CN1096410C - 车辆变速箱驱动的绞车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安装在车辆上的牵引绞车和牵引-起重绞车，用于改善车辆的越野能力，用于援救抛锚车辆，用于向车辆载台上装货，还可用于起重，本发明绞车中含有安装在两个支架上的以下构件：一个卷扬鼓，一个用于脱开所述卷扬鼓以更快放出绞车缆绳的卷扬鼓切换制动机构，一个制成由一根连轴连接的圆锥和行星齿轮的形状的减速装置，它比现有减速装置减速比低，以及一个制成齿式单向离合器形式的制动卷扬鼓的机构。为放下先已提升的负荷，绞车含有一个常通一个储能器的刹车装置。为增加此刹车作用，该刹车还可引入一个闸室及其连接车辆离合器控制装置的控制装置。该绞车的潜在输出大于类似装置的潜在输出。

Description

车辆变速箱驱动的绞车

技术领域

本发明具体涉及车辆绞车，并可用于改善车辆的越野能力，用于援救抛锚车辆，用于向车辆载台上拖拽负荷，用于起重，它代表一种新型牵引及牵引-升降绞车。

发明背景

现有一种公知的绞车，具有：一个卷扬鼓、一个减速装置、一个双位离合器、以及一个控制机构(I)。该绞车在关闭绞车时不能使卷扬鼓自动停止。

现有一种公知的车辆绞车，具有一个安装在两个支架上的卷扬鼓和一个减速装置，减速装置的输入轴经离合器和一个可脱开式动力输出轴连接车辆的引擎，还有一个在松开缆绳(2)时关闭的，符合OCT37.001.090-79部门标准的卷扬鼓机构。该绞车牵引速度低、效率差且比质量(单位最大牵引力的绞车重量)大。

从技术角度看，最接近于本发明所公开的方法是一种车辆变速箱驱动绞车，具有：一个卷扬鼓、一个减速装置、一个卷扬鼓切换装置和一个安装在两个支架上的制动装置。这种绞车有前述绞车相同的缺点。为了加大缆绳的牵引速度而减少了蜗轮蜗杆减速装置的变速比。减速装置成为非自停式，因而必须另装制动器：装在卷扬鼓上，装在减速装置的蜗杆上，再就是装在驱动装置上，结果使结构和控制复杂化，降低了绞车的可靠性，并增大了它的比质量。

本发明旨在增加牵引速度、提高效率、简化控制、降低比质量、并简化生产和维修保养工作。

与公知的绞车相比，提高牵引速度并从而增大额定功率是通过采用小传动比非自刹车式减速装置达到的，并且动力脱开时靠特殊机构自动制动卷扬鼓防止承重的缆绳松解。这样减速比降低2.5至3倍，机械效率提高到0.92，换言之，其磨擦损失降低1.5倍以上，可达5倍。通过在动力脱开时自动制动卷扬鼓，而且还把绞车闸室控制与车辆离合器控制联在一起，实现简化控制，还提高了卷扬鼓的可靠性。制造减速装置总成并把它的部件设置在支架的外侧，使得有可能把卷扬鼓安设在支架之间，增加了它相对于减速装置的宽度，从而减少了卷扬鼓上的缆绳层数，却不降低其缆绳容量，还降低了驱动卷扬鼓的输入力矩，并且与同样作用的公知绞车相比降低绞车比质量1.5倍以上。与OCT37.001.090-79规定的新设计车辆绞车标准比较，本发明提出的绞车比质量小2.0-2.8倍，而绞车的安全系数提高了一倍。

发明概述

根据本发明的一个方面，提供一种车辆传动箱驱动的绞车，包括一个卷扬鼓，安装在一个支架上；一个减速装置，包括一个卷扬鼓制动机构，该制动机构有一个连接在连轴上的齿式单向离合器以允许卷扬鼓沿牵引方向旋转，并且齿式单向离合器防止卷扬鼓沿与牵引方向相反的方向旋转，减速装置为齿轮形式，齿式单向离合器有两个受弹簧反弹的带有平端头受力齿和楔入齿的半离合器，一个半离合器具有伸长的受力齿，而另一个半离合器具有一个带槽和平端头楔入齿的锁环，伸长的受力齿进入锁环的槽内，在半离合器上楔入齿具有伸长的受力齿半个宽度的转动位移，以及一个高能刹车装置安装在减速装置的外侧并与齿式单向离合器连接；以及一个卷扬鼓切换机构。

根据本发明的另一个方面，提供一种绞车，包括一个输入轴；一个马达传动装置，位于输入轴和一个马达之间；一个卷扬鼓，安装在一个支架上；一个减速装置，包含一个有低传动比和高效率的齿轮装置；一个卷扬鼓切换机构，安装在输入轴和卷扬鼓之间，用于当松卷时脱开卷扬鼓的连接；一个卷扬鼓制动机构，含有一个自锁的齿式单向离合器将卷扬鼓连接到支架上，该齿式单向离合器连接在连轴上以允许卷扬鼓沿牵引方向旋转，并且齿式单向离合器防止卷扬鼓沿与牵引方向相反的方向旋转；以及传动装置输出轴的一个可脱开式动力轴，连接于绞车的输入轴。

根据本发明的再一个方面，提供一种一种绞车，包括一个输入轴；一个卷扬鼓，安装在两个支架上；一个减速装置，包含具有低传动比和高效率的齿轮装置，该减速装置包含一个由一连轴连接到一行星齿轮的圆锥齿轮；一个卷扬鼓切换机构，安装在输入轴和卷扬鼓之间；一个卷扬鼓制动机构，含有一个自锁的齿式单向离合器，以及一个常通于一个轴的刹车装置，用以向卷扬鼓和支架之一传输力矩；以及一个连接于绞车的输入轴的可脱开式动力轴。

附图说明

图1为带有行星齿轮固定的托架的绞车示意图，

图2为带有行星齿轮固定的轮周的绞车示意图，

图3为绞车示意图，带有行星齿轮固定的轮周、刹车装置、储能器、闸室、及其控制装置；

图4为齿式单向离合器的剖视图；

图5为图4中的A-A剖视图；

图6为图4中的D-D剖视图；

图7是图5中的B-B截面，为受力齿的截面；

图8是图5中的C-C截面，为楔入齿的截面；

图9是离合器的展开示意图，部件安排为半离合器脱开时的状态；

图10为绞车控制装置示意图。标号代表如下：

1 支架

2 支架

3 车辆

4 卷扬鼓

5 缆绳

6 挂钩

7 连轴

8 圆锥齿轮

9 行星齿轮

10 托架

11 轮周

12 齿式单向离合器

13 弹簧；

14 半离合器

15 半离合器

16 半离合器的受力齿

17 半离合器的楔入齿

18 伸长的受力齿；

19 锁环

20 锁环的楔入齿

21 锁环槽；

22 肩台

23 附加轴

24 弹簧

25 恒星齿轮；

26 气压缸

27 储能器

28 刹车装置；

29 闸室；

30 阀门；

31 管路；

32 双路阀门。

优选实施例详述

现说明所述绞车的优选实施方案。这种牵引绞车有两个将它固定在车辆3上的支架1和2、卷扬鼓4、固定在卷扬鼓4上的缆绳5和挂钩6，卷扬鼓安装在支架1和2上。绞车的减速装置由连轴7连接的两个齿轮构成：圆锥齿轮8和行星齿轮9，行星齿轮9有通过固定在支架2上而固定不动的托架10或轮周11。卷扬鼓4的制动机构做成齿式离合器12的形式，该离合器由受弹簧13对压的两个半离合器14和15组成，在卷扬鼓作牵引旋转时使之自由旋转而在它开始反向旋转时制动卷扬鼓4。制动机构的一个半离合器，也就是转动的那一个，安装在向卷扬鼓传输力矩的旋转轴上，而另一个，也就是不转动的那一个，须连接在支架1上。当制动机构安置在圆锥齿轮8区域时，绞车的一个优选实施方案示于图1至3。在半离合器14和15上有平端头齿：传输力矩的受力齿16和楔入齿17，通过它们的相互作用半离合器14和15接合及脱开。在半离合器14中，一个受力齿18沿半离合器14的旋转轴延伸，并朝向半离合器14。另一个半离合器15中，在其受转动的槽内，安装有带楔入齿20的锁环19，楔入齿19有贯通两个相邻齿20径向的长轴的槽21。在轴向上锁环19由特别伸入半离合器15的受转动的槽的肩台22固定。锁环19是圆头的并可以作圆周运动，它通过预压力靠在半离合器15的楔入齿圆周外径上。两个半离合器的受力齿16和楔入齿17的模数、齿廓、和齿节是相同的。锁环19的模数、齿廓、和齿节与半离合器14和15的模数、齿廓、和齿节相同，但是锁环19的齿数减少，从而当半离合器彼此作相对转动时使锁环19的楔入齿顶和半离合器14的楔入齿17不能啮合。因此半离合器14和15的受力齿16做得比楔入齿17低。在半离合器的楔入齿17之间和受力齿之间的间隔宽度做得能够形成必要的侧旁间隙，使得在半离合器14和15被脱开时受力齿16能不受阻尼地脱开。为了增加受力齿啮合的可靠性，它们向下切削到根基处(图7)。在图1至3中所示绞车内，带有伸长的齿18的半离合器14安装在旋转的连轴7上，而带有锁环19的半离合器15安装在连接在支架1的非旋转附加轴23上。半离合器14和15的位置可以互换：带有伸长的齿18的半离合器14安装非旋转附加轴23上，而带有锁环19的半离合器15安装在在旋转的连轴7上。同时为了使离合器12起让卷扬鼓4只能在牵引旋转方向上自由转动的制动机构的作用，如果带有伸长的齿18的半离合器14安装在旋转的连轴7上，离合器12中的半离合器14和15的楔入齿17须在连轴7的牵引旋转的方向上相对于受力齿16移动半个伸长的齿18的宽度，而，如果有伸长的齿18的半离合器14安装在连接支架1的非旋转附加轴23上，半离合器14和15的楔入齿17须在连轴7的牵引旋转的相反方向上相对于受力齿16移动。半离合器14的伸长齿18进入锁环19的槽21并起使锁环19相对于半离合器15旋转的作用。锁环19的槽21的宽度和伸长齿18的宽度做得使(锁环19被伸长的齿18制动时)，齿20置于对立于半离合器14的齿17处，并且它们的径向轴匹配。卷扬鼓的制动机构做成受弹簧24的压力，并松散地轴向安装在连轴7上的行星齿轮9的恒星齿轮25上，恒星齿轮25连接固定在连接支架2的行星齿轮9的不动的托架10上，或圆周11上的气压缸26。为了扩展绞车的操作范围，使之不仅用作牵引绞车而且用作起重绞车，在其支架1和附加轴23(图3)之间的结构中，引入了一个常接通一个储能器27的刹车装置28。该刹车装置是可控制的并受储能器27的调节以持住悬挂在缆绳上的额定负荷。刹车装置28配备有闸室29，而且它的控制装置为阀门30和将它连接到闸室29的管路形式。为了协同车辆离合器和闸室29的联合工作，从而在离合器松开和啮合时相应地提供闸室29的自动脱开和接合，离合器的控制装置靠管路经双路阀门32连接离合器的控制装置。在提升或放下的负荷被制动在悬挂状态时，或者说在缆绳上出现冲击张力时，闸室29及其控制装置提供刹系统28的自动刹车强化作用。在放下时闸室29自动地释放刹车装置，刹车装置28保持仅被储能器27刹车，在放下负荷时减少克服刹车装置所须的力矩。结果降低了绞车各单元和部件的负荷和磨损，延长了它们的使用寿命。

牵引绞车(无刹车装置，图1和2)工作如下。在初始位，恒星齿轮25与行星齿轮9的卫星齿轮啮合，而制动机构被停止作用，就是说，卷扬鼓4经离合器12连接支架1。为放出缆绳5，通过气压缸26把恒星齿轮25从行星齿轮9的卫星齿轮上脱开，同时卷扬鼓4脱开与支架1的连接，然后人工放开缆绳5并用挂钩5挂在牵引对象或固定的支点上，固定缆绳5之后，关闭气压缸26恒星齿轮25在弹簧24的作用下啮合行星齿轮9的卫星齿轮。为把绞车切换到牵引工作方式，松开车辆离合器，变速箱挂空档，从变速箱通到绞车传动轴的动力输出轴被接合，挂上变速箱的相应前向档，然后接合车辆的离合器。在这种情况下，来自动力轴出轴的力矩靠圆锥齿轮8、连轴7和行星齿轮9传输到卷扬鼓4并经固定在其上的缆绳5和挂钩6传输到牵引对象上。卷扬鼓4与支架1脱离进行如下。从卷扬鼓4的牵引旋转一开始，半离合器14通过其楔入齿17作用在锁环19和半离合器15的楔入齿20和17上，克服弹簧13的弹力而压出半离合器15，从而使半离合器14和15全部齿脱离啮合。脱离啮合后，半离合器14、15的楔入齿变得互相对立并在顶面上滑动，在半离合器14的旋转下，伸长的受力齿18会对立于锁环19的切割面，使之旋转并相对于半离合器14把锁环19对向它们的楔入齿17、20锁定。这在卷扬鼓4作牵引旋转时防止了半离合器14、15啮合。半离合器14将相对于半离合器15自由旋转并转动锁环。半离合器的楔入齿17因此从半离合器15的楔入齿17的挡块到止动于锁环19的楔入齿20的挡块，然后再到半离合器15的楔入齿17的挡块再继续下去。为停止绞车，须松开车辆的离合器，然后把变速箱挂空档。这种情况下导向卷扬鼓4的力矩不再存在，卷扬鼓4停住，然后要么在负荷，要么在车辆的作用下反转。当牵引对象或者说负荷倒退时，卷扬鼓4开始动作并反向旋转连接于其上的离合器14。伸长的受力齿18在它与锁环19的切割面之间存在的间隙限度内相对于锁环19转动，半离合器14和环19的楔入齿移到它们不能相互对立的位置，从而进一步相对转动导致半离合器在弹簧13的作用下啮合，也就是说，导致它们的受力齿16啮合从而制动卷扬鼓4。在半离合器14、15啮合时受力齿16的啮合早于楔入齿17的啮合，这是通过齿16、17之间间隔宽度达到的。由于啮合得早，受力齿16阻碍了楔入齿的相互接触并防止半离合器14和15脱开啮合。

在牵引工作方式且停机时，由于刹车装置通常接通并且刚性地把半离合器械连接在支架1上，缆绳5放开的牵引-起重绞车(有刹车装置，图3)的工作与上述牵引牵引绞车并无区别。从停止位置放下负荷的工作如下。当负荷在抬高了的位置时，它由储能器27的刹车装置28的刹车作用保持住。为放下负荷须松开车辆的离合器。同时通过离合器控制装置发出的压缩空气，闸室附加地对刹车28制动。进一步，须把变速箱挂倒车档然后合上离合器，在此同时闸室29释放刹车装置，在负荷重量和输入的力矩的复合作用下，负荷克服刹车装置28的阻力被平稳地放下。在放下或者提升负荷的过程中要停住负荷须松开车辆的离合器。同时由于闸室29的控制装置和离合器的控制装置经双路阀门32连接，在松开离合器时闸室29自动接合，提供刹车装置28的附加刹车作用，以吸收停止时刻负荷对绞车的冲击作用。在刹车用于靠牵引安装它的车辆的车轮进行拖拽时，还可借助阀门30制动闸室29以加强绞车的刹车作用。在放下负荷时不必用阀门30制动闸室29，从而在此情况下不必去克服刹车装置28的附加刹车作用。

这种绞车经过检测，检测表明作功大，性能可靠，在缆绳牵引速度、效率、比质量等方面显著优于类似绞车。

                    参考文献

1.<苏联发明家证书>1505886，分类B66D1/22，1989公布.

2.<军用车辆>卷2 A.S.Atonov(安东诺夫著)，军事出版社1970年出版379-385页.

3.<Braden MS50型绞车>：宣传品，安装、维修、保养工作指导。

Claims (12)

1.一种车辆传动箱驱动的绞车，包括：

一个卷扬鼓，安装在一个支架上；

一个减速装置，包括一个卷扬鼓制动机构，该制动机构有一个连接在连轴上的齿式单向离合器以允许卷扬鼓沿牵引方向旋转，并且齿式单向离合器防止卷扬鼓沿与牵引方向相反的方向旋转，减速装置为齿轮形式，齿式单向离合器有两个受弹簧反弹的带有平端头受力齿和楔入齿的半离合器，一个半离合器具有伸长的受力齿，而另一个半离合器具有一个带槽和平端头楔入齿的锁环，伸长的受力齿进入锁环的槽内，在半离合器上楔入齿具有伸长的受力齿半个宽度的转动位移，以及一个高能刹车装置安装在减速装置的外侧并与齿式单向离合器连接；以及

一个卷扬鼓切换机构。

2.如权利要求1所述的绞车，其特征在于，卷扬鼓切换机构有一个受弹簧作用的恒星齿轮，恒星齿轮安装在连轴上并连接着一个固定在一个绞车支架上的气压缸。

3.如权利要求2所述的绞车，其特征在于，在支架和齿式单向离合器的一个附加轴之间安装了一个刹车装置，该刹车装置由一个储能器置入常通状态并且配备有一个闸室和一个闸室控制装置。

4.如权利要求2所述的绞车，其特征在于，一个闸室控制装置通过一个双路阀门连接车辆离合器的控制装置。

5.如权利要求1所述的绞车，其特征在于，一个刹车装置由一个储能器置入常通状态并且配备有一个闸室和一个闸室控制装置。

6.如权利要求5所述的绞车，其特征在于，一个闸室控制装置通过一个双路阀门连接车辆离合器的控制装置。

7.如权利要求1所述的绞车，其特征在于，一个闸室控制装置通过一个双路阀门连接车辆离合器的控制装置。

8.一种绞车，包括：

一个输入轴；

一个马达传动装置，位于输入轴和一个马达之间；

一个卷扬鼓，安装在一个支架上；

一个减速装置，包含一个有低传动比和高效率的齿轮装置；

一个卷扬鼓切换机构，安装在输入轴和卷扬鼓之间，用于当松卷时脱开卷扬鼓的连接；

一个卷扬鼓制动机构，含有一个自锁的齿式单向离合器将卷扬鼓连接到支架上，该齿式单向离合器连接在连轴上以允许卷扬鼓沿牵引方向旋转，并且齿式单向离合器防止卷扬鼓沿与牵引方向相反的方向旋转；以及

传动装置输出轴的一个可脱开式动力轴，连接于绞车的输入轴。

9.如权利要求8所述的绞车，其特征在于，所述减速装置包含一个圆锥齿轮，一个连轴以及一个行星齿轮，圆锥齿轮由连轴连接到行星齿轮，所述减速装置包含卷扬鼓制动机构，该制动机构有一个连接在连轴上的齿式单向离合器以允许卷扬鼓沿牵引方向旋转，并且齿式单向离合器防止卷扬鼓沿与牵引方向相反的方向旋转。

10.一种绞车，包括：

一个输入轴；

一个卷扬鼓，安装在两个支架上；

一个减速装置，包含具有低传动比和高效率的齿轮装置，该减速装置包含一个由一连轴连接到一行星齿轮的圆锥齿轮；

一个卷扬鼓切换机构，安装在输入轴和卷扬鼓之间；

一个卷扬鼓制动机构，含有一个自锁的齿式单向离合器，以及一个常通于一个轴的刹车装置，用以向卷扬鼓和支架之一传输力矩；以及

一个连接于绞车的输入轴的可脱开式动力轴。

11.如权利要求1所述的绞车，其特征在于，所述减速装置包含一个圆锥齿轮，一个连轴以及一个行星齿轮，圆锥齿轮由连轴连接到行星齿轮，所述减速装置包含卷扬鼓制动机构，该制动机构有一个连接在连轴上的齿式单向离合器以允许卷扬鼓沿牵引方向旋转，并且齿式单向离合器防止卷扬鼓沿与牵引方向相反的方向旋转。

12.如权利要求10所述的绞车，其特征在于，所述减速装置包含一个圆锥齿轮，一个连轴以及一个行星齿轮，圆锥齿轮由连轴连接到行星齿轮，所述减速装置包含卷扬鼓制动机构，该制动机构有一个连接在连轴上的齿式单向离合器以允许卷扬鼓沿牵引方向旋转，并且齿式单向离合器防止卷扬鼓沿与牵引方向相反的方向旋转。

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