Предохранительное устройство для верхолазов Советский патент 1991 года по МПК A62B1/14 

Изобретение относится к страховочным устройствам.

Целью изобретения является повышение надежности страховки.

На фиг.1 представлено предохранительное верхолазное устройство; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

Предохранительное верхолазное устройство включает разъемный корпус 1, в котором на оси 2 установлен с возможностью вращения барабан 3, несущий на себе грузовой канат 4 и стопорный узел. Корпус 1 состоит из цилиндрической обечайки 5 и прикрепленных к ней с двух сторон при помощи винтов 6 торцовых щек 7, в которых неподвижно при помощи шлицевых втулок установлена ось 2. В верхней части щек 7 установлен палец 8, к которому крепится скоба 9, предназначенная для закрепления устройства к смонтированной конструкции. На оси 2 барабана закреплена ленточная спиральная пружина 10, внутренний конец

которой через упор 11 прикреплен к оси 2 заклепками 12, а наружный конец - к внутренней цилиндрической поверхности 5 барабана. Одна боковая стенка 13 барабана выполнена съемной для установки спиральной пружины 10 и крепится к торцу барабана при помощи винтов 14. Ось 2 барабана имеет с двух сторон упорную резьбу с правой и левой нарезками.

Стопорный узел выполнен в виде двух серег 15, к середине нижней части каждой из которых закреплена оттарированная на заданное усилие пружина 16 растяжения, и двух тормозных фрикционных дисков 17, установленных с обеих сторон барабана на резьбовых частях оси 2 посредством резьбовых втулок 18. Узкая верхняя часть каждой из серег 15 шарнирно закреплена посредством втулки 19с пальцем 20 на корпусе барабана, а нижняя широкая - охватывает ось 2. На периферийной части фрикционных дисков 17 наклепаны при помощи заклепок 21 тормозные накладки 22 из

00

N

45

Јь

фрикционного материала, а на нижней части запрессованы штифты 23, к которым закреплены свободные концы пружины 16 растяжения. На каждом фрикционном диске выполнен прилив 24 с отверстием, в которое запрессована втулка 25 с расположенной в ней осью 26. Ось 26 проходит через втулки свободно с возможностью скольжения относительно них в продольном направлении. С торцов ось 26 зафиксирована гайками 27. На ось 26 с возможностью вращения установлен ролик 28, фиксируемый на оси в осевом направлении при помощи пружинных шайб 29, контактирующих при осевых смещениях втулки, с бронзовыми шайбами 30. Причем ось 26 ролика 28 лежит в горизонтальной плоскости, проходящей через ось барабана 3, а угол между крайними положениями пружин 16 растяжения соответствует ходу фрикциона до полного прижима к барабану 3. Ролик 28 огибается сходящей с барабана ветвью грузового каната 4. Грузовой канат присоединяется к карабину (не показан). Для свободного прохода выступающего ролика 28 в цилиндрической части обечайки 5 корпуса выполнено окно, закрытое боковой крышкой 31 с отверстием для прохода грузового каната, прикрепленной к корпусу винтами 32.

Устройство работает следующим образом.

Канат 4 намотан на барабан 3. При работе верхолаза канат вытягивается из устройства вместе с прикрепленным к монтажному поясу карабином. При этом барабан 3 вращается и спиральная пружина 10 навивается на ось 2, а при освобождении вытянутого каната барабан под действием ранее навитой пружины 10 вращается в обратную сторону и вбирает канат обратно в устройство. Ветвь каната, сбегающая с барабана, охватывает вращающийся ролик 28 и скользит по нему в процессе наматывания или сматыванмя в осевом направлении.

В условиях нормальной работы верхолаза при рабочих ускорениях барабана усилия определяются следующим выражением:

уЭтр

(rg

- cos a)-r Q Н + гЛопр.тр где г - радиус поворота оси 26 тормозных дисков относительно оси 2 барабана 3;

J6 - момент инерции барабана;

гб - радиус барабана;

Тсопр усилие от сил сопротивления в барабане (трение в подшипниках, трение

Je + Тсопр) (1 -

между витками каната и т,д), сопротивление спиральной пружины 10;

атр - линейное ускорение в канате; Мсопр.тр - момент сопротивления трения при вращении тормозных фрикционных дисков по резьбе;

Q -усилие натяжения пружины 16; Н - плечо приложения силы Q относительно оси барабана.

При возникновении экстремальной ситуации, т.е. в начальный период падения верхолаза, резко возрастает ускорение атр. в канате.

Тогда неравенство принимает .вид Т(1- cos а) г QH + Мсопр.тр, поскольку с резким возрастанием ускор.ения а пропорционально возрастает также усилие в канате Т. При этом момент от усилия натяжения пружины, равный Q Н, и момент сопротивления от сил грения тормозных фрикционных дисков в резьбе будут преодолены и происходит поворот тормозных фрикционных дисков 17 под действием натяжения каната Т. Поскольку фрикционные диски 17

насажены втулками 18 соответственно на правую и левую резьбы на оси 2 барабана 3, диски в процессе поворота начнут сближаться (перемещаться навстречу друг другу). При сближении фрикционные диски 17

своими фрикционными накладками 22 прижимаются к боковым щекам барабана 3. В процессе поворота дисков 17 пружины 1б растяжения проходят через нейтральное положение и способствуют повороту дискоз 17 в том же направлении и надежному зажатию боковых щек барабана. Процесс торможения барабана начнется в момент начала прижатия фрикционных накладок 22 дисков 17 к его щекам. Поскольку направление вращения барабана при вытягивании каната совпадает с направлением поворота тормозных дисков 1.7, возникающий между ними момент от трения будет способствовать повороту тормозных дисков, усилие

прижатия фрикционных накладок 22 к боковым щекам возрастает и сила трения между ними станет достаточной для обеспечения надежного торможения барабана. При этом до полной остановки тормозные диски повернутся на угол не более 20-30°. Путь сяо- бодного падения в этом устройства можно менять подбором усилия пружин, углами поворота тормозных фрикционных дисков, за- зорами между щеками барабана и

фрикционными накладками тормозных дисков. Эти зазоры в зависимости от шага резьбы на оси барабана и угла поворота тормозных дисков могут быть в пределах 0,3-0,5 мм,

Формула изобретения Предохранительное устройство для верхолазов, содержащее разъемный корпус, установленный в нем на оси барабан, несущий на себе грузовой канат, закрепленную одним концом на оси, а вторым - на барабане спиральную пружину и стопорный узел, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности страховки, на оси с двух сторон от барабана выполнены участки резьбы противоположного направления, стопорный узел выполнен в виде установленных на каждом из участков резьбы двух

фрикционных дисков и установленных шар- нирно на корпусе своими узкими частями двух серег,широкая часть которых охватывает ось барабана и подпружинена к ней посредством пружины, соединенной с соответствующим фрикционным диском, на каждом из фрикционных дисков выполнен прилив с отверстием,-в котором установлена соединяющая фрикционные диски ось с роликом, взаимодействующим со сходящей ветвью грузового каната, причем ось с роликом.расположена в горизонтальной плоскости, проходящей через ось барабана.

Изобретение относится к страховочным устройствам и позволяет повысить надежность. В разъемном корпусе на оси с двух сторон от барабана с канатом выполнены участки противоположно направленной резьбы, на каждом из которых установлены фрикционные диски. На каждом из фрикционных дисков расположена ось, взаимодействующая со сходящей ветвью грузового каната, а на корпусе - две серьги, широкие части которых охватывают ось барабана и подпружинены к фрикционным дискам. При возникновении значительных перегрузок происходит поворот серег и торможение барабана. 4 ил.

15

У

6-ff

Фиг. J