ПОЛИСПАСТ ТРЕХСКОРОСТНОЙ Н.И. ХАБРАТА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к устройствам уменьшающих нагрузки в приводных элементах грузоподъемных устройств, предпочтительно, с ручным приводом повышенной грузоподъемности.
Известно устройство, содержащее оси с блоками - неподвижную в пространстве приводную в подшипниковых опорах станины и подвижную, огибаемые гибким органом. При этом на неподвижной приводной оси установлены неподвижно два блока, в виде двух барабанов с различными расчетными диаметральными размерами, на которых с противоположных сторон концами закреплен гибкий орган, а на подвижной оси установлена крюковая подвеска с крюком (Патент на полезную модель Украины №76164 МПК B66D 3/04. Бюл. №24, 2012. Аналог).
Основные недостатки этого устройства следующие: значительные радиальные габариты блоков, так как сила тяжести поднимаемого груза воспринимается только двумя ветвями гибкого органа; одноступенчатость скорости крюковой подвески при подъеме грузов различных тяжестей и ее опускании при постоянстве приводной скорости и усилии привода неподвижной приводной оси (барабанов); при подъеме тяжестей значительно меньших номинальной величины, затраты времени на их выполнение такие же как и при подъеме номинальных грузов.
По технической сущности и совокупности существенных признаков предлагаемому техническому решению наиболее близко устройство, содержащее оси с блоками, неподвижную в пространстве приводную, установленную в подшипниковых опорах станины, подвижную, кинематически соединенные между собой посредством гибкого органа.
При этом на неподвижной приводной оси установлены неподвижно приводная звездочка с находящейся с нею в зацеплении приводной цепью и два барабана с различными рабочими диаметральными размерами, между которыми размещены подвижно в тангенциальном направлении грузовые блоки. На подвижной оси установлена крюковая подвеска с грузовым крюком и грузовые блоки. Гибкий орган концами закреплен с противоположных сторон на барабанах. (Патент на полезную модель РФ №154887, МПК В66Б 3/04, Бюл. №19. 2016. Прототип).
К недостаткам этого устройства относятся последние два недостатка, перечисленные выше для аналога.
К достоинствам прототипа относится возможность получения весьма низких скоростей при подъеме грузов при простом их конструктивном исполнении и, следовательно, и повышенной грузоподъемности при одновременной свивки и навивки концов гибкого органа на барабаны различных диаметральных рабочих размеров. Это приводит к значительному снижению производительности при подъеме грузов меньших номинальных при рабочих скоростях приводной цепи, установленных нормами Гостехнадзора.
Отметим при этом также, что конструкцией полиспаста прототипа возможен подъем грузов при перенастройке полиспаста и одновременной навивке обеих концов гибкого органа на оба барабана с различными рабочими диаметральными размерами, с повышенной скоростью близкой к скорости приводной цепи полиспаста, но в этом случае сила тяжести грузов будет близка к усилию в приводной цепи полиспаста.
В практике же эксплуатации полиспастов имеет место подъем тяжестей наиболее часто встречающихся менее номинальных. Поэтому использование полиспастов в конструктивном исполнении прототипа приводит к снижению производительности.
Технической задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей, направленных на повышение производительности при использовании в режимах поднятия тяжестей менее номинальных.
Поставленная задача повышения производительности при подъеме тяжестей менее номинальных путем повышения скорости их подъема при сохранении преимуществ прототипа в других режимах работы (параметров скорости подъема и грузоподъемности) достигается путем создания дополнительной рабочей скорости подъема тяжестей (в пределах меньшей максимальной и большей минимальной) при обеспечении не превышения нормативных параметров по скорости и усилию в приводной цепи.
Это достигается тем, что в отличие от известного, в нем меньший из барабанов установлен подвижно в тангенциальном направлении, и зубья на его торцевой поверхности, в зависимости от режима работы, либо вводятся, либо выводятся из зацепления с зубчатой полумуфтой, шлицесопряженной с неподвижной приводной осью и смещаемой в осевом направлении механизмом переключения, кинематически связанным с ней подвижно в тангенциальном направлении, а гибкий орган шарнирно соединен концами с буртами барабанов в направлении его свивки-навивки, а количеством установленных грузовых блоков на осях полиспаста обеспечивается не превышение рабочего усилия на его привод и скорости приводной цепи при подъеме часто встречающихся тяжестей менее номинальных.
Полезная модель представлена на эскизе фиг. 1 - вид фронтальный.
Полиспаст по фиг. 1 содержит оси: неподвижную приводную в виде ступенчатого вала 1, установленного в подшипниковых опорах станины 2 и подвижную 3. На неподвижной приводной оси 3 установлена неподвижно приводная звездочка 4 с зацепляющейся с нею цепью 5, два барабана с различными расчетными диаметральными размерами и между ними грузовыми блоками 6. При этом больший из барабанов 7 установлен на этой оси неподвижно, а меньший 8 подвижно в тангенциальном направлении и его зубья 9 на его торцевой поверхности либо вводятся, либо выводятся из зацепления с зубчатой полумуфтой 10, шлицесопряженной с этой осью и смещаемой в осевом направлении посредством механизма переключения 11, кинематически соединенного подвижно с нею в тангенциальном направлении подвижно.
На подвижной оси 3 установлена крюковая подвеска 12 с крюком 13 и грузовые блоки 14 в количестве на один больше, чем на неподвижной приводной оси 1.
Гибкий орган 15 концами шарнирно закреплен на осях 16 на буртах барабанов в направлении его свивки-навивки. Шарнирное закрепление гибкого органа выполнено с помощью конических втулок (Справочник по кранам / под ред. М.М. Гохберга Т. 2. Л.: Машиностроение 1988 - стр. 245, рис. V.2.6, г).
При этом оси шарниров для закрепления гибкого органа на буртах барабанов располагаются на высоте от цилиндрической поверхности, исключающей изгиб гибкого органа при его навивках на барабанах.
i
Работа полиспаста рассматривается в различных режимах его нагружения силами тяжести Q при этом скорости цепи V и усилия F в ней на привод неподвижной приводной оси не превышают допускаемые в пределах нормируемых. Для упрощения рассмотрения этого вопроса примем условно отношения рабочих диаметральных размеров меньшего к большему барабанов равным Y=0,8, а рабочие диаметральные размеры большего барабана и приводной звездочки равными. На фиг. 1 условно принято три грузовых блока на неподвижной приводной оси, что соответствует кратности кратного полиспаста m=8, создаваемого грузовыми блоками при работе полиспаста в режиме номинальной грузоподъемности.
max
min
1. Работа полиспаста в режиме наибольшей скорости V подъема тяжестей наименьшей грузоподъемности Q обеспечивается при зацеплении зубьев малого барабана с зубчатой полумуфтой. При этом движение от приводной цепи передается последовательно на приводную звездочку, неподвижную приводную ось, обеим барабанам, на которые одновременно навивается гибкий орган и крюковая подвеска поднимается вместе с грузом.
Параметры поднимаемого груза составят (без учета КПД привода)
При создании обратного вращения происходит вращение элементов полиспаста в обратном направлении и происходит опускание груза.
п
п
2. Работа полиспаста в режиме повышенной производительности V подъема тяжестей при часто встречающейся грузоподъемности Q производится при разомкнутом зацеплении зубьев малого барабана с зубчатой полумуфтой. В этом случае движение приводной цепи передается последовательно на приводную звездочку, неподвижную приводную ось и далее только на больший из барабанов. В этом случае полиспаст работает как кратный с одним закрепленным неподвижно концом гибкого органа и навиваемым на больший барабан после прохождения его через блоки полиспаста с кратностью равной m=8.
Параметры поднимаемого груза в этом случае составят без учета КПД привода:
При создании обратного вращения все детали полиспаста вращаются в обратном направлении, происходит свивка гибкого органа и опускание груза.
min
max
3. Работа полиспаста в режиме минимальных рабочих скоростей V подъема тяжести и максимальной грузоподъемности Q производится после его предварительной подготовки. В этом случае при разъединенной зубчатой полумуфтой с меньшим из барабанов, вращением неподвижной приводной оси производится навивка гибкого органа на больший барабан, затем вводятся в зацепление зубья меньшего барабана с зубчатой полумуфтой и вращением этой же неподвижной приводной оси в обратном направлении производится перенавивка гибкого органа на меньший из барабанов. К крюку подвешивается груз и приводной оси создаются направление вращения, при котором гибкий орган навивается на больший барабан и одновременно свивается с меньшего.
Параметры поднимаемого груза (без учета КПД привода) с учетом ранее принятых параметров полиспаста:
При создании обратного вращения привода у полиспаста происходит обратное вращение его деталей и производится опускание крюковой подвески с грузом.
Из анализа работы полиспаста следует, что в режимах первом и третьем имеем очень отличающиеся друг от друга параметры грузоподъемности и скорости их подъема, как и параметры грузов в производственных условиях. Для обеспечения рациональной конструкции полиспаста при наиболее часто встречающихся тяжестях грузов целесообразно принимать определенное количество грузовых блоков на осях, обеспечивая при этом повышение производительности за счет повышения скорости подъема крюковой подвески с грузом, сохраняя требования по безопасности труда по усилию и скорости привода.