АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ЛЕБЁДКА С ДИНАМИЧЕСКИМ КОНТРОЛЕМ ПАРАМЕТРОВ

Полезная модель относится к подъемно-тяговым устройствам и может использоваться в областях промышленности, где необходимо перемещение грузов в пространстве, и предназначена преимущественно к спуску/подъёму донных станций.
Из области техники известна ПМ № 213391 «Электромагнитное швартовное устройство», представляющее собой носовую автоматическую лебедку с барабанами, которая снабжена автоматикой, позволяющей считывать данные: по нагрузке тягового усилия; длины вытравленного троса; скорости вытравливания троса.
Разработанное устройство имеет возможность поддерживать постоянную нагрузку натяжения троса; имеет возможность автоматически травить трос при превышении выставленной нагрузки.
Из патента на изобретение № 2760798 известно «Спускоподъемное устройство для малогабаритных необитаемых подводных аппаратов и опускаемых гидроакустических антенн с судна-носителя».
Спускоподъемное устройство для малогабаритных необитаемых подводных аппаратов с судна-носителя, содержит П-раму, установленную на шарнирах в кормовой части палубы судна-носителя перпендикулярно его диаметральной плоскости, причем П-рама снабжена приводами и шкивом, который размещен на ее верхней части, а также лебедку, установленную в диаметральной плоскости судна-носителя и снабженную электроприводом, натяжителем и тросоукладчиком. Барабан лебедки снабжен кабель-тросом, который через систему шкивов соединен с необитаемым подводным аппаратом.
Известна автоматизированная лебёдка с динамическим контролем параметров, которая содержит раму с нижней частью и верхней консолью, на нижней части рамы установлены тяговые колеса, связанные с приводами, а на верхней консоли установлены направляющие ролики, при этом на тяговые колеса и направляющие ролики уложен трос (см. заявку RU 99119331 А, опуб. 27.01.2001, https://yandex.ru/patents/doc/RU99119331A_20010727).
Недостатками известного устройства являются сложность зацепления троса и необходимость либо разрыва троса, либо продевания его через отверстие устройства, что увеличивает время проведения указанных операций.
Технической проблемой является устранение отмеченных недостатков.
Технический результат заключается в повышении надежности устройства при проведении спуска/подъёма донных станций.
Проблема решается и технический результат достигается тем, что автоматизированная лебёдка с динамическим контролем параметров содержит раму с нижней частью и верхней консолью, на нижней части рамы установлены тяговые колеса, связанные с приводами, а на верхней консоли установлены входной и выходной направляющие ролики, при этом на тяговые колеса и направляющие ролики уложен трос, при этом, согласно полезной модели, на нижней части рамы установлены три тяговых колеса, два крайних колеса расположены на большем расстоянии от верхней консоли, чем расположенное между крайними колесами третье колесо, каждое колесо снабжено отдельным приводом и датчиком вращения, а направляющие ролики снабжены тензометрическими датчиками, связанными с системой управления лебедкой с возможностью передачи данных о величине нагрузки на ролики для обеспечения требуемых выходных характеристик оборудования за счет перераспределения нагрузки между приводами тяговых колес без остановки оборудования.
Лебедка содержит в себе ряд тяговых колёс с клиновыми поверхностями, образующими с канатом пары трения, благодаря чему осуществляется надёжный самозахват троса/фала/каната. Каждое тяговое колесо приводится в движение отдельным приводом (мотор-редуктором). Тяговые колёса размещены таким образом, чтобы канат максимально эффективно охватывал их рабочую поверхность. Также конструкция тяговых колёс предусматривает возможность их переналадки для работы с канатами диаметром от 6 мм до 12 мм, что расширяет области её применения в промышленности. Входной и выходной направляющие ролики оснащены тензометрическими датчиками, которые регистрируют усилия натяжения троса как на входе, так и на выходе автоматизированной лебёдки. Они позволяют в процессе протягивания каната контролировать и поддерживать на должном уровне усилие, развиваемое на тяговых колёсах. Динамические характеристики вращения тяговых колёс контролируются датчиками вращения (энкодерами) и позволяют осуществлять адаптивное управление автоматизированной лебёдкой с динамическим контролем параметров.
Полезная модель поясняется при помощи чертежей.
На фиг. 1 показан общий вид спереди;
на фиг. 2 - общий вид сзади;
на фиг. 3 - вид спереди;
на фиг. 4 - вид сзади;
на фиг. 5 - вид справа.
Устройство содержит раму 1 с установленными на ней приводами (мотор-редукторами) 2, тяговыми колёсами 3 и верхней консолью 4 с направляющими роликами 5. Вращение приводов 2 контролируется группой датчиков вращения (энкодеров) 6. Тяговое усилие на входе и на выходе автоматизированной лебёдки контролируется тензометрическими датчиками 7. Поддержание заданных режимов работы автоматизированной лебёдки осуществляется путём динамического управления частотой вращения и мощностью приводов 2 с опорой на данные полученные от датчиков вращения 6 и тензометрическими датчиками 7.
Автоматизированная лебедка работает следующим образом:
Трос в состоянии натяжения заправляется в желоб первого направляющего ролика 5, протягивается через низ первого тягового колеса 3, после - через верх второго тягового колеса 3, затем - через низ третьего тягового колеса 3 и пропускается через желоб второго направляющего ролика 5. При этом направляющие ролики 5 расположены на верхней консоли 4, а тяговые колеса 3 - на нижней части рамы 1.
Каждый из трех приводов 2 приводит в движение свое тяговое колесо 3, с которым имеет непосредственную механическую связь. От вращения тяговых колес 3 начинается движение троса, который, в свою очередь, передает вращение направляющим роликам 5. Таким способом трос может перемещаться через автоматизированную лебёдку в сторону намотки или размотки.
На выходном валу привода 2 расположен датчик 6, который регистрирует угол поворота и передает результаты в управляющий контроллер. Благодаря клиновой поверхности тяговых колес 3 также поддерживается стабильное тяговое усилие, оказываемое на трос. Датчики вращения 6 закреплены на нижней части рамы 1.
Каждый направляющий ролик 5 оснащен тензометрическим датчиком 7, который регистрирует степень натяжения троса и передает результаты в управляющий контроллер. Таким образом определяется нагрузка на трос на входе и выходе автоматизированной лебёдки.
При вращении тяговых колёс трос надёжно захватывается клиновидными фрикционами, обеспечивая тяговое усилие на входе автоматизированной лебёдки. Все силовые нагрузки, возникающие в процессе работы автоматизированной лебёдки, принимает на себя рама 1. Контроль и поддержание силовых и динамических показателей автоматизированной лебёдки осуществляется при помощи управляющего контроллера.
Заявляемая полезная модель используется следующим образом.
Автоматизированная лебёдка предназначена для производства спускоподъёмных работ при сейсморазведке в акваториях в транзитной зоне и на прилегающих к исследуемым акваториям участках суши, в частности для поиска углеводородов глубокого залегания, а также для мониторинговых и инженерных работ. Устройство надежно фиксирует гладкий трос, диаметром от 8 мм до 12 мм, без необходимости дополнительной настройки. Тяговые колёса автоматизированной лебёдки обладают эффектом самозатягивания, то есть при увеличении тяговой нагрузки на трос увеличивается и усилие удержания троса от проскальзывания. Также автоматизированная лебёдка способна работать не только в прямом, но и в реверсивном направлении.
Чтобы запустить устройство в работу необходимо:
1. Завести трос в автоматизированную лебёдку, уложив его в желоба направляющих роликов и тяговых колёс в определённой последовательности.
2. Обеспечить предварительный натяг троса на направляющих роликах автоматизированной лебёдки.
Устройство предназначено для протягивания троса/фала/каната с поддержанием на требуемом уровне мощности/скорости протяжки при проведении сейсморазведочных работ на акваториях, в транзитной зоне и на прилегающих к исследуемым акваториям участках суши, в частности для поиска углеводородов глубокого залегания, а также для мониторинговых и инженерных работ. Автоматизированная лебёдка способна обеспечить надёжную/стабильную работу с гладким тросом/фалом/канатом диаметром от 8 мм до 12 мм, без необходимости дополнительных технологических операций и постоянного присутствия оператора в непосредственной зоне работы.
Также конструкция подразумевает работу с тросом/фалом/канатом с завязанными на нём узлами, установленными карабинами и прочими компактными такелажными приспособлениями, применяемыми для сращивания тросов/фалов/канатов.
Таким образом, простыми операциями обеспечивается быстрая укладка троса/фала/каната в направляющие ролики и тяговые колёса без вспомогательных операций и дополнительных временных затрат, что обеспечивает надежность устройства в процессе подготовки к проведению спуска/подъёма донных станций. Также обеспечивается безопасность персонала, т.к. рядом с автоматизированной лебёдкой не требуется постоянное присутствие оператора.