Тяговая лебедка

 

Изобретение относится к подъемным устройствам, а именно к лебедкам с регулируемым натяжением каната. Целью изобретения является снижение металлоемкости и энергозатрат путем автоматического регулирования работы лебедки в зависимости от нагрузки, а также расширение эксплуатационных возможностей лебедки. Лебедка состоит из корпуса 1 с барабаном 2, рабочая поверхность которого образована валиками 3, последние подпружинены и имеют возможность под действием нагрузки перемещаться одновременно по радиальным направляющим - спицами 12 барабана 2 и в направляющих 31 дополнительной катушки 27, выполненных по форме логарифмической спирали. Лебедка снабжена устройством 33 сцепления барабана и дополнительной катушки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (511 4 В 66 D 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4221090/31-11 (22) 06.04.87 (46) 23. 11.89. Бюл. У 43 (71) Иариупольский металлургический институт (72) Г.К.Жилин (53) 62 1.864 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 171712, кл. F 16 Н 1/00, 1964, (54) ТЯГОВАЯ ЛЕБЕДКА (57) Изобретение относится к подъемным устройствам, а именно к лебедкам с регулируемым натяжением каната, Целью изобретения является снижение металлоемкости и энергозатрат путем.

1523538

Изобретение относится к подъемным устройствам, а именно к лебедкам с регулируемым натяжением каната.

Целью изобретения является сниже5 ние металлоемкости и энергозатрат путем автоматического регулирования работы лебедки в зависимости от нагрузки, а также расширение эксплуатационных возможностей лебедки. 10

На фиг.1 изображена тяговая лебедка, разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 — схема сил взаимодействия валика с направляющими; на фиг.4 — электрическая схема включения сцепления.

Тяговая лебедка содержит корпус

1 с установленным в нем барабаном 2, рабочая поверхность которого образована валиками 3, расположенными один от другого с просветами 4, и оснащена приводом, взаимодействующим через выходной вал 5, шестерню 6, зубчатый венец 7 с барабаном 2. Привод включает редуктор 8 с типовыми устройст- 25 вами самоторможения при отказе двигателя, подключенный к реверсивному электродвигателю 9 с кабелем 10 питания и управления.

Валики 3 закреплены с возможностью З0 вращения в ползунах 11, надетых на радиальные направляющие, выполненные в виде трубчатых спиц 12, ввинченных . резьбовыми концами в ступицы 13.

Внешние концы спиц выполнены с голов- 35 кой 14 под .ключ. Спицы со ступицами по разные стороны валиков образуют два ограничивающих диска: левый 15 и правый 16„ которые соединены жестко между собой трубчатым валом 17 с об- 40 разованием одной катушки 18. На валу

17 закреплена ступица 13. Указанная катушка 18 закреплена одной стороной через вал 17 в подшипнике 19 скольжения на корпусе 1 а другой надета на 45 опорный вал 20, закрепленный в другом подшипнике 21 корпуса 1. Для проверки . технического состояния спиц и ползунов

s корпусе 1 имеются смотровые лючки

22 и 23. На спицы 12 надеты пружины

24 сжатия, упирающиеся в ползуны 11.

Для регулировки силы прижатия выполнены подвижные упорные муфты 25, закрепляемые винтами 26, входящими в специальные углубления на поверхности

55 спиц.

Для передачи момента вращения от привода служит дополнительная катушка

27, трубчатый вал 28 которой надет на трубчатьп вал 17 первой катушки

18, а левый 29 и правый 30 ограничительные диски расположены между соответствующимн ограничивающими дисками

15 и 16.

На дисках 29 надет зубчатый венец

7, Для прохода валиков 3 в ограничительных дисках 29 и 30 выполнены щелевые направляющие 31.

Целевые направляющие 31 (фиг.2) выполнены приближающимися к центру барабана. Допускаются различные формы направляющих, в частности прямые, но лучшими показателями обладают направляющие, выполненные по форме логарифмической спирали, расположенные равномерно по окружности. Логарифмическая спираль обладает тем достоинством, что угол ее наклона по отношению к радиусу, проведенному в точку пересечения, одинаков независимо от величины радиуса. Направлены щелевые направляющие от центра к краю диска в сторону действия привода вращения.

Таким образом, валики 3 оказываются установленными одновременно и в щелевых направляющих 31 н радиальных направляющих в виде спиц 12. На одном из валиков 3 закреплен конец гибкой тяги, выполненный в виде навиваемого каната 32.

Катушка 18 барабана 2 и дополнительная катушка 27 могут быть введены в зацепление друг с другом посредством устройства 33 сцепления, состоящего из опорного вала 20, укреп ленного с возможностью продольного перемещения в подшипнике 21, имеющего на конце шпицевые выступы 34, проходящие насквозь через соответствующие прорези 35 и 36 в трубчатом валу 17.и валу 28 соответственно.

При этом за шпицевой прорезью 36, выполненной на участке входа вала 20 в катушку 27, расположена цилиндрическая полость 37 с диаметром, обеспечивающим свободное без зацепления со второй катушкой проворачивание шли» цевых выступов 34 ° За цилиндрической полостью далее влево располагаются внутренние шпицы 38 на валу 28, сцепляемые с соответствующими шпицевыми выступами 34 опорного вала 20 при продольном его продвижении.

Продольное перемещение вала 20, подпружиненного пружиной 39 расцепления, осуществляется электромагнитом

40, закрепленным на корпусе 1 и свя538

Мо

F т Ма"С Гмин

В случае логарифмической спирали на участке деформирования от r „„ до

50 R наблюдается прямолинейная зависимость между усилием F„ и усилием

F, формируемым сжатой пружиной. При ближение каждого валика к оси барабана осуществляется пропорционально

55 увеличению нагрузки в заданном диапазоне. В связи с этим силу тяги, рс .изуемую на канате, можно определять, измеряя ход пружин при работе лебедки.

S 1523 занным поворотным толкателем 4 1 с сердечником 42. При включении электромагнита 40 тяга толкателя 4! продвигает вал и зацепляет между собой шлицевые выступы 34 и внутренние шлицы 38, сцепляя между собой катушки 18 и 27.

Включение устройства 33 сцепления выполняется (фиг.4) ручным нажатием с пульта отдельной кнопки РУ, включающей питание электромагнита 40, либо автоматическим включением перемычки AC жестко связанной с кнопкой реверсирования РД электродвигателя.

Система блокировки катушек необходи-. ма для фиксации радиуса Р барабана в промежуточных положениях между значениями R u r ин (фиг.2), а также во избежание самопроизвольного втягивания ослабленного при расстопоровке каната за счет увеличения диаметра барабана под действием пружин 24.

Конструкция соединения двух катушек 27 и 18 обеспечивает при их относительном повороте навстречу друг другу под нагрузкой продвижение валиков 3 по щелевым направляющим 31 и одновременно приближение по направляющим, образованным спицами 12 к центру барабана. При этом пружины 24 сжимаются, радиус рабочей поверхности барабана уменьшается. Минимальное возможное значение радиуса г и„определяется диаметром валиков 3, когда они при полном сближении касаются один другого.

Максимальное значение радиуса R барабана определяется расположением внешнего упорного конца щелевой направляющей 31.

Пружины 24 работают совместно, и действие их в радиальном направлении складывается, поскольку сжатие указанных пружин определяется взаимным поворотом катушек.18 и 27. При этом достаточно даже одной пружины 24, чтобы система под нагрузкой обеспечи. вала радиальное сжатие барабана.

При этом обеспечивается неизменная загрузка двигателя при колебаниях передаваемой от каната силовой нагрузки Р,, которая определяется весом груза. При этом предполагается, что изменение F,> от некоторых минимальных значений до максимальных обеспечивается при неизменном крутящем моменте, передаваемом от двигателя 9 на зубчатый венец 7.

Из этого условия определяют максимальное усилие тяги F „ „,, передаваемое на канат, которое достигается при минимальном радиусе барабана, равном мин

Предварительное суммарное сжатие всех пружин в радиальном направлении, необходимое для обеспечения Р, определяют исходя из следующей модели, характеризующей процесс взаимодейст15вия элементов системы (фиг.3) . Действие направляющей 31, поджимающей валик и сжимающей пружину 24, можно представить как действие на валик 3 наклонной плоскости (это часть диска

29), имеющей наклонную поверхность под углом к радиусу, проведенному к оси валика 3 в месте набегания на барабан 2 навиваемого каната.

В случае, когда сила на канате

Р, больше,чем сила тяги FT âàëèê 3 не перемещается под действием усилия, передаваемого наклонной плоскостью в направлении натяжения каната и начинается перемещение самой наклонной плоскости по направлению оси Х (трение в самой системе ле.-.дки не учитывают, так как это не изменяет сути процесса). При этом валик 3 начинает перемещаться по радиусу к центру ба35 рабана. Для предотвращения указанного перемещения необходимо, чтобы составляющая N „, от реакции наклонной плоскости N Äz была равна N > — усилию, развиваемому пружиной (одной или, 40 что то же самое, все, все пружины в своем действии складываются) °

Условие равновесия валика в радиальном направлении

Я =Я е Я =F ggf3е д„=F гВ/3

1523538

Выполнение поверхности барабана в виде системы вращающихся валиков 3 обеспечивает более равномерную навивку каната на барабан, так как усилия

"нажатия" каната на барабан . выравниваются в связи с обкатыванием роликов. Снижается также износ каната в связи с уменьшением сил трения.

Тяговая лебедка работает в двух режимах: заданном и автоматически регулируемом.

В заданном режиме катушки 18 и 27 блокированы устройством 33 при определенном заданном РаДиУсе р (Г6 14 R) пере-15 мычка РУ (фиг.4) замыкает цепь электромагнита 40, опорный вал 20 смещается влево (фиг.1) и соединяет между собой посредством шлицевых выступов 34 валы 17 и 28. Дпя вывода барабана íà 20 заданный радиус О конец каната 32 жестко заанкеривается, включается эдектродвигатель 9 привода при разомкнутом сцеплении. После сжатия пружин 24 под действием взаимного пово- 25 рота катушек 18 и 27 до заданного радиуса катушки блокируются между собой посредством устройства 33. Таким образом, обеспечивается возможность регулировки скорости намотки каната и 30 соответственно усилия тяги.

В режиме автоматического регулирования катушки 18 и 27 разблокированы, т.е. устройство 33 разомкнуто. Цель автоматического регулирования — обес35 лечить поддержание неизменного режима работы привода, что обеспечивает наиболее экономичное расходование энергии.

Автоматическое регулирование осуществляется за счет изменения линейной скорости продвижения каната. При этом, если уменьшается эта скорость, то увеличивается тяговое усилие F, 45 передаваемое от привода на канат и наоборот. Указанные изменения осуществляются путем уменьшения или увеличения радиуса барабана 0 при сжатии пружин 24. Последние сжимаются (фиг.2 и 3) путем продвижения роликов щелевыми направляющими 31 при остановленной первой катушке 18, что обеспечивается при F„> ) F . При продвижении валиков к оси барабана постепенно увеличивается сила тяги F пока .она не станет больше чем F

У РР У .и не начнет двигать валики 3 вместе с первой катушкой. Это происходит, когда

M г >

F F ь гр г P где М вЂ” номинальный момент привода.

Таким образом, в рассчитанном диапазоне от F„> мц„ до Ргр макс тяговая лебедка автоматически "приспосабливается" к меняющимся условиям работы, что особенно важно для условий транспортирования.

Формула изобретения

1. Тяговая лебедка, содержащая установленный .в корпусе приводной барабан с навиваемой на него гибкой тягой и подпружиненные валики в системе передач от привода к гибкой тяге, отличающаяся тем, что, с целью снижения металлоемкости и энергозатрат путем автоматического регулирования работы лебедки в зависимости от нагрузки, рабочая поверхность барабана образована упомянутыми валиками, концы которых снабжены ползунами, установленными с возможностью перемещения на радиальных направляющих, на .которых установлены упомянутые пружины, при этом на барабане между радиальными направляющими с возможностью вращения смонтирована связанная с приводом катушка с боковыми дискаМи, в которых выполнены в форме логарифмической спирали щелевые направляющие, взаимодействующие с упомянутыми валиками.

2. Лебедка ло п.1, о т л и ч а —, ю щ а я с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, она снабжена устройством сцепления катушки с барабаном.

1523538

A- A

Ае.2

1523538

%л.

Редактор И.Горная

Тираж 628

Заказ 7003/24

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 м

ФЖ

AN, Я

Составитель А.Проворов

Техред Л.Олийнык . Корректор Т.Малец