лебедка

Формула изобретения

1. Лебедка, содержащая корпус с цапфой и тросовой барабан, соединенный с упомянутой цапфой и кинематический связанный посредством карданного шарнира с планетарной передачей внутреннего зацепления и приводным валом с эксцентриком, отличающаяся тем, что эксцентрик приводного вала выполнен в виде косого кривошипа, а приводной вал установлен в радиально-упорном роликовом подшипнике, у которого образующая конуса неподвижной обоймы параллельна диаметрально противоположной образующей начальных конусов зубчатого зацепления шестерни планетарной передачи, установленной неподвижно, и конусного эксцентрикового сателлита этой передачи, снабженного прецессионным валом с плоской дискообразной осью карданного шарнира, образованного двумя Г-образными полуцилиндрическими вкладышами, при этом тросовый барабан снабжен обгонной муфтой свободного хода барабана, в которой размещены упомянутые вкладыши, и выполнен с профилированной по степенной функции поверхностью, сопряженной с его конической ребордой, а лебедка снабжена связанным с корпусом тросоукладчиком.

2. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что торцевая внешняя часть прецессионного вала выполнена с возможностью механического соединения, преимущественно шлицевого, с удлинителем ручного привода.

3. Лебедка по п.1, отличающаяся тем, что ее приводной вал снабжен пружинным тормозом обратного вращения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подъемно-тяговым устройствам и может быть использовано для самовытаскивания буксирующего автомобиля и грузоподъемных работ.

Известна лебедка, содержащая фрикционный барабан с ребордой, установленный на валу в корпусе с клиновым копиром, контактирующим с подвижными штифтами, установленными в реборде барабана, которые замещают свободный конец гибкого троса [1]

При вращении фрикционного барабана такой лебедки происходит защемление и протягивание троса без проскальзывания, что затрудняет регулирование ее силы тяги при использовании неуправляемого электропривода.

Наиболее близкой по конструкции к данному изобретению является лебедка, содержащая тросовый барабан, кинематически связанный с приводным валом через планетарную эксцентриковую передачу и крестовину с вилкой для шарнирного соединения двух ее концов с неподвижной рамой и шарнирного соединения двумя другими концами с шестерней планетарной передачи, а также стопорный механизм [2]

При работе такой лебедки под нагрузкой на концах крестовины кроме трения вращения возникает трение скольжения, обуславливающее появление изгибающих моментов, которые затрудняют нормальную работу эксцентриковой передачи и ограничивают возможности повышения коэффициента редукции лебедки, а также приводят к соответствующим механическим потерям при использовании высокооборотного электропривода и соответственно снижению КПД лебедки.

Техническим результатом изобретения является повышение редукции и КПД лебедки, позволяющей для облегчения работы использовать неуправляемый электропривод.

Для достижения этого технического результата в лебедке, содержащей корпус с цапфой и тросовый барабан, соединенный с упомянутой цапфой и кинематически связанный посредством карданного шарнира с планетарной передачей внутреннего зацепления и приводимым валом с эксцентриком, последний выполнен в виде косого кривошипа, а приводной вал его установлен в радиально-упругом роликовом подшипнике, у которого образующая конуса неподвижной обоймы параллельна диаметрально противоположной образующей начальных конусов зубчатого зацепления неподвижной шестерни и конусного эксцентрикового сателлита этой передачи, снабженного прецессионным валом с плоской дискообразной осью карданного шарнира, образованного двумя Г-образными полуцилиндрическими вкладышами, при этом тросовый барабан снабжен обгонной муфтой свободного хода, в которой размещены упомянутые вкладыши, с профилированной по степенной функции поверхностью, сопряженной с ее конической ребордой, а лебедка снабжена связанным с корпусом тросоукладчиком.

Торцевая внешняя часть прецессионного вала выполнена с возможностью механического соединения с удлинителем ручного привода, например, посредством шлицевого соединения, а приводной вал снабжен пружинным тормозом обратного вращения.

Все это позволяет уменьшить паразитное влияние изгибающих моментов в конструкции лебедки и осуществить управление ею только путем изменения натяжения свободного конца троса.

Для пояснения сущности изобретения приведены фиг.1, на которой показан продольный разрез лебедки, и фиг.2, на которой показано поперечное сечение карданного шарнира и обгонной муфты свободного хода.

Лебедка содержит неподвижный корпус 1 с щелевым клюзом тросоукладчика 2 и пристыкованным электродвигателем 3, который при помощи шлицевого соединения связан с приводным валом 4. Этот вал установлен в радиально-упорном подшипнике 5 и снабжен пружинным тормозом обратного вращения 6 и косым кривошипом 7 со своим подшипником, запрессованным в конусный эксцентриковый сателлит 8 так, что образующие начальных конусов зубчатого зацепления сателлита 8 и неподвижной шестерни 9 в точке a параллельны образующей неподвижной обоймы подшипника 5 в точке b, а их соответствующие нормали совпадают.

Передняя часть корпуса 1 выполнена в виде цапфы фрикционного барабана 10, профилированного по степенной образующей типа r=r₀+kxⁿ и сопряженного с торцевой конусной ребордой, изготовленной как единое целое с барабаном 10. Здесь r₀ начальный или минимальный радиус фрикционного барабана, n оптимальный показатель степенной функции, равный 3 5 единицам, k масштабный коэффициент, x координата продольной оси лебедки, начало которой совпадает с центром O плоской дискообразной оси карданного шарнира промежуточного прецессионного вала 11 эксцентрикового сателлита 8. Кроме дискообразной оси в состав карданного шарнира входят два Г-образных полуцилиндрических вкладыша 12, размещенных между внутренними половинками обгонной муфты 13 с подпружиненными роликами 14, контактирующими с волнообразной поверхностью реборды фрикционного барабана 10, на который уложено несколько витков троса 15. Общая сборка и регулировка лебедки осуществляются при помощи стопорных колец 16 и упорных шайб 17, а установка на автомобиле при помощи посадочных отверстий 18 и крепления типа "ласточкин хвост" 19.

Для обеспечения большого коэффициента редукции зубчатых зацеплений 8, 9 разница между ними должна составлять всего один зуб, что соответствует угловой конусности косого кривошипа 7 1:200 и более. Это позволяет сделать внутреннее зацепление неподвижной шестерни 9 бесконечно малой конусности, т.е. цилиндрическим, придав эксцентриковому сателлиту 8 небольшую обратную конусность с центром, расположенным по другую сторону зубчатого зацепления относительно центра O. Однако при стандартных размерах зуба обкатывание в таком зубчатом зацеплении невозможно, так как оно действует подобно шлицевому зацеплению. Поэтому необходима отрицательная коррекция зубчатого зацепления сателлита 8 на 1/3 модуля зуба, а при одновременной положительной коррекции неподвижной шестерни 9 на 1/4 модуля. Это позволяет значительно упростить изготовление вышеуказанных шестерен с использованием стандартного зубонарезного инструмента.

Кроме электропривода в конструкции лебедки предусмотрен ручной аварийный привод в виде ручки-удлинителя (на фигурах не показан), которая надевается на внешний шлицевой торец 20 прецессионного вала 11 и позволяет непосредственно ему сообщать угловое прецессионное движение.

При использовании предлагаемой лебедки на автомобиле она устанавливается на бампере или тягово-сцепном устройстве (для прицепа) автомобиля при помощи съемного кронштейна с крепежными элементами 18, 19 и подключается к его бортсети, что обуславливает вращение электродвигателя 3 в режиме холостого хода с минимальным током потребления, так как подпружиненный конец проволочного тормоза 6 не препятствует свободному вращению приводного вала 4 в прямом направлении. Через косой кривошип 7 это вращение передается эксцентриковому сателлиту 8, который вместе с промежуточным валом 11 совершает прецессионное обкатывание по зубчатому зацеплению неподвижной шестерни 9, что вызывает медленное вращение прецессионного вала 11 с передаточным отношением c/c-s, где c число зубьев шестерни 9; s число зубьев сателлита 8.

При этом силовая реакция зубчатого зацепления в точке a полностью компенсируется аналогичной реакцией роликового подшипника в точке b так, что приводной вал 4 испытывает лишь косое сжатие без паразитных изгибающих моментов, действующих в плоскости, проходящей через ось X лебедки. Медленное вращение прецессионного вала 11 через упрощенный аналог карданного шарнира 12 и элементы обгонной муфты 13, 14 передается фрикционному барабану 10, на который водитель застрявшего автомобиля накладывает несколько витков синтетического (например, буксирного) троса, предварительно пропущенного через щелевой клюз 2 тросоукладчика и прикрепленного своим грузовым концом к соответствующему грунтозацепу, например дереву. Пока свободный конец троса 15 не натянут, его витки свободно проскальзывают по поверхности фрикционного барабана, не создавая никакой тяги на грузовом конце троса. При резком рывке за свободный конец троса повисание его грузового конца быстро ликвидируется, так как фрикционный барабан 10 может вращаться на обгонной муфте 13 гораздо быстрее прецессионного вала 11. В результате натяжения свободного конца троса на грузовом конце троса происходит фрикционное усилие силы тяги t в сотни раз, так как каждый последующий виток троса прижимает к профилирующей поверхности фрикционного барабана 10 сильнее предыдущего и в процессе перемотки троса смещается в сторону его меньшего диаметра к конической реборде, где происходит выход троса 15 из сцепления с фрикционным барабаном 10. Для уменьшения силы тяги грузового конца троса или полного прекращения его протяжки достаточно ослабить натяжение свободного конца троса 15 и тогда вращение фрикционного барабана 10 будет сопровождаться проскальзыванием витков троса по его профилированной поверхности, снабженной продольными насечками, облегчающими сползание витков троса к узкой части барабана 10.

Таким образом, все управление лебедкой сводится к соответствующему натяжению свободного конца троса относительно малой силы t, что существенно облегчает процесс самовытаскивания застрявшего автомобиля, по окончании которого лебедка отключается от бортсети и укладывается в багажник автомобиля вместе с буксирным тросом 15.