лебедка с приводом от раздаточной коробки транспортного средства тип камлюка

Формула изобретения

1. Лебедка с приводом от раздаточной коробки транспортного средства, содержащая установленный на двух опорах наматывающий барабан, редуктор с конической и планетарной передачами, механизмы остановки и отключения наматывающего барабана, отличающаяся тем, что коническая и планетарная передачи соединены связующим валом, а механизм остановки наматывающего барабана выполнен в виде зубчатой муфты свободного хода, связывающей один из валов, передающих крутящий момент на барабан, с опорой, при этом упомянутая муфта выполнена в виде двух встречно подпружиненных полумуфт с торцовыми силовыми и клиновыми зубьями, одна из которых снабжена удлиненным силовым зубом, а другая разрезным запорным кольцом с торцовыми клиновыми зубьями, удлиненный силовой зуб введен в разрез запорного кольца, на полумуфтах клиновые зубья выполнены с окружным смещением относительно силовых на половину ширины удлиненного силового зуба.

2. Лебедка по п. 1, отличающаяся тем, что механизм отключения наматывающего барабана содержит закрепленный на опоре пневмоцилиндр, соединенный с установленным подвижно в осевом направлении на связующем валу солнечным колесом планетарной передачи, которое подпружинено.

3. Лебедка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что одна из полумуфт установлена на дополнительном валу, при этом между последним и опорой установлен нормально включенный энергоаккумулятором тормоз, имеющий управляемую тормозную камеру.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лебедкам, в частности к лебедкам, устанавливаемым на транспортных средствах для повышения их проходимости, оказания помощи другим застрявшим транспортным средствам, затаскивания грузов на платформы транспортных средств, подъема и опускания грузов и представляет новый тип лебедки тягового и тягово-грузового назначения.

Известна лебедка, содержащая наматывающий барабан, редуктор, двухпозиционную муфту, механизм управления, см. а.с. СССР 1505886, БИ 33, 1989.

Однако эта лебедка не обеспечивает автоматической остановки барабана при ее отключении.

Наиболее близким аналогом по назначению является лебедка, содержащая установленные на автомобиле на двух опорах наматывающий барабан с редуктором, входной вал которого связан с двигателем автомобиля через сцепление и отключаемый вал отбора мощности, а также механизм отключения наматывающего барабана для размотки троса, см. "Армейские автомобили" под ред. А.С. Антонова, часть 2, Воениздат, М.,1970, стр.376-385, рис. XYII. 5, соответствующая отраслевому стандарту "Лебедки автомобильные. Технические требования, ОСТ 37.001.090-79".

Эта лебедка имеет ограниченную тяговую скорость из-за низкого КПД редуктора лебедки и большую удельную массу по отношению к предельному тяговому усилию.

Задачей изобретения является увеличение тяговой скорости, повышение КПД, упрощение управления, снижение удельной массы, упрощение изготовления и обслуживания лебедки.

Увеличение тяговой скорости лебедки, а следовательно, и ее производительности, т.е. тягового усилия умноженного на тяговую скорость, по сравнению с известной лебедкой обеспечивается за счет выполнения редуктора несамотормозящимся с конической и планетарной передачами, соединенными связующим валом, повышения КПД редуктора до 0,92, уменьшения в 2,5-3 раза его передаточного числа и введения специального механизма остановки наматывающего барабана, обеспечивающего автоматическую остановку наматывающего барабана при отключении привода лебедки, связывая наматывающий барабан с опорой жестко при тяговом или через нормально включенный тормоз при тягово-грузовом варианте лебедки. Упрощение управления лебедкой обеспечивается за счет автоматической работы механизма остановки наматывающего барабана. Выполнение редуктора составным и размещение его составных частей на внешних сторонах опор дают возможность удлинить наматывающий барабан на ширину редуктора, что позволяет уменьшить число слоев троса на наматывающем барабане без снижения его канатоемкости, снизить подводимый крутящий момент, а также уменьшить в полтора раза удельную массу лебедки в сравнении с известной лебедкой того же назначения. В сравнении с нормами для вновь проектируемых автомобильных лебедок, см. ОСТ 37.001.090-79 предлагаемая лебедка имеет в 2,0-2,8 раза, в зависимости от варианта исполнения, меньшую удельную массу при двойном запасе прочности лебедки и на порядок большую тяговую скорость.

Поставленная задача решается тем, что в лебедке с приводом от раздаточной коробки транспортного средства, содержащей установленный на двух опорах наматывающий барабан, редуктор с конической и планетарной передачами и механизмы остановки и отключения наматывающего барабана, коническая и планетарная передачи соединены связующим валом, а механизм остановки наматывающего барабана выполнен в виде зубчатой муфты свободного хода, связывающей один из валов, передающих крутящий момент на барабан, с опорой, при этом упомянутая муфта выполнена в виде двух встречно подпружиненных полумуфт с торцовыми силовыми и клиновыми зубьями, одна из которых снабжена удлиненным силовым зубом, а другая разрезным запорным кольцом с торцовыми клиновыми зубьями, удлиненный силовой зуб введен в разрез запорного кольца, на полумуфтах клиновые зубья выполнены с окружным смещением относительно силовых на половину ширины удлиненного силового зуба, причем одна из упомянутых полумуфт соединена с опорой.

Механизм отключения наматывающего барабана содержит закрепленный на опоре пневмоцилиндр, соединенный с установленным подвижно в осевом направлении на связующем валу солнечным колесом планетарной передачи, которое подпружинено.

Одна из полумуфт установлена на дополнительном валу, при этом между последним и опорой установлен нормально включенный энергоаккумулятором тормоз, имеющий управляемую тормозную камеру.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема лебедки с остановленным водилом; на фиг. 2 - то же с остановленной короной планетарной передачи; на фиг. 3 - принципиальная схема лебедки с остановленным водилом планетарной передачи, с тормозом, энергоаккумулятором и тормозной камерой; на фиг, 4 -зубчатая муфта свободного хода в разрезе; на фиг. 5 - разрез по А-А на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез по Б-Б на фиг. 4; на фиг. 7 - разрез по В-В на фиг. 5, поперечный разрез силового зуба; на фиг. 8 - разрез по Г-Г на фиг. 5, поперечный разрез клинового зуба; на фиг. 9 - на схематической развертке муфты показано расположение деталей в положении, при котором полумуфты выведены из зацепления друг с другом.

Лебедка содержит опоры 1 и 2 для закрепления на транспортном средстве 3, установленный на опорах 1 и 2 в подшипниках наматывающий барабан 4 с закрепленным на нем тросом 5 с грузозахватным устройством 6. Редуктор лебедки состоит из соединенных связующим валом 7 конической передачи 8 и планетарной передачи 9 с остановленным водилом 10 или короной 11 за счет закрепления их на опоре 2. Механизм остановки наматывающего барабана 4 выполнен в виде зубчатой муфты свободного хода 12, состоящей из двух встречно подпружиненных пружиной 13 полумуфт 14 и 15. Зубчатая муфта свободного хода 12 позволяет наматывающему барабану 4 свободно вращаться при тяговом вращении и останавливает наматывающий барабан 4 в начале его поворота в противоположном направлении. Одна полумуфта механизма остановки барабана, вращающаяся, установлена на одном из вращающихся валов, передающих крутящий момент на наматывающий барабан 4, а другая, невращающаяся, соединена с опорой 1. Лучшие из вариантов компоновки лебедки, с размещением механизма остановки барабана в зоне конической передачи 8, представлены на фиг. 1-3. На полумуфтах 14 и 15 выполнены торцовые зубья: силовые 16, передающие крутящий момент, и клиновые 17, посредством взаимодействия которых производится разъединение и соединение полумуфт 14 и 15. В полумуфте 14 один силовой зуб 18 выполнен удлиненным вдоль оси вращения полумуфты 14, а также в направлении к ней. В другой полумуфте 15, в ее кольцевой проточке, установлено разрезное запорное кольцо 19 с клиновыми зубьями 20 со сквозным разрезом 21 по радиальным осям двух соседних зубьев 20. В осевом направлении кольцо 19 фиксируется буртиком 22 в специально выполненной канавке в полумуфте 15. Запорное кольцо 19 пружинящее, может перемещаться по окружности, а его посадка на наружный диаметр венца клиновых зубьев 17 полумуфты 15 выполнена с преднатягом. Число, профиль, шаг соответственно силовых 16 и клиновых 17 зубьев полумуфт 14 и 15 одинаковы. Профиль, шаг клиновых зубьев 20 запорного кольца 19 такой же, как и у клиновых зубьев 17 полумуфт 14 и 15, но у кольца 19 клиновые зубья 20 занижены для исключения зацепа вершин клиновых зубьев 20 кольца 19 и клиновых зубьев 17 полумуфты 14 при вращении одной полумуфты относительно другой. По этой же причине силовые зубья 16 полумуфт 14 и 15 выполнены ниже клиновых 17. Ширина впадин между клиновыми 17 и между силовыми 16 зубьями полумуфт 14 и 15 сделана из расчета образования бокового зазора, необходимого для беспрепятственного выхода из зацепления силовых зубьев 16 при разъединении полумуфт 14 и 15. Для повышения надежности зацепления силовых зубьев 16 их боковые стороны поднутрены к основанию, см. фиг. 7. На фиг. 1-3 показаны варианты лебедки, в которых полумуфта 14 с удлиненным силовым зубом 18 установлена на вращающемся связующем валу 7, а полумуфта 15 с разрезным запорным кольцом 19 на невращающемся дополнительном валу 23, соединенном с опорой 1. Полумуфты 14 и 15 можно поменять местами: полумуфту 14 с удлиненным зубом 18 можно установить на невращающемся дополнительном валу 23, а полумуфту 15 с разрезным запорным кольцом 19 - на вращающемся связующем валу 7. При этом для обеспечения работы зубчатой муфты свободного хода 12 как механизма остановки, позволяющего свободно вращаться наматыввающему барабану 4 только в направлении тягового вращения, клиновые зубья 17 полумуфт 14 и 15 должны быть смещены относительно силовых зубьев 16 на половину ширины удлиненного силового зуба 18 в направлении тягового вращения связующего вала 7, если полумуфта 14 с удлиненным силовым зубом 18 установлена на вращающемся связующем валу 7, и клиновые зубья 17 полумуфт 14 и 15 должны быть смещены относительно силовых зубьев 16 в направлении, противоположном тяговому вращению связующего вала 7, если полумуфта 14 с удлиненным силовым зубом 18 установлена на невращающемся дополнительном валу 23, соединенном с опорой 1. Удлиненный силовой зуб 18 полумуфты 14 введен в разрез 21 запорного кольца 19 и служит для вращения кольца 19 относительно полумуфты 15. Ширина разреза 21 запорного кольца 19 и ширина удлиненного силового зуба 18 делаются из расчета, чтобы при повороте запорного кольца 19 до упора в удлиненный силовой зуб 18, клиновые зубья 20 находились напротив зубьев 17 полумуфты 14 и их радиальные оси совпадали.

Механизм отключения тягового барабана содержит закрепленный на опоре 2 пневмоцилиндр 26, соединенный с установленным подвижно в осевом направлении на связующем валу 7 солнечным колесом 25 планетарной передачи 9, которое подпружинено пружиной 24.

Одна из полумуфт 15 установлена на дополнительном валу 23, при этом между последним и опорой 1 установлен нормально включенный энергоаккумулятором 27 тормоз 28, имеющий управляемую тормозную камеру 29.

В тягово-грузовом варианте лебедки, см. фиг. 3, тормоз 28 регулируется пружиной энергоаккумулятора 27 на удержание максимально допустимого груза. Для повышения надежности торможения тормоз 28 снабжен тормозной камерой 29.

Лебедка тяговая (фиг. 1 и 2) работает следующим образом. В исходном положении солнечная шестерня 25 находится в зацеплении с сателлитами планетарной передачи 9, а тяговый барабан 4 через муфту 12 соединен с опорой 1. Для выпасовки троса 5 солнечное колесо 25 выводится из зацепления с сателлитами планетарной передачи 9 пневмоцилиндром 26, наматывающий барабан 4 разъединяется с опорой 1 и трос 5 вручную разматывается и закрепляется с помощью грузозахватного устройства 6 за объект буксировки или неподвижный объект. После закрепления троса 5 выключают пневмоцилиндр 26. При этом солнечная шестерня 25 под действием пружины 24 вводится в зацепление с сателлитами планетарной передачи 9. Для включения лебедки выключают сцепление транспортного средства, а затем включают: нейтраль раздаточной коробки, вал отбора мощности от раздаточной коробки на привод лебедки, соответствующую передачу переднего хода КПП и сцепление транспортного средства. При этом крутящий момент от вала отбора мощности через коническую передачу 8, связующий вал 7 и планетарную передачу 9 передается на наматывающий барабан 4, который через закрепленный на нем трос 5 и грузозахватное устройство 6 воздействует на объект буксировки. При начале вращения наматывающего барабана 4 полумуфта 14, воздействуя своими клиновыми зубьями 17 на клиновые зубья 20 и 17 кольца 19 и полумуфты 15, отжимает полумуфту 15, преодолевая усилие пружины 13 и обеспечивая выход всех зубьев полумуфт 14 и 15 из зацепления. Клиновые зубья 17 полумуфт 14 и 15, выйдя из зацепления, входят в упор друг в друга и проскальзывают по своим вершинам. При повороте полумуфты 14 удлиненный силовой зуб 18, воздействуя на поверхность разреза запорного кольца 19, повернет его и заблокирует по отношению к полумуфте 14 в положении противостояния их клиновых зубьев 17 и 20. Этим предотвращается соединение полумуфт 14 и 15 при тяговом вращении барабана 4. При этом полумуфта 14 будет свободно вращаться относительно полумуфты 15 и вращать запорное кольцо 19, а клиновые зубья 17 полумуфты 14 будут последовательно переходить с упора в зубья 17 полумуфты 15 на упор в клиновые зубья 20 кольца 19, затем снова на упор в клиновые зубья 17 полумуфты 15 и так далее. Для остановки лебедки необходимо выключить сцепление транспортного средства и затем включить нейтраль в КПП. При этом подвод крутящего момента на наматывающий барабан 4 прекращается и он останавливается. При откате буксируемого объекта или груза тяговый барабан 4 начинает вращаться и вращать связанную с ним полумуфту 14 в обратном тяговому направлении. Удлиненный силовой зуб 18 повернется относительно запорного кольца 19 в пределах имеющегося зазора между ним и поверхностью разреза 21 запорного кольца 19, клиновые зубья полумуфты 14 и кольца 19 сместятся в положение, исключающее их упор друг в друга торцами, что при дальнейшем относительном вращении приводит к соединению под воздействием пружины 13 полумуфт 14 и 15, то есть к вводу в зацепление их силовых зубьев 16. При этом наматывающий барабан 4 останавливается. При соединении полумуфт 14 и 15 силовые зубья 16 входят в зацепление раньше клиновых зубьев 17, что обеспечивается соответствующей шириной впадин между зубьями 16 и 17. Войдя в зацепление раньше, силовые зубья 16 препятствуют контакту клиновых зубьев 17 друг с другом и разъединению полумуфт 14 и 15.

Работа тягово-грузовой лебедки (фиг. 3) при размотке троса 5, в тяговом режиме и при остановке лебедки, поскольку тормоз 28 нормально включен, то есть осуществляет жесткую связь полумуфты 15 с опорой 1, не отличается от изложенной работы тяговой лебедки. При опускании груза из положения остановки тягово-грузовая лебедка работает следующим образом. Когда груз находится в поднятом положении, он удерживается за счет торможения тормоза 28 энергоаккумулятором 27. Для опускания груза необходимо выключить сцепление транспортного средства, при этом тормоз 28 дополнительно затормозится тормозной камерой 29. Далее необходимо включить заднюю передачу КПП и сцепление транспортного средства, При этом тормозная камера 29 растормозится и под суммарным воздействием веса груза и подводимого крутящего момента груз опускается, преодолевается сопротивление заторможенного энергоаккумулятором 27 тормоза 28. Для остановки груза в процессе его опускания или подъема необходимо выключить сцепление транспортного средства. Тормозная камера 29 может быть заторможена для усиления торможения лебедки, например, когда лебедка используется для буксировки за счет тяги колесами автомобиля, на котором она установлена. При опускании груза тормозная камера 29 должна быть расторможена, чтобы не преодолевать дополнительное торможение тормоза 28.

Лебедка прошла испытания, которые показали ее работоспособность, надежность в работе и значительное превосходство перед аналогами по таким показателям, как тяговая скорость троса, КПД и удельная масса лебедки.