Планетарная лебедка

 

Изобретение относится к конструкциям планетарных лебедок. Планетарная лебедка содержит установленный в корпусе на подшипниках приводной эксцентриковый вал, барабан, выполненный с выступами, и установленную на корпусе консольно расположенную опору. Последняя выполнена в виде цевок полукруглого сечения, образующих своей цилиндрической поверхностью цевочное зацепление с выступами барабана, глубина впадин которого больше радиуса сечения цевок, по крайней мере, на величину эксцентриситета. Цевки незакрепленными на корпусе торцами жестко связаны между собой и своей наружной поверхностью расположены вдоль цилиндрической поверхности, диаметр которой равен диаметру выступов барабана, а лебедка снабжена упругим гибким элементом, охватывающим цевки и барабан, и коническими ребордами, снабженными амортизирующими втулками. Упругий гибкий элемент может быть выполнен в виде гибкой обоймы, причем витки троса в этом случае свободно уложены на гибкой обойме между коническими ребордами, или в виде витков троса, свободно уложенных на поверхности, образуемой цевками и выступами барабана, между коническими ребордами. Эксцентриковый вал может быть выполнен трубчатым с концентрично установленным в нем промежуточным валом, который соосно закреплен в храповике коленвала. Техническим результатом является упрощение конструкции и повышение технологичности и надежности конструкции. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к подъемно-тяговым устройствам, а именно к планетарным лебедкам, и может быть использовано для самовытаскивания застрявших автомобилей, протяжки бегущего такелажа на корабле или иных гибких силовых элементов.

Известна монтажная лебедка, содержащая корпус, состоящий из двух половин, соединенных стяжками круглого сечения, эксцентриковый вал со свободно посаженным барабаном с тросом и профилированными ребордами, снабженными выступами, которые входят в зацепление с цевками [1].

Однако эта лебедка обладает небольшой редукцией и КПД.

Наиболее близким техническим решением является волновой дифференциальный шпиль, содержащий приводной эксцентриковый вал, установленный в корпусе на подшипниках, барабан с выступами и консольно расположенную на корпусе опору, которой является неподвижный барабан с прорезями [2].

Недостатками такой лебедки являются: сложная запасовка троса определенного диаметра по направляющим канавкам барабана, что снижает технологичность лебедки, усложняет ее конструкцию и условия эксплуатации, невысока надежность лебедки при использовании ее на автомобиле, включая экстремальные условия эксплуатации, т. к. попадание грязи может привести к неработоспособности лебедки; все это снижает в целом надежность конструкции лебедки.

Технической задачей изобретения является упрощение и повышение технологичности и надежности конструкции лебедки, создание возможности управления оператором силой тяги и величиной редукции лебедки, создание возможности использования троса различного диаметра и материала и упрощение условий эксплуатации.

Для решения поставленной технической задачи предлагается планетарная лебедка, содержащая установленный в корпусе на подшипниках приводной эксцентриковый вал, барабан и упругий гибкий элемент, размещенные концентрично приводному валу, отличающаяся тем, что лебедка дополнительно содержит установленную на корпусе консольную опору, выполненную в виде цевок полукруглого сечения, образующих своей цилиндрической поверхностью цевочное зацепление с выступами барабана, глубина впадин которого больше радиуса сечения цевок, по крайней мере на величину эксцентриситета, при этом цевки торцами жестко связаны между собой, а своей наружной поверхностью расположены по цилиндрической поверхности, диаметр которой равен диаметру выступов барабана, и сопрягаются с упругим гибким элементом, охватывающим цевки и барабан, при этом витки троса свободно уложены на внешней поверхности лебедки между коническими ребордами, снабженными амортизационными втулками.

Гибкий элемент может быть выполнен в виде упругой гибкой обоймы. В этом случае витки троса свободно уложены на гибкой обойме между коническими ребордами.

Гибким элементом может служить непосредственно трос, при этом витки троса свободно укладываются на поверхности, образуемой цевками и барабаном, между коническими ребордами.

В автомобильном варианте лебедки эксцентриковый вал выполнен трубчатым с концентрично установленным промежуточным валом, который соосно закреплен в храповике коленвала двигателя автомобиля.

На корпусе лебедки устанавливают направляющий ролик тросоукладчика перпендикулярно оси приводного вала между коническими ребордами.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан продольный разрез автомобильного варианта предлагаемой лебедки, а на фиг. 2 - ее поперечный разрез.

Лебедка содержит корпус 1, вертикально прикрепленный болтами 2 к раме или бамперу автомобиля (на чертеже не показан). На корпусе 1 горизонтально закреплена консольная опора, выполненная в виде цевок 3 полукруглого сечения, образующих своей цилиндрической поверхностью цевочное зацепление с выступами 4 сателлитного барабана 5, находящегося на приводном эксцентриковом валу 6. Вал выполнен трубчатым и установлен в подшипниках скольжения корпуса и консольной опоры. Глубина впадин 7 барабана больше радиуса сечения цевок 3 по крайней мере на величину эксцентриситета & вала 6. Не закрепленные на корпусе торцы цевок жестко связаны между собой. Своей наружной поверхностью цевки расположены по цилиндрической поверхности, диаметр которой равен диаметру выступов 4 барабана. Барабан 5 вместе с цевками 3 охвачен упругим гибким элементом, который выполнен в виде упругой гибкой обоймы 8, например из тонкого листа нержавеющей стали. Такая конструкция целесообразна для автомобильного варианта лебедки, когда необходима защита механизма от пыли и грязи. На обойме 8 установлены две конические реборды 9, которые фиксируются на обойме 8 при помощи амортизационных, например резиновых, втулок 10 и торцевой крышки 11. Из-за эксцентричного положения барабана 5 выступы 4 деформируют гибкую упругую обойму 8 на величину эксцентриситета &, превращая ее из цилиндра в овал. На поверхности обоймы 8 между коническими ребордами 9 свободно уложено несколько витков троса 12, у которого тяговый конец огибает направляющий ролик тросоукладчика 13, установленного на кронштейнах корпуса лебедки в положении перпендикулярно оси приводного вала и между коническими ребордами 9. Ролик тросоукладчика позволяет изменять направление протяжки тягового конца троса вдоль колеи передних колес автомобиля. Внутри трубчатого эксцентрикового вала 6 на ограничительном шплинте 14 установлен промежуточный вал 15, противоположный конец которого закреплен в храповике коленвала двигателя автомобиля (на чертеже не показан).

При использовании предлагаемой лебедки на кораблях, где практически отсутствует абразивный износ троса и деталей лебедки, упругим гибким элементом лебедки может служить непосредственно сам трос. В этом случае витки троса 12 свободно укладываются на внешнюю поверхность цевок барабана между коническими ребордами. В такой конструкции гибким упругим элементом является сам трос, осуществляется непосредственная протяжка троса 12 без гибкой обоймы. Однако сущность изобретения от этого не меняется.

Лебедка работает следующим образом.

При вращении промежуточного вала 15 связанный с ним при помощи шплинта 14 эксцентриковый вал 6 заставляет барабан 5 совершать плоскопараллельные движение по окружности сателлита без вращения вокруг оси лебедки, так как этому вращению препятствует окатывание пазов барабана 5 по полукруглым цевкам 3, неподвижно закрепленным на корпусе 1. При этом выступы барабана 5 с одной стороны отрывают внутреннюю поверхность упругой обоймы 8 от наружной поверхности цевок 3, а с другой - прижимают к ним. Благодаря фрикционному взаимодействию между цевками 3 и обоймы 8 она начинает обкатываться по цевкам, поворачиваясь при каждом обороте эксцентрикового вала 6 на разницу между внутренним периметром обоймы 8 и периметром наружной окружности цевок 3, которая пропорциональна величине эксцентриситета &. Вместе с вращением обоймы 8 происходит протяжка витков троса 12, если его сходящий конец натянут оператором хотя бы небольшой силой F₁. За счет самообжимки витками троса 12 гибкой обоймы 8 фрикционное усиление в десятки и сотни раз превышает управляющую силу F₁. На тяговом конце троса 11 возникает сила F₂, которая определяется формулой Эйлера (3) где f₀ - коэффициент силы трения, α ≥ 2ηn; n - целое число витков троса.

Поэтому, изменяя число витков троса 12 на лебедке и силу натяжения F₁, моно в широких пределах управлять тягой F₂ такой лебедки. При перегрузке лебедки предохранительный шплинт 14 срезается, что предохраняет от разрушения механизм лебедки, который надежно защищен от пыли и грязи амортизационными втулками 10, запрессованными в конусные реборды 9 и разгружающими их от деформаций упругой обоймы 8.

Благодаря фрикционному управлению протяжкой троса можно в широких пределах изменять тягу и редукцию такой лебедки, а наружная распасовка по поверхности упругого гибкого элемента значительно расширяет номенклатуру троса и облегчает использование лебедки в экстремальных условиях эксплуатации. При попадании пыли и грязи на трос работоспособность лебедки не снижается, а также не зависит от размеров троса и его технического состояния, что повышает надежность конструкции лебедки и упрощает ее эксплуатацию. Лебедка может быть изготовлена известными производственными приемами и использоваться по назначению на автомобилях и судах.

Источники информации: 1. Авторское свидетельство СССР N 553199, B 66 D 1/16.

2. Авторское свидетельство SU N 484177A, B 66 D 1/22.

3. Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. - М.: Машиностроение, 1987. - с. 503.

Формула изобретения

1. Планетарная лебедка, содержащая установленный в корпусе на подшипниках приводной эксцентриковый вал, барабан, выполненный с выступами, и установленную на корпусе консольно расположенную опору, отличающаяся тем, что последняя выполнена в виде цевок полукруглого сечения, образующих своей цилиндрической поверхностью цевочное зацепление с выступами барабана, глубина впадин которого больше радиуса сечения цевок, по крайней мере, на величину эксцентриситета, при этом цевки незакрепленными на корпусе торцами жестко связаны между собой и своей наружной поверхностью расположены вдоль цилиндрической поверхности, диаметр которой равен диаметру выступов барабана, а лебедка снабжена упругим гибким элементом, охватывающим цевки и барабан, и коническими ребордами, снабженными амортизационными втулками.

2. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что упругий гибкий элемент выполнен в виде гибкой обоймы, а витки троса свободно уложены на гибкой обойме между коническими ребордами.

3. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что упругим гибким элементом являются витки троса, свободно уложенные на поверхности, образуемой цевками и выступами барабана, между коническими ребордами.

4. Лебедка по п. 1, отличающаяся тем, что эксцентриковый вал выполнен трубчатым с концентрично установленным в нем промежуточным валом, который соосно закреплен в храповике коленвала двигателя автомобиля.

5. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что на корпусе установлен направляющий ролик тросоукладчика, расположенный перпендикулярно оси приводного вала между коническими ребордами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2