Устройство для автоматического регулирования натяжения троса электрической лебедки
Класс 21с, б2;
35 с, 1;
35b, 7
ОПИСАНИЕ устройства для автоматического регулирования натяжения троса электрической лебедки.
К авторскому свидетельству Л. К. Мержвинского, заявленному
14 ноября 1935 года (спр. о перв. № 180082). ь
0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 193б года.
Предлагаемое устройство служит для автоматического регулирования натяжения троса электрической лебедки с целью предотвращения обрыва троса при перегрузках или повреждения лебедки.
Для этой цели рама лебедки устанавливается подвижно и нагружает подвижную систему контактного динамометра, контакты которого расположены в цепи управления лебедки и приводятся в действие при изменении тяжения троса; согласно изобретению, примененный в устройстве гидравлический динамометр снабжен по меньшей мере двумя контактами, действующими один — при уменьшении тяжения ниже нормального, другой — при увеличении тяжения сверх нормального, и служащими первый — для включения двигателя лебедки в сторону, соответствующую наматыванию троса на барабан, а второй — в сторону сматывания троса с барабана, и оба — для включения в этих случаях оттормаживающей катушки электромагнитного тормоза, который гни нормальном тяжении удерживает барабан заторможенным. Кроме того гидравлический динамометр снабжен рядом дополнительных контактов, которые назначены действовать при различных тяжениях троса, превышающих нормальное, и служит для выключения секций регулировочного сопротивления из цепи двигателя с тем, чтобьа скорость сматывания троса с барабана соответствовала величине тяжения троса.
Особое значение, по мнению автора, предлагаемое устройство может иметь для буксирных лебедок, применяемых в буксирном судоходстве.
При буксировке судов в ледовых условиях или в штормовую погоду очень часто натяжение буксира достигает такой величины, при которой тросы лопаются или ломаются буксирные лебедки.
Сращивание буксира или завоз нового буксирного конца, а также ремонт буксирной лебедки в ледовых и штормовых условиях связаны с большими трудностями, а иногда и совершенно невозможны
Сейчас существуют паровые автоматические буксирные лебедки, которые при повышении натяжения буксира сверх определенной величины травят, а при ослабевании выбирают буксир. Принцип действия этих лебедок основан на равновесии моментов от натяжения буксира и момента паровой машины лебедки. Эти лебедки были установлены на ледоколах, но не привились.
Контроль натяжения буксира можно осуществить, изготовив специальным пружинный динамометр, к которому присоединить лебедку, но динамометр получится очень громоздкий в виду-больших усилий (порядка десятков тонн), имеющих место при работе лебедки.
Применение же гидравлического динамометра значительно уменьшает размеры устройства.
На чертеже показана принципиальная схема устройства. Рама 1 лебедки в точке А крепится к основанию, например к палубе, на шарнире 4, а с друго" стороны опирается в точке В на поршень 5 гидравлического цилиндра, за крепленного также на палубе. В точке С приложения силы натяжения установлено приспособление 3, укладывающее трос.
При изменении вертикальной составляющей тяжения У троса изменяется сила Q, действующая на поршень 5 гидравлическогоо динамометра, установленного в цилиндре 6, наполненным маслом.
По трубопроводам давление пере.дается манометрам 7, установленным у лебедки и в постах управления судна, так что обслуживающий персонал всегда может видеть величину натяжения бук<ирного троса.
Вторым трубопроводом цилиндр 6 соединен с регулятором давления, пред:ставляющим собой коробку 8, в стенки которой входят скалки 9 небольшого сечения. Под действием давления со стороны масла скалки выжимаются и толкателями 11 замыкают контакты 12.
Удерживаются скалки винтовыми пружинами 10, которые одним концом упи.раются в скалки, а другим — в нажимньте втулки 13. Ввинчивая или вывинчивая втулку 13, можно изменять давление пружины на скалку и, следовательно, регулировать замыкание контактов в зависимости от давления в цилиндре 6.
На чертеже изображен регулятор давления - с шестью скалками, из котоРых скалки 11 — Ш вЂ” IV — V — VI замыкают контакты при повышении тяговых усилий выше нормальных значений, а скалка 1 замыкает контакты при пони.жении тягового усилия ниже нормальных значений.
Порядок работы контактов следующий. При падении натяжения троса ниже нормального скалка 1 опустится, толкатель перестанет давить на контакт и контакт замкнет цепь питания реверсивного контактора 1В и 28, а также контактора 1у, включающего пусковые сопротивления R,, R» R3.
Цепь электродвигателя 19 будет замкнута и лебедка будет выбирать трос до тех пор, пока тяжение не будет больше того, при котором действует скалка 1; тогда толкатель поднимется и разомкнет контакт и тем самым выключит реверсивный контактор 1В, 2В, а также контактор IV.
На интервале допускаемых тяговых усилий все контакторы будут разомкнуты.
При натяжении выше определенного значения замкнется контакт скалки 11, питающий катушки реверсивного контактора 1Н, 2Н, тем самым подготовив двигатель к пуску в обратную сторону.
При дальнейшем возрастании натяжения начнут соответственно замыкаться контакты скалок Ш вЂ” I V — V, расположенные в цепи питания обмоток электромагнитов контакторов 1у, 2у,Зу. Контакторы 1у, 2у, Зу выключают пусковые сопротивления в цепи якоря, обеспечивая тем самым возрастание скорости травления буксира соответственно величине тягового усилия.
Кроме того, если почему-либо лебедка .не успеет травить с достаточной быстротой и натяжение буксира достигнет опасного значения, то контакт скалки VI замкнет цепь сигнализации, установленной в постах управления судном, и тем самым предупредит вахтенных о ненормальности буксировки.
В разобранном случае лебедка будет выбирать буксир при натяжении троса, например, меньше 2 тонн и травить его при натяжении выше 20 тонн с соответствующим увеличением скорости двигателя при 30 — 40 тоннах. В интервале от 2 до 20 тонн лебедка от раскручивания будет удерживаться электромагнитным тормозом Э7, устроенным так, что при отсутствии тока в главной цепи электродвигателя колодки будут зажаты
При прохождении тока через обмотку тормоза втягивается сердечник, связанный рычагами с колодками, и йоследние будут отжаты.
Для замыкания контактов при разных давлениях можно применить ряд приспособлений. На чертеже изображен регулятор давления, состоящий из камеры с шестью скалками. Основное преимущество этого типа — возможность регулировать замыкание каждого контакта вне зависимости от других, но у него есть ряд других недостатков: сравнительная громоздкость, наличие сальников, уплотнения на каждой складке усложняют конструкцию. Вместо скалок можно применить мембраны, которые аналогично скалкам будут замыкать контакты, преимущество мембран — отсутствие сальников, а следовательно возможность утечки масла; недостаток — малый рабочий ход.
Последовательное замыкание контактов можно осуществить и одной скалкой, связанной системой рычагов с специальным коммутатором; недостаток такой конструкции — отсутствие возможности регулировать работу каждого контактора в отдельности.
Возможно, что при размыкании будут обгорать контакты благодаря сравнительно небольшой скорости падения натяжения троса. Этот недостаток легко устранить, поставив промежуточные реле, которые будут размыкать цепь обмоток контакторов. Сила тока питания репе настолько мала, что дуга на контактах образовываться не будет. Для ббльшей простоты реле на схеме не показаны.
При эксплоатации возможна утечка иасла из системы. В этом случае поршень, опускаясь в нижнее положение, упрется в днище цилиндра и давление на масло передаваться не будет; следовательно, манометр не будет давать показаний, а также не будет работать автоматическое управление лебедкой и сигнализацией. Для исключения этой возможности необходимо установить небольшой зубчатый насос 14, питающий цилиндр 6 по трубопроводу через клапан 15, и установить контакты VII—
Vill — 1Х, замыкающиеся в зависимости от положения поршня 5 по высоте.
При опускании цилиндра контактом VII замкнутся цепи контакторов к, и, пускающие электродвигатель 16 насоса. Насос начнет работать, пополняя вытекшее масло, и поршень будет подыматься до тех пор, пока не разомкнется контакт VIII, размыкающий цепь катушек указанных контактов. Контакт 1Х включает сигнализацию в том случае, если при опускайии поршня контакт VII не сработает или пропуск масла будет настолько велик, что насос не сумеет его восполнить.
Для удобства ремонта поршней и цилиндров предусматривается домкрат 17, которым можно поднимать раму лебедки вверх. B лебедке можно применить приспособление, указывающее длину выпущенного троса. Это осуществляется дополнительным колесом 18, которое прижимает к тросу. При разматывании буксира колесо 18, благодаря трению, приходит во вращение и через вал и систему шестерен приводит во вращение стрелку указателя, показывающего на шкале длину выпущейного буксира.
Передача показаний указателя на посты управления может быть выполнена целым рядом способов, ныне существующих
На чертеже показан наиболее простой способ с лампами, зажигающимися при замыкании указателем того или иного контакта.
В устройстве также предусмотрены контакты Х и XI, которые включают акустическую сигнализацию при разматывании троса на длину, ббльшую наиболее допустимой, и при выбирании троса до величины, меньшей наименьшее допустимой.
Звонок Ç дает сигнал при очень коротком тросе, звонок 3, †п очень длинном тросе, звонок 3, дает сигнал при отсутствии масла, звонок 3 — при перегрузке лебедки.
Если для буксировки пользуются исключительно только одним сечением троса, то можно осуществить передачу к стрелке указателя от барабана 2 лебедки или непосредственно от приспособления 3, укладывающего трос.
При этом деления шкалы будут неравномерны, так как трос наматывается в несколько рядов и длина верхних рядов будет больше йижних.
Предлагаемое устройство 1) показывает величину натяжения буксира в тоннах на приборах у лебедки, а также в постах управления судном, 2) при превышении нормального значения тяжения принуждает лебедку автоматически травить, а при провисании троса — выбирать буксир, чтобы избежать наматывания буксира на винт, 3) при величинах натяжения выше нормы включает при- j боры сигнализации, 4) применением электромагнитного тормоза предохраняет раскручивание лебедки, 5) предусматривает возможность переключения с автоматического управления на ручное с постов управления судном, 6) предусматривает на посту управления судном, а также непосредственно у самой лебедки, применение приборов, показывающих длину выпущенного буксира в метрах, 7) обеспечивает автоматическое травление и выбирание буксира до определенной величины, после которой включаются сигналы, установленные в постах управления судна, предупреждающие, что буксир почти весь выпущен или буксир почти весь выбран и буксируемое судно может ударить в корму.
Предлагаемое устройство может найти применение не только в буксирной лебедке, но и в ряде других отраслей техники, где необходимо замерять, контролировать и регулировать большие усилия. Устройство может найти применение во всех крановых и подъемных механизмах, где можно поставить автоматы, обеспечивающие выключение подъема с последующим спуском в случае перегрузки. Можно довольно просто сконструировать приборы, регистрирующие величины поднимаемых грузов, что облегчит учет производительности подъемников.
Предмет изобретения.
1. Устройство для автоматического регулирования натяжения троса электрической лебедки, рама которой установлена подвижно и нагружает подвижную систему контактного динамометра, контакты которого расположены в цепи управления лебедки и приводятся в действие при изменении тяжения троса, отличающееся тем, что примененный в устройстве гидравлический динамометр снабжен по меньшей мере двумя контактами, действующими один — при уменьшении тяжения ниже нормального, другой — при увеличении тяжения сверх нормального, и служащими первый — для включения двигателя лебедки в сторону, соответствующую наматыванию троса на барабан, а второй — в сторону сматывания троса с барабана, и оба — для включения в этих случаях от7ормаживающей катушки электромагнитного тормоза, который при нормальном тяжении удерживает барабан заторможенным.
2, Форма выполнения устройства по и. 1, отличающаяся тем, что гидр а влический динамометр снабжен рядом дополнительных контактов, которые назначены действовать при различных тяжениях троса, превышающих нормальное, и служить для выключения секций регулировочного сопротивления из цепи двигателя с тем, чтобы скорость сматывания троса с барабана соответствовала величине тяжения троса.
3. В устройстве по пп. 1 и 2 применение насоса 14, служащего для подачи жидкости в гидравлический динамометр и приводимого в действие электрическим двигателем, включаемым и выключаемым посредством концевых контактов поршня 5 динамометра.
4. В устройстве по пп. 1 — 3 применение указателя длины смотанного с бара-. бана троса, приводная часть какового указателя соединена механически с колесом 78, фрикционно связанным с тросом.
5. В устройстве по и. 4 применение сигнальных приборов, включаемых подвижной .частью указателя длины и служащих для подачи сигнала при отдельных длинах троса. б. В устройстве по пп. 1 — 5 применение сигнального прибора, включаемого предельным контактом поршня 5 динамометра и служащего для подачи акустического сигнала при отсутствии жидкости в динамометре.
7. В устройстве по пп. 1 — б применение сигнального прибора, включаемого дополнительным контактом динамометра и служащего для подачи акустического сигнала о перегрузке лебедки.
