Устройство для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля электропогрузчика (варианты)
Владельцы патента RU 2477254:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)
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. Устройство содержит кабельный барабан, шарико-винтовую передачу, подвижную пластину и пружину сжатия. Кабельный барабан имеет полую ступицу, в которой размещены соединенная с подвижной пластиной гайка упомянутой передачи и пружина сжатия. Пружина сжатия одним торцом контактирует с боковой поверхностью полой ступицы, а другим - с подвижной пластиной, которая снабжена выступами-ползунами, входящими в выполненные в теле полой ступицы продольные направляющие пазы. Согласно первому варианту кабельный барабан установлен на винте шарико-винтовой передачи с возможностью вращения, винт жестко закреплен на неподвижной опоре. Согласно второму варианту кабельный барабан кинематически связан с винтом посредством соосного редуктора. Каждое из изобретений позволяет упростить конструкцию узла сматывания и наматывания токоподводящего кабеля, повысить его надежность и обеспечить его выполнение в виде автономного модуля за счет изменения принципа взаимодействия кабельного барабана с пружиной сжатия, позволяющего при наматывании и сматывании кабеля поддерживать силу его натяжения в заданном диапазоне. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
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.
Известно устройство для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля электропогрузчика (Погрузчики: Справочник / Г.П.Ефимов, Е.А.Алепин, М.А.Зискинд, Я.Г.Коковский, И.И.Мачульский; Под ред. Г.П.Ефимова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1989. - 112 с.), содержащее неподвижную опору, кабельный и канатный барабаны, двухступенчатую зубчатую передачу, канатный полиспаст, подвижную пластину и цилиндрические пружины сжатия. При удалении электропогрузчика от точки закрепления кабеля последний, разматываясь с кабельного барабана, вращает его и связанный с ним зубчатой передачей канатный барабан. Канат навивается на канатный барабан и посредством полиспаста перемещает относительно неподвижной опоры подвижную пластину, сжимающую цилиндрические пружины. Приближение электропогрузчика к точке закрепления кабеля сопровождается обратным перемещением подвижной пластины за счет силы упругости пружин сжатия, что приводит к вращению канатного барабана в сторону размотки каната, а кабельного барабана - в сторону навивки кабеля.
Недостаток устройства заключается в конструктивной сложности, источником которой служит многозвенность кинематической схемы, что обусловливает трудоемкость сборки и монтажа последнего на электропогрузчике.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля электропогрузчика, содержащее неподвижную опору, включающую в себя прикрепленный к защитному навесу кронштейн и нижний поворотный блок, кабельный барабан, блок вращения, шарико-винтовую передачу, подвижную пластину и пружины сжатия (Пат. РФ 2102308, МПК B66F 9/24. В.В.Ермаков. Устройство для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля электропогрузчика. - Опубл. 20.01.1998).
При удалении электропогрузчика от точки закрепления кабеля последний, разматываясь, вращает кабельный барабан и соединенный с валом барабана винт шарико-винтовой передачи. Гайка передачи, связанная с подвижной пластиной, установленной с возможностью поступательного перемещения относительно неподвижной опоры, движется вдоль винта, в результате чего подвижная пластина сжимает пружины сжатия. Приближение электропогрузчика к точке закрепления кабеля сопровождается обратным движением подвижной пластины с гайкой за счет силы упругости пружин сжатия, приводящим к вращению винта шарико-винтовой передачи и кабельного барабана в сторону навивки кабеля.
Недостатком данного устройства является конструктивная сложность. Кроме того, следует указать, что необходимая длина пружин сжатия связана с максимальным удалением электропогрузчика от точки закрепления кабеля, которое в современных складских терминалах достигает нескольких десятков метров, и соответствующая длина пружины сжатия должна быть порядка 1000 мм. Обусловленная таким размером конструкция в целом становится громоздкой и трудоемкой в изготовлении.
Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение его надежности.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля кабельный барабан выполнен с полой ступицей, а гайка, соединенная с подвижной пластиной, и пружина сжатия размещены внутри ступицы.
Сущность изобретения по п.1 заключается в том, что кабельный барабан имеет полую ступицу, установлен на винте шарико-винтовой передачи с возможностью вращения, винт жестко закреплен на неподвижной опоре таким образом, что гайка шарико-винтовой передачи, соединенная с подвижной пластиной, и пружина сжатия размещены внутри полой ступицы, причем пружина сжатия одним торцом контактирует с боковой поверхностью полой ступицы, а другим - с подвижной пластиной, снабженной выступами-ползунами, которые входят в выполненные в теле полой ступицы продольные направляющие пазы, а сущность изобретения по п.2 заключается в том, что кабельный барабан имеет полую ступицу, в которой размещен винт шарико-винтовой передачи, установленный в неподвижной опоре с возможностью вращения, гайка шарико-винтовой передачи, соединенная с подвижной пластиной, и пружина сжатия, причем пружина сжатия одним торцом контактирует с боковой поверхностью полой ступицы, а другим - с подвижной пластиной, снабженной выступами-ползунами, которые входят в выполненные в теле полой ступицы продольные направляющие пазы, а кабельный барабан кинематически связан с винтом посредством соосного редуктора.
На фиг.1 представлена схема размещения устройства для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля в электропогрузчике, на фиг.2 - конструкция устройства для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля электропогрузчика с неподвижным винтом, на фиг.3 - вариант конструкции устройства для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля электропогрузчика с возможностью вращения винта.
Неподвижная опора 1 (фиг.1) смонтирована на платформе электропогрузчика 14. В неподвижной опоре 1 закреплен винт 2 (фиг.2) шарико-винтовой передачи, на котором посредством подшипников качения установлен кабельный барабан 3. Гайка 4 шарико-винтовой передачи с прикрепленной к ней подвижной пластиной 5 и пружина сжатия 6 расположены внутри полой ступицы 7 кабельного барабана 3. Подвижная пластина 5 снабжена диаметрально расположенными выступами-ползунами 8, входящими в направляющие пазы 9 полой ступицы 7. Равномерная навивка кабеля 15 на кабельный барабан 3 независимо от направления движения электропогрузчика 14 обеспечивается роликовым направляющим устройством 10 (фиг.1), установленным на стойке 11. На поверхности боковой стенки полой ступицы 7 расположены контактные кольца 12 щеточного токоснимателя (на фиг. не показан).
Конструкция заявляемого устройства с возможностью вращения винта представлена на фиг.3. Винт 2 шарико-винтовой передачи установлен на неподвижной опоре 1, а кабельный барабан 3 установлен на винте 2 посредством подшипников качения 16. Кабельный барабан 3 кинематически связан с винтом 2 с помощью двухступенчатого соосного зубчатого редуктора 13, состоящего из двух цилиндрических передач внешнего зацепления. Таким образом, при передаче вращательного движения от кабельного барабана к винту частота вращения кабельного барабана 3 превышает частоту вращения винта 2, и направления вращения винта 2 и кабельного барабана 3 совпадают. В остальном конструкция устройства аналогична показанной на фиг.1, 2.
Предлагаемое устройство для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля электропогрузчика работает следующим образом.
В момент, когда электропогрузчик 14 (вариант 1, фиг.2) расположен в непосредственной близости к точке закрепления кабеля 15, последний полностью навит на кабельный барабан 3, гайка 4 с подвижной пластиной 5 занимает крайнее левое (на фиг.2) положение, пружина сжатия 6 имеет наибольшую расчетную длину и, соответственно, развивает наименьшее усилие в расчетном диапазоне. Затем электропогрузчик 14 удаляется от точки закрепления кабеля 15. Кабель 15 разматывается и вращает кабельный барабан 3. Стенки направляющих пазов 9 воздействуют на выступы-ползуны 8, вращая подвижную пластину 5 с гайкой 4. Направление резьбы винта 2 таково, что гайка 4 перемещается относительно винта 2 и полой ступицы 7 вправо, в результате чего подвижная пластина 5 сжимает пружину 6. В момент максимально допустимого удаления электропогрузчка 14 от точки закрепления кабеля 15 гайка 4 достигает крайнего правого положения, длина пружины сжатия 6 становится наименьшей, а усилие - наибольшим в расчетном диапазоне.
Возвращение электропогрузчика 14 к точке закрепления кабеля 15 сопровождается перемещением гайки 4 с подвижной пластиной 5 под действием усилия пружины сжатия 6 влево по винту 2. Одновременно гайка 4 вращается, и выступы-ползуны 8 воздействуют на стенки направляющих пазов 9, вовлекая кабельный барабан 3 во вращение, направление которого противоположно направлению размотки кабеля 15. Осуществляется навивка кабеля 15 на кабельный барабан 3. В момент наибольшего приближения электропогрузчика 14 к точке закрепления кабеля 15 все элементы устройства занимают исходное положение, показанное на фиг.2.
С целью уменьшения размеров и массы в устройстве, содержащем неподвижную опору 1, кабельный барабан 3 с полой ступицей 7, шарико-винтовую передачу, подвижную пластину 5 и пружину сжатия 6, винт 2 шарико-винтовой передачи установлен на неподвижной опоре 1 с возможностью вращения, а кабельный барабан 3 кинематически связан с винтом 2 посредством соосного редуктора 13.
Отличие в работе данного устройства от приведенного на фиг.2 состоит в следующем.
Во время движения электропогрузчика 14 от точки закрепления кабеля 15 последний, разматываясь, вращает кабельный барабан 3. Вращается и связанный с ним редуктором 13 винт 2, причем отношение частоты вращения кабельного барабана 3 к частоте вращения винта 2 равно передаточному числу редуктора 13. Частота же вращения гайки 4 относительно винта 2 равна разности частот вращения кабельного барабана 3 и винта 2, то есть меньше частоты вращения кабельного барабана 3. Это означает, что при одном и том же числе оборотов кабельного барабана 3 перемещение гайки 4 с подвижной пластиной 5 вдоль винта 2 в рассматриваемом устройстве меньше, чем в устройстве по фиг.2, а следовательно, меньше необходимая длина пружины сжатия 6 при равных величинах максимального удаления электропогрузчика 14 от точки закрепления кабеля 15.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию узла сматывания и наматывания токоподводящего кабеля, повысить его надежность и обеспечить его выполнение в виде автономного модуля за счет изменения принципа взаимодействия кабельного барабана с пружиной сжатия, позволяющего при наматывании и сматывании кабеля поддерживать силу его натяжения в заданном диапазоне.
1. Устройство для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля электропогрузчика, содержащее неподвижную опору, кабельный барабан, шарико-винтовую передачу, подвижную пластину и пружину сжатия, отличающееся тем, что кабельный барабан имеет полую ступицу, установлен на винте шарико-винтовой передачи с возможностью вращения, винт жестко закреплен на неподвижной опоре таким образом, что гайка шарико-винтовой передачи, соединенная с подвижной пластиной, и пружина сжатия размещены внутри полой ступицы, причем пружина сжатия одним торцом контактирует с боковой поверхностью полой ступицы, а другим - с подвижной пластиной, снабженной выступами-ползунами, которые входят в выполненные в теле полой ступицы продольные направляющие пазы.
2. Устройство для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля электропогрузчика, содержащее неподвижную опору, кабельный барабан, шарико-винтовую передачу, подвижную пластину и пружину сжатия, отличающееся тем, что кабельный барабан имеет полую ступицу, в которой размещен винт шарико-винтовой передачи, установленный в неподвижной опоре с возможностью вращения, гайка шарико-винтовой передачи, соединенная с подвижной пластиной, и пружина сжатия, причем пружина сжатия одним торцом контактирует с боковой поверхностью полой ступицы, а другим - с подвижной пластиной, снабженной выступами-ползунами, которые входят в выполненные в теле полой ступицы продольные направляющие пазы, а кабельный барабан кинематически связан с винтом посредством соосного редуктора.
