РУЧНАЯ ЛЕБЕДКА Российский патент 1997 года по МПК B66D1/04 

Изобретение относится к грузоподъемным средствам, в основном к малой механизации подъема грузов.

Известны лебедки с ручным приводом, содержащие барабан, канат, зубчатый привод, рукоятку, тормоз [1] Недостатком этой конструкции является необходимость наличия специального тормоза для остановки груза.

Известна также лебедка с ручным приводом с планетарно-эксцентриковой передачей внутреннего зацепления между приводным валом и барабаном, в котором барабан жестко связан с сателлитом планетарной передачи, сидящем на эксцентричных шейках приводного вала, на котором установлен грузоупорный тормоз [2] Недостатком данной конструкции является необходимость установки одного тормоза при подъеме обычных грузов или двух тормозов при подъеме людей или особо опасных грузов, что усложняет конструкцию лебедки.

Техническим результатом изобретения является уменьшение конструктивных элементов, т. е. упрощение конструкции за счет устранения одного тормоза и повышения безопасности работ.

Это достигается тем, что в ручной лебедке, содержащей установленные на приводном валу барабан и самотормозящую передачу внутреннего зацепления, сателлит которой жестко соединен с барабаном, радиус навивки каната на барабан меньше начального радиуса упомянутого сателлита и определяется из соотношения:

где
a межосевое расстояние,
Z_в число зубьев венца,
Z_с число зубьев сателлита,
r_к радиус навивки каната.

При этом усилие на рукоятке лебедки на части оборота меняет знак на обратный, т. е. передача становится в пределах некоторого угла поворота рукоятки самотормозящейся, причем зона самоторможения тем больше, чем больше отношение начального радиуса сателлита к радиусу навивки каната.

На фиг. 1 показана лебедка, общий вид; на фиг. 2 схема зацепления; на фиг. 3 график усилий на рукоятке.

Лебедка (фиг. 1) состоит из рукоятки 1, приводящей во вращение эксцентриковый вал 4, на котором на подшипниках качения установлен сателлит 2 планетарной передачи, составляющей одно целое с барабаном 3. Сателлит находится в зацеплении с зубчатым венцом 5. Вся конструкция собрана в корпусе 6, составляющем одно целое с венцом 5.

Работа лебедки происходит следующим образом. При вращении рукоятки (фиг. 2) сателлит 2 вместе с барабаном 3, вращаясь на шейках эксцентричного вала 4, обкатывается внутри зубчатого венца 5 с внутренними зубьями. При этом за один оборот рукоятки 1 барабан поворачивается на угол, пропорциональный разности длин начальных окружностей венца и сателлита.

При этом выполняется соотношение:
Q^t • r_c=P_к • r_к (1),
где
Q^t окружное усилие в зацеплении,
r_с начальный радиус сателлита,
P_к усилие в канате,
r_к радиус навивки каната.

От усилия в канате P_к и окружного усилия в зацеплении Q^t к рукоятке 1 передается вращающее усилие:
Q^т-P_к= Q^т-P_кcosα (2),
где
α угол между осью каната и линией центров O₁ O₂;
Pтк

Для того чтобы условие самоторможения выполнялось, необходимо, чтобы усилие на рукоятке за один оборот меняло знак на обратный при изменении α от -180^o до +180^o, или из (2) следует, что, используя (1), получим , или r_к/r_с <1 (3).

Область самоторможения (без учета трения) из (2) и (3) определяется:

Для обеспечения запаса торможения должно быть β = 60^°. Отсюда из условия (4):
r_к/r_с<0,83 (5).

Учитывая соотношение:
R_в/R_с=Z_в/Z_с (6),
где
R_в, R_с начальные радиусы венца и сателлита;
Z_в, Z_с число зубьев венца и сателлита,
а также соотношение:
R_в R_с= a (7),
где
a межосевое расстояние O₁ O₂
из соотношения (1), получим:

В указанном соотношении параметры а; Z_в; Z_с; r_к назначаются конструктором и присущи данному изделию.

На фиг.3 показан график усилий на рукоятке в течение оборота от -180^o до +180^o. Стрелками показано направление усилия на рукоятке. Как видно в точках A и B, усилие на рукоятке равно нулю, причем в точке A самоторможение является устойчивым. При других положениях рукоятки 1 оставленная рукоятка поворачивается до положения A (в соответствии с направлением стрелок), где и происходит затормаживание.

Прохождение точки самоторможения невозможно, так как в нем усилие на рукоятке меняет знак вплоть до второго равновесного положения (точка B).

Таким образом, самоторможение обеспечивается кинематикой механизма независимо от наличия и изменения трения.

Наличие самоторможения позволяет упростить лебедку, повысить безопасность работы, при этом самоторможение достигается без снижения КПД механизма и не зависит от трения и износа.

Использование: устройство относится к малой механизации подъема грузов. Сущность изобретения: лебедка состоит из рукоятки 1, приводящей во вращение эксцентриковый вал 4, на котором на подшипниках качения установлены сателлит 2 планетарной передачи, составляющий одно целое с барабаном 3. Сателлит 2 находится в зацеплении с зубчатым венцом 5. При этом соотношение размеров передачи выполнено так, что радиус навивки каната на барабан 3 выполнен меньше начального радиуса сателлита 2. 3 ил.

Ручная лебедка, содержащая установленные на приводном валу барабан и самотормозящую планетарную передачу внутреннего зацепления, сателлит которой жестко соединен с барабаном, отличающаяся тем, что радиус навивки каната на барабан меньше начального радиуса сателлита и определяется из соотношения 0,83а/(z_в/z_с 1) > r_к, где а межосевое расстояние, z_в число зубьев венца, z_с число зубьев сателлита, r_к радиус навивки каната.