устройство для сматывания и наматывания кабеля

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМАТЫВАНИЯ И НАМАТЫВАНИЯ КАБЕЛЯ, включающее кабельный барабан и тяговый электродвигатель, отличающееся тем, что кабельный барабан установлен на корпусе тягового электродвигателя, корпус установлен на подшипниках, расположенных в гнездах опор, причем оси подшипников, вала электродвигателя и кабельного барабана установлены соосно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному и транспортному машиностроению и касается устройств для питания энергией минитракторов либо самодвижущихся тележек с централизованным электрическим питанием. К последним относятся устройства для уборки вокзальных помещений, залов, а также всевозможные электрогазонокосилки, электробуры и т.д.

Особенностью работы данных устройств является то, что они перемещаются вперед-назад в основном с плоскопараллельными траекториями. Длина гона при движении в одном направлении достигает 100.200 м.

В процессе работы таких устройств необходимо поддерживать постоянное натяжение кабеля. Это позволит избежать излишнего износа кабеля в результате протягивания его по земле, а также повреждений при наезде на него колесами и обрывов, вызванных резкими бросками скорости при неустановившихся режимах движения (разгон-торможение).

К устройствам для поддержания постоянного натяжения кабеля, используемым на относительно несложных и недорогих машинах, предъявляются требования высокой надежности и простоты. Известные устройства комплексу этих требований не отвечают.

По технической сути наиболее близко поставленным задачам отвечает устройство для сматывания и наматывания кабеля, предназначенное для подвода электроэнергии к мобильному погрузчику. Данное устройство содержит расположенный на электропогрузчике корпус с установленной внутри вертикальной осью, на которую насажены ступица кабельного барабана, ступица водила и пружинный привод, причем один конец спиральной пружины привода прикреплен к ступице водила, а другой к кабельному барабану.

Недостатком известного устройства является то, что по мере разматывания кабеля возрастает усилие закрутки спиральной пружины, а следовательно, усилие натяжения кабеля. Это может существенно повысить сопротивление передвижению, а следовательно, уменьшить КПД таких средств, как тяговые блоки, развивающих относительно небольшое тяговое усилие. Особенно существенно снижается тяговый КПД при наматывании длинных кабелей, которые используют для подвода электроэнергии к сельскохозяйственным тракторам и другим транспортным средствам.

Существенным недостатком данного устройства является также наличие токосъемника, предназначенного для подвода электроэнергии от вращающегося барабана к неподвижному электродвигателю. Это приводит к усложнению устройства и снижению его надежности.

Целью изобретения является снижение тягового сопротивления путем поддержания путем поддержания постоянным усилия намотки кабеля, а также упрощение устройства для подвода электроэнергии и повышение его надежности.

Цель достигается тем, что в устройстве для сматывания и наматывания кабеля, имеющем кабельный барабан с осью вращения, ступицей и водилом, корпус тягового электродвигателя установлен на подшипниках, причем кабельный барабан, вал тягового электродвигателя и подшипники выполнены соосными.

На фиг.1 показана кинематическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 и 3 кинематическая схема кабельного барабана при движении в прямом (с наматыванием кабеля) и обратном (разматывание кабеля) направлениях.

Устройство для сматывания и наматывания кабеля включает тяговый электродвигатель 1 с горизонтальной осью вращения, корпус которого установлен на подшипниках 2. Наружные обоймы подшипников 2 размещены в гнездах опор 3, выполненных соосно. Электродвигатель 1 имеет два выходных конца вала, на которых расположены ведущие шкивы 4 клиноременной передачи 5. Ведомые шкивы 6 клиноременной передачи вращают ведущие валы 7 бортовых передач. Последние вращаются на подшипниках 8 и 9. Бортовые редукторы могут быть выполнены в виде рядной или эпициклической передачи. На фиг.1 представлены бортовые передачи, выполненные в виде волновых редукторов, включающих опорные звенья, выполненные в виде гибких колес 10, и ведомые звенья, выполненные в виде жестких колес 11. Ведущие звенья бортовой передачи включают эксцентриковые валы 7 и диски 12 волнообразователя.

Устройство включает также кабельный барабан 13, установленный на корпусе тягового электродвигателя 1, и связанное с ним тормозное устройство 14, управляемое органом 15. Кроме того, устройство включает кабелеприемное устройство 16 с вертикальной осью вращения. Возможен и второй вариант, когда кабельный барабан расположен соосно рядом с электродвигателем.

Устройство работает следующим образом.

При включении тягового электродвигателя 1 ведущий момент приложен к валу электродвигателя, а равный ему и противоположный по знаку реактивный момент к корпусу электродвигателя. Ведущий момент электродвигателя 1 подводится к ведущим шкивам 4 клиноременной передачи 5 и далее к ведомым шкивам 6, эксцентриковым валам 7, жестким колесам 11 и колесам транспортного средства.

Величина передаваемого корпусом электродвигателя реактивного момента зависит от тягового сопротивления, преодолеваемого транспортным средством. Если в результате движения появляется слабина в натяжении кабеля, то корпус тягового двигателя вместе с барабаном 13 начинает вращаться, вызывая подмотку кабеля. Последний поступает через кабелеприемное устройство 16. При движении транспортного средства поддерживается постоянное усилие натяжения кабеля, величина которого зависит от передаваемого крутящего момента и радиуса барабана 13. Величину диаметра барабана 13 выбирают так, чтобы при изменении крутящего момента двигателя и радиуса намотки кабеля усилие натяжения не превышало допустимого. При этом усилие натяжения кабеля способствует увеличению тягового усилия, развиваемого колесами транспортного средства. Если усилие натяжения кабеля недостаточное, диаметр кабельного барабана 13 необходимо сделать меньшим, чем диаметр корпуса электродвигателя 1, разместив кабельный барабан 13 рядом с последним. Величину усилия натяжения можно регулировать также с помощью тормозного устройства, включающего, например, ленточный тормоз 14 и орган 15 управления.

После завершения движения в прямом направлении на барабане 13 намотано максимальное количество кабеля. Если после поворота транспортного средства электродвигатель 1 продолжает вращаться в прежнем направлении, то реактивный момент электродвигателя по-прежнему наматывает кабель на барабан. При этом кабелеприемное устройство 16 поворачивается вокруг вертикальной оси на 18^о, а кабель переходит с верхней ветки на нижнюю. В данном случае усилие натяжения кабеля противоположно по знаку с тяговым усилием, развиваемым ведущими колесами. Однако величина результирующего тягового усилия снижается на небольшую величину, так как ведущий момент колеса значительно больше, чем ведущий момент электродвигателя 1 (примерно в 100 раз для волнового редуктора). При этом величина натяжения поддерживается постоянной и не зависит от длины кабеля.

В предложенном устройстве электродвигатель 1 и барабан 13 вращаются вместе. Поэтому необходимость в токосъемнике для подвода электроэнергии к электродвигателю отпадает. Помимо того, в предложенном устройстве отсутствуют спиральная пружина и дополнительный барабан. Тем самым достигается упрощение устройства по сравнению с прототипом, а следовательно, и повышение его надежности.

Таким образом, установка корпуса электродвигателя 1 на подшипниках, соосных с валом и кабельным барабаном 13, позволяет достичь существенного повышения эксплуатационных свойств устройства для сматывания и наматывания кабеля. Поэтому предложенное устройство отвечает требованию существенной новизны.