НАМОТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО С ОПОРНО-ПОВОРОТНЫМ УЗЛОМ

Полезная модель относится к подъемно-транспортной технике, а именно к намоточным устройствам, в частности к кабельным барабанам, и может быть использована в подвижном оборудовании, таком как грузоподъемное, горно-шахтное, специальная техника.
Из-за большой мощности, необходимой для такого рода техники, например, экскаватора, портальных кранов и др. большинство производителей используют приводные механизмы, работающие на жидком топливе, что приводит к значительному потреблению энергии и серьезному загрязнению окружающей среды. Поэтому в настоящее время широко используются виды техники, работающие на электричестве. Таким устройствам нужны длинные кабели для обеспечения диапазона рабочих режимов. Для перемещения кабелей дальней связи при перетаскивании кабелей по земле они легко повреждаются и создают опасность для рабочей среды. Таким образом, актуальной задачей является использование намоточного механизма, например, для кабельного барабана, который может предотвратить повреждение кабелей, облегчить перемещение, наматывание и разматывание различных кабелей. Назначение намоточного устройства (кабельного барабана) - предохранение кабеля от повреждения и износа во время передвижения машины (кран, грузовая тележка, экскаватор, вагонотолкатели и т.д.).
Известны варианты применения спирального кабельного барабана с традиционным способом - это крепление кабельного барабана на 2 опоры, когда вращение передается на шестерню, жестко закрепленную на барабане. Как пример - кабельные барабаны портальных кранов (см.ссылку):
https://yandex.ru/images/srarch?text=спиральный%20кабельный%20барабан&stype=im age&lr=213&source=wiz&p=2&pos=85&rpt=simage&img url=https%3A%2F%2Fsc01.alicdn.c om%2Fkf%2FHTB1FgJoubuWBuNjSszgq6z8jVXaf%o2F201755533%2FHTB1FgJoubuWBuNjSs zgq6z8jVXaf.jpg
https://yandex.ru/images/search?text=спиральный%20кабельньш%20барабан&stype=im age&lr=213&source=wiz&p=2&pos=85&rpt=simage&img_url=https%3A%2F%2Fsc01.alicdn.c om%2Fkf%2FHTB1FgJoubuWBuNjSszgq6z8jVXaf%2F201755533%2FHTB1FgJoubuWBuNjSs zgq6z8jVXaf.ipg&rlt_url=https%3A%2F%2Fsc02.alicdn.com%2Fkf%2FHTB1HxMmm_nI8KJj Sszgq6A8ApXa2%2F200580911%2FHTB1HxMmm_nI8KJjSszgq6A8ApXa2.jpg&ogl_url=https %3A%2F%2Fsc01.alicdn.com%2Fkf%2FHTB1FgJoubuWBuNjSszgq6z8jVXaf%2F201755533% 2FHTB1FgJoubuWBuNjSszgq6z8jVXaf.jpg
Недостатки традиционного способа крепления кабельного барабана на две опоры: необходимость установки вала, жестко закрепленного к намоточному барабану с двумя радиальными подшипниками (традиционная конструкция), необходимость изготовления отдельного зубчатого венца, вала и подшипниковых узлов - конструктивно и технологически сложно и затратно, необходимость регулировать соосность зубчатого венца и подшипников с валом, что технологически сложно, при износе зубчатого венца в период эксплуатации трудности с заменой, необходимость иметь специальное оборудование и технологии при изготовлении и эксплуатации, что снижает общую надежность намоточного устройства.
При эксплуатации намоточного механизма наибольшей нагрузке и износу подвергаются зубчатый венец, радиальные подшипники, что снижает срок эксплуатации и надежности намоточного устройства и кабельного барабана в целом, при этом замена данного узла технологически сложна и затратна, и как следствие - низкая ремонтопригодность, низкая долговечность намоточного устройства.
Для устранения перечисленных недостатков предлагается конструкция намоточного устройства, в которой зубчатое колесо и шестерня намоточного устройства заменяется на функциональный узел опорно-поворотного узла, выполненного как стандартный модуль. Опорно-поворотный узел (далее ОПУ), совмещает в себе два функциональных элемента - зубчатое колесо и подшипник. ОПУ как стандартный модуль серийно выпускаются машиностроительными предприятиями во всем мире в большом ассортименте и работают как устройства для передачи вращения грузоподъемных машин с вертикальной осью вращения.
Таким образом, намоточное устройство содержит опорно-поворотный узел, выполненный как стандартный модуль, состоящий из зубчатого колеса и подшипника, при этом опорно-поворотный узел является легкозаменяемым стандартным модулем. Этим достигается повышение ремонтопригодности, долговечности намоточного устройства, упрощение конструкции, повышение экономичности производства и эксплуатации намоточного устройства.
Технический результат - повышение долговечности и ремонтопригодности намоточного устройства за счет упрощения конструкции.
Технический результат достигается за счет конструкции намоточного устройства, содержащего раму, на которой установлен двигатель с ведущей шестерней, отличающийся тем, что ведущая шестерня установлена с возможностью передачи крутящего момента на опорно-поворотный узел, содержащий подшипник и зубчатое колесо, зубчатый венец которого жестко закреплен к барабану намоточного устройства, а основание опорно-поворотного узла жестко закреплено крепежными элементами к раме намоточного устройства, при этом опорно-поворотный узел является стандартным функциональным узлом. Как частный случай, при широком намоточном устройстве ось катушки оснащена дополнительной опорой.
Сущность технического решения поясняют изображения на фиг. 1-8.
Фиг. 1 - Намоточное устройство с узкой катушкой (вид спереди).
Фиг. 2 - Намоточное устройство с узкой катушкой (вид сбоку).
Фиг. 3 - Намоточное устройство с широкой катушкой с дополнительной опорой (вид спереди).
Фиг. 4 - Намоточное устройство с широкой катушкой с дополнительной опорой (вид сбоку).
Фиг. 5 - Намоточное устройство с широкой катушкой с дополнительной опорой и рамой (вид спереди).
Фиг.6 - Намоточное устройство с широкой катушкой с дополнительной опорой и рамой (вид сбоку).
Фиг. 7 - Традиционная конструкция намоточного устройства с подшипниковой опорой (вид спереди).
Фиг. 8 - Традиционная конструкция намоточного устройства с подшипниковой опорой (вид сбоку).
Где 1 – рама;
2 - опорно-поворотный узел;
3 - крепежный элемент;
4 - ведущая шестерня;
5 - двигатель;
6 - намоточный барабан (катушка намоточного устройства);
7 - дополнительная опора;
8 - подшипниковые опоры.
Пример осуществления.
Намоточное устройство состоит из рамы 1, на которой установлен двигатель 5 с ведущей шестерней 4. Ведущая шестерня 4 передает крутящий момент на опорно-поворотный узел 2, зубчатый венец которого жестко закреплен к намоточному барабану 6, а основание опорно-поворотного узла 2 жестко закреплено крепежными элементами 3 к раме 1 намоточного устройства. Вращение барабана 6 передается от двигателя 5, через ведущую шестерню 4 на зубчатый венец и далее на намоточный барабан.
Опорно-поворотный узел 2 как функциональный узел совмещает в себе два составляющих элемента - зубчатое колесо и подшипник. ОПУ как стандартный модуль серийно выпускаются машиностроительными предприятиями во всем мире в большом ассортименте и служат для передачи вращения грузоподъемных машин с вертикальной осью вращения.
Намоточное устройство с ОПУ при конструктивном исполнении намоточного барабана с узкой катушкой (фиг. 1, 2). При использовании намоточных барабанов с широкой катушкой требуется установить дополнительную подшипниковую опору 7. Два вида исполнения с дополнительной опорой - с одной стороны с ОПУ (фиг. 3, 4) и с разных сторон (фиг. 5, 6).
Традиционная конструкция намоточного устройства показана на фиг.4, намоточный барабан держится на валу и двух подшипниковых узлах.
Использование ОПУ в намоточном устройстве дает следующие преимущества:
1. Значительное упрощение узла передачи вращения конструктивно. Необходимость установки вала жестко закрепленного к намоточному барабану с двумя радиальными подшипниками (традиционная конструкция) отпадает.
2. Упрощение технологии изготовления намоточного устройства из- за отсутствия необходимости изготовления отдельного зубчатого венца, вала и подшипниковых узлов и заменой их серийным ОПУ.
3. Упрощается сборка намоточного устройства, т.к. отсутствует необходимость регулировать соосность зубчатого венца и подшипников с валом (в ОПУ они совмещены в один узел и выставляются заводом-изготовителем).
4. При износе зубчатого венца в период эксплуатации замена не вызывает дополнительных проблем у потребителей.
5. Общий вывод. Использование намоточного устройства с ОПУ вместо индивидуально изготовленных деталей предоставляет следующие преимущества: упрощение конструкции, сокращение сроков производства намоточных устройств, отсутствие необходимости иметь специальное оборудование и технологии, повышение ремонтопригодности, повышение общей надежности устройства из-за применения серийных модулей ОПУ и как следствие - делает намоточное устройство с ОПУ более экономически выгодным при производстве и эксплуатации.