ПРУЖИННЫЙ БЛОК БАРАБАНА

Полезная модель относится к прокладке электрических кабелей с использованием приемных барабанов, в частности к кабельным барабанам, то есть к устройствам, обеспечивающим передачу вращения на барабан с автоматической смоткой токоведущего кабеля питания линейно перемещающимся машинам и механизмам, и может быть применена в конструкции различных подвижных механизмов для обеспечения электропитанием, например в конструкции электропогрузчика, крана, грузовых тележек, толкателей, лифтов, подъемников с питанием от сети переменного и постоянного тока.
Кабельные барабаны применяются для обеспечения электропитанием различных подвижных механизмов. В настоящее время в качестве привода смотки и размотки барабана достаточно широко используют пружинный привод, где при размотке барабана происходит сжатие рабочих пружин, а при обратном движении происходит сматывание кабеля барабана. Усилие сматывания обеспечивается работой спиральных пружин. Недостатки: низкая надежность из-за быстрого выхода из строя спиральных пружин.
В известных применяющихся способах передачи вращения кабельных барабанов с помощью пружин традиционно использовались плоские спиральные пружины (по типу рулетки). Использование спиральных пружин позволяет добиться значительных длин смотки при малых габаритах. Однако при использовании тяжело нагруженных барабанов данный способ теряет эффективность, т.к. пружины часто выходят из строя, а доля их стоимости в барабане высокая, что снижает эффективность ремонта устройства, поэтому как правило приходится менять изделие целиком.
Известно техническое решение по патенту RU 2477254 С1 Устройство для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля электропогрузчика, по которому устройство содержит кабельный барабан, шарико-винтовую передачу, подвижную пластину и пружину сжатия. Кабельный барабан имеет полую ступицу, в которой размещены соединенная с подвижной пластиной гайка упомянутой передачи и пружина сжатия. Пружина сжатия одним торцом контактирует с боковой поверхностью полой ступицы, а другим - с подвижной пластиной, которая снабжена выступами-ползунами, входящими в выполненные в теле полой ступицы продольные направляющие пазы. Согласно первому варианту кабельный барабан установлен на винте шарико-винтовой передачи с возможностью вращения, винт жестко закреплен на неподвижной опоре. Согласно второму варианту кабельный барабан кинематически связан с винтом посредством соосного редуктора. Недостаток устройства заключается не только в быстром износе винтовой пары и как следствие ее заклиниванию. В случае применения тяжелых кабелей пружина сжатия должна быть мощной, т.е. иметь большие габариты и вес, и соответственно стоимость.
Известно также техническое решение по патенту SU 137337 А1 с датой приоритета 09.03.1960 г., «Устройство предохранения от обрыва буксирных тросов» включающее в себя смонтированные на штангах подвижную и неподвижную траверсы с блоками, амортизационный трос и барабан для наматывания и сматывания буксирного троса, отличающееся тем что с целью большей надежности предотвращения обрыва троса на штангах между подвижной и неподвижной траверсами надеты амортизационные пружины или кольца, которые вместе со штангами и траверсами заключены в корпус, при этом амортизационный трос связывает блоки между собой таким образом, что один конец его прикреплен к корпусу, а другой намотан на барабан, благодаря чему последний автоматически сматывает буксирный трос при увеличении степени его натяжения и наматывает (выбирает) при слабине, образующейся во время качки дрейфующего судна.
Как правило буксировочные тросы представляют собой в основной массе стальные тросы, либо текстильные канаты. При этом один конец троса жестко закреплен на корабле, а другой на сматывающем барабане (тоже на корабле). Таким образом, возникает петля стального троса. В применении к барабану для смотки и размотки кабеля такая схема закрепления неприменима и является недостатком.
Заявляемая конструкция имеет отличия от аналога - разные схемы закрепления устройств. Назначение известного устройства по изобретению SU 137337 - предохранить буксирные тросы от обрыва в процессе работы различных устройств, в присутствии дополнительных разнопеременных нагрузок. В заявляемом устройстве нагрузка на токоведущий кабель, а соответственно и на стальной тросик пружинного блока кабельного барабана однонаправлена и постоянна. Отсюда следует задача заявляемого пружинного блока не предохранять токоведущий кабель от обрыва, а обеспечить его равномерную смотку максимальной длины при обратном движении получающего от него питание механизма. В известном устройстве SU 137337 при смотке стального троса на барабан, случайным образом возникающие препятствия на получившейся петле троса могут оборвать трос, поэтому предлагается поставить компенсатор рывков на жестко закрепленный конец троса. Для компенсации рывков отношение длины компенсации рывка троса к общей длине минимально, поэтому в описании изобретения SU 137337 предлагается использовать амортизационные пружины или кольца. На практике - это короткоходовые упругие элементы, набранные в группы (резиновые, полиуретановые амортизационные втулки, либо тарельчатые пружины, имеющие широкое распространение в период, когда было опубликовано изобретение SU 137337.). Также отличием заявляемой конструкции является совершенно иной вид используемых пружин - пружины сжатия.
Недостатки известных технических решений позволяет устранить заявляемое техническое решение. Задача заявляемого технического решения - конструктивное обеспечение полной длины смотки электрокабеля, для чего в пружинном блоке стоят пружины сжатия в отличие от аналога, компенсирующего рывки троса.
Для решения технической задачи предлагается использовать для смотки барабана массово выпускаемые в автомобильной промышленности пружины сжатия, что позволит увеличить надежность работы кабельного барабана в тяжелых условиях при нагрузках, а также оперативно производить замену пружин с минимальными экономическими потерями и простоями техники. В заявляемой конструкции один конец токоведущего кабеля жестко соединен с источником питания, а другой конец кабеля - соединен с барабаном линейно, не образуя петель.
Предлагаемая конструкция пружинного блока барабана для смотки кабеля состоит из пружинных модулей (двух и более) в зависимости от необходимого расчетного усилия и длины смотки кабеля и барабана, расположенного на кронштейне. Сам пружинный блок состоит из жесткой рамы, внутри которой находятся пружинные модули, в которых по направляющим сжимаются пружины. Сжатие пружин происходит при натяжении токоведущего кабеля во время размотки на барабане. Усилие по тросику передается через систему полиспастов на пружины, которые сжимаются. Во время смотки барабана происходит обратный процесс.
Преимущества заявляемого технического решения: более высокая надежность изделия при работе с тяжелыми кабелями, экономически оправданный и быстрый ремонт изделия. Пружинные модули могут быть соединены между собой последовательно, либо параллельно, и устанавливаться по одному, либо группами в зависимости от задач устройства. Барабан жестко не связан с пружинными модулями и может быть установлен в любом удобном месте, что расширяет универсальность применения технического решения.
Технический результат - повышение надежности, долговечности, увеличение общего ресурса работы, более широкий спектр применения.
Технический результат достигается конструкцией пружинного блока для устройства смотки барабана, согласно которой пружинный блок барабана включает жесткую раму, внутри которой установлены пружинные модули, содержащие направляющие, пружины на которых выполнены с возможностью сжатия, систему полиспастов с возможностью передачи усилия на пружины посредством тросика, выполненного с возможностью закрепления на оси барабана.
Техническое решение поясняют изображения на фигурах 1, 2, где изображены
Фиг. 1. Кабельный барабан и пружинный блок (вид сбоку).
Фиг. 2. Кабельный барабан и пружинный блок (вид сверху).
Где 1 - пружинный модуль №1;
2 - пружинный модуль №2;
3 - барабан на кронштейне;
4 - рама пружинного блока;
5 - направляющие;
6 - пружины сжатия;
7 - система полиспастов;
8 - токоведущий кабель;
9 - тросик;
10 - катушка на оси барабана.
Пример осуществления
Пружинный блок барабана, например, относящийся к кабельному барабану, то есть устройству смотки токоведущего кабеля состоит из пружинных модулей 1, 2 (двух и более) в зависимости от необходимого расчетного усилия и длины смотки кабеля и барабана 3 на кронштейне. Пружинный блок состоит из жесткой рамы 4, внутри которой расположены пружинные модули, состоящие из направляющих 5 с пружинами 6 на них. В качестве пружин 6 используются пружины сжатия. Сжатие пружин 6 происходит при натяжении токоведущего кабеля 8 во время размотки на барабане 3. Частью барабана 3 как функционального узла смотки кабеля является катушка 10 для намотки тросика 9, закрепленная на одной оси с ним. Усилие по тросику 9 передается через систему полиспастов 7 на пружины, которые сжимаются. При этом тросик 9 закреплен на оси барабана, например, на катушке 10.
Во время смотки кабеля на барабан происходит обратный процесс. Количество пружинных модулей может быть разным в зависимости от необходимого расчетного усилия и длины смотки кабеля на барабан, что позволяет использовать в разных условиях одну, серийно выпускаемую конструкцию барабана.