направляющее устройство канатов

Формула изобретения

Направляющее устройство канатов, содержащее раму, на которой смонтированы две пары роликов, расположенных горизонтально с разворотом одной пары роликов относительно другой пары на 90^o с образованием окна, через которое пропущен канат, отличающееся тем, что поверхности роликов выполнены в виде однополостных гиперболоидов вращения, а поперечный размер образуемого роликами окна в свету по его центру равен 1,25 - 1,3 диаметра каната.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подъемно-транспортным механизмам и может быть использовано как направляющее для тросов в лебедочных и подобных подъемных механизмах.

Известно направляющее устройство канатов, содержащее раму со смонтированными двумя парами роликов, которые расположены горизонтально с разворотом одной пары роликов относительно другой пары на 90^o с образованием окна, через которое пропущен канат (авт. св. N 866632, 1981 ).

Недостатками направляющего устройства канатов является значительное перемещение канатов вдоль окна, образованного роликами, из-за отсутствия боковых ограничителей, большой износ каната из-за постоянного контакта его с роликами в случае нарушения соосного положения оси окна и оси каната.

Задачей создания изобретения является упрощение конструкции при сохранении функциональной возможности устройства.

Поставленная задача достигается тем, что в направляющем устройстве канатов, включающем раму, на которой смонтированы две пары роликов, расположенных горизонтально с разворотом одной пары роликов относительно другой пары на 90^o с образованием окна, через которое пропущен канат, согласно изобретению, поверхности роликов выполнены в виде однополостных гиперболоидов вращения, а поперечный размер образуемого роликами окна в свету по его центру равен 1,25-1,3 диаметра каната.

Направляющее устройство канатов поясняется чертежами, где

на фиг. 1 - показано направляющее устройство канатов, вид сбоку;

на фиг. 2 - то же, вид с торца по А, на фиг. 1;

на фиг. 3 - изображено положение каната в окне роликов направляющего устройства канатов;

на фиг. 4 - ролик, вид сбоку.

Направляющее устройство канатов включает раму 1, две оси 2, установленных в боковых отверстиях рамы 1, на которые надеты ролики 3 с поверхностью, представляющей собой однополостной гиперболоид вращения 4, две оси 5, расположенные под осями 2, установленные в других боковых отверстиях рамы 1, два ролика 6 с такой же поверхностью, представляющей однополостной гиперболоид вращения 4, окно 7, образованное роликами 3, и окно 8, образованное роликами 6. Оси 2 с роликами 6 расположены горизонтально с разворотом одной пары роликов относительно другой пары на 90^o с образованием окон 7 и 8 с поперечным размером в свете по его центру, равным 1,25-1,30 диаметра каната.

Направляющее устройство каната работает следующим образом.

При соосном положении центра каната с осью окна 7, как показано на фиг. 3, канат 9 не касается роликов 3 и 6. При нарушении соосного положения каната 9 последний перемещается от центра вдоль роликов 3. При этом благодаря тому что поверхность роликов 3 представляет собой однополостный гиперболоид вращения 4, отклонение каната 9 ограничивается суженной частью окна 7, образованного роликами 3, где канат 9 вступает во взаимодействие с суженной поверхностью роликов 3, а значит, имеет место трение, вызывающее износ троса. Однако ввиду небольшого участка трения износ каната оказывается незначительным. В это время нижние ролики 6 своей гиперболической поверхностью ограничивают отклонение каната 9 роликов 6, а поперечный размер окна 8, равный 1,25-1,30 диаметра каната 9, делает это отклонение минимальным. При поперечном размере окон 7 и 8 больше 1,30 диаметра каната увеличивается размер рамы 1, а значит, повышается металлоемкость, а амплитуда поперечного колебания каната тоже станет больше. При поперечном размере окон 7 и 8 меньше 1,25 диаметра каната взаимодействие каната с роликами 3 и 6 станет чаще. Это увеличивает износ каната. Расположение роликов 3 перпендикулярно роликам 6 и обеспечивает пересечение окон 7 и 8, а значит, позволяет влиять на отклонение каната вдоль и поперек роликов 3 и 6. При взаимодействии движущегося вверх (вниз) каната 9 с поверхностью 4 ролики 3 и 6 проворачиваются на осях 2 и 5. Благодаря этому трение скольжения заменяется трением качения, а износ каната значительно уменьшается. То же самое имеет место при перемещении каната 9 вдоль роликов 6.

Вид поверхности однополостного гиперболоида вращения ролика определяется уравнением



где a=b - действительные полуоси горловой поверхности;

c - мнимая полуось, лежащая соответственно на осях x, y, и z координат;

x, y и z - координаты искомой точки, лежащей на окружности радиуса r удаленной от центра горловой окружности. Именно форма однополостного гиперболоида вращения при a = b позволяет получить поверхность ролика, обеспечивающую достижение поставленной цели, как-то путем уменьшения продольного колебания каната (т. е. колебание вдоль продольной оси роликов). Вместе с этим такая поверхность роликов исключает необходимость вводить по краям роликов каких-либо дополнительных ограничителей продольного перемещения каната, поскольку роль этих ограничителей выполняет сама ветвь гиперболы этой поверхности.

При выполнении поверхности роликов в виде цилиндров для ограничения перемещения каната вдоль продольной оси их потребуется по бокам (торцам) роликов устанавливать ограничители, а сам ролик делать большого диаметра. Все это увеличивает площадь трения (а также и путь) каната об этот ролик.

Если поверхность роликов выполнить в виде гиперболического параболоида, то в этом случае его продольное сечение отразит более крутые ветви гиперболы по сравнению с гиперболой такого же сечения однополостного гиперболоида. Очевидно, что использование поверхности вида двуполостного гиперболоида (имеющие более загнутые ветви) целесообразно для тросов большого диаметра, например, от 30 мм и более, так как при такой форме роликов для получения оптимального окна, образованного смежными роликами, потребуется ролик небольшой длины.

Предлагаемое направляющее устройство канатов позволяет сцентрировать положение каната путем ограничения его отклонения за счет выполнения поверхности роликов в виде однополостного гиперболоида вращения и за счет расположения каждой пары роликов перпендикулярно друг другу; увеличить долговечность каната путем уменьшения площади его контакта с роликами при отклонении за счет размера окна в свету по его центру, равного 1,25-1,3 диаметра троса.

Поворот оси роликов друг относительно друга на 90^o позволяет ограничивать перемещение каната вдоль роликов во взаимно перпендикулярном направлении. В результате чего участок трения становится небольшим, что в свою очередь уменьшает износ каната.

Выполнение поверхности роликов в виде однополостного гиперболоида вращения тоже обеспечивает ограничение участка трения на поверхности роликов, а также ограничивает размах колебания каната между каждой парой роликов вдоль их продольной оси.

Получение окна размером в свете по центру, равным 1,25-1,3 диаметра каната, образованного расположением продольных осей каждой пары роликов перпендикулярно друг другу, тоже ограничивает ход каната в поперечном направлении относительно каждой пары роликов. Это способствует уменьшению продолжительности трения контактирующих поверхностей троса и ролика.

Поперечный размер окна в свете меньше 1,25 диаметра троса, например, равный 1,05 его диаметра, повышает частоту каната поверхности ролика и троса, а значит, и продолжительность их трения друг об друга. Это в свою очередь способствует более быстрому износу каната, а значит, сокращает срок его годности, т.е. долговечности.

Поперечный размер окна в свете более 1,3 диаметра каната, например, равный 2 диаметрам его, увеличивает не только размах поперечного колебания каната между роликами, но и металлоемкость устройства. Кроме того, уменьшается и прочность ролика на изгиб и смятие, если размер указанного окна увеличивать за счет уменьшения диаметра горловой окружности однополостного гиперболоида поверхности ролика.

Устройство просто в изготовлении и может быть изготовлено на предприятиях, выпускающих однотипное оборудование.