УСТРОЙСТВО ПРЕДОХРАНЕНИЯ КАБЕЛЯ ОТ ОБРЫВА

Полезная модель относится к подъемно-транспортному оборудованию, в частности к устройствам для размотки и намотки кабеля на барабан, и применяется в барабанах на различных машинах и механизмах, в том числе грузоподъемной технике, при автоматической смотке кабеля для предохранения кабеля от обрыва в случаях критического натяжения.
Устройство предназначено для обеспечения автоматического ослабления натяжения кабеля при работе приводного кабельного барабана, предотвращая этим обрыв кабеля от натяжения, возникающего при неравномерном движении оборудования.
Известен привод кабельного барабана, содержащий приводной вал, установленный на крановой опорной тележке с ходовыми колесами, каждое из которых выполнено с зубчатым венцом, и кинематически связанный с кабельным барабаном, дополнительно содержит шестерню, свободно установленную на приводном валу и находящуюся в зацеплении с зубчатым венцом одного из ходовых колес, фрикционной муфтой, одни диски которой закреплены на приводном валу, а другие - на корпусе муфты, при этом на корпусе муфты жестко смонтированы два храповых колеса с одинаково направленными зубьями, а на опорной тележке и шестерне установлены собачки для взаимодействия с упомянутыми храповыми колесами (см. патент СССР №1757941, кл. В61В 9/00, опубл. 1992 г).
Недостатком этого привода является ограниченные функциональные возможности, так как привод связан с рельсовыми путями.
Известен приводной кабельный барабан, содержащий последовательно соединенные электродвигатель, муфту, редуктор и барабан (см.: http://wm-http://ua.com.ua/news/privodnye-kabelnye-barabany Приводные кабельные барабаны. Основные компоненты кабельного барабана. Выставлено в Интернете 09 июня 2014 года).
Недостатком этого приводного кабельного барабана является неравномерность натяжения кабеля при его работе.
Известен приводной кабельный барабан, содержащий последовательно соединенные электродвигатель, магнитную муфту, редуктор и барабан, при этом магнитная муфта состоит из сегментов магнитов и ведущего шкива, состоящего из закрепленного к корпусу магнитного кольца. Пластина из постоянного магнита воздействует на ведущий шкив, создавая, таким образом поле переменной полярности, необходимое для передачи крутящего момента (см.: http://www.conductix.ru/sites/default/files/downloads/KAT7100-0002-RU Kratkiyobzorprivodnyh barabanov.pdf Привод I Магнитная муфта. Стандартный электромотор с магнитной муфтой, с. 18-19).
Недостатком этого приводного кабельного барабана является низкая эксплуатационная надежность, вызванная невозможностью плавного приложения к кабелю силовых нагрузок как при пуске, так и в процессе эксплуатации из-за жесткой синхронной характеристики муфты.
Наиболее близким по сущности к заявляемому является техническое решение по патенту RU №210189 U1 от 28.06.2021 г. В61В 9/00, B66D 1/02, В66С 13/12 (2006.01), по которому Устройство предохранения кабеля от обрыва содержит последовательно соединенные электродвигатель (мотор-редуктор), шкивы и барабан с кабелем, раму, предохранительный рычаг, установленный на раме, тягу - с возможностью передачи движения от предохранительного рычага к рычагу ролика, пружину, смонтированную к рычагу ролика, ремень - с возможностью передачи вращения через шкивы от двигателя (мотора-редуктора) к кабельному барабану и ролику натяжения, соединенному с рычагом ролика.
Недостатки известного технического решения: небольшой диапазон рабочих скоростей вращения кабельного барабана, что делает нецелесообразным его применение в барабанах с моноспиральной навивкой. Также на больших расстояниях смотки кабеля устройство может работать рывками по той же вышеупомянутой причине узкого диапазона рабочих скоростей, что может приводить к образованию кабельных петель, «закусыванию» кабеля и поломке устройства.
Недостатки известного технического решения устраняет заявляемая полезная модель. Для этого предлагается использовать в качестве привода вариаторную передачу. Достоинства заявляемого устройства - плавность изменения скоростей намотки в широком диапазоне, простота, надежность, больший передающий крутящий момент, высокая ремонтопригодность, низкая стоимость.
Техническая задача - расширить сферу применения устройства в различных кабельных барабанах, повысить надежность, безотказность и ремонтопригодность устройства за счет усовершенствования конструкции. Использование вариаторной ременной передачи для выполнения этой задачи повышает универсальность применения устройства для разных типов моторных барабанов, повышает эксплуатационную надежность за счет отказа от использования электронного устройства, что делает конструкцию более простой, надежной и экономически оправданной, также за счет плавного включения и выключения устройства предохраняет весь привод барабана от поломок.
Для решения технической задачи предлагается устройство предохранения кабеля от обрыва, которое содержит раму, барабан с намоточной катушкой и кабелем, крепящийся к раме на опоре вращения, коромысло, рычажно-кулачковую систему, защитный кожух, а также дополнительную передачу (например, цепную), соединяющую намоточную катушку и редуктор, ведомый и ведущий шкивы вариатора - с возможностью передачи вращения от электродвигателя через вариаторный ремень на редуктор.
Принцип действия устройства
Электродвигатель, установленный на подвижную опору, передает вращение через вариаторный ремень, шкивы, редуктор и дополнительную передачу (например, цепную) на намоточную катушку, в результате чего на катушку происходит намотка кабеля. В случае неравномерного движения машины (скорость машины меньше, чем скорость намотки кабеля), на которой установлен кабельный барабан, происходит натяжение кабеля, в результате которого коромысло отходит в сторону и через рычажно-кулачковую систему размыкает щеки ведущего шкива, в результате чего происходит плавное увеличение передаточного отношения, замедляя вращение намоточной катушки, вплоть до остановки вращения при проскальзывании ремня до момента, пока натяжение кабеля не ослабнет до нужного значения, и коромысло не вернется в первоначальное положение, а щеки ведущего шкива вновь не сомкнутся, начав вращение, передавая его на намоточную катушку.
Таким образом, устройство предохранения кабеля плавно предотвращает его обрыв при возникновении разных скоростей смотки кабельного барабана и движения машины, в том числе и в противоположную сторону. В таком случае произойдет разматывание кабельного барабана без повреждения его узлов и кабеля. При этом обеспечивается плавное приложение к кабелю силовых нагрузок как при пуске, так и в процессе эксплуатации.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение эксплуатационной надежности приводного кабельного барабана за счет усовершенствования конструкции.
Технический результат достигается конструкцией устройства для предохранения кабеля от обрыва, содержащей последовательно соединенные электродвигатель, шкивы, редуктор и барабан с намоточной катушкой и кабелем, установленный на раме, отличающейся тем, что в качестве привода от электродвигателя к барабану используется вариаторная передача, рычажно-кулачковая система установлена с возможностью передачи движения от коромысла к подвижной щеке ведущего шкива вариатора, ремень вариатора - с возможностью передачи вращения через шкивы от электродвигателя к редуктору на намоточную катушку через дополнительную передачу, соединяющую намоточную катушку и редуктор.
Как частный случай, в качестве дополнительной передачи вращения через шкивы от электродвигателя к редуктору на намоточную катушку используют цепную передачу, или ременную, или шестеренчатую. Другой частный случай, когда в качестве рычажно-кулачковой системы используются система тяг или кулачковые механизмы.
Техническая сущность поясняется изображениями на фигурах 1, 2, где схематично показано устройство для предохранения кабеля от обрыва.
Фиг. 1. Устройство для предохранения кабеля от обрыва (схема работы).
Фиг. 2. Вид в разрезе А-А (масштаб 2:1), где
1 - рама;
2 - намоточная катушка;
3 - опора вращения;
4 - дополнительная передача (цепная);
5 - редуктор;
6 - ведомый шкив вариатора;
7 - ремень вариатора;
8 - электродвигатель;
9 - ведущий шкив вариатора;
10 - защитный кожух;
11 - коромысло;
12 - кабель;
13 - рычажно-кулачковая система (в данном случае система тяг).
Пример осуществления.
Устройство содержит последовательно соединенные электродвигатель 8, являющийся приводом барабана, закрепленный на раме 1, шкивы вариатора 9 и 6, редуктор 5, намоточная катушка 2 с кабелем 12, установленная на раме 1, систему тяг 13 - с возможностью передачи движения от коромысла 11 к подвижной щеке ведущего шкива вариатора 9, ремень вариатора 7 - с возможностью передачи вращения через шкивы 9 и бот электродвигателя 8 к редуктору 5, через цепную передачу 4 на намоточную катушку 2.
Работает устройство следующим образом.
Электродвигатель 8 передает вращение через вариаторный ремень 7 и шкивы 9 и 6 на редуктор 5, далее через цепную передачу 4 на намоточную катушку 2, в результате чего на катушку 2 происходит намотка кабеля 12. В случае неравномерного движения машины, на которой установлена намоточная катушка 2, происходит натяжение кабеля 12, в результате которого коромысло 11 в сторону (из поз. 1 в поз. 2) и через систему тяг 13 сдвигает подвижную щеку ведущего шкива вариатора 9, изменяя передаточное отношение и плавно уменьшая в итоге скорость вращения намоточной катушки 2 кабельного барабана вплоть до его полной остановки, если натяжение ремня вариатора 7 ослабнет до состояния проскальзывания. При ослаблении натяжения кабеля коромысло 11 возвращается в исходное положение (поз. 1), плавно увеличивая передаточное отношение вариатора, запуская смотку кабеля.
Таким образом, заявляемое устройство предотвращает обрыв кабеля при возникновении разных скоростей смотки кабельного барабана и движения машины, в том числе и в противоположную сторону. В таком случае произойдет разматывание кабельного барабана без повреждения его узлов и кабеля.
Устройство применяется в барабанах на различных машинах и механизмах, в том числе грузоподъемной технике, в частности относится к устройствам для размотки и намотки кабеля на барабан при перемещении подъемного крана, при автоматической смотке кабеля для предохранения кабеля от обрыва в случаях критического натяжения.
Заявляемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает больший диапазон скоростей вращения, плавность изменения скоростей, равномерную смотку кабеля, предотвращает образование петель кабеля на катушке и их закусывание, обеспечивает высокую эксплуатационную надежность и универсальность применения в широком диапазоне различных типов моторных кабельных барабанов, что является достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.