ТЯГОВАЯ ЛЕБЕДКА

Полезная модель относится к подъемно-транспортному оборудованию, а именно к конструкции тяговых лебедок и может быть использована в комплексе основного тягового оборудования бронированных ремонтно-эвакуационных машин (БРЭМ), предназначенных для сервисного и эксплуатационного обслуживания боевых военно-гусеничных машин (ВГМ), в том числе в БРЭМ, выполненной на шасси танка Т-80У.
Известна тяговая лебедка, которая входит в комплекс тягового оборудования БРЭМ-1, выполненной на базовом шасси танка Т-72 [1]. Привод лебедки осуществляется от дизельного двигателя машины через раздаточный редуктор. Тяговая лебедка содержит тяговые барабаны, намоточный барабан со встроенной фрикционной муфтой и храповым устройством, тросоукладчик, кинематически связанный с намоточным барабаном, понижающий редуктор намоточного барабана и ограничитель размотки троса намоточного барабана. Тяговые барабаны, верхний и нижний, предназначены для создания тягового усилия на тросе за счет силы трения, возникающей при трении троса о поверхности клиновидных канавок барабанов. Намоточный барабан предназначен для укладки троса лебедки, кинематически связан с тяговыми барабанами и обеспечивает необходимое натяжение троса для стабилизации его положения на указанных барабанах. Для обеспечения многослойной намотки троса намоточный барабан выполнен с ребордами, двумя наружными ограничительными и одной регулируемой. Регулируемая реборда выполнена с возможностью перемещения вдоль оси барабана с установкой ее в одно из трех фиксированных положений, что позволяет изменять расстояние между ребордами, обеспечивая тем самым правильную намотку троса на барабане при уменьшении диаметра троса по мере его вытяжки или износа. Ось намоточного барабана установлена в подшипниках скольжения. Фрикционная муфта намоточного барабана предназначена для его предохранения от поломки при превышении на нем допустимого уровня усилий и изменения скорости его вращения за счет пробуксовки фрикционных дисков муфты при увеличении количества рядов намотки троса на барабан, а также для притормаживания барабана при разматывании троса. Привод намоточного барабана осуществляется от шестерни нижнего тягового барабана через промежуточную шестерню. Тросоукладчик предназначен для обеспечения упорядочной многослойной укладки троса при больших углах его отклонения при эксплуатации, выполнен в виде ходового винта с правой и левой резьбой, расположенного параллельно оси вращения намоточного барабана, содержит каретку, совершающую возвратно-поступательное движение вдоль указанного винта для последовательной укладки троса, и оснащен направляющим шкивом (далее блоком) тросоукладчика. Блок тросоукладчика предназначен для изменения направления движения троса между тяговыми барабанами и намоточным барабаном и установлен на кронштейне, который при размотке и намотке троса поворачивается в направлении, соответствующем перемещению каретки тросоукладчика.
Указанная лебедка оснащена ограничителем размотки троса намоточного барабана, предотвращающим полное сматывание троса с намоточного барабана и обеспечивающим автоматическую остановку лебедки в случае, когда при выдаче троса на намоточном барабане останется 7-9 витков. Ограничитель размотки троса совмещен с тросоукладчиком и выполнен в виде винта с гайкой, соединенной с ходовым винтом тросоукладчика, взаимодействующего с датчиком конечного выключателя лебедки. В зависимости от направления вращения ходового винта, винт ограничителя может вворачиваться в указанную гайку и выворачиваться из нее. При выдаче троса, когда на катушке намоточного барабана останется 7-9 витков троса, винт ограничителя выворачивается из гайки, соединенной с ходовым винтом, и воздействует на электрический датчик, установленный во фланце ходового винта. Срабатывание датчика замыкает контакты конечного выключателя и обеспечивает остановку лебедки (за счет выключения фрикционной муфты), что исключает возможность поломки при полном сматывание троса с намоточного барабана.
К недостаткам известной тяговой лебедки относится то, что при каждой замене троса необходимо заново производить регулировку датчика ограничителя размотки троса намоточного барабана, т.к. из-за совмещения ограничителя с тросоукладчиком требуется обязательное отключение его привода, что снижает эксплуатационные свойства лебедки. Кроме того, в процессе эксплуатации необходимо проводить регулярное техническое обслуживание подшипников скольжения (осуществлять их смазку), что сложно осуществимо в таких условиях, когда доступ к их масленкам затруднителен или невозможен, например, при размещении лебедки в ограниченном внутреннем пространстве корпуса транспортного средства. Указанные недостатки снижают эксплуатационную надежность лебедки.
Известно тяговое оборудование бронированной ремонтно-эвакуационный машины [2], в состав которого входит основная тяговая лебедка, выполненная с сохранением технической преемственности конструкции указанной выше тяговой лебедки БРЭМ-1 [1]. Однако, тяговое оборудование [2] предназначено, преимущественно, для БРЭМ, выполненной на шасси танка Т-80У с газотурбинным двигателем (ГТД), где отбор мощности от ГТД на привод тяговой лебедки осуществлен установкой гидронасосов, связанных с ГТД. Далее мощность с гидронасосов передается на гидромотор, который непосредственно служит для вращения намоточного и тяговых барабанов. При этом для предохранения намоточного и тяговых барабанов, в частности от поломки при превышении на них допустимого уровня усилий, не требуется фрикционная муфта (как в лебедке [1]). Для этой цели между гидромотором и гидронасосами имеется гидравлическое клапанное устройство, ограничивающее крутящий момент на гидромоторе (на шестернях редуктора привода лебедки). Для обеспечения упорядочной многослойной укладки троса на намоточный барабан лебедка содержит тросоукладчик той же конструкции, как и в лебедке БРЭМ-1. При этом направляющее устройство стабилизации траектории движения троса между тяговыми барабанами и намоточным барабаном (аналогично блоку тросоукладчика) выполнено в виде системы шкивов, оси вращения которых смещены от осей тяговых и намоточного барабанов на минимально возможное расстояние в продольном направлении машины. Тяговые барабаны установлены последовательно друг за другом вдоль шасси (в отличие от ранее рассмотренной лебедки [1], где барабаны располагаются друг над другом) и выполнены с круговыми ручьями. Намоточный барабан установлен сбоку от тяговых барабанов.
Как отмечалось выше, заявляемая в качестве настоящей полезной модели тяговая лебедка предназначена для преимущественного использования в БРЭМ, выполненной на шасси танка с газотурбинным двигателем, например танка Т-80У. Однако, учитывая то, что в описании тяговой лебедки по изобретению [2] нет подробного разъяснения отдельных составляющих ее конструкции, например намоточного барабана, тросоукладчика, ограничителя размотки троса намоточного барабана (т.к. этого не предполагает решаемая изобретением [2] техническая задача), то по большинству существенных признаков, касающихся заявляемого технического решения, за прототип выбрана тяговая лебедка БРЭМ-1 [1].
Предлагаемой полезной моделью решается задача по оптимизации конструкции тяговой лебедки для улучшения ее технико-эксплуатационных характеристик.
Технический результат, достигаемый полезной моделью при решении поставленной задачи, заключается в повышении эксплуатационной надежности намоточного барабана и ограничителя размотки троса намоточного барабана, в уменьшении габарита и веса лебедки.
При решении поставленной задачи целесообразно так провести оптимизацию конструкции тяговой лебедки, чтобы была обеспечена возможность ее использования на БРЭМ, выполненных с использованием шасси танка с газотурбинным двигателем.
Поставленная задача решается тем, что в тяговой лебедке, например бронированной ремонтно-эвакуационной машины, содержащей тяговые барабаны, намоточный барабан с полой осью и ограничительными и регулируемой ребордами для многослойной укладки троса, тросоукладчик, кинематически связанный с намоточным барабаном, понижающий редуктор намоточного барабана и ограничитель размотки троса намоточного барабана с электрическим датчиком, включенным в электроцепь привода лебедки, согласно полезной модели, намоточный барабан установлен в опорах через подшипники качения, размещенные в полой оси и закрепленные внутренними обоймами на цапфах опор, ограничитель размотки троса размещен в намоточном барабане и выполнен в виде подвижного в осевом направлении подпружиненного штока, снабженного в верхней части у поверхности барабана контактной головкой, установленной на штоке с возможностью регулировки его хода, а в хвостовой части - кольцевой проточкой в виде копира, обеспечивающего взаимодействие штока с толкателем, установленным в полости оси по оси вращения барабана с возможностью воздействия на электрический датчик, вмонтированный в одну из цапф опор барабана, при этом в качестве одной из ограничительных реборд использовано ведомое зубчатое колесо намоточного барабана.
При этом подпружиненный шток размещен в корпусе, вмонтированном в отверстие намоточного барабана, при этом контактная головка размещена в корпусе с ограничением величины ее выступания над поверхностью барабана, закреплена на штоке резьбовым соединением и оснащена фиксатором выбранного положения, обеспечивающим взаимодействие копира с толкателем, причем контактной головки выполнена по форме наружной поверхности намоточного барабана и размером, соответствующим 2,5 диаметрам троса.
При этом стабилизация толкателя по оси намоточного барабана обеспечена тем, что толкатель установлен в центрирующих отверстиях опор, при этом одна опора размещена в полой оси барабана и выполнена с конической направляющей, а в качестве другой опоры использована резьбовая втулка, установленная в цапфу опоры, причем толкатель оснащен возвратной пружиной, при этом в указанной резьбовой втулке установлен электрический датчик.
При этом указанная опора, установленная в полости намоточного барабана выполнена с обеспечением осевого перемещения подпружиненного штока.
При этом электрический датчик установлен в резьбовой втулке с возможностью фиксации его заданного положения.
Кроме того, для компенсации несоосности отверстий опор толкателя, его контактные поверхности выполнены сферическими.
Анализ отличительных признаков показал следующее:
- установка намоточного барабана в опорах через подшипники качения, размещенные в полой оси и закрепленные внутренними обоймами в цапфах опор, позволит повысить эксплуатационную надежность тяговой лебедки за счет того, что подшипники качения менее чувствительны к незначительным угловым смещениям оси барабана и за счет того, что условия их обслуживания в БРЭМ (в частности в БРЭМ типа БРЭМ Т-80У) более просты. Также следует отметить то, что при установке оси намоточного барабана в подшипниках качения, осуществляется возможность его крепления в цапфах вертикальных опор, что упрощает конструкцию лебедки и повышает технологичность ее изготовления, обеспечивая эксплуатационную надежность;
- размещение ограничителя размотки троса в намоточном барабане и установка электрического датчика ограничителя в цапфе одной из опор намоточного барабана, обеспечивает наряду с компактностью конструкции ограничителя, надежную установку датчика, исключающую необходимость его регулировки при каждой замене троса;
- выполнение указанного ограничителя в виде подвижного в осевом направлении подпружиненного штока, снабженного в верхней части у поверхности барабана контактной головкой, установленной на штоке с возможностью регулировки его хода, а в хвостовой части кольцевой проточкой в виде копира, обеспечивающего взаимодействие штока с толкателем, установленным в полости оси по оси вращения барабана с возможностью воздействия на электрический датчик, вмонтированный в одну из цапф опор барабана, обеспечивает наряду с компактностью конструкции ограничителя, установку датчика, исключающую необходимость его регулировки при каждой замене троса, и надежную его работу при эксплуатации.
Следует отметить, что из уровня техники известны ограничители размотки троса с барабана лебедки, содержащие установленный внутри барабана подпружиненный шток, одним концом взаимодействующий через отверстие в оболочке барабана с контрольным витком каната, а другим - с исполнительным механизмом, например технические решения по авторским свидетельствам №469659 [3], №1689299 [4], №1754636 [5]. Однако, перечисленные технические решения могут быть использованы преимущественно в лебедках с электроприводом, в которых должна быть обеспечена подача рабочего напряжения на магнитоуправляемые контакты исполнительных устройств. Следующей причиной, по которой указанные технические решения не использованы в заявляемой лебедке, это то, что по ним диаметр подпружиненного штока значительно меньше диаметра отверстия в барабане, в которое он установлен, и диаметр штока (незначительно отличающийся от диаметра троса) не обеспечивает надежного контакта с контрольным витком троса, что в результате снижает надежность работы ограничителя. В заявляемом решении это недостаток устранен тем, что шток выполнен с контактной головкой, наружная поверхность которой повторяет форму поверхности барабана, а ее размер соответствует 2,5 диаметрам троса. Такое выполнение штока способствует безусловному срабатыванию ограничителя;
- использование ведомого зубчатого колеса намоточного барабана в качестве одной из ограничительных реборд намоточного барабана способствует снижению металлоемкости и габаритов, повышению надежности конструкции барабана за счет совмещения одним элементом нескольких функций.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где показано:
- на фиг.1 - тяговая лебедка, вид сверху;
- на фиг.2 - намоточный барабан тяговой лебедки с ограничителем размотки троса;
- на фиг.3 - подпружиненный шток ограничителя размотки троса намоточного барабана, разрез А-А на фиг.2;
на фиг.4 - установка электрического датчика ограничителя размотки троса намоточного барабана, вид Б на фиг.2.
Тяговая лебедка содержит тяговые барабаны 1 и 2 (фиг.1), намоточный барабан 3 для многослойной укладки троса 4, тросоукладчик 5, кинематически связанный с намоточным барабаном 3, понижающий редуктор 6 (далее намоточный редуктор) намоточного барабана 3 и ограничитель 7 (фиг.2) размотки троса намоточного барабана 3 с электрическим датчиком 8, включенным в электроцепь привода лебедки.
Тяговые барабаны 1 и 2 установлены последовательно друг за другом (при размещении лебедки на БРЭМ с танковым шасси танка с газотурбинным двигателем, указанные барабаны установлены вдоль шасси). Тяговые барабаны 1, 2 аналогичны по конструкции, но не взаимозаменяемы, т.к. ручьи «а» (фиг.2) переднего барабана 1 смещены относительно ручьев «б» (фиг.1) заднего барабана 2.
Намоточный барабан 3 выполнен с ограничительными и регулируемой ребордами, полой осью 9 (фиг.2) и установлен в опорах 10, 11 через подшипники 12 качения, размещенные в полой оси 9 и закрепленные внутренними обоймами 13 в цапфах 14, 15 опор 10, 11. К фланцу 16 крепится ведомое зубчатое колесо 17. Зубчатое колесо 17 предназначено для осуществления вращения барабана 3 от намоточного редуктора 6 и одновременно является одной ограничительной неподвижной ребордой барабана. Ко второй ограничительной реборде 18 с помощью зажима 19 и двух болтов 20 крепится трос, а также шестерня 21 тросоукладчика 5. Регулируемая реборда 22 выполнена подвижной и позволяет изменять расстояние «В» для регулировки укладки троса на барабане 3. Для этого в регулируемой реборде 22 выполнено шесть пар отверстий «в», а на зубчатом колесе 17 выполнено три группы равнорасположенных по окружности (по шесть в каждой группе) мест крепления в виде бонок 23. Поворачивая реборду 22, чтобы установить отверстия «в» против одной из групп мест крепления на зубчатом колесе 17, можно получить три ступени изменения расстояния «В» между ребордами.
Намоточный редуктор 6 с установленным на нем гидромотором 24 (фиг.1) предназначен для передачи вращения и создания крутящего момента на намоточном барабане 3 при намотке троса и для подтормаживания барабана 3 при сматывании троса. Гидромотор 24 приводится в действие от гидронасоса 25, установленного на тяговом редукторе 26 лебедки.
Ограничитель 7 размотки троса намоточного барабана 3 размещен в указанном барабане и выполнен в виде подвижного в осевом направлении подпружиненного штока 27 (фиг.2, 3), снабженного в верхней части у поверхности барабана контактной головкой 28, установленной на штоке 27 с возможностью регулировки его хода, а в хвостовой части - кольцевой проточкой «г», выполняющей роль копира, обеспечивающего взаимодействие штока 27 с толкателем 29. Толкатель 29 установлен в полости оси 9 по оси вращения барабана 3 с возможностью воздействия на электрический датчик 8, вмонтированный в одну из цапф опор барабана, например в цапфу 15 опоры 11. Датчик 8 вмонтирован в цапфу посредством резьбовой втулки 30.
Подпружиненный шток 27 размещен в корпусе 31, вмонтированном в отверстие «е» вставки 32, вваренной в отверстие намоточного барабана 3. Контактная головка 28 размещена в корпусе 31 с ограничением величины ее выступания над поверхностью барабана 3 (за счет ограничителя 33) и закреплена на штоке 27 резьбовым соединением. Резьбовое соединение головки 28 и штока 27 позволяет регулировать положение кольцевой проточки «г» при сборке. Выбранное положение, обеспечивающее взаимодействие копира (кольцевой проточки «г») с толкателем 29, фиксируется винтом 34. Пружина 35 обеспечивает отжатие контактной головки 28 при сматывании контрольного витка троса с барабана.
Для стабилизации осевой установки толкателя 29 его концы размещены в опорах. Одна опора 36 (фиг.2) находится в полой оси 9, а в качестве другой опоры использована резьбовая втулка 30. В опоре 36 и резьбовой втулке 30 выполнены цилиндрические центрирующие отверстия, обеспечивающие перемещение толкателя вдоль оси вращения барабана. Опорные поверхности «к» и «л» толкателя, размещенные в указанных отверстиях, выполнены сферическими для компенсации несоосности этих отверстий (фиг.4). Для удобства сборки в опоре 36 отверстие выполнено с конической направляющей. Толкатель 29 оснащен пружиной 37 для его возврата в кольцевую проточку «г» при нажатии контрольным витком троса на контактную головку 28. Наружная поверхность контактной головки 28 повторяет форму поверхности барабана, и ее размер соответствует 2,5 диаметрам троса.
Опора 36, установленная в полости намоточного барабана, выполнена с вертикальной проточкой «ж», обеспечивающей перемещение подпружиненного штока 27 вдоль своей оси.
В отрегулированном положении электрический датчик 8 фиксируется ключом 38.
Как указано выше, один конец троса 4 закреплен на неподвижной реборде 18 намоточного барабана, а другой закреплен в коуше 39 клином 40.
Тросоукладчик 5 выполнен в виде ходового винта 41 (фиг.1) с правой и левой резьбовыми канавками, расположенного параллельно оси вращения намоточного барабана 3, содержит каретку 42, совершающую возвратно-поступательное движение для последовательной укладки троса. Система блоков 43 предназначена для обеспечения направления троса от тяговых барабанов 1, 2 к намоточному барабану 3.
Лебедка смонтирована на раме 44 (фиг.1), которая представляет собой стальную сварную конструкцию с механически обработанными посадочными местами, обеспечивающими сборку, установку и взаимодействие ее узлов.
Привод тяговых барабанов 1, 2 осуществляется от тягового редуктора 26 с гидромотором 45 через ведущую шестерню 46 (фиг.1). Барабаны 1, 2, перематывая трос по своим кольцевым канавкам, обеспечивают намотку или выдачу троса.
При работе тяговой лебедки вращение намоточного барабана осуществляется от намоточного редуктора 6 через ведомое зубчатое колесо 17.
Привод тросоукладчика 5 осуществляется от шестерни 22 через ряд шестерен, установленных на левом кронштейне 47 тросоукладчика. При вращении ходового винта 41 каретка 42, совершая возвратно-поступательное движение, укладывает трос на намоточный барабан 3.
Изменением расстояния «В» между ребордами 18 и 23 обеспечивается правильная укладка троса на намоточном барабане 3 при уменьшении диаметра троса по мере его вытяжки или износа, а также в случае использовании троса другого диаметра.
При осуществлении выдачи троса с намоточного барабана при сматывании последнего слоя троса с намоточного барабана 3 освобождается контактная головка 28 и, под действием пружины 35 копир подпружиненного штока 27 воздействует на толкатель 29, который, в свою очередь, нажимает на электрический датчик 8, замыкая его контакты. Звуковой сигнал извещает о том, что на барабане 3 количество витков близко к минимальному. Через пять секунд, если лебедка не отключена оператором, привод лебедки отключается автоматически.
Таким образом, настоящей полезной моделью достигается повышение эксплуатационной надежности намоточного барабана и ограничителя размотки троса намоточного барабана тяговой лебедки, а также достигается возможность использования ее в составе тягового оборудования на БРЭМ, выполненных с использованием шасси танка с газотурбинным двигателем, что и является решением поставленной задачи.
Источники информации:
1. «Бронированная ремонтно-эвакуационная машина БРЭМ-1. Техническое описание 608. ТО-2Э», с.117-120, рис.157 и 159. Издание является тиражированной документацией БРЭМ-1 государственного унитарного предприятия «Уральское конструкторское бюро транспортного машиностроения», г.Нижний Тагил, прилагаемой к изделию БРЭМ-1 при поставке к потребителю.
2. Патент РФ №2408525 на изобретение «Тяговое оборудование бронированной ремонтно-эвакуационной машины и гидравлическая система привода лебедки тягового оборудования» по з. №2009120948 от 02.06.2009 г., МПК В66D 3/18, В66D 1/08, В62D 49/06, F41H 7/02.
3. Авторское свидетельство СССР №469659 на изобретение «Ограничитель размотки каната лебедки» по з. №1938932 от 02.07.1973 г., В66D 1/54.
4. Авторское свидетельство СССР №1689299 на изобретение «Ограничитель размотки каната лебедки» по з. №4770209 от 31.10.1989 г., В66D 1/56.
5. Авторское свидетельство СССР №1754636 на изобретение «Предохранительное устройство для барабана канатной лебедки» по з. №4850990 от 15.06.1990 г., В66D 1/54.