УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИНЫ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОЙ СТРЕЛЫ ГРУЗОПОДЪЁМНОЙ МАШИНЫ

Область техники
Полезная модель относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использована в системах безопасности грузоподъемных машин.
Уровень техники
Известно устройство для определения длины телескопической стрелы грузоподъемной машины, содержащее гибкий элемент в виде кабеля-троса, расположенный вдоль стрелы и закрепленный одним концом на ее оголовке, а другим - на подпружиненном кабельном барабане, установленным на корневой секции стрелы, и преобразователь угла поворота кабельного барабана в электрический информационный сигнал, выполненный в виде потенциометра, с углом поворота его вала в пределах 360°. Вал потенциометра кинематически связан с кабельным барабаном при помощи понижающей зубчатой передачи, выполненной, в частности, в виде редуктора (RU 47342 U1, B66C 23/64, 27.08.2005, первый вариант исполнения).
В данном устройстве диаметр кабельного барабана и передаточное отношение зубчатой передачи выбирается таким образом, чтобы изменению длины телескопической стрелы от минимального до максимального значения соответствовал угол поворота вала потенциометра не более 360°. Использование в устройстве редуктора усложняет в целом конструкцию данного устройства и увеличивает его стоимость. При этом в описании полезной модели по патенту RU 47342 U1 не приведено конструктивное выполнение кабельного барабана и не указаны какие-либо конкретные рекомендации, касающиеся выполнению самой зубчатой передачи. Поэтому для достижения необходимой точности измерения длины телескопической стрелы в процессе эксплуатации грузоподъемной машины необходимо использовать безлюфтовой прецизионный редуктор, что дополнительно увеличивает стоимость данного устройства.
Наиболее близким к предложенной полезной модели по совокупности существенных признаков является устройство для определения длины телескопической стрелы автомобильного крана, содержащее гибкий элемент в виде кабеля-троса, расположенный вдоль стрелы и закрепленный одним концом на ее оголовке, а другим - на подпружиненном кабельном барабане, установленным на корневой секции стрелы, и преобразователь угла поворота кабельного барабана в электрический информационный сигнал, выполненный в виде потенциометра, вал которого кинематически связан с кабельным барабаном посредством двух зубчатых передач, одна из которых выполнена в виде понижающего редуктора. При этом корпус потенциометра и корпус понижающего редуктора закреплены на корпусе кабельного барабана (Инструкция по ремонту гидравлического автомобильного крана TG-500ERG. TADANO LTD, 1991, раздел «Датчик длины стрелы», с. 1-4).
В данном устройстве использована многоступенчатая передача для преобразования длины стрелы в электрический сигнал изменения электрического сопротивления, что усложняет в целом его конструкцию и увеличивает стоимость, а крепление корпуса потенциометра и корпуса понижающего редуктора на корпусе кабельного барабана закрытого типа ограничивает область применения данного устройства. При этом для достижения необходимой точности измерения длины телескопической стрелы в процессе эксплуатации грузоподъемной машины так же, как и в устройстве по патенту RU 47342 U1, желательно использовать прецизионную передачу, включающую в себя прецизионный редуктор, что дополнительно увеличивает стоимость данного устройства.
Раскрытие полезной модели
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание простого по конструкции устройства для определения длины телескопической стрелы грузоподъемной машины, обеспечивающего повышенную точность измерения и стабильность показаний в процессе эксплуатации грузоподъемной машины без необходимости выдерживания прецизионной точности при выполнении передачи, связывающей кабельный барабан с валом потенциометра, и расширение области применения данного устройства за счет возможности использования в нем кабельных барабанов как открытого, так и закрытого типа.
Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечивается тем, что в устройстве для определения длины телескопической стрелы грузоподъемной машины, содержащем гибкий элемент в виде кабеля-троса, расположенный вдоль стрелы и закрепленный одним концом на ее оголовке, а другим - на подпружиненном кабельном барабане, установленным на корневой секции стрелы, и преобразователь угла поворота кабельного барабана в электрический информационный сигнал, выполненный в виде потенциометра, вал которого кинематически связан с кабельным барабаном, согласно полезной модели, указанный потенциометр выполнен многооборотным и его вал кинематически связан с кабельным барабаном с помощью одноступенчатой зубчатой передачи с параллельным расположением осей, снабженной приспособлением для выборки зазоров в зубчатом зацеплении, при этом корпус многооборотного потенциометра смонтирован на оси кабельного барабана с возможностью смещения его относительно данной оси в плоскости, проходящей через оси зубчатых колес, для выборки зазоров в зубчатом зацеплении, ведущее зубчатое колесо указанной передачи закреплено на платформе, установленной на торцевой поверхности кабельного барабана, а ведомое зубчатое колесо закреплено на валу многооборотного потенциометра.
Достижению технического результата способствуют также частные существенные признаки полезной модели.
Приспособление для выборки зазоров в зубчатом зацеплении включает в себя два связанных между собой элемента, один из которых выполнен в виде направляющей плоской вилки, закрепленной на оси кабельного барабана, а другой элемент - в виде плоского подпружиненного скользуна с параллельными прорезями под вилку, на котором закреплен многооборотный потенциометр.
Вилка и скользун связаны между собой с помощью цилиндрической пружины, закрепленной на противоположных сторонах вилки и охватывающей с натягом скользун.
Ведомое зубчатое колесо установлено на валу многооборотного потенциометра с ограничением передающего момента.
Выполнение преобразователя угла поворота кабельного барабана в электрический информационный сигнал в виде многооборотного потенциометра обеспечивает возможность использования предлагаемого устройства на грузоподъемных машинах с повышенной длиной стрелы без использования соответствующего редуктора, а выполнение кинематической связи вала потенциометра с кабельным барабаном с помощью одноступенчатой зубчатой передачи с параллельным расположением осей, снабженной приспособлением для выборки зазоров в зубчатом зацеплении, обеспечивает безлюфтовую высокоточную передачу крутящего момента с кабельного барабана на вал потенциометра, что повышает точность измерения длины телескопической среды. Кроме того, крепление корпуса многооборотного потенциометра на оси кабельного барабана с возможностью смещения его относительно данной оси в плоскости, проходящей через оси зубчатых колес для выборки зазора в зубчатом зацеплении, с закреплением ведущего зубчатого колеса на платформе, установленной на торцевой поверхности кабельного барабана, а ведомого зубчатого колеса - на валу многооборотного потенциометра, обеспечивает возможность использования в предлагаемом устройстве кабельных барабанов как открытого, так и закрытого типа, что расширяет область его применения.
Конструкция приспособления для выборки зазоров в зубчатом зацеплении, включающая в себя два связанных между собой элемента, один из которых выполнен в виде направляющей плоской вилки, закрепленной на оси кабельного барабана, а другой элемент - в виде плоского подпружиненного скользуна с параллельными прорезями под вилку, на котором закреплен многооборотный потенциометр, обеспечивает рациональную траекторию перемещения скользуна с закрепленным на нем потенциометром и соответственно надежную выборку всех зазоров в зубчатом зацеплении, что повышает точность измерения длины телескопической среды.
Связь вилки и скользуна с помощью цилиндрической пружины, закрепленной на противоположных сторонах вилки и охватывающей с натягом скользун, исключает возможность перекоса и заклинивания взаимодействующих элементов, что повышает надежность данного приспособления.
Установка ведомого зубчатого колеса на валу многооборотного потенциометра с ограничением передающего момента предотвращает возможность поломки потенциометра путем исключения возможности поворота его оси на угол, превышающий максимально допустимый для данного потенциометра.
Приведенные далее описание предлагаемого устройства и сопровождающие чертежи предназначены только для иллюстрации полезной модели и ни в коем случае не ограничивают объема формулы полезной модели.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показано расположение элементов предлагаемого устройства на телескопической стреле грузоподъемной машины; на фиг. 2 - конструкция кабельного барабана открытого типа; на фиг. 3 показано место А на фиг. 3 - место А на фиг. 2; на фиг. 4 - приспособление для выборки зазоров в зубчатом зацеплении; на фиг. 5 и 6 - скользун, вид в плане и сбоку; на фиг. 7 - вилка, вид в плане; на фиг. 8 - конструкция кабельного барабана закрытого типа.
На приведенных рисунках одни и те же детали обозначены одинаковыми позициями.
Осуществление полезной модели
Устройство для определения длины телескопической стрелы 1 грузоподъемной машины содержит гибкий элемент в виде кабеля-троса 2, расположенного вдоль стрелы и закрепленного одним концом на ее оголовке 3, а другим - на подпружиненном кабельном барабане 4 открытого типа, установленным на корневой секции 5 стрелы 1, и преобразователь угла поворота кабельного барабана 4 в электрический информационный сигнал, выполненный в виде многооборотного потенциометра 6, вал 7 которого кинематически связан с кабельным барабаном 4 при помощи одноступенчатой зубчатой передачи с параллельным расположением осей, включающей в себя ведущее зубчатое колесо 8 и ведомое зубчатое колесо 9.
Кабельный барабан 4 имеет обечайку 10, на которую намотан гибкий элемент в виде кабеля-троса 2, и две торцевые стенки 11 и 12, связанные между собой с помощью крепежных элементов 13. Барабан установлен на оси 14, один из концов которой жестко закреплен на донной части стакана 15, снабженного крепежным фланцем 16 для установки кабельного барабана на корневой секции 5 стрелы 1. На боковой стенке стакана 15 закреплен гермовывод 17 для подключения устройства к регистрирующему прибору.
В полости кабельного барабана 4 размещена спиральная ленточная пружина 18, ограниченная с боков дискообразными элементами 19 и зафиксированная от смещения в полости барабана втулками 20 и 21. Один конец пружины 18 закреплен на оси 14 кабельного барабана, а другой конец - на одном из крепежных элементов 13.
На торцевой стенке 11 кабельного барабана 4 смонтирована с помощью шпилек 22 платформа 23. Ведущее зубчатое колесо 8 закреплено на платформе 23 соосно кабельному барабану 4, а ведомое зубчатое колесо 9 закреплено на валу 7 многооборотного потенциометра 6 с ограничением передающего момента. Ограничение передающего момента достигается, например, выполнением хвостовика ведомого зубчатого колеса 9 разрезным и тарированным прижатием частей хвостовика к валу 7 потенциометра 6 с помощью хомута.
Устройство снабжено приспособлением для выборки зазоров в зубчатом зацеплении за счет возможности смещения корпуса многооборотного потенциометра 6 относительно оси 14 кабельного барабана в плоскости, проходящей через оси зубчатых колес 8 и 9. Это приспособление включает в себя два связанных между собой элемента, один из которых выполнен в виде направляющей плоской вилки 24, закрепленной на свободном конце оси 14 кабельного барабана, а другой элемент выполнен в виде контактирующего с вилкой 24 плоского скользуна 25 с закрепленным на нем многооборотным потенциометром 6.
Часть скользуна 25 имеет внешнюю поверхностью 26 цилиндрической формы. В теле скользуна 25 выполнены две параллельные прорези 27 под вилку 24, а на поверхности 26 выполнена направляющая канавка 28 под цилиндрическую пружину 29. Пружина 29 закреплена на противоположных сторонах вилки 24 и охватывает с натягом поверхность 26 скользуна 25.
Кабельный барабан 4 снабжен токосъемником для передачи электрической энергии на оголовок стрелы, а также для однонаправленной или двунаправленной передачи между конструктивными элементами грузоподъемной машины контрольных, измерительных и/или управляющих сигналов, если это предусмотрено в каком-либо варианте технической реализации устройства. Конструкция токосъемника не является предметом настоящей полезной модели, так как различные конструкции токосъемных устройств широко описаны в технической литературе.
Устройство работает следующим образом.
При любом положении выдвижных секций телескопической стрелы, подпружиненный кабельный барабан 4, взаимодействующий с кабелем-тросом 2, обеспечивает его постоянное натяжение. Перемещение секций телескопической стрелы 1 вызывает поворот кабельного барабана, передаваемый через зубчатую передачу на вал 7 многооборотного потенциометра 6. Очевидно, что угол поворота вала потенциометра пропорционален длине телескопической стрелы.
Дальнейшая обработка сигналов с потенциометра и определение длины телескопической стрелы грузоподъемной машины не представляет труда для специалистов в данной области.
Полезная модель допускает также иные варианты реализации предлагаемого устройства при сохранении общего изобретательского замысла, изложенного в формуле полезной модели. При реализации полезной модели могут использоваться также различные конструктивные исполнения его элементов, отличающиеся от описанных в данной заявке. В частности, кабельный барабан в предлагаемом устройстве может быть закрытого типа, когда сам барабан с токосъемником и многооборотным потенциометром располагается внутри корпуса 30, как это показано на фиг. 8. Все элементы и узлы предлагаемого устройства, не раскрытые в настоящей заявке, известны из уровня техники и не являются предметом правовой охраны данной полезной модели.
Промышленная применимость
Предлагаемое устройство может быть изготовлено промышленным способом с использованием современных материалов и технологий. В качестве преобразователя угла поворота кабельного барабана в электрический информационный сигнал можно использовать, например, многооборотные потенциометры фирмы Vishay.