стенд для изучения процесса свивки каната

Формула изобретения

Стенд для изучения процесса свивки каната, содержащий раму и расположенные на ней по ходу технологического процесса свивки каната зажим с закрепленными в нем прядями, подвижную каретку с обжимной втулкой и распределительным шаблоном, через отверстия которого пропущены пряди, соединенные одним концом с зажимом, а другим концом с натяжными грузами, отличающийся тем, что выполненная в виде пролетного строения рама содержит неподвижно закрепленный посередине пролетной балки зажим с прядями, две вертикальные опоры рамы выполнены в виде ходовых винтов с установленными на них гайками-шестернями, кинематически соединенными с зубчатым колесом, прикрепленным с возможностью вращения вокруг вертикальной оси к обжимной втулке, жестко закрепленной в центре подвижной каретки, опирающейся посредством подшипников на вышеупомянутые гайки-шестерни, причем к нижней части ступицы зубчатого колеса неподвижно прикреплен распределительный шаблон наружного слоя прядей, к которому с возможностью вращения вокруг вертикальной оси прикреплен распределительный шаблон внутреннего слоя прядей, а к боковой поверхности ступицы зубчатого колеса прикреплено водило, несущее вал с двумя шкивами-сателлитами, один из которых посредством ременной передачи соединен с обжимной втулкой, а другой - с распределительным шаблоном внутреннего слоя прядей, при этом подвижная каретка снабжена приводом, кинематически соединенным с зубчатым колесом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к канатам, и направлено на исследование влияния технологических факторов на качество каната, а именно на исследования влияния неравномерности технологического натяжения проволок (прядей) на неодинаковость длин прядей каната.

Известна установка для испытания проволоки на скручивание [Букштейн М.А. Производство и использование стальных канатов. - М.: Металлургия, 1973. С.258], содержащая раму, на которой установлены два захвата: один из захватов вращается вокруг оси, не перемещаясь вдоль осевой линии, другой - имеет только продольное перемещение; причем захват, имеющий продольное перемещение по оси, снабжен приспособлением для натяжения испытуемого образца. Установка имеет отсчетное устройство числа оборотов вращающегося захвата и шкалу, позволяющую устанавливать нужное расстояние между захватами.

Описанная выше установка позволяет проводить испытание на скручивание отдельной проволоки и всего каната в целом. Однако эта установка не позволяет исследовать влияние неравномерности технологического натяжения проволок (прядей) на качество каната. Наличие этой неравномерности приводит к появлению в канате структурного дефекта волнистости, который является серьезным недостатком каната, снижающим срок его службы. Одним из признаков наличия волнистости в канате является неодинаковость длин прядей (проволок), расположенных в одном слое.

В связи с вышесказанным становится актуальным вопрос исследования причин появления волнистости и неодинаковости длин прядей в канате, в том числе исследования влияния неравномерности технологического натяжения проволок (прядей) на неодинаковость длин прядей каната.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемым результатам является стенд для изучения процесса свивки каната [Рыжиков В.А. Натяжные устройства канатовьющих машин. - Новочеркасск: НГТУ, 1994. - 134 с.], содержащий раму, на которой установлен вращающийся вокруг горизонтальной оси захват, в котором закреплены пряди свиваемого каната, связанный через вал с приводом, а через цилиндрическую зубчатую передачу и ходовой винт - с подвижной кареткой, на которой соосно вращающемуся захвату установлены распределительный шаблон и обжимная плашка. Стенд имеет тензометрические кольца-кронштейны с упорными подшипниками для пассивной открутки прядей каната, натяжные ролики и эталонные грузы с тросиками для натяжения прядей каната. Закрепленные одними концами во вращающемся захвате пряди свиваемого каната пропущены через обжимную плашку, отверстия распределительного шаблона и закреплены другими концами во внутренних кольцах упорных подшипников, наружные кольца которых закреплены в тензометрических кольцах-кронштейнах, которые через тросики, перекинутые через натяжные ролики, соединены с натяжными грузами.

Описанный выше стенд для изучения процесса свивки каната позволяет моделировать процесс свивки однослойного каната, свивать однослойные канаты с заведомо известным разбросом технологических натяжений проволок (прядей), определять величину превышения длины проволок (прядей) над длиной каната с последующим вычислением неодинаковости длин прядей и радиуса волнистости каната.

Недостатком описанного выше стенда для изучения процесса свивки каната является невозможность моделирования и изучения процесса свивки многослойного каната.

Изобретение направлено на изучение влияния неравномерности технологических натяжений элементов (проволок, прядей) многослойного (точнее, двухслойного) каната на его качество. Изучив влияние неравномерности технологических натяжений элементов многослойного каната на такие показатели качества, как радиус волнистости и неодинаковость длин элементов, расположенных в одном слое, можно определить допустимый разброс технологических натяжений элементов каната, при котором обеспечивается удовлетворительное качество каната по вышеупомянутым показателям.

Это достигается тем, что рама стенда выполнена в виде пролетного строения, посередине пролетной балки которого неподвижно закреплен зажим с прядями. Две вертикальные опоры рамы выполнены в виде ходовых винтов с установленными на них гайками-шестернями. Гайки-шестерни кинематически соединены с зубчатым колесом, прикрепленным с возможностью вращения вокруг вертикальной оси к обжимной втулке, жестко закрепленной в центре подвижной каретки. Подвижная каретка опирается посредством подшипников на вышеупомянутые гайки-шестерни. К нижней части ступицы зубчатого колеса неподвижно прикреплен распределительный шаблон наружного слоя прядей, а к нему с возможностью вращения вокруг вертикальной сои прикреплен распределительный шаблон внутреннего слоя прядей. К боковой поверхности ступицы зубчатого колеса прикреплено водило, несущее вал с двумя шкивами-сателлитами, один из которых посредством ременной передачи соединен с обжимной втулкой, а другой - с распределительным шаблоном внутреннего слоя, при этом подвижная каретка снабжена приводом, кинематически соединенным с зубчатым колесом.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На чертеже показана кинематическая схема стенда для изучения процесса свивки каната. Стенд для изучения процесса свивки каната содержит раму 1 и расположенные в ней по ходу технологического процесса свивки каната зажим 2 с закрепленными в нем прядями 3 подвижную каретку 4 с обжимной втулкой 5 и распределительными шаблонами 6, 7, через отверстия которых пропущены пряди 3 свиваемого каната. К прядям 3 свиваемого каната прикреплены натяжные грузы 8. Рама 1 выполнена в виде пролетного строения, посередине пролетной балки 9 которого неподвижно закреплен зажим 2 с прядями 3. Две вертикальные опоры 10 рамы 1 выполнены в виде ходовых винтов с установленными на них гайками-шестернями 11. Гайки-шестерни 11 кинематически соединены с зубчатым колесом 12, прикрепленным с возможностью вращения вокруг вертикальной оси к обжимной втулке 5, жестко закрепленной в центре подвижной каретки 4. Подвижная каретка 4 опирается посредством подшипников 13 на гайки-шестерни 11. К нижней части ступицы зубчатого колеса 12 неподвижно прикреплен распределительный шаблон 6 наружного слоя прядей, к которому с возможностью вращения вокруг вертикальной оси прикреплен распределительный шаблон 7 внутреннего слоя прядей. К боковой поверхности ступицы зубчатого колеса 12 прикреплено водило 14, несущее вал 15, с двумя шкивами-сателлитами 16, 17. Шкив-сателлит 16 посредством ременной передачи соединен с обжимной втулкой 5; шкив-сателлит 17 также посредством ременной передачи соединен с распределительным шаблоном 7 внутреннего слоя прядей. При этом подвижная каретка 4 снабжена приводом 18, кинематически соединенным с зубчатым колесом 12.

Стенд работает следующим образом: в исходном положении подвижная каретка 4 находится в верхнем положении. Пряди 3 свиваемого каната закрепляют в зажиме 2, пропускают через обжимную втулку 5, затем через соответствующие отверстия распределительных шаблонов 6, 7 и снабжают натяжными грузами 8 соответствующей массы. Причем масса натяжных грузов 8 может быть неодинаковой (в целях исследования влияния неравномерности технологических натяжений на неравномерность длин прядей). Затем определяют расстояние между кареткой 4 и полом, а также расстояние между каждым натяжным грузом 8 и полом.

После включения привода 18 приводятся в движение гайки-шестерни 11 и зубчатое колесо 12. Вращаясь, гайки-шестерни 11 перемещаются по ходовым винтам 10 вниз, увлекая за собой каретку 4, обжимную втулку 5, зубчатое колесо 12 и т.д. Таким образом, зубчатое колесо 12 одновременно вращается и перемещается вниз, а вместе с ним и распределительный шаблон 6 наружного слоя прядей перемещается вниз, одновременно вращаясь. Вместе с зубчатым колесом 12 вращается водило 14. Совокупность обжимной втулки 5 (которая жестко прикреплена к каретке 4 и не вращается), водила 14, шкивов-сателлитов 16, 17 с валом 15 и распределительного шаблона 7 представляет собой планетарную ременную передачу. При этом диаметры шкивов-сателлитов подобраны таким образом, что распределительный шаблон 7 внутреннего слоя прядей вращается в противоположную сторону, нежели распределительный шаблон 6 наружного слоя прядей (и с другой скоростью). Благодаря вращению в противоположные стороны распределительных шаблонов 6 и 7 при одновременном их перемещении вниз из прядей 3 свивается двухслойный канат. Также существует техническая возможность моделировать процесс свивки двухслойного каната с одинаковым направлением свивки его слоев.

По окончании свивки каната снова измеряют расстояние между кареткой 4 и полом, а также расстояние между каждым натяжным грузом 8 и полом и определяют перемещение каждого натяжного груза 8. По разности перемещений натяжных грузов 8 (отдельно для наружного и внутреннего слоев) судят о неодинаковости длин прядей в свитом канате и соответственно о его качестве.