с целью повышения безопасности путем исключения в процессе подъема случайного поворота приводной муфты на опускание, собачка снабжена хвостовиком с зубом, в бурте вала выполнены храповые зубья, совпадающие по направлению с зубьями храпового колеса, а в корпусе установлены плунжер, имеющий возможность перемещения вдоль своей оси, шайба с боковой конической поверхностью и дополнительная ось с собачкой, снабженной хвостовиком и подпружиненной к храповым зубьям бурта, причем оси упомянутых собачек расположены соосно и жестко скреплены между собой, плунжер соосно скреплен с шайбой и кинематически связан с хвостовиком дополнительной собачки, а зуб на хвостовике основной собачки расположен над боковой конической поверхностью упомянутой шайбы со стороны осей собачек параллельно им и на расстоянии в направлении оси шайбы не менее хода плунжена на вывод дополнительной собачки из зацепления с зубьями бурта.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 22.05.1994
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002
Извещение опубликовано: 27.12.2002
