СТЕНД ДЛЯ ПЕРЕМОТКИ ТРОСА
ROPE REWINDING STAND

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться как тяговый механизм при испытании на работоспособность лебедок разных типов, в том числе установленных на транспортных средствах.
Из предшествующего уровня техники известна конструкция канатоукладчика [патент RU 2099277, МПК B66D 1/36, Опубликовано: 20.12.1997], содержащего двухходовой винт, установленный посредством кронштейнов на опорном приспособлении, направляющий ролик, вращающийся тяговым канатом и получающий возвратно-поступательное движение за счет взаимодействия ролика-поводка с нарезкой винта, встроенного во втулке направляющего ролика. Направляющий ролик состоит из двух пар дисков, насаженных на втулке, причем одна пара дисков является опорной, а другая пара - прижимной и расположена между дисками. Каждый диск отстоит друг от друга на расстоянии, соответствующем диаметру каната, образуя таким образом прорезь для перемещения в ней упомянутого каната по вертикали. Наличие прорези в направляющем ролике позволяет тяговому канату вращать упомянутый ролик с постоянной угловой скоростью за счет перемещения каната в прорези при изменении радиуса навивки каната на барабане, который вращается с постоянной угловой скоростью.
Недостатками данного технического решения является сложность и повышенная трудоемкость операции по заведению, запасовке и извлечению троса на барабан, ввиду того что опорный элемент имеет только стационарные ролики. Отсутствие разгрузочного механизма в данной конструкции предполагает наличие постоянной нагрузки на двухходовой винт, как при намотке, так и выдаче троса, что приводит к повышенному износу наиболее нагруженного элемента конструкции.
Также из уровня техники известен канатоукладчик для лебедок [патент RU 2209176, МПК B66D 1/36, Опубликовано: 27.07.2003 Бюл. № 21] содержит расположенный со стороны сбегания тягового каната с барабана и установленный на опорной раме блок роликов, между роликами которого пропущен тяговый канат. Блок выполнен из двух групп роликов, из которых ролики одной группы расположены горизонтально друг над другом, а ролики другой группы установлены вертикально с зазором, достаточным для пропуска тягового каната между ними, ориентируя последний в свободном пространстве, образованном боковыми поверхностями этих роликов совместно с боковыми поверхностями горизонтальных роликов. Прижимное устройство для каната лебедки, входящее в состав канатоукладчика, состоит из установленного на оси прижимного элемента, двуплечего рычага, установленного на оси вращения, ориентированной горизонтально вдоль барабана, и груза для приложения к прижимному элементу посредством массы этого груза постоянно действующего усилия. Прижимной элемент выполнен из однотипных роликов, установленных на упомянутой оси прижимного элемента вдоль барабана и контактирующих с витками каната на барабане. Ось роликов прижимного элемента жестко связана с одним из плеч рычага, к другому плечу которого приложена масса упомянутого груза. Ось вращения рычага проходит через сквозные отверстия в вертикальных стойках, жестко закрепленных на опоре с возможностью поворота ее в указанных отверстиях. Горизонтально расположенные ролики установлены с возможностью регулирования расстояния между ними с возможностью установки их при наматывании каната на барабан с обеспечением им прижима к тяговому канату, а при сматывании с возможностью установки их на расстоянии друг от друга, обеспечивающем возможность свободного прохода тягового каната между ними. Канатоукладчик может содержать более чем одно прижимное устройство для тягового каната лебедки.
Недостатками данного технического решения является сложность и повышенная трудоемкость операции по заведению, запасовке и извлечению троса на барабан, ввиду того что опорный элемент имеет только стационарные ролики. Отсутствие разгрузочного механизма в данной конструкции предполагает наличие постоянной нагрузки на блок роликов, как при намотке, так и выдаче троса, что приводит к повышенному износу наиболее нагруженного элемента конструкции.
Кроме того, из уровня техники известен Канатоукладчик лебедки [патент RU 2612748, МПК B66D 1/36, Опубликовано: 13.03.2017 Бюл. № 8], включающий в себя направляющую, расположенную параллельно барабану (2), ползун (3), два ролика (4), закрепленные на ползуне, между которыми пропущен канат (10), и механизм (6) перемещения ползуна. Механизм перемещения ползуна выполнен с двумя противоположно направленными телескопическими гидроцилиндрами (7), причем одни концы гидроцилиндров соединены непосредственно с ползуном (3).
Недостатками данного технического решения является невозможность использования установки при больших углах намотки (выдачи в вертикальных плоскостях) обусловленное отсутствием горизонтальных опорных роликов. Наличие постоянной нагрузки на блоки роликов приводящее к их повышенному износу. Гидравлическое оборудование снижает надежность системы, увеличивает эксплуатационные требования, в том числе требования к чистоте рабочей жидкости.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание устройства, обеспечивающего наматывание и сматывание троса при его выдаче/намотки со стороны испытываемой лебедки с повышенной производительностью и увеличением ресурса оборудования.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании конструкции стенда для перемотки троса обеспечивающий надежный прижим витков троса к барабану без образования их прослабления, улучшении его эксплуатационных характеристик путем снижения нагрузок на каретку тросоукладчика.
Задача решается, а указанный технический результат достигается тем, что стенд для перемотки троса содержащий основание, барабан, тросоукладчик, установленный на основании посредством боковин, установленный на боковинах тросоукладчика параллельно оси барабана двухходовой винт с перемещающейся по нему кареткой, с двумя вертикальными направляющими роликами для троса, расположенными на кронштейнах каретки, снабженной поводком обеспечивающим взаимодействие с нарезкой двухходового винта для возвратно-поступательного перемещения каретки тросоукладчика по упомянутому винту, расположенному на раме стенда, упомянутый барабан кинематически связан с одной стороны с приводом, а с другой стороны через цепную передачу и соосный цилиндрический редуктор тросоукладчика с двухходовым винтом тросоукладчика, при этом на боковинах тросоукладчика смонтирован блок роликов, включающий стационарный ролик, селективный ролик закрепленный с одной стороны на боковине через двухшарнирную опору, а с другой стороны на боковине через фиксатор, и разгрузочный ролик расположенный на многосоставном рычаге с возможностью поворота и фиксации относительно боковин каретки тросоукладчика, стационарного ролика и селективного ролика.
Сущность заявляемого изобретения поясняется графическим материалом:
Фиг 1. - Стенд для перемотки троса;
Фиг. 2 - Тросоукладчик;
Фиг. 3 - Положение роликов тросоукладчика при заведении или извлечении троса из каретки;
Фиг. 4 - Положение роликов при наматывании и сматывании троса.
Несущим элементом установки является основание 1, представляющая собой силовую металлоконструкцию, на которой смонтированы основные элементы стенда. К раме при помощи подшипниковых опор 2 крепится барабан 3, который представляет собой вальцованную обечайку с ребордами 4 для намотки на него троса 5. Барабан 3 приводится во вращение приводом, состоящим из цилиндро-конического редуктора 6 и электродвигателя 7 с регулируемой частотой вращения. От барабана 3 через цепную передачу 8 и соосный цилиндрический редуктор 9 вращение передается на тросоукладчик 10, предназначенный для равномерной многослойной укладки троса 5 на барабан 3. Также на раме 1 располагается шкаф управления 11 стенда.
Тросоукладчик 10 (ФИГ. 2) состоит из двух боковин 12 и 13, на которые опирается двухходовой винт 14 с левой и правой винтовыми канавками (не обозначены на фигурах) для преобразования вращательного движения винта 14 в возвратно-поступательные движения каретки 15, которая равномерно распределяет трос 5 по барабану 3 во время намотки с помощью вертикальных роликов 16. На боковины 12 и 13 тросоукладчика 10 опираются три горизонтальных ролика: ролики 17 и 18 - опираются непосредственно, а разгрузочный ролик 19 через многосоставной рычаг 20.
Разгрузочный ролик 19 предназначен для поддерживания троса 5 с целью исключения его контакта с кареткой 15 в режиме СМАТЫВАНИЕ. Разгрузочный ролик 19 закреплен на многосоставном рычаге 20 и имеет два положения:
- верхнее (ФИГ. 2) - фиксатор 21 замкнут на боковину 13;
- нижнее (ФИГ. 3) - фиксатор 21 разомкнут с боковиной 13.
Селекторный ролик 18, предназначен для ограничения вертикального перемещения ВВЕРХ троса 5 относительно вертикальных роликов 16 каретки 15 в режиме НАМАТЫВАНИЕ. Одной стороной селективный ролик 18 опирается на двухшарнирную опору 22, с другой стороны содержит фиксатор 23, позволяющий размыкать эту сторону с боковиной 13 и затем осуществлять поворот селективного ролика 18 относительно вертикальной 24 и горизонтальной 25 осей в двухшарнирной опоре 22, для заведения или извлечения троса из каретки 15.
Двухшарнирная опора 22 состоит из двух частей: вилки 26 с зафиксированном с возможностью вращения в боковине 12 хвостовиком 27 относительно вертикальной оси 24 и лапы 28 оси (не показана на фигурах) селективного ролика 18, имеющую возможность поворачиваться в вилке 26 на оси 29 относительно горизонтальной оси 25.
Стационарный ролик 17 располагается под селекторным роликом 18 и предназначен для ограничения вертикального перемещения ВНИЗ троса 5 относительно вертикальных роликов 16 каретки 15 в режиме НАМАТЫВАНИЕ.
Стенд для перемотки троса работает следующим образом.
Работа стенда для перемотки троса, заключается в перемотке троса от испытываемой на работоспособность лебедки на барабан установки и обратно с соблюдением скоростных и тяговых (силовых) параметров в соответствии с техническими требованиями.
Работа в режиме НАМАТЫВАНИЕ.
Разгрузочный ролик 19 при разомкнутом фиксаторе 21 вместе с многосоставным рычагом 20 занимает нижнее положение. Фиксатор 23 селекторного ролика 18 оттягивается, тем самым размыкая одну из сторон селективного ролика 18 с боковиной 13, что позволяет приподнять эту сторону поворачивая ролик относительно оси 25 двухшарнирной опоры 22 и обеспечить место для заведения троса 5, в том числе с коушем или крюком на конце (не показаны на фигурах), в каретку между вертикальными роликами 16 с последующим креплением конца троса 5 на барабане 3. Затем селективный ролик 18 возвращается на исходное положение и замыкается на боковине 13 с помощью фиксатора 23.
На шкафу управления 11 стендом, включается электродвигатель 7, который через цилиндро-конический редуктор 6 вращает барабан 3, наматывающий на себя трос 5. При вращении барабана 3 цепная передача 8 передает крутящий момент на редуктор 9, который в свою очередь вращает винт 14, двигающий вдоль барабана каретку 15 тросоукладчика 10, перемещающую вертикальными роликами 16 трос 5 вдоль барабана 3 обеспечивая, тем самым, равномерное распределение его витков на барабане 3. При этом селекторный ролик 18 и стационарный ролик 17 разгружают каретку 15 и соответственно винт 14 от действия вертикальных сил со стороны троса 5, возникающих вследствие изменения траектории движения его свободного участка.
Работа в режиме СМАТЫВАНИЕ.
Фиксатор 23 селекторного ролика 18 оттягивается, тем самым размыкая одну из сторон селективного ролика 18 с боковиной 13, что позволяет приподнять эту сторону (в положение III), поворачивая ролик (18) относительно горизонтальной оси 25 двухшарнирной опоры 22 и развернув весь селективный ролик 18 относительно вертикальной оси 24 двухшарнирной опоры 22 (в положение IV) в направлении свободного участка троса 5 до момента пока селективный ролик 18 не встанет параллельно тросу 5. Затем ролик 18 возвращается на исходное место по траектории, при которой он подводится под трос 5 (в положение II) и поднимет его, выведя из контакта с вертикальными роликами 16 каретки 15. Следом произойдет замыкание селективного ролика 18 на боковине 13 с помощью фиксатора 23 (положение I и V). Таким образом, сложное пространственное движение одной стороны селекторного ролика 18 относительно другой его стороны связанной с двухшарнирной опорой 22 позволяет заводить или извлекать трос из каретки 15 без необходимости освобождения одного из его концов, что экономит время и способствует повышению производительности.
Затем многосоставной рычаг 20 вместе с разгрузочным роликом 19 занимает верхнее положение, стопорясь на боковину 13 с помощью фиксатора 21, при этом трос 5 опирается на разгрузочный ролик 19 и не контактирует с кареткой 15 тросоукладчика 10. Таким образом, при воздействии на трос усилием со стороны испытываемой лебедки (не показана) происходит его сматывание с барабана 3 с опиранием троса на разгрузочный ролик 19 и без контакта его с кареткой 15 тросоукладчика 10, что позволяет работать деталям тросоукладчика 10 в холостом режиме, без нагрузки со стороны троса 5 в режиме СМАТЫВАНИЕ и соответственно снизить его износ и увеличить ресурс.
Электродвигатель 7 в этом режиме работает, при необходимости, как электродинамический тормоз, т.е. создает на свободном участке троса силу натяжения.