ЦЕПНАЯ ТАЛЬ С ФРИКЦИОННОЙ МУФТОЙ
CHAIN HOIST WITH FRICTION CLUTCH

Изобретение касается цепной тали с электрическим приводным двигателем, соединенным с редуктором посредством предохранительной фрикционной муфты.
Из немецкого патента DE 10244865 В4 известна цепная таль с электрическим двигателем, приводящим в движение зубчатое колесо с цепью поднятия и опускания груза посредством соединенного с двигателем редуктора. Во избежание перегрузки редуктора или приводного двигателя, например, при застревании цепи на стороне, не находящейся под нагрузкой, между приводным двигателем и редуктором расположена предохранительная фрикционная муфта, которая состоит из первого и второго кольцеобразных элементов, находящихся в сцеплении благодаря фрикционному покрытию. Первый кольцеобразный элемент муфты расположен концентрично на конце вала приводного двигателя и жестко соединен с ним. Второй кольцеобразный элемент муфты аналогично расположен на первом конце ведущего вала редуктора. Для возможности регулирования усилия срабатывания муфты ведущий вал редуктора установлен на подшипниках, имеющих возможность аксиального перемещения, при этом ведущий вал редуктора предварительно подпружинен вместе со вторым элементом фрикционной муфты в направлении первого элемента этой муфты.
Далее, из американского патента 3396557 А известно молотковое бурильное устройство, приводимое в действие электродвигателем. Электродвигатель соединен через редуктор с зажимом бурового инструмента. В редукторе установлена фрикционная муфта, предназначенная для сообщения предварительно заданного крутящего момента, воздействующего на буровой инструмент. Муфта имеет цилиндрический корпус, снабженный на наружной стороне радиально вращающимися и направленными наружу фрикционными дисками. С помощью указанных фрикционных дисков возможен быстрый отвод тепла от корпуса.
Задачей данного изобретения является создание цепной тали, обладающей улучшенной фрикционной муфтой.
Поставленная задача решается с помощью цепной тали, обладающей признаками, приведенными в п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления цепной тали приведены в пп.2-7 формулы изобретения.
Согласно изобретению цепная таль снабжена электрическим приводным двигателем, соединенным посредством фрикционной муфты с редуктором, при этом фрикционная муфта для увеличения теплоотвода имеет увеличенную периферийную поверхность за счет углублений в указанной периферийной поверхности; фрикционная муфта цепной тали улучшена за счет того, что углубления в ее периферийной поверхности выполнены в форме витков резьбы. Благодаря увеличенной наружной поверхности может быть достигнут достаточный отвод тепла без существенного увеличения габаритных размеров фрикционной муфты. В результате с помощью простых средств достигается увеличение поверхности теплообмена. Также благодаря возможности резьбы перемещать жидкие среды достигается увеличенный отвод тепла.
В предпочтительном варианте фрикционная муфта состоит из первой втулки с первой кольцеобразной торцевой поверхностью и из второй втулки со второй кольцеобразной торцевой поверхностью, при этом между указанными первой и второй торцевыми поверхностями втулок расположено фрикционное покрытие.
В другом варианте предусмотрено, что первый элемент муфты состоит из первой втулки, примыкающей к первому диску, и второй элемент муфты также состоит из второй втулки, примыкающей ко второму диску, а периферийной поверхностью для увеличения теплоотвода является периферийная поверхность первого диска. В этом случае особое преимущество имеет то, что при заблокированном редукторе, а также при срабатывании предохранительной фрикционной муфты первый диск первого элемента фрикционной муфты еще продолжает вращаться под действием приводного двигателя, благодаря чему масло из редуктора перемещается резьбовыми канавками в канал, в котором расположена указанная первая втулка, вследствие чего происходит дополнительное охлаждение.
Предпочтительнее, чтобы указанная вторая втулка была вставлена в указанную вторую втулку фрикционной муфты.
Компактность конструкции достигается расположением фрикционной муфты в редукторе.
В особом конструктивном исполнении внутри корпуса расположен заполняемый маслом кожух, связанный каналом с этим корпусом.
Для достижения улучшенного охлаждения и подачи масла из редуктора между цилиндрической периферийной поверхностью фрикционной муфты и внутренней поверхностью упомянутого кожуха имеется зазор.
Изобретение описывается более подробно со ссылками на чертежи, на которых:
на Фиг.1 показана цепная таль по изобретению в разрезе, а
на Фиг.2 - увеличенный участок фиг.1 в области фрикционной муфты.
На Фиг.1 цепная таль 1 снабжена электродвигателем 2, закрепленным своей торцевой частью, из которой выходит конец приводного вала 2а, на корпусе 3 цепной тали 1. В корпусе 3 размещены фрикционная муфта 4, редуктор 5 и зубчатое колесо 6 под цепь тали 1. Приводной двигатель 2 своим валом 2а соединен через фрикционную муфту 4 с редуктором 5. Фрикционная муфта 4 состоит, главным образом, из первого элемента 4а и второго элемента 4b, находящихся друг с другом в сцеплении посредством фрикционного покрытия 4с (см. фиг.2). Первый элемент 4а жестко посажен на выходном конце приводного вала 2а без возможности поворота на нем. Второй элемент 4b также жестко посажен на ведущем валу 5а редуктора 5 без возможности поворота относительно ведущего вала 5а. При этом приводной вал 2а двигателя 2 и ведущий вал 5а редуктора 5 расположены в продольном направлении друг за другом и соосно друг другу. На наружной стенке 3а корпуса 3 установлен в подшипниках противоположный конец ведущего вала 5а. Этот противоположный конец связан с электрическим тормозом 7, который также опирается на наружную стенку 3а, но по другую ее сторону. Тормоз 7 расположен внутри кожуха 8, закрепленного на наружной стороне стенки 3а. Кожух 8 имеет достаточно пространства для безопасного размещения в нем электрических и/или электронных компонентов.
Для обеспечения возможности регулирования фрикционной муфты 4 и для предварительного подпружинивания ее второго элемента 4b по оси в направлении первого элемента 4а ведущий вал 5а редуктора 5 установлен в подшипниках с возможностью осевого перемещения и поджат пружинящим элементом 9 к внутренней стороне наружной стенки 3а. Кроме того, ведущий вал 5а сконструирован в виде вала-шестерни с первым зубчатым колесом 10а, находящимся в зацеплении со вторым зубчатым колесом 10b. Оба зубчатых колеса 10а и 10b образуют таким образом первую ступень передачи.
Предпочтительнее, если первое зубчатое колесо 10а ведущего вала 5а редуктора 5 выполнено косозубым, благодаря чему при эксплуатации цепной тали 1 осевое усилие, вызываемое косозубым зацеплением в продольном направлении ведущего вала 5а приводит к увеличению силы трения фрикционной муфты 4 при подъеме груза. Это позволяет автоматически изменять момент силы срабатывания фрикционной муфты 4 без остановки работы цепной тали 1. При этом очевидно и то преимущество, что при реверсе направления силового потока в коробке передач 5 при закреплении цепи на ненагруженной стороне цепной тали 1 осевое усилие зубчатого зацепления противодействует пружине 9 и снижает величину момента вращения, приводящего в действие фрикционную муфту 4. Благодаря этому сокращается опасность повреждения цепной тали 1.
Кроме того, редуктор 5 имеет выходной вал 5b, расположенный параллельно ведущему валу 5а и установленный в подшипниках сбоку от него в корпусе 3. Со стороны привода на выходном валу 5b без возможности поворота на нем и концентрично к нему установлено зубчатое колесо 6, с помощью которого может приводиться в движение цепь 11 цепной тали 1 для поднимания и опускания груза. Ведущий вал 5а и выходной вал 5b расположены в кожухе 5с, ограниченном корпусом 3. Кожух 5с обычно заполнен маслом.
Цепную таль 1 можно подвесить в требуемом месте с помощью петли (не показана), закрепленной снаружи на верхней части корпуса 3.
На Фиг.2 показан увеличенный участок Фиг.1 в области фрикционной муфты 4. Фрикционная муфта 4 расположена в цилиндрическом канале 12, выполненном в промежуточной стенке 3b корпуса 3. Канал 12 имеет круглое поперечное сечение с внутренней поверхностью 12а и внутренним диаметром i, несколько большим, чем наружный диаметр d фрикционной муфты 4. Фрикционная муфта 4 имеет, в основном, цилиндрическую форму со ступенчатой наружной поверхностью 4d. По всей окружности между внутренней поверхностью 12а канала 12 и наружной поверхностью 4d фрикционной муфты 4 выдержан зазор s размером от 1 мм до 5 мм. При этом канал 12 проходит от промежуточной стенки 3b в направлении приводного двигателя 2, а его стенка 12b образует выступ на промежуточной стенке 3b.
Фрикционная муфта 4 состоит, в основном, из первого элемента 4а и второго элемента 4b. Закрепленный на валу двигателя 2а первый элемент 4а имеет, преимущественно, форму втулки с фланцевым выступом и может быть условно разделен на первую цилиндрическую деталь 4е и первый диск 4f в виде фланца. Цилиндрическая деталь 4е и диск 4f, в основном, различаются размерами наружных диаметров а, b. Наружный диаметр а детали 4е скачкообразно переходит в наружный диаметр b диска 4f. Благодаря этому на диске 4f создается кольцеобразная опорная поверхность 4g, которую охватывает внутреннее кольцо 13а шарикоподшипника 13, посредством которого в подшипниках на внутренней поверхности 12а канала 12 установлена первая цилиндрическая деталь 4е и вставленный в нее вал 2а. Со стороны приводного двигателя 2 и впритык к шарикоподшипнику 13 на цилиндрическую деталь 4е надето уплотнительное кольцо 14, взаимодействующее с внутренней поверхностью 12а канала 12 и таким образом герметизирующее цилиндрическую деталь 4е в канале 12 и кожух 5с редуктора 5.
Далее на Фиг.2 видно, что диск 4f фрикционной муфты 4 имеет круговую периферийную поверхность 4h, выполненную не ровной, а с выточками 15. Выточки 15 увеличивают площадь периферийной поверхности 4h и таким образом увеличивают отвод тепла от фрикционной муфты 4 в масло, которым заполнен кожух 5с. В предпочтительном варианте выточки 15 выполнены в виде резьбовых канавок, где число заходов резьбы выбрано таким, чтобы в процессе подъема груза цепной талью 1 указанное масло подавалось этими резьбовыми канавками в канал 12. В процессе опускания груза также происходит перемещение масла, но в обратном направлении - из канала 12, резьбовыми канавками, и при этом из кожуха 5с поступает свежее масло. Кроме того, диск 4f имеет несколько больший размер, чем этого требует его механическая прочность, что способствует большему поглощению им тепла, выделяемого при трении фрикционной муфты 4. Благодаря улучшению охлаждения диск 4f фрикционной муфты 4 может быть полностью размещен в канале 12.
Изобретениe предполагает изменения формы и хода резьбы. Также допустимы многоходовая резьба или желобки, ориентированные в продольном направлении вала двигателя для достижения своего рода эффекта лопастного колеса.
В отличие от первого элемента 4а фрикционной муфты 4 необходимое охлаждение второго элемента 4b легче обеспечить, поскольку он расположен на направленном к кожуху 5с конце канала 12 и может, таким образом, легко отдать теплоту трения маслу, заполняющему кожух 5с. Второй элемент 4b имеет аналогичную первому элементу 4а конструкцию, но при этом не требуются канавки 15 и увеличение массы диска. Соответствующим образом, второй элемент 4b имеет форму втулки с фланцевым выступом, и он может быть условно разделен на вторую цилиндрическую деталь 4i и на второй диск 4j. Вторая цилиндрическая деталь 4i и второй диск 4j отличаются, в основном, размерами своих наружных диаметров е, f. Наружный диаметр е второй цилиндрической детали 4i скачкообразно переходит в наружный диаметр f второго диска 4j. Таким образом, на втором диске 4j создается кольцеобразная вторая сцепная поверхность 4l, на которую нанесено кольцеобразное фрикционное покрытие 4с. Фрикционное покрытие 4с прилегает своей поверхностью трения к первой сцепной поверхности 4k второго диска 4j. Первая сцепная поверхность 4k расположена параллельно поверхности прилегания 4g первого диска 4f и находится на стороне диска 4f, противоположной поверхности прилегания 4g.
Далее, второй диск 4j имеет расположенную параллельно второй сцепной поверхности 4l и противолежащую кольцевую поверхность 4m, которая находится у конца канала 12 и обращена к кожуху 5с редуктора 5. Соответственно, второй элемент 4b фрикционной муфты 4 хорошо охлаждается по его торцевой поверхности 4m.
На Фиг.2 также показано, что второй элемент 4b фрикционной муфты 4 вставлен своей цилиндрической деталью 4i в канал 16 внутри первого диска 4f и установлен на игольчатом роликоподшипнике 17. Соответственно, наружный диаметр е цилиндрической детали 4i меньше внутреннего диаметра канала 16. Таким образом, фрикционное покрытие 4с может быть установлено на первой сцепной поверхности 4k первого элемента 4а фрикционной муфты 4.