УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБОРКИ ОРУДИЙ ЛОВА ЖГУТОМ Российский патент 1994 года по МПК A01K79/00 

Изобретение относится к промышленному рыболовству, а именно к устройствам для выборки орудий лова жгутом, а также их подсушки при выливке улова.

Известны аналогичные устройства, выполненные в виде приводных фрикционных барабанов, установленных на палубе или подвешенных над местом укладки орудий лова, или используемых в составе комплекса из тех и других.

Общими недостатками подобных устройств являются недостаточная тяговая характеристика, трудоемкость обслуживания, сложность и громоздкость при использовании в составе комплексов, ухудшение остойчивости судов, ненадежность в условиях внезапного ухудшения погоды и штормовых условиях.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство [1], известное под наименованием "Тримплекс" норвежской разработки. Устройство имеет стационарное исполнение и применяется исключительно в составе неводовыборочного комплекса, куда входит еще транспортирующий рол, размещенный над местом укладки невода. Устройство содержит три смонтированных в крепежном приспособлении приводных фрикционных барабана с резиновым покрытием, установленные параллельно один другому с возможностью вращения среднего барабана в направлении, противоположном направлению вращения крайних барабанов. В упомянутом источнике описана модель 603/360/2 А Супер, которая содержит дополнительно три приводных коротких втулки, надетых на концы основных барабанов и имеющих независимое от последних вращение. Другие модели, например, 504/300/2А и 2В таких втулок не имеют. Все три основных барабана лежат своими центрами практически на одной прямой линии, ввиду чего невод, проведенный по барабанам, образует угол обхвата не более 365^о, а тяговая характеристика устройства, представляющая собой отношение натяжений набегающей и сбегающей ветвей невода, по замерам М.Я.Гройсмана не превышает 6,4. Работа устройства состоит в том, что оно тянет невод из воды, после чего сбегающий конец невода подтягивается транспортным ролом и сбрасывается на неводную площадку, для чего требуются и физические усилия рыбаков.

Комплекс считается одним из лучших, однако к недостаткам основного тягового устройства и комплекса в целом относятся следующие:
недостаточная тяговая характеристика, с чем связана высокая трудоемкость процесса выборки-укладки невода, ненадежность выборки при штормовой погоде, потери промыслового времени и улова;
сложность и громоздкость оборудования, ухудшение условий остойчивости судна;
неудобство подсушки невода при выливке улова;
незащищенность конструкции от перегрузок.

Целью изобретения является улучшение тяговой характеристики, а следовательно, облегчение труда, повышение надежности выборки, уменьшение потерь промыслового времени и улова.

Целью является также упрощение оборудования, освобождение от него палубы рабочего борта, улучшение условий остойчивости.

Цель состоит и в том, чтобы повысить удобство подсушки невода, защитить конструкцию от перегрузок.

В конечном счете цель заключается в повышении эффективности использования механизации.

Это достигается тем, что в устройстве, включающем крепежное приспособление, три приводных фракционных барабана с преимущественно резиновым покрытием, установленные параллельно один другому в крепежном приспособлении с возможностью вращения среднего барабана в направлении, противоположном направлению вращения крайних барабанов, первый по ходу жгута барабан расположен над средним барабаном, а третий по ходу жгута барабан приближен к первому, причем передаточные числа и/или диаметры барабанов выполнены с условием уменьшения окружных скоростей барабанов на их рабочем диаметре от первого барабана к третьему по формуле
v_1,2= v₃(1+km , где v_1,2 - окружная скорость на рабочем диаметре первого или второго барабанов, м/с;
v₃ - окружная скорость на рабочем диаметре третьего барабана, соответствующая принятой номинальной скорости выборки, м/с;
m - эмпирическая константа, равная для капроновых неводов 0,0595;
k - коэффициент, пропорциональный толщине лежащего на втулке барабана жгута и выбираемый в пределах 1,00-1,20, причем наибольшее значение отвечает толщине, равной диаметру втулки третьего барабана;
Т_н1,2 - расчетное натяжение набегающей ветви жгута для первого или второго барабанов, кН.

Кроме того, цель достигается за счет того, что по меньшей мере один из барабанов снабжен дистанционно управляемой муфтой свободного хода и предельного момента.

По поводу коэффициента k дополнительно следует разъяснить, что его значение может быть и выше указанных пределов, однако превышение толщин жгута над диаметрами втулок барабанов нерационально из-за больших потерь тягового усилия на сминание жгута. Что же касается меньших толщин, то определение k выполняется по обычным законам пропорциональности, например, если толщина жгута равна полдиаметра втулки, то k = 1,10, если четверть, то k = 1,05 и т.д.

Основными отличительными от прототипа признаками являются следующие:
расположение первого по ходу жгута барабана над средним;
приближение третьего барабана к первому;
выполнение передаточных чисел и/или диаметров барабанов с условием уменьшения окружных скоростей барабанов от первого к третьему по формуле
v_1,2=v₃(1+km .

Дополнительными отличительными признаками являются:
снабжение по меньшей мере одного из барабанов муфтой свободного хода и предельного момента;
дистанционное управление муфтой.

Перечисленная совокупность отличительных признаков не раскрыта в известных решениях этой и смежных областях науки и техники, не выявлена в источниках информации, доступных неопределенному кругу лиц, и, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Новая совокупность основных признаков позволяет существенно улучшить тяговую характеристику. Расположение первого по ходу жгута барабана над средним и приближение третьего барабана к первому коренным образом меняют геометрические условия обхвата барабанов жгутом и позволяют увеличить общий угол обхвата до 520 вместо прежних 365^о у прототипа. Это способствует возрастанию тяговой характеристики, однако полностью теоретически возможная для указанного угла обхвата характеристика реально не может быть достигнута из-за растяжимости жгута, которая в известных теоретических формулах не учитывается, хотя она в многогабаритных машинах резко снижает тяговую характеристику по сравнению с расчетной. Лишь использование в конструкции третьего основного признака, а именно выполнение передаточных чисел и/или диаметров барабанов с условием уменьшения окружных скоростей на их рабочем диаметре от первого барабана к третьему по формуле v_1,2=v₃(1+km позволяет привести реальную тяговую характеристику в точное соответствие с теоретической и тем самым увеличить ее во много раз. По сравнению с прототипом она будет выше примерно в 1700 раз.

Столь значительное улучшение тяговой характеристики освобождает рыбаков от необходимости прилагать физические усилия для подтягивания сбегающего жгута невода, резко повышает надежность выборки, улучшает использование промыслового времени и тем самым повышает уловы. Вместе с тем отпадает необходимость в использовании комплекса из выборочной и транспортирующей машин. Достаточно иметь единственную машину, размещенную над местом укладки невода и притом на минимальной высоте, обусловленной только удобством укладки. Все это упрощает оборудование, высвобождает палубу, улучшает остойчивость судна.

Снабжение по меньшей мере одного, например, третьего барабана, дистанционно управляемой муфтой свободного хода позволяет в нужный момент резко уменьшить действующий угол обхвата и, следовательно, сцепление невода с барабанами, что дает возможность выбирать дель мотни, не трогая верхней и нижней подбор, то есть обеспечить подсушку с большим удобством по сравнению с прототипом. Эту муфту рационально выполнять и как предохранительную, дающую защиту конструкции от перегрузок.

Анализ технического решения показывает, что новая совокупность отличительных признаков не выявлена среди известных решений, позволяет получить положительный эффект, и, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображено устройство, вид сбоку в разрезе по центру; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кинематическая схема привода тяговых барабанов; на фиг. 4 - торцевой участок третьего по ходу жгута барабана в сечении по линии Б-Б на фиг. 1 с дистанционно управляемой муфтой свободного хода.

Устройство состоит из трех тяговых барабанов 1, 2 и 3, вращающихся на осях 4, 5 и 6, монтированных в крепежном приспособлении 7. В рассматриваемом варианте оно выполнено в виде обоймы, снабженной траверсой 8 и вертлюгом для подвески на судовую стрелу. Барабаны снаружи покрыты резиновой футеровкой 10, 11 и 12. Футеровка 10 барабана 1 проточена по окружности 13 с центром, лежащим внутри рыма 9. Торцовые части барабанов прикрыты щеками 14, которые могут быть съемными или выполняться за одно целое с обоймой 7. Траверса 8 и участки обоймы и щек между барабанами могут выполняться откидными или съемными для более удобного экстренного извлечения жгута. Барабан 3 может устанавливаться консольно. Привод к барабанам осуществлен от двигателя 15, который через редуктор 16 вращает шестерню 17, которая в свою очередь вращает зубчатое колесо 18, укрепленное на барабане 1. От шестерни 17 принимают вращение также шестерня 19 и укрепленное на барабане 2 зубчатое колесо 20. Барабан 2 получает вращение от колеса 20 через шестерни 21, 22 и зубчатое колесо 23. Направление вращения шестерни и зубчатых колес на фиг. 3 показано стрелками. Возможны и другие варианты привода.

Дистанционно управляемая муфта может быть выполнена, например, в виде зубчатого колеса 23 (фиг. 4) с внутренним конусом 24, с которым может взаимодействовать конус подпружиненного ползуна 25, снабженного шлицами 26 для зацепления с втулкой барабана 3. Зубчатое колесо 23 свободно насажено на ось 6 (детали, предотвращающие аксиальное смещение колеса 23, на фиг. 4 не показаны), а ось в торце имеет канал с плунжером 27, который концом упирается в палец 28, размещенный в выфрезерованном в оси 6 поперечном пазу 29. Концы пальца 28 свободно лежат в чаше 30, которая через шарикоподшипник может воздействовать на хвостовик ползуна 25. С наружной стороны у выступающего конца плунжера 27 расположен сильфон (гидроцилиндр, электромагнит и т.п.) 31, к которому подведено давление от патрубка 32. Пружина, поднимающая ползун 25, рассчитана на срабатывание от заранее заданного предельного момента, а управление подачей давления через патрубок 32 выведено на пульт управления устройством.

С футеровкой барабанов 1, 2 и 3 взаимодействует жгут 33 орудия лова, который при прохождении барабанов своей толстой матенной частью может занимать положение, обозначенное на фиг. 1 пунктиром 34. Этот пунктир обозначает границу возможного приближения третьего барабана к первому, то есть определяет наибольшую величину общего угла обхвата. На барабанах жгут образует углы обхвата ϕ₁, ϕ₂ и ϕ₃. Общий угол обхвата слагается из этих углов.

На фиг. 1 показано положение, когда натяжение набегающей ветви жгута проходит по линии N-N через точку подвеса, где пересекает линию центров К-N. Такое положение не является строго обязательным, и точка подвеса может быть смещена левее от линии центров К-N.

Вариант вертлюжной подвески обоймы к стреле является пока единственно возможным. В дальнейшем с целью повышения оперативности работы подвеска может осуществляться и к манипуляторам, подобным описанному по авт.св. СССР N 466875, кл. А 01 К 73/06, при условии обеспечения их прочности, соответствующей усилиям выборки. В этом случае подвес осуществляется за ушки 35 и 36, траверса может отсутствовать, а первый барабан может иметь цилиндрическую форму.

Окружные скорости барабанов по ходу жгута, то есть от первого к третьему барабанам, должны убывать по закону v_1,2=v₃(1+km. Конструктивно это обеспечивается тем, что диаметр, например, барабана 1 (вместе с футеровкой 10) должен быть больше диаметра барабана 2 (вместе с футеровкой 11) на величину, определяемую указанной формулой. Точно также диаметр барабана 2 должен быть больше диаметра барабана 3 (с футеровкой) в пропорции, задаваемой формулой. Альтернативное конструктивное решение может состоять в том, что при неизменных диаметрах барабанов передаточное отношение между шестерней 17 и зубчатым колесом 20 должно быть чуть больше, чем между парой - шестерня 17 и колесо 18, а именно в пропорции, заданной формулой. Подобно этому должно быть подобрано и передаточное отношение между зубчатыми колесами 20 и 23 (промежуточные шестерни 21 и 22 не влияют на передаточное соотношение), которое должно быть чуть больше, чем между колесами 18 и 20. Возможны также любые сочетания между диаметрами и передаточными числами, но во всех случаях обязательно соблюдать соотношение между окружными скоростями v₁, v₂ и v₃, задаваемое формулой.

Работа устройства заключается в следующем.

Устройство подвешивают на рым 9 к судовой стреле и помещают непосредственно над местом укладки невода. Конец невода, сложенный в жгут 33, закладывают на барабаны 1, 2 и 3. Включают двигатель 15, который через редуктор 17, колесо 18, шестерню 19, колесо 20, шестерни 21 и 22 и зубчатое колесо 23 начинает вращать барабаны 1, 2 и 3 в направлении стрелок, показанных на фиг. 3. Жгут за счет фрикционного сцепления с футеровкой барабанов на участках с углами ϕ₁, ϕ₂ и ϕ₃ выбирается из воды под напряжением Т_н (оно же Т_н1 для первого барабана) и поступает на неводную площадку под действием натяжения Т_с (фиг. 1), которое обусловлено весом сбегающего участка жгута невода.

Проточка футеровки 10 по окружности 13 обеспечивает устойчивую ориентацию продольной оси устройства в вертикальной плоскости (фиг. 2). Если проточку не делать, устойчивым положением обоймы 7 будет такое, при котором жгут займет место у одной из щек обоймы, причем набегающая ветвь сориентируется вдоль линии М-М, которая примет вертикальное положение. Обойма будет висеть криво, а жгут будет тереться о щеку обоймы.

В конце выборки, когда в воде остается только часть мотни, которую необходимо подсушить для выливки улова, в патрубок 32 (фиг. 4) подают давление. Сильфон (или гидроцилиндр) 31 давит на плунжер 27, тот - на палец 28 и чашу 30, которая через шарикоподшипник отжимает ползун 25 от конуса 24 и тем самым освобождает барабан 3 от связи с приводом. Общий угол обхвата уменьшается на величину ϕ₃, то есть почти на треть, что резко ослабляет фрикционное сцепление жгута с барабанами. В результате появляется возможность выбирать дель мотни, не затрагивая верхней подборы, которая остается в воде, что и позволяет приступить к выливке улова. При необходимости давление из сильфона убирают, под действием пружины ползун 25 снова фрикционно сцепляется с конусом 24, и выборка может быть продолжена с полным углом обхвата. В случае, если муфтой снабжен также второй барабан, эффект регулировки угла обхвата увеличивается, так как действующий угол обхвата при отключении муфт уменьшится на величину ϕ₃ + ϕ₂.

При перегрузках устройства, если пружина ползуна 25 рассчитана на предельный момент правильно, ползун 25 проворачивается относительно конуса 24, что и предотвращает поломку машины ввиду пробуксовки невода на оставшихся в зацеплении барабанах.

П р и м е р. В таблице приведены основные данные, относящиеся к предлагаемому устройству в кошельковом варианте и к прототипу. Расчеты теоретической тяговой характеристики в обоих случаях выполнены по одним и тем же расчетным зависимостям, имеющимся, например, в упоминавшейся книге С.С.Торбана на с. 101-103, с применением одних и тех же параметров трения, найденных опытным путем для соответствующих режимов тяги.

Сравнивая табличные данные, можно предварительно отметить, что предлагаемое устройство предполагается выполнить с меньшим номинальным тяговым усилием, так как имеющиеся опытные замеры (например, журнал "Рыбное хозяйство", N 11, 1970, 37 с.) говорят о том, что тяга в 30-35 кН вполне достаточна для работы с самыми крупными неводами и в самую неблагоприятную погоду.

Большее номинальное тяговое усилие прототипа говорит лишь о его избыточной прочности и мощности и вовсе не означает его лучших тяговых возможностей. Последние полностью определяются тяговой характеристикой, которая, если не учитывать растяжимости жгута, выше у предлагаемого устройства по расчету в 10850/70,1 = 150 раз. Полное же преимущество предлагаемого устройства по тяговой характеристике гораздо больше. Поскольку конструкция прототипа не предусматривает уменьшения окружных скоростей по указанной выше формуле, то реальная характеристика прототипа ниже теоретической в 70,1/6,4 = 11 раз. У предлагаемого устройства в результате выполнения его конструкции с учетом третьего основного признака реальная тяговая характеристика будет примерно соответствовать его теоретической, что дает общее превосходство предлагаемого устройства по тяговой характеристике в 10850/6,4 = 1700 раз.

Из таблицы видно, что предлагаемое устройство гораздо компактнее прототипа, несмотря на то, что диаметры и количество тяговых барабанов у них одинаковые. Ввиду этого обязательно должен быть выигрыш в смысле уменьшения массы, даже если сопоставляемые устройства выполнить на одно и то же номинальное тяговое усилие. Выигрыш в массе будет и за счет того, что прототип должен быть дополнен еще одним, транспортирующим механизмом, который не нужен при использовании предлагаемого устройства.

Низкая подвеска предлагаемого устройства всего на 2,2 м над палубой создает лучшие условия для остойчивости судна, поскольку транспортирующий рол прототипа подвешен минимум в два раза выше. Высокое расположение на судне занимает и сам прототип, имеющий габарит по высоте 2950 мм.

Применение дистанционно управляемых муфт создает дополнительные удобства при подсушке невода и, кроме того, может быть использовано для устранения возникающих по ходу выборки перекосов невода.

Сказанное подтверждает достижимость цели изобретения.

Назначение: преимущественно для выборки кошельковых и закидных неводов и их подсушки при выливке улова. Сущность изобретения: устройство выполнено в виде обоймы с установленными тремя приводными тяговыми барабанами, расположенными в одной вертикальной плоскости. Их поверхности покрыты высокофрикционной футеровкой. Первый и третий барабаны по ходу жгута имеют одинаковое направление вращения, а второй барабан - противоположное. Окружные скорости барабанов уменьшаются от первого к третьему. Их рассчитывают с учетом окружной скорости на рабочих диаметрах барабанов, толщины лежащего на барабане жгута и расчетного натяжения набегающей ветви жгута. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБОРКИ ОРУДИЙ ЛОВА ЖГУТОМ, включающее крепежное приспособление, три приводных фрикционных барабана с преимущественно резиновым покрытием, установленные параллельно один к другому в крепежном приспособлении с возможностью вращения среднего барабана в направлении, противоположном направлению вращения крайних барабанов, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования, первый по ходу жгута барабан расположен над средним барабаном, а третий по ходу жгута барабан приближен к первому, причем передаточные числа и/или диаметры барабанов выполнены с условием уменьшения окружных скоростей барабанов на их рабочем диаметре от первого барабана к третьему по формуле
v_1,2=v₃(1+Km,
где V_1,2 - окружная скорость на рабочем диаметре первого или второго барабана, м/с;
V₃ - окружная скорость на рабочем диаметре третьего барабана, соответствующая принятой номинальной скорости выборки, м/с;
μ - эмпирическая константа, равная для капроновых неводов 0,0595;
K - коэффициент, пропорциональный толщине лежащего на втулке барабана жгута и выбираемый в пределах 1,00 - 1,20, причем наибольшее значение отвечает толщине, равной диаметру втулки третьего барабана;
T_н1,2 - расчетное натяжение набегающей ветви жгута для первого или второго барабанов, кН. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью удобства подсушки невода, по меньшей мере один из барабанов снабжен дистанционно управляемой муфтой свободного хода и предельного момента.