КАНАТОУКЛАДЧИК ЛЕБЕДКИ
WINCH FAIRLEAD

Изобретение относится к грузоподъемным механизмам, а именно к канатоукладчикам лебедок, служащих для равномерной укладки каната на барабан при многослойной навивке каната.
Известен канатоукладчик [СССР АС 1730019, МКИ 5 B66D 1/36. Устройство для равномерной намотки каната на барабан лебедки, опубл. 1992], содержащий силовой гидроцилиндр двухстороннего действия, гидравлический распределитель с рычагом, который взаимодействует с канатом. При наматывании (разматывании) канат смещается относительно барабана, поворачивая рычаг, который перемещает золотник гидрораспределителя, соединяя одну из полостей гидроцилиндра с источником давления, а другую со сливом, вынуждая шток гидроцилиндра перемещаться в ту или другую сторону, и, тем самым, укладывает канат по поверхности барабана.
Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, следующие: реверсирование привода барабана осуществляется за счет усилия в канате, воздействующего на рычаг, но при не нагруженном канате управление процессом укладки каната за счет рычага практически невозможно и в итоге возникает рассогласование равномерной укладки каната на барабане. Невозможна синхронизация между укладкой каната и перемещением каретки при реверсировании привода лебедки в случае остановки каретки в среднем положении. Как известно, скорость намотки каната зависит от двух факторов: усилия в грузовом (тяговом) канате и расхода жидкости, подаваемой на гидродвигатель. В случае заклинивания рычага с канатом произойдет рассогласование между перемещением устройства укладки каната и направлением навивки каната на барабан.
Известна конструкция кабелеукладчика для многослойной укладки кабеля на барабан [СССР АС 1698180, МКИ 5 B66D 1/36. Кабелеукладчик, опубл. 1991]. Кабелеукладчик содержит каретку с направляющими и поддерживающими роликами и привод перемещения каретки. Привод состоит из установленного на опоре гидроцилиндра двухстороннего действия с двухсторонним штоком, концы которого жестко соединены с упорами. В гидролинии установлены регулируемые дроссельные устройства. Каретка закреплена на корпусе гидроцилиндра.
Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата, является то, что изменение направления перемещения гидроцилиндра осуществляется за счет возрастания давления в гидролинии при упирании поршня в крышку гильз гидроцилиндра, но во время срабатывания клапана реверсирования кабель продолжает наматываться на барабан, что приводит к рассогласованию скоростей наматывания кабеля (каната) и передвижения каретки. Причем погрешность увеличивается с увеличением слоев укладки.
Известен канатоукладчик [Patent specification 1066992, B66D. Устройство для равномерной намотки каната на барабан лебедки, опубл. 1967], являющийся прототипом заявленного технического решения, содержащий силовой гидроцилиндр двухстороннего действия, гидравлический распределитель с механической и гидравлической системой его переключения. При наматывании (разматывании) канат смещается относительно барабана, в конечных точках воздействует на гидравлические переключатели, изменяющие положение золотника-распределителя и перенаправляющие поток жидкости в другую полость гидроцилиндра. Синхронность количества подаваемой жидкости и скорости наматывания каната обеспечивается механической связью барабана лебедки и реверсивного гидронасоса.
Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата, является сложность конструкции, множество датчиков управления, а также требуется установка дополнительного масляного бака.
В целом, при анализе конструкций канатоукладчиков лебедок были выявлены причины, влияющие на синхронность навивки каната на барабан, среди которых большая вероятность сбоя синхронной работы механизма, необеспеченность равномерной навивки каната по длине барабана, необеспеченность автоматизации процесса укладки каната на барабан.
Техническим результатом данного изобретения является автоматизация процесса укладки каната на барабан и повышение эффективности работы лебедки.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном канатоукладчике лебедки, содержащем каретку с направляющими и поддерживающими блоками, которая перемещается вдоль барабана по направляющим, и гидросистему, особенностью является то, что канатоукладчик лебедки включает тахогенератор с приводом от барабана, взаимодействующий с пропорциональным гидрораспределителем, имеющим катушки управления, тяговый гидроцилиндр, соединенный с кареткой тяговым канатом, проходящим через систему блоков, концевые электрические переключатели, взаимодействующие с кареткой и электрически соединенные с пропорциональным гидрораспределителем, переключающим линии магистрали гидросистемы тягового гидроцилиндра, ручной пропорциональный гидрораспределитель с датчиком управления направления вращения барабана, при этом датчик соединен с катушками управления пропорционального гидрораспределителя.
Предлагаемая конструкция канатоукладчика предусматривает устранение выявленных недостатков аналогов путем введения в его кинематическую и гидравлическую схемы дополнительных элементов: тахогенератора с приводом от канатного барабана, ручного пропорционального гидрораспределителя с датчиком управления направления вращения барабана, пропорционального гидрораспределителя, концевых электропереключателей.
На фиг.1 и на фиг.2 приведены конструктивные схемы канатоукладчика лебедки, на фиг.3 приведена схема гидросистемы канатоукладчика, отражающая принцип его работы.
Конструкция лебедки представляет собой каретку 1, перемещающуюся вдоль барабана 2 по направляющим 3. На каретке 1 установлены направляющие 4 и поддерживающие блоки 5, между которыми находится грузовой канат 6, наматываемый на барабан 2. Тяговый гидроцилиндр 7 соединен с кареткой 1 тяговым канатом 8, проходящим через систему блоков 9. Для достижения технического результата автоматизации процесса укладки каната на барабан 2 и повышения эффективности работы лебедки в гидросистемы лебедки дополнительно введены тахогенератор 10 с приводом от барабана 1, взаимодействующий с пропорциональным гидрораспределителем 11, имеющим катушки управления 12 и 13, ручной пропорциональный гидрораспределитель 14 с датчиком 15 управления направления вращения барабана 2 в зависимости от частоты вращения (реверсирования) барабана 2, блок регулирования расхода 16, состоящий из обратного, предохранительного клапанов и регулируемого дросселя, концевые переключатели 17.
Тахогенератор 10, в зависимости от частоты вращения барабана 2, вырабатывая различные по величине напряжения, подает их на катушки управления 12 и 13 пропорционального гидрораспределителя 11, в результате чего обеспечивается синхронность скорости движения каретки 1 канатоукладчика со скоростью вращения барабана 2 за счет электрической связи между тахогенератором 10 и пропорциональным гидрораспределителем 11.
Канатоукладчик работает следующим образом.
При включении насоса 18 рабочая жидкость подается посредством ручного пропорционального гидрораспределителя 14 с датчиком 15 управления направлением вращения барабана 2 на гидроразмыкатель тормоза 19, гидродвигатель привода 20 лебедки через блок регулирования расхода 16, обеспечивая вращение барабана 2. Когда грузовой канат 6 доходит до края барабана 2, каретка 1 упирается в концевой переключатель 17, подающий электрический сигнал на пропорциональный гидрораспределитель 11, который переключает линии магистрали гидросистемы, в результате чего рабочая жидкость подается в другую полость тягового гидроцилиндра 7 и каретка 1 перемещается в обратную сторону. При нахождении грузового каната 6 в промежуточном положении на барабане 2 направление движения каретки 1 задается датчиком 15, подающим сигнал на катушку 12 или 13 пропорционального гидрораспределителя 11, который переключает линии магистрали на обратное перемещение каретки 1.
Таким образом, обеспечивается синхронность укладки со скоростью вращения барабана 2 в соответствии с нагрузкой на грузовом канате 6 лебедки во всех положениях каретки 1.