Лебедка

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >821394

Союз Соввтсиин

Социалистичвсиин

Рвслублии (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22)Заявлено 0l.03.79 (21) 2731524/29 ll (51)М. Кл. с присоецииеииект заявки М

В 663) l/24

Пкудорстевнный комитет

СССР но делам изооретеннй и открытий (23) Приоритет

ОпУбликоваио l5 04 8l. Бюллетень J% l4 (53) УДК 62l. о .864(088.8) Дата опубликования описания 18.04.81 (72). Автор изобретения

A. Е. Кролл (7I ) Заявитель

Ярославский политехнический институт (54) ЛЕБЕДКА

Изобретение относится к грузоподъем ным механизмам, а именно к лебедкем с изменением скорости.

Известны лебедки, содержащие барабан, связенный с тормозом и соединенный с электродвигателем передаточным механизмом, включающим вариатор и промежуточную передачу (lJ и (2j.

Указанные лебедки сложны по конст- рукции, имеют большие габариты вслед- . ствие недс1статков, присущих, фрикционным вариаторам: малой нагруэочной способности, надежности, долговечности.

11ель изорретения — уменьшение га- баритов лебедки и повышение надежности ее работы. ь1ель достигается тем, что вариатор выполнен импульсным, промежуточная передача снабжена, вересом с паразитным колесом., е тормоз выполнен грузоупорным и расположен не ведомом валу между передачами реверса.

На фиг. l схематично представлена лебедка, вид сверху; на фиг. 2 - сечение.2

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг.

Все механизмы лебедки размещены в корпусе l. Асинхронный электродвигатель (не показан) подсоединяется к регулирующему валу 2 нли к кривошипному велу 3. (В дальнейотем рассматривается вариант привода на вел 2) .

На валу 2 на шпицах расположены зубчатые колеса 4 и Б, выполненные ,в виде одного блока шевронного колеса (колеса 4 и 5 -"косозубые с одинаковым по величине, но разным по направлению углом наклона зубьев). Блок колес

4 и 5 имеет воэможность осевого перемещения вдоль вала 2 (механизм осевого перемещения не показан).

Колесо 4 находится в зацеплении с колесом 6, жестко закрепленным на криво- шипном валу 3. Колесо 5 находится в зацеплении.с зубчатый колесом 7, свободно установленным на кри«ривошипном валу 3. Зубчатое колесо 7

721394 имеет два венца 8 внутреннего зацепления

Кривошипный вал 3 .имеет две кривошипные шейки с радиусом эксцентриситета, повернутые одна относительно ,г о другой на угол,, близкий к 90 . На этих кривошипных, шейках шарнирно установлены эксцентричные втулки 9, несущие венцы 10. Радиус эксцентриситета втулок 9 P =, г, Втулки 9 установлены я одинаковом относительно кривошипных шеек положении, а их зубчатые венцы 10 зацепляются с венцами 8.

На каждую эксцентричную втулку 9 подвижно посажено по два шатуна 11 (Обозначим шатуны 11„, 11, 11 и и ll ). Шатуны ll шарнирно соединены

4 с коромыслами 12 и 13. Коромысла 12 и 13 несут оси 14 и собачку 15, которые входят в зацепление с храповыми колесами 16„, 16, 16 и 16,, неподвижно размещенными на валу 17, при этом коромысла 12 могут свободно вращаться относительно вала 17.

На валу 17 свободно расположены зубчатые колеса 18 и 19 и на шлицах посажена втулка 20. Втулка 20 имеет воэможность осевого перемещения таким образом, что может соединять неповоротно . с валом 17 либо колесо 18; либо колесо 19, причем длина втулки 20 выбрана такой, что при ее передвижении для переключения колес 18 и 19 имеется такое положение, когда оба колеса соединены с валом t7. Зубчатое колесо 18 зацепляется с колесом, 21, неподвижно сидящим на валу 22. 3 убчатое колесо

19 через паразитное колесо 23 зацепляется с зубчатым колесом 24, которое на внутренней поверхности ступицы снабжено раэьбовой нарезкой. Колесо 24 содержит также диск 25 и насажено на вийтовую втулку 26. Втулка 26 жестко установлена на валу 22. На валу 22 также жестко установлен диск 27. и свободно между дисками 25 и 27, установлен механизм 28 свободного ходе например храповой механизм), эамыкаемый на. корпус l при вращении его в сторону опускания груза. На конце вала 22 размещен барабан 29 лебедки.

На оси паразитного колеса 23 разме: —. щен стопорный тормоз 30 лебедки.

Детали 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 10 образуют дифференциальный регулирующий механизм импульсного вариатора.

Детали 3, 9, ll, 12 и 13 образуют преобразующий механизм импульсного вариатора.

Детали 14, 15 l6 и 17 образуют механизм свободного хода импульсного вариатора. Для простоты дальнейшего объяснения здесь приведен храповый механизм свободного хода. Кроме храповых известны роликовые, дифференциальные и клиновые механизмы свободного хода, отличаюшиеся большей, чем у храпового, несущей способностью.

1о Детали 18 и 21 образуют прямую передачу реверса, детали 19, 23 и 24— обратную передачу реверса, при этом детали 22, 24, 25, 26, 27 и 28 образуют грузоупорный тормоз.

13 Преобразующий механизм (ПМ) в импульсном вариаторе предназначен преобразовывать равномерное вращение кривошипного вала 3 в качательное движение коромысла 12. ПМ состоит иэ четыzo pex элементарных м еханиэмов (ЭМ ), представляющих собой кривошипно- коро. мысловые четырехзвенники, расположенные в параллельных плоскостях. Кривошип ЭМ образован суммарным эксцентг3 риситетом колена вала 3 и втулки 9, и его радиус -=р„+ р, ЭМ попарно имеет один общий кривошип для получения мини- . мальной неравномерности хода кривошипы вала 3 повернуты один относительно дру3О гого на угол, близкий к 90, а ЭМ, имеющие общий кривошип, работают в пРотивофазе (фиг, 2, где видно положение шатУнов 11,„, 111, и коромысел

l2 и 13 для ЭМ„и ЭМ, имеющих один общий кривошип) .

Механизмы свободного хода (МСХ) в импульсном вариаторе содержатся по числу ЭМ и предназначены преобразовывать качательное движение коромысел 12 и 13 и однонаправленное враще4О ние. вала 17. Поскольку МСХ передает вращение только в одну сторону и при параллельной работе нескольких МСХ на один вал только тот иэ них осуществляет движение, ведущее звено которо:— го движется с небольшей скоростью, а также поскольку ЭМ работают со сдвигом фаэ, то движение на вал 17 передается перидическими импульсами с частотой, определяемой произведением частоты вращения кривошипного вала 3 на число ЭМ. Так, при частоте вращения вала Зи = 750 об/мин, частота враща-,. тельных импульсов, передаваемых на вал 17, составит 3000 в мин или 50 Гц.

35 .В результате вал 17 вращается неравномерно со;скоростью, колеблющейся относительно некоторого среднего значения.

82 l394 б и 24 и барабан 29 с грузом 3l. Стрелками показано направление врашениявала 17 и барабана 29. При включенном электродвигателе направление действия момента от груза на валы 22 к 1.7 совпадает с направлением вращения валов l7 и 22 при опускании груза. В результате опускание груза здесь происходит независимо or скорости вра1 щения вала l7, а удержание груза.на весу возможно только с применением тормоза. Таким образом, свойства импульсного вариатора регулировать скорость и удерживать груз оказываются неиспользованными.

Регулирующий механизм (PM} предназначен изменять на ходу и под нагрузкой радиус кривошипов l для изменения амплитуды качания коромысел

12; тем самым изменяется средняя скорость вращения вала l7. Синхронное изменение радиуса кривошипов г происхо дит за счет одновременного поворота втулок 9 относительно вала 3. Это . происходит при осевом перемещении блока косоэубых шестерен 4 и 5, при этом колесо 6 и вал 3 поворачиваются, например, по часовой стрелке, а колесо

7 и втулки 9 — против часовой стрелки.

Поскольку р = Я., то радиус кривошипа может быть изменен от нуля до некоторого выбираемого махсимума. При r =

m 0 валы 2и 3 вращаются, а вал l7 не. подвижен, при v =гщд обеспечивается максимальная из возможных скорость вращения . вала l7.

Лебедка работает следующим образом.

При подъеме груза 3l вал l7 сое-. динен с зубчатым колесом l8 и вращение от асинхронного электродвигателя через импульсный вариатор передается на барабан 29 лебедки. Все скорости подъема, вплоть до нулевой, обеспечиваются вариатором, При остановке двигателя во время подъема вес груза создает момент, вращающий вал l7 в направлении, при котором вариатор заклинивается. Таким образом, при включенном колесе 18 удержание груза на весу не нуждаются в стопорном тормозе 30.

На фиг. 2 направление вращения вала l7 и барабана 29 при работе импульсного вариатора и подъеме груза 31 показаны сплошными стрелками. Направление момента от веса груза при зстановленном двигателе — пунктирными стрелками.

При опускании груза 31 вал l7 соединен с зубчатым колесом 19..При этом вал l7 вращается в ту же сторону, что и при подъеме груза, а колесо 24 приводит вал 22 через грузоупорный тормоз таким образом, что обеспечивается опускание груза. Юля того, чтобы признать необходимость в данном случае в грузоупорном тормозе, представим, что его нет и колесо 24 непосредственйо соединено с валом 22. Этот вариант схемы привода показан на фиг. 3. Здесь условно показаны только храповое колесо 16„и взаимодействующие с ним шатун l l„, коромысло 1.2 и собачка l5„ а также эацепляющиеся колеса l 9, 23

При выполнении механизма с грузоупорным тормозом, опускание груза происходит следунлцим образом.

20 Врашение от вала l7 передается на колесо 23, которое при этом вращается по часовой стрелке в направлении опускания груза 31. Вращение колеса 24 сопровождается его осевым перемещением по винтовой втулке26 таким образом, что диск 25 отходит от диска 27 . В результате вал 22 освобождается и начинается опускание груза 3l. Если в процессе опускания груза угловая скорость

30 вала 22 становится больше угловой скорости колеса 24, то последнее по винтовой нарезке втулки 26 начинает двигаться в направлении к диску 27, при этом торцы:диска 27 механизма свободного хода (например, храпового колеса) сжаты, и таким образом, силами трения он должен вращаться в сторону опускания груза, что невоз-. можно иэ эа конструкции механизма

40, свободного хода (вращению диска 28 может препятствовать, например, собачка храпового механизма). Таким образом, груз может опускаться со скоростью. определяемой импульсным Вариатором, и удерживаться на весу при выключенном двигателе Следует отметить, что для нормальной работы механизма необходимо, чтобы момент .сил трения в винтовой паре 26, 24 был меньше, чем у приведенный к валу 22 суммарный момент С сил трения в механизмах свободного хода импульсного вариатора при совершении ими холостого хода. В.противном случае грузоупорный тормоз выключится и опускание груза будет произвольным. Gas надежного обеспечения

l отмеченно1 о неравенства моментов силтрения возможно воспользоваться торм зом 30, который в этом случае должен

7 821 развивать относительно небольшой тормозной момент.

Отметим также, что при переключении с подъема на опускание груза не бывает такого момента, когда кинематическая связь двигателя с барабаном оказывается разомкнутой, за- счет выбора соответствующей втулки 20. При этом переключение упомянутых цепей. происходит только в неподвижном состоянии валов. Это достигается соответствующей установкой рэгулировочного механизма, определяющего нулевую скорость вращения ведомого вала вариатора. Йля того, чтобы обеспечить соответствующее совпадение шлид на переключаемых элементах, следует пользоваться скоростями вариатора, мапо отличающимися от нуля. После не« значительного поворота ведомого вала вариатора при этой малой скорости вариатор вновь выводится на нулевую скорость ведомого вала и делается попытка переключения. Эта операции повторяется до тех пор пока переключение не состоится. При переключении с подъема на опускание груза или наоборот целесообразно пользоваться тормозом ЭО, чтобы облегчить осевое перемещение втулки 20.

Таким образом, обеспечивается регулирование скорости подъема и опускания груза во всец диапазоне регулирования варианта и существенно облегчают- ся условия работы тормоза. Предлагае394 8 мый механизм позволяет уменьшить габариты лебедки.

Осуществлейие бесступенчатого регулирования скорости подъема (опускания)

5 груза позволяет повысить производительность груэоподъемной машины за счет оптимизации скорости протекания соответствующих технологических процессов, а также увеличивает безопасность и технический уровень работ за счет снижения скорости при посадке и отрыве груза..

Формула изобретения

Лебедка, содержащая барабан, связанный с тормозом и соединенный с электродвигателем передаточным м еханизмом, включающим вариатор и . промежуточную передачу, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения, габаритов лебедки и повышения надежности работы ! вариатор выполнен импульсным, промежуточная передача снабжена реверсом с

25 параэитным колесом, а . тормоз выполнен грузоупорным, и расположен на ведомом валу между передачами реверса.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Ж Sl3SS, кл. В 662 l/22, l949.

2. Авторское свидетельство СССР

% 350742, кл. В 663 l/20, 1971.

821394

b -Я

Составитель А. Проворов

Редактор Е. Дорошенко Техред К.Вабурка Корректор О. Билак

Заказ 3.702/36 Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб.i д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4