Тяговая лебедка

.8)идетельств6 Н 1/00,ДКА СССР64,54) Изобретение стройствам, улируемым н зобретения лоемкости и относитсяа именно подъем- лебедкам ната. Де жение с ре тяжением к вляется сн ью нергоэатрат пут ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ юл. У 43й металлургический автоматического регулирования работы лебедки в зависимости от нагрузки, а также расширение эксплуатационных возможностей лебедки. Лебедка состои из корпуса 1 с барабаном 2, рабочая поверхность которого образована вали ками 3. Последние подпружинены и име ют возможность под действием нагрузки перемещаться одновременно по радиальным направляющим - спицам 2 ба рабана 2 и направляющих 31 дополнительной катушки 27, выполненных по форме логарифмической спирали. Лебед ка снабжена устройством 33 сцепления барабана и дополнительной катушки,з.п.ф - лы, 4 ил.Изобретение относится к подъемнымустройствам, а именно к лебедкам срегулируемым натяжением каната.Целью изобретения является сниже 5ние металлоемкости и энергозатратпутем автоматического регулированияработы лебедки в зависимости от нагрузки, а также расширение эксплуатационных возможностей лебедки, 10На фиг.1 изображена тяговая лебедка, разрез; на фиг.2 - разрез А-А нафиг.1, на фиг.3 - схема сил взаимодействия валика с направляющими; нафиг 4 - электрическая схема включения сцепления,Тяговая лебедка содержит корпус1 с установленным в нем барабаном 2,рабочая поверхность которого образована валиками 3, расположенными одинот другого с просветами 4, и оснащена приводом, взаимодействующим черезвыходной вал 5, шестерню 6, зубчатыйвенец 7 с барабаном 2. Привод включает редуктор 8 с типовыми устройствами самоторможения при отказе двигателя, подключенный к реверсивномуэлектродвигателю 9 с кабелем 10 питания и управления.Валики 3 закреплены с возможностью З 0вращения в ползунах 11, надетых нарадиальные направляющие, выполненныев виде трубчатых спиц 12, ввинченныхрезьбовыми концами в ступицы 13.Внешние кОнцы спиц выполнены с ГОЛОВкой 14 под .ключ. Спицы со ступицамипо разные стороны валиков образуютдва ограничивающих диска: левый 15 иправый 16 которые соединены жесткомежду собой трубчатым валом 17 с образованием одной катушки 18. На валу17 закреплена ступица 13. Указаннаякатушка 18 закреплена одной сторонойчерез вал 17 в подшипнике 19 скольжения на корпусе 1, а другой надета на 45опорный вал 20, закрепленный в другомподшипнике 21 корпуса 1, Для проверки .технического состояния спиц и ползуновВ корпусе 1 имеются смотровые лючки22 и 23. На спицы 12 надеты пружины24 сжатия, упирающиеся в ползуны 11.Для регулировки силы прижатия выполнены подвижные упорные .муфты 25, закрепляемые винтами 26, входящими вспециальные углубления на поверхности55спиц.Для передачи момента вращения отпривода служит дополнительная катушка27, трубчатый вал 28 которой надет на трубчатый вал 17 первой катушки18, а левый 29 и правый 30 ограничительные диски расположены между соответствующими ограничивающими дисками15 и 16.На дисках 29 надет зубчатый венец7, Для прохода валиков 3 в ограничительных дисках 29 и 30 выполнены щелевые направляющие 31,Щелевые 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 точкупересечения, 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 34За 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 свяМ РРМт монс г ин В случае логарифмической спиралина участке деформирования от гдо 50 К наблюдается прямолинейная зависимость между усилием Р и усилием Р 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. 5 1523 занным поворотным толкателем 4 1 с сердечником 42, При включении электромагнита 40 тяга толкателя 4 продвигает вал и зацепляет между собой шпицевые 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 АС, жестко связанной с кнопкой реверсирования РД электродвигателя, Система блокировки катушек необходи-. ма для фиксации радиусабарабана в промежуточных положениях между значениями К и гц (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 гопределяется диаметром валиков 3, когда они при полном сближении касаются один другого.Максимальное значение радиуса К 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 обеспечивала 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 Р,рот 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 Р,передаваемое на канат, которое достигается при минимальном радиусе барабана, равном мин10Предварительное суммарное сжатиевсех пружин в радиальном направлении,необходимое для обеспечения Р , определяют исходя из следующей модели,характеризующей процесс взаимодейст 15.вия элементов системы (фиг.3), Действие направляющей 31, поджимающей валик и сжимающей пружину 24, можнопредставить как действие на валик 3наклонной плоскости (это часть диска29), имеющей наклонную поверхностьпод углом к радиусу, проведенному коси валика 3 в месте набегания на барабан 2 навиваемого каната,В случае, когда сила на канатеР, больше,чем сила тяги Рвалик 3 неперемещается под действием усилия,передаваемого наклонной плоскостьюв направлении натяжения каната и начинается перемещение самой наклоннойплоскости по направлению оси Х (трение в самой системе ле.дки не учитывают, так как это не изменяет сутипроцесса). При этом валик 3 начинаетперемещаться по радиусу к центру ба 35 рабана. Для предотвращения указанногоперемещения необходимо, чтобы составляющая Мс, от реакции наклонной плоскости Мбыла равна И- усилию,развиваемому пружиной (одной или,40 что то же самое, всеми, все пружиныв своем действии складываются)Условие равновесия валика в радиальном направлении45Выполнение 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 всвязи с уменьшением сил трения.Тяговая лебедка работает в двухрежимах; заданном и автоматически регулируемом.В заданном режиме катушки 18 и 27блокированы устройством 33 при определенном заданном Радиусе(61( К), пеРе мычка РУ (фиг.4) замыкает цепь электромагнита 40, опорный вал 20 смещаетсявлево (фиг.1) и соединяет между собойпосредством шлицевых выступов 34 валы 17 и 28. Дпя вывода барабана на 20заданный радиус и конец каната 32жестко заанкеривается, включаетсяэдектродвигатель 9 привода при разомкнутом сцеплении. После сжатия пружин 24 под действием взаимного поворота катушек 18 и 27 до заданного радиуса катушки блокируются между собойпосредством устройства 33. Таким образом, обеспечивается возможность регулировки скорости намотки каната и 30соответственно усилия тяги.В режиме автоматического регулирования катушки 18 и 27 разблокированы,т.е. устройство 33 разомкнуто. Цельавтоматического регулирования - обес 35лечить поддержание неизменного режима работы привода, что обеспечиваетнаиболее экономичное расходованиеэнергии,40Автоматическое регулирование осуществляется за счет изменения линейной скорости продвижения каната, При этом, если уменьшается эта скорость, то увеличивается тяговое усилие Р., 45 передаваемое от привода на канат и наоборот. Указанные изменения осуществляются путем уменьшения или увеличения радиуса барабанапри сжатии пружин 24, Последние сжимаются (фиг,2 и 3) путем продвижения роликов щелевыми направляющими 31 при остановленной первой катушке 18, что обеспечивается при Р ) Р . При продвижении валиков к оси барабана постепенно увеличивается сила тяги Р пока .она не станет больше чем РУ Гр У ,и не начнет двигать валики 3 вместе с первой катушкой. Это происходит, когдаМ геР Р ьгр г Э фгде М - номинальный момент привода.Таким образом, в рассчитанном диапазоне от Р и до Р,тяговая лебедка автоматически "приспосабливается" к меняющимся условиям работы, что особенно важно для условий транспортирования.Формула изобретения1. Тяговая лебедка, содержащая установленный .в корпусе приводной барабан с навиваемой на него гибкойтягой и подпружиненные валики в системе передач от привода к гибкой тяге, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью снижения металлоемкостии энергозатрат путем автоматическогорегулирования работы лебедки в зависимости от нагрузки, рабочая поверхность барабана образована упомянутыми валиками, концы которых снабженыползунами, установленными с возможностью перемещения на радиальныхнаправляющих, на .которых установленыупомянутые пружины, при этом на барабане между радиальными направляющими с возможностью вращения смонтирована связанная с приводом катушкас боковыми дискаМи, в которых выполнены в форме логарифмической спиралищелевые 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 Ъл. Составитель А.ПроворовРедактор И.Горная Техред Л.Олийнык . Корректор Т.Мал одписн оизводственно"издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101Ф ФЖФ,Я Заказ 7003/24 Тираж 628НИИПИ Государственного комитета по изобретени113035, Москва, Ж, Раушская и открытиям при ГКНТ СССРб., д. 4/5