КАНАТНЫЙ БАРАБАН И КАНАТНЫЙ БЛОК ДЛЯ КАНАТНОГО ПРИВОДА ВОЛОКОННОГО КАНАТА Российский патент 2016 года по МПК B66D1/30 B66D3/08 

Настоящее изобретение относится в целом к работающим с использованием высокопрочных волоконных канатов канатным приводам, например подъемным механизмам кранов, стрелоподъемным механизмам кранов, ходовым механизмам крановых тележек и т.д. При этом изобретение относится, в частности, к канатным барабанам для лебедок такого рода канатных приводов для волоконных канатов с корпусом оболочки барабана, который оснащен на периферийной стороне бороздами, а также двумя упорными дисками, граничащими на концевой стороне с корпусом оболочки барабана. Изобретение относится, кроме того, к канатному блоку для такого рода канатного привода для волоконных канатов с укрепленной с возможностью вращения обоймой блоков, боковая поверхность которого содержит по меньшей мере один желоб канатного блока.

В течение длительного времени, в частности, применительно к кранам, предпринимались попытки заменить обычные тяжелые стальные тросы высокопрочными волоконными тросами, выполненными из высокопрочных полимерных волокон, например арамидных волокон (НМРА), арамидных/углеродных волокон, высокомодульных полиэтиленовых волокон НМРЕ или поливолокон (п-фениловых 2,6-бензоизоксазол) волокон РВО, или которые по меньшей мере содержат такого рода волокна. За счет уменьшения веса по сравнению со стальными канатами может увеличиваться грузоподъемность или допустимая нагрузка, так как уменьшен собственный вес, который должен учитываться для допустимой нагрузки. Особенно при использовании кранов с большой высотой подъема, или стрел кранов, или стрелоподъемных мачтовых механизмов с высоким перепасовочным числом возникают большие длины канатов и, следовательно, соответствующий вес канатов, так что снижение веса, которое может быть достигнуто при использовании высокопрочных волоконных тросов, оказывается весьма предпочтительным.

Проблема, возникающая при использовании такого рода волоконных тросов, до настоящего времени заключалась в высокой изнашиваемости и надежности распознавания предела износа. При том же диаметре каната стальные канаты и высокопрочные канаты из полимерных волокон имеют почти одинаковую грузоподъемность, однако стальные проволоки отличаются значительно большей твердостью по сравнению с волокнами высокопрочных канатов из полимерных волокон. Из этого вытекает меньшая жесткость высокопрочных волоконных канатов, которые существенно мягче и в результате этого не столь устойчивы к истиранию, как стальные канаты, при намотке каната на барабан или размотке с барабана, что может привести к отчетливо более высокому износу высокопрочных волоконных канатов.

При этом особенно подверженной износу является область, в которой подъемный канат наматывается на канатный барабан в один или несколько слоев или сматывается с него, а также область, в которой канат проходит через желоб канатного блока. Если канат наматывается под нагрузкой в первом слое на корпус поверхности канатного барабана, то в результате растяжения каната возникает относительное движение между бороздкой барабана и канатом. Та же картина возникает при намотке в несколько слоев, причем в этом случае слои каната трутся друг о друга, что также ведет к истиранию и износу. Следующей областью износа является область смены слоев каната, если канат отклоняется упорными дисками барабана.

Для снижения обусловленного трением износа стальные канаты жируются уже при скручивании, причем регулярное дополнительное жирование необходимо также и в процессе эксплуатации. За счет этого жирования достигается малый коэффициент трения и, следовательно, меньший износ при намотке каната, в частности трение каната о корпус барабана, трение каната о канат и трение при набегании на упорные диски барабана или при набегании на отводной элемент каната. То же справедливо в отношении канатных блоков. Жированное скольжение стали о сталь создает, тем самым, большое преимущество, выраженное в малом коэффициенте трения и, тем самым, малом износе. Это преимущество жирования не может быть использовано при применении волоконных канатов из полимерных волокон в совокупности с канатными барабанами и канатными блоками.

В случае конструктивного исполнения канатного барабана для многослойной намотки, наиболее часто использующегося применительно к кранам, корпус поверхности канатного барабана оснащен специальной системой желобов, которая допускает чистую намотку в несколько слоев. Система желобов содержит при этом два расположенных напротив друг друга в направлении боковой поверхности барабана наклонных участка с областью прохождения 90° каждый, а также два расположенные напротив друг друга параллельных участка с тем же прохождением около 90° каждый. Каждый из наклонных участков предусматривает при этом смещение желобов приблизительно на величину половины диаметра каната.

Обычные канатные барабаны названного типа известны, например, из заявки DE 10132611 A1, в которой предусмотренные между параллельными областями наклонные участки содержат перекрещивающиеся желоба с целью достижения возможности намотки каната как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. Кроме того, из заявки DE 102005 004816 A1 известен канатный барабан, в котором только параллельная область фактически оснащена желобами, в то время как наклонный участок выполнен без желобов, так что там наклонно смещенные участки каната прилегают к гладкой, не содержащей желобов боковой поверхности. Кроме того, заявка DE 202088359 U1 описывает канатный барабан для подъемного механизма крана, причем канатному барабану в области входа каната придана входная направляющая, которая образуется двумя расположенными напротив друг друга с зазором валиками, ширина которого в основном соответствует диаметру каната. Направляющая каната может перемещаться в поперечном направлении, то есть параллельно оси вращения тросового барабана, с тем чтобы обеспечить желаемое качество намотки. Указанная выше проблема повышенного износа при использовании высокопрочных волоконных канатов при этих заранее известных канатных барабанах остается, однако, нерешенной.

Задачей настоящего изобретения является создание улучшенного канатного привода для волоконного каната, улучшенного канатного барабана для такого канатного привода волоконного канала и/или улучшенного канатного блока для такого канатного привода волоконного канала, посредством которых устраняются недостатки уровня техники и предпочтительно усовершенствуются. В частности, уменьшается износ высокопрочных волоконных канатов без ухудшения качества намотки.

В соответствии с изобретением задача решается посредством канатного барабана согласно п. 1, канатного блока согласно п. 13, а также канатного привода волоконного канала согласно п. 15. Предпочтительные исполнения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Таким образом, предлагается допустить возникающие для высокопрочных волоконных канатов под поперечной нагрузкой изменения поперечного сечения и согласовать с ними систему борозд канатных барабанов и/или канатного блока, а также даже не пытаться сохранять идеально типичную окружную форму поперечного сечения каната за счет подпирания. В соответствии с изобретением желоба канатного блока в поперечном сечении имеют отличный от окружной сплющенный круглый контур желоба канатного блока, который в области основания желоба имеет больший радиус кривизны, чем в области примыкающих к нему боковых поверхностей желобов. При этом не используют традиционный до настоящего времени путь, в соответствии с которым перед набеганием на барабан имеющий круглое поперечное сечение канат подпирается на канатном барабане желобами с круглым контуром, а, более того, исходят из того соображения, что волоконный канат после набегания на канатный барабан не находится более под растяжением, а нагружается также поперечными усилиями, и вследствие этого происходит изменение поперечного сечения троса к овальной форме. Система желобов канатного блока отныне согласуется не с идеальным типично круглым поперечным сечением каната под воздействием только растягивающей нагрузки, а с фактическим поперечным сечением каната под воздействием растягивающей нагрузки и поперечной нагрузки на канатном барабане. За счет этого может достигаться равномерное, улучшенное распределенное усилие сжатия, которое может снизить износ волоконного каната.

В случае предпочтительного усовершенствования изобретения уплощенный контур желоба может выполняться приблизительно овальной, или близкой к овальной, или эллиптической формы, если рассматривать контур желоба в поперечном сечении. Предпочтительным образом также и переходные области между двумя соседними желобами закруглены с максимально возможным радиусом, в результате чего также и при слегка смещенном относительно желоба набегании каната не возникает давления кромки на поперечное сечение каната. Альтернативно, к названному овальному исполнению контура желобов канатного блока может быть также предусмотрен контур желоба, который содержит в основании желоба уплощение и/или при рассмотрении в поперечном сечении - многоугольные перегибы, выполненные приблизительно плоскими сегменты поверхности которых расположены относительно друг друга под тупым углом и предпочтительно с закруглением переходят друг в друга. Плоские сегменты, включая уплощения, однако, и здесь расположены предпочтительно таким образом, что согласованная с ними огибающая поверхность указанным выше образом имеет в области основания желоба больший радиус кривизны, чем в области примыкающих к ним боковых поверхностей желобов, и/или больший радиус кривизны по сравнению с радиусом кривизны каната в недеформированном, округлом исходном состоянии.

Степень уплощения или сплющивания контура желоба может быть согласована с тем или иным исполнением или структурой волоконного каната и его формой поперечного сечения. Хороший компромисс для волоконных канатов различного вида заключается в таком усовершенствовании изобретения, при котором соотношение между шириной желоба и глубиной желоба выбирается в диапазоне от 3 до 7, предпочтительно от 4 до 6 и, в частности, около 5, то есть при, например, предусмотренной ширине желоба 10 мм глубина желоба составляла бы 2 мм. При этом под глубиной желоба следует понимать расстояние от самой низкой точки желоба до воображаемой соединительной прямой, соединяющей обе высшие точки боковой поверхности.

Альтернативно или дополнительно форма контура желоба может выбираться таким образом, что шаг шкалы системы желобов, то есть расстояние от центров двух соседних желобов составляет приблизительно 104%, предпочтительно около 106-110%, особо предпочтительно 108% от среднего диаметра каната, если измерять последний при круглом недеформированном поперечном сечении каната. Предпочтительным образом указанное расстояние между желобами или шаг расположения желобов согласуется с формирующейся овальной формой поперечного сечения волоконного каната.

С целью минимизации при намотке на канатный барабан износа из-за трения, возникающего в результате трения между поверхностью барабана и поверхностью каната вследствие растяжения каната, система желобов и/или соприкасающиеся с канатной частью канатного барабана предпочтительно оснащены поверхностью с малыми потерями на трение, предпочтительно приблизительно без потерь на трение, в результате чего канат может скользить без износа вдоль поверхности желоба или поверхности упорного диска. Такого рода поверхность с малыми потерями на трение может быть достигнута либо за счет прецизионной обработки поверхности, например путем полирования или шлифования, и/или за счет оснащения поверхности соответствующим покрытием. Такое снижающее трение исполнение соприкасающихся с канатом поверхностей барабана имеет существенные преимущества даже без учета указанного выше овального контура желоба, однако, может использоваться также в совокупности с указанным овальным контуром желоба. Предпочтительным образом соприкасающиеся с канатом поверхности канатного барабана, в частности система желобов и упорный диск в области предусмотренного на нем отклоняющего элемента, прецизионно обработаны и/или оснащены поверхностным покрытием таким образом, что средняя шероховатость Ra составляет менее 1 мкм, предпочтительно менее 0,35 мкм, в частности, около от 0,15 до 0,18 мкм.

Если соприкасающаяся с канатом поверхность барабана оснащается названным выше снижающим трение поверхностным покрытием, то возможно использовать, в частности, полимерное покрытие. Предпочтительным образом поверхностное покрытие выполнено не только с возможностью снижения трения, но и с возможностью амортизации с целью снижения пиков поверхностного сжатия и/или толчков при набегании каната.

При предпочтительном усовершенствовании изобретения поверхностное покрытие может выполняться в несколько слоев, причем предпочтительно самый верхний слой покрытия выполнен снижающим трение, в то время как по меньшей мере средний или расположенный непосредственно под ним слой покрытия выполнен амортизирующим.

Например, на изготовленный из стали корпус канатного барабана с помощью вулканизации может наноситься полимерная оболочка с целью амортизации хода каната и достижения малой величины трения относительно каната. Альтернативно или дополнительно возможны также исполнения корпуса барабана из комбинированных материалов, например из усиленных волокном комбинированных материал, таких как GFK и CFK, которые по мере необходимости могут также комбинироваться со слоями листовой стали, причем опционально на такие барабаны из комбинированных материалов могут также наноситься полимерные покрытия указанного выше типа. Альтернативно, могут использоваться также барабаны, выполненные исключительно из полимерного материала, например усиленного волокном полимера, например GFK или CFK.

Система желобов на корпусе боковой поверхности барабана может быть выполнена в основном различным образом. Например, может быть предусмотрена обычная система желобов, которая в направлении периметра барабана содержит две противолежащих области перекрещивания или области уклона и две противолежащих параллельных области, причем указанные области уклона и параллельные области могут быть выполнены каждая с углом приблизительно в 90°, то есть могут простираться каждая под углом около 90° относительно боковой поверхности барабана. При этом в каждой области уклона шаг расположения желобов изменяется приблизительно на величину половины диаметра каната, причем в данном случае при овальном контуре желоба в основу следовало бы положить сплющенный, имеющий овальную форму диаметр каната.

При предпочтительном усовершенствовании изобретения система желобов может предусматриваться, однако, лишь с одной наклонной областью и лишь с одной параллельной областью, причем в одной наклонной области и лишь в одной параллельной области желоба смещаются приблизительно на величину полного диаметра каната, причем также и здесь предпочтительным образом, в свою очередь, в основу следует положить увеличенный овальный диаметр каната. За счет этого при рассмотрении в направлении боковой поверхности барабана образуется лишь одна область перекрещивания. Это позволяет осуществлять хорошую и рентабельную намотку каната в несколько слоев с высоким качеством намотки и незначительным износом каната.

С целью снижения износа каната при отклонении на упорных дисках к следующему слою по меньшей мере на одном из упорных дисков может быть предусмотрен отклоняющий элемент каната, который работает предпочтительно с многоступенчатым отклонением. За счет такого отклоняющего элемента каната предотвращается спиралеобразный подъем каната на упорном диске и его последующее резкое падение на плоскость намотки, а вместо этого канат при достижении упорного диска незамедлительно отклоняется в следующий слой. При этом отклоняющий элемент расположен таким образом, что на конце желоба канатного барабана или на конце слоя каната вновь отклоняется канат на следующий слой каната, причем прочность или толщина этого отклоняющего элемента каната может зависеть от угла отклонения каната на барабане, причем при малом угле отклонения предусмотрен более прочный отклоняющий элемент каната, нежели при большем угле отклонения. В зависимости от угла отклонения толщина отклоняющего элемента каната может составлять от 5% до 50% диаметра каната.

Многоступенчатое отклонение реализовано предпочтительно таким образом, что за одним проходящим параллельно участком отклоняющего элемента следует клинообразно нарастающий участок отклоняющего элемента и за ним, в свою очередь, следует параллельно проходящий участок отклоняющего элемента непосредственно или косвенно с промежуточным включением других участков отклоняющих элементов и/или выемок. В частности, при усовершенствовании изобретения на том или ином упорном диске может быть предусмотрен отклоняющий элемент каната с тремя в направлении боковой поверхности участками, из которых первый участок содержит параллельную область, расположенную параллельно к расположенной вертикально относительно оси барабана плоскости вращения, средний участок содержит клинообразно нарастающую боковую наклонную поверхность, а последний участок содержит опять же параллельную боковую поверхность.

При альтернативном усовершенствовании изобретения может быть предусмотрено также лишь двухступенчатое отклонение, в частности, таким образом, что отклоняющий элемент каната дополнительно к названному клинообразно наклоненному участку отклоняющего элемента содержит следующий участок отклоняющего элемента с одной параллельной боковой поверхностью, проходящей в основном параллельно к расположенной вертикально относительно оси барабана плоскости вращения, причем указанная параллельная боковая поверхность может примыкать радиально внутри или радиально снаружи к названной наклонной поверхности. При предпочтительном усовершенствовании изобретения указанная параллельная боковая поверхность предусмотрена на упорном диске радиально внутри наклонной поверхности, так что набегающий на упорный диск канат сначала набегает на параллельную боковую поверхность и только после этого при достижении наклонной поверхности отводится от нее назад вовнутрь. При таком двухступенчатом отклонении указанные параллельные боковые поверхности и наклонные поверхности могут простираться каждая на расстоянии порядка 40-60% величины высоты упорного диска.

В соответствии со следующим альтернативным исполнением изобретения упорный диск может иметь также в основном лишь одноступенчатое отклонение, причем при таком одноступенчатом отклонении предпочтительным образом предусмотрена одна наклонная поверхность, которая простирается в основном на протяжении всей высоты упорного диска.

В зависимости от конфигурации отклонения наклонная поверхность может иметь различные углы наклона. Предпочтительно пригодный для различных конфигураций угол наклонной поверхности может составлять при усовершенствовании изобретения от 2° до 6°, предпочтительно около от 2° до 4°.

Параллельные и наклонные боковые поверхности или участки могут иметь различную протяженность на протяжении участков упорного диска. В соответствии с предпочтительным исполнением изобретения с многоступенчатым отклонением канат, если он набегает на упорный диск, может проходить в течение первого этапа параллельно наружу через приблизительно 30-60-процентный радиус упорного диска, в то время как при последующем прохождении между приблизительно 60% и 80% радиуса округло проходящая наклонная поверхность, нарастающая предпочтительно плоско вплоть до толщины приблизительно 5-50% диаметра каната, отклоняет канат вовнутрь. После этой направленной вовнутрь наклонной поверхности, которая может быть выполнена по мере необходимости также со спиральной формой, следует следующий параллельно проходящий участок. Предпочтительным образом все переходы между различными участками отклоняющего элемента каната закруглены без углублений.

Для поддержания малого износа каната также в точке воздействия каната на канатный барабан в следующем усовершенствовании изобретения отказываются от зажимания каната в точке приема и вместо этого предусмотрено петлеобразное зачаливание каната. В частности, средство для концевого крепления каната на канатном барабане может включать в себя выполненный в виде кнехта подвесной элемент, например в виде цапфы, болта или полой втулки, на который может навешиваться предусмотренная на конце каната петля конца каната. Указанная петля конца каната может быть предпочтительно срощена с канатом и/или образована посредством сращивания.

Изобретение поясняется ниже более подробно на основании предпочтительного примера исполнения и соответствующих чертежей. Чертежи показывают:

фиг.1 - схематическое перспективное изображение канатного барабана в соответствии с предпочтительным исполнением изобретения, показывающее систему желобов боковой поверхности барабана, боковые поверхности отклоняющего элемента троса, предусмотренные на внутренней стороне упорных дисков, и концевое крепление каната с помощью петли конца каната;

фиг.2 - схематическое перспективное изображение канатного барабана в другом направлении рассмотрения, показывающее систему желобов боковой поверхности барабана и проведение конца каната через упорные диски;

фиг.3 - в сечении схематическое перспективное изображение канатного барабана по предшествующим фигурам, показывающее область перехода между корпусом боковой поверхности барабана и граничащими с ним на концевой стороне упорными дисками;

фиг.4 - продольное сечение канатного барабана по предшествующим фигурам, показывающее соединение упорных дисков с корпусом боковой поверхности барабана и предусмотренной там областью перехода между системой желобов боковой поверхности и отклоняющим элементом каната;

фиг.5 - в увеличенном масштабе фрагмент сечения системы желобов барабана.

фиг.6 - в увеличенном масштабе фрагмент сечения области перехода между корпусом оболочки барабана и упорным диском, изображающий предусмотренный на упорном диске отклоняющий элемент каната в другой области;

фиг.7 - схематическое сечение канатного барабана в соответствии с предпочтительным исполнением изобретения, изображающее приведенный к овальной форме контур желобов.

Показанный на фигурах канатный барабан 1 содержит - при упрощенном толковании - цилиндрический корпус 2 барабана, к осевым концам которого присоединены соответственно по одному упорному диску 3, проходящие перпендикулярно к продольной оси барабана и выступающие радиально наружу от боковой поверхности барабана и имеющие явно больший диаметр по сравнению с боковой поверхностью барабана.

Изображенный канатный барабан 1 может при этом использоваться, в частности, в подъемном механизме крана, например башенного поворотного крана, или мобильного телескопического крана, или стрелоподъемного механизма крана, а также в других тросовых лебедках.

Названные упорные диски 3 могут быть соединены с корпусом 2 боковой поверхности барабана в основном различными способами. Например, представлялось бы возможным изготовление в форме цельного изделия, причем, однако, предпочтительно упорные диски 3 могут дополнительно присоединяться к корпусу 2 боковой поверхности барабана. В случае изображенного исполнения упорные диски 3 насажены на корпус 2 боковой поверхности барабана с торцевой стороны и крепятся с помощью крепежных средств в виде болтов.

Корпус 2 боковой поверхности барабана оснащен системой 4 желобов, канатные желоба 5 которой простираются на протяжении всей длины корпуса 2 боковой поверхности барабана, ср. фиг. 1 и 2. Названная система 4 желобов может при этом предпочтительно применительно к изображенной форме исполнения содержать только одну перекрещивающуюся область или область наклона, в которой канатные желоба 5 имеют наклон порядка величины полного диаметра каната. В остальной окружной области канатные желоба 5 проходят в основном параллельно соответствующим расположенным вертикально относительно продольной оси барабана плоскостям, так что система 4 желобов содержит в целом только одну перекрещивающуюся область каната и лишь одну параллельную область.

Как наиболее хорошо видно на фиг.5, канатные желоба 5 при рассмотрении в поперечном сечении имеют отличный от округлой формы сплющенный, приблизительно овальный или имеющий овальную форму контур 6 желоба. Приблизительно приведенный к форме овала или сегмента овала контур 6 желоба охватывает при этом в области основания 7 желоба уплощение или область с отчетливо большим радиусом R2 кривизны, в то время как в области примыкающих справа и слева боковых поверхностей 8 желобов предусмотрен отчетливо меньший радиус R1 или R3 кривизны, как это известно применительно к овальным или эллиптическим контурам. В показанной на чертежах форме исполнения соотношение между шириной В желоба и глубиной Т желоба составляет приблизительно 5, причем это соотношение между шириной и глубиной может быть выбрано иным в зависимости от характеристики формы поперечного сечения волоконного каната, например, в диапазоне от 3 до 7, предпочтительно от 4 до 6, с целью достижения наилучшего согласования с поперечным сечением каната, деформирующимся на канатном барабане под воздействием поперечной нагрузки.

Шаг или расстояние между желобами системы 4 желобов, обозначенное на фиг.5 ссылочным обозначением «A», также согласовано со сплющенным приведенным к овальной форме поперечным сечением каната, которое возникает под воздействием поперечной нагрузки на канат. Предпочтительным образом указанное расстояние A между желобами составляет около 104-111%, предпочтительно около 106-110%, особо предпочтительно 108% от диаметра каната, если рассматривать указанный диаметр канала идеально круглым при чисто растягивающей нагрузке.

Для уменьшения трения между кантом и поверхностью барабана, возникающего также при идеальной намотке вследствие растяжения каната, соприкасающиеся с канатом поверхности, в частности, в области системы 4 желобов и внутренних поверхностей упорных дисков 3, выполнены шлифованными, полированными или прецизионно обработанными иным образом с целью достижения весьма малого коэффициента трения и/или весьма малой средней величины шероховатости. Такого рода прецизионная обработка поверхности может быть целесообразной, в частности, в том случае, если канатный барабан выполнен из стали или другого металлического материала, однако, может быть предусмотрена также и при другом выборе материала для канатного барабана.

Альтернативно или дополнительно соприкасающаяся с канатом поверхность барабана 1, в частности, в области системы 4 желобов или в области внутренних сторон упорных дисков 3, может быть оснащена снижающим трение и/или снижающим жесткость поверхностным покрытием, например, в виде наносимого посредством вулканизации полимерного покрытия или полимера с добавлением углерода, которое выполнено предпочтительно не только снижающим трение, но и амортизирующим с целью амортизации или уменьшения толчков каната и/или локальных пиков сжатия поверхности. При этом предпочтительным образом может быть предусмотрено многослойное поверхностное покрытие, при котором под расположенным на поверхности, снижающим трение покрытием расположено нанесенное амортизирующее покрытие из мягкого обладающего эластичностью каучука или иного формуемого материала. Альтернативно или дополнительно определяющий жесткость корпус или часть корпуса канатного барабана могут также полностью выполняться из полимерного материала, например усиленного волокном полимера, такого как CFK или GFK. Как упоминалось выше, могут быть также предусмотрены и другие комбинированные материалы.

С целью снижения износа также при смене слоев каната, если канат отклоняется упорными дисками 3, на внутренней стороне упорных дисков 3 предусмотрены отклоняющие элементы 9 каната, которые предпочтительно работают с многоступенчатым отклонением. В конце желобов боковой поверхности или в конце слоя каната названный отклоняющий элемент 9 каната содержит предусмотренную на внутренней стороне соответствующего упорного диска 3 отклоняющую боковую поверхность, которая сначала на первом участке 90a отклоняющего элемента проходит параллельно плоскости вращения, проходящей перпендикулярно относительно продольной оси барабана и может простираться, например, на расстояние, соответствующее приблизительно 30-60% радиуса барабана. На втором участке 90b названная боковая поверхность отклоняющего элемента переходит в клиновую поверхность, которая вдавливает вовнутрь набегающий на нее канат. За этой выступающей вниз клиновой поверхностью располагается следующий участок 90с отклоняющего элемента, на котором названная боковая поверхность отклоняющего элемента, в свою очередь, может предпочтительным образом проходить параллельно названной плоскости вращения перпендикулярно продольной оси барабана. Названная клиновая боковая поверхность среднего участка 90b отклоняющего элемента может проходить вовнутрь под углом α наклона, составляющим лишь несколько градусов, предпочтительно приблизительно от 2° до 6°, ср. фиг.6, и при этом занимать область от приблизительно 60% до 80% радиуса диска.

Альтернативно, к показанному на местном виде (a) фиг.6 исполнению названный отклоняющий элемент 9 каната может также работать по принципу двухступенчатого отклонения, как это показывает местный вид (b) фиг.6. В частности, боковая поверхность отклоняющего элемента может иметь внутренний участок 90а отклоняющего элемента, на котором боковая поверхность отклоняющего элемента проходит параллельно плоскости вращения перпендикулярно к продольной оси барабана. При этом протяженность названного внутреннего участка 90а отклоняющего элемента может составлять приблизительно половину высоты упорного диска 3. С примыканием радиально снаружи к нему может быть предусмотрен следующий участок 90b отклоняющего элемента, на котором боковая поверхность отклоняющего элемента образует клиновую поверхность, которая названным выше образом наклонена под углом α, ср. фиг.6, местный вид (b). Названная клиновая поверхность на участке 90b может простираться на протяжении внешней половины высоты упорного диска.

Как показывает местный вид (c) фиг.6, отклоняющий элемент 9 каната может содержать также в основном лишь один участок 90b отклоняющего элемента, который в этом случае выполнен предпочтительно в виде клиновой боковой поверхности, которая опрокинута вовнутрь под углом α с целью отжимания вниз набегающего на него каната. В форме исполнения по фиг.6 (c) клиновая боковая поверхность простирается в основном на протяжении всей высоты упорного диска 3.

Крепление конца каната на канатном барабане 1 показано на фиг.1. Канат 10 направляется в показанной на фиг.2 области входа каната через проходной элемент в виде выемки в упорном диске 3 через названный упорный диск 3 на его наружной стороне. На наружной стороне названного упорного диска 3 канат 10 крепится или подвешен на выполненном в виде кнехта крепежном средстве 11 каната. С этой целью канат 10 содержит концевую петлю, образованную предпочтительно посредством сплющивания, которая подвешена на имеющий форму кнехта подвесной элемент 12. Между концевой точкой крепления каната, которая определена названным имеющим форму кнехта подвесным элементом 12 каната, и выше названным проходным элементом упорного диска 3 канат 10 может направляться с помощью направляющих средств 13 каната, ср. фиг.1, располагающихся на наружной стороне упорного диска 3. Петля каната может фиксироваться на названном имеющем форму кнехта подвесном элементе 12 каната с помощью согласованного по диаметру с петлей каната диска, который фиксируется, например, с помощью распорной втулки на наружной стороне упорного диска 3, так что между упорным диском и названным фиксирующим диском предусмотрено расстояние, достаточно большое для предотвращения расплющивания или зажимания каната 10 в области петли каната.

Фиг.7 показывает канатный блок 14, который содержит имеющую форму барабана или диска обойму 15 блоков, которая закреплена известным образом с возможностью вращения и может быть укреплена, например, на стреле крана. Названная обойма 15 блоков содержит на своей наружной боковой поверхности желоб 5 канатного блока, который аналогично желобам 5 канатного блока канатного барабана 1 имеет овальный контур желоба. В этом отношении может быть дана ссылка на предшествующее описание. Предпочтительным образом обойма 15 блоков со своей соприкасающейся с канатом поверхностью, в частности, в области желоба 5 канатного блока, является шлифованной или прецизионно обработанной иным образом с целью получения снижающей трение поверхности. Альтернативно или дополнительно названная соприкасающаяся с канатом поверхность канатного блока 14 может быть дополнительно оснащена снижающим трение и/или амортизационным поверхностным покрытием. Также в этой связи может быть дана ссылка на предшествующее описание.

Как показывает фрагмент местного вида (b) фиг.7, также и канатный блок 14 содержит предпочтительно желоба 5 канатного блока, приведенный к овальной форме контур которых имеет в области основания 7 желоба больший радиус R2 кривизны, нежели на граничащих с ним боковых участках боковых поверхностей, в которых радиус R1 или R3 кривизны становится меньшим, ср. фиг.7(b).

Настоящее изобретение относится к работающим с волоконными канатами канатным приводам, таким как, например, подъемные механизмы кранов, стрелоподъемные механизмы кранов, ходовые механизмы крановой тележки. Канатный барабан для лебедки привода волоконного каната с корпусом оболочки барабана оснащен на окружной стороне системой желобов, а также двумя упорными дисками, которые на концевой стороне граничат с корпусом оболочки барабана. Изобретение относится также к канатному блоку для такого привода волоконного каната с укрепленной с возможностью вращения обоймой блоков, поверхность оболочки которой содержит один канатный желоб. Желоба канатного блока при рассмотрении в направлении поперечного сечения имеют отличный от круглой формы поверхностно сплющенный круглый контур желоба, который в области основания желоба имеет больший радиус кривизны, нежели в области граничащих с ней боковых поверхностей желоба. Достигается повышение надежности работы устройства за счет уменьшения износа канатов. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Канатный барабан для лебедки привода волоконного каната, имеющий корпус (2) барабана, который на боковой стороне снабжен системой (4) желобов, а также два примыкающие на концевой стороне к корпусу (2) барабана упорных диска (3), отличающийся тем, что по меньшей мере один канатный желоб (5) системы (4) желобов в поперечном сечении имеет отличный от круглой формы сплющенный контур (6) желоба, который в области основания (7) желоба имеет больший радиус кривизны, чем в граничащих боковых поверхностях (8) желоба.

2. Барабан по п.1, отличающийся тем, что контур (6) желоба имеет овальную и/или эллиптическую форму.

3. Барабан по п.1, отличающийся тем, что контур (6) желоба имеет в основании (7) желоба уплощение и/или имеющие форму многоугольника перегибы с наклоненными друг к другу под тупым углом участками поверхности и с предпочтительно закругленными переходами.

4. Барабан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что соотношение между шириной В желоба и глубиной Т желоба выбрано в диапазоне от 3 до 7, предпочтительно от 4 до 6, в частности около 5.

5. Барабан по п.1, отличающийся тем, что шаг А расположения желобов системы (4) желобов составляет приблизительно от 104% до 111%, предпочтительно приблизительно от 106% до 110% от среднего диаметра каната при условии его измерения при круглом, недеформированном поперечном сечении каната.

6. Барабан по п.1, отличающийся тем, что система (4) желобов и/или соприкасающиеся с канатом (10) части канатного барабана (1) имеют прецизионно обработанную, предпочтительно шлифованную или полированную поверхность со средней величиной шероховатости Ra≤1 мкм, предпочтительно Ra≤0,25 мкм.

7. Барабан по любому из пп.1-3,5,6, отличающийся тем, что система (4) желобов и/или соприкасающиеся с канатом части канатного барабана (1) оснащены снижающим трение и/или амортизационным поверхностным покрытием предпочтительно из полимерного материала.

8. Барабан по п.7, отличающийся тем, что поверхностное покрытие выполнено многослойным, причем самый верхний слой покрытия выполнен снижающим трение, а расположенный непосредственно или косвенно под ним слой покрытия выполнен амортизирующим.

9. Барабан по п.1, отличающийся тем, что система (4) желобов по боковой поверхности корпуса (2) канатного барабана имеет лишь одну наклонную область, в которой канатные желоба (5) смещены в основном на величину диаметра троса, и лишь одну параллельную область.

10. Барабан по любому из пп.1-3, 5, 6, 8, 9, отличающийся тем, что на по меньшей мере одном из упорных дисков (3) предусмотрен отклоняющий элемент (9) каната, который по высоте упорного диска имеет по меньшей мере один участок отклоняющего элемента, содержащий клиновую боковую поверхность.

11. Барабан по п.10, отличающийся тем, что отклоняющий элемент (9) каната радиально внутри и/или радиально снаружи участка отклоняющего элемента с клиновой поверхностью имеет следующий участок отклоняющего элемента, который содержит параллельную боковую поверхность, примыкающую к клиновой поверхности.

12. Барабан по любому из пп.1-3, 5, 6, 8, 9, 11, отличающийся тем, что имеется крепежное средство (11) каната для крепления каната (10) на канатном барабане (1), которое имеет выполненный в форме кнехта подвесной элемент (12) каната, на который может подвешиваться предпочтительно расплющенная петля конца каната.

13. Канатный блок для привода волоконного каната с укрепленной с возможностью вращения обоймой (15) блоков, боковая поверхность которой содержит по меньшей мере один желоб (5) каната, отличающийся тем, что желоб (5) каната в поперечном сечении имеет отличный от круглой формы поверхностно сплющенный контур (6) желоба, который в области основания (7) желоба имеет больший радиус кривизны, чем в области боковых поверхностей (8) желоба.

14. Блок по п.13, отличающийся тем, что канатный желоб (14) имеет признаки пп.2-4, а также 6-8.

15. Канатный привод, преимущественно подъемный механизм или подобный привод, с волоконным канатом, а также с по меньшей мере одним канатным барабаном (1) по любому из пп.1-12 и/или с по меньшей мере одним канатным блоком (14) по п.13 или 14.