Реверсивная лебедка

О Л И С А.Н И Е (п)5 О 6285ИЗОБРЕТЕН Ия Сова Советских Социалистических Республик(33) США Государственный комитет 3) УД 1.864 88.8)(43) Опубликовано 05,03.76. Бюллетень9 авета Министров СССРпо делам изобретений н открытий я Описания 23.07.7 5) Дата опубликова остр анцы Моррис и Джеймс Лоуренс См(США) Иностранная фирма Катерпиллар Трактор Ко(54) РЕВЕРСИВНАЯ ЛЕБЕДКА дки, а енныннымирегу,под елек- тами 72) АвторыизобретенияЛайл Фрэнк Ейтс, Хью Изобретение относится,к навесному обо 1 рудоэанию транспортных средств.Известны реверсизные лебедки, содержащие приводимый двигателем редуктор,и канатный барабан, включающийся посредством комбинированной, муфты,Однако такие лебедки недостаточно надежны в рработе.Цель .изобретения - повышение надежности лебедки,и увеличение срока ее службы.Для этого в предлагаемой лебедке комбинированная муфта выполнена в виде управляемых гидрораспределителем фрикционных гидромуфт, установленных на промежуточном валу и взаимодействующих со свободно посаженными на нем коническими шестернями, входящими в зацепление,с конической шестерней входного, вала редуктора лебе гид(рораапределитель снабжен уста 1 новл ми в корпусе и гидравличеоки связа между собой редукционным клапаном, лирующим уровень давления жидкости, водимой к системе, смазки лебедки, с торным клапаном управления гидромуф и клапаном, модулирующии давление рабочей жидкости,С целью аредоэцращения пробуксовки гидромуфт,при изменении скорости вращения привода лебедка может быть снабжена гидравлически,овязаовным с гидрораспределителем распределительным,сервоклапаном.С целью обеспечения возможности селективного отключения,входного вала его шестерня может быть снабжена фрикционнойгидр омуфтой,Селекторный и редукционный клапаны могут быть механически связаны с трехпозиционной рукояткой управления. Это обеспеО чивает оперативное управление лебедкой.На фиг. 1 изображен механизм, передачи;вид сбоку; на фиг. 2 - лебедка и гидравлическая система управления ею;,на фиг. 3 -разрез механизма,передачи лебедки; на фиг.5 4 - разрез,распределительного сервоклапана системы управления;,на фиг. 5 - вид сбоку на гусеничный трактор с лебедкой.Лебедка содержит приводной входнойвал 1, представляющий собой обычный валотбора мощности двигателя внутреннего сгорания трактора. Нормально расцепленнаявходная муфта 2,кинематически связана сшестерней 3, сцепленной с шестерней 4, посажееной на шлицах (птпонке) на,входныесредсна лебедки, представляющие собой поворотный;вал 5. Муфта 2, а также две лебедочные оиуфты, описанные,ниже, являютсяфрикционными диаковыми муфтамиприводимыми,в действие жидкостью (предпочтительно маслом), 59628510 60 65 На конце вала б закреплена, первая коническая шестерня б, входящая в зацепление с расположенными друг против друга второй и третьей коническими шестернями 7 и 8,входных средств лебедьки (фиг. 3). Коническая шестерня 7,прикреплена к,держателю 9, установленному с возможностью вращения на валу 10, Держатель и вал могут быть соединены друг с другом через передачу, включающую в себя первую,нормалыно сцепленную лебедочную муфту 11, содержащую комплекты фрикционных дисков 12, поочередно установленных,с возможностью осевого перемещения на держателе и,валу, посредством обычных шлицевых,соединений. Фрикционные диски расцепляются, когда в полости 13 муфты создаемся давление, перемещающее,кольцевой поршневой узел 14 вниз. Диоки сжимаются вместе, обеспечивая сцепление муфты посредством установленных торец в торец, пружинных шайб 16 типа Вельвиля.Коническая шестерня 8 предназначена дляпередачи вращения через идентичную ей вторую лебедочную муфту 16, содержащую держатель 17, установленный с,возможностью зращения на общем валу 10, и диски 18, чстановленные на шлицах,с возможностью осевого перемещения поочередно на держателе и валу. Пружинные шайбы 19 типа Вель- виля сцепляют муфту, а создание давления в полости 20 обеспечивает расцепление ее, благодаря перемещению поршневого узла 21 вверх. Когда обе муфты 11 и 16 сцеплены, ."еханизм передачи застопорен и тросовый барабаи 22 не может вращаться.Если будет расцеплена только вторая лебедочная муфта 16, коничеокая шестерня 7 будет аращать держатель 9, а следовательно, и вал 10 в первом направлении,вращения, Наоборот,при,расцеплении только первой лебедочной муфты 11 коничеокая шестерня будет передавать вращение держателю 17, а тот - валу 10 в протлваположном направлении, При создании давления в обеих полостях 13 и 20 вал 19 может авободно вращаться в режиме работы лебедки свободный ход барабана, который подробно будет описали ниже.Вал 10 и соосный с ним,вал 23 установлены,с возможностью вращения в подшипниках 24 и связанны друг с другом редуктором, .представляющим собой планетарную передачу (фиг, 2). Планетарная,передача содержит неподвижное зубчатое колесо 26 с внутренним зацеплением, централыную шестерню 26, планетарные шестерни 27 и водило 28 прикрепленное к валу 23. На этом валу закреплена ведущая шестерня 29, которая входит в зацепление с шестерней 30, вращающей, в свою очередь, шестерню 31, закрепленную на валу 32, установленном в лебедке с возможностью вращения.Шестерня 30 входит в зацепление с шестерней 33 прикрепленной к ступице 34, закрепленной на валу Зб. Этот вал соответст 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вующим образом установлен с,возможностью вращения в неподвижных подшипниках Зб и 37, размещеаных на некотором расстоянии друг от друга, и несет на себе тросовый барабан 22, закрепленный на нем. Трос 38 может быть намотан на барабан 22 так, чтобы он отходил назад от верхней или от нижней части барабана, соответственно положениям намотка сверху и намотка с.низу. Система управления (фиг. 2) содержит одну рукоятку 39 управления, которая мояет быть передвинута оператором по выбору в пазы, чтобы привести систему управления,в состояние, обеспечивающее следующие режимы работы лебедки: нейтральный (1), при котором рукоятку, размещают в горизонтальном,пазу с целью, сцепления лебедочных муфт 11 и 16 и расцепления входной муфты 2; разматывание (11), при котором рукоятку перемещают вниз в пазу с целью расцепления только одной из лебедочных муфт и сцепления входной муфты для обеспечения вращения барабана 22 в лервом направлении и сматывания с него троса; снаматывание (111), при котором рукоятку передвигают вниз в пазу с целью фасцепления только, второй лебедочной муфты и сцепления входной муфты для обеспечения вращения барабана,в противополояном направлении и намаывания троса; и свободный ход барабана (1 Ъ), при котором все муфты расцеплены и барабан может авободно,вр ащатыся.Для передачи ее движения рукоятка 39 управления связана рычаиными механизмами 40,с золотниками редукционного клапана 41 и,селекторного клапана 42.При всех режимах работы лебедки источник рабочей жидкости, представляющий собой масляную,ванну 43 (например, замкнутую камеру внутри корпуса лебедки, частично заполненную маслом), нагнетателыный объемиый насос 44 с приводом от двигателя трактора и фильтр 46. Насос подает рабочую жидкость,в трубопровод 46. Этот трубопровод сообщается с,входным отверстием 47 распределительного сервоклапана 48, содержащего золотник 49, нормально отжатый вверх опиральной,пружиной 60 до упора 51. При нейтральном режиме работы лебедки, когда рукоятка 39 расположена в пазу, рабочей жидкости в обеих лебедочных муфтах нет, муфты сцеплены и создают одинаковую нагрузку на тросовый барабан 22, обеспечивая его затормаживание.На фиг. 2 показана система управления в нейтральном режиме работы при малых оборотах двигателя (например, /, - /, номибанального числа оборотов двигателя), когда напнетаемое масло подается в,камеру 62. Из камеры 62 масло поступает через отверстия 63 и 64 в выпусиной трубапровод бб, Давление подается также в камеру бб, Давление масла в камерах 62 и бб отличается на величину, равную давлению, необходимому для проталкивания масла через отверстия 63 и54 в канал 57. Таким образом, если поток мал (например, при малых числах оборотов двигателя), усилие пружины 50 больше, чем усилие, создаваемое разницей давлений, и клапан располагается в вержнем положении. Когда поток увеличиваепся (например, при повышении числа оборотов двигателя), усилие от разницьг давлений становится большим, чем усилие гтружиньг, и золотник 49 передвигается в нижнее положение.По трубопроводу 55 масло, поступает к входному отверстию 58 кланана 59, модулирующего давление. Этот клайнаи содержит золотник 60, который отжат влево спиральной пружиной 61 и может быть помещен вправо вспомогательными средстваъги, содержащими чашеобразный грузовой поршень 62.В показанном нейтральном состоянии рабочая жидкость поступает от входного от 1 верстия 58 в канал 63 и смазочньгй канал 64. По смазочному каналу масло под низким давлением, например, 40 фунтов на квадратный дюйм (2,81 кг/см) поступает в систему 65 смазки или средства смазки. Предохранительный клапан 66 служит для подержания давления смазочного масла на установленном безопасном уровне. Система смазки служит для охлаждвния и смазки фрикционных дисков лебедочных и входной муфт, а также для смазки различных подшипников и шестерен на всех режимах работы лебедки.Клапаньг 41 и 59 соединаньг между собой последовательно и идептичньг друг другу, за исключением того, что клавдиан 41 приводится в действие механизмами 40, а,клапан 59 перемещается под воздействием давления жидкости, поступагощей по трубопроводу 67 к поршню 62 и обеспечивающей создавне усилия, действующего на пружины 68, Клапаны 41 и 59 являются последовательно включентак как жидкость, вьгпуокаемая клапаном 59, подается к клапану 41.,При первом передвижении механизмов 40 вправо золоткик 69 редукционного клавдиана 41 перемещается,вправо, сжимая пружину 70, разъединяет трубопровод 71 со сливным отверстием 72 и открывает этот трубопровод для,подачи в него жидкости. После этого давление, создаваемое в трубоправоде 71, будет расти до уровня, определяемого усилием пружиньг 73, После того, как давление,достигает этого уровня, рабочая жидкость выпускается в описанную ранее систему смазки благодаря тому, что на золотнике 69 выполнен поясок 74, который, взаимодействуя с входным отверстием смазочного канала 64, обеспечивает создание прохода переменного сечения, Размер этого парохода может быть отрегулирован с целью обеспвчвния,необходимого, перепада,давления в этом месте для создания требуемого,давления ниже по холу потока масла, в системе смазки. Очевидно, что давление в трубопроводе 71 гможет быть отрегулировано оператором путем изменения нагрузки на пружину 73. Пружина 75 служитлишь для создания,соответствующего ощущения у огператора,Когда двигатель, работает на малых оборотах холо того хода и рукоятку 39,передвигают влево пэ направлению к положению 11, золотник 76 селекторного клапана 42 перемещаепся,рьгчаиным механизмом 40 влево,15 20 25 зо 35 40 45 50 55 ео 65 в положение 11, ставя систему в условия, обеспечивающие,режим работы лебедки разматьгвание. Золотник клапана удерживается в таком положении подпружиненной защелкой 77, которая заходит в одну из трех канавок 78. Передвижение рукоятки вниз до первого положения (например, 20% длиньг паза) обеспечивает сцепление входной муфты 2 под полным давлением системы, например 250 фунтов на квадратный дюйм (17,5 кг/см), Такое давление удержнвается на протяжении всего хода рукоятгги управления до положения 11 внизу паза.Расцепление первой лебедочной муфты 11 начинается при более низком давлении, например, бО фунтов на кв, дюйм (4,22 кг/с,гг). Давление масла, подводимое к первой лебедочной муфте, растет прямо пропорционально дальнейшему перемещению рукоятки управления вниз. Когда рукояпка 39 находится в положении 11, внизу паза, давление масла в полости 13 первой лебедочной,муфты находится на максимальном уровне 250 фунтов на кв. дюйм,Рукоятка 39 через рычажный меанизм 39 одновременно перемещает золотник 69 редукционного клапана 41 вправо, открывая сообщение между каналом 63 и выпускньгм трубопроводом 71 через регулируемый проход переменного сечения, ооразуемый кольцевой канавкой 79 и кольцевым пояском 80. Размер этого прохода переменного сеченггя гможет быть отрегулирован путем манипулирования рукояткой 39 в пазах с целью обеспечения необходимого перепада давления в этом месте. Золотник 69 отжимается влево спиральной пружиной 70 и хгаслом, подаваемым через канал 81 и камеру 82, в которой находится установочньгй штифт 83.Ниже по ходу потока малосла, в трубопроводе 84, масло проходит через суженное отверстие 85 в камеру 86 под управлением обратного клапана 87. Давление в камере 86 сначала стремится передвичуть грузовой поршвнь 62 вправо против, действия одной (внутренней) из спиральных пружиня 68 и открыть проход, образуемьгй кольцевой канавкой 88 и пояском 89 на золотнике 60. Например, лишь незначительное давление в камере 86 требуется для перемещения золотника 60 в направлении его положенияпри котором происходит заполнение входной, муфты.После открытия клапана масло проходит по каналу 90 в камеру 91, гв которой находится штифт, установленньгй с .возможностью возврапно-поступательного перемещения в этой камере. Таким образом,;давление масла в камере 86, стремясь передвинуть золотник5 о 15 20 25 зо ЗБ 40 45 50 55 60 60 вправо, преодолевает действие пруяин 61 и 68 и действие давления масла в камере 91, благодаря чему, создаются условия для постепенного заполнения рабочей камеры входной муфты с целью, предотвращения резкого сцепления муфты,Далее, масло под давлением, например, 250 фунтов на,кв. дюйм (17,5 кг/см) поступает в трубопровод 92, кольцевую канавку 93 распределительного сервоклапана 48 и выпускной трубопровод, Золопник 76 перемещается влево так, что трубопровод 94 сообщается с трубопроводом 95, по которому масло под давлением поступает в рабочую камеру 96 входной, муфты 2.Входная муфта содержит такяе кольцевой поршневой узел 97 (фиг. 1), отжатый влево спиральными, пружинами 98, при этом фрикцианные диски 99 нормально расцеплены. Эти,диски установлены на шлицах с возможностью осевого перемещения,на входном валу 1 и шестерне 3, При создании давления в камере 100 диски сцепления сжимаются вместе, соединяя входной вал 1 с входным валом 5 лебедки и конической шестерней б.Трубопровод 67 сообщается также с отводным труболразодом 101, кольцевыми канавками 102 и 103 сервоклапана 48 и выпускным трубопроводом 104. Поскольку золотник 76.кланана 42 перемещен в левое положение 11, поясок 105 также передвинут влево, при этом гпроход в кольцевую канавку 10 б,перекрыт и трубопровод 104 сообщается с,канавкой 107 и трубопроводом 108. По трубопроводу 108 ;асло под давлением (например, от 60 до 250 фунтов,на кв. дюйм),паступает в хамеру И первой лебедочной муфты 11, обеспечивая ее пробуисоаку или полное расцепление, При нахоидении рукоятки 38 в,положении 11, когда оцеплены только входная муфта и вторая лебедачная муфта, барабан 22 вращается в первом направлении и,происходит сматывание троса с бар а бана или р аз маты в ание.Управление барабаном в режиме перемеротах холостого хода путем соответствующего щения толчками достигается;при .низких обоманипулирования рукояткой. В частности, при таком манипулировании золотник 69 редукционного клапана 41 двигается возвратно- поступательно, обеспечивая способ управления перемещением толчками, вследствие точного регулирования перепада давления в отверстии переменного сечения, образованном канавкой 79 и пояском 80. Отрегулированное давление (например, 50 - 2 о 0 фунтов на ив, дюйм) в трубопроводе 109 подаепся в камеру 13 первой лебедочной муфты и обеспечивает управление расцеплением или дробуисовкой муфты.При работе двигателя на высоких оборотах холостого хода (номвнальное число оборотов или:выше) вращение барабана лебедки толиками при передвижении рукоятки 39 в положение 11 предотьращается автоматически вопомогательными .средствами, для того, чтобы предохранить диоки муфты от пригорания, При высоких оборотах холостого хода увеличенное давление масла в камере 52 блокировочнаго клапана 48 превышает заданный уровень, например, 350 фунтов на кв. дюйм (24,б кг/см). Вследствие этого золотник 49 перемещается вниз, автоматически и постоянно обеспечивая подачу полного давления (250 фунтов на кв. дюйм) системы в камере 96 и 13 соответственно входной и первой леб:докучной муфты.В частности, почти полное давление в системы подается от трубопровода 2 к обоим выпускным трубопроводам 94 и 104, вследствие перемещения блокирующего пояска 110 золотника 49 ниже трубопровода 104. Следовательно, входная и лебедочные муфты могут находиться только в состоянии включено или вьпключено и не будет реагировать на манипулирование золотииком 69 посредством рукоятки, производимое с целью обеспечения пробуиоовки лебедочных муфт или перемещения толчками. Описанные выше режимы работы лебедки; толчкавый при низких оборотах холостого хода и бестолчкавый при высоких оборотах холостого хода - будут также иметь место и при,передвижении рукоятки 38 вертикально;в пазу 90 положения 1 Ч или 111.При работе двигателя в,режиме высоких оборотов холостого хода отверстие 54 закрывается с целью увеличения, перепада давления в отверстиях 58. Давление в камере 52 постоянно поддерживается на достаточно высоком уровне для преодоления совместного действия усиления от давления в,камере 56 и усиления пружины 50, При низких оборотах холостого,хода золотник 49;всегда поднят пружинной 50 в положение, изображенное,на фиг. 2 вследствие совместного истечения жидкости через отверстия 58,и 54, которое дает меньший перепад,давления.При передвижении рукоятки 38 в положение наматывание, т. е. положение 111;внизу паза, клапаны 41, 48,и 59 будут работать в основном так, как было описано выше. Но при этом золотник 76 селекторного клапана 42 передвигается вправо в положение 111, в котором перекрывается, проход в,кольцевую канавку 107. Следовательно, впускной трубопровод 104, идущий от клапана 48, сообщается с кольцевой .канаакой 106, и жидкость под давлением идет по трубопроводу 111 в камеру 112 второй лебедочной кофты 16, обеспечивая раоцепление этой муфты, Поэтому режим ра боты разматывание будет изменен на обратный, и барабан 22 аращаепся в,противоположном яаправлении, осуществляя наматывание.При передави:жении рукоя.тки 88 вниз по пазу в положение 1 Ч клапаны 41, 48,и 59 будут работать в основном так, как описано выше. Но при этом золотник 7 б селекторногоклапана 42 будет установлен в промежуточном положении 1 Ч, и поясок 105 занимает положение, изображенное на фиг. 2, Таким образом, рабочая жидкость поступает из трубопровода 104 в оба выпускных трубопровода 108,и 111 полностью или частично (пробуксовка), расцепляя обе лебедочные муфты,Кроме того, поясок находится в блокирующем,положении, при котором отсутствует сообщение между трубопроводом 94 и трубопроводом 95, что не дает, возможности сцепиться входной муфте 2. При этом, лебедка находится в режиме работы свободный ход барабана, Система управления может быть сконспруирована так, что оцепляется входная муфта,при режиме свободного хода барабана, при этом лебедочные муфты расцепляются,формула изобретения1. Реверсивная лебедка, содержащая приводимый двигателем редуктор и канатный барабан, включающийся посредством комбинированной муфты, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения наделности лебедки и увеличения ее срока службы, комбинированная муфта выполнена в виде упразляемых .гидр ор аспределителем фрикционных гидромуфт, установленных на промежуточном валу и взаимодействующих со свободно посаженными на нем коническими шестернями, входящими в зацепление с конической шестерней входного вала редуктора лебедки, а пидрораспределитель снабжен установленными в корпусе и гидравлически овязаннььми между собой редукционным клапаном, регулирующим уровень давления жидкости, подводимой х 10 системе амазки лебедки, селекторным клапаном управления гидромуфтами и клапаном, модулирующим давление рабочей жидкости.2. Лебедка по п. 1, отл ич ающаясятем, что, с целью предотвращения пробуксовки тидромуфт при изменении окорости вращения привода, лебедка снабжена гидравлически связанным с гидрораопределителем раси р едел и тельным серв окл апарина м.3. Лебедка по п. 1, отл и ч а ю щ а я с я 20 тем, что, с целью обеспечения возможностиоелективного отключения входного вала, его шестерня снабжена фрикционной гидромуфтой.4. Лебедка по п. 1, отлич ающа яйсятем, чтос целью обеспечения оперативного управления лебедкой, селекторный и редукционный клапаны механически связаны с тр ехпозиционной рукояткой,упр авл ения.Заказ 701/897ЦНИИП Подп испоов СССР ип. Харьк, фил, пред. Патент Изд.306сударственного комитетапо делам изобретений иМосква, Ж, Раушская Тираж 1029 овета Мини открытий аб д 4/5