ЯКОРНАЯ ЛЕБЕДКА
ANCHOR WINCH

Изобретение относится к оборудованию для постановки на якорь маломерных судов, а именно к якорным лебедкам [B63B21/00, B63B21/04, B63B21/16, B66D1/00, B66D1/12, B66D1/14, B66D1/16, B66D1/28, B66D1/56, B66D1/60].
Из уровня техники известна ЯКОРНАЯ ЛЕБЕДКА ШТОКЕР [RU 193467 (U1), опубл.: 30.10.2019],   состоящая из привода, приводного вала, барабана с зацепными упорами и с намотанным на него якорным канатом, механизма свободного сброса якоря, расположенного на приводном валу, оборудованного обгонной муфтой, и соединенного с барабаном, отличающаяся тем, что механизм свободного сброса якоря оборудован роликом со встроенной в него упомянутой обгонной муфтой, имеющим выполненную по его наружной поверхности винтовую нарезку в виде канавки, заканчивающейся упором в конце, при этом механизм свободного хода снабжен шлицевым валом, жестко закрепленным на приводном валу, установленной на нем с возможностью смещения в осевом направлении шлицевой втулкой с зацепными упорами и кольцевой канавкой, выполненной по ее наружной поверхности, фрикционной шлицевой шайбой и вилочным толкателем шлицевой втулки, состоящим из пластины с упором, вставленным внутрь кольцевой канавки ролика с одной стороны, и вилки, вставленной внутрь кольцевой канавки шлицевой втулки с другой, размещенным на каретке с обеспечением свободного хода вилочного толкателя «вправо-влево» параллельно оси шлицевого вала в зависимости от направления вращения приводного вала мотор-редуктора привода, при этом шлицевая втулка и шлицевая шайба подпружинены между собой.
Также известна ЯКОРНАЯ ЛЕБЕДКА С УПРАВЛЯЕМЫМ СБРОСОМ ЯКОРЯ [RU202471 (U1), опубл.: 19.02.2021], состоящая из привода, приводного вала, барабана с зацепными упорами и с намотанным на него якорным канатом, механизма сброса якоря, соединенного с барабаном, расположенного на шлицевом валу, жестко закрепленном на приводном вале, оборудованного роликом, со встроенной в него обгонной муфтой, имеющим винтовую нарезку в виде наружной канавки, заканчивающейся упором в конце, при этом механизм свободного хода снабжен шлицевым валом, жестко закрепленном на приводном валу, установленной на нем с возможностью смещения в осевом направлении шлицевой втулкой с зацепными упорами и кольцевой канавкой, выполненной по ее наружной поверхности, фрикционной шлицевой шайбой, и вилочным толкателем шлицевой втулки, состоящим из пластины с упором, вставленным внутрь кольцевой канавки ролика с одной стороны, и вилки, расположенной на шлицевой втулке, с другой, размещенным на каретке с обеспечением свободного хода вилочного толкателя «вправо-влево» параллельно оси шлицевого вала в зависимости от направления вращения приводного вала мотор-редуктора привода, при этом шлицевая втулка и шлицевая шайба подпружинены между собой, отличающаяся тем, что шлицевая втулка имеет жестко закрепленную щеку с упомянутыми зацепными упорами, с одной стороны, и регулируемый упор, закрепленный на шейке шлицевой втулки, с другой, вилка вилочного толкателя расположена на шейке шлицевой втулки с обеспечением ее свободного хода «вправо-влево» в промежутке между щекой и регулируемым упором без расцепления зацепных упоров, при этом якорный канат «сматывается-разматывается» под действием привода в зависимости от направления вращения приводного вала мотор-редуктора.
Недостатком аналогов является низкая надежность и высокая вероятность заклинивания механизма сброса, обусловленные приведением в действие барабана и механизма сброса от одного привода, при этом механизм сброса выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль вращающегося на валу барабана. Причиной заклинивания может быть также нагрузка, действующая на барабан и привод, а также соединяющие их конструктивные элементы, которые приводят к появлению люфтов. Кроме того, описанное устройство обладает малым быстродействием из-за движения вилочного толкателя механизма автосброса по винтовой нарезке, имеющей значительную длину. Еще одним недостатком является вращение барабана только в одну сторону из-за зависимости приводного механизма барабана и механизма сброса.
Наиболее близкой по технической сущности является БАРАБАННАЯ ЛЕБЕДКА [US2010258773 (A1), опубл.: 14.10.2010], включающая в себя монтажный кронштейн, приводной вал, приспособленный для крепления к монтажному кронштейну и, кроме того, приспособленный для соединения с приводным узлом, причем барабанная лебедка дополнительно включает барабан, на который можно наматывать трос, барабан установлен на приводном валу, средство для перемещения барабана вдоль приводного вала из первого положения во второе положение, барабан устроен так, что в первом положении вращение приводного вала передается непосредственно на барабан, а во втором положении барабан может свободно вращаться относительно приводного вала. Барабанная лебедка дополнительно включает в себя средство для приведения в действие либо первого режима работы, либо второго режима работы.
Основной технической проблемой прототипа является то, что средство для перемещения барабана, выполненное в виде пластины, одновременно выполняет функцию тормозящего барабан механизма, выполненного с возможностью затруднения свободного вращения барабана, что снижает надежность лебедки в целом, так как при длительном использовании упомянутая пластина подвергается механическому воздействию со стороны барабана и изнашивается. В случае выходе из строя пластины ремонт лебедки требует значительных трудозатрат, а при выходе из строя пластины из строя на воде, при отсутствии запасной пластины ремонт становится невозможным.
Задача изобретения заключается в устранении недостатков аналогов и прототипа.
Технический результат изобретения заключается в повышении надежности якорной лебедки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что якорная лебедка, содержащая раму, шпулю, вал, соединенный с приводом, механизм автосброса с отдельным приводом, средство для зацепления шпули с валом приводного механизма и тормозящий механизм, отличающийся тем, что средство для зацепления шпули с валом приводного механизма выполнена в виде муфты, включающей пару взаимодействующих посредством взаимного зацепления полумуфт, одна из которых смонтирована на шпуле, а вторая на основном валу приводного механизма с возможностью вращения с основным валом, при этом полумуфта на основном валу смонтирована с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль упомянутого вала за счет механизма автосброса, снабженного тягой расцепления муфты, соединенной через продольное отверстие внутри вала с упомянутой полумуфтой и рычагом расцепления муфты, тянущего при воздействии на него привода механизма автосброса посредством тяги расцепления муфты упомянутую полумуфту до расцепления ее с полумуфтой, смонтированной на шпуле.
В частности, на тяге расцепления муфты между рычагом расцепления муфты и полумуфтой смонтирована пружина сжатия с возможностью возврата полумуфты механизма автосброса для ее взаимозацепления с ответной ей полумуфтой шпули при возврате рычага расцепления муфты.
В частности, соединение рычага расцепления муфты с приводом механизма автосброса выполнено винтовой передачей, гайка которой подвижно смонтирована в рычаге, а винт винтовой передачи соединен с валом привода механизма автосброса.
В частности, якорная лебедка снабжена датчиками крайнего положения полумуфты, смонтированной на рычаге расцепления муфты и раме.
В частности, управление приводами осуществляется с платы управления.
В частности, к плате управления подключены органы управления с возможностью управления расцеплением муфты для сброса якоря, подъёмом якоря, сцеплением муфты и травлением якоря.
В частности, датчики крайнего положения полумуфты подключены к плате управления.
В частности, тормозящий механизм выполнен в виде подпружиненного к боковой стенке шпули элемента, замедляющего движение шпули от инерции вращения.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 показан общий вид якорной лебедки.
На фиг.2 показан вид сбоку якорной лебедки.
На фиг.3 показан общий вид якорной лебедки в разрезе по основному валу.
На фиг.4 показан вид спереди приводного механизма взаимозацепленного с механизмом автосброса.
На фиг.5 показан вид спереди приводного механизма, расцепленного от механизма автосброса.
На фиг.6 показан вид спереди якорной лебедки со сцепленной муфтой в сечении по основному валу.
На фигурах обозначено: 1 – рама, 2 – основной привод, 3 – привод механизма автосброса, 4 – основной вал, 5 – шпуля, 6 – тормозное кольцо, 7 – пружина сжатия, 8 – муфта зацепления, 9 – тяга расцепления муфты, 10 – рычаг расцепления муфты, 11 – упор, 12 – пружина муфты, 13 – шарнирное соединение, 14 – вал привода автосброса, 15 – датчики крайних положений.
Осуществление изобретения.
Якорная лебедка содержит раму 1 (см.Фиг.1-3), основной привод 2, приводной механизм, механизм автосброса и привод механизма автосброса 3.
Рама 1 содержит основание, заднюю и боковые стенки.
Приводной механизм содержит основной вал 4 (см.Фиг.3,4), соединенный с одной стороны с основным приводом 2, выполненным в виде мотор-редуктора с червячной передачей и смонтированным с наружной стороны боковой стенки рамы 1. Основной вал 4 опирается на подшипники (на фигурах не показаны), смонтированные на боковых стенках рамы 1.
Приводной механизм содержит шпулю 5, свободно смонтированную на основном валу 4 и тормозящий механизм. Тормозящий механизм выполнен в виде подпружиненного к боковой стенке шпули 5 со стороны, противоположной расположению муфты зацепления 8, элемента, замедляющего инерцию шпули 5. В одном из вариантов реализации, тормозящий механизм выполнен в виде тормозного кольца 6, смонтированного на основном валу 4 со стороны основного привода 2 между боковой стенкой рамы 1 и шпулей 5 с возможностью взаимодействия со шпулей 5 подпружиненного к упомянутой шпуле 5 пружиной сжатия 7, смонтированной между внутренней обоймой подшипника редуктора основного привода 2 и тормозным кольцом 6 с возможностью прижатия тормозного кольца 6 к боковой стенке шпули 5. Преимуществом такого исполнения тормозящего механизма является его независимость от приводного механизма и механизма автосброса и простота конструкции, что повышает его ремонтопригодность и надежность в целом.
С противоположной от тормозного кольца 6 стороны и основного привода 2 к боковой стенке шпули 5 смонтирована вторая полумуфта муфты зацепления 8, выполненная с возможностью взаимозацепления с ответной ей полумуфтой муфты зацепления 8 механизма автосброса якоря, смонтированной на основном валу 4.
Механизм автосброса якоря смонтирован с противоположной основному приводу 2 стороны и содержит, как указано выше, вторую полумуфту муфты зацепления 8. Вторая полумуфта смонтирована на основном валу 4 приводного механизма с возможностью одновременного вращения с основным валом 4, при этом упомянутая полумуфта механизма автосброса смонтирована на основном валу 4 с возможностью ее возвратно-поступательного движения вдоль упомянутого вала 4, для чего в упомянутой полумуфте механизма автосброса выполнено радиальное отверстие (на фигурах не показано), ось симметрии которого проходит через центральную продольную ось симметрии продолговатого продольного отверстия, выполненного в основном валу 4. Полумуфта механизма автосброса жестко соединена с тягой расцепления муфты 9.
Тяга расцепления муфты 9 свободно проходит внутри основного вала 4 и выходит из упомянутого вала 4 наружу и за боковую стенку рамы 1 со стороны, противоположной основному приводу 2. Тяга расцепления муфты 9 свободно проходит через отверстие, выполненное на конце рычага расцепления муфты 10, смонтированного ортогонально упомянутой тяге 9 снаружи вдоль боковой стенки рамы 1. Снаружи тяга расцепления муфты 9 снабжена упором 11 для рычага расцепления муфты 10. На тяге расцепления муфты 9 между рычагом расцепления муфты 10 и полумуфтой смонтирована пружина муфты 12, выполненная в виде пружины сжатия с возможностью возврата полумуфты механизма автосброса для ее взаимозацепления с ответной ей полумуфтой шпули 5 при возврате рычага расцепления муфты 10.
Противоположный конец рычага расцепления муфты 10 к боковой стенке рамы 1 смонтирован шарнирным соединением 14 с возможностью возвратно-поступательного движения упомянутого рычага 10 относительно рамы 1.
Перемещение рычага расцепления муфты 10 основано на винтовой передаче, для чего в рычаге расцепления муфты 10 между отверстием для прохождения тяги расцепления муфты 9 и шарнирным соединением 14 упомянутого рычага 10 к раме 1 выполнено поперечное вертикальное отверстие в которое свободно посажена цилиндрическая втулка с поперечным резьбовым отверстием, выполняющая роль гайки в винтовой передаче. Через это резьбовое отверстие во втулке и через соответствующее отверстие, выполненное в рычаге расцепления муфты 10 смонтирован вал привода автосброса 14, на поверхности которого выполнена резьба, ответная резьбе во втулке, выполняющий роль винта в винтовой передаче. Вал привода автосброса 14 соединен с приводом механизма автосброса 3, смонтированным к боковой стенке рамы 1 за шпулей 5.
Привод механизма автосброса 3 выполнен в виде мотор-редуктора с червячной передачей.
Рычаг расцепления муфты 10 снабжен датчиками крайнего положения 15 с возможностью отключения привода механизма автосброса 3 и основного привода 2 в крайних положениях упомянутого рычага 10. Упомянутые датчики 15 могут быть выполнены, например, в виде электрических концевых выключателей, датчиков Холла и т.д.
На раме 1 также смонтирована плата управления (на фигурах не показана). К реле платы управления подключены основной привод 2 и привод механизма автосброса 3.
К плате управления подключены органы управления, выполненные в виде кнопок, обеспечивающих управление сбросом якоря (расцеплением муфты зацепления 8), подъёмом якоря, фиксации (сцеплением муфты зацепления 8) и травлением (отпусканием) якоря (на фигурах не показаны).
Для увеличения срока службы лебедки, отверстия в рычаге расцепления муфты 10 для тяги расцепления муфты 8, вала привода автосброса 14 и шарнирного соединения 13 могут быть
снабжены съемными втулками или подшипниками.
В исходном положении (см.Фиг.3) шнур намотан полностью на шпулю 5, полумуфты муфты зацепления 8 сцеплены, а рычаг расцепления муфты 10 находится в крайнем левом положении и расположен вдоль боковой стенки рамы 1. Основной привод 2 и привод механизма автосброса 3 выключены.
Для сброса якоря однократно нажимают кнопку сброса якоря и с помощью платы управления включают одновременно основной привод 2 и привод механизма автосброса 3. Происходит вращение основного вала 4 с полумуфтой механизма автосброса, а так как упомянутая полумуфта сцеплена с полумуфтой шпули 5, то вращательное движение от основного вала 4 передается на шпулю 5 и происходит размотка шнура с якорем. Одновременно с вращением основного вала 4 происходит вращение вала привода автосброса 14 от привода механизма автосброса 3, который за счет резьбового соединения с цилиндрической втулкой и неподвижного монтажа привода механизма автосброса 3 при вращении по резьбе в упомянутой втулке толкает от привода механизма автосброса 3 и от боковой стенки рамы 1 рычаг расцепления муфты 10. Упомянутый рычаг 10 упираясь в упор 11, смонтированный на тяге расцепления муфты 9 тянет упомянутой тягой 9 за собой полумуфту механизма автосброса, которая за счет перемещения вдоль продолговатого продольного отверстия, выполненного в основном валу 4 расцепляет муфту зацепления 8, освобождая шпулю 5 (см.Фиг.5).
При полном расцеплении муфты зацепления 8 рычаг расцепления муфты 10 достигает своего крайнего правого положения, срабатывает датчик крайнего положения 15, который через плату управления отключает основной привод 2 и привод механизма автосброса 3. Дальнейшая размотка шнура осуществляется за счет свободного вращения шпули 5 на основном валу 4 и массы якоря. Для исключения образования «бороды», то есть запутывания троса при автосбросе, предусмотрен тормозящий механизм, выполненный в виде подпружиненного с помощью пружины сжатия 7 к шпуле 5 тормозного кольца 6, который обеспечивает притормаживание шпули 5 и обеспечивает плавный сход троса со шпули 5.
При достижении якорем дна, нажимают кнопку подъёма якоря однократно, включают привода механизма автосброса 3, который вращает вал привода автосброса 14 в противоположную сторону, возвращая рычаг расцепления муфты 10 в исходное положение, пружина муфты 12, которая при крайнем левом положении рычага расцепления муфты 10 находится в сжатом состоянии, толкает полумуфту механизма автосброса и обеспечивает зацепление муфты зацепления 8. При достижении рычага расцепления муфты 10 крайнего левого положения срабатывает датчик крайнего положения рычага 15, который через плату управления отключает привод механизма автосброса 3.
Шпуля 5 вновь зафиксирована на основном валу 4 муфтой зацепления 8. В этом положении шпули 5 с помощью кнопок подъема или травления (отпускания) якоря включают основной привод 2, с помощью которого вращая основной вал 4 в разные стороны поднимают или травят (отпускают) якорь.
К плате управления с помощью модуля связи может быть подключен блок дистанционного управления с возможностью управления лебедкой по радиоканалу.
Технический результат – повышение надежности, как указано было выше, достигается за счет простоты конструкции тормозящего механизма и выполнения механизма автосброса, обеспечивающего движение полумуфты муфты зацепления 8 на основном валу 4 тянущим ее за тягу расцепления муфты 9 рычагом расцепления муфты 10, соединенного винтовой передачей с приводом механизма автосброса 3. Такое конструктивное исполнение механизма автосброса одновременно обладает простотой в изготовлении и надежностью за счет отсутствия его прямого механического взаимодействия с приводным механизмом, а лишь через муфту зацепления 8, как и в аналогах и прототипе. У механизма автосброса нет взаимно трущихся со шпулей 5 элементов.
Еще одним преимуществом заявляемой лебедки является возможность обеспечения вращения шпули 5 как в одну, так и в другую стороны за счет развязки приводного механизма и механизма автосброса друг от друга, что может быть актуально при особых требованиях к направлению намотки троса на шпулю 5.