Лебедка

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Авторы Громыко Петр Николаевич Лустенков Михаил Евгеньевич Макаревич Сергей Дмитриевич Макаревич Дмитрий Михайлович Доконов Леонид Геннадьевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) 1. Лебедка, содержащая корпус, барабан для намотки каната, размещенный на эксцентриковом приводном валу, на ребордах которого имеются зубчатые венцы, смещенные относительно друг друга на угол 180/, где- число зубьев зубчатого венца реборды барабана, и установленные с возможностью взаимодействия с роликами, равномерно расположенными в отверстиях, выполненных на торцах крышек, а также рукоятку, жестко связанную с приводным валом, отличающаяся тем, что зубья зубчатых венцов реборд барабана имеют профиль зубьев звездочки цепной передачи, а контактирующие с указанными 73422011.06.30 зубьями поверхности роликов выполнены коническими с возрастанием диаметрального размера ролика к центру барабана лебедки, а на наружной эксцентриковой части приводного вала размещена эксцентриковая втулка, эксцентриситет которой равен по величине эксцентриситету наружной поверхности эксцентриковой части приводного вала, причем на эксцентриковой втулке и наружной концентричной части приводного вала посажены два сферических подшипника, на наружных поверхностях которых размещен барабан,причем в одном угловом положении эксцентриковой втулки относительно приводного вала наружная поверхность эксцентриковой втулки имеет максимальное значение эксцентриситета относительно оси вращения приводного вала, что обеспечивает взаимодействие зубчатых венцов барабана с конической частью роликов, а в другом угловом положении эксцентриковой втулки, смещенном относительно первого положения на угол 180, эксцентриситет наружной ее поверхности относительно оси вращения приводного вала отсутствует, что обеспечивает выход зубчатых венцов реборд барабана с контактного взаимодействия с коническими роликами, причем обеспечение возможности поворота эксцентриковой втулки относительно приводного вала выполнено с помощью дополнительной концентричной втулки, размещенной на концентричной части приводного вала благодаря наличию пазов на торцах указанных концентричной и эксцентриковой втулок, а фиксация углового положения дополнительной концентричной втулки относительно приводного вала выполнена с помощью стопорного стержня, подпружиненного в направлении отверстия, выполненного на приводном валу перпендикулярно его оси. 2. Лебедка по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена храповым механизмом, зубчатое колесо которого жестко связано с приводным валом, а собачка размещена на одной из крышек лебедки. 3. Лебедка по п. 1, отличающаяся тем, что имеет прижимное устройство, представляющее собой две планки, между которыми размещен канат, с возможностью перемещения в направляющих, параллельных оси вращения приводного вала, подпружиненные друг к другу упругими элементами. Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в качестве лебедки в подъемно-транспортных устройствах различного назначения. Известна лебедка, содержащая корпус, выполненный в виде центральной втулки с отверстиями, равномерно расположенными по периметру последней, в которых запрессованы своей средней частью ролики, консольные части которых имеют возможность взаимодействия с зубчатыми венцами реборд барабана для намотки каната, а также установленный на эксцентрике приводной вал, выполненный в виде косого кривошипа 1. Однако отсутствие механизма быстрой размотки троса снижает производительность и ограничивает функциональные возможности указанной выше лебедки. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой лебедке является лебедка, содержащая корпус, барабан для намотки каната, установленный на эксцентриковом приводном валу, причем каждая из реборд барабана имеет зубчатый венец, смещенный относительно друг друга на угол 180/, где- число зубьев зубчатого венца реборды барабана, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия с роликами, равномерно расположенными в отверстиях, выполненных на торцах крышек, а также рукоятку, жестко связанную с приводным валом 2. 2 73422011.06.30 Однако реализуемый в лебедке-прототипе механизм ускоренной размотки каната путем вывода роликов из зацепления за счет их осевого смещения неудобен в обслуживании. Это объясняется тем, что для ввода роликов в зацепление требуется достаточно точное позиционирование зубчатых венцов барабана относительно указанных роликов. Данное позиционирование в лебедке-прототипе может быть осуществлено достаточно трудоемко путем углового смещения барабана, используя конец каната, и пробными попытками осевого смещения роликов до тех пор, пока ролики не зайдут в зацепление с зубчатыми венцами барабана. Этот процесс может оказаться достаточно трудоемким. Кроме этого, в лебедке-прототипе использование роликов цилиндрической формы для достижения необходимой нагрузочной способности зацепления прецессионной передачи требует применения сложных по форме пространственно-модифицированных зубьев реборд барабана. Технологические сложности изготовления указанных выше зубьев приводят к повышению трудоемкости изготовления, следовательно, и цены лебедки. Использование же зубьев простой формы по причине необходимости выдерживания критерия контактной прочности приведет к необходимости увеличивать диаметральные размеры лебедки, так как в этом случае будет наблюдаться кромочное контактное взаимодействие в зацеплении цилиндрических роликов и зубьев реборд. Увеличатся при этом габаритные размеры и цена лебедки. Задачей настоящей полезной модели является улучшение условий эксплуатации лебедки, а также снижение себестоимости ее изготовления. Указанная задача достигается тем, что лебедка, содержащая корпус, барабан для намотки каната, размещенный на эксцентриковом приводном валу, на ребордах которого имеются зубчатые венцы, смещенные относительно друг друга на угол 180/, где- число зубьев зубчатого венца реборды барабана, и установленные с возможностью взаимодействия с роликами, равномерно расположенными в отверстиях, выполненных на торцах крышек, а также рукоятку, жестко связанную с приводным валом, согласно полезной модели зубья зубчатых венцов реборд барабана имеют профиль зубьев звездочки цепной передачи, а контактирующие с указанными зубьями поверхности роликов выполнены коническими с возрастанием диаметрального размера ролика к центру барабана лебедки, а на наружной эксцентриковой части приводного вала размещена эксцентриковая втулка,эксцентриситет которой равен по величине эксцентриситету наружной поверхности эксцентриковой части приводного вала, причем на эксцентриковой втулке и наружной концентричной части приводного вала посажены два сферических подшипника, на наружных поверхностях которых размещен барабан, причем в одном угловом положении эксцентриковой втулки относительно приводного вала наружная поверхность эксцентриковой втулки имеет максимальное значение эксцентриситета относительно оси вращения приводного вала, что обеспечивает взаимодействие зубчатых венцов барабана с конической частью роликов, а в другом угловом положении эксцентриковой втулки, смещенном относительно первого положения на угол 180, эксцентриситет наружной ее поверхности относительно оси вращения приводного вала отсутствует, что обеспечивает выход зубчатых венцов реборд барабана с контактного взаимодействия с коническими роликами, причем обеспечение возможности поворота эксцентриковой втулки относительно приводного вала выполняется с помощью дополнительной концентричной втулки, размещенной на концентричной части приводного вала благодаря наличию пазов на торцах указанных концентричной и эксцентриковой втулок, а фиксация углового положения дополнительной концентричной втулки относительно приводного вала выполнена с помощью стопорного стержня, подпружиненного в направлении отверстия, выполненного на приводном валу перпендикулярно его оси. Кроме вышеуказанного, лебедка может быть снабжена храповым механизмом, зубчатое колесо которого жестко связано с приводным валом, а собачка размещена на одной из крышек лебедки. А также лебедка может иметь прижимное устройство, представляющее 3 73422011.06.30 собой две планки, между которыми размещен канат, с возможностью перемещения в направляющих, параллельных оси вращения приводного вала, подпружиненные друг к другу упругими элементами. В лебедке-прототипе освобождение зубчатых венцов реборд барабана из зацепления осуществляется путем осевого смещения роликов через отверстия крышки. Неудобства в обслуживании лебедки-прототипа связаны со значительным увеличением габаритов лебедки-прототипа, когда ролики выведены из зацепления, Кроме этого, введение роликов в зацепление с зубьями реборд барабана затруднительно из-за необходимости их точного позиционирования относительно впадин зубьев барабана. Также в лебедке-прототипе используются цилиндрические ролики. В контакт с цилиндрическими роликами входят зубья реборд барабана, профиль которых должен иметь сложную пространственно-модифицированную форму для обеспечения необходимой контактной прочности. Однако данный профиль трудоемкий в изготовлении, что снижает технологичность лебедки-прототипа и повышает ее себестоимость. На фиг. 1 показана условная структурная схема лебедки в первом угловом положении эксцентриковой втулки относительно приводного вала, когда наружная поверхность эксцентриковой втулки имеет максимальное значение эксцентриситета относительно оси вращения приводного вала, что обеспечивает взаимодействие зубчатых венцов барабана с конической частью роликов на фиг. 2 показана условная структурная схема лебедки во втором угловом положении эксцентриковой втулки, смещенном относительно первого положения на угол 180, когда эксцентриситет наружной ее поверхности относительно оси вращения приводного вала отсутствует, что обеспечивает выход зубчатых венцов реборд барабана с контактного взаимодействия с коническими роликами на фиг. 3 показано взаимное расположение втулок и элементов фиксации на приводном валу в первом положении на фиг. 4 - общий вид лебедки с элементами стопорения приводного вала (храповой механизм и собачка) и элементами подпружинивания каната лебедки (две подпружиненные друг к другу планки). Лебедка содержит корпус 1, барабан 2 для намотки каната, установленный на эксцентриковом приводном валу 3, причем каждая из реборд барабана имеет зубчатый венец,зубья которого имеют профиль зубьев звездочки цепной передачи, смещенный относительно друг друга на угол 180/, где- число зубьев зубчатого венца реборды барабана, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия с роликами 4, контактирующие поверхности которых выполнены коническими с возрастанием диаметрального размера ролика к центру барабана лебедки, равномерно расположенными в отверстиях, выполненных на торцах крышек 5 и 6, а также рукоятку 7, жестко связанную с приводным валом 3(фиг. 1). На наружной эксцентриковой части приводного вала 3 размещена эксцентриковая втулка 8, эксцентриситет которой равен по величине эксцентриситету наружной поверхности эксцентриковой части приводного вала 3. На эксцентриковой втулке 8 и наружной концентричной части приводного вала посажены два сферических подшипника 9 и 10, на наружных поверхностях которых размещен барабан 2. В одном угловом положении эксцентриковой втулки 8 относительно приводного вала наружная поверхность эксцентриковой втулки 8 имеет максимальное значение эксцентриситета относительно оси вращения приводного вала 3, что обеспечивает взаимодействие зубчатых венцов барабана 2 с конической частью роликов 4 (фиг. 1), а в другом угловом положении эксцентриковой втулки 8, смещенном относительно первого положения на угол 180, эксцентриситет наружной ее поверхности относительно оси вращения приводного вала 3 отсутствует, что обеспечивает выход зубчатых венцов реборд барабана 2 с контактного взаимодействия с коническими роликами 4 (фиг. 2). Для обеспечения поворота эксцентриковой втулки 8 относительно приводного вала 3 имеется дополнительная концентричная втулка 11, размещенная на концентричной части приводного вала 3. На торцах указанных концентричной 11 и эксцентриковой 8 втулок для передачи вращения имеются 4 73422011.06.30 пазы (фиг. 3). Фиксация углового положения дополнительной концентричной втулки 11 относительно приводного вала 2 осуществляется с помощью стопорного стержня 12, подпружиненного в направлении отверстия, выполненного на приводном валу 3 перпендикулярно его оси. Кроме вышеуказанного, лебедка может быть снабжена храповым механизмом, храповое зубчатое колесо 13 которого жестко связано с приводным валом 3, а собачка 14 размещена на торце крышки 5. Лебедка может иметь также дополнительно прижимное устройство,представляющее собой две планки 15 и 16, между которыми размещен канат 18, с возможностью перемещения планок 15 и 16 в направляющих, параллельных оси вращения приводного вала 3, подпружиненные друг к другу упругими элементами 17 (фиг. 4). Лебедка работает следующим образом. Вращение от рукоятки 7 передается на приводной вал 3. В угловом положении эксцентриковой втулки 8 относительно приводного вала 3, когда их эксцентриситеты суммируются, наружная поверхность эксцентриковой втулки 8 имеет максимальное значение эксцентриситета относительно оси вращения приводного вала 3, что обеспечивает взаимодействие зубчатых венцов барабана 2 с конической частью роликов 4 (фиг. 1). Вращение приводного вала 3 благодаря наличию эксцентриситета наружной поверхности эксцентриковой втулки 8 наличию двух сферических подшипников 9 и 10 барабан 2 совершает колебательные движения. Зубчатые венцы, выполненные на ребордах барабана 2, взаимодействуют с конической частью роликов 4. Благодаря данному взаимодействию, барабан 2 получает вращательное движение вокруг своей оси, что приводит к наматыванию на поверхность барабана 2,закрепленного на нем каната. Для осуществления более плотной намотки каната 18 на барабан 2 даже в случае,когда на канате нет натяжения, используется прижимное устройство. То есть канат, находящийся между подпружиненными навстречу друг другу планками 15 и 16 с помощью упругого элемента (пружины) 17, не имеет возможности находиться в свободном, т.е. в ненатянутом, состоянии на барабане 3, что способствует более плотной укладке каната на барабане 3. Для предотвращения самопроизвольного разматывания каната в лебедке используется храповой механизм. Приводной вал 3, благодаря закрепленному на нем храповому зубчатому колесу 13 и собачке 14, размещенной на корпусе крышки 5, имеет вращение только в направлении в сторону, обеспечивающую намотку каната на барабан 2. В случае необходимости опускания груза имеется возможность вывода собачки 14 из зацепления с храповым зубчатым колесом 13. При необходимости ускоренной размотки каната с барабана 2 стопорный стержень 12 выводится из отверстия приводного вала 3 и осуществляется поворот на угол 180 дополнительной концентричной втулки 11. Благодаря наличию пазов на торце втулки 11 и наличию пазов на торце эксцентриковой втулки 8 осуществляется угловой поворот последней на эксцентриковой части приводного вала 3. Равенство эксцентриситетов эксцентриковой втулки 8 и эксцентриковой части приводного вала 3 и расположение их в противофазе обеспечивает отсутствие эксцентриситета наружной поверхности эксцентриковой втулки 8 относительно оси вращения приводного вала 3. Отсутствие эксцентриситета обеспечивает выход зубчатых венцов реборд барабана 2 с контактного взаимодействия с коническими роликами 4 (фиг. 2). Таким образом, барабан 2 оказывается свободным от зацепления и намотанный на нем канат может быть ускоренно размотан. В предлагаемой лебедке вывод зубьев реборд барабана 3 из зацепления с роликами осуществляется путем поворота дополнительной концентричной втулки 11 на приводном валу 3. Габаритные размеры лебедки при этом не увеличиваются. Кроме этого, в предлагаемой лебедке обеспечивается надежный ввод зубьев реборд барабана 2 в зацепление с коническими роликами 4. Кроме указанного выше, улучшить условия эксплуатации позволяет применение в предлагаемой лебедке храпового механизма и устройства прижима каната. 73422011.06.30 Следует также отметить, что зубья реборд барабана предлагаемой лебедки представляют собой профиль зубьев звездочки цепной передачи. Этот профиль является высокотехнологичным в изготовлении. Контакт зубьев происходит с конической частью роликов,угол конуса которой подбирается таким образом, чтобы обеспечить полное контактное зацепление. Использование высокотехнологичного профиля зубьев зубчатого венца барабана 2 позволяет снизить себестоимость изготовления лебедки в целом. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6