УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАТЯГИВАНИЯ УЗЛА ВЕРЕВКИ ПОЖАРНОЙ СПАСАТЕЛЬНОЙ В КОУШЕ
APPARATUS FOR TIGHTENING THE KNOT OF THE FIREFIGHTING RESCUE ROPE IN AN EYESPLICE

Изобретение относится к области производства при формировании и затяжке узлов в коуше, при производстве веревок пожарных спасательных (далее - ВПС), предназначенных для страховки пожарных при тушении пожаров и проведении связанных с ними аварийно-спасательных работ. Отличительной особенностью ВПС является наличие на обоих концах металлического коуша, заделанного в узел (ГОСТ P 53266-2009 «Техника пожарная. Веревки пожарные спасательные. Общие технические требования. Методы испытаний»). Как известно, при прикладывании значительной нагрузки к веревкам и канатикам из синтетических материалов происходит их обратимое и необратимое растяжение, а при больших нагрузках происходит дополнительно и необратимая деформация металлического коуша. Под действием нагрузки веревка в петле коуша вытягивается, а сам узел затягивается, без возможности его развязать и поправить. В результате возникает люфт в заделке коуша, что приводит со временем к возможности выпадения металлического коуша из узла. Это считается нарушением конструкции и приводит к снятию с боевого расчета работоспособной ВПС.
Традиционно, оформление узла ВПС с коушем является ручной работой. Работник выполняет технологическую операцию, прикладывая усилие рук и корпуса. Поэтому, усилие затяжки может различаться в зависимости от того, какой человек и с какими физическими данными выполнял работу или какое у того же самого человека состояние в конкретный момент времени. Кроме того, данный способ требует избыточной длины свободного конца ВПС, для возможности приложить к нему нагрузку одновременно двумя руками, которую по окончании формирования узла и затяжки отрезают. Данный способ имеет недостатки: человек вынужден прилагать два усилия одновременно и для удержания канатика и для его натяжки; контроль затягивания узла происходит визуально, по внешнему виду узла; в процессе операции отрезается и утилизируется от 10 до 30 сантиметров ВПС, что приводит к перерасходу материала.
Существуют способы, увеличить усилие затяжки за счет применения механических приспособлений, захватывающих канатик. Например: жумар, зажим Хиблера, различные варианты веревочных зажимов или страховочные устройства. В этом случае работник имеет возможность прилагать усилия целиком на натяжку, не затрачивая силу на удержание канатика кистью руки. Обеспечивается незначительное увеличение усилия затяжки и уменьшается длина технологического конца, к последующему удалению и утилизации. К недостаткам относится прямое приложение усилий человеком, что является причиной различающихся по величине усилий затяжки узла на разных образцах ВПС.
Известны различные устройства для натяжения веревки или каната.
Например, устройство для натяжения канатов (патент СССР 287266 от 02.07.1971 г., кл. 35а, 9/18, МПК B66b 7/10, УДК 622.673.7 (088.8)). Устройство представляет собой направляющую раму с двумя траверсами, соединенными вертикальными тягами. К траверсам закреплен гидравлический домкрат, передвижением поршня которого, происходит натягивание прикрепленного к нижней траверсе троса. Недостаток способа заключается в рабочем вертикальном положении устройства, необходимости закреплять ходовой конец веревки к траверсе, предназначении устройства для создания больших усилий натяжения при малом свободном ходе троса.
Существует патент на устройство для предварительного натяжения каната (патент SU 1016432 от 10.12.1981 г., кл. E02F 3/36, УДК 621.879.34 (088.8)). Устройство сочетает в себе два способа натяжения, при помощи резьбовой пары и при помощи гидроцилиндров. Предварительно выбирается свободный ход ненагруженного троса резьбовой втулкой, затем поршневой группой достигается необходимое усилие. Устройство громоздко, трудоемко в режиме непрерывной работы, поэтому применяется в тех случаях, когда после натяжения троса, устройство остается вместе с тросом на месте применения.
Существует изобретение на способ для натяжения канатов вантовой конструкции (патент SU 1294968 А1 от 08.10.1984 г., кл. E04G 21/26, УДК 69.057.693 (088.8)). Устройство ориентировано для натяжения нескольких канатов через силовые звенья, прикрепленные к серединам канатов. Силовые звенья в свою очередь крепятся к соответствующему натяжному приспособлению, которое выдает расчетное усилие при помощи грузоподъемного механизма. Способ гипотетический, без практической проработки. Вероятные преимущества по снижению энергоемкости, компенсируются сложностью в предварительной подготовке и архаичным способом приложения нагрузки посредством опускающегося груза.
Наиболее часто встречающиеся варианты изобретений для натяжения канатов при помощи резьбовых втулок и гидроцилиндров, как например устройство для предварительного натяжения канатов (патент SU 1154411 А от 26.12.1983 г., кл. E02F 3/36, УДК 621.879.34 (088.8)). Общий принцип работы таков, свободный ход каната без нагрузки выбирается резьбовой втулкой, а основное усилие прикладывается при помощи гидроцилиндра. Данные устройства не рассчитаны на непрерывную повторяющуюся работу, так как требуют слива жидкости из цилиндров после окончания натяжения.
Так же, часто применяются только винтовые способы натяжения, например механизм натяжения каната (патент SU 1400932 А1 от 29.10.1986 г., кл. В61В 12/10, УДК 621.864 (088.8)). Механизм натяжения винтовой типа талрепа. В конструкции предусмотрен дополнительный зажим, который служит только для временного удерживания каната при перестановке основного зажима на величину очередного шага монтажного натяжения. К недостаткам можно отнести невысокую скорость перемещения рабочего органа по винтовой паре в обе стороны, в сторону приложения нагрузки и ее снятия.
В качестве механического способа натяжения каната, возможно применение грузоподъемных механизмов, например лебедки для натяжения канатов (патент СССР 305128 от 04.06.1971 г., МПК B66d 1/30, УДК 621.861/.864 (088.8)). Лебедка обеспечивает само натяжение и регулирование натяжения каната посредством ручной настройки редуктора, состоящего из насаженных на вал червячного колеса и прямозубой шестерни, кинематически соединенной с сателитовыми шестернями. Лебедка разработана под протяжку длинных канатов, в основном на грузоподъемных средствах.
Еще один вариант натяжения, устройство для натяжения гибкого элемента (патент SU 1390179 А1 от 13.05.1985 г., кл. B66D 1/30, УДК 621.864 (088.8)). Устройство относится к подъемным механизмам барабанного типа. Суть изобретения относится не к созданию требуемого усилия при натяжении каната, а к повышению точности и удобства процесса натяжения. Идея реализуется на длинных канатах, с механическим приводом.
Существуют патенты для узловязания с целью экономии отрезаемого конца веревки. Например, узловязатель для сельскохозяйственных уборочных машин (патент SU 97067 от 01.10.1951 г., МПК A01D 59/04, кл. 45 с, 30). Данное устройство позволяет избежать невязей и неиспользованных концов шпагата, остающихся в зажимах машин при отрезании шпагата. В силу специфических особенностей узла для снопов, устройство умеет узкую область применения. Натяжка шпагата осуществляется не в узле, а в петле, которую фиксирует узел. Механизм заклинивания шпагата, подпружиненный зажим. Ручная работа не предусмотрена.
Так же существует устройство для изготовления петли на конце каната (патент SU 600227 А1 от 03.30.1978 г., МПК D07B 7/16 (2006.01), D07B 9/00 (2006.01), УДК 621.778.5. (088.8). Изобретение относится к области канатного производства для применения в автоматических линиях при изготовлении стропов. Основная идея патента в осуществлении непрерывного механического процесса образования петли на конце троса. Петля формируется механически, на конец троса для формирования петли предварительно одевается обжимная втулка. Натяжки петли не происходит заделка коуша и опрессовка втулки происходит на другом устройстве.
Для формирования узла на стальных канатах известен станок для заплетки канатов (патент SU 662645 А1 от 05.15.1979 г., D07B 7/16 (2006.01), УДК 621.778.5 (088.8)). Станок не осуществляет натяжки петли, а производит заплетку нитей каната (огон), при этом осуществляется вставка коуша. Станок рассчитан только для работы со стальными канатами. Теоретически возможно оплетка витых (крученых) канатиков, но не канатиков с внешней оплеткой.
Наиболее близким по основной идее, удержания веревки или плоского стягивающего материала являются устройство для натягивания канатов (патент SU 1083014 А от 03.12.1982 г., кл. F16G 11/04, УДК 621.85.053 (088.8)). Устройство представляет собой обойму из вращающегося блока и шарнирно соединенной подпружиненной эксцентриковой собачкой. Канат помещается между блоком и собачкой. При движении в одну сторону канат преодолевает усилие пружины и свободно проходит между блоком и двухплечной собачкой. При движении каната в противоположную сторону, собачка, заклинит его в ручье блока. Устройство позволяет только фиксировать приложенную нагрузку, но не рассматривает способ натяжения.
Анализ существующих технических решений показал, что известные способы и устройства не решают задачи по затягиванию узла плетеной веревки с коушем, решаемые заявляемым устройством.
Применение данного приспособления позволяет:
- облегчить физический труд человека на данной технологической операции;
- свести к минимуму человеческий фактор в процессе производства;
- обеспечить сходимость и повторяемость результата технологической операции;
- свести к минимуму отходы в производстве ВПС;
- исключить визуальный метод контроля за качеством выполнения технологической операции усилия затяжки, введением инструментального способа производства.
Сущность заявляемого технического решения заключается в обеспечении единообразия осуществления операции по затягиванию узла на ВПС с коушем. Приспособление для затягивания узла состоит из основания с закрепленной на нем перпендикулярно опорной площадкой и двумя ребрами жесткости. На опорной площадке расположена центрующая направляющая втулка, воронкообразной формы со сквозным пазом для укладки веревки и фиксации узла. Между ребрами жесткости на оси закреплен опорно-фрикционный ролик с насечками. На ролике, эксцентрично оси вращения, шарнирно закреплен рычаг с зубчатым зажимом.
Затягиваемый узел с коушем помещается в воронку направляющей втулки. Веревка через паз подается на ролик. Рычаг поднимается в вертикальное положение, веревка укладывается между роликом и зубчатым зажимом. При опускании рычага срабатывает эксцентриковый зажим, вращение передается на опорный ролик, выбирается свободный ход веревки и происходит затягивание узла.
Данное приспособление позволяет:
- увеличить усилие затягивания узла по сравнению с ручной затяжкой от 2 до 15 раз;
- повысить прочность фиксации узла;
- унифицировать процесс формирования узла и усилия его затяжки;
- повысить эксплуатационные характеристики ВПС, применительно к устойчивости узла с коушем к воздействию статических и динамических нагрузок.
При определении соответствия отличительных признаков предлагаемого изобретения критерию «изобретательский уровень» был проанализирован уровень техники и, в частности, известные способы и устройства, относящиеся к техническим решениям, связанным с натяжением канатика и веревки.
Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения являются новыми и отвечают критерию «новизна».
На основании изложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», а само изобретение является новым.
При реализации заявляемого технического решения необходимо учитывать следующие сведения.
Усилие затяжки узла, регулируется усилием, прилагаемым на рычаг. Таким образом, зная среднее усилие прикладываемое работником к определенной точке рычага, можно установить значение усилия затяжки. При необходимости точного установления усилия, простой, цельнометаллический рычаг возможно заменить динамометрическим ключом или контролировать усилие затяжки на рычаге контрольно-измерительным прибором типа динамометра.
Настройка устройства приводится к диаметру канатика 11±1 мм, конструкции и плотности соответствующей ВПС по требованиям ГОСТ P 53266-2009 «Техника пожарная. Веревки пожарные спасательные. Общие технические требования. Методы испытаний». Это позволяет избежать проскальзывания веревки при затяжке, излишнего пережима, повреждения оплетки и внутренних нитей.
Устройство протестировано для заделки веревки в коуш узлом «ткацкий в петле».
На фигуре 1 представлена схема устройства. Приспособление для затягивания узла представляет собой сварную металлическую конструкцию, состоящую из основания 1 с закрепленной на нем перпендикулярно опорной площадкой 2 и двумя ребрами жесткости 3.
На опорной площадке расположена центрующая направляющая втулка 4, воронкообразной формы и сквозной паз для укладки веревки и фиксации узла. Между ребрами жесткости на оси закреплен опорно-фрикционный ролик с насечками 5. На ролике, эксцентрично оси вращения, шарнирно закреплен рычаг 6 с зубчатым зажимом 7.
Устройство работает следующим образом. Затягиваемый узел помещается в воронку направляющей втулки 4. Веревка через паз подается на ролик. Рычаг 6 поднимается в вертикальное положение, веревка укладывается между роликом 5 и зубчатым зажимом 7. При опускании рычага срабатывает эксцентриковый зажим, вращение передается на опорный ролик, выбирается свободный ход веревки и происходит затягивание узла. При необходимости операция повторяется, в зависимости от заданного усилия затяжки узла и настроек устройства.