Тяговая реверсивная лебедка
Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в грузоподъемных и тяговых механизмах. Тяговая реверсивная лебедка содержит планетарный редуктор (1), приводной механизм (2) (гидро- или электромотор), барабан (3) с тросом, валы (4 и 5), шток (6) с рычагом (7), стойку (8). Планетарный редуктор (1) размещен в корпусе (9), построен по схеме ЗК и содержит центральное колесо (10) с наружными зубьями, связанное с входным валом (11), водило (12), в опорах которого установлены сателлиты (13), два центральных колеса (14 и 15) с внутренними зубьями. Зубья центральных колес (14 и 15) зацеплены с удлиненными зубьями одновенцовых сателлитов (13). Центральные колеса (14, 15) не соединены постоянно ни с корпусом, ни с барабаном. Для соединения с указанными звеньями центральное колесо (14) имеет скрепленную с ним шлицевую втулку (18), а центральное колесо (15) - шлицевую втулку (19), валы (4 и 5) выполнены с зубчатыми элементами (21), (22), (23) и (24), которые при перемещении валов связываются с ответными зубчатыми элементами, выполненными на барабане и корпусе лебедки соответственно, тем самым кинематически связывая центральные колеса внешнего зацепления также поочередно с корпусом или барабаном лебедки, изменяя направление вращения барабана. Технический результат заключается в обеспечении вращения барабана лебедки в обе стороны и упрощении конструкции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в грузоподъемных и тяговых механизмах, а также для самовытаскивания транспортной техники.
Известна тяговая лебедка, содержащая канатный барабан, планетарный редуктор, включающий в себя центральное колесо с наружными зубьями, связанное с входным валом, два центральных колеса с внутренними зубьями, одно из которых связано с барабаном, водило с сателлитами, планетарный редуктор которой выполнен в виде отдельного модуля, заключенного в корпусе с крышкой, барабан установлен на подшипниковых опорах на корпусе редуктора, а второе центральное колесо с внутренними зубьями закреплено неподвижно между крышкой и корпусом редуктора и выполнено с числом зубьев, меньшим числа зубьев первого центрального колеса с внутренними зубьями на величину, кратную числу сателлитов, кроме того, водило установлено в крышке редуктора на подшипниках (патент РФ на полезную модель №37708, МПК 7 B66D 1/22, опубл. 10.05.04 г.).
Недостаток этой лебедки в том, что она не имеет устройства для обратного вращения барабана. Для осуществления реверса потребуется отдельный механизм, что существенно усложнит передачу в целом.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является лебедка, содержащая неподвижную опору, на которой расположен канатный барабан со встроенным в него планетарным редуктором. Редуктор включает в себя входной вал с расположенным на нем тормозом, первую планетарную передачу, содержащую центральное колесо с наружными зубьями, связанное с входным валом, водило с сателлитами, выполненными одновенцовыми, и два центральных колеса с внутренними зубьями, зацепленные с сателлитами, одно из которых связано с неподвижной опорой барабана, а второе связано с барабаном. Вторая планетарная передача редуктора, предназначенная для получения обратного вращения барабана, содержит водило с сателлитами и центральное колесо с внутренними зубьями, связанное с водилом первой передачи, при этом центральное колесо с наружными зубьями выполнено подвижным в осевом направлении с возможностью поочередной кинематической связи с сателлитами первой и второй передач (а.с. СССР №1763351, МПК 5 B66D 1/22, опубл. 23.09.92 г.).
Основной и существенный недостаток данной реверсивной лебедки заключается в том, что для получения обратного направления вращения барабана с целью размотки троса применен дополнительный планетарный редуктор, содержащий центральные колеса, сателлиты, водило и другие элементы, необходимые для его установки и связи с первой планетарной передачей. Это по своей сути очень сложное и дорогостоящее устройство.
Была поставлена задача обеспечить вращение барабана лебедки в обе стороны, как для намотки, так и для размотки троса, причем осуществить это решение наиболее простым и относительно дешевым способом.
Поставленная задача решается за счет того, что в тяговой лебедке, содержащей канатный барабан, планетарный редуктор, включающий в себя центральное колесо с наружными зубьями, связанное с входным валом, водило с сателлитами, два центральных колеса с внутренними зубьями, взаимодействующие с сателлитами, планетарный редуктор установлен в корпусе, оба центральных колеса с внутренними зубьями установлены на опорах вращения и выполнены со шлицевыми втулками, неподвижно соединенными с ними, при этом лебедка дополнительно содержит кинематически связанные между собой и с механизмом переключения два ведомых вала, подвижных в осевом направлении и имеющих возможность вращения относительно друг друга, один из которых выполнен полым и расположен коаксиально относительно другого, кроме того, оба вала имеют на передних и задних концах зубчатые элементы, при этом зубчатые элементы передних концов соединены подвижно в осевом направлении со шлицевыми втулками центральных колес с внутренними зубьями, а зубчатые элементы задних концов имеют при осевом перемещении валов возможность кинематической связи с ответными зубчатыми элементами, выполненными на барабане и корпусе лебедки, при этом сателлиты, взаимодействующие с центральными колесами, имеющими внутренние зубья, могут быть выполнены одновенцовыми или двухвенцовыми.
Совокупность заявляемых признаков позволяет при осевых перемещениях валов в ту или другую сторону кинематически связывать их зубчатые элементы с ответными зубчатыми элементами, выполненными на барабане и корпусе лебедки, тем самым кинематически связывая центральные колеса внешнего зацепления также поочередно с корпусом или барабаном лебедки, изменяя направление вращения барабана.
Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенная тяговая реверсивная лебедка имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг.1 - тяговая реверсивная лебедка с одновенцовыми сателлитами, общая схема;
фиг.2 - тяговая реверсивная лебедка с разновенцовыми сателлитами, общая схема.
Тяговая реверсивная лебедка содержит планетарный редуктор 1, приводной механизм 2 (гидро- или электромотор), барабан 3 с тросом, валы 4 и 5, шток 6 с рычагом 7, стойку 8.
Планетарный редуктор 1 размещен в корпусе 9, построен по схеме ЗК и содержит центральное колесо 10 с наружными зубьями, связанное с входным валом 11, водило 12, в опорах которого установлены сателлиты 13, два центральных колеса 14 и 15 с внутренними зубьями.
Центральные колеса 14 и 15 выполнены с разным количеством внутренних зубьев, при этом одно из центральных колес имеет большее число внутренних зубьев, например колесо 14, хотя для механизма безразлично, какое из колес имеет большее или меньшее число зубьев. Для простоты конструкции и удобства проектирования и расчетов разность чисел зубьев колес удобнее принять кратной числу сателлитов. Центральное колесо 14 вращается на подшипнике 16, а центральное колесо 15 вращается на подшипнике 17. Зубья центральных колес 14 и 15 зацеплены с удлиненными зубьями одновенцовых сателлитов 13. Ни одно из центральных колес с внутренними зубьями не соединено постоянно ни с корпусом, ни с барабаном. Для соединения с указанными звеньями центральное колесо 14 имеет скрепленную с ним шлицевую втулку 18, а центральное колесо 15 - шлицевую втулку 19. Шлицевые втулки 18 и 19 выполнены удлиненными.
Вал 4 расположен внутри полого вала 5, при этом валы 4 и 5 кинематически связаны между собой и с механизмом переключения, выполнены подвижными в осевом направлении и имеют возможность вращения относительно друг друга. Перемещение их осуществляется штоком 6 и рычагом 7. Кинематическое устройство 20 обеспечивает одновременное перемещение валов в осевом направлении.
На переднем конце вала 4 закреплены зубчатые элементы 21, а на переднем конце полого вала 5 закреплены зубчатые элементы 22. Зубчатые элементы 21 постоянно контактируют со шлицевой втулкой 18, а зубчатые элементы 22 постоянно контактируют со шлицевой втулкой 19.
На заднем конце вала 4 закреплены зубчатые элементы 23, а на заднем конце вала 5 - зубчатые элементы 24.
На внутренней поверхности барабана 3 имеется зубчатая муфта 25, с которой могут зацепляться зубчатые элементы 23 или 24 подвижных валов в зависимости от направления их осевого перемещения. Такое соединение обеспечивает соединение с барабаном одного из центральных колес 14 или 15 с внутренними зубьями.
С корпусом 9 редуктора соединена зубчатая муфта 26, а со стойкой 8 - зубчатая муфта 27. С зубчатыми муфтами 26 и 27 могут соединяться поочередно зубчатые элементы 23 или 24 валов. Такое соединение обеспечивает соединение центральных колес 14 и 15 с корпусом.
Барабан 3 установлен на подшипниках 27 и 28, размещенных в корпусе 9 и в стойке 8.
Тяговая реверсивная лебедка работает следующим образом. При вращении вала 11 приводного механизма 2 вращение передается центральному колесу 10 с наружными зубьями, которое через сателлиты 13, зацепленные одновременно с зубьями центральных колес 14 и 15, обкатываясь по неподвижному колесу, передают вращение другому центральному колесу, при этом может быть три варианта включения барабана лебедки.
- Нейтральная передача, когда барабан отключен от привода и трос можно разматывать вручную. При этом рычаг 7 включения находится в среднем положении, зубчатые элементы 21 и 22 передних концов валов 4 и 5 находятся в постоянном зацеплении со шлицевыми втулками 18 и 19, а зубчатые элементы 23 и 24 задних концов валов находятся в свободном состоянии, не зацепляясь ни с одной из зубчатых муфт. Центральные колеса 14 и 15 вращаются вхолостую.
- Для намотки троса с целью поднятия груза или подтягивания транспортного средства рычаг 7 механизма переключения перемещается вправо, шток 6 движется влево и перемещает валы 4 и 5 также влево. При этом зубчатые элементы 21 и 22 перемещаются вместе с валами, не выходя из зацепления из шлицевых втулок 18 и 19. Зубчатый элемент 24 заднего конца вала 5 при перемещении входит в зацепление с зубчатой муфтой 26 корпуса 9, соединяя тем самым центральное колесо 14, имеющее большее число зубьев, с корпусом. Зубчатый элемент 23 заднего конца вала 4, перемещаясь, входит в зацепление с зубчатой муфтой 25 барабана. Таким образом, центральное колесо 15, имеющее меньшее число зубьев, соединяют с барабаном 3. При таком соединении центральных колес 14 и 15 направление вращения барабана совпадает с направлением вращения входного вала 11, связанного с приводным механизмом 2.
Передаточное число планетарной передачи определяют по формуле
где: z - число зубьев колес.
- Для размотки троса с целью опускания груза или принудительной размотки троса на транспортном средстве рычаг 7 включения перемещается влево, шток 6 движется вправо и перемещает валы 4 и 5 также вправо. При этом зубчатые элементы 21 и 22 передних концов валов перемещаются вместе с валами, не выходя из зацепления из шлицевых втулок 18 и 19. Зубчатый элемент 24 при перемещении входит в зацеплении со шлицевой втулкой 25 барабана, соединяя тем самым центральное колесо 14, имеющее большее число зубьев, с барабаном 3. Зубчатый элемент 23 заднего конца вала 4, перемещаясь, входит в зацепление с зубчатой муфтой 27, соединенной со стойкой 8. Таким образом, центральное колесо 15, имеющее меньшее число зубьев, заблокировано с корпусом. При таком соединении центральных колес 14 и 15 направление вращения барабана 3 противоположно направлению вращения входного вала 11, связанного с приводным механизмом 2.
Передаточное число планетарной передачи определяют по формуле
Реверсивная тяговая лебедка (фиг.2) содержит редуктор типа ЗК с двухвенцовыми сателлитами 13, применение которых может быть вызвано необходимостью подбора передаточных чисел редуктора или технологическими соображениями. В остальном она ничем не отличается от описанной лебедки с одновенцовыми сателлитами.
Тяговая реверсивная лебедка заявляемой конструкции позволяет обеспечить вращение барабана лебедки в обе стороны, как для намотки, так и для размотки троса, причем осуществить это решение наиболее простым и относительно дешевым способом.
Тяговая реверсивная лебедка может быть изготовлена на современном оборудовании с применением известных материалов, что соответствует критерию «промышленная применимость».
1. Тяговая реверсивная лебедка, содержащая канатный барабан, планетарный редуктор, включающий в себя центральное колесо с наружными зубьями, связанное с входным валом, водило с сателлитами, два центральных колеса с внутренними зубьями, взаимодействующие с сателлитами, отличающаяся тем, что планетарный редуктор установлен в корпусе, оба центральных колеса с внутренними зубьями установлены на опорах вращения и выполнены со шлицевыми втулками, неподвижно соединенными с ними, при этом лебедка дополнительно содержит кинематически связанные между собой и с механизмом переключения два ведомых вала, подвижных в осевом направлении и имеющих возможность вращения относительно друг друга, один из которых выполнен полым и расположен коаксиально относительно другого, кроме того, оба вала имеют на передних и задних концах зубчатые элементы, при этом зубчатые элементы передних концов соединены подвижно в осевом направлении со шлицевыми втулками центральных колес, а зубчатые элементы задних концов имеют при осевом перемещении валов возможность кинематической связи с ответными зубчатыми элементами, выполненными на барабане и корпусе лебедки.
2. Тяговая реверсивная лебедка по п.1, отличающаяся тем, что центральные колеса с внутренними зубьями взаимодействуют с одновенцовыми сателлитами.
3. Тяговая реверсивная лебедка по п.1, отличающаяся тем, что центральные колеса с внутренними зубьями взаимодействуют с двухвенцовыми сателлитами.
