ОСТАНОВ ДЛЯ ГРУЗА, ПЕРЕМЕЩАЕМОГО МЕХАНИЗМОМ ПОДЪЕМА Российский патент 2003 года по МПК B66D5/32 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к остановам, замыкаемым весом поднимаемого груза в механизмах подъема грузоподъемных машин.

Известный грузоупорный тормоз, замыкаемый весом поднимаемого груза (см. Александров М. П. Тормоза грузоподъемных машин. - М.: Машиностроение, 1976, с. 279, рис. 5.35), который состоит из вала зубчатого редуктора, на котором установлено три диска: первый диск с валом жестко соединен шпонкой; другой диск, представляющий собой одно целое с зубчатым колесом, посажен на винтовую нарезку на этом же валу; третий диск храповика находится между первым и вторым дисками, свободно сидящий на ступице зубчатого колеса. Нарезка на упомянутом валу направлена так, что при вращении вала в сторону подъема груза зубчатое колесо - второй диск перемещается вдоль вала в сторону первого диска и зажимает третий диск храповика. Вследствие соответствующего направления зубьев храповика все три диски получают возможность свободно вращаться с валом в сторону подъема груза. По окончании подъема груз останавливается и своим весом создает обратный момент. Так как собачка удерживает храповик от обратного вращения, а первый и второй диски сцеплены с диском храповика силой трения, вал стопорится весом поднимаемого груза и последний находится в подвешенном состоянии.

Для опускания груза необходимо вращать вал в сторону опускания, поэтому зубчатое колесо - второй диск будет перемещаться по резьбе вправо, пока давление на диск храповика не уменьшится и момент трения между первым и вторым дисками и диском храповика станет недостаточным, чтобы удерживать зубчатое колесо от вращения под действием момента от веса груза, и груз начнет опускаться. Свободное опускание груза будет продолжаться до тех пор, пока угловая скорость диска - зубчатого колеса не превысит угловой скорости вала, тогда второй диск - зубчатое колесо начнет навертываться по резьбе вала и перемещаться влево; момент трения между дисками снова увеличится и прекратит относительное вращение дисков - груз остановится в подвешенном состоянии. Полное опускание груза требует неоднократного повторения этой операции.

Основным недостатком известного грузоупорного тормоза, замыкаемого весом поднимаемого груза, является то, что для опускания груза необходимо в течение всего времени опускания прилагать внешний момент со стороны привода, а это ведет к энергетическим затратам; регулировать скорость опускания груза изменением скорости привода; для обеспечения плавности работы останова для груза, перемещаемого механизмом подъема и уменьшения износа поверхности трения дисков их необходимо обильно смазывать.

Известный управляемый фрикционный останов (см. АС СССР 164420, МПК В 66 d 5/32, 1964 г.), наиболее близкий по своей технической сути к предлагаемому изобретению, состоит из гидравлической системы с обратным клапаном, тормозного барабана с установленным кольцевым корпусом с симметрично расположенными на внутренней поверхности выемками, в которых шарнирно на осях закреплены эксцентриковые кулачки, по обеим сторонам кулачков установлены гидроцилиндры и подпружиненные штифты. При вращении тормозного барабана в одном направлении кулачки свободно скользят по его поверхности, а при обратном - тормозной барабан зажимается эксцентричными кулачками с помощью подпружиненных штифтов, во время растормаживания эксцетричные кулачки отжимаются от тормозного барабана с помощью гидроцилиндров, в которые через гидросистему с обратным клапаном подается жидкость.

Основным недостатком известного управляемого фрикционного останова является то, что наличие фрикционной связи между барабаном и эксцентричными кулачками приводит к интенсивному износу этих деталей, необходимы дополнительные затраты энергии на работу гидросистемы с обратным клапаном, сложность конструкции в управлении и при эксплуатации.

Задача изобретения - улучшение эксплуатационных показателей останова для груза, перемещаемого механизмом подъема: уменьшение энергоемкости; увеличение долговечности; упрощение управлением опускания груза.

Технический результат достигается тем, что в останове для груза, перемещаемого механизмом подъема, гидросистема с обратным клапаном снабжена шестеренчатым гидронасосом, корпус которого выполнен составным, включающим соединенные между собой с гарантированным натягом глухую внешнюю обойму и сквозную внутреннюю обойму, центральная шестерня гидронасоса установлена в центральном цилиндрическом отверстии сквозной внутренней обоймы, соединена с валом привода механизма подъема груза и зацеплена с боковыми шестернями, установленными в цилиндрических вырезах, выполненных на поверхности упомянутого цилиндрического отверстия с угловым шагом 360^o/z, где z≥2 - число боковых шестерен, в корпусе выполнены два герметичных кольцевых канала, образованных двумя кольцевыми канавками, выполненными соответственно на внешней цилиндрической поверхности сквозной внутренней обоймы и на внутренней цилиндрической поверхности глухой внешней обоймы и соединенными цилиндрическими каналами для подвода и отвода жидкости из зоны начала и конца зацепления центральной шестерни с боковыми шестернями, при этом составной корпус закрыт крышкой фланцем, которая загерметизирована с центральной шестерней подвижным уплотнением, гидросистема выполнена с двумя замкнутыми цепями, первая из которых образована упомянутым гидронасосом и обратным клапаном и допускает свободное вращение шестерен гидронасоса при подъеме груза перекачиванием жидкости из зоны начала зацепления через цилиндрические каналы в один герметичный кольцевой канал и через обратный клапан - во второй герметичный кольцевой канал и через цилиндрические каналы - в зону подвода жидкости, а вторая цепь образована упомянутым гидронасосом и регулируемым дросселем с рычагом управления и стопорит вращение шестерен в обратном направлении, при опускании груза пропусканием жидкости регулируемым дросселем в этом направлении.

При таком останове для груза, перемещаемого механизмом подъема, исключаются дополнительные затраты энергии на опускание груза, увеличивается долговечность - нет износа за счет трения, улучшается управление опусканием груза.

На фиг.1 изображен останов для груза, перемещаемого механизмом подъема, общий вид, работа по подъему груза; на фиг.2 - то, что показано на фиг.1, работа по опусканию груза или остановки вала; на фиг.3 - то, что показано на фиг.1 или фиг.2, сечение А-А; на фиг.4 - то, что показано на фиг.1 или фиг.2 - сечение Б-Б; на фиг.5 - то, что показано на фиг.1 или фиг.2, сечение В-В; на фиг.6 - то, что показано на фиг.1 или фиг.2, сечение Г-Г; на фиг.7 изображена схема гидросистемы останова для груза, перемещаемого механизмом подъема (первая замкнутая цепь), работа по подъему груза; на фиг.8 изображена схема гидросистемы останова для груза, перемещаемого механизмом подъема (вторая замкнутая цепь), работа по опусканию груза.

Останов для груза, перемещаемого механизмом подъема, выполнен в виде высокомоментного многошестеренчатого (три и более шестерни) гидронасоса, который состоит из составного корпуса, включающего глухую внешнюю 1 и сквозную внутреннюю 2 обоймы. На внутренней цилиндрической поверхности глухой внешней обоймы 1 выполнены две кольцевые канавки, такие кольцевые канавки выполнены на внешней цилиндрической поверхности сквозной внутренней обоймы 2, таким образом, что при соединении глухой внешней обоймы 1 с сквозной внутренней обоймой 2 по этим поверхностям посредством гарантированного натяга образуются герметичные кольцевые каналы 3 и 4. Составной корпус закрыт крышкой - фланцем 5 с помощью винтов 6 и загерметизирован неподвижным уплотнением 7. В сквозной внутренней обойме 2 составного корпуса на внутренней цилиндрической поверхности выполнены цилиндрические вырезы с угловым шагом 360^o/z, где z≥2 - число боковых шестерен, в которые установлены боковые шестерни, например, 8, 9, 10 и 11 на осях 12, то есть четыре боковые шестерни (z= 4) с угловым шагом 90^o. В зацепление с боковыми шестернями 8, 9, 10 и 11 входит центральная шестерня 13, которая с крышкой - фланцем 5 загерметизирована подвижным уплотнением 14. Для подвода жидкости в зоны начала или конца зацепления и отвода жидкости из этих зон зацепления в зависимости от направления вращения боковых шестерен 8, 9, 10, 11 и центральной шестерни 13 выполнены цилиндрические каналы 15, 16, 17 и 18, соединенные с кольцевым каналом 3, и цилиндрические каналы 19, 20, 21 и 22, соединенные с кольцевым каналом 4. Кольцевые каналы 3 и 4 соединены между собой обратным клапаном 23 и дросселем 24 с рычагом управления 25. Для заполнения гидросистемы жидкостью служит бачок 26, соединенный трубопроводом 27 через обратные клапаны 28 и 29 с кольцевыми каналами 3 и 4. Останов для груза, перемещаемого механизмом подъема, устанавливается центральной шестерней 13 на выходном участке вала 30 механизма подъема груза, который необходимо остановить, и соединяется с ним, например, шпонкой 31, а крепится на механизме подъема груза с помощью, например, крышки - фланца 5.

Останов для груза, перемещаемого механизмом подъема, работает следующим образом.

Вначале гидросистема останова для груза, перемещаемого механизмом подъема, заполняется жидкостью. Далее при вращении вала 30 привода механизма подъема груза по направлению подъема груза вращается в том же направлении центральная шестерня 13. Входящие в зацепление боковые шестерни 8, 9, 10 и 11 вращаются в обратном направлении так, что происходит нагнетание жидкости в цилиндрические каналы 15, 16, 17 и 18, а далее в кольцевой канал 3. Через обратный клапан 23 жидкость перекачивается в кольцевой канал 4, а из него через цилиндрические каналы 19, 20, 21 и 22 - во всасывающие зоны зацепления боковых шестерен 8, 9, 10, 11 с центральной шестерней 13, образуя первую замкнутую цепь гидросистемы. Если гидросистема не полностью заполнена жидкостью, то дополнительная жидкость поступает из бачка 26 через трубопровод 27, обратный клапан 29 в кольцевой канал 4. По окончании подъема груз останавливается и своим весом создает обратный вращающий момент, то есть вращение вала 30 меняется на обратное направление. На обратное направление меняется вращение центральной шестерни 13 и боковых шестерен 8, 9, 10 и 11. Жидкость при этом нагнетается в цилиндрические каналы 19, 20, 21 и 22, а из них - в кольцевой канал 4, который в этом направлении разделен с кольцевым каналом 3 обратным клапаном 23 и закрытым регулируемым дросселем 24 с рычагом управления 25 - циркуляция жидкости в обратном направлении не возможна, происходит стопорение вращения боковых шестерен 8, 9, 10, 11 и центральной шестерни 13, а также вала 30 - поднятый груз находится в подвешенном состоянии.

Для опускания груза при помощи рычага управления 25 включают регулируемый дроссель 24 и жидкость из кольцевого канала 4 перекачивается в кольцевой канал 3, а далее через цилиндрические каналы 15, 16, 17 и 18 - во всасывающие зоны зацепления боковых шестерен 8, 9, 10, 11 с центральной шестерней 13, образуя вторую замкнутую цепь гидросистемы, при этом вращаются боковые шестерни 8, 9, 10, 11 и центральная шестерня 13, а с ней вал 30 - груз плавно опускается. Если гидросистема не полностью заполнена жидкостью, то дополнительная жидкость поступает из бачка 26 через трубопровод 27, обратный клапан 28 в кольцевой канал 3. При закрытии регулируемого дросселя 24 рычагом 25 гидросистема запирается, прекращается циркуляция жидкости по второй замкнутой цепи гидросистемы, прекращается вращение боковых шестерен 8, 9, 10, 11 и центральной шестерни 13, а также вала 30 - опускание груза прекращается.

Такой останов для груза, перемещаемого механизмом подъема, улучшает эксплуатационные показатели: уменьшает энергетические затраты на опускание груза; увеличивает долговечность за счет отсутствия пар трения и упрощает управление опусканием груза.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к остановам, замыкаемым весом передаваемого груза в механизмах подъема грузоподъемных машин. Гидросистема с обратным клапаном останова груза, перемещаемого механизмом подъема, снабжена шестеренчатым гидронасосом и выполнена с двумя замкнутыми цепями. В составном корпусе шестеренчатого гидронасоса глухая внешняя обойма и сквозная внутренняя обойма соединены между собой. Центральная шестерня шестеренчатого гидронасоса установлена в сквозной внутренней обойме, соединена с валом привода механизма подъема, зацеплена с боковыми шестернями и загерметизирована с крышкой-фланцем составного корпуса. Первая из цепей гидросистемы образована упомянутым гидронасосом и обратным клапаном и допускает свободное вращение шестерен гидронасоса при подъеме груза перекачиванием жидкости из зоны начала зацепления в герметичные кольцевые каналы и в зону подвода жидкости. Вторая цепь образована упомянутым гидронасосом и регулируемым дросселем с рычагом управления и стопорит вращение шестерен в обратном направлении при опускании груза пропусканием жидкости регулируемым дросселем в этом направлении. Технический результат - уменьшены энергетические затраты на опускание груза, увеличена долговечность, упрощено управление опусканием груза. 8 ил.

Останов для груза, перемещаемого механизмом подъема, содержащий гидросистему с обратным клапаном, отличающийся тем. что гидросистема с обратным клапаном снабжена шестеренчатым гидронасосом, корпус которого выполнен составным, включающим соединенные между собой с гарантированным натягом глухую внешнюю обойму и сквозную внутреннюю обойму, центральная шестерня гидронасоса установлена в центральном цилиндрическом отверстии сквозной внутренней обоймы, соединена с валом привода механизма подъема груза и зацеплена с боковыми шестернями, установленными в цилиндрических вырезах, выполненных на поверхности упомянутого цилиндрического отверстия с угловым шагом 360^o/z, где z≥2 - число боковых шестерен, в корпусе выполнены два герметичных кольцевых канала, образованных двумя кольцевыми канавками, выполненными соответственно на внешней цилиндрической поверхности сквозной внутренней обоймы и на внутренней цилиндрической поверхности глухой внешней обоймы и соединенными цилиндрическими каналами для подвода и отвода жидкости из зоны начала и конца зацепления центральной шестерни с боковыми шестернями, при этом составной корпус закрыт крышкой-фланцем, которая загерметизирована с центральной шестерней подвижным уплотнением, гидросистема выполнена с двумя замкнутыми цепями, первая из которых образована упомянутым гидронасосом и обратным клапаном и допускает свободное вращение шестерен гидронасоса при подъеме груза перекачиванием жидкости из зоны начала зацепления через цилиндрические каналы в один герметичный кольцевой канал и через обратный клапан - во второй герметичный кольцевой канал и через цилиндрические каналы - в зону подвода жидкости, а вторая цепь образована упомянутым гидронасосом и регулируемым дросселем с рычагом управления и стопорит вращение шестерен в обратном направлении при опускании груза пропусканием жидкости регулируемым дросселем в этом направлении.