тягово-тормозная лебедка для установки контактного провода железной дороги

Формула изобретения

1. Тягово-тормозная лебедка, содержащая раму с установленными на ней на подшипниковых опорах съемным грузовым валом для кабельных барабанов и закрепленный на раме привод с гидросистемой управления, выходной вал которого имеет быстроразъемное соединение со съемным грузовым валом, отличающаяся тем, что подшипниковые опоры смонтированы на съемном грузовом валу и подвешены посредством быстроразъемных шарниров к вертикальным телескопическим тягам, закрепленным на верхней части рамы, и зафиксированы относительно направления сматываемого (наматываемого) кабеля двумя продольными и одной поперечной тягами, шарнирно связанными с рамой и с подвешенными опорами, а привод выполнен в виде двухступенчатого зубчатого редуктора, выходная ступень которого представляет собой планетарную зубчатую передачу, а первая ступень - зубчатую передачу с паразитной шестерней и с входной шестерней, связанной, с одной стороны, с валом обратимого гидромотора, а с другой стороны - с барабаном дискового тормоза, диски которого зажаты между неподвижной губкой на корпусе привода и подвижной губкой, связанной через винт с гайкой, установленной в корпусе привода на подшипниковой опоре с возможностью поворота ее вокруг оси винта с помощью рычага, расположенного вне корпуса привода.

2. Лебедка по п. 1, отличающаяся тем, что гидросистема управления содержит автономную насосную станцию с фильтром высокого давления, предохранительным клапаном и баком, манометр для контроля усилия натяжения кабеля, переливной клапан для регулировки и поддержания заданного натяжения, переливной клапан для поддержания подпора на входе в гидромотор привода, обратный клапан для обеспечения реверсирования вращения гидромотора привода и трехпозиционный шестиходовый гидрораспределитель с разгрузочным клапаном, связанный со всеми элементами гидросистемы так, что в средней позиции насосная станция через разгрузочный канал гидрораспределителя и через переливной клапан подпора связана с баком и через обратный клапан - с входом гидромотора, в позиции прямого хода - с манометром в напорной магистрали между гидромотором и переливным клапаном регулировки натяжения и за этим клапаном через обратный клапан - с входной магистралью гидромотора и параллельно через сливной ход гидрораспределителя и переливной клапан подпора - с баком, а в позиции обратного хода - с входной магистралью гидромотора и за гидромотором через сливной ход гидрораспределителя и переливной клапан подпора - с баком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, в частности предназначено для установки контактных проводов железной дороги.

Известно устройство для установки проводов электропередач, используемое фирмой IVO INTERNATIONAL Ltd, Финляндия, [1], состоящее из П-образной рамы, установленной на колесном прицепе. На раме смонтирована гидромоторная тягово-тормозная лебедка, взаимодействующая с несущим тяговым валом, на который устанавливается катушка с проводом. Устройство работает в паре, т.е. одна лебедка тянущая, а другая тормозная или наоборот.

Недостаток устройства в том, что оно не обеспечивает достаточную плавность натяжения проводов.

Известна гидромоторная лебедка буровой установки [2]. Ее гидромоторы установлены непосредственно на валу. Вращение замыкателей рабочей полости синхронизировано внутренней шестерней, с которой замыкатели сцеплены своими зубчатками. Для увеличения диапазона регулирования гидромоторы привода выполнены ступенчато-регулируемыми и содержащими независимо отключаемые секторы круговой рабочей полости.

Несмотря на широкий диапазон регулирования, недостаток устройства, заключающийся в недостаточной плавности хода, остается.

Известна грузовая лебедка [2], содержащая планетарный редуктор, выполненный в виде отдельного модуля, к которому прикрепляется гидромотор и барабан для каната. Редуктор включает в себя первый планетарный ряд, солнечная шестерня которого связана с валом гидромотора и через сателлит с неподвижной коронной шестерней, второй планетарный ряд, сателлит которого зацеплен с коронной шестерней этого ряда, введенной в зацепление с сателлитом первого ряда и связанной с барабаном для его привода. При этом оба сателлита связаны между собой общим валом и опираются через этот вал на кольцевые опорные элементы, обеспечивающие поперечную и продольную ориентации сателлитов в кинематических связях. Такая установка сателлитов упрощает конструкцию редуктора и соответственно лебедки и ведет к снижению динамических нагрузок в зацеплениях сателлитов.

Недостаток устройства - его сложность, однако по своей технической сущности оно наиболее близко предлагаемому.

Задача, решаемая предлагаемым устройством, заключается в повышении плавности работы при натяжении привода, упрощении конструкции, удобстве работы.

Это достигается тем, что в тягово-тормозной лебедке, содержащей раму с установленными на ней на подшипниковых опорах съемным грузовым валом для кабельных барабанов и закрепленный на раме привод с гидросистемой управления, выходной вал которого имеет быстроразъемное соединение со съемным грузовым валом, подшипниковые опоры смонтированы на съемном грузовом валу и подвешены посредством быстроразъемных шарниров к вертикальным телескопическим тягам, закрепленным на верхней части рамы, и, кроме того, зафиксированы относительно направления сматываемого (наматываемого) кабеля двумя продольными и одной поперечной тягами, шарнирно связанными с рамой и с подвешенными опорами, а привод выполнен в виде двухступенчатого зубчатого редуктора, выходная ступень которого представляет собой планетарную зубчатую передачу, а первая ступень - рядную зубчатую передачу с паразитной шестерней и с входной шестерней, связанной, с одной стороны, с валом обратимого гидромотора, а с другой стороны - с барабаном дискового тормоза, диски которого зажаты между неподвижной губкой на корпусе привода и подвижной губкой, связанной через винт с гайкой, установленной в корпусе привода на подшипниковой опоре с возможностью поворота ее вокруг оси винта с помощью рычага, расположенного вне корпуса привода.

Гидросистема управления содержит автономную насосную станцию с фильтром высокого давления, предохранительным клапаном и баком, манометр для контроля усилия натяжения кабеля, переливной клапан для регулировки и поддержания заданного натяжения, переливной клапан для поддержания подпора на входе в гидромотор привода, обратный клапан для обеспечения реверсирования вращения гидромотора привода и трехпозиционный шестиходовый гидрораспределитель с разгрузочным клапаном, связанный со всеми элементами гидросистемы так, что в средней позиции насосная станция через разгрузочный канал гидрораспределителя и через переливной клапан подпора связана с баком, и через обратный клапан с входом гидромотора, в позиции прямого хода - с манометром в напорной магистрали между гидромотором и переливным клапаном регулировки натяжения и за этим клапаном через обратный клапан - с входной магистралью гидромотора и параллельно через сливной ход гидрораспределителя и переливной клапан подпора - с баком, а в позиции обратного хода - с входной магистралью гидромотора и за гидромотором через сливной ход гидрораспределителя и переливной клапан подпора - с баком.

Устройство тягово-тормозной лебедки представлено на фиг.1,2,3,4. Фиг.1 - поперечный разрез по оси грузового вала. Фиг.2 - вид сбоку, фиг.3 - разрез по гидроприводу, фиг.4 - схема гидросистемы управления тягово-тормозной лебедкой.

Тягово-тормозная лебедка состоит из рамы 1, на которой установлен съемный грузовой вал 2 с пальцами 3 для передачи крутящего момента на сменные кабельные барабаны 4, устанавливаемые на него, и гидропривода 5, жестко закрепляемого на раме 1 вместе с гидросистемой управления 5а. Вал 2 имеет две подшипниковые опоры 6 с быстроразъемными соединениями, посредством которых они подвешиваются на двух вертикальных тягах 7 и фиксируются от продольного (в направлении сматывания кабеля) смещения двумя продольными тягами 8. Нижний конец одной из вертикальных тяг 7 с помощью поперечной тяги 9 связан быстроразъемными соединениями с рамой 1, что обеспечивает фиксацию вала 2 в осевом направлении (поперек направления сматывания кабеля). Вертикальные 7 и продольные 8 тяги связаны с рамой 1 вилками 10 с резьбовыми хвостовинами для выставки соосности вала 2 с выходным валом гидропривода 5. Вал 2 для восприятия крутящего момента от гидропривода 5 имеет зубчатую муфту 11, а для погрузки-разгрузки - два крюка 12 и 13. Крюк 13 - съемный и фиксируется на валу 2 вместе с барабаном 4 стопором 14. Одна из подшипниковых опор 6 съемная. Она установлена на съемной обойме 15 и фиксируется на валу 2 имеющимся на обойме 15 винтом-съемником 16. Для облегчения сцепки быстроразъемными соединениями подшипниковых опор 6 с вертикальными тягами 7 при погрузке-разгрузке вала 2 тяги 7 выполнены телескопическими.

Гидропривод 5 содержит плоский корпус 17, двухступенчатый зубчатый редуктор, состоящий из планетарной передачи 18 с выходным валом 19 и рядной зубчатой передачи 20, обратимый гидромотор 21, связанный с входной шестерней передачи 20, и механический дисковый тормоз, включающий в себя барабан 22, также связанный с входной шестерней передачи 20, диски 23, надетые на барабан 22, и накладки 24, размещенные между дисками 23 и зажатые вместе с ними между неподвижной губкой 25, жестко закрепленной на корпусе 17, и подвижной губкой 26. Последняя связана с поступательно движущимся винтом 27, сопряженным с гайкой 28, установленной жестко в осевом направлении снаружи корпуса 17 на двух подшипниковых опорах и вращающейся с помощью рычага 29. Зажатие дисков 23 с накладками 24 между неподвижной 25 и подвижной 26 губками обеспечивается весом рычага. Выходной вал гидропривода 19 сопрягается с зубчатой муфтой 11 вала 2, который фиксируется в этом положении поперечной тягой 9.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устанавливают сменный барабан 4 на вал 2. Для этого отцепляют от подшипниковых опор 6 поперечную тягу 9 и продольные тяги 8, выводят вал 2 из зацепления с гидроприводом 5 и, приподняв его вручную, отцепляют вертикальные тяги 7 и снимают вал 2. При этом для облегчения массы снимаемого вала съемную подшипниковую опору 6 снимают с вала 2 винтом-съемником 16 и от вертикальной тяги 7 не отцепляют. С тягового вала 2 снимают стопор 14 и съемный крюк 13, а затем вставляют вал 2 в осевые отверстия сменного барабана 4 так, чтобы его пальцы 3 вошли в предварительно просверленные отверстия в щеке барабана 4. В таком положении надевают на вал 2 съемный крюк 13 и стопорят его на валу 2 вместе с барабаном 4 стопорной муфтой 14.

После этого вал 2 зачаливают тросами за крюки 12 и 13, подают к месту установки и, удерживая его на весу, надевают на вал 2 винтом-съемником 16 съемную опору 6, а вторую подшипниковую опору 6 сцепляют с вертикальной тягой 7. Опустив вал 2 до повисания его на тягах 7, снимают с крюков 12 и 13 тросы и сцепляют опоры 6 с продольными тягами 8, вводят вал 2 в зацепление с приводом 5 и фиксируют в этом положении поперечной тягой 9.

Для свободного вращения барабана 4 расцепляют поперечную тягу 8 и выводят подвешенный вал 2 из зацепления с приводом 5. Для сматывания-наматывания кабеля включают привод 5 и вращают барабан в нужную сторону.

Принципиальная гидравлическая схема гидросистемы управления тягово-тормозной лебедки показана на фиг.4.

Гидросистема управления включает в себя автономную насосную станцию 31 с фильтром 32 и предохранительные клапаны 33, бак 34, манометр 35, клапан переливной натяжения 36, клапан переливной подпора 37, клапан обратный 38 и трехпозиционный шестиходовый гидрораспределитель 39 с каналом разгрузки и обратным клапаном в напорной магистрали. Средняя позиция гидрораспределителя - "Торможение", верхняя - "Намотка", нижняя - "Размотка".

Для работы в любом из трех режимов (соответствующим трем позициям гидрораспределителя 39) включают насосную станцию 31, а затем переключают гидрораспределитель 39 в нужный режим.

В режиме "Торможение" рабочая жидкость (РЖ) забирается насосной станцией 31 из бака 34 и через фильтр 32 и разгрузочный канал гидрораспределителя 39 направляется через переливной клапан подпора 37 обратно в бак 34 и одновременно под давлением, заданным клапаном 37, подается на вход гидромотора 21. Если к барабану 4 (фиг. 1) в данном положении не приложен внешний момент (натяжением сматываемого кабеля), то давление на входе и выходе гидромотора 21 одинаково, и барабан 4 не вращается. При приложении к барабану 4 внешнего момента (в сторону сматывания кабеля) давление в РЖ между гидромотором 21 и переливным клапаном 36 возрастает до предельной величины, установленной оператором на клапане 36. При превышении предельной величины давления РЖ вытесняется гидромотором (в данном случае насосом) 21 через клапан 36 и далее через клапан 37 в бак 34. Часть поступающей от гидростанции 31 РЖ за разгрузочным каналом гидрораспределителя 39 подается через обратный клапан 38 на вход гидромотора 21, а другая часть - через клапан 37 в бак 34. При повышении скорости сматывания кабеля первая часть расхода увеличивается, а вторая - уменьшается. Скорость сматывания, при которой вся рабочая жидкость от гидростанции 31 подается на вход гидромотора 21, является предельной.

Для наматывания кабеля на барабан 4 переводят гидрораспределитель в режим "Намотка". В данном случае рабочая жидкость от гидростанции 31 поступает через гидрораспределитель 39 в напорную магистраль между гидромотором 21 и переливным каналом 36, давление в которой контролируется манометром 35 и определяется внешним моментом на барабане 4 (натяжением кабеля). Предельная величина этого давления устанавливается оператором на переливном канале 36. При давлении, меньшем предельной величины, РЖ, вращая гидромотор 21, поступает через него из напорной магистрали в сливную и далее через гидрораспределитель 39 и переливной клапан 37 в бак 34. При остановке (застревании) наматываемого кабеля давление достигает предельной величины, и вся РЖ через клапаны 36 и 37 поступает в бак 34. При перемещении натянутого кабеля внешней силой в сторону размотки лебедка "сдает", поддерживая заданное натяжение. В этом случае часть РЖ через клапаны 36 и 37 поступает в бак 34, а другая часть - через гидромотор 21, гидрораспределитель 39 и клапан 37 - в бак 34.

Для разматывания кабеля переводят гидрораспределитель 39 в режим "Размотка". В этом случае вся РЖ через гидрораспределитель 39 подается на вход гидромотора 21, и, вращая его в обратном направлении, поступает через гидрораспределитель 39 и клапан 37 в бак 34. Обратный клапан 38 предотвращает при этом слив РЖ в бак 34, минуя гидромотор 21.

Источники информации

1. Устройство для прокладки воздушных линий электропередач. Проспект фирмы IVO INTERNATIONAL Ltd, Финляндия.

2. Патент 2066731, Россия, 1993. Гидромоторная лебедка буровой установки.

3. Патент 2081053, Россия, 1994. Грузовая лебедка (прототип.)