КАНАТОВЕДУЩИЙ ТЯГОВЫЙ МЕХАНИЗМ ПОДЪЕМНИКА

Полезная модель относится к приводным механизмам подъемников, а именно к канатоведущим лебедочным механизмам, и может быть использована в конструкциях канатоведущих тяговых механизмов фасадных подвесных подъемников, лифтов, горнорудных подъемников шахт, канатных дорог и т.п. устройств.
Анализ уровня техники в указанной области показал, что известна подъемная установка, содержащая канатоведущий шкив, связанный с приводным устройством и выполненный с, по меньшей мере, двумя канавками для укладывания в них набегающей и сбегающей ветвей каната, механизм управления положением каната, включающим прижимные ролики с креплением, предназначенные для предотвращения схода каната со шкива (Патент РФ №2087407, МПК: B66B 15/00, публ. 20.08.1997 г.).
Невозможность достижения указанным аналогом технического результата, достигаемого заявляемым техническим решением, обуславливается тем, что устройство выполнено с большим количеством составляющих его элементов, а именно, дополнительными роликами с сопутствующими их креплениями для подъема и опускания груза и одновременно позволяющих предотвратить схлестывание набегающей и сбегающей ветвей каната, а также предотвратить их сход со шкива, что повышает стоимость устройства.
Известен механизм подъема платформы, содержащий канатоведущий шкив, выполненный с двумя канавками для укладывания в них канатов, кинематически связанный с приводным устройством, тяговый механизм управления положением каната, включающий прижимное устройство, содержащее подвижно закрепленный на опоре прижимной ролик, взаимодействующий с набегающей ветвью каната с возможностью ее прижима к канавке и, отводное устройство, содержащее подвижно закрепленный на опоре отводной ролик, и направляющий элемент, взаимодействующие каждый со сбегающей ветвью каната (Патент США №7527243, МПК: B66D 1/00, публ. 05.05.2009 г., ИСМ вып. 36, №5/2010 г., стр. 11).
Невозможность достижения указанным аналогом технического результата, достигаемого заявляемым техническим решением, обуславливается тем, что оно содержит множество конструктивных элементов, что усложняет конструкцию и увеличивает ее стоимость.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому является устройство для укладки каната лебедки, содержащее канатоведущий шкив, выполненный с, по меньшей мере, одной канавкой для укладывания в нее каната, кинематически связанный с приводным устройством, тяговый механизм управления положением каната, включающий прижимное устройство, содержащее подвижно закрепленный на опоре прижимной ролик с кольцевой выемкой по боковому периметру, взаимодействующей с набегающей ветвью каната с возможностью ее прижима к канавке и отводное устройство, содержащее подвижно закрепленный на опоре и, взаимодействующий с канавкой, отводной ролик и направляющий элемент, взаимодействующие каждый со сбегающей ветвью каната (Патент Японии №3288003 B2, МПК: B66D 1/74, публ. 04.06.2002 г., ИСМ: вып. 36, №6/2003 г., стр. 31).
Невозможность достижения указанным аналогом технического результата, достигаемого заявляемым техническим решением, обуславливается тем, что оно содержит множество конструктивных признаков, что увеличивает его стоимость. Так, например, прижимное устройство содержит несколько роликов: передний, ведущий, нажимной, передний направляющий ролики, а также механизм подачи на них каната, регулировочное устройство конструктивно не приспособлено для встречного направления сбегающей ветви каната и усложнено составляющими элементами. Кроме того, указанный аналог выполнен с небольшим углом охвата канатом, что снижает его грузоподъемность.
При разработке заявляемой конструкции была поставлена задача снижения ее стоимости с одновременным увеличением ее грузоподъемности и повышением надежности.
При решении указанной задачи был достигнут технический результат, заключающийся в уменьшении количества составляющих конструкцию элементов с одновременным повышением ее эксплуатационной надежности при встречно-направленном расположении ветвей каната, а также продлением срока службы подъемного каната и канатоведущего тягового механизма за счет обеспечения надежного разветвления набегающей и сбегающей ветвей подъемного каната. Кроме того, указанное устройство позволило увеличить грузоподъемность конструкции за счет увеличения тяговой силы шкива.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что она содержит канатоведущий шкив, выполненный с, по меньшей мере, одной канавкой для укладывания в нее каната, кинематически связанный с приводным устройством, тяговый механизм управления положением каната, включающий прижимное устройство, содержащее подвижно закрепленный на опоре прижимной ролик с кольцевой выемкой по боковому периметру, взаимодействующей с набегающей ветвью каната с возможностью ее прижима к канавке и отводное устройство, содержащее подвижно закрепленный на опоре и, взаимодействующий с канавкой, отводной ролик и направляющий элемент, взаимодействующие каждый со сбегающей ветвью каната.
Новым в устройстве является то, что прижимное устройство выполнено со сквозным каналом для пропускания через него сбегающей ветви каната, направляющий элемент выполнен в виде отводного уступа, расположенного на, закрепленном на опоре, ограждении шкива и установленного перед отводным роликом с возможностью завода, посредством заслонки канавки, сбегающей ветви каната в сквозной канал отводного устройства, взаимодействующей с дополнительным ограждением шкива, расположенным на опоре между отводным и прижимным роликами.
Кроме того, кольцевая выемка может быть расположена на кольцевом выступе прижимного ролика, выполненного с горизонтально расположенной осью параллельной оси вращения шкива.
Сквозной канал прижимного устройства для пропускания через него сбегающей ветви каната может быть образован кольцевым выступом, нижней цилиндрической боковой поверхностью прижимного ролика, площадкой реборды канатоведущего шкива и близлежащей частью этого шкива.
Заслонка канавки может быть выполнена в виде центрального конусного выступа, расположенного большим основанием на нижней торцевой поверхности отводного ролика и установленного в канавке с зазором.
Сквозной канал отводного устройства может быть образован нижней торцевой поверхностью отводного ролика, центральным конусным выступом заслонки, площадкой реборды канатоведущего шкива и близлежащей частью этого шкива.
Приводное устройство шкива может содержать электродвигатель с редуктором.
Канавка может быть выполнена с поперечным сечением трапециидальной формы.
Ограждение шкива и дополнительное ограждение могут быть выполнены секционными.
В качестве опоры ограждения и дополнительного ограждения может быть использован корпус канатоведущего тягового механизма.
Канатоведущий тяговый механизм подъемника представлен на чертежах, где изображено на:
Фиг.1 - вид спереди на канатоведущий тяговый механизм при снятой крышке корпуса;
Фиг.2 - разрез по вертикальной оси канатоведущего шкива с крышкой, установленной на корпусе;
Фиг.3 - разрез А-А на Фиг.1 прижимного устройства в увеличенном масштабе;
Фиг.4 - разрез Б-Б на Фиг.1 отводного устройства в увеличенном масштабе;
Фиг.5 - разрез В-В с поворотом изображения на Фиг.1 в увеличенном масштабе - отвод набегающей ветви каната из канавки на площадку с ребордой канатоведущего шкива.
Канатоведущий тяговый механизм подъемника, например, строительного подъемника, используемого при строительстве и реконструкции сооружений, содержит корпус 1, крышку корпуса 2 (Фиг.2), канатоведущий шкив 3 с, по меньшей мере, одной канавкой 4 выполненной в поперечном сечении, предпочтительно, трапециидальной формы, для укладывания в нее каната 5, например, круглого поперечного сечения и кинематически связанный с приводным устройством, состоящим из электродвигателя и редуктора (на чертеже не показаны), механизм управления положением каната, предназначенный для управления положением каната при его прохождении по канавке шкива и включающий прижимное и отводное устройства.
Канатоведущий тяговый механизм может являться составной частью, например, лебедки (на чертеже не показана) подъемника.
Прижимное устройство включает прижимной ролик 6 (Фиг.1 и Фиг.3), подвижно установленный посредством подшипников 7 на оси 8, расположенной в горизонтальной плоскости и параллельной оси вращения канатоведущего шкива 3, и жестко закрепленной на опоре, в качестве которой используется, например, корпус 1.
1
2
1
2
Поверхность прижимного ролика 6 выполнена с наружной кольцевой выемкой 9 по боковому периметру (Фиг.3), выполненной по профилю каната и расположенной на кольцевом выступе 10 прижимного ролика с диаметром Д в точке его касательного взаимодействия с канатом, что позволяет прижимать набегающую ветвь 11 каната в трапециидальную канавку 4 канатоведущего шкива и тем самым осуществлять дальнейшее прохождение каната от входа по канавке 4 канатоведущего шкива. Также прижимное устройство выполнено с образованием сквозного канала 12 для пропускания через него сбегающей ветви 13, и образованного предпочтительно, кольцевым выступом 10, прямой цилиндрической нижней боковой поверхностью 14 ролика 6 диаметром Д, площадкой 15 реборды 16 канатоведущего шкива и близлежащей частью этого шкива для предотвращения схода сбегающей ветви 13 каната и ее свободного прохождения через образованный сквозной канал прижимного устройства. Размеры Д и Д и величина канавки определяются на основе инженерных расчетов в каждом конкретном случае выполнения габаритных параметров и конструкции прижимного ролика и размеров и формы каната.
1
2
1
Указанное расположение сквозного канала 12 и размеры Д и Д позволяют создать условия для предотвращения соприкосновения набегающей и сбегающей ветвей каната. Кроме того размер Д рассчитывается исходя из некоторого послабления в канавке канатоведущего шкива набегающей ветви 11 каната для создания условия отвода каната из канавки в отводном устройстве. Предпочтительно горизонтальное расположение оси прижимного ролика и параллельное оси вращения шкива.
Отводное устройство включает отводной ролик 17 (Фиг.1 и 4), ограждение 18 шкива с направляющим элементом, выполненным в виде отводного уступа 19 (Фиг.2 и Фиг.5) и установленным перед отводным роликом для предварительного отвода от неправильного направления сбегающей ветви каната перед отводным роликом, которая взаимодействует после прохождения отводного ролика с дополнительным ограждением 20 (Фиг.1) шкива, расположенным между отводным 17 и прижимным 6 роликами. Ограждения 18 и 20 выполнены, например, состоящими из секций, нависающих над канатом с канавкой, выполненных по форме образующей шкива, и жестко закрепленных на опоре, например, на корпусе 1. При этом на ближайшей к ролику 17, по меньшей мере, одной секции или ее части смонтирован отводной уступ 19. Размеры секций и их количество диктуются диаметром шкива.
Ролик 17 расположен на участке перед сходом набегающей ветви 11 каната и подвижно установлен посредством подшипников 21 на оси 22, жестко закрепленной на опоре, например, корпусе 1. Ось ролика 17 расположена под заданным углом обхвата β от точки касания шкива набегающей ветви каната до оси отводного ролика, то есть точки касания сбегающей ветви каната, таким образом, чтобы было обеспечено максимальное значение угла обхвата β канатоведущего шкива канатом, при котором увеличивается тяговая способность шкива, что позволяет увеличить грузоподъемность устройства.
Таким образом, расположением оси ролика 17, а, следовательно, обеспечением максимальной величины угла обхвата β в зависимости от параметров лебедки, условия грузоподъемности в каждом конкретном случае условий заказчика на основе инженерных расчетов, выполняемых исходя из заданных параметров, фактически можно изменять тяговую способность шкива, при этом увеличивается и срок службы каната, так как канат менее изнашивается в связи с тем, что он перед отводным роликом перенаправляется заранее в открытое пространство сквозного канала 23 отводного устройства, предотвращая его истирание и нагромождение, при этом канат взаимодействует с заслонкой канавки, выполненной, например, в виде центрального конусного выступа 24 отводного ролика, расположенного большим основанием на его нижней торцевой поверхности. Оси отводного ролика и центрального конусного выступа 24 выполнены совпадающими.
Таким образом, сбегающая ветвь 13 каната (Фиг.4 и Фиг.5) выполнена проходящей вначале из канавки 4 канатоведущего шкива мимо отводного уступа 19 ограждения 18 и далее через сквозной канал 23 отводного устройства предпочтительно касательно нижней торцевой поверхности отводного ролика 17, центрального конусного выступа 24 отводного ролика, площадки 15 реборды 16 (Фиг.4) и шкива 3 (близлежащей части), затем касательно дополнительного ограждения 20. Дальше она проходит через сквозной канал 12 прижимного устройства (Фиг.3) и выходит из канатоведущего тягового механизма.
Ближайший край отводного уступа 19 расположен вблизи центрального конусного выступа 24 и нижней торцевой поверхности отводного ролика на расстоянии не более диаметра каната. Аналогично - расстояние между кольцевым выступом 10 и ближайшим краем шкива также рассчитывается не более диаметра каната.
Центральный конусный выступ 24 выполняет функцию заслонки канавки 4 канатоведущего шкива и расположен в ней меньшим основанием с зазором относительно ее дна и боковых поверхностей, при этом нижний конец выступа 24 расположен в ней с зазором относительно дна канавки для свободного вращения в ней, но с углублением в канавку, не допускающим попадание в нее каната. Таким образом, возможность отвода сбегающей ветви каната в сквозной канал отводного устройства обеспечивается перенаправлением каната отводным уступом 19 ограждения 18 при перекрытии канавки конусным выступом 24 отводного ролика. Возможно и иное конструктивное выполнение отводного ролика, позволяющее осуществить взаимодействие с канавкой и предотвращающее прохождение в нее каната.
Ограждение 18 с отводным уступом 19 предотвращает попадание набегающей ветви 11 каната в сторону от площадки 15 реборды 16 канатоведущего шкива и обеспечивает ее сход в сторону сквозного канала 23. Таким образом, сквозной канал 23 отводного устройства образован нижней торцевой поверхностью отводного ролика 17, центральным конусным выступом 24 заслонки, площадкой 15 реборды 16 канатоведущего шкива и близлежащей частью этого шкива 3. Дополнительное ограждение 20 предотвращает выпадение сбегающей ветви каната от площадки реборды канатоведущего шкива и направляет сбегающую ветвь к ролику 6 прижимного устройства, пропуская ее через сквозной канал 12 прижимного устройства.
Корпус 1 выполнен со входным 25 и выходным 26 патрубками. На участке от прижимного устройства вдоль образующей шкива для дополнительной подстраховки от центробежного схода набегающей ветви возможна установка секционного ограждения аналогичного ограждению 18.
Устройство работает следующим образом.
Один конец набегающей ветви 11 каната жестко закрепляется на поверхности здания 27 и пропускается через входной патрубок 25 в корпус с установленными в нем составляющими элементами при открытой крышке, далее укладывается по канавке 4, проходя соответственно поочередно сквозные каналы 23 отводного и 12 прижимного устройств и на другом конце уже сбегающей из выходного патрубка 26 корпуса лебедки ветви 13 каната располагается грузонесущий элемент 28, например, пригруз подъемного каната. Включается приводное устройство лебедки, кинематически передающее движение от электродвигателя через входной вал редуктора на ось канатоведущего шкива 3 канатоведущего тягового механизма и так как движение прижимного ролика 6 прижимного устройства синхронизировано с вращением канатоведущего шкива за счет его прижима к канату, ролик начинает вращаться посредством подшипников 7, прижимая выступом 10 набегающую ветвь 11 к канавке 4 и предотвращая ее от проскальзывания за счет сил трения между поверхностями каната и трапецеидальной канавки канатоведущего шкива.
При дальнейшем перемещении каната по канавке канатоведущего шкива канат, дойдя до отводного уступа 19 ограждения 18 и нижней торцевой поверхности с центральным конусным выступом 24 отводного ролика 17, который синхронизировано начинает вращаться под воздействием взаимокасания выступа 24 и направленного в сквозной канал 23 каната, но с перекрытием канала в месте расположения конусного выступа, выводится из канавки и направляется для прохождения через сквозной канал 23 по площадке 15 реборды 16 канатоведущего шкива.
Далее сбегающая ветвь 13 перемещается вдоль дополнительного ограждения 20, ограничивающего ее перемещение и предотвращающего ее центробежный уход в сторону, проходит через сквозной канал 12 прижимного устройства, соприкасаясь с прижимным роликом 6 и площадкой 15 реборды 16 и шкивом, что не дает соприкоснуться набегающей 11 и сбегающей 13 ветвям каната и выходит из канатоведущего тягового механизма. При дальнейшей работе канатоведущего тягового механизма, а именно подъеме подъемника с земли в канате появляется усилие, которое придает рабочее положения каната в канатоведущем тяговом механизме. Сбегающая ветвь каната упирается на поверхность ролика 17 отводного устройства, что предотвращает канат от износа, так как ролик отводного устройства установлен подвижно на ось посредством подшипника качения, а ролик 6 прижимного устройства не дает соприкасаться набегающей и сбегающей ветвям каната.
Возможность осуществления заявляемой полезной модели подтверждается использованием в ней известных элементов, а также материалов, обладающих оптимальными эксплуатационными характеристиками, используемых в области тяговых устройств грузоподъемных механизмов, в том числе используемых на уровне функционального обобщения, с достижением технического результата, заключающегося в снижении стоимости устройства за счет упрощения конструкции и одновременно в повышении ее эксплуатационной надежности, грузоподъемности а также продлении срока службы подъемного каната и канатоведущего тягового механизма за счет обеспечения надежного разветвления набегающей и сбегающей ветвей подъемного каната.