Лебедка

О П И С А Н И Е821394ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоввтсиикСоциалистичвсиикРвслублии К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кд,с присоединением заявки М В 66 Э 1/24 Пкудорстевнный комитет СССР по делам изооретеннй и открытий(53) УДК 621, о .864(088.8) Дата опубликования описания 18,04,81(71) Заявитель Ярославский политехнический институт(54) ЛЕБЕДКА Изобретение относится к грузоподъем ным механизмам, а именно к лебедкем с изменением скорости,Известны лебедки, содержащие бара-бан, связенный с тормозом и соединенный с электродвигателем передаточным механизмом, включающим вариатор и промежуточную передачу 11.1 и Г 21.Указанные лебедки сложны по конст- рукции, имеют большие габариты вслед-. ствие недс 1 статков, присущих, фрикционным вариаторам: малой нагруэочной способности, надежности, долговечности.Цель изорретения - уменьшение га- баритов лебедки и повышение надежности ее работы.Цель достигается тем, что вариатор выполнен импульсным, промежуточная передача снабжена, вересом с паразитным колесом, е тормоз выполнен грузо- упорным и расположен не ведомом валу между передачами реверса.На фиг. 1 схематично представлена лебедка, вид сверху; на фиг. 2 - сечение.2А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - сечение Б-Б на фиг,Все механизмы лебедки размещены в корпусе 1. Асинхронный электродвигатель (не показан) подсоединяется к регулирующему валу 2 или к кривошип- ному велу 3. (И дальнейотем рассматривается вариант привода на вел 2) . На валу 2 на шпицах расположенызубчатые 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 сколесом 6, жестко закрепленным на криво-О шипном валу 3. Колесо 5 находится взацеплении.с зубчатый колесом 7, свободно установленным на криривощипном валу 3. Зубчатое колесо 7721394 имеет два венца 8 внутреннего зацепленияКривошипный вал 3 .имеет две кривошипные шейки с радиусом эксцентрисите-та д, повернутые одна относительноуодругой на угол близкий к90, Наэтих кривошипных, шейках шарнирно установлены эксцентричные втулки 9, несущие венцы 10. Радиус эксцентриситетавтулок 9 Р =, Р Втулки 9 установленыя одинаковом относительно кривошипныхшеек положении, а их зубчатые венцы 10зацепляются с венцами 8.На каждую эксцентричную втулку 9подвижно посажено по два шатуна 11(Обозначим шатуны 11, 11, 11 ии 11 ). Шатуны 11 шарнирно соединеныЯс коромыслами 12 и 13. Коромысла 12и 13 несут оси 14 и собачку 15, которые входят в зацепление с храповымиколесами 16, 16, 16 ъ и 16неподвижно размещенными на валу 17,при этомкоромысла 12 могут свободновращаться относительно вала 17.На валу 17 свободно расположенызубчатые колеса 18 и 19 и на шлицахпосажена втулка 20. Втулка 20 имеетвоэможность осевого перемещения такимобразом, что может соединять неповоротно. с валом 17 либо колесо 18; либоколесо 19, причем длина втулки 20 выбрана такой, что при ее передвижении дляпереключения колес 18 и .19 имеетсятакое положение, когда оба колеса соединены с валом 17, Зубчатое колесо 18зацепляется с колесом 21, неподвижносидящим на валу 22. Зубчатое колесо19 через паразитное колесо 23 зацепляется с зубчатым колесом 24, котороена внутренней поверхности ступицыснабжено раэьбовой нарезкой, Колесо 24содержит также диск 25 и насажено навийтовую втулку 26. Втулка 26 жесткоустановлена на валу 22. На валу 22также жестко установлен диск 27. и свободно между дисками 25 и 27, установлен механизм 28 свободного ходе например храповой механизм), эамыкаемыйна.корпус 1 при вращении его в сторонуопускания 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 10образуют дифференциальный регулирующиймеханизм импульсного вариатора.Детали 3, 9, 11, 12 и 13. образуютпреобразующий механизм импульсного вариатора,4Детали 14, 15 16 и 17 образуютмеханизм свободного хода импульсноговариатора. Для простоты дальнейшегообъяснения здесь приведен храповыймеханизм свободного хола. Кромехраповых известны роликовые, дифференциальные и клиновые механизмы свободного хода, отличаюпреся большей, чему храпового, несущей способностью, 1 О Детали 18 и 21 образуют прямую передачу реверса, детали 19, 23 и 24 -обратную передачу реверса, при этомдетали 22, 24, 25, 26, 27 и 28 образуют грузоупорный тормоз.15 Преобразующий механизм (ПМ) в импульсном вариаторе предназначен преобразовывать равномерное вращение кривошипного вала 3 в качательное движение коромысла 12, ПМ состоит иэ четы 2 о рех элементарных механизмов (ЭМ),представляющих собой кривошипно- коромысловые четырехзвенники, расположенные в параллельных плоскостях. Кривошип ЭМ образован суммарным эксцент риситетом колена вала 3 и втулки 9, иего радиуср + р , ЭМ попарно имеетодин общий кривошип для получения минимальной неравномерности хода кривошипывала 3 повернуты один относительно другого на угол, близкий к 90 ф, а ЭМ,имеющие общий кривошип, работают впРотивофазе (фиг, 2, где видно положение шатунов 11 111, и коромысел12 и 13 для ЭМи ЭМ, имеющиходин общий кривошип).35Механизмы свободного хода (МСХ)в импульсном вариаторе содержатся почислу ЭМ и предназначены преобразовывать качательное движение коромысел 12 и 13 и однонаправленное враще Оние. вала 17, Поскольку МСХ передаетвращение только в одну сторону и припараллельной работе нескольких МСХна один вал только тот иэ них осуществляет движение, ведущее звено которо: -го движется с небольшей скоростью, атакже поскольку ЭМ работают со сдвигом фаэ, то движение на вал 17 передается перидическими импульсами с частотой, определяемой произведением частоты вращения кривошипного вала 3 нвчисло ЭМ, Так, при частоте вращениявала Зн = 750 об/мин, частота враща-,.тельных импульсов, передаваемых навал 17, составит 3000 в мин или 50 Гц. ,В результате вал 17 вращается неравномерно со, скоростью, колеблющейся относительно некоторого среднего значения.82394 би 24 и барабан 29 с грузом 31. Стрелками показано направление вращения.вала 17 и барабана 29. При включенномэлектродвигателе направление действиямомента от груза на валы 22 к 1.7 совпадает с направлением вращения валов 17 и 22 при опускании груза. Врезультате опускание груза здесь происходит независимо от скорости вра 10 щения вала 17, а удержание груза.навесу возможно только с применениемтормоза. Таким образом, свойства импульсного вариатора регулировать скорость и удерживать груз оказываютсянеиспользованными,Регулирующий механизм (РМ) предназначен изменять на ходу и под нагрузкой радиус кривошиповдля изменения амплитуды качания коромысел12; тем самым изменяется средняя скорость вращения вала 17. 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 г =м 0 валы 2 и 3 вращаются, а вал 17 не. подвижен, при г =Гщд обеспечивается максимальная из возможных скорость вращения . вала 17.Лебедка работает следующим образом.При подъеме груза 31 вал 17 сое-. динен с зубчатым колесом 18 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 17 в направлении, при котором вариатор заклинивается. Таким образом, при включенномколесе 18 удержание груза на весу ненуждаются в стопорном тормозе 30.На фиг. 2 направление вращения вала 17 и барабана 29 при работе импульсного вариатора и подъеме груза 3 1показаны сплошными стрелками. Направление момента от веса груза при становленном двигателе - пунктирнымистрелками.При опус. сании груза 31 вал 17 соединен с зубчатым колесом 19 При этомвал 17 вращается в ту же сторону, что и при подъеме груза, а колесо 24 приводит вал 22 через грузоупорный тормоз таким образом, что обеспечиваетсяопускание груза. Юля того, чтобы признать необходимость в данном случае в грузоупорном тормозе, представим, чтоего нет и колесо 24 непосредственйосоединено с валом 22. Этот вариант схемы привода показан на фиг. 3. Здесьусловно показаны только храповое колесо 16 и взаимодействующие с ним шатун 11, коромысло 1.2 и собачка 15, а также эацепляюшиеся колеса 19, 23 При выполнении механизма с грузоупорным тормозом, опускание грузапроисходит следунлцим образом.20 Врашение от вала 17 передается наколесо 23, которое при этом вращаетсяпо часовой стрелке в направлении опускания груза 31. Вращение колеса 24сопровождается его осевым перемещениемпо винтовой втулке 26 таким образом, чтодиск 25 отходит от диска 27. В результате вал 22 освобождается и начинается опускание груза 31. 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, приэтом торцы:диска 27 механизмасвободного хода (например, храповогоколеса) сжаты, и таким образом, силами трения он должен вращаться всторону опускания груза, что невоз-,можно изза конструкции механизма 40, свободного хода (вращению диска 28может препятствовать, например, собачка храпового механизма), Таким образом, груз может опускаться со скоростью,определяемой импульсным вариатором, й 4 удерживаться на весу при выключенномдвигателе Следует отметить, что длянормальной работы механизма необходимо, чтобы момент,сил трения ввинтовой паре 26, 24 был меньше, чем у приведенный к валу 22 суммарный момент С сил трения в механизмах свободного хода импульсного вариатора присовершении ими холостого хода, В.противном случае грузоупорный тормоз выключится и опускание груза будет произвольным, Для надежного обеспеченияотмеченного неравенства моментов силтрения возможно воспользоваться тормзом 30, который в этом случае долженЛебедка, содержащая барабан, связанный с тормозом и соединенный с электродвигателем передаточным м еханизмом,включающим вариатор и . промежуточнуюпередачу , о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью уменьшения, габаритовлебедки и повышения надежности работывариатор выполнен импульсным, промежуточная передача снабжена реверсом с25 параэитным колесом, а. тормоз выполненгрузоупорным, и расположен на ведомомвалу между передачами реверса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЖ 81355, кл. В 662 1/22, 1949,2. Авторское свидетельство СССР% 350742, кл, В 663 1/20, 1971. 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 переключениеупомянутых цепей, происходит только в неподвижном состоянии валов. Это достигается соответствующей установкой . рэгулировочного механизма, определяющего нулевую скорость вращения ведомого вала вариатора. Для того, чтобы обеспечить соответствующее совпадение шпиц на переключаемых элементах, следует пользоваться скоростями вариатора, мало 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 операция повторяется до тех пор пока переключение не состоится. При переключении с подъема на оцускание груза или наоборот целесообразно пользоваться тормозом ЭО, чтобы облегчить осевое перемещение втулки 20.Таким образом, обеспечивается регулирование скорости подъема и опускания груза во всеМ диапазоне регулирования варианта и существенно облегчают- ся условия работы тормоза. Предлагае 394 8мый механизм позволяет уменьшить габариты лебедки,Осуществлейие бесступенчатого регулирования скорости подъема (опускания)5груза позволяет повысить производительность груэоподъемной машины за счетоптимизации скорости протекания соответствующих технологических процессов,а также увеличивает безопасность итехнический уровень ра(ют за счет снижения скорости при посадке и отрывегруза Формула изобретения5821394 Составитель А. ПроворовЙорошенко Техред Н.Вабурка Корректор О, Бил аж 929 Подписноеарственного комитета СССРобретений и открытийЖ, Раушская наб. д. 4/5/36 ТирВНИИПИ Госупо делам иэ035, Москва,3.7 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4