Якорная лебедка Штокер

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к оборудованию для водной техники для подъема-опускания якоря на маломерных судах.
Известна лебедка со свободным барабаном (АС СССР № 45052, А1, приоритет 17.08.1934г.), предназначенная для забивки свай и буровых работ, которая оборудована приводным валом с фрикционной и пружинной сцепными муфтами для поднятия груза и автоматическим рычажным механизмом его свободного сброса, снабженный дополнительными кулачковыми муфтами на вспомогательном валу, соединенным с основным приводным валом. Лебедка позволяет автоматизировать процесс поднятия груза на заданную высоту и синхронизовать сброс груза, исключив излишнее сматывание троса с барабана (бухтование троса). Недостатком указанного устройства является сложность конструкции, большие масс-габаритные параметры по целевому использованию. Механизм не предназначен для применения в качестве лебедки в условиях затесненного пространства маломерных судов.
Известна якорная лебедка (патент США №8517347, B2, приоритет 15.11.2007 г.), содержащая привод, приводной вал, барабан (катушку) с якорным канатом и механизм свободного сброса якоря, который оборудован отдельным электромагнитным устройством по механическому смещению барабана из положения подъема в положение свободного сброса якоря. Недостатком лебедки является дополнительное электромеханическое устройство смещения барабана и устройство его электронного управления, которые требуют влагозащищенного исполнения, тем самым снижая надежность эксплуатации в условиях повышенной влажности и усложняя конструкцию лебедки.
Известна якорная лебедка (патент РФ на полезную модель №185625, B66D 1/16, B66D 1/24, B66D 1/60, приоритет 01.7.2017 г.), принятая за прототип.
Лебедка состоит из привода, приводного вала, барабана с якорным канатом, механизма свободного сброса якоря, который расположен на приводном валу соединен с барабаном и встроен в шпулю, оборудованную натяжным тросовым механизмом, обгонной муфтой и скобой сброса якорного барабана с упора. Тросовый механизм предназначен для реализации режима свободного сброса якоря путем управления скобой сброса барабана с упора и включает в себя шпулю, два ролика, трос, возвратную пружину троса и скобу. Кроме того, при свободном сбросе якоря, за счет прижимных усилий на барабан через фрикционные шайбы, предотвращается бухтование якорного каната. Конструкция имеет небольшие масс-весовые характеристики и проста в обслуживании. Недостатком устройства является ручное управление отключения привода по визуальному контролю момента выхода из зацепления барабана якорного каната с приводным валом. При несоблюдении этого условия, приводной вал продолжает тянуть тросик скобы, что ведет к полному разрушению кинематических связей и выходу из строя всего устройства. Для повышения эксплуатационной надежности необходимо ввести дополнительные меры контроля отключения привода. Кроме того, в предложенной кинематической схеме барабан подвижен вдоль оси приводного вала, что в режиме подъема якоря ведет к неравномерной намотке на него каната. Так как тяговый тросик скобы проходит непосредственно над барабаном, возникает необходимость контроля равномерности намотки, чтобы неровности по высоте намотки не позволили скинуть тросик с роликов и нарушить режим подъема якоря.
Становление и съемка судна с якоря одно из существенных условий безопасности на воде. Поэтому целью заявляемого технического решения является повышение эксплуатационной надежности якорной лебедки как в режиме сброса, так и в режиме подъема якоря маломерных судов.
Техническим результатом создания полезной модели является повышение эксплуатационной надежности устройства.
Указанный технический результат по заявляемому объекту - полезная модельдостигается тем, что якорная лебедка Штокер, состоящая из привода, приводного вала, барабана с зацепными упорами и с намотанным на него якорным канатом, механизма свободного сброса якоря, расположенного на приводном валу, оборудованного обгонной муфтой, и соединенного с барабаном, особенностью является то, что
механизм свободного сброса якоря оборудован роликом, со встроенной в него обгонной муфтой, и имеющий одностороннюю винтовую нарезку в виде канавки с односторонним заходом и заканчивающейся упорным пазом в конце, выполненной по наружной поверхности; снабжен шлицевым валом, жестко закрепленном на приводном валу, установленной на нем с возможностью смещения в осевом направлении шлицевой втулки с зацепными упорами и наружной кольцевой канавкой и фрикционной шлицевой шайбы, подпружиненных между собой;
снабжен вилочным толкателем шлицевой втулки, состоящим из пластины с упором, вставленным внутрь винтовой канавки с одной стороны и вилки, вставленной внутрь кольцевой канавки шлицевой втулки с другой, размещенным на каретке с обеспечением свободного хода вилочного толкателя «вправо-влево» параллельно оси шлицевого вала в зависимости от направления вращения приводного вала мотор-редуктора.
Таким образом, при движении вилочного толкателя вправо осуществляется сцепление упоров шлицевой втулки и встречных упоров барабана с якорным канатом, а при движении влево - расцепление, путем сброса зацепных упоров шлицевой втулки с упоров барабана, освобождая последний, и, тем самым, обеспечивая режим свободного сброса якоря за счет его веса.
Полезная модель поясняется иллюстрационными материалами: на фиг. 1 изображен общий вид устройства в сборе; на фиг. 2 - механизм свободного сброса якоря в разрезе; фиг. 3 - фотография действующей модели якорной лебедки Штокер.
Якорная лебедка Штокер (фиг. 1) состоит из рамы лебедки 1, на которой смонтированы мотор-редуктор 2 с приводным валом 3; обгонная муфта 4, насаженная на вал 3 и встроенная в механизм свободного сброса якоря фиг. 2; барабана с якорным канатом 6, расположенного на валу 3 на подшипниковых опорах (на фиг. 1 не показаны), обеспечивающих свободное вращение барабана 6. Левая боковина барабана 6 выполнена с зацепными упорами 7 и по существу представляет собой полумуфту сцепления. Механизм свободного сброса якоря Фиг. 2 снабжен вилочным толкателем 8, размещенным на каретке 9, ось 10 которой, жестко закреплена на раме 1, с обеспечением свободно хода вилочного толкателя 8 «вправо-влево» параллельно оси приводного вала 3 (на фиг. 1 показано стрелками). Вилочный толкатель 8 представляет собой металлическую пластину, жестко закрепленную на каретке 9 (вид А по стрелке на фиг. 1), например, винтами, на которой с одной стороны (с правой на фиг. 1) размещена вилка, с другой стороны - упор.
Механизм свободного сброса якоря Фиг. 2 состоит из шлицевого вала 11, соединенного с приводным валом 3 с помощью шпонки 12. На валу 11 установлена шлицевая втулка 13 с возможностью смещения в осевом направлении вала 11, с направляющим пазом в виде кольцевой канавки 14 для размещения в ней вилки вилочного толкателя 8 и сцепные упоры 15 для соединения с упорами 7 боковины барабана якорного каната 6. В состав механизма входит ролик 16 со встроенной в него обгонной муфтой 4, имеющий винтовую нарезку в виде канавки 17 с односторонним заходом, расположенным с левой стороны ролика 16, и заканчивающаяся упором в конце нарезки. Ролик 16 приводится в действие от приводного вала 3 через обгонную муфту 4 и служит для преобразования ее реверсивного кругового движения в возвратно-поступательное движение вилочного толкателя 8 вдоль оси шлицевого вала 11. Поджатая пружина 18 оказывает давление слева на фрикционную шлицевую шайбу 19, а справа - на шлицевую втулку 13. Каретка 9, состоящая из оси 10 и втулки 9 прямоугольного сечения, через втулку 9 жестко соединена с вилочным толкателем 8, например винтами, и служит для обеспечения свободного хода последнего параллельно оси приводного вала 3.
Якорная лебедка Штокер работает следующим образом.
На фиг. 2 показано положение устройства в режиме «свободный сброс». В данном положении барабан с якорным канатом 6 свободно вращается вокруг оси вала 3. При нажатии кнопки «подъем якоря» включается привод мотор-редуктора 1 (фиг. 1), приводной вал 3 начинает вращение по часовой стрелке. В этом направлении обгонная муфта 4 имеет свободный ход. Пружина 18 через шлицевую фрикционную шайбу 19 давит на ролик 16 с винтовой нарезкой канавок 17 и за счет сил трения, проворачивает ее по часовой стрелке. Упор вилочного толкателя 8, взаимодействуя с винтовыми канавками 17 ролика 16 начинает поступательное перемещение вправо по оси 10 каретки 9, при этом вилка вилочного толкателя 8 сдвигает шлицевую втулку 13, вводя в зацепление упоры 15 шлицевой втулки 13 с упорами 7 барабана с якорным канатом 6. Барабан 6 получает вращение по часовой стрелке от шлицевого вала 11 через шлицевую втулку 13 от зацепных упоров 15. Тем самым, включается режим подъема якоря, т.е. намотка каната на барабан 6. Так как обгонная муфта 4 имеет в этом направлении свободный ход, упор вилочного толкателя 8 дойдя до конца винтовой канавки, останавливает ролик 16.
При включении режима «сброс» приводной вал 3 начинает вращение против часовой стрелки, обгонная муфта 4 в этом направлении не имеет свободного хода и начинает вращать ролик 16; при этом упор вилочного толкателя 8, взаимодействуя с винтовой канавкой 17 начинает движение влево, вилка вилочного толкателя 8 смещает влево шлицевую втулку 13 и выводит из зацепления упоры 15 и 7. В результате барабан с якорным канатом 6 под действием веса якоря начинает свободно разматываться.
Для включения режима сброса достаточно кратковременного нажатия кнопки «сброс якоря». В случае дальнейшего удержания кнопки сброса якоря, упор вилочного толкателя 8 выходит из канавки 17 ролика 16 за счет открытого с одной стороны захода и продолжает круговое движение до момента отключения, что позволяет предупредить выход из строя вилочного толкателя 8 и механизма свободного сброса якоря 4 в целом.
Для предотвращения бухтования каната после падения якоря на дно, применяется постоянный фрикционный тормоз, размещенный между правой боковиной барабана 6 и рамой 1, например, в виде подпружиненного диска из технического фетра (фиг. 1 не показан).
Возвратно-поступательное движение вилочного толкателя 8 по оси каретки 10 «влево-вправо» позволяет легко реализовать дополнительный дистанционный контроль состояния режима работы якорной лебедки, например, оборудовав концевым выключателем, закрепленном на раме в районе каретки, с выводом светового сигнала «сброс-подъем» на переднюю бортовую панель управления маломерного судна.
В отличии от лебедки с тросовыми тягами, где механизм свободного сброса соизмерим с габаритами рамы лебедки, размеры предлагаемого механизма свободного сброса якоря в сборе составляют 65×70×48мм (фиг. 3), соответственно длина × высота × диаметр.
Предлагаемая конструкция якорной лебедки Штокер компактна, не требует контроля режима работы «сброс-подъем» со стороны пользователя, что повышает эксплуатационную надежность устройства.