Таль трехскоростная с ручным приводом Н.И. Хабрата

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к грузоподъемной технике, используемой для поднятия тяжестей при выполнении работ в любых отраслях производств.
Известно техническое решение, содержащее корпус, вал в нем на подшипниковых опорах, на котором размещены: червячное колесо; барабан и второй вал с червяком, на котором размещены осевой грузоупорный тормоз и звездочка с приводной цепью. При этом, гибкий орган одним концом закреплен на корпусе, обогнув блок на крюковой подвеске, закреплен вторым концом на барабане (Красников В.В. Подъемно-транспортные машины в сельском хозяйстве - М: Колос, 1973. Стр. 150, рис. 41а. Аналог).
Основные недостатки этого технического решения: сложность конструктивного решения и одноступенчатость привода.
По технической сущности предлагаемому техническому решению наиболее близко устройство содержащее корпус со съемной боковиной с установленными в них на подшипниковых опорах вала, на котором размещены: неподвижно два барабана с различными рабочими диаметральными размерами; осевой винтовой тормоз, в виде установленных дисков неподвижно упорного, нажимного по резьбовому сопряжению совместно со звездочкой и приводной цепью и между ними тормозного, который зубьями по его наружному контуру входит в зацепление с нереверсивной защелкой, размещенной на корпусе. При этом, гибкий орган, обогнув блок на крюковой подвеске, концами закреплен шарнирно на буртах барабанов (Патент на полезную модель РФ №182724 МКИ B66D 3/12 Бюл. 25, 2018. Прототип).
Основной недостаток этого технического решения - одноступенчатость привода. А это значит, что при одной и той же скорости приводной цепи поднимаются грузы различной тяжести, что не способствует повышению производительности механизма.
Задачей изобретения является разработка конструкции трехступенчатой тали с ручным приводом (далее по тексту таль), обеспечивающей подъем грузов менее номинальных по более высокой скорости по сравнению со скоростью подъема номинальных при параметрах, не превышающих нормированных скоростей V и усилий F в приводной цепи.
Поставленная задача достигается введением новой совокупности существенных признаков, изменяющих кратность полиспаста тали путем установки на валу большего из барабанов подвижно в тангенциальном направлении, зубья на торцевой поверхности которого вводятся или выводятся из зацепления с зубчатой полумуфтой, шлицесопряженный с валом и смещаемой в осевом направлении дуговыми скобами, входящим в тангенциальную проточку на зубчатой полумуфте, при этом дуговые скобы установлены жестко на концах штанг, которые установлены в съемной боковине подвижно и расположены параллельно оси вала, а вторыми концами штанги жестко соединены с управляющим элементом, установленным подвижно на валу, по концам управляющего элемента установлены ролики, опирающиеся на профилированную рабочую поверхность программного кольца, установленного подвижно на съемной боковине и проворачиваемого по ней реверсивно на фиксируемый угол посредством гибких тяг, закрепленных на нем, при этом проворачивание программного кольца ограничивается упором на съемной боковине, входящего в паз на программном кольце, в котором в крайних наклонных профилированных рабочих участках с противоположных сторон в диаметральном направлении выполнены попарно углубления с радиусами, равными радиусам роликов на управляющем элементе с разностью по глубине в осевом направлении, равной высоте зубьев зубчатой полумуфты, а в пространстве между дуговыми скобами и съемной боковиной установлена пружина, при этом гибкий орган концами закреплен шарнирно с внутренних сторон соответствующих боковин барабанов, а рукоятки на концах гибких тяг выполнены с рифлениями: вертикальными, указывающими на отключение зацепления зубьев большого барабана с зубчатой полумуфтой, и горизонтальными, указывающими на включение зацепления зубьев большого барабана с зубчатой полумуфтой.
Полезная модель тали трехскоростной с ручным приводом представлена эскизами, на которых изображены: фиг. 1 - фронтальный вид; фиг 2. - вид А по фиг. 1, реверсивная защелка; фиг. 3 - сечение Б-Б по фиг. 1., упор на съемной боковине и тангенциальный паз в программном кольце; фиг. 4. - развертка рабочего участка программного кольца.
Таль трехскоростная с ручным приводом, содержит корпус 1 (фиг. 1) со съемной боковиной 2, вал 3 в них в подшипниковых опорах (фиг. 1 не обозначены), на котором установлены барабаны больший 4 и меньший 5 с различными рабочими диаметральными размерами и винтовой грузоупорный тормоз, в виде установленных дисков: неподвижно упорного 6, по резьбовому сопряжению нажимного, выполненного совместно со звездочкой 7; в пространстве между которыми тормозной 8, входящий в зацепление зубьями 9 (фиг. 2) по наружному контуру с нереверсивной защелкой 10 (фиг. 2), установленной на корпусе 1, и осевой ограничитель 11 (фиг. 1) нажимного диска со звездочкой 7.
Блок деталей нажимной диск со звездочкой 7 находятся в зацеплении с приводной цепью 12. Меньший из барабанов 5 установлен на валу 3 неподвижно. Больший барабан 4 установлен на валу 3 подвижно в тангенциальном направлении и зубья 13 на его торцевой поверхности либо вводятся, либо выводятся из зацепления с зубчатой полумуфтой 14, шлицесопряженной с валом 1, имеющая возможность осевого смещения по нему. На зубчатой полумуфте 14 выполнена проточка в тангенциальном направлений (на фиг. 1 не обозначена), в которую входят дуговые скобы 15, штанг 16, установленных подвижно в съемной боковине 2 и параллельно оси вала 3. Вторым концом штанги 16 жестко соединены с управляющим элементом 17, установленном подвижно на валу 3, по концам которого установлены ролики 18, опирающиеся на программное кольцо 19 за счет усилия, создаваемого пружиной сжатия 20 между дуговыми скобами 15 и съемной боковиной 2. Программное кольцо 19 реверсивно проворачивается на съемной боковине 2 на некоторый угол, обеспечиваемый упором 21 на съемной боковине, входящий в тангенциальный паз 22 (фиг. 3) на программном кольце 19.
Рабочие опорные участки для роликов 18 на программном кольце 19 представлены поз. 23 на фиг. 4 (развертка), которые оканчиваются радиусными углублениями с радиусами равными радиусам роликов 18 с разностью Н по глубине в осевом направлении, равном высоте зубьев зубчатой полумуфты. При этом угол разворота программного кольца 19, определяемый упором 21 и пазом 22, соответствуют положениям роликов 18 при крайних положениях зубчатой полумуфты при ее введенном или выведенном положениях зацепления с зубьями большего барабана.
Привод программного кольца 19 осуществляется гибкими тягами 24 или 25 одновременным их закреплением 26 на обегайке 27. По концам гибких тяг 24 и 25 установлены рукоятки 28 и 29 с рифлениями: горизонтальными - включенное зацепление зубчатой полумуфты с большим барабаном; вертикальными - разъединение зацепления зубчатой полумуфты с большим барабаном.
Шарнирное закрепление концов гибкого органа выполняется с использованием конструкции по рис. V.2.3.г. стр. 245 (Справочник по кранам Т.2. - Л.: Машиностроение, 1988. Под редакцией М.М. Гохберга).
Работа тали трехскоростной с ручным приводом (далее по тексту таль) может выполняться при трех различных скоростях Vi и грузоподъемностях Qi при не превышающих усилиях F и скорости V приводной цепи, установленных нормативными актами. Для уяснения этого вопроса условно примем что диаметры расчетные звездочки и большего барабана одинаковые, а диаметр меньшего барабана составляет 0.8 диаметра звездочки, т.е. относительный диаметр γ=0.8.
1. Рассмотрим работу тали в режиме наибольших скоростей Vmax подъема крюковой подвески при минимальной грузоподъемности Qmin поднимаемого груза обеспечиваемое при зацеплении зубьев большего барабана с зубчатой полумуфтой и вращении звездочки с помощью приводной цепи по часовой стрелке (см. фиг. 1 и фиг. 2). При этом движение, от звездочки через резьбовое сопряжение, передается валу, обоим барабанам и гибкий орган, навиваясь на них, производит подъем крюковой подвески с параметрами:
Vmax=0.9 V; Qmin=F/0.9 (без учета КПД привода).
При этом защелка не препятствует вращению привода всех деталей на валу тали.
В момент снятия усилия F с приводной цепи происходит проворачивание в обратном направлении вала и барабанов под воздействием груза Qmin. При этом защелка входит в зацепление с тормозным диском и производится затормаживание и последующее удержание груза. При создании звездочке с помощью приводной цепи обратного вращения, преодолевается сопротивление трения между поверхностями тормозного диска, все детали вала с барабанами, кроме тормозного диска, вращаются в обратном направлении, гибкий орган свивается с барабанов и производится опускание крюковой подвески. Отметим при этом то, что установка винтового грузоупорного тормоза обеспечивает надежное удержание груза моментом трения тормозного диска пропорционально величине опускающегося груза.
2. Работа тали в режиме условно промежуточных скоростей Vcp и грузоподъемностей Qcp обеспечивается при разомкнутых зубьях большего барабана с зубчатой муфтой. Это обеспечивается силовым воздействием на соответствующую рукоятку гибкой тяги, приводящее к проворачиванию программного кольца и общему осевому смещению управляющего элемента, штанг, совместно с дуговыми скобами и зубчатой полумуфты. При этом при создании вращения звездочке посредством приводной цепи по часовой стрелке (см. фиг. 2.), приводится во вращательное движение вал через резьбовое сопряжение и на меньший барабан, производится навивание гибкого органа, приводящее к подъему крюковой подвески.
Защелка не препятствует вращению меньшего барабана при неподвижном большем. Параметры скорости Vcp и поднимаемого груза Qcp:
Vcp=0.8 V; Qcp=F/0.8 (без учета КПД привода).
В последующем, удержание и опускание груза, аналогичны описанному выше по п. 1.
3. Работа тали в режиме минимальных скоростей Vmin подъема крюковой подвески и максимальной грузоподъемности Qmax, обеспечивается после предварительной перенастройки тали, состоящей в следующем.
После размыкания зацепления зубьев полумуфты и большего барабана (см. п. 2.) звездочке создается вращение приводной цепью против часовой стрелки (см. фиг. 2) и гибкий орган навивается только на малый барабан. Защелка при этом препятствует вращению тормозного диска, но этот тормозной момент весьма незначителен при отсутствии груза на крюковой подвеске. Навив гибкий орган на меньший барабан, вводятся в зацепление зубья зубчатой полумуфты и большего барабана путем силового, воздействия на соответствующую рукоятку гибкой тяги, развороту программного кольца, приводящего к осевому смещению управляемого элемента совместно со штангой и зубчатой полумуфты. На этом заканчивается подготовка тали к работе подъема грузов с наибольшей грузоподъемностью (номинальной).
Нагрузив крюковую подвеску грузом Qmax и создав движение звездочке (см. фиг. 2) посредством приводной цепи по часовой стрелке последнее передается валу через резьбовое сопряжение и далее обоим барабанам. При этом гибкий орган в большей мере навивается на больший барабан, подвески чем свивается c меньшего, что приводит к подъему крюковой подвески на величину полуразности длин ветвей навитой на больший и свитой с меньшею барабана. Параметры скорости минимальной Vmin подъема груза (крюковой подвески) и максимальной грузоподъемности Qmax при не превышающих F и V:
Vmin=V(1-γ)/2=0,1V; Qmax=2F/(1-γ)=10F (без учета КПД привода),
Опускание и удержание груза в подвешенном положении производится по аналогии п. 1.
Из приведенных последних соотношений следует, что изменяя диаметр меньшего барабана можно получить и другие, значительно большие максимальные грузоподъемности. При малых грузоподъемностях представляется возможным использовать эту конструкцию тали для подъема груза при более высоких скоростях их подъемов. Перечисленные выше способы подъема тяжестей способствуют повышению производительности механизма. Таков его технический результат использования.