устройство для перемещения и подъема грузов

Формула изобретения

Устройство для перемещения и подъема грузов, содержащее корпус, крюк, цепь, выходную звезду и привод, имеющий приводной вал, отличающееся тем, что привод содержит три соосно расположенных обоймы - наружную, промежуточную и внутреннюю, между которыми вмонтированы тела качения с возможностью их контактирования с рабочими поверхностями обойм и их заклинивания, при этом между наружной и промежуточной обоймами установлены два ряда подпружиненных тел качения, а между промежуточной и внутренними обоймами - один ряд подпружиненных тел качения, на периферийной части наружной обоймы смонтированы свободновращающиеся ролики, между которыми размещен приводной вал, содержащий профилированный кулачок, устройство снабжено рычагами, один из которых смонтирован на ступице корпуса и выполнен с возможностью попеременного контактирования с телами качения каждого ряда, размещенными между наружной и промежуточной обоймами, а другой совмещен с промежуточной обоймой и выполнен с возможностью попеременного контактирования либо с каждым из тел качения, расположенных между корпусом устройства и внутренней обоймой, либо с корпусом внутренней обоймы для вращения выходной звезды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области ручных средств для механизации вспомогательных работ и может быть использовано в различных отраслях производства для перемещения и подъема различных грузов.

Известно устройство для перемещения и подъема грузов [1], содержащее корпус, грузовые элементы - канаты, крюки, цепи, выходную звезду и привод, выполненный в виде червячной передачи, а также автоматическое тормозное устройство.

Недостатком такого устройства является низкий КПД (порядка 0,5) и недостаточная долговечность. Работа червячной пары сопровождается интенсивным износом в результате трения скольжения в зубчатом зацеплении. Устройство обладает повышенной сложностью изготовления. Кроме этого, возникают трудности при ремонте червячной пары, т.к. мелкие и часть средних предприятий не имеют зубонарезного станочного парка, но как показывает практика, именно червячная пара подвержена наибольшему износу, что приводит к быстрому ее выходу из строя.

Известное устройство для перемещения и подъема грузов содержит корпус, выходной вал (звезду) с грузонесущими связями (канаты, крюки, цепи), автоматическое тормозное устройство, а также привод, выполненный в виде зубчатой передачи, в частности планетарного механизма [2].

Недостатком такого устройства является наличие трения скольжения в элементах зацепления зубчатых пар привода, необходимость установки автоматического тормозного устройства, а также сложность при изготовлении и производстве ремонтных работ, особенно для условий мелкого производства.

Задачей изобретения является разработка устройства с нетрадиционным приводом, позволяющему расширить область его применения, упростить конструкцию, достичь широкого диапазона варьирования усилием на рукояти приводного вала и грузоподъемностью практически при одних и тех же габаритах - при небольших изменениях ведущего кулачка, исключить трение скольжения в элементах приводных пар, обеспечить возможность ремонта и изготовления практически на любом мелком предприятии, а также обеспечить легкость перехода к различным вариантам исполнения - напольному, настенному и подвесному. Достигается легкость перехода от ручного исполнения к электромеханическому.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что в устройстве для перемещения и подъема грузов, содержащем корпус, крюк, цепь, выходную звезду и привод, имеющий приводной вал, привод содержит три соосно расположенных обоймы, наружную, промежуточную и внутреннюю, между которыми вмонтированы тела качения с возможностью их контактирования с рабочими поверхностями обойм и их заклинивания, при этом между наружной и промежуточной обоймами установлены два ряда подпружиненных тел качения, а между промежуточной и внутренними обоймами - один ряд подпружиненных тел качения, на периферийной части наружной обоймы смонтированы свободновращающиеся ролики, между которыми размещен приводной вал, содержащий профилированный кулачок, устройство снабжено рычагами, один из которых смонтирован на ступице корпуса и выполнен с возможностью попеременного контактирования с телами качения каждого ряда, размещенного между наружной и промежуточной обоймами, а другой совмещен с промежуточной обоймой и выполнен с возможностью попеременного контактирования либо с каждым из тел качения, расположенных между корпусом устройства и внутренней обоймой, либо с корпусом внутренней обоймы для вращения выходной звезды.

Конструкция привода позволяет при незначительном окружном усилии (усилии на рукояти) на входе устройства достигать большого крутящего момента на выходе. Это достигается за счет известного в технике эффекта, заключающегося в том, что если к шарнирно-соединенным стержням, мало отличающимся по направлению, приложить поперечную силу в месте перелома, то в стержнях возникнут силы на порядок и больше превышающие приложенную (см. фиг.7). В конкретном случае (см. фиг.8) окружное усилие "Р" на кулачке, создаваемое посредством рукояти (маховика), многократно увеличивает составляющую силу "Т" (Т₁,Т₂), которая через ролик вращает обойму. А обойма за счет других обойм и тел качения передает крутящий момент выходной звезде. Чем меньше угол подъема профильной поверхности кулачка, тем больше создаваемые входной и выходной моменты.

Профиль кулачка получают расчетным путем. В частности его можно рассчитать по формулам [3].

Однако в ручных приводах, где нет жестких требований к равномерности движения и постоянству передаточного отношения, достаточно ограничиться профилем кулачка, очерченной окружностью (круговой эксцентрик).

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено: на фиг.1 - общий вид устройства с частичным продольным разрезом "В-В"; на фиг.2 - общий вид устройства с поперечным разрезом "А-А"; на фиг.3 - поперечный разрез устройства по "Б-Б"; на фиг.4 - частичный продольный разрез устройства по приводному валу "Г-Г; на фиг.5 - частичный продольный разрез устройства по приводному валу, по варианту подвесного исполнения устройства "Д-Д"; на фиг. 6 - общий вид устройства по варианту подвесного исполнения "вид Е"; на фиг.7 - схема разложения усилий в стержневой системе; на фиг.8 - схема разложения усилий в системе "кулачок-ролик".

Устройство содержит корпус 1, грузовые элементы - крюк 2, цепь 3: выходную звезду 4, приводной вал 5 с профилированным кулачком 6, ролики 7, 8 размещенные по обе стороны от кулачка, обоймы - наружную 9, внутреннюю 10 и промежуточную 11. Между обоймами установлены тела качения. Между наружной и промежуточной обоймами установлены два ряда тел качения 12, 13, а между промежуточной и внутренней обоймами - один ряд 14. Внутренняя и наружная обоймы имеют рабочие профильные участки соответственно 15 и 16, 17. На промежуточной обойме рабочая поверхность выполнена в виде цилиндрической поверхности 18. Тела качения между обоймами подпружинены упругими элементами в виде пружины 19, 20. На приводном валу установлены: при напольном и настенном варианте исполнения рукоять 21, а при подвесном варианте исполнения - маховик 22. На ступице корпуса, с возможностью контактирования с телами качения 12 и 13 установлен рычаг 23.

На рычаге имеется паз, в котором установлен эксцентрик 24. На эксцентрике смонтирована рукоять 25 с фиксатором 26. При подвесном исполнении устройства вместо рукояти 25 устанавливается рукоять 27,

Промежуточная обойма 11 снабжена рычагом 28, который входит в свободное пространство между уступом корпуса выходной звезды 4 и телом качения 14. При подъеме груза рычаг 28 контактирует с корпусом звезды, а при опускании груза с телом качения 14. На рукоять 27 и маховик 22 навешены пеньковые или капроновые канаты 28 и 29.

При необходимости на приводной вал, вместо рукояти и маховика, устанавливается мини-электромотор-редуктор.

Устройство работает следующим образом

Посредством рукояти 21 приводятся во вращательное движение приводной вал 5 с профилированным кулачком 6. Кулачок при своем вращении перемещает один из роликов 7, 8. Ролик придает наружной обойме 9, на которой он установлен, вращательное движение. Наружная обойма будет вращаться по часовой или против часовой стрелки, в зависимости от того, какой из рядов тел качения 12 или 13 участвует в заклинивании между профильными участками 16, 17 обоймы и рабочей поверхностью промежуточной обоймы 18. Если с профильными участками 16 будет контактировать тело качения 12, то выходная звезда 4 будет вращаться по часовой стрелке. При этом второй ряд тел качения, посредством рычага 23 и рукояти 25, выводится из контакта с профильным участком 17 и в переносе движений звеньев устройства не участвует. Если с профильными участками 17 будет контактировать тело качения 13, то выходная звезда будет вращаться против часовой стрелки. Первым полуоборотом кулачок вращает обойму в рабочем режиме, а вторым полуоборотом, посредством противоположного ролика, возвращает обойму в исходное положение.

В это время выходная звезда не вращается. Происходит циклическое движение.

Если по каким-либо причинам циклическое движение нежелательно, то устанавливают второй кулачок и вторую наружную обойму с телами качения. В этом случае вращение выходной звезды происходит непрерывно. Кулачок, наружная обойма и тела качения передают вращательное движение промежуточной обойме 11.

При подъеме (перемещении) груза промежуточная обойма своим рычагом 28 контактирует с уступом выходной звезды и вращает ее. В обратном направлении звезда вращаться не может, так как тела качения 14 заклинивают ее по отношению к промежуточной обойме.

Если груз опускается (или перемещается в обратном направлении), то промежуточная обойма вращается в обратном направлении и своим рычагом перемещает тела качения 14, при этом нарушается условие заклинивания и выходная звезда совершает вращение. При остановке промежуточной обоймы тела качения 14 с помощью пружин 20 мгновенно заклинивают систему и звезда останавливается.

Если условиями эксплуатации предусматривается подвесное исполнение устройства, то вместо рукояти 21 устанавливается маховик 22, на который навешивается пеньковый или капроновый канат 29. С помощью каната производится вращение приводного вала.

Кроме этого, в этом варианте исполнения вместо рукояти 25 устанавливается двойная рукоять 27, на которой с двух концов закрепляется канат 28, с помощью которого через рычаг 23 переводятся тела качения 12 и 13 из рабочего положения в нерабочее (и наоборот).

Литература

1. Боков В.Н. "Детали машин", "Высшая школа", Москва, 1960 г., стр.578 - аналог.

2. Базанов А.Ф. "Подъемно-транспортные машины", Литиздат по строительству, Москва, 1969 г., стр.95 - прототип.

3. А.С. 1101608, F 16 Н 13/06, Бюл. 25-84.