Кабельный переход между взаимоповоротными частями машины (варианты)

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к устройствам передачи электроэнергии от неподвижной части к его поворотной части, и может быть использовано, например, во взаимоповоротных частях машин без вращающихся контактных устройств. Технический результат, достигаемый при использовании изобретений настоящей группы, состоит в повышении надежности кабельного перехода и упрощении его конструкции при одновременном обеспечении повышения циклической прочности жгута проводов. Указанный технический результат достигается двумя вариантами выполнения кабельного перехода между взаимно поворотными частями машины. Кабельный переход по первому варианту содержит жгут кабелей, расположенных в сепарирующих кольцах, которые выполнены составными. Одно из колец кинематически соединено с обеими частями машины и выполнено подвижным. Снаружи жгута расположен кулачковый механизм, подвижное сепарирующее кольцо кинематически соединено с одной из частей машины с помощью прямолинейной направляющей, а с другой роликом, закрепленным на подвижном сепарирующем кольце, который входит в канавку цилиндрического кулачка. Профиль кулачка выполнен в виде правого и левого полувитка на внешней стороне цилиндра, внутри которого расположен жгут кабелей. Кабельный переход по второму варианту содержит жгут кабелей, расположенных в сепарирующих кольцах, которые выполнены составными. Одно из колец киинематически соединено с обеими частями машины и выполнено подвижным. Снаружи жгута расположен кулачковый механизм. Подвижное сепарирующее кольцо кинематически соединено с одной из частей машины с помощью прямолинейной направляющей, а с другой роликом, закрепленным на подвижном сепарирующем кольце, который входит в канавку цилиндрического кулачка. Профиль кулачка выполнен в виде правого и левого полувитка на внешней стороне цилиндра, внутри которого расположен жгут кабелей. В неподвижном сепарирующем кольце закреплена трубка, которая установлена внутри жгута кабелей, а внутри трубки расположен дополнительный жгут кабелей в виде многозаходной спирали, концы которой закреплены на сепарирующих кольцах. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к электроэнерегетике, к устройствам для передачи электроэнергии от неподвижной части устройства к поворотной части, и может быть использовано, например, во взаимоповоротных частях машин без использования вращающихся контактных устройств.

Известно устройство для соединения гибкими проводами неподвижной части механизма с поворотной, содержащее поворотное и неподвижное основания, расположенные между ними, и соосно поворотные сепарирующие кольца, соединенные с основаниями планетарным редуктором. Оси сателлитных шестерен редуктора жестко связаны с поворотными сепарирующими кольцами; центральное кольцо жестко связано с поворотным основанием, коренная шестерня с неподвижным основанием [А.С. №603036]. К недостаткам устройства наряду с большой сложностью и стоимостью относится размещение редуктора, что с одной стороны, увеличивает габаритные размеры перехода, а с другой, сужает возможности перехода по углу поворота.

Известно устройство для соединения гибкими кабелями или шлангами неподвижной части машины с поворотной, содержащее кабели в виде петель, свободно свисающих в кольцевом объеме вокруг центральной колонны, концентрично которой к поворотной части машины на тросах подвешены сепарирующие кольца с отверстиями, через которые пропущены ветви кабелей, отходящие от поворотной части машины, и механизм для отвода кабелей от центральной колонны, причем этот механизм выполнен в виде гибких элементов - цепей, образующих петли, одними концами связанными с нижним сепарирующим кольцом, а другими с подвижной частью машины [А.С №733056]. Недостатки данной конструкции связаны с дополнительной нагрузкой на кабели от сепарирующих колец, возможностью заклинивания сепарирующих колец, сложностью конструкции и ограниченным углом поворота, невозможностью изменить пространственные положения оси вращения.

Известен кабельный переход между взаимоповоротными частями машины, выбранный за прототип [патент РФ №2095904]. Он содержит жгут кабелей, расположенных в сепарирующих кольцах, одно из которых кинематически соединено с обеими частями машины и выполнено подвижным, и центральную оправку, одним концом неподвижно установленную на одной из поворотных частей внутри жгута кабелей, а второе сепарирующее кольцо выполнено неподвижным и в нем установлена со стороны первого конца центральная оправка. На втором конце центральной оправки размещено подвижное сепарирующее кольцо, кинематически соединенное с одной из частей машины с помощью шпоночно-шлицевого соединения, а с другой через центральную оправку парой винт-гайка, образованной винтовой канавкой, выполненной в виде правого и левого полувитков, сопряженных в начале и в конце хода, и зубом, установленным в подвижном сепарирующем кольце.

Недостаток кабельного перехода - в его сложности и ограниченных возможностях обеспечить оптимальное соотношение между вращением и осевым перемещением подвижного сепаратора и неэффективном использовании площади сечения отверстия, в котором проходят жгуты кабелей.

Задачей является повышение надежности, упрощение его конструкции, повышение циклической прочности жгута проводов.

Для решения поставленной задачи предложено два варианта кабельного перехода между взаимно поворотными частями машины.

В первом варианте, когда количество проводов небольшое, кабельный переход имеет меньшую массу. Во втором варианте решена задача прокладки большего количества проводов за счет более полного использования средней части сечения отверстия кабельного перехода по сравнению с прототипом, в котором внутри жгута кабелей используется оправка.

Кабельный переход содержит жгут кабелей, расположенных в сепарирующих кольцах, которые выполнены составными. Одно из колец киинематически соединено с обеими частями машины и выполнено подвижным. Переход содержит кулачковый механизм, который расположен снаружи жгута. Подвижное сепарирующее кольцо кинематически соединено с одной из частей машины с помощью прямолинейной направляющей, а с другой роликом, закрепленным на подвижном сепарирующем кольце, который входит в канавку цилиндрического кулачка. Профиль кулачка выполнен в виде правого и левого полувитка на внешней стороне цилиндра, внутри которого расположен жгут кабелей.

Кабельный переход содержит жгут кабелей, расположенных в сепарирующих кольцах, которые выполнены составными. Одно из колец киинематически соединено с обеими частями машины и выполнено подвижным. Переход содержит кулачковый механизм, который расположен снаружи жгута. Подвижное сепарирующее кольцо кинематически соединено с одной из частей машины с помощью прямолинейной направляющей, а с другой роликом, закрепленным на подвижном сепарирующем кольце, который входит в канавку цилиндрического кулачка. Профиль кулачка выполнен в виде правого и левого полувитка на внешней стороне цилиндра, внутри которого расположен жгут кабелей. В неподвижном сепарирующем кольце закреплена трубка, которая установлена внутри жгута кабелей, а внутри трубки расположен дополнительный жгут кабелей в виде многозаходной спирали, концы которой закреплены на сепарирующих кольцах.

Предлагаемые конструкции кабельных переходов обеспечивают оптимальные условия для управляемой деформации кабелей при повороте взаимоповоротных частей, упрощают конструкции переходов, позволяют более эффективно использовать площади сечения отверстий, в котором проходят жгуты кабелей. Кулачковый механизм в каждом переходе расположен снаружи жгута, и его размеры никак не ограничены размерами отверстия при осевых перемещениях, исключается заклинка механизма. Этим и объясняется повышение надежности работы перехода. Ролик, закрепленный на сепарирующем кольце, входит в канавку цилиндрического кулачка и позволяет снизить контактные напряжения на поверхности канавки при одинаковых нагрузках, что позволяет использовать легкосплавные материалы для изготовления кулачка. Это позволяет снизить массу кабельного перехода, что немаловажно при проектировании космической техники. В первом варианте, когда количество проводов небольшое, кабельный переход имеет меньшую массу.

А использование вместо обычной пары винт-гайка с постоянным шагом кулачкового механизма позволяет более точно рассчитать профиль канавки, соответствующий оптимальному соотношению между угловым и осевым перемещениями подвижного сепарирующего кольца. Это необходимо потому, что шаг винтовой линии, форму которой принимает жгут проводов, изменяется в зависимости от угла поворота сепаратора.

Для предохранения кабелей от нагрузок предусмотрено одновременно с поворотом подвижных частей машины перемещение подвижного сепарирующего кольца 5 под действием ролика. Перемещение ролика по поверхности профиля кулачка механизма рассчитывают в соответствии с зависимостью уменьшения длины кабеля вдоль оси и углом поворота подвижной части машины, что повышает циклическую прочность жгута проводов. Одновременно кулачковый механизм предохраняет жгут кабелей от произвольных осевых нагрузок, связанных с динамическими перемещениями машины.

На фиг.1 изображено сечение А-А кабельного перехода в продольном направлении; на фиг.2 - сечение Б-Б по фиг.1; на фиг.3 - сечение В-В на фиг.1. На фиг.4 изображено сечение А-А кабельного перехода в продольном направлении вариант 2; на фиг.5 - сечение Б-Б по фиг.4; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.4.

Кабельный переход - вариант 1 (фиг.1-3) состоит из двух взаимоповоротных частей 1 и 2 машины, соединенных жгутом кабелей 3, распложенным в сепарирующих кольцах: неподвижное 4 и подвижное 5. Цилиндр с кулачком 6 установлен снаружи кабелей и одним концом закреплен на неподвижной части 2. Сепарирующее кольцо 5 кинематически связано как со взаимоповоротной частью машины 1 с помощью прямолинейной направляющей 7, так и со взаимповоротной частью 2 машины через канавку кулачка в виде правого и левого полувитков, сопряженных в начале и конце хода, и ролика в виде подшипника 8 на оси 9, неподвижно закрепленной в подвижном сепарирующем кольце 5. Сепарирующие кольца 4 и 5 выполнены составными. Их сегменты 10 соединены винтами 11.

Кабельный переход - вариант 2 (фиг.4-6) состоит из двух взаимоповоротных частей 1 и 2 машины, соединенных жгутом кабелей 3, распложенным в сепарирующих кольцах: неподвижном 4 и подвижном 5. Цилиндр с кулачком 6 установлен снаружи кабелей и одним концом закреплен на неподвижной части 2. Кольцо 5 кинематически связано как со взаимоповоротной частью машины 1 с помощью прямолинейной направляющей 7, так и со взаимповоротной частью 2 машины через канавку кулачка в виде правого и левого полувитков, сопряженных в начале и конце хода, и ролика 8 в виде подшипника на оси 9, неподвижно закрепленной в подвижном сепарирующем кольце 5. Сепарирующие кольца 4 и 5 выполнены составными. Их сегменты 10 соединены винтами 11. Внутри неподвижного сепарирующего кольца 4 (фиг.4) закреплена трубка 12, установленная внутри основного жгута кабелей 3. Внутри трубки 12 расположен дополнительный жгут кабелей 13 в виде многозаходной спирали. Концы дополнительного жгута неподвижно закреплены на сепарирующих кольцах. В данном случае используется полностью площадь сечения отверстия, в котором проложен кабель. Во втором варианте масса больше, но можно провести большее количество проводов, что в некоторых случаях очень важно.

Кабельный переход - вариант 1 работает следующим образом.

При взаимном повороте частей 1 и 2 жгут кабелей 3 закручивается вокруг оси цилиндра, в котором находится жгут, и его длина вдоль оси цилиндра уменьшается. Для компенсации этого необходимо переместить подвижное сепарирующее кольцо 5 в сторону неподвижного сепарирующего кольца 4 на некоторую величину, зависящую от угла поворота частей 1 и 2. Если сепарирующее кольцо 5 переместится под натяжением жгута кабелей, в них возникнут растягивающие усилия. Для предохранения кабелей от таких нагрузок предусмотрено одновременно с поворотом подвижных частей 1 и 2 перемещение подвижного сепарирующего кольца 5 под действием ролика 8, перемещающегося по поверхности профиля кулачка 6, рассчитанного в соответствии с зависимостью уменьшения длины кабеля вдоль оси и углом поворота подвижной части машины. Величину оптимального перемещения подвижного сепарирующего кольца можно рассчитать по формуле

h=L-√L2-(πDα/360)2,

где h - перемещение сепаратора;

L - максимальное расстояние между внутренними поверхностями сепараторов;

D - диаметр, на котором расположены жгуты кабелей;

α - угол поворота подвижного сепаратора.

По этой формуле рассчитывают профиль канавки кулачка.

Например: при L=320 мм; D=50 мм;

α=45°; h=0,6 мм;
α=90°; h=2,4 мм;
α=135°; h=5,5 мм;
α=180°; h=9,8 мм

При использовании передачи винт-гайка с постоянным шагом, как это сделано в прототипе, эти значения будут следующими:

α=45°; h=2,45 мм;
α=90°; h=4,9 мм;
α=135°; h=7,35 мм;
α=180°; h=9,8 мм

При одинаковом максимальном перемещении подвижного сепарирующего кольца - h - в прототипе очевидны значительные отклонения в промежуточных положениях от оптимального перемещения, что приводит к появлению дополнительных механических напряжений в жгутах проводов и снижению циклической прочности проводов.

Кабельный переход - вариант 2 работает аналогичным образом и его используют при необходимости прокладки большого числа кабелей. Внутри основного жгута кабелей устанавливают трубку и закрепляют ее в неподвижном сепарирующем кольце. Внутри трубки расположен дополнительный жгут кабелей в виде многозаходной спирали. Спираль при вращении работает как пружина кручения большой длины, что позволяет уменьшить напряжения в кабелях при вращении деталей кабельного перехода.

Таким образом, предлагаемые кабельные переходы более надежны в работе, обладают более простой конструкцией по сравнению с прототипом, а второй вариант перехода позволяет провести большее число проводов, при этом обеспечиваются оптимальные условия для управляемой деформации кабелей при повороте взаимно поворотных частей, повышается циклическая прочность жгутов проводов.

1. Кабельный переход между взаимно поворотными частями машины, содержащий жгут кабелей, расположенных в сепарирующих кольцах, которые выполнены составными, одно из которых кинематически соединено с обеими частями машины и выполнено подвижным, отличающийся тем, что переход содержит кулачковый механизм, который расположен снаружи жгута, подвижное сепарирующее кольцо кинематически соединено с одной из частей машины с помощью прямолинейной направляющей, а с другой - роликом, закрепленным на подвижном сепарирующем кольце, который входит в канавку цилиндрического кулачка, а профиль кулачка выполнен в виде правого и левого полувитка на внешней стороне цилиндра, внутри которого расположен жгут кабелей.

2. Кабельный переход между взаимно поворотными частями машины, содержащий жгут кабелей, расположенных в сепарирующих кольцах, которые выполнены составными, одно из которых кинематически соединено с обеими частями машины и выполнено подвижным, отличающийся тем, что переход содержит кулачковый механизм, который расположен снаружи жгута, подвижное сепарирующее кольцо кинематически соединено с одной из частей машины с помощью прямолинейной направляющей, а с другой - роликом, закрепленным на подвижном сепарирующем кольце, который входит в канавку цилиндрического кулачка, а профиль кулачка выполнен в виде правого и левого полувитка на внешней стороне цилиндра, внутри которого расположен жгут кабелей, а в неподвижном сепарирующем кольце закреплена трубка, которая установлена внутри жгута кабелей, а внутри трубки расположен дополнительный жгут кабелей в виде многозаходной спирали, концы которой закреплены на сепарирующих кольцах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в качестве барабанов для крепления муфт с технологическим шлейфом оптического кабеля. .

Изобретение относится к кабельному барабану для подвода электрической энергии в мобильную рабочую машину в бездорожном месте, причем на рабочей машине предусмотрен несущий кронштейн (2), на котором установлен барабан (3) с оболочкой для размещения кабеля (8), внутри оболочки барабана размещен блок (7) контактных колец, состоящий из нескольких отдельных контактных колец (9), с которых электрическая энергия снимается щетками (10) и передается на идущий далее в рабочую машину кабель (8b), блок (7) контактных колец механически расположен отдельно от оболочки барабана на общей оси и предусмотрено устройство для передачи вращения оболочки барабана на расположенный внутри нее блок (7) контактных колец.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременной, а также поочередной передачи измерительного сигнала и постоянного тока или тока промышленной частоты через токосъемное устройство с подвижными контактами для безопасной работы с измерительными цепями при этом.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, на грузовых тележках многоярусных складов высокоплотного хранения поддонов с грузом.

Изобретение относится к мобильным подвижным сельскохозяйственным объектам. .

Изобретение относится к области электрифицированных железных дорог. .

Изобретение относится к системам автоматического регулирования, а конкретно к электрогидравлическим системам, предназначенным для обеспечения функционирования спускоподъемных устройств, обеспечивающих глубоководные работы, например работу водолазного колокола, опускаемого с корабля.

Изобретение относится к прокладке электрических кабелей между взаимно подвижными частями с использованием приемных барабанов и может быть применено в конструкции электропогрузчика с питанием от сети переменного тока

Изобретение относится к устройствам для прокладки электрических кабелей или проводов между неподвижной и подвижной частями элементов конструкции и может быть использовано в авиации, а именно, для бережной эксплуатации кабельных жгутов в ограниченном пространстве между неподвижной и подвижной частями систем и устройств

Изобретение относится к устройству крепления переносного силового кабеля, питающего подвижных потребителей, таких как грузовые каретки подъемных кранов, монорельсовых подвесных вагонов, а также для погрузочно-разгрузочных и обрабатывающих устройств

Взрывозащищенный барабан для намотки кабеля содержит узел (1) главного вала, узел (6) контактных колец, конические роликовые подшипники (2) и узел (4) корпуса барабана для намотки кабеля. Взрывозащищенная полость (3) размещена внутри узла главного вала. Взрывозащищенная полость расположена на одном конце узла главного вала и на конце взрывозащищенного барабана для намотки кабеля. На узле главного вала расположена пара конических роликовых подшипников. Взрывозащищенный барабан для намотки кабеля увеличивает электрический зазор между связанными частями, улучшает производительность сборки и увеличивает эффективность сборки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к плоскому энергетическому кабелю, назначением которого является вмещение, по меньшей мере, одной жилы, содержащей электрический проводник, изолированный изолирующим слоем, и, опционально, телекоммуникационные проводники, такие как оптоволокно и т.д., которые могут называться линиями. Плоский энергетический кабель, содержащий, по меньшей мере, один элемент защиты от растяжения-сжатия, систему соединения, соединенную с внешней поверхностью оболочки кабеля, и множество магнитов, соединенных с системой соединения. Изобретение обеспечивает повышение надежности и устойчивости к износу. 23 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к космической технике, в частности к средствам и способам выполнения технологических операций в условиях открытого космоса космонавтом в скафандре, а именно к оборудованию для транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космических объектов, например, орбитальной станции. Устройство содержит несущий элемент для размещения кабелей, выполненный в виде полотнища из эластичного материала, на одной стороне которого продольно закреплены кабели, на противоположной стороне полотнища установлены мягкие ручки и средство фиксации устройства на поверхности объекта, полотнище в транспортном состоянии свернуто с концов к его середине в виде спиральных свитков, при этом посредством легкоразъемных соединителей витки спирали в спиральных свитках скреплены между собой последовательно, а спиральные свитки в транспортном состоянии скреплены между собой в блок. Способ эксплуатации устройства заключается в том, что разворачивают свитки в разные стороны на полную длину полотнища. Изобретение обеспечивает высокий уровень безопасности и эргономичности, стабильное местоположение кабелей на поверхности объекта в условиях невесомости. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к подвижному электрическому машинному оборудованию с подводящим кабелем, присоединенным к источнику питания. Предложены транспортная тележка (10) для транспортировки материала в подземных выработках (варианты), а также устройство для уменьшения повреждения электрического транспортного средства, питаемого подводящим кабелем (22), содержащее электрический датчик (54, 56) для определения положения подвижного оборудования относительно источника опасности и электрический контроллер, взаимодействующий с электрическим датчиком с обеспечением приведения в действие двигателя для изменения работы электрического транспортного средства для уменьшения вероятности неблагоприятных воздействий на подводящий кабель, если электрическое транспортное средство находится около источника опасности. Изобретение обеспечивает надежную индикацию положения транспортной тележки относительно некоторого известного положения. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сцепкам для соединения трубопроводов или электрических кабелей между железнодорожными вагонами. Коммутационное оборудование содержит, по меньшей мере, один гибкий силовой кабель (2) и, по крайней мере, один гибкий трубопровод для жидкости (3). По меньшей мере, один силовой кабель (2) и, по меньшей мере, один трубопровод для жидкости (3) собираются предварительно для образования единой целостной конструкции. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности и в упрощении обслуживания коммутационного оборудования. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к системе (1) электропроводки для позиционирования и направления линий электропитания между двумя точками (2.1, 2.2) подключения, подвижными относительно друг друга в круговом движении по отношению к оси (d) поворота в диапазоне углов поворота, причем система (1) электропроводки имеет удлиненный жгут (3.1, 3.2, 3.3), связанный с точками (2.1, 2.2) подключения, на котором или в котором линии электропитания могут размещаться направленным образом, и жгут (3.1, 3.2, 3.3) может направленно перемещаться вперед и назад по круговой дуге с образованием первой ветви (4.1), второй ветви (4.2) и связывающей первую и вторую ветвь направляющей дуги (5) внутри диапазона углов поворота. Для достижения поставленной цели - обеспечения возможности направления линий электропитания в расширенном диапазоне углов поворота, предложено, что предусмотрены по меньшей мере два жгута, первый жгут (3.1) и второй жгут (3.2), которые размещены связанными друг за другом. 19 з.п. ф-лы, 18 ил.
Наверх