VIP-ЛЕБЕДКА ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУЗА Российский патент 2013 года по МПК B66D1/00 B66C23/00 

Изобретение относится к подъемно-транспортным машинам с лебедочным преобразующим механизмом для перемещения подвешенных грузов и может быть использовано при сборочных, ремонтных и фасовочных операциях со штучными изделиями, а также при проведении монтажно-строительных и погрузочно-разгрузочных работ в промышленности, машиностроении, портовом и гаражном хозяйстве.

Известен передаточный механизм, состоящий из двух жестких звеньев, образующих винтовую пару скольжения «винт-гайка», преобразующую вращение ведущего винта в поступательное движение ведомой гайки [1] - аналог.

Недостатками этого механизма являются

1. Наличие скольжения в паре «винт-гайка» приводит к большим потерям мощности на трение, повышенному износу и очень низкому КПД; а согласно [1] другими недостатками винтовых механизмов качения «винт-гайка» являются более сложная конструкция, низкая грузоподъемность и более высокая стоимость.

2. Согласно базового справочника [1] («Энциклопедия по машиностроению», с.578, п.1) из-за низкого КПД = 25% возможность применения винтовых механизмов для преобразования движений в силовых передачах практически не используется.

Известна преобразующая ленточно-винтовая передача в виде передаточного механизма, содержащего винтовую пару скольжения, у которой ведущий винт выполнен в виде скрученной ленты с винтовыми поверхностями, взаимодействующими с прямоугольным отверстием ведомой гайки [2] - аналог.

Недостатками известной передачи являются низкий КПД и малая несущая способность из-за полного прогиба и искривления ленты под нагрузкой.

Известен применяемый на кранах и роботах-манипуляторах привод перемещения подвесного груза в виде шарнирно-стрелового устройства рычажного направляющего механизма для горизонтального перемещения груза, подвешиваемого на хоботе портального крана [3, с.41, рис.4] - аналог.

Недостатками известного устройства являются

1. Сложность конструкции привода перемещения подвесного груза состоит из 3-х канатных барабанов (грузового, стрелового и уравнительного) с канатоводителями и сложными понижающими обороты редукторами с большим передаточным отношением для обеспечения требуемой по технике безопасности малой скорости перемещения груза и с его малым отклонением от горизонтали движения (для исключения динамических перегрузок двигателя и механизма лебедки).

2. При горизонтальном перемещении груза происходит его неравномерное движение со значительными колебаниями по высоте (согласно [3, с.43, рис.5] для серийных кранов перемещаемый груз отклоняется от горизонтали на 0,7 метра), что приводит к повышенным динамическим нагрузкам на детали стрелового устройства и приводной двигатель и требует его повышенной мощности - это снижает долговечность и надежность подъемно-транспортной машины.

3. Для компенсации указанных колебаний груза от горизонтали требуется дополнительное согласованное сложное управление приводами всех трех барабанов тяговой лебедки для соответствующего изменения высоты подвеса груза на стреле.

4. Большие габариты и металлоемкость шарнирно-стрелового устройства крана из-за больших длин шарнирных звеньев механизма стрелы.

5. Ограниченные транспортные возможности - не обеспечивается одновременное встречное или попутное транспортирование по горизонтали нескольких различных подвешенных грузов.

Известно подвесное устройство для транспортирования грузовой тележки по бирельсовому пути, содержащее приводной двигатель, направляющие ведущие и ведомые катки, дифференциальный механизм привода катков и попеременно наматывающий или разматывающий трос на барабан канатный механизм, содержащий сложные понижающие обороты редукторы приводов ведущих катков и барабана лебедки с большим передаточным отношением для обеспечения требуемой малой скорости перемещения груза [4] - аналог.

Недостатками этого подвесного устройства являются

1. Сложность конструкции устройства (сложные понижающие обороты редукторы привода лебедки и привода грузовой тележки, дифференциальный зубчатый механизм, монтаж под потолком двух параллельных рельсов с точным расстоянием между ними по всей длине).

2. Низкая точность остановки груза при его нерегулируемом горизонтальном перемещении по рельсам снижает точность и производительность сборочных работ.

3. Ограниченные транспортные возможности - не обеспечивается одновременное встречное или попутное транспортирование по горизонтали нескольких различных подвешенных грузов.

Наиболее близким к предлагаемому является типовая лебедка для перемещения груза, содержащая установленное на основании преобразующее устройство для перемещения подвешенного груза посредством гибкой связи, выполненное в виде двухступенчатого планетарного редуктора, с одной стороны сблокированного с приводным двигателем, а с другой стороны сблокированного с барабаном для многорядной укладки каната (в процессе его постоянного разматывания с барабана или наматывания на барабан при перемещении груза возникает переменная длина свободной части каната), что требует применения в типовой лебедке специального многозвенного механизма канатоукладчика - для правильного попеременного многослойного наматывания каната на барабан строго перпендикулярно к оси барабана (с отклонением не более 2 градуса по правилам техники безопасности) [5] - прототип.

Недостатками типовой лебедки являются

1. Сложная конструкция и высокая трудоемкость изготовления, сборки и стоимость лебедки в связи с необходимостью точного изготовления применяемых шестерен и водила двух планетарных механизмов, а также выполнения данного редуктора с большим передаточным отношением (равным 50-70 для малых скоростей движения груза) и низким КПД.

2. Нестабильность скорости движения груза по пути и времени, так как скорость перемещения груза прямо зависит от диаметра намотки каната на барабан и из-за этого может самопроизвольно изменяться.

3. Необходимость применения в приводе лебедки дополнительного сложного механизма канатоукладчика (который согласно [5, с.248 и 401, рисунок б)] - дополнительно содержит 20 подвижных звеньев).

4. При использовании лебедки с канатным барабаном для горизонтального транспортирования по рельсам грузовых тележек возникает сильное провисание размотанного с барабана многометрового тягового каната (соединяющего тележку с барабаном), для уменьшения провисания которого и поддержания необходимого горизонтального натяжения многометрового стального каната применяется сложный силовой компенсирующий механизм.

5. Ограниченные транспортные возможности - лебедка не обеспечивает встречное или попутное перемещение разных подвешенных грузов.

6. Лебедка не обеспечивает возможность точной перестановки подвешенного груза из одной позиции в другую (например, с точностью 1 мм), что требуется при выполнении точных монтажных, сборочных и ремонтных работ.

7. Лебедка является травмоопасной и требует специальных устройств стопорения груза при остановке приводного двигателя.

Технической задачей является упрощение конструкции лебедки и обеспечение точного перемещения груза по горизонтали с малыми скоростями без применения понижающих обороты редукторов и канатоукладчика. Решение поставленной технической задачи достигается за счет использования нового эффекта - создания в конструкции VIP-лебедки бегущей волны винтового движения грузового гибкого элемента, вызывающего прямолинейное поступательное движение подвешенного груза вдоль оси вращения поворотного барабана.

Сущность изобретения заключается в том, что в лебедке для перемещения груза, содержащей установленное на основании преобразующее устройство для перемещения подвешенного груза посредством гибкой связи, последнее выполнено в виде однослойно навитого на поворотный барабан грузового гибкого элемента (канат, лента, цепь, винтовая пружина, ремень), закрепленного обоими концами на барабане и установленного на нем с вертикально расположенным радиальным зазором в одном из витков, внутренняя поверхность которого образует винтовую поверхность для качения по ней подвесного блокового устройства шарнирного присоединения переносимого груза. Таким образом, поворотный барабан и закрепленный на нем грузовой гибкий элемент образуют между собой подвижный винт винтовой лебедки, взаимодействующий с подвесом груза.

При совместном вращении барабана и витков грузового гибкого элемента его наклонная сбегающая ветвь (в пределах указанного радиального зазора) сматывается с барабана, а его наклонная набегающая ветвь одновременно и с той же скоростью наматывается на барабан - это винтовое движение гибкого элемента вдоль оси вращения барабана приводит к точному горизонтальному перемещению с малой скоростью установленного в радиально расположенный зазор вращающегося блока с грузом (расчет приведен ниже) и позволяет упростить привод лебедки (вообще не требуется редуктор и канатоукладчик).

Грузовой гибкий элемент может быть выполнен в виде винтовой пружины (навитой отдельно от барабана, а затем надетой на барабан), круглого каната (например, многожильного троса), плоской ленты (например, прямоугольного, квадратного или треугольного сечения), цепи (например, многозвенной сварной или пластинчатой) или гибкого ремня (например, кордошнурового или пленочного).

Привод барабана с замкнутым на него навитым гибким элементом может быть выполнен в виде реверсивного двигателя, полноповоротного рычага или ручной цепной передачи, а лебедка снабжена угловой шкалой точного поступательного перемещения груза по горизонтали, задающей поворот барабана лебедки относительно ее основания.

Применение подвесного блокового устройства для шарнирного присоединения груза в виде подвижного блока переносимым грузом, установленного в вертикально расположенный радиальный зазор и обхватываемого вращающимся вместе с барабаном гибким элементом, обеспечивает прямолинейное горизонтальное перемещение подвешенного груза.

Применение подвесного блокового устройства для шарнирного присоединения груза в виде двух смонтированных на общей подвижной оси блоков одинакового диаметра, между которыми установлена двухвенцовая звездочка с неодинаковым числом зубьев зубчатых венцов, кинематически связанных между собой и с блоком подвеса груза посредством замкнутой тяговой цепи, обеспечивает после подъема груза тяговой цепью и точного перемещения по горизонтали (за счет совместного поворота барабана с грузовым гибким элементом) - последующую фиксацию груза на любой требуемой высоте за счет самоторможения указанной цепной передачи.

Расчет эффективности изобретения винтовой лебедки (определяется из кинематического анализа устройства лебедки на фиг.1 с экспериментальной проверкой автором на действующей модели лебедки нового типа - результаты эксперимента приведены ниже)

1. Например, для перемещения за счет вращения барабана лебедки подвешенного к барабану груза массой 250 кг согласно [6] в качестве грузового гибкого элемента выбираем стальной канат диаметром d=4 мм и 20-кратный диаметр поворотного барабана D=20d=20·4=80 мм.

Сравним величину горизонтального перемещения подвешенного груза за 1 оборот барабана - в лебедке изобретения (фиг.1) и в лебедки прототипа [5].

2. В изобретении VIP-лебедки (фиг.1) перемещение груза винтообразным гибким элементом происходит независимо от диаметра барабана и поэтому при повороте барабана лебедки на 1 оборот груз переместится на величину шага навивки каната s₁, которая при его плотной навивке на барабан равна толщине каната, т.е. s₁-=d=4 мм.

Таким образом, тарированный поворот барабана, например, каждые 90°, т.е. 1/4 от его полного оборота на 360° (см. фиг.1) обеспечивает в изобретении точное перемещение груза по горизонтали на величину d/4=4 мм/4=1 мм без применения в лебедке сложного понижающего редуктора, что упрощает конструкцию лебедки.

3. В прототипе лебедки [5] при повороте канатного барабана на 1 оборот канат с грузом переместится на величину S₂, равную длине окружности барабана

S₂=πD=3,14·20d≈63d,

т.е. большую, чем в изобретении, в 63 раза.

Поэтому в прототипе лебедки [5] для получения требуемых малых скоростей перемещения груза нужно между двигателем и барабаном установить понижающий редуктор с большим передаточным отношением, равным S₂:s₁=63 - в виде двух сложных планетарных механизмов. Это значительно усложняет конструкцию лебедки и снижает ее эффективность.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана VIP-лебедка с грузовым гибким элементом для перемещения подвешенного груза; на фиг.2 показана VIP-лебедка повышенной грузоподъемности для устойчивого перемещения крупногабаритных грузов (схема а) - без промежуточных опор барабана, схема б) - с промежуточной опорой посередине длины барабана); на фиг.3 показана VIP-лебедка для одновременного транспортирования нескольких грузов (схема а) - попутное транспортирование; схема б) - встречное транспортирование); на фиг.4 показана VIP-лебедка с автоматическим подъемом и опусканием переносимого груза; на фиг.5 показана VIP-лебедка с управляемым подъемом и опусканием переносимого груза.

Данная VIP-лебедка содержит основание 1 с установленным на нем преобразующим устройством для перемещения подвешенного груза посредством гибкой связи, которое выполнено в виде однослойно навитого на поворотный барабан 2 грузового гибкого элемента 3, закрепленного обоими концами посредством фиксаторов 4 и 5 на барабане 2 и установленного на нем с вертикально расположенным радиальным зазором δ, по крайней мере, в одном из витков, внутренняя поверхность которого образует винтовую поверхность для качения по ней подвесного блокового устройства шарнирного присоединения переносимого груза 6. Таким образом, барабан 2 и закрепленный на нем грузовой гибкий элемент 3 образуют между собой подвижный винт винтовой лебедки, взаимодействующий с подвесом груза 6. Остальные витки гибкого элемента 3 расположены на барабане 2 без радиального зазора относительно наружного диаметра барабана и охватывают его по всей наружной поверхности. Гибкий элемент 3 является грузовым, так как расположен по винтовой линии вокруг барабана 2 таким образом, что его внутренняя поверхность представляет собой винтовую поверхность, взаимодействующую с подвесом груза 6 для его поступательного перемещения вдоль оси вращения барабана.

Основание лебедки 1 выполнено в виде П-образной рамы с опорами для поворотного барабана, монтируемой стационарно или подвешиваемой к стреле крана или подъемника. Установленный в опорах на основании 1 поворотный барабан 2 может быть выполнен в виде длинномерного вала, передающего вращение на навитый на него грузовой гибкий элемент 3 (длина такого вала превышает его диаметр). Поверхность поворотного барабана 2 под навивку может быть выполнена цилиндрической по всей длине барабана или конической по всей его длине или с различными сочетаниями конических и цилиндрических частей вдоль длины поворотного барабана, например, в виде сочетания цилиндрической части посередине барабана и конических частей по его краям (наибольший диаметр конических частей равен диаметру цилиндрической части - фиг.4).

Подвесное блоковое устройство может быть выполнено в виде установленного в радиальный зазор навивки δ подвижного шарнирного блока 7 для присоединения переносимого груза 6 (непосредственно или через полиспаст его подъема и опускания) или в виде двух смонтированных на общей оси и обхватываемых разными витками гибкого элемента 3 подвижных блоков одинакового диаметра 8 и 9, между которыми шарнирно установлена двухвенцовая звездочка с неодинаковым числом зубьев зубчатых венцов 10 и 11, которые кинематически связаны с блоком подвеса груза 12 посредством замкнутой тяговой цепи 13 подъема и опускания переносимого груза (длина которой должна быть больше суммы длин окружностей обоих зубчатых венцов 10 и 11). Обхватываемый цепью 13 блок подвеса груза 12 (см. фиг.5) может быть выполнен в виде звездочки или в виде гладкого тела вращения со спиральной навивкой цепи на него.

Привод поворотного барабана 2 с навитым на него гибким элементом 3 может быть выполнен в виде реверсивного двигателя 14, сблокированного со счетчиком числа оборотов поворотного барабана, протарированным в единицах горизонтального перемещения переносимого груза, или в виде установленной на оси барабана 2 звездочки с бесконечной тяговой цепью (не показана), или в виде сблокированного с барабаном 2 полноповоротного рычага 15, выполненного в виде штурвала или рулевого колеса со стрелочным указателем величины горизонтального перемещения переносимого груза. При этом лебедка снабжена угловой шкалой 16 точного горизонтального перемещения груза 6, задающей поворот барабана 2 относительно основания 1; а грузовой гибкий элемент 3 может быть выполнен в виде каната из многожильного троса, плоской ленты прямоугольного, квадратного или треугольного сечения, многозвенной цепи, гибкого ремня или цилиндрической винтовой пружины, изготовляемой отдельно от поворотного барабана, например, из плоской ленты или из круглой проволоки с диаметром навивки, превышающим, по крайней мере в одном из витков, диаметр поворотного барабана на величину радиального зазора для установки в него в вертикальной плоскости в контакте с указанной пружиной блока подвеса переносимого груза. Наружная поверхность поворотного барабана 2 может быть выполнена гладкой (в этом случае шаг навивки должен быть равен осевому размеру сечения гибкого элемента) или с винтовой канавкой, шаг которой может быть равен или больше осевого сечения гибкого элемента (выполнение шага навивки больше осевого размера сечения гибкого элемента приводит к увеличению скорости горизонтального перемещения груза 6 вдоль оси вращения барабана 2 независимо от осевого размера поперечного сечения грузового гибкого элемента).

Поворотный барабан 2 снабжен фиксаторами 4 и 5 (например, в виде прижимных накладок или клиновых зажимов) для закрепления на нем концов навитого на барабан грузового гибкого элемента 3, выполненного в виде сплошной навивки вдоль всей длины барабана или в виде раздельно закрепляемых фиксаторами на барабане многовитковых секторов однонаправленной или разнонаправленной навивки, между которыми установлены промежуточные опоры 19 поворотного барабана (см. фиг.2 и 3). Увеличение в конструкции лебедки (см. фиг.1, 2 и 3) количества ветвей 17 и 18 грузового гибкого элемента 3, обхватывающих шарнирный подвес груза 6 и воспринимающих его вес, приводит к увеличению грузоподъемности винтовой лебедки (без увеличения сечения грузового гибкого элемента) и обеспечивает устойчивое перемещение крупногабаритных грузов. Между соосно смонтированными на общей оси подвижными блоками 8 и 9 и шарнирно установленной на этой же оси двухвенцовой звездочкой 11 установлена управляемая сцепная муфта 20 (см. фиг.5), соединяющая или отсоединяющая от двигателя 14 зубчатые венцы 10 и 11, вращение которых приводит к подъему или опусканию переносимого груза 6 по вертикали.

Работа VIP-лебедки заключается в следующем.

При угловом повороте или вращении со скоростью ω поворотного барабана 2 наклонная сбегающая ветвь 17 грузового гибкого элемента 3 (находящаяся в пределах вертикального радиального зазора δ) сматывается с барабана 2, а его наклонная набегающая ветвь 18 одновременно и с такой же скоростью наматывается на тот же барабан 2. В результате этого за счет винтового движения гибкого элемента 3 вдоль оси барабана 2 происходит точное горизонтальное перемещение подвижного блока 7 (или блоков 8 и 9) и переносимого груза 6 (величину которого можно точно задать по угловой шкале 16), требуемая малая скорость ν плавного перемещения которого достигается без применения редуктора (выше дан пример расчета). Кинематика предлагаемой винтовой лебедки нового типа - за один полный оборот барабана на 360° независимо от диаметра намотки на него каната происходит точное перемещение груза вдоль оси вращения барабана на величину, равную шагу навивки s или осевому габариту навитого на барабан гибкого элемента (т.е. диаметру каната или ширине b плоской ленты).

В отличие от типовых лебедочных механизмов в данной винтовой лебедке (см. фиг.1, 2, 3, 4, 5) скорость горизонтального перемещения подвешенного груза зависит только от шага навивки грузового гибкого элемента на поворотный барабан и его оборотов и определяется по формуле

где s - шаг навивки грузового гибкого элемента на поворотный барабан; ω - угловая скорость вращения поворотного барабана; n - число оборотов в минуту поворотного барабана.

Для углового поворота или вращения барабана 2 с целью перемещения груза 6 точно по горизонтали может применяться реверсивный двигатель 14 или ручной цепной привод (не показан), или сблокированный с барабаном 2 полноповоротнй рычаг 15 (выполненный, например, в виде штурвала или рулевого колеса). Варианты выполнения лебедки с однонаправленной или разнонаправленной навивкой на барабан 2 могут быть использованы (см. фиг.3) для попутного или встречного горизонтального перемещения одновременно нескольких разных грузов. Лебедка также позволяет выполнить точную доводку горизонтального расположения подвешенного груза с контролем по угловой шкале 16 (например, с точностью до миллиметра по шкале на фиг.1) путем ручного поворота рычага 15 или аналогичного поворота сбегающей ветви 17 гибкого элемента 3 (для точного смещения груза 6 в одну сторону), или такого же разворота противоположной ветви 18 (но уже для точного смещения груза 6 в другую сторону).

Конструкция винтовой лебедки для перемещения подвешенного груза 6 по горизонтали предусматривает как автоматический, так и неавтоматический (с приводом от двигателя или с ручным приводом) режимы его подъема и опускания. Выполнение поверхности навивки поворотного барабана 2 однотипной - цилиндрической по всей его длине (см. фиг.1) обеспечивает прямолинейное горизонтальное перемещение груза 6 (в этом случае для его подъема и опускания можно использовать установку полиспаста между блоком 7 и грузом 6). Другой вариант выполнения поверхности навивки барабана 2 - в виде сочетания цилиндрической части посередине барабана и конических частей по его краям (см. фиг.4) обеспечивает автоматический подъем или опускание груза 6 на величину Δh (см. фиг.4) соответственно в начале и в конце его переноса (за счет конических частей барабана) и последующее перемещение груза точно по горизонтали (за счет цилиндрической части барабана). Неавтоматический подъем или опускание переносимого груза 6 осуществляется от двигателя 14 или колеса 15 перемещением замкнутой самотормозящейся тяговой цепи 13, реверсивный привод которой может осуществляться от двигателя 14 или поворотом колеса 15 путем включения управляемой сцепной муфты 20 для соединения вращающихся подвижных блоков 8 и 9 с двухвенцовой звездочкой 11 (или вручную перемещением свободной ветви цепи 13 после предварительного выключения управляемой сцепной муфты 20). При последующем горизонтальном перемещении подвешенного груза 6 сцепная муфта 20 должна быть обязательно выключена (движением звена 20 по стрелке вправо).

Результаты испытаний экспериментального образца преобразующего устройства VIP-лебедки по схеме на фиг.1 (поворотный барабан был выполнен в виде трубы круглого сечения с навивкой на нее грузового гибкого элемента с подвешенным грузом в двух вариантах - круглый канат разного диаметра и плоская лента прямоугольного сечения):

1. Преобразующее устройство лебедки в виде навитого на барабан грузового элемента с винтовыми поверхностями качения по ним подвеса с грузом обеспечивает надежное преобразование вращательного движения барабана (при любом направлении его поворота) в точное горизонтальное перемещение груза в требуемом направлении с малой скоростью вдоль оси вращения барабана, а также стабильно постоянное значение скорости перемещения груза по пути и времени.

2. Скорость прямолинейного поступательного движения подвешенного (к одному из витков грузового гибкого элемента) груза в расчете на 1 оборот поворотного барабана равна шагу навивки гибкого элемента, т.е. расстоянию между его соседними витками. В эксперименте без применения какого-либо дополнительного понижающего редуктора груз смещался на фиксированную малую величину шага навивки независимо от диаметров навивки и барабана - что подтверждает приведенные выше расчеты кинематики винтовой лебедки.

3. При изменении направления вращения поворотного барабана одна и та же навивка грузового гибкого элемента обеспечивает перемещение подвешенного груза вдоль оси вращения барабана, но уже в другую сторону и с той же скоростью прямолинейного поступательного движения.

4. При работе данной лебедки в обоих направлениях без применения канатоукладчика сохраняется равномерная навивка грузового гибкого элемента по всей длине поворотного барабана без их относительного скольжения.

5. Лебедка автоматически (без любых дополнительных устройств) обеспечивает постоянную высоту подвеса груза при перемещении груза на любое расстояние, т.е. отклонение перемещаемого груза от горизонтали тождественно равно нулю (идеальный результат) независимо от направления его перемещения, наружного диаметра поворотного барабана, диаметра навивки грузового гибкого элемента на барабан, а также от конструктивного исполнения и формы сечения самого гибкого элемента.

6. Лебедка обеспечивает точную перестановку подвешенного груза из одного горизонтального положения в другое - с точностью 1 мм и меньше (в зависимости от диаметра намотанного на барабан грузового каната с подвешенным грузом и величины угла регулировочного поворота барабана относительно основания лебедки).

Таким образом, применение винтовой VIP-лебедки для перемещения подвешенных грузов позволяет упростить конструкцию, изготовление и сборку привода лебедки (состоит всего из двух подвижных деталей без их относительного скольжения - барабана и навитого на него с радиальным зазором в одном из витков грузового гибкого элемента), повысить его КПД (исключаются потери мощности на трение скольжения и повышенный износ подвижных узлов за счет применения только шарнирных соединений с высоким КПД 0,99) и обеспечить точное горизонтальное перемещение груза с требуемой малой скоростью, а также встречное или попутное транспортирование строго по горизонтали одного или нескольких разных грузов без применения дополнительных понижающих обороты редукторов и канатоукладчика.

Простота устройства VIP-лебедки - для ее изготовления достаточно закрепить на поворотный барабан винтообразный гибкий элемент (канат, плоскую ленту, цепь, ремень, винтовую пружину), после чего установить в вертикальный зазор одного из витков гибкого элемента шарнирный блок с переносимым грузом.

Источники информации

1. Машиностроение. Энциклопедия. / Ред. совет: К.В.Фролов и др. Раздел IV. Конструирование машин. Том IV-1. - М.: Машиностроение, 1995. - С.578, рис.1,а. - аналог.

2. Механика машин. Фундаментальный словарь. / А.Ф.Крайнев. - М.: Машиностроение, 2000. - С.330. - аналог.

3. Енчев К.Ц., Стоиков С.Б. Совмещение экстремального и оптимизационного синтеза при проектировании направляющего механизма портального крана. // Теория механизмов и машин, №2 (12), 2008. Том 6. - СПб.: Изд-во СПбГПУ. - С.35, рис.4, рис.5. (http:tmm.spbstu.ru) - аналог.

4. SU 385891, B66d 1/12, 1971. Подвесное устройство для транспортирования груза. Опубл. Б.И. №26 от 14.06.1973 - аналог.

5. Механика машин. Фундаментальный словарь. / А.Ф.Крайнев. - М. Машиностроение, 2000. - С.327, рисунки а) и б). - прототип.

6. Справочник по технике безопасности. / П.А.Долин. - М.: Энергоиздат, 1982, 5-е издание. - С.222, табл.115. С.228, табл.118.

Изобретение относится к подъемно-транспортным устройствам для перемещения подвешенных грузов в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Лебедка для перемещения груза содержит преобразующее устройство, гибкий элемент, барабан и подвесное блоковое устройство. Преобразующее устройство установлено на основании и выполнено в виде однослойно навитого в одном направлении на поворотный барабан грузового гибкого элемента и подвесного блокового устройства шарнирного присоединения переносимого груза. Гибкий элемент закреплен на барабане обоими концами. Блоковое устройство установлено на гибком элементе с вертикально расположенным радиальным зазором между барабаном и гибким элементом, по крайней мере, в одном из витков. Внутренняя поверхность гибкого элемента образует винтовую поверхность. Барабан и закрепленный на нем грузовой гибкий элемент образуют между собой подвижный винт винтовой лебедки. Винт взаимодействует с подвесом переносимого груза для его поступательного перемещения вдоль оси вращения барабана. Достигается упрощение конструкции, обеспечение точного перемещения груза по горизонтали с малыми скоростями без применения понижающих обороты редукторов и канатоукладчика. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Лебедка для перемещения груза, содержащая установленное на основании преобразующее устройство для перемещения подвешенного груза посредством гибкой связи, отличающаяся тем, что преобразующее устройство выполнено в виде однослойно навитого в одном направлении на поворотный барабан грузового гибкого элемента, закрепленного обоими концами на барабане и установленного на нем с вертикально расположенным радиальным зазором между барабаном и гибким элементом, по крайней мере, в одном из витков, внутренняя поверхность которого образует винтовую поверхность для качения по ней подвесного блокового устройства шарнирного присоединения переносимого груза, в результате чего барабан и закрепленный на нем грузовой гибкий элемент образуют между собой подвижный винт винтовой лебедки, взаимодействующий с подвесом переносимого груза для его поступательного перемещения вдоль оси вращения барабана.

2. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что поворотный барабан выполнен в виде длинномерного вала, передающего вращение на навитый на него грузовой гибкий элемент, с выполнением поверхности поворотного барабана под навивку цилиндрической по всей длине барабана или в виде сочетания цилиндрической части посередине барабана с коническими частями по обоим его краям, а подвесное блоковое устройство выполнено в виде установленного в радиальный зазор навивки подвижного шарнирного блока для присоединения переносимого груза.

3. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что подвесное блоковое устройство выполнено в виде двух соосно смонтированных на общей оси и обхватываемых разными витками гибкого элемента подвижных блоков одинакового диаметра, между которыми через управляемую сцепную муфту шарнирно установлена двухвенцовая звездочка с неодинаковым, например, с разностью в один зуб, числом зубьев зубчатых венцов, которые кинематически связаны с блоком подвеса груза посредством замкнутой тяговой цепи подъема и опускания переносимого груза по вертикали.

4. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что привод поворотного барабана с навитым на него грузовым гибким элементом выполнен в виде реверсивного двигателя, сблокированного со счетчиком числа оборотов поворотного барабана, протарированным в единицах горизонтального перемещения переносимого груза, а основание лебедки выполнено в виде П-образной рамы с опорами для поворотного барабана, монтируемой стационарно или подвешиваемой, например, к стреле грузоподъемного крана или подъемника.

5. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что привод поворотного барабана с навитым на него грузовым гибким элементом выполнен в виде полноповоротного рычага, сблокированного с барабаном и выполненного в виде штурвала или рулевого колеса со стрелочным указателем величины горизонтального перемещения переносимого груза, а лебедка снабжена установленной на основании лебедки угловой шкалой точного горизонтального перемещения переносимого груза, задающей поворот барабана лебедки относительно ее основания.

6. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что привод поворотного барабана с навитым на него грузовым гибким элементом выполнен в виде установленной на его оси звездочки с обхватывающей ее замкнутой тяговой цепью, образующих ручной привод точного горизонтального перемещения груза.

7. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что грузовой гибкий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, изготовляемой отдельно от поворотного барабана, например, из плоской ленты или из круглой проволоки с диаметром навивки, превышающим, по крайней мере, в одном из витков диаметр поворотного барабана на величину радиального зазора для установки в него в вертикальной плоскости в контакте с указанной пружиной блока подвеса переносимого груза.

8. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что грузовой гибкий элемент выполнен в виде плоской упругой стальной или неупругой ленты, однослойно навитой на барабан с вертикально расположенным радиальным зазором, по крайней мере, в одном из витков навивки для установки в этот зазор в контакте с плоской лентой блока подвеса переносимого груза.

9. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что грузовой гибкий элемент выполнен в виде закрепленной обоими концами на барабане грузовой цепи, однослойно навитой в одну сторону вдоль длины барабана с вертикально расположенным радиальным зазором, по крайней мере, в одном из витков навивки для установки в этот зазор в контакте с цепью блока подвеса переносимого груза.

10. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что поворотный барабан снабжен фиксаторами для закрепления на нем концов навитого на барабан грузового гибкого элемента, выполненного в виде сплошной навивки вдоль всей длины барабана или в виде раздельно закрепляемых фиксаторами на барабане многовитковых секторов однонаправленной или разнонаправленной навивки, между которыми могут быть установлены промежуточные опоры поворотного барабана.

11. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что наружная поверхность поворотного барабана выполнена гладкой с навивкой на нее грузового гибкого элемента с шагом, равным осевому размеру его поперечного сечения, например диаметру круглого каната или ширине плоской ленты.

12. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что наружная поверхность поворотного барабана выполнена по его длине с винтовой канавкой, шаг которой равен или превышает осевой размер поперечного сечения грузового гибкого элемента, равный, например, диаметру круглого каната или ширине плоской ленты, для укладки в винтовую канавку грузового гибкого элемента с закреплением его концов на барабане и образованием вертикально расположенного радиального зазора, по крайней мере, в одном из витков гибкого элемента для установки в него шарнирного подвеса с перемещаемым грузом.