ПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО
HOISTING DEVICE

Область техники
Предлагаемое изобретение относится к подъемному устройству, в частности к седельной опоре или подобному устройству, с направляющей трубой и передвигающейся относительно направляющей трубы опорной трубой, причем в направляющей трубе размещен подъемный механизм с узлом приводного вала для подсоединения приводного устройства и узлом выходного вала, служащим для привода размещенного в опорной трубе подъемного штока, причем узел приводного вала и узел выходного вала имеют каждый как минимум по одной шестерне большого диаметра и одной шестерне малого диаметра, которые могут входить друг в друга для создания различных передаточных отношений в зацеплении с силовым замыканием.
Уровень техники
Подъемные устройства упомянутого вида используются в качестве седельных опор, например, в регулируемых по высоте опорах так называемых «полуприцепов», когда полуприцепы ставятся на стоянку независимо от тягача. При эксплуатации подъемных устройств преимуществом является как простота обслуживания, так и максимально компактное исполнение подъемных устройств. На оба этих параметра существенное влияние оказывает конструкция подъемного механизма, так как, с одной стороны, подъемный механизм вследствие своего размещения снаружи на направляющей трубе в значительной мере определяет внешние габариты подъемного устройства, а с другой стороны, вследствие исполнения подъемного механизма в виде коробки передач большое значение приобретает простота и надежность процесса переключения при выборе подходящего передаточного отношения.
Сущность изобретения
Поэтому задачей предлагаемого изобретения является разработка подъемного устройства, подъемный механизм которого, с одной стороны, будет иметь максимально компактную форму, лишь ненамного выступающую за внешние габариты подъемного устройства, а с другой стороны, обеспечит простоту обслуживания, в частности, в отношении выполнения процесса переключения.
Эта задача решена в подъемном устройстве с признаками по пункту 1 формулы изобретения.
В подъемном устройстве согласно изобретению узел приводного вала имеет полый вал, опирающийся на подшипник в корпусе коробки передач, и вал управления переключением передач (далее для краткости называемый «валом переключения»), расположенный соосно полому валу, смещающийся по оси и опирающийся на подшипник в корпусе коробки передач. При этом полый вал служит для жесткого закрепления ведущей шестерни большого диаметра, а вал переключения служит для жесткого закрепления ведущей шестерни малого диаметра. Кроме того, полый вал и вал переключения снабжены устройствами зацепления, позволяющими изменять передаточное отношение путем осевого смещения при включении сцепления.
Конструкция подъемного устройства согласно изобретению благодаря выполнению узла приводного вала в виде сцепной муфты допускает размещение ведущей шестерни большого диаметра узла выходного вала и ведущей шестерни большого диаметра приводного вала непосредственно рядом друг с другом с минимально возможным осевым зазором, так как размещенная на полом валу шестерня большого диаметра приводного вала постоянно вращается вместе с ним, а управление передачами осуществляется путем осевого смещения вала управления переключением передач (вала переключения) относительно полого вала. Благодаря такому близкому осевому соседству шестерни большого диаметра узла приводного вала и шестерни большого диаметра узла выходного вала достигается достаточно плоская форма подъемного механизма.
Благодаря независимой от ведущей шестерни конструкции устройств зацепления сцепной муфты можно ограничить конструктивные параметры устройств зацепления только функциями сцепления и его максимальной простоты, не учитывая в конструкции сцепления модуль ведущей шестерни.
Если глубина захода ведущей шестерни превышает зазор между устройствами зацепления вала переключения и устройствами зацепления полого вала, то устройства зацепления будут входить в зацепление друг с другом до того, как ведущая шестерня выйдет из зацепления с выходным валом. В результате можно избежать состояния привода, когда силовой поток в коробке передач будет прерван.
Если исходя из сказанного полый вал узла приводного вала и узел выходного вала имеют совпадающий диаметр в районе шестерни большого диаметра, то как для полого вала узла приводного вала, так и для узла выходного вала можно использовать шестерни с одинаковыми отверстиями, что позволяет снизить производственные расходы.
Если исходя из сказанного шестерни большого диаметра имеют совпадающий внешний диаметр и совпадающий модуль зацепления, то шестерни большого диаметра могут иметь одинаковую конструкцию, что позволит уменьшить количество разных деталей подъемного устройства или подъемного механизма и, соответственно, еще более снизить расходы
В особо экономичном, с точки зрения производства, варианте шестерни большого диаметра составляются из дисковых элементов, выполненных совпадающими, в результате чего еще больше сокращается количество разных деталей.
Если каждое из устройств зацепления выполняется в виде кулачкового устройства с как минимум одним поводковым кулачком и эти устройства входят в зацепление друг с другом при соответствующем вращении вала переключения и полого вала относительно друг друга, то процесс переключения для перевода подъемного механизма с пониженной передачи, когда малая ведущая шестерня узла приводного вала сцепляется с шестерней большого диаметра узла выходного вала, на повышенную передачу, когда шестерня большого диаметра узла приводного вала сцепляется с шестерней малого диаметра узла выходного вала, может выполняться особенно просто, так как благодаря угловому перемещению поводковых кулачков вероятность того, что процесс переключения может быть выполнен без взаимной блокировки поводковых кулачков, очень велика независимо от угла поворота полого вала относительно вала переключения. На повышенной передаче передаваемая нагрузка очень мала, так что для передачи нагрузки достаточно зацепления нескольких кулачков, чтобы обеспечить надежную передачу усилия. С другой стороны, при переключении с повышенной передачи на пониженную передачу высока вероятность того, что зубцы ведущей шестерни малого диаметра (малой шестерни) войдут в соответствующие зазоры между зубцами ведомой шестерни большого диаметра выходного вала не с первой попытки. Однако возможно провернуть вал переключения без нагрузки до зацепления поводковых кулачков, так что можно добиться зацепления зубцов, не производя множество неудачных попыток. Благодаря предусмотренной самостопорящейся резьбе ходовой гайки и подъемного штока конструктивной особенностью является отсутствие нагрузки на валу переключения.
В особенно простом и недорогом способе реализации кулачковое устройство вала переключения представляет собой проходящий в радиальном направлении через вал переключения поводковый палец, длина которого превышает диаметр вала переключения и концы которого благодаря этому образуют поводковые кулачки.
В целях улучшения функциональности кулачкового устройства полого вала будет выгодно, если это устройство будет состоять из двух поводковых кулачков, размещенных во внутреннем объеме полого вала со смещением на 180°.
В варианте изготовления полого вала в виде фасонной детали, например литой детали, или детали, изготовленной методом глубокой вытяжки, будет выгодно, если поводковые кулачки будут составлять одно целое с полым валом.
Для повышения эксплуатационной надежности подъемного устройства преимущественным является вариант, в котором вал переключения на пониженной передаче и в нагруженной конфигурации подъемного устройства проходит через две соседние стенки направляющей трубы и опорной трубы, обеспечивая дополнительную защиту от схождения опорной трубы на подъемный шток, которое может быть вызвано, например, вибрацией при движении автомобиля.
Краткое описание чертежей
Предпочтительный вариант исполнения подъемного устройства подробно поясняется ниже на основании чертежей.
На чертежах изображено:
Фигура 1: подъемное устройство, вид спереди;
Фигура 2: подъемное устройство, представленное на фиг.1, в разрезе по линиям II-II на фиг.1;
Фигура 3: направляющая труба подъемного устройства, представленного на фиг.1, в поперечном разрезе;
Фигура 4: альтернативный вариант поперечного сечения направляющей трубы, представленной на фиг.3;
Фигура 5: увеличенное изображение подъемного механизма подъемного устройства, представленного на фиг.2;
Фигура 6: детальное изображение полого вала узла приводного вала, представленного на фиг.5, вид сбоку.
Фигура 7: перспективный вид полого вала, представленного на фиг.6.
Осуществление изобретения
На фиг.1 и 2 показано строение подъемного устройства 10 с направляющей трубой 11 и опорной трубой 12, расположенной соосно направляющей трубе 11. Направляющая труба 11 согласно варианту исполнения, представленному на фиг.3, выполняется из U-образного профиля 13 и монтажной пластины 14, дополняющей профиль 13 до трубы прямоугольного сечения, при этом монтажная пластина 14 одновременно образует заднюю стенку направляющей трубы 11. Монтажная пластина 14 служит для крепления к шасси транспортного средства и имеет на выполненных на ее сторонах соединительных планках 15, 16 множество монтажных отверстий 17, обеспечивающих присоединение к шасси транспортных средств различного исполнения, а также на различной монтажной высоте.
Как следует, в частности, из разреза на фиг.2, входящая в направляющую трубу 11 опорная труба 12 в целом проходит на всю длину направляющей трубы 11. Как можно далее видеть из фиг.2, направляющая труба 11 имеет со стороны торца грузоопорную пластину 18, служащую для приема верхнего конца 19 подъемного штока 20 винтового домкрата, проходящего вдоль продольной оси 21 подъемного устройства 10 и соответственно опорной трубы 12. На верхнем конце подъемного штока 19 находится также зубчатое колесо 23 подъемного штока, жестко посаженное на буртике 22 и служащее для привода подъемного штока 20, при этом зубчатое колесо вместе с подъемным штоком 20 через упорный подшипник 24 подпирает грузоопорную пластину 18.
На подъемном штоке 20 установлена ходовая гайка 25, которая по своему периметру жестко соединена с опорной трубой 12 таким образом, что вращение подъемного штока 20 вследствие привода зубчатого колеса 23 подъемного штока вызывает благодаря резьбовому соединению подъемного штока 20 с ходовой гайкой 25 выдвижение опорной трубы 12 из направляющей трубы 11 или ее обратное втягивание в направляющую трубу в зависимости от направления вращения.
Для привода зубчатого колеса 23 подъемного штока служит расположенный под грузоопорной пластиной 18 привод 26 подъемника, который содержит узел 27 приводного вала, а также узел 28 выходного вала, воздействующий на зубчатое колесо 23 подъемного штока.
У нижнего конца опорной трубы 12 располагается основание 29, которое содержит соединенное с нижним торцом 30 опорной трубы 12 опорное гнездо 31, а также соединенную с ним поворотную пяту 32.
Подъемный механизм 26, показанный в увеличенном виде на фиг.5, имеет узел 27 приводного вала, в который входит вал 85 переключения и соосный валу 85 переключения полый вал 86. В предлагаемом варианте вал 85 переключения выполняется одной деталью с ведущей шестерней 62 малого диаметра. В предлагаемом варианте на валу 85 переключения с осевым зазором относительно ведущей шестерни 62 установлен поводковый палец 63, длина которого превышает внешний диаметр вала переключения 85 и концы которого благодаря этому образуют поводковые кулачки 64 и 65. Оконечность вала переключения 85, обращенная в сторону, противоположную подъемному штоку 20, выходит из крышки 66 корпуса 68 коробки передач, образованного крышкой 66 корпуса и стенками 67 направляющей трубы. Оконечность вала 85 переключения, выходящая из корпуса 68 коробки передач, выполняется в виде хвостовика 69 для подсоединения кривошипно-шатунного механизма или другого подходящего приводного устройства.
Вал 85 переключения, выполненный в виде ведущего вала, в представленном на фиг.5 положении находится в «положении пониженной передачи», в котором ведущая шестерня 62 сцепляется с ведомой шестерней 70 большого диаметра выходного вала 28. В «положении пониженной передачи» оконечность вала переключения 85, обращенная к подъемному штоку 20, проходит через перекрывающие друг друга области стенок направляющей трубы 11 и опорной трубы 12 и входит во внутреннее пространство опорной трубы 12. Для определения различных положений включения в районе подшипника 71 вала, размещенного на стенке направляющей трубы 11, предусмотрено стопорящее устройство 72, фиксаторы которого жестко входят в стопорящие канавки 73, 74 вала переключения 85.
В представленном «положении пониженной передачи» привод приводной шестерни 33 подъемного штока осуществляется с ведущей шестерни 62 малого диаметра вала переключения 85 через ведомую шестерню 70 большого диаметра выходного вала 28 и далее с приводной шестерни 33 подъемного штока приводится в движение шестерня 23 подъемного штока и собственно подъемный шток 20. Для смены положения включения от «положения пониженной передачи» к «положению повышенной передачи» выполненный в виде ведущего вала вал 85 переключения узла 27 приводного вала выдвигается из корпуса 68 коробки передач до попадания стопорящего устройства 72 в стопорящую канавку 73. В этом положении включения оконечность вала переключения 85, обращенная к подъемному штоку 20, расположена снаружи опорной трубы 12.
Далее, в «положении повышенной передачи» поводковые кулачки 64, 65 вала переключения 85 расположены в области поводковых кулачков 75, 76, сформированных во внутреннем объеме полого вала 86 и отчетливо показанных на фиг.6 или 7. В предлагаемом варианте поводковые кулачки 75, 76 полого вала 86, а также поводковые кулачки 64, 65 вала переключения 85 радиально смещены на 180°. В области ступицы 77 полого вала 86 жестко крепится ведущая шестерня 78 большого диаметра узла 27 приводного вала Для этого в предлагаемом варианте полый вал 86, как показано на фиг.6 и 7, имеет профиль шлицевого вала 79. Рядом с областью ступицы 77 полого вала 86 полый вал 86 имеет подшипниковый узел 80, с помощью которого полый вал 86 крепится в крышке 66 корпуса и может вращаться.
Ведущая шестерня 78 находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 81 малого диаметра узла 28 выходного вала. Узел 28 выходного вала имеет ведомый вал 82, который в предлагаемом варианте одновременно служит для формирования приводной шестерни 33 подъемного штока, и жестко соединенную с ведомым валом 82 коренную шейку 83, которая одновременно служит для формирования ведомой шестерни 81 малого диаметра. Подшипниковыми опорами узла 28 выходного вала служит коренная шейка 83 в крышке 66 корпуса и ведомый вал 82 в подшипниковом узле 35.
В «положении повышенной передачи» малая ведущая шестерня 62 выходит из зацепления с ведомой шестерней 70 большого диаметра, а поводковые кулачки 64, 65 вала переключения 85 находятся в зацеплении с поводковыми кулачками 75, 76 полого вала 86, так что крутящий момент привода передается с вала переключения 85 через полый вал 86, ведущую шестерню 78 большого диаметра и ведомую шестерню 81 малого диаметра на узел 28 выходного вала. В «положении повышенной передачи» ведомая шестерня 70 большого диаметра вращается вместе с ведомым валом 82 без нагрузки.
Как показано на фиг.5, ведущая шестерня 78 большого диаметра и ведомая шестерня 70 большого диаметра составляются из идентичных дисковых элементов 84, каждый из которых образует дискообразный сегмент шестерни. При этом выбирается различное количество дисковых элементов 84 в соответствии с различной нагрузкой шестерен 78 и 70 на пониженной передаче или на повышенной передаче.
Крышка 66 корпуса коробки передач предпочтительно изготавливается из материала с хорошими антифрикционными свойствами, например из подходящего литого или металлокерамического материала или, предпочтительно, из пластмассы. Таким образом, полый вал 86 и коренная шейка 83 выходного вала 28 могут опираться непосредственно на сформированные в крышке 66 корпуса опорные подшипники 87 и 88, не используя отдельную втулку скольжения или подобное устройство.