Канатоукладчик для кранов большой грузоподъемности

Полезная модель относится к грузоподъемным механизмам, а именно к канатоукладчикам с многослойной навивкой каната на барабан лебедки и может использоваться для кранов большой грузоподъемности.
Известен канатоукладчик для лебедок, представленный в А.С. СССР №407829 по кл. B66D 1/36, заявл. 05.07.1971 г., опубл. 10.12.1973 г.
Известный канатоукладчик содержит барабан, разделенный на две равные части ребордой, направляющие ролики расположенные симметрично реборде и свободно вращающиеся на осях, закрепленных на рычагах, которые жестко прикреплены к находящимся в зацеплении зубчатым секторам, свободно качающимся на осях, установленных на корпусе лебедки симметрично по отношению к середине барабана. Плотная намотка витков каната друг другу на барабане осуществляется за счет зубчатых секторов, постоянно находящихся в зацеплении и получающих вращение от жестко связанных с ними рычагов через направляющие ролики от канатов, идущих с отклоняющих роликов.
Недостатком известного канатоукладчика является сложность и недостаточная надежность его конструкции в связи с тем, что один из элементов направляющего канат устройства не достаточно надежен, т.к. выполнен в виде плоских секторов с зубчатым зацеплением. Кроме того, известный канатоукладчик не обеспечивает плотный прижим слоев каната на барабане при многослойной его навивке, так как отсутствует прижимное устройство для каната, что приводит к прослаблению каната на барабане и ухудшению качества его намотки.
Указанные недостатки известной конструкции канатоукладчика снижают его эксплуатационную надежность.
Известен канатоукладчик, представленный в А.С. СССР №541782 по кл. B66D 1/36, заявл. 29.12.1975 г., опубл. 05.01.1977 г.
Прижимное устройство известного канатоукладчика содержит расположенный вдоль образующей барабана прижимной ролик, установленный с возможностью вращения на оси, закрепленной на подпружиненных поворотных рычагах, смонтированных в стойках, жестко закрепленных на основании канатоукладчика. Такие канатоукладчики хорошо работают при однослойной намотке каната на барабан, однако они не могут обеспечить плотной укладки каната на барабан при его многослойной намотке, т.к. с увеличением слоев каната на барабане усилие прижатия подпружиненного ролика к виткам каната, создаваемое пружиной на каждом последующем слое навивки, будет ослабевать. В результате невозможно обеспечить прижим витков каната к барабану с одинаковым усилием на каждом слое навивки, что приведет к прослаблению каната и ухудшению качества его намотки.
Известен канатоукладчик для кранов КС-35714 и КС-35715, представленный в ссылке http://www.tehnokran.ru/techdoc/102-2009-12-30-12-30-35.html, выкопировка из которой приведена в Приложении 1 к заявке.
Прижимное устройство известного канатоукладчика содержит прижимной ролик, установленный с возможностью вращения на рычагах, соединенных шарнирно осями с кронштейнами, закрепленными на основании, тягу с пружиной и гидроцилиндр одностороннего действия, соединенный с рычагом и основанием. С помощью тяги, шарнирно закрепленной на рычагах, и пружины ролик постоянно прижат к виткам каната на барабане. При сматывании каната с барабана гидроцилиндр отводит прижимной ролик от барабана, освобождая канат.
Недостаток известного канатоукладчика заключается в том, что прижим каната к барабану осуществляется только за счет действия пружины, а в процессе намотки каната на барабан из-за разного количества слоев каната в начале и в конце длины барабана, а также при нарастании количества слоев каната на барабане, происходит неравномерное, а затем и ослабевающее усилие прижатия ролика к виткам каната по всей длине барабана, что ведет к недостаточной плотности прижима каната к барабану при многослойной его навивке и ухудшению качества его укладки и намотки.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому, выбранным в качестве прототипа, является канатоукладчик для лебедок представленный в патенте на изобретение РФ №2209176 по кл. B66D 1/36, заявл. 26.10.2001 г., опубл. 27.07.2003 г.
Известный канатоукладчик для лебедок, содержащий расположенный со стороны сбегания каната с барабана и установленный на опорной раме блок роликов, между роликами которого пропущен тяговый канат. Блок роликов выполнен из двух групп роликов, причем ролики одной группы расположены горизонтально друг над другом, а ролики другой группы установлены вертикально с зазором, достаточным для пропуска тягового каната между ними, ориентируя последний в свободном пространстве, образованном боковыми поверхностями этих роликов совместно с боковыми поверхностями горизонтальных роликов. Прижимное устройство для каната лебедки (фиг. 3), входящее в состав канатоукладчика, состоит из установленного на оси прижимного элемента, двуплечего рычага, установленного на оси вращения, ориентированной горизонтально вдоль барабана, и груза для приложения к прижимному элементу посредством массы этого груза постоянно действующего усилия. Прижимной элемент выполнен из однотипных валиков, установленных на оси прижимного элемента вдоль барабана и контактирующих с витками каната на барабане. Ось роликов прижимного элемента жестко связана с одним из плеч рычага, к другому плечу которого приложена масса упомянутого груза. Ось вращения рычага проходит через сквозные отверстия в вертикальных стойках жестко закрепленных на опоре, с возможностью поворота ее в указанных отверстиях.
Известный канатоукладчик обеспечивает качественный прижим витков канат на барабане при однослойном его наматывании. Согласно изобретению, для качественной укладки каната на барабане лебедки для кранов большой грузоподъемности с многослойной навивкой каната на барабан, используется блок роликов, в котором ролики одной группы расположены горизонтально друг над другом, а ролики другой группы установлены вертикально с зазором для пропуска каната между ними. Для увеличения площади охвата однотипными валиками витков каната прижимной элемент прижимного устройства выполнен из нескольких рядов однотипных валиков, каждый из которых установлен на своей оси. Прижимные валики связаны посредством кронштейнов с плечом рычага. Канатоукладчик (фиг. 4) может содержать и более чем одно прижимное устройство, например два, ось вращения двуплечего рычага каждого из которых ориентирована параллельно оси вращения двуплечего рычага первого прижимного устройства и проходит в вертикальных стойках последнего. Прижимное усилие на канат на барабане от валиков второго прижимного устройства передается через гибкий элемент, запасованный по полиспастной схеме, от первого прижимного устройства, к плечу которого приложено усилие, создаваемое массой груза.
Наличие в известном канатоукладчике для многослойной намотки каната на барабан сложного прижимного устройства, а также большого количества деталей находящихся в сложной кинематической связи между собой, затрудняет его сборку, снижает его эксплуатационную надежность.
Так как в известном канатоукладчике постоянное по величине усилие прижатия валиков к виткам каната на барабане создается массой груза, размещенного на одном из плеч рычага, а с увеличением слоев навивки каната на барабан, плечо рычага с грузом поворачивается относительно оси рычага, угол между плечом рычага и направлением силы веса (массы) груза изменяется с каждым слоем навивки, поэтому момент силы (крутящий момент) на конце плеча рычага, где установлен груз, уменьшается. Вследствие этого, усилие прижатия валиков к канату на барабане, создаваемое грузом, при увеличении количества слоев каната на барабане уменьшается пропорционально изменению высоты навиваемого слоя. В результате невозможно достичь прижима витков каната к барабану с одинаковым усилием на каждом слое навивки, что приводит к прослаблению витков каната на первых нижних слоях навивки. С образованием прослабления витков каната может произойти его зашкивливание, что ухудшает качество намотки каната на барабан, а, следовательно, снижает эксплуатационные свойства известного канатоукладчика.
Для обеспечения плотного прижима витков каната к барабану при многослойной его навивке или изменении характеристик самого каната, необходимо изменять вес груза, создающего необходимое по величине постоянно действующее прижимное усилие, что приводит к дополнительным затратам времени по подготовке крана к работе и неудобству в эксплуатации известного канатоукладчика.
Задачей, решаемой данной полезной моделью, является обеспечение надежности за счет упрощения конструкции при улучшении эксплуатационных характеристик канатоукладчика для кранов большой грузоподъемности.
Поставленная задача решается тем, что в канатоукладчике для кранов большой грузоподъемности, содержащем расположенные со стороны сбегания грузового каната с барабана и установленные на опоре направляющие ролики, через которые пропущен грузовой канат, прижимное устройство для каната на барабане лебедки, установленное на поворотной платформе крана вдоль образующей барабана, состоящее из установленного на оси, ориентированной горизонтально вдоль оси барабана и проходящей через сквозные отверстия в вертикальных стойках, жестко закрепленных на основании, с возможностью ее поворота в указанных отверстиях, поворотного рычага с жестко связанными между собой плечами, на одном из которых на жестко связанной с ним оси, параллельной оси рычага, установлены с возможностью вращения прижимные валики, а другое плечо рычага связано с элементом создания постоянно действующего усилия для прижима валиков к канату на барабане, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, барабан для наматывания каната разделен на две равные части ребордой, направляющие ролики установлены свободно на горизонтальной оси, параллельной оси барабана, в основании стрелового механизма крана, по одному для каждой части барабана, поворотный рычаг выполнен трехплечим, при этом плечи рычага расположены с различных сторон от оси его поворота под углом друг к другу, в виде жестко связанной с осью поворота рычага конструкции, состоящей из установленных вдоль каждого плеча рычага плоских элементов и, установленных вертикально и перпендикулярно оси поворота рычага, четырех треугольных пластин с отверстиями в вершинах их углов, связывающих два плеча рычага, в отверстиях верхних вершин треугольных пластин, являющихся концом первого плеча рычага, на двух осях, параллельных оси поворота рычага, жестко связанных с плечом, размещены выполненные со скосом к их торцам прижимные валики, длина которых соразмерна длине соответствующей части барабана, элемент создания постоянно действующего усилия для прижима валиков к канату на барабане включает в себя закрепленные на основании канатоукладчика пружины и гидроцилиндры, установленные в проушинах с возможностью их наклона в вертикальной плоскости, связанные со вторым плечом рычага через размещенную в отверстиях вторых вершин треугольных пластин и жестко связанную с ним ось с установленными вдоль нее под углом друг к другу ребрами жесткости в виде двух продольных плоских элементов, причем пружины связаны с третьим плечом рычага, выполненным в виде плоской П-образной пластины, концы которой обращены к основанию.
Разделение барабана на две равные части ребордой позволяет производить одновременно намотку двух ветвей грузового каната на обе части вращающегося на одной оси барабана, за счет чего уменьшается нагрузка в канате, чем обеспечивается возможность использовать канат меньшего диаметра, а также увеличить скорость подъема и опускания груза, что улучшает эксплуатационные характеристики канатоукладчика.
Размещение направляющих канат роликов свободно на горизонтальной оси вблизи барабана в основании стрелового механизма крана создает возможность роликам свободно перемещаться вдоль оси под действием натяжения каната, позволяет демпфировать нагрузки, возникающие со стороны грузового каната в случае изменения угла его направления, а канату набегать на барабан перпендикулярно его оси независимо от угла набегания каната на ролик, что обеспечивает условия правильной укладки каната на барабан. Конструкция направляющего канат устройства является простой, прочной и поэтому надежной.
Выполнение прижимного устройства для каната на барабане лебедки в виде жесткой, трехплечей конструкции, связанной с осью ее поворота, плечи которой выполнены из плоских, связанных между собой элементов, значительно упрощает его конструкцию, создает прочные связи между его элементами, обеспечивающими надежную и долговечную работу устройства.
Расположение прижимных валиков на плече, обращенном к барабану, а элементов, создающих постоянно действующее прижимное усилие на них, на других плечах рычага, расположенных с противоположных первому плечу сторон, под углом друг к другу, позволяет увеличить плечи рычага, через которые прикладывается постоянно действующее на прижимные валики прижимное усилие, что позволяет увеличить момент силы, действующий на прижимные валики, а также увеличить ход прижимных валиков, тем самым увеличить канатоемкость канатоукладчика, улучшая его эксплуатационные характеристики.
Постоянно действующее прижимное усилие к канату на барабане валиков, установленных на плече рычага, обращенном к барабану, обеспечивается за счет действия сил упругости постоянно натянутых пружин, закрепленных на основании и связанных с плечом рычага, обращенным к основанию и противоположным по отношению к плечу рычага с прижимными валиками, а также сил упругости жидкости (масла) находящейся под давлением в гидроцилиндрах, установленных на основании с возможностью их наклона в вертикальной плоскости и связанных с другим плечом рычага, расположенным с противоположной стороны под углом относительного плеча с прижимными валиками, что в совокупности позволяет обеспечить постоянно действующий прижим витков и слоев каната к барабану, чем достигается равномерная и плотная укладка многослойных витков на барабан на каждом слое навивки и соответственно надежная работа канатоукладчика без его перенастройки, что упрощает эксплуатацию и улучшает его эксплуатационные характеристики.
Форма выполнения прижимных валиков со скосом к их торцам позволяет обеспечить легкость захода каната на барабан, плавность схода его с барабана, а также плавный перевод витков каната с нижележащего на последующий слой в переходных зонах у реборд барабана и плотное прилегание к ребордам (обечайкам) барабана крайних витков каната, что, в свою очередь, обеспечивает равномерную укладку витков каната по слоям навивки.
Таким образом, совокупность заявляемых признаков, позволяя упростить конструкцию и эксплуатацию канатоукладчика, дает возможность повысить его надежность, а также улучшить его эксплуатационные характеристики.
Заявляемый канатоукладчик для кранов большой грузоподъемности обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше существенными признаками, такими как:
использование для наматывания каната барабана, разделенного на две части ребордой,
расположение роликов направляющих канат на барабан свободно на горизонтальной оси, параллельной оси барабана в основании стрелового механизма крана,
выполнение прижимного устройства в виде трехплечего рычага, представляющего собой жесткую поворотную на оси рычага конструкцию, с расположением плеч рычага с различных сторон от оси его поворота под углом друг к другу,
выполнение прижимных валиков со скосом к их торцам,
использование в качестве элемента, создающего постоянно действующее усилие для прижима валиков к канату на барабане, постоянно натянутых пружин, связанных с основанием и плечом, противоположным плечу, с установленными на нем прижимными валиками, и гидроцилиндров, связанных с основанием и третьим плечом рычага, также противоположным плечу с размещенными на нем прижимными валиками, обеспечивающими в совокупности достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Заявляемый канатоукладчик может быть использован для кранов большой грузоподъемности с многослойной навивкой каната на барабан лебедки для подъема тяжелых грузов и перемещения их на значительное расстояние, поэтому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, представленными на:
фиг. 1 - общий вид канатоукладчика в изометрии;
фиг. 2 - вид прижимного устройства в изометрии;
фиг. 3 - вид прижимного устройства спереди;
фиг. 4 - вид прижимного устройства сверху;
фиг. 5 - вид прижимного устройства сбоку.
Заявляемый канатоукладчик выполнен следующим образом (фиг. 1-5).
Канатоукладчик содержит два направляющих ролика 1, по одному для каждой части барабана 2, разделенного ребордой 3, установленные в основании 4 стрелового механизма крана свободно на горизонтальной оси 5 равной длине барабана 2, для предотвращения случайного сброса каната с направляющих роликов 1, на оси 5 установлена ограничительная планка 6, и прижимное устройство для каната на барабане лебедки.
Прижимное устройство (фиг. 2) состоит из поворотного трехплечего рычага, жестко связанного своими плечами 7, 8, 9 с осью 10, ориентированной горизонтально вдоль оси барабана 2 и проходящей через сквозные отверстия в вертикальных стойках 11, жестко связанных с основанием 12. Плечи 7, 8, 9 рычага расположены с различных сторон от оси его поворота 10 под углом друг к другу и выполнены из установленных вдоль каждого плеча плоских элементов 13 и установленных вертикально и перпендикулярно оси поворота рычага четырех треугольных пластин 14 с отверстиями в вершинах их углов. В отверстиях верхних вершин треугольных пластин 14, являющихся концом плеча 7 рычага, на двух осях 15 и 16 параллельных оси поворота 10 рычага, жестко связанных с плечом 7, размещены выполненные со скосом к их торцам прижимные валики 17, 18. Плечо 8 рычага через гидроцилиндры 19, установленные одним своим концом на жестко связанной с ним оси 20, размещенной в отверстиях вторых вершин треугольных пластин 14, связано с основанием 12, на котором они установлены своим вторым концом в проушинах 21 с возможностью наклона в вертикальной плоскости. На конце плеча 8 вдоль оси 20 под углом друг к другу смонтированы ребра жесткости 22, 23 в виде двух продольных плоских элементов. Плечо 9 рычага, связанное с пружинами 24, установленными по две с каждой стороны на основании 12, выполнено в виде П-образной пластины 25, концы которой обращены к основанию 12. Плоские элементы 13, 14 плеч 7, 8, 9 рычага имеют вырезы для облегчения конструкции. Канатоукладчик работает следующим образом.
При подъеме груза обе части барабана 2, вращаясь, наматывают на себя ветви каната, идущие от направляющих роликов 1, установленных свободно на оси 5, длина которой соответствует длине барабана 2. Ограничительная планка 6, параллельная оси направляющих роликов 1, предотвращает случайный сброс каната с направляющих роликов. Так как ветви каната (на чертеже не показаны) проходят через ролики 1, имеющие возможность перемещаться вдоль оси 5 под действием натяжения каната, то каждая ветвь каната набегает на свою (соответствующую) часть барабана 2 перпендикулярно его оси независимо от угла набегания каната на ролики 1. Реборда 3, разделяющая барабан на две части, предотвращает сползание ветвей каната на другую часть барабана 2. Благодаря скосам на торцах прижимных валиков 17 и 18, канат легко заходит на барабан 2, плотно ложится у его реборд в начале и в конце длины каждой части барабана, чем обеспечивается плавный перевод каждого витка каната с нижележащего на последующий слой при его многослойной навивке. Одновременно с наматыванием ветвей каната на барабан 2 происходит постоянный прижим витков каната к каждой части барабана 2 под действием прижимных валиков 17 и 18, установленных на плече 7 рычага, за счет сил упругости постоянно натянутых пружин 24, установленных на основании 12 и связанных с плечом 9. При увеличении количества слоев навивки каната на барабан, плечо 7 с прижимными валиками 17 и 18 постепенно поворачивается на оси поворота 10 рычага, заставляя поворачиваться жестко связанную с осью поворота рычага трехплечую конструкцию, в том числе плечо 8 и плечо 9, тем самым создавая дополнительное растяжение пружин и усиливая давление в гидроцилиндрах. За счет сил упругости постоянно натянутых четырех пружин и сил упругости сжимаемой в гидроцилиндрах жидкости (масла) усилие прижатия валиков к канату на барабане увеличивается пропорционально количеству намотанных на барабан слоев, чем обеспечивается плотное прижатие прижимных валиков 17 и 18 к канату на обеих частях барабане 2. В результате обеспечивается равномерная и плотная укладка витков каната по слоям его навивки на обе части барабана 2.
Таким образом, заявляемый канатоукладчик за счет предлагаемого конструктивного исполнения простого и надежного прижимного устройства, возможности обеспечения постоянно действующего прижимного усилия валиков к виткам каната на барабане, обеспечивает равномерную и плотную укладку витков каната на барабане независимо от количества слоев навивки, чем достигается решение поставленной задачи.
По сравнению с прототипом, заявляемый канатоукладчик для кранов большой грузоподъемности является более простым по конструкции, более надежным и удобным в эксплуатации, имеет улучшенные эксплуатационные характеристики.