Устройство для крепления конца многопрядного каната

 

Изобретение относится к общему машиностроению, к устройствам для крепления конца многопрядного каната и может быть использовано в лесопромышленной технике при соединении канатов с крюками, чокерами или другим технологическим оборудованием. Устройство для крепления конца многопрядного каната содержит втулку со сквозной продольной полостью, установленный в этой полости с зазором относительно внутренней поверхности втулки вкладыш, поперечные размеры втулки и вкладыша уменьшаются в направлении их одноименных концов. Вкладыш имеет основное сквозное отверстие для пропускания конца многопрядного каната и дополнительные отверстия, предназначенные для пропускания через них прядей каната после их роспуска. Продольные оси дополнительных отверстий поперечно смещены относительно продольной оси основного отверстия вкладыша. В результате повышается эксплуатационная надежность крепления конца каната за счет уменьшения перетирания прядей каната и его нитей при силовых динамических нагрузках. 11 з.п.ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к устройствам для крепления концов многопрядных канатов, и может быть использовано в лесопромышленной технике при соединении канатов с крюками, чокерами или другим технологическим оборудованием.

Известны устройства для крепления концов многопрядных канатов (см. а.с. SU 224208, кл. F 16 С 11/05, от 06.08.68; 929912, F 16 G 11/04, от 23.05.82; 1795195, F 16 G 11/05, от 10.12.90г.). Каждое известное устройство для крепления конца многопрядного каната содержит втулку со сквозной продольной полостью, установленный в этой полости с зазором относительно ее внутренних поверхностей вкладыш, имеющий основное сквозное отверстие, предназначенное для пропускания конца многопрядного каната, при этом поперечные размеры втулки и вкладыша уменьшаются в направлении их одноименных концов.

В известном техническом решении по а.с. 224208 наружная поверхность вкладыша имеет спиральные канавки для укладки в них прядей конца каната, при этом известное устройство имеет средство обвязки свободных концов каната, расположенных за пределами вкладыша. При перевязке концов каната используют электросварку.

Однако данное устройство ненадежно в эксплуатации. При работе каната его пряди имеют постоянные знакопеременные нагрузки, при которых одни из них ослабляются, а другие натягиваются и в процессе этих физических процессов происходит постоянное изменение углового положения вкладыша в полости втулки, что вызывает концентрацию напряжений в прядях, изгиб и перетирание их. Конструкция устройства усложнена вследствие использования в ней средств перевязки с электросваркой.

В техническом решении по а.с. 929912 вкладыш устройства имеет сквозную осевую полость, в которую пропускают конец каната. Пряди каната распускаются со стороны конца вкладыша с наибольшим поперечным размером, в последующем пряди каната изгибаются и фиксируются посредством шпаговки на наружной поверхности вкладыша. Устройство имеет также гайки, расположенные на наружной резьбовой поверхности вкладыша со стороны конца его, выступающего из полости втулки. Наличие такого соединения обеспечивает фиксацию положения вкладыша относительно внутренней поверхности втулки. Однако данное устройство конструктивно сложно, нетехнологично для монтажно-демонтажных работ. Наличие шпаговки для фиксации прядей конца каната на наружной поверхности вкладыша не обеспечивает достаточной эксплуатационной надежности устройства. Действующие силовые нагрузки на конец каната приводят к нарушению заданного фиксированного положения прядей вследствие скольжения их по поверхности вкладыша.

В устройстве по а. с. 1795195, в отличие от ранее указанного (а.с. 929912) наружная поверхность вкладыша имеет продольные направляющие пазы, наличие которых обеспечивает ориентацию прядей каната после их изгиба, что улучшает фиксацию прядей при эксплуатации каната. Однако и в этом случае действующие со стороны каната силовые динамические нагрузки приводят к смещению вкладыша относительно продольной осевой полости втулки, что вызывает силовое взаимодействие между внутренней поверхностью втулки и проволочными нитями прядей каната, происходит перетирание последних, нарушается целостность узла крепления.

Известное устройство по а.с. 1795195 по совокупности используемых в нем конструктивных признаков и их взаимосвязи наиболее близко к заявляемому изобретению и выбрано в качестве его ближайшего аналога.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эксплутационной надежности крепления конца каната за счет уменьшения перетирания прядей каната и его нитей при силовых динамических нагрузках.

Поставленная техническая задача достигается тем, что вкладыш имеет дополнительные отверстия, предназначенные для пропускания через них прядей каната после их роспуска, продольные оси дополнительных отверстий поперечно смещены относительно продольной оси его основного отверстия.

Согласно изобретению, наружная поверхность вкладыша или часть его поверхности и ответная ей внутренняя поверхность втулки или часть ее поверхности имеют конические формы.

Согласно изобретению, вкладыш в зоне наибольших поперечных размеров выполнен ступенчатым.

Согласно изобретению, дополнительные отверстия вкладыша выполнены в зоне его ступени.

Согласно изобретению, на наружной поверхности вкладыша выполнены направляющие пазы для укладки прядей каната после прохождения их через дополнительные отверстия вкладыша.

Согласно изобретению, со стороны наружной поверхности ступени вкладыша выполнены направляющие пазы для укладки прядей каната после прохождения их через дополнительные отверстия вкладыша.

Согласно изобретению, на внутренней поверхности втулки выполнены направляющие пазы, ответно расположенные относительно пазов на указанных поверхностях вкладыша.

Согласно изобретению, наружная поверхность вкладыша и ответная ей внутренняя поверхность втулки имеют многогранную форму с равными противолежащими гранями.

Согласно изобретению, по крайней мере, две грани многогранника выполнены криволинейными.

Согласно изобретению, направляющие пазы поверхностей вкладыша и втулки выполнены на последних из указанных гранях.

Согласно изобретению, втулка имеет продольно ориентированную прорезь, сообщающуюся с ее сквозной полостью, при этом ширина прорези больше или равна диаметру каната и меньше минимальных значений поперечных размеров вкладыша.

Согласно изобретению, наружная поверхность вкладыша и ответная ей внутренняя поверхность втулки выполнены волнообразными.

При реализации изобретения повышается эксплуатационная надежность работы устройства за счет исключения контакта прядей каната с поверхностью полости втулки вследствие размещения прядей после их изгиба в дополнительных отверстиях вкладыша, за счет дополнительного изгиба прядей с последующей ориентацией их в направляющих пазах вкладыша, а также в направлении пазов внутренней поверхности втулки. При осуществлении повторного изгиба прядей и их ориентации в указанных пазах обеспечивается надежная фиксация положения прядей.

Анализ известного уровня техники показал, что заявляемое техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники и существенно отличается от известных в этой области технических решений. Указанные обстоятельства свидетельствует о наличии в заявляемом техническом решении новизны, изобретательского уровня и промышленной применимости, что подтверждается нижеприведенным описанием изобретения.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вариант устройства для крепления конца многопрядного каната; фиг.2, 3 - варианты выполнения устройства; фиг.4 - сечение А-А на фиг.3; фиг.5 - вариант выполнения пазов на фиг.3; фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.2; фиг.7 - вариант сечения Б-Б на фиг.2; фиг. 8 - вариант промышленного применения устройств, например в чокере, предназначенном для трелевки древесины.

Устройство для крепления конца многопрядного каната содержит втулку 1 со сквозной продольной полостью 2, внутри которой с зазором относительно внутренней поверхности втулки расположен вкладыш 3, имеющий основное сквозное отверстие 4, предназначенное для пропускания одного из концов многопрядного каната 5. Вкладыш 3 имеет дополнительные отверстия 6, продольные оси которых поперечно смещены относительно соответствующей оси основного отверстия 4 (см. фиг.1...5). Продольные оси отверстий 6 или параллельны аналогичной оси отверстия 4 (фиг.1), или расположены под наклоном к указанной оси отверстия 4 (фиг.2). Поперечные размеры втулки и вкладыша уменьшаются в направлении их одноименных концов (см. фиг. 1...3). Наружная поверхность вкладыша или часть его поверхности, а также ответная внутренняя поверхность втулки или часть ее поверхности имеют конические формы (см. фиг.1).

Вкладыш в зоне его наибольших поперечных размеров выполнен ступенчатым. Предпочтительно, вкладыш имеет одну ступень, в которой расположены дополнительные направляющие отверстия 6. (фиг.2, 3). На наружной поверхности вкладыша или на части ее выполнены направляющие пазы 7 для укладки прядей каната после прохождения их через дополнительные отверстия вкладыша. Пазы 7 в соответствии с фиг.1 расположены со стороны конца вкладыша с его наименьшими поперечными размерами, или указанные пазы 7 расположены в зоне, имеющей наибольшие поперечные размеры, например, со стороны наружной поверхности ступени вкладыша. Внутренняя поверхность втулки 1 может быть выполнена с направляющими пазами, которые ответно расположены относительно пазов 7 вкладыша. Наружная поверхность вкладыша, преимущественно, имеет форму многогранника, например в виде четырехгранника (фиг.6, 7), у которого, предпочтительно, две противолежащие грани 8 имеют криволинейную форму. Противолежащие грани многогранника равны между собой. Ответная часть внутренней поверхности втулки аналогична указанной форме (многогранной) выполнения поверхности вкладыша. Направляющие пазы 7 выполнены на криволинейных гранях 8 вкладыша (фиг. 6), либо возможен вариант наличия направляющих пазов 7 на указанных гранях 8 и на ответных им гранях поверхности втулки. Ответные поверхности вкладыша и втулки могут иметь волнообразную форму (фиг.4). Для повышения эффективности зажима прядей каната между поверхностями вкладыша и втулки пазы выполняют волнообразными с продольно ориентированным направлением волн (фиг. 5). При выполнении направляющих пазов 7 на наружной поверхности вкладыша и в зоне дополнительных отверстий 6 последнего возможен вариант, при котором паз и отверстие сообщаются между собой с образованием единого паза переменной ширины с наименьшим ее значением "В" со стороны наружной поверхности вкладыша (фиг.7). Ширина "В" меньше диаметра (D) пряди 9 каната 5.

Втулка 1 может иметь продольно ориентированную прорезь 10, сообщающуюся с ее сквозной полостью 2, при этом ширина "S" прорези 10 меньше минимальных значений поперечных размеров вкладыша, равна или меньше диаметра (D₁) каната 5.

Процесс крепления конца многопрядного каната 5 осуществляют следующим образом.

Один из концов многопрядного каната, преимущественно металлического, протягивают в направлении сквозной полости 2 втулки 1 и пропускают через сквозное отверстие 4 вкладыша 3, который размещают в полости 2. Конец вкладыша с наименьшими поперечным размером ориентируют к одноименному по поперечным размерам концу втулки 1. Вывод свободного конца каната 5 из сквозного отверстия 4 осуществляют со стороны торца вкладыша, в зоне которого поперечный размер вкладыша имеет наибольшее значение. После вывода свободного конца каната распускают пряди 9 этого каната, которые предварительно перевязывают с использованием средства фиксации, например шпаговки 11. Фиксация прядей указанным средством предотвращает дальнейшее самопроизвольное их распускание (ослабление) в сквозном отверстии 4 и за его пределами при эксплуатации каната, а также облегчает дальнейший технологический процесс манипулирования прядями каната. После роспуска прядей каждую из них изгибают и ориентируют в направлении дополнительных отверстий 6 вкладыша 3, в которые пропускают каждую отдельную прядь каната. Благодаря выполнению отверстий 6, например, с наклоном их продольной оси к продольной оси основного отверстия 4 (фиг. 2) облегчается ввод прядей 9 каната в отверстия 6, снижаются усилия на их изгиб.

В варианте выполнения вкладыша с отверстиями 6, оси которых ориентированы параллельно аналогичной оси его основного отверстия 4 (фиг.1), предпочтительна работа с многопрядными канатами, имеющими меньшую упругость прядей. В последнем случае пряди каната более легко пропускаются через отверстия 6. При выполнении вкладыша ступенчатым и при наличии дополнительных отверстий 6 в ступени вкладыша уменьшается общая длина отверстий 6, облегчается процесс пропускания через них прядей каната. Уменьшение длины пропускных отверстий 6 может быть решено и за счет ориентации их продольных осей с наклоном к аналогичной оси отверстия 4. В этом случае вход в отверстие 6 расположен на торце вкладыша 3 со стороны зоны распускания каната, а выход из отверстия 6 - со стороны боковой наружной поверхности вкладыша (на чертежах не показано).

Концы прядей 9 после вывода из отверстий 6 могут быть зафиксированы (с использованием, например, обвязки) на канате 5, как показано на фиг.1, либо концы прядей каната повторно изгибают с ориентацией их в направляющих пазах 7. Пряди каната в пазах 7 фиксируют положение вкладыша относительно внутренней поверхности втулки за счет выборки зазора между поверхностями вкладыша и втулки при силовой нагрузке на канат (см. фиг.5).

При варианте направляющих пазов со стороны внутренней поверхности втулки (фиг. 3, 4) пряди 9 занимают рабочие объемы между ответными пазами втулки и вкладыша, что повышает надежность фиксации вкладыша относительно внутренней поверхности втулки.

Выполнение наружной поверхности вкладыша или части его поверхности по форме многогранника, а также аналогичное исполнение ответной внутренней поверхности втулки обеспечивает фиксированное положение вкладыша относительно поверхности втулки в течение всего технологического цикла силовой нагрузки на канат, что улучшает эксплуатацию устройства.

Наличие продольной прорези 10 на втулке 1 облегчается процесс размещения каната в полости последней и указанное взаимодействие его с вкладышем 3, при этом улучшается надежность работы устройства за счет дополнительного обжима вкладыша втулкой.

При осуществлении процесса крепления каната в устройстве возможен вариант, при котором пряди каната одновременно с их изгибом переплетают. Процесс осуществляют при смещении свободного конца каждой пряди из зоны ее первоначального изгиба в зону вкладыша, удаленную от зоны изгиба. При смещении свободного конца каждой пряди над или/и под ней размещают концы смежных прядей при аналогичном смещении их свободных концов. Пропускание свободного конца каждой пряди через отверстие вкладыша осуществляют в зоне, соответствующей смещению конца этой пряди (не показано).

Благодаря смещению свободных концов пряди из зон их изгиба обеспечивается переплетение концов прядей между собой с ориентацией их в направлении торцовой поверхности вкладыша и с последующей фиксацией на ней при возникающих в процессе работы каната динамических нагрузках. В результате повышается надежность крепления конца каната.

Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает высокую эксплуатационную надежность независимо от воздействующих на канатсиловых (динамических) нагрузок.

Изобретение может быть реализовано в различных устройствах, использующих тяговые канаты, в том числе, в тросочокерном оборудовании лесозаготовительных машин.

Формула изобретения

1. Устройство для крепления конца многопрядного каната, содержащее втулку со сквозной продольной полостью, установленный в этой полости с зазором относительно внутренней поверхности втулки вкладыш, поперечные размеры втулки и вкладыша уменьшаются в направлении их одноименных концов, при этом вкладыш имеет основное сквозное отверстие для пропускания конца многопрядного каната, отличающееся тем, что вкладыш имеет дополнительные отверстия, предназначенные для пропускания через них прядей каната после их роспуска, продольные оси дополнительных отверстий поперечно смещены относительно продольной оси основного отверстия вкладыша.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность вкладыша или часть его поверхности и ответная ей внутренняя поверхность втулки или часть ее поверхности имеют конические формы.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что вкладыш в зоне его наибольших поперечных размеров выполнен ступенчатым.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что дополнительные отверстия вкладыша выполнены в его ступени.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на наружной поверхности вкладыша выполнены направляющие пазы для укладки прядей каната после их прохождения через дополнительные отверстия вкладыша.

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что со стороны наружной поверхности ступени вкладыша выполнены направляющие пазы для укладки прядей каната после их прохождения через дополнительные отверстия вкладыша.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что на внутренней поверхности втулки выполнены направляющие пазы, ответно расположенные относительно пазов на указанных поверхностях вкладыша.

8. Устройство по п.1 или 7, отличающееся тем, что наружная поверхность вкладыша и ответная ей внутренняя поверхность втулки имеют многогранную форму с равными противолежащими гранями.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что, по крайней мере, две противолежащие грани многогранника выполнены криволинейными.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что направляющие пазы поверхностей вкладыша и втулки выполнены на последних из указанных граней.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что втулка имеет продольно ориентированную прорезь, сообщающуюся с ее сквозной полостью, ширина прорези больше или равна диаметру каната и меньше минимальных значений поперечных размеров вкладыша.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наружная поверхность вкладыша и ответная ей внутренняя поверхность втулки выполнены волнообразными.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8