канатоукладчик для лебедок

Формула изобретения

Канатоукладчик для лебедок, содержащий установленный параллельно оси барабана двухходовой винт с перемещающимся по нему направляющим роликом для тягового каната, снабженных роликом-поводком, обеспечивающим взаимодействие с нарезкой двухходового винта для возвратно-поступательного перемещения направляющего ролика по упомянутому винту, который установлен посредством кронштейнов на опорном приспособлении, блок роликов, расположенный перед направляющим роликом с противоположной его стороны от барабана и между роликами которого пропущен тяговый канат, и рычаг, взаимодействующий одним своим плечом с тормозным механизмом барабана, отличающийся тем, что направляющий ролик расположен на двухходовом винте посредством втулки, в которой выполнено отверстие для размещения в нем указанного ролика-поводка, причем направляющий ролик состоит из двух пар дисков, которые насажены на упомянутую втулку, при этом одна из пар дисков является опорной, а другая пара дисков прижимной и расположена между опорными дисками и в этой паре диски отстоят друг от друга на расстоянии, соответствующем диаметру тягового каната, образуя прорезь для перемещения в ней тягового каната в вертикальной плоскости при изменении количества слоев его навивки на барабане лебедки, а блок роликов установлен неподвижно на опорной раме и выполнен из двух групп роликов, одна из которых расположена вертикально и ролики этой группы разнесены на расстояние для пропуска тягового каната с возможностью его отклонения на величину угла девиации, а другая группа роликов расположена горизонтально друг над другом с возможностью ограничения перемещения тягового каната между этими роликами по вертикали, причем канатоукладчик снабжен дополнительным роликом для выбора слабины тягового каната, ориентированным вдоль барабана в пространстве между ним и направляющим роликом с возможностью контактирования с тяговым канатом и взаимодействия с другим плечом рычага.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к грузоподъемным механизмам, а именно к канатоукладчикам с многослойной навивкой каната на барабане лебедки.

Известен канатоукладчик для лебедок, содержащий двухходовой винт с перемещающейся по нему кареткой, снабженной направляющим роликом, причем на общем валу с кареткой смонтирован качающийся рычаг с роликом, прижимающим канат к направляющему ролику, получающему вращение от барабана лебедки посредством передачи с обгонной муфтой [1]

Недостатком известного канатоукладчика является недостаточная надежность его функционирования. Так при эксплуатации лебедки по транспортированию груза в вагонетках по наклонным путям она может надежно работать только в условиях неизменяющегося профиля пути в режиме сматывания каната с барабана при опускании груза. Однако в случае движения вагонеток по наклонным путям со знакопеременным профилем, они, проходя участок пути с подъемом, замедляют свое движение, что приведет к образованию слабины каната впереди направляющего ролика с противоположной его стороны от барабана, т.к. канат будет продолжать сматываться с барабана с прежней скоростью. Далее, вагонетки, проехав участок пути с подъемом, начнут двигаться по наклонной части этого участка с ускорением, постоянно выбирая слабину. При возникновении в этот момент аварийной ситуации исключается возможность экстренного затормаживания движущихся вагонеток, поскольку слабина каната не будет выбрана к моменту их торможения. В случае же, когда тяговый канат будет наматываться на барабан при аналогичной ситуации, направляющий ролик, вращаясь со скоростью, превышающей скорость движения тягового каната, будет наоборот способствовать петлеобразованию каната на барабане лебедки вследствие того, что он будет с ускорением проталкивать слабину каната, образующуюся на участке между направляющим роликом и вагонетками, в промежуток между направляющим роликом и барабаном лебедки, который, вращаясь с постоянной угловой скоростью, не будет успевать выбирать напускаемую с ускорением слабину каната направляющим роликом. Причем петлеобразование на барабане лебедки будет проявляться при ее эксплуатации и на прямолинейных участках в режиме наматывания тягового каната на барабан, т.к. в момент затормаживания барабана лебедки движущиеся вагонетки будут продолжать свое движение по инерции, создавая слабину тягового каната.

Кроме того, в рассматриваемом техническом решении недостаточно надежна работа передаточного звена, а именно двухходового винта с сухариком, т.к. воздействие усилия двухходового винта на сухарик дополняется воздействием сопротивляющихся сил трения, создающихся между валом и шпонкой, которая испытывает с одной стороны продольное усилие давления от вращающегося вала и поперечное усилие, создаваемое трением за счет одновременного ее перемещения вдоль этого же вала кареткой.

В результате известный канатоукладчик при рассмотренных случаях не обеспечит плотную укладку витков каната на барабане лебедки, что приведет к ненадежной эксплуатации тягового каната и уменьшению канатоемкости барабана.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является канатоукладчик для лебедок, содержащий установленный параллельно оси барабана двухходовой винт с перемещающимся по нему направляющим роликом для тягового каната и прижимное устройство для этого каната, причем упомянутый направляющий ролик снабжен другим роликом, закрепленным на его внутренней поверхности и взаимодействующим с нарезкой упомянутого винта для обеспечения возвратно-поступательного перемещения направляющего ролика по этому винту, который установлен посредством кронштейнов на опорном приспособлении, содержащем верхнюю подвижную и нижнюю неподвижную площадки, соединенные между собой направляющими стойками с размещенными соосно им пружинами для поддержания и обеспечения подвижности в вертикальной плоскости верхней площадки относительно нижней при возникновении нагрузки со стороны тягового каната, а прижимное устройство содержит блок подпружиненных роликов, между которыми пропущен тяговый канат, упомянутый блок роликов установлен перед направляющим роликом с его противоположной от барабана стороны с возможностью свободного перемещения по вертикали под действием собственного веса относительно расположенных на упомянутой нижней площадке направляющих опор при ослаблении натяжения каната, при этом канатоукладчик снабжен рычагом, одно плечо которого расположено с возможностью взаимодействия с роликами прижимного устройства при их опускании, а другое с возможностью постоянного взаимодействия с тормозным механизмом барабана [2]

Недостатком известного канатоукладчика является невозможность обеспечить плотную укладку каждого слоя витков каната на барабане лебедки из-за изменения /увеличения или уменьшения/ угловой скорости направляющего ролика, связанного с увеличением или уменьшением слоев навивки каната, в то время, как угловая скорость барабана лебедки не изменяется, т.е. остается постоянной по величине. В результате этого ухудшается качество навивки каната на барабан, а следовательно, и его техническая характеристика по параметру канатоемкости, что не позволяет использовать лебедки с многослойной навивкой каната на барабан для транспортирования перемещаемого груза на большую длину.

Кроме того, возможно запутывание витков каната на барабане лебедки на меньших радиусах их навивки, поскольку перемещение направляющего ролика по двухходовому винту будет более замедленное, чем скорость наматывания /или сматывания/ каната на барабан. В итоге на отдельных участках длины барабана будут укладываться лишние витки каната. А это, в свою очередь, нарушает правильную укладку вышележащих витков на барабане лебедки.

Из сказанного следует, что известный канатоукладчик имеет пониженные эксплуатационные качества из-за неплотной укладки витков на барабане лебедки.

В основу изобретения поставлена задача повысить эксплуатационные свойства лебедки за счет обеспечения плотной укладки витков каната на их каждом слое навивки на барабане лебедки. Техническим результатом является плотная укладка каната на каждом слое навивки.

Это достигается тем, что в канатоукладчике для лебедок, содержащем установленный параллельно оси барабана двухходовой винт с перемещающимся по нему направляющим роликом для тягового каната, снабженным роликом-поводком, обеспечивающим взаимодействие с нарезкой двухходового винта для возвратно-поступательного перемещения направляющего ролика по упомянутому винту, который установлен посредством кронштейнов на опорном приспособлении, блок роликов, расположенный перед направляющим роликом с противоположной его стороны от барабана и между роликами которого пропущен тяговый канат, и рычаг, взаимодействующий одним своим плечом с тормозным механизмом барабана, согласно изобретению направляющий ролик расположен на двухходовом винте посредством втулки, в которой выполнено отверстие для размещения в нем указанного ролика-поводка, причем направляющий ролик состоит из двух пар дисков, которые насажены на упомянутую втулку, при этом одна из пар дисков является опорной, а другая пара дисков прижимной, и расположена между опорными дисками, и в этой паре диски отстоят друг от друга на расстоянии, соответствующем диаметру тягового каната, образуя таким образом прорезь для перемещения в ней тягового каната при изменении количества слоев его навивки на барабане лебедки, а блок роликов установлен неподвижно на опорной раме и выполнен из двух групп роликов, одна из которых расположена вертикально, и ролики этой группы разнесены на расстояние, достаточное для пропуска тягового каната с учетом его отклонения на величину угла девиации, а другая группа роликов расположена горизонтально друг над другом с возможностью ограничения перемещения тягового каната между этими роликами по вертикали, причем канатоукладчик снабжен дополнительным роликом для выбора слабины тягового каната, ориентированным вдоль барабана и в пространстве между ним и направляющим роликом с возможностью постоянного контактирования с тяговым канатом и взаимодействия с другим плечом рычага.

В сравнении с известным уровнем техники изобретение направлено на повышение эксплуатационной надежности лебедки, улучшение ее технической характеристики по параметру канатоемкости барабана за счет обеспечения навивки каната на барабан виток к витку на каждом слое этих витков. Это, в свою очередь, позволит использовать лебедку с предложенной конструкцией канатоукладчика для доставки грузоподъемных средств на требуемое проектное расстояние, предусмотренное техническими характеристиками лебедки. Достигается это благодаря тому, что направляющий ролик для тягового каната, установленный на двухходовом винте посредством втулки, в отверстии которой размещен ролик-поводок, кроме выполнения им основной функции /как по прототипу/, выполняет дополнительную функцию функцию синхронизации угловых скоростей направляющего ролика и барабана лебедки.

Для реализации этой новой функции направляющего ролика он выполнен составным из двух пар дисков, расположенных на двухходовом винте с помощью втулки. Причем одна из пар дисков опорная /внешняя/, а другая пара дисков - прижимная /внутренняя/ и расположена между опорными /внешними/ дисками с образованием между последними дисками прорези, достаточной для размещения в ней тягового каната.

Наличие прорези позволяет перемещаться канату по вертикали в ней /вверх или вниз/ в зависимости от того, сматывается или наматывается он на барабан лебедки, т.е. в зависимости от изменения радиуса навивки каната на барабане.

Такое принудительное перемещение каната по вертикали в прорези позволяет ему участвовать в обеспечении постоянной скорости вращения направляющего ролика за счет взаимодействия каната с прижимными дисками на разных их окружных радиусах, а следовательно, укладывать канат на барабане лебедки виток к витку без зазоров между ними.

Расположение блока роликов неподвижно на опорной раме, конструктивно выполненного из двух групп роликов, одна из которых установлена вертикально, а другая горизонтально, препятствует перераспределению слабины каната, образующейся на участке между перемещаемым грузом и блоком роликов, а также способствует снижению нагрузок на направляющий ролик, проявляющихся со стороны тягового каната при возможных изменениях угла девиации этого каната.

Оснащение канатоукладчика дополнительным роликом, ориентированным вдоль барабана между ним и направляющим роликом, позволяет выбирать слабину каната при его сматывании, когда уменьшается скорость перемещаемого груза.

Из сказанного следует, что описанные преимущества заявляемого изобретения позволяют повысить эксплуатационные свойства лебедки.

Таким образом, из изложенного следует, что заявляемое изобретение позволяет достигнуть технический результат, который явным образом не следует из сведений об уровне техники, а поэтому оно имеет изобретательский уровень.

На фиг. 1 изображен канатоукладчик, вид сверху; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1 /в увеличенном виде/.

Канатоукладчик для лебедок содержит двухходовой винт 1 с нарезкой 2, установленный параллельно оси барабана 3 посредством кронштейнов 4 на опорном приспособлении 5, направляющий ролик 6 для тягового каната 7, снабженный роликом-поводком 8, блок роликов, собранный из отдельных групп, и рычаг 9, ориентированный вдоль продольной оси канатоукладчика.

Направляющий ролик 6 состоит из двух пар дисков, из которых одна пара дисков 10 является опорной, а другая пара дисков 11 прижимной и расположена между опорными дисками 10. Причем прижимные диски 11 отстоят друг от друга на расстоянии, соответствующем диаметру тягового каната 7, образуя таким образом прорезь 12 для размещения в ней каната 7.

Диски 10 и 11 направляющего ролика 6 установлены на двухходовом винте 1 посредством втулки 13, имеющей отверстие 14 для размещения в нем ролика-поводка 8, обеспечивающего взаимодействие с нарезкой 2 двухходового винта 1 для возвратно-поступательного перемещения направляющего ролика 6 по винту 1.

Блок роликов расположен перед направляющим роликом 6 с противоположной его стороны от барабана 3 и состоит из двух групп роликов 15 и 16, которые расположены неподвижно на опорной раме 17 и между которыми пропущен тяговый канат 7. Причем группа роликов 15 размещена на опорной раме 17 вертикально, и эти ролики разнесены относительно друг друга на расстояние, достаточное для пропуска тягового каната 7. Группа роликов 16 расположена горизонтально друг над другом с возможностью ограничения перемещения тягового каната 7 по вертикали.

Кроме того, канатоукладчик снабжен дополнительным роликом 18, предназначенным для выбора слабины тягового каната 7 и ориентированным вдоль барабана 3 лебедки и в пространстве между этими барабаном и направляющим роликом 6 с возможностью постоянного контактирования с тяговым канатом.

При этом ось 19 дополнительного ролика 18 размещена в вертикальных прорезях 20 каждого кронштейна 4 опорного приспособления 5, которое может быть выполнено, например, в виде либо плиты, либо упорной стойки, либо может являться составной частью рамы лебедки.

Дополнительный ролик 18 взаимодействует с плечом 21 рычага 9, например, с помощью троса /на чертеже не показан/, а другое плечо 22 этого рычага взаимодействует с тормозным механизмом 23 барабана 3 лебедки.

Канатоукладчик работает следующим образом.

При вращении барабана 3 лебедки тяговый канат, запасованный между прижимными дисками 9, начинает вращать направляющий ролик 6 за счет наличия силы трения между канатом 10 и боковыми поверхностями прижимных дисков 9. Причем прижатие дисков 9 к канату 10 может быть осуществлено за счет наличия упругих элементов, например пружин /на чертеже не показаны/.

Направляющий ролик 6, вращаясь, приводит в движение встроенный во втулку 13 ролик-поводок 8, который в свою очередь начинает обкатываться по нарезке 2 двухходового винта 1, заставляя перемещаться направляющий ролик 6 совместно с тяговым канатом 10 вдоль двухходового винта 1, обеспечивая таким образом возвратно-поступательное перемещение по нему направляющего ролика 6 соответственно и укладку витков каната 10 на вращающийся барабан 3.

Во время выполнения работ по перемещению грузов с помощью лебедки происходит изменение /уменьшение или увеличение/ радиуса R_б навивки витков каната 10 на барабане 3 и соответственно изменение /уменьшение или увеличение/ линейной скорости V_к тягового каната 10, поскольку угловая скорость W_б барабана 3 имеет постоянную величину. Следовательно, тяговый канат 10 многослойного барабана 3 воздействует с разной линейной скоростью V_к на направляющий ролик 6 вследствие изменения радиуса R_б его навивки на барабане 3. Чтобы обеспечить постоянную угловую скорость W_нр направляющего ролика 6 в соответствии с формулой

W_нр V_к/R_нр,

где V_к линейная скорость тягового каната 7,

R_нр радиус направляющего ролика 6,

тяговый канат 7 по мере изменения слоев навивки на барабане 3 перемещается по вертикали в прорези 12 между дисками 11 направляющего ролика 6 и воздействует на эти диски 11 на разных радиусах R_нр их окружности, изменяющихся обратно пропорционально изменению линейной скорости V_к тягового каната.

А поскольку угловые скорости направляющего ролика 6 и барабана 3 остаются неизмененными по величине, то время наматывания каждого слоя навивки каната 7 на барабан 3 или его сматывания с барабана 3 соответствует времени перемещения направляющего ролика 6 по двухходовому винту 1. Следовательно, наматывание витков каната 7 на барабан 3 будет осуществляться плотно друг к другу, а сматывание их с барабана 3 равномерно.

Если при сматывании тягового каната 7 уменьшится скорость перемещения груза по сравнению со скоростью вращения барабана 3, то будет образована слабина этого каната на участке между барабаном 3 и направляющим роликом 6, которая автоматически выберется дополнительным роликом 18, так как он находится постоянно прижатым к тяговому канату 7. Прижатие ролика 18 к канату 7 может быть осуществлено, например, либо подпружиниванием его оси 19, либо подвеской груза через блочок к оси 19 /на чертеже не показано/. В результате изменения положения ролика 18 по вертикали срабатывает тормозной механизм 23 барабана лебедки за счет воздействия на него плеча 22 рычага 9, приводимого в действие роликом 18 через плечо 21 рычага 9.

Когда в аналогичных условиях, описанных выше, увеличивается скорость опускания груза, тяговый канат 7 находится постоянно в натянутом состоянии без образования его слабины.

При наматывании тягового каната 7 на барабан 3 в случае увеличения скорости перемещаемого груза по сравнению со скоростью вращения барабана 3 появляется слабина тягового каната 7, которая перераспределяется между горизонтально расположенными роликами 16 и перемещаемым грузом, поскольку тяговый канат 7 прижат прижимными дисками 11 направляющего ролика 6 и роликами 16, а барабан 3 продолжает наматывать канат 7 на себя, находящийся в натянутом состоянии. Причем образовавшаяся слабина каната 7 на вышеупомянутом участке его выбирается барабаном 3 по мере снижения скорости перемещаемого груза.

Наличие роликов 16, установленных горизонтально друг над другом, дополнительно способствует улучшению условий сдерживания появляющейся слабины каната 7 при его наматывании на барабан 3 на участке между перемещаемым грузом и направляющим роликом 6, осуществляемом за счет прижатия тягового каната 7 не только между прижимными дисками 11, но и упомянутыми роликами 16.

В случае эксплуатации лебедки с изменением угла отклонения направления тягового каната 7 в ту или другую сторону от заданного положения снижаются нагрузки на направляющий ролик 6 за счет установки вертикально расположенных роликов 15, ограничивающих перемещение каната 7 в пределах заданной величины угла его девиации.

Выполнение блока роликов из отдельных групп роликов 15 и 16 способствует улучшению условий эксплуатации лебедки.

Таким образом, канатоукладчик за счет предлагаемого конструктивного исполнения направляющего ролика позволяет синхронизировать его перемещение по двухходовому винту с равномерным наматыванием тягового каната на барабан или сматыванием с него, обеспечивая соответственно плотную укладку витков каната друг к другу на каждом слое его навивки или размотку этих витков без петлеобразования, т. е. достигается поставленная задача улучшается эксплуатационная надежность лебедки.