RU142203U1

RU142203U1 - AUTOMATIC TOWING WINCH

Info

Publication number: RU142203U1
Application number: RU2013140019/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Денисов; Владимир Владимирович Вершинин; Валерий Владимирович Болтенков; Дмитрий Валентинович Ракитский; Александр Израилевич Векслер
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2014-06-20

Abstract

1. Лебедка автоматическая буксирная, содержащая грузовой барабан с канатом, расположенный на раме, силовой привод грузового барабана, содержащий мотор, редуктор и муфту сцепления грузового барабана с силовым приводом, силоизмерительное устройство, а также гидравлическую систему и систему управления, отличающаяся тем, что система управления представляет собой щит управления, включающий устройство программного управления с электронными модулями обработки поступающей информации, включения и выключения двигателей насосных агрегатов и управления электромагнитными гидрораспределителями, связанный с пультом управления и дистанционным пультом управления, при этом пульт управления содержит органы управления, сигнализации и цифровые индикаторы длины каната, усилия в канате, скорости вращения барабана, а дистанционный пульт управления содержит модули обработки входных сигналов и сигнализации, а также цифровые индикаторы длины каната, усилия в канате, скорости вращения барабана, кроме того, к щиту управления подсоединен силовой щит питания, содержащий электросиловую аппаратуру пуска и защиты двигателей насосных агрегатов и модуль управления с программируемым процессором, при этом гидравлическая система представляет собой насосную станцию, подключенную к щиту управления, включающую в себя гидравлические насосы, в том числе переменной производительности, электрогидравлический модуль, управляющий насосом переменной производительности, а также электрогидравлический модуль, управляющий гидроцилиндрами исполнительных механизмов ленточного и дисковых тормозов, муфты сцепления, причем силовой щит питан�1. Automatic towing winch containing a cargo drum with a rope located on the frame, a power drive of the cargo drum, comprising a motor, a gearbox and a clutch of the cargo drum with a power drive, a force measuring device, as well as a hydraulic system and a control system, characterized in that the system control is a control panel, including a program control device with electronic modules for processing incoming information, turning on and off the engines of pumping units and electromagnetic control valves associated with the control panel and the remote control, while the control panel contains controls, alarms and digital indicators of the length of the rope, the effort in the rope, the speed of rotation of the drum, and the remote control contains modules for processing input signals and alarms, as well as digital indicators of the length of the rope, the effort in the rope, the speed of rotation of the drum, in addition, a power supply panel containing an electric power appa is connected to the control panel an onura of starting and protecting the engines of pumping units and a control module with a programmable processor, while the hydraulic system is a pumping station connected to a control panel, including hydraulic pumps, including variable displacement, an electro-hydraulic module controlling a variable displacement pump, and an electro-hydraulic module that controls the hydraulic cylinders of the belt and disc brake actuators, clutch, and the power shield

Description

Полезная модель относится к области судового машиностроения, а именно к лебедкам буксирным и швартовным, с автоматическими устройствами для травления и выбирания каната с барабана лебедки.The utility model relates to the field of marine engineering, namely to towing and mooring winches, with automatic devices for pickling and picking the rope from the winch drum.

Известна буксирная лебедка (патент US №3780989, (51) B66d 1/48, (45) 25.12.1973), в которой используется фрикционная дисковая муфта, управляемая пневмосистемой по сигналам от датчика, измеряющего усилие в буксирном канате и расположенного на палубе перед лебедкой. Недостатком этого технического решения является то, что во время процесса буксировки или швартовки, а он может длиться не только часами, а чаще всего по несколько дней и даже недель, двигатель лебедки должен работать под номинальную нагрузку, несмотря на то, что есть в этом необходимость или нет.Known towing winch (US patent No. 3780989, (51) B66d 1/48, (45) 12.25.1973), which uses a friction disc clutch controlled by the pneumatic system according to signals from a sensor that measures the force in the towing rope and located on the deck in front of the winch . The disadvantage of this technical solution is that during the process of towing or mooring, and it can last not only for hours, but most often for several days or even weeks, the winch engine must operate under rated load, despite the fact that there is a need or not.

Лебедка не способна поддерживать заранее заданное расстояние между буксиром и буксируемым судном и прежде всего из-за отсутствия в ней датчика длины вытравленного каната.The winch is not able to maintain a predetermined distance between the tug and the towed vessel and, first of all, due to the lack of an etched rope length sensor in it.

Коррекция длины вытравленного каната обеспечивается за счет поддержания постоянным усилия в канате, но и оно постоянным быть не может, т.к. постоянно меняется в разрешенном поле допусков. Отсюда, далеко не всегда длина вытравленного каната при увеличении нагрузки будет равна длине каната, возвращаемого на барабан при работе лебедки на выбирание при уменьшении в нем нагрузки.Correction of the length of the etched rope is ensured by maintaining a constant force in the rope, but it cannot be constant, because constantly changing in the allowed tolerance field. Hence, far from always the length of the etched rope with increasing load will be equal to the length of the rope returned to the drum during operation of the winch for picking when the load in it decreases.

Несовпадение длин каната при выбирании и травлении в этих условиях и постепенное накапливание нерегулируемой длины каната, как показывает практика, значительны. Поэтому включение в состав лебедки датчика длины вытравленного каната и передача его сигналов в систему управления лебедкой являются требованием современного уровня развития автоматических буксирных и швартовных лебедок, что и сделано в предлагаемой лебедке.The mismatch of the rope lengths during selection and etching under these conditions and the gradual accumulation of unregulated rope lengths, as practice shows, are significant. Therefore, the inclusion of an etched rope length sensor in the winch and the transmission of its signals to the winch control system are the requirements of the modern level of development of automatic towing and mooring winches, which is done in the proposed winch.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому техническому решению по совокупности признаков является лебедка с гидравлической муфтой (заявка EP №2363371 A1, (51) B66D 1/14, 1/24, (43) 07.09.2011), выбранная в качестве прототипа.The closest device of the same purpose to the claimed technical solution in terms of features is a winch with a hydraulic clutch (application EP No. 2363371 A1, (51) B66D 1/14, 1/24, (43) 09/07/2011), selected as a prototype.

В этой лебедке, изменяя условия работы гидравлической муфты, а именно, меняя подачу/слив гидравлической жидкости и/или регулируя направляющие лопасти (заслонки), можно увеличивать или уменьшать крутящий момент, передаваемый от двигателя барабану лебедки.In this winch, changing the operating conditions of the hydraulic coupling, namely, changing the supply / discharge of hydraulic fluid and / or adjusting the guide vanes (dampers), you can increase or decrease the torque transmitted from the engine to the winch drum.

В этом случае двигатель лебедки вращается с постоянной номинальной скоростью и выдает номинальный крутящий момент. Это условие сохраняется как при буксировке судна, так и при удержании его пришвартованным к пирсу.In this case, the winch motor rotates at a constant rated speed and produces the rated torque. This condition is maintained both when towing the ship, and when holding it moored to the pier.

Недостатком данного технического решения является то, что во время процесса буксировки или швартовки, а он может длиться не часами, а чаще всего по несколько дней и даже недель, двигатель лебедки должен работать под номинальную нагрузку, несмотря на то, что есть в этом необходимость или нет. В это время гидравлическая муфта, получая соответствующий сигнал от датчика усилия, управляет работой барабана лебедки, подключая работающий двигатель лебедки в необходимый на данный момент режим «травление» или «выбирание» лебедки, а также регулируя при этом и скорость этих операций с помощью изменения объема подачи/слива гидравлической жидкости и/или регулируя направляющими лопастями (заслонками) муфты поток жидкости.The disadvantage of this technical solution is that during the process of towing or mooring, and it can not last for hours, but most often for several days or even weeks, the winch engine must operate under rated load, despite the fact that there is a need for it or no. At this time, the hydraulic clutch, receiving the appropriate signal from the force sensor, controls the winch drum by connecting the working winch engine to the “etching” or “picking” winch currently required, and also adjusting the speed of these operations by changing the volume supply / discharge of hydraulic fluid and / or regulating the fluid flow by the guide vanes (dampers) of the coupling.

Двигатель лебедки по данному прототипу за весь период буксировки или швартовки потребляет электроэнергию по номинальному значению, хотя, исходя из сути процессов буксировки или швартовки, режим работы двигателя, соответствующий номинальным нагрузкам, составляет обычно меньше половины времени от общего цикла буксировки. Следовательно, остальная потребляемая двигателем лебедки электроэнергия затрачена напрасно. При этом необходимо отметить, что в такой же пропорции происходит уменьшение ресурса и сокращение срока службы двигателя лебедки, который является ее основным элементом.The winch engine of this prototype for the entire period of towing or mooring consumes electricity at a nominal value, although, based on the nature of the processes of towing or mooring, the engine operating mode corresponding to the rated loads is usually less than half the time of the total towing cycle. Consequently, the rest of the energy consumed by the winch engine is wasted. It should be noted that in the same proportion there is a decrease in resource and a reduction in the service life of the winch engine, which is its main element.

В прототипе отсутствует датчик, контролирующий длину вытравленного каната в конкретный момент времени. Отсутствие текущей информации о длине вытравленного каната на пульте управления значительно ухудшает условия управления буксировкой в ночное время суток, особенно в ледовых условиях Севера.In the prototype there is no sensor that monitors the length of the etched rope at a particular point in time. The lack of current information about the length of the etched rope on the control panel significantly worsens the conditions for towing control at night, especially in the ice conditions of the North.

Задачей, решаемой полезной моделью, является создание автоматической буксирной (швартовной) лебедки, обеспечивающей поддержание в автоматическом режиме работы постоянными с заданными допусками как тягового усилия в канате, так и расстояния между буксиром и буксируемым судном (между пришвартованным судном и пирсом).The task solved by the utility model is the creation of an automatic towing (mooring) winch, ensuring that the automatic operation is constant with the specified tolerances of both the towing force in the rope and the distance between the tug and the towed vessel (between the moored vessel and the pier).

Техническим результатом заявляемого технического решения является создание буксирной лебедки с автоматическим управлением различными режимами работы лебедки, необходимыми в процессе буксировки или швартовки.The technical result of the claimed technical solution is the creation of a towing winch with automatic control of various modes of operation of the winch, necessary in the process of towing or mooring.

Указанный технический результат достигается тем, что лебедка автоматическая буксирная содержит грузовой барабан с канатом, расположенный на раме, силовой привод грузового барабана, содержащий мотор, редуктор и муфту сцепления грузового барабана с силовым приводом, силоизмерительное устройство, а также гидравлическую систему и систему управления. Новым по сравнению с прототипом является то, что система управления представляет собой щит управления, включающий устройство программного управления с электронными модулями обработки поступающей информации, включения и выключения двигателей насосных агрегатов и управления электромагнитными гидрораспределителями, связанный с пультом управления и дистанционным пультом управления, при этом пульт управления содержит органы управления, сигнализации и цифровые индикаторы длины каната, усилия в канате, скорости вращения барабана, а дистанционный пульт управления содержит модули обработки входных сигналов и сигнализации, а также цифровые индикаторы длины каната, усилия в канате, скорости вращения барабана, кроме того, к щиту управления подсоединен силовой щит питания, содержащий электросиловую аппаратуру пуска и защиты двигателей насосных агрегатов и модуль управления с программируемым процессором, при этом гидравлическая система представляет собой насосную станцию, подключенную к щиту управления, включающую в себя гидравлические насосы, в том числе переменной производительности, электрогидравлический модуль, управляющий насосом переменной производительности, а также электрогидравлический модуль, управляющий гидроцилиндрами исполнительных механизмов ленточного и дисковых тормозов, муфты сцепления, причем силовой щит питания соединен с насосной станцией, при этом тензодатчик силоизмерительного устройства встроен в раму лебедки, также введено устройство измерения длины каната, установленное на стенке редуктора и соединенное с валом грузового барабана, причем устройства силоизмерительное и измерения длины каната подсоединены к щиту управления.The indicated technical result is achieved in that the automatic towing winch comprises a cargo drum with a rope located on the frame, a power drum of the cargo drum, comprising a motor, a gearbox and a clutch for coupling the cargo drum with a power drive, a force measuring device, as well as a hydraulic system and a control system. New in comparison with the prototype is that the control system is a control panel, including a program control device with electronic modules for processing incoming information, turning on and off the engines of pumping units and controlling electromagnetic control valves, connected to the control panel and the remote control, while The control contains controls, alarms and digital indicators of the rope length, effort in the rope, drum rotation speed, and dist The control panel contains input signal and signal processing modules, as well as digital indicators of the rope length, rope effort, drum rotation speed; in addition, a power supply panel is connected to the control panel, containing electric power equipment for starting and protecting the engines of pumping units and a control module with programmable processor, while the hydraulic system is a pumping station connected to a control panel, including hydraulic pumps, including variable of water supply, an electro-hydraulic module controlling a variable displacement pump, as well as an electro-hydraulic module controlling hydraulic cylinders of belt and disk brake actuators, a clutch, the power supply board being connected to the pump station, and the load cell of the force measuring device integrated in the winch frame, a measuring device was also introduced the length of the rope mounted on the wall of the gearbox and connected to the shaft of the cargo drum, and the device load and from rope length measurements are connected to the control panel.

У лебедки автоматической буксирной по сравнению с прототипом силоизмерительное устройство включает в себя рычажно-пружинную систему, соединенную с ленточным тормозом зубчатого венца планетарного редуктора и воздействующую на тензодатчик, установленный на раме лебедки.Compared to the prototype, an automatic towing winch has a force measuring device that includes a lever-spring system connected to the belt brake of the gear ring of the planetary gearbox and acting on the load cell mounted on the winch frame.

В заявляемой лебедке в устройство измерения длины каната встроен контроллер-датчик, считывающий обороты барабана.In the inventive winch in the device for measuring the length of the rope integrated controller-sensor that reads the speed of the drum.

Лебедка автоматическая буксирная по сравнению с прототипом имеет муфту сцепления грузового барабана с силовым приводом, представляющую собой нормально разомкнутую кулачковую муфту, управляемую гидроцилиндром, а ленточный тормоз представляет собой тормозной шкив, закрепленный на грузовом барабане, охватываемый тормозной лентой с фрикционными накладками, к которой подсоединена шарнирно-рычажная система с гидроцилиндром, в одной из полостей которого установлены пружины, обеспечивающие тормозу нормально замкнутое исполнение.The automatic towing winch, in comparison with the prototype, has a power drum clutch for a cargo drum, which is a normally open cam clutch controlled by a hydraulic cylinder, and a belt brake is a brake pulley mounted on a cargo drum, covered by a brake band with friction linings, to which it is pivotally connected - a lever system with a hydraulic cylinder, in one of the cavities of which springs are installed, providing the brake with a normally closed design.

Схема кинематическая лебедки автоматической буксирной показана на фиг. 1A kinematic diagram of an automatic towing winch is shown in FIG. one

Лебедка включает в себя цилиндрический редуктор 1, соединенный через планетарный редуктор 2 и дисковый тормоз 3 с гидромотором 4, причем гидромоторов может быть несколько в зависимости от заявляемой величины усилий в буксирно-швартовных канатах, заданных Заказчиком лебедки.The winch includes a cylindrical gearbox 1 connected through a planetary gearbox 2 and a disk brake 3 with a hydraulic motor 4, and the hydraulic motors may be somewhat depending on the declared amount of effort in the towing and mooring ropes specified by the customer of the winch.

Грузовой барабан 5 лебедки на подшипниках качения вращается на валу 6. Канат 7 укладывается, как правило, в несколько слоев на барабан 5. Грузовой ленточный тормоз 8 сопрягается с тормозным шкивом 9 лебедки, а ленточный тормоз 10 зубчатого венца планетарного редуктора 12 силоизмерительного устройства сопрягается с тормозным шкивом 11. Шток гидроцилиндра 13 шарнирно-рычажной системой 14 соединен с кулачковой муфтой 15. Шарнирно рычажная система 16 силоизмерительного устройства с одной стороны подсоединена к ленточному тормозу 10 зубчатого венца планетарного редуктора 12, а с другой стороны к штоку пружинного амортизатора 18, воздействующего на тензометрический датчик 19.The load drum 5 of the winch on rolling bearings rotates on the shaft 6. The rope 7 is usually laid in several layers on the drum 5. The load belt brake 8 is mated to the brake pulley 9 of the winch, and the belt brake 10 of the gear ring of the planetary gearbox 12 of the force measuring device is mated to the brake pulley 11. The rod of the hydraulic cylinder 13 of the articulated lever system 14 is connected to the cam clutch 15. The articulated lever system 16 of the force measuring device is connected on one side to the belt brake 10 of the ring gear pl netarnogo gear 12, and on the other to the rod of the spring suspension 18, acting on the strain gauge 19.

Тормозной гидравлический цилиндр 17 с помощью шарнирно-рычажной системы подсоединен к грузовому ленточному тормозу 8.The hydraulic brake cylinder 17 is connected via a linkage system to the load belt brake 8.

Щит управления 20 лебедкой включает в себя электронные модули обработки поступающей информации 21, включения и выключения двигателей насосных агрегатов 22 и управления электромагнитными гидрораспределителями 23. Пульт управления 24 содержит органы управления 25 и сигнализации 26, а также цифровые индикаторы длины каната 27, усилия в канате 28 и скорости вращения грузового барабана 29.The control panel 20 of the winch includes electronic modules for processing incoming information 21, turning the engines of the pumping units 22 on and off, and controlling the electromagnetic valves 23. The control panel 24 contains the controls 25 and the alarm 26, as well as digital indicators of the length of the rope 27, the force in the rope 28 and the rotation speed of the cargo drum 29.

Пульт управления дистанционный 30 включает в себя модули обработки входных сигналов 31 и сигнализации 32, а также цифровые индикаторы длины каната 33, усилия в канате 34 и скорости вращения грузового барабана 35.The remote control 30 includes modules for processing the input signals 31 and alarm 32, as well as digital indicators of the length of the rope 33, the efforts in the rope 34 and the rotation speed of the cargo drum 35.

Силовой щит питания 36 содержит электросиловую аппаратуру пуска и защиты двигателей насосных агрегатов 37 и модуль управления с программируемым процессором 38.The power supply panel 36 contains electric power equipment for starting and protecting the engines of pumping units 37 and a control module with a programmable processor 38.

В насосную станцию 39 входят насосы постоянной производительности 40 для управления гидросистемой и ее подпитки 41. Насосы 40 и 41 соединены с баком 42. Насос переменной производительности 43 (может быть несколько насосов в зависимости от величины тягового усилия в канате) соединен с электрогидравлическим модулем управления 44 и с гидромотором 4 (гидромоторами). На гидросистеме, соединяющей насос переменной производительности 43 и гидромотор 4 установлены пневмогидроаккумуляторы 45. Насос 40 управления гидросистемой соединен с электрогидравлическим модулем 46 управления исполнительными механизмами, который соединен с дисковым тормозом 3, гидроцилиндром 13 кулачковой муфты 15 и тормозным гидроцилиндром 17.The pump station 39 includes constant capacity pumps 40 for controlling and feeding the hydraulic system 41. The pumps 40 and 41 are connected to the tank 42. The variable-speed pump 43 (there may be several pumps depending on the traction in the rope) is connected to the electro-hydraulic control module 44 and with a hydraulic motor 4 (hydraulic motors). Pneumohydraulic accumulators 45 are installed on the hydraulic system connecting the variable displacement pump 43 and hydraulic motor 4. The hydraulic control pump 40 is connected to an electrohydraulic actuator control module 46, which is connected to a disk brake 3, a hydraulic cylinder 13 of a cam clutch 15 and a brake hydraulic cylinder 17.

Для контроля длины вытравленного каната в системе управления имеется датчик длины 47, расположенный на цилиндрическом редукторе 1 лебедки и выдающий в щит управления 20 информацию о числе оборотов грузового барабана 5 лебедки.To control the length of the etched rope in the control system there is a length sensor 47 located on the winch cylindrical gearbox 1 and providing information on the number of revolutions of the cargo drum 5 of the winch to the control panel 20.

Лебедка работает следующим образом:The winch operates as follows:

Крутящий момент от гидромотора 4 (гидромоторов) через выключенный дисковый тормоз 3 и планетарный редуктор 2 передается цилиндрическому редуктору 1 и далее посредством вала 6 переходит на кулачковую муфту 15.The torque from the hydraulic motor 4 (hydraulic motors) through the switched off disc brake 3 and the planetary gear 2 is transmitted to the cylindrical gear 1 and then through the shaft 6 goes to the cam clutch 15.

Гидроцилиндр 13 с помощью гидравлики соединяет полумуфты муфты 15 и крутящий момент переходит на планетарный редуктор 12 силоизмерительного устройства, водило которого жестко связано с грузовым барабаном 5. Таким образом, крутящий момент от гидромотора 4 поступает на грузовой барабан 5, который в зависимости от направления вращения гидромотора может выполнять операцию травления или выбирания каната 7.The hydraulic cylinder 13 hydraulically connects the coupling halves of the coupling 15 and the torque is transferred to the planetary gearbox 12 of the force measuring device, the carrier of which is rigidly connected to the cargo drum 5. Thus, the torque from the hydraulic motor 4 is supplied to the cargo drum 5, which, depending on the direction of rotation of the hydraulic motor can perform an etching or rope picking operation 7.

Одна полумуфта кулачковой муфты 15 соединена с валом 6 грузового барабана 5, который является одновременно и валом цилиндрического редуктора 1, вторая полумуфта через планетарный редуктор 12 силоизмерительного устройства соединена с грузовым барабаном 5. Тем самым по цепочке: гидромотор 4, дисковый тормоз 3 планетарный редуктор 2 цилиндрический редуктор 1, вал 6, кулачковая муфта 15, планетарный редуктор 12 силоизмерительного устройства, грузовой барабан 5 крутящий момент гидромотора (гидромоторов) обеспечивает вращение грузового барабана 5 от гидромотора (гидромоторов) 4 и таким образом обеспечивается выполнение лебедкой режимов выбирания или травления в процессе буксировки или удержания судна у пирса.One half-clutch of the cam clutch 15 is connected to the shaft 6 of the cargo drum 5, which is also the shaft of the cylindrical gearbox 1, the second half-clutch is connected to the cargo drum 5 through a planetary gearbox 12 of the force measuring device 5. Thus, in the chain: hydraulic motor 4, disc brake 3 planetary gearbox 2 a cylindrical gearbox 1, a shaft 6, a cam clutch 15, a planetary gearbox 12 of a force measuring device, a cargo drum 5, the torque of the hydraulic motor (s) provides rotation of the cargo drum 5 from idromotora (motors) 4 and thus providing performance winch or hauling etching conditions during towing or containment vessel at the pier.

Управление лебедкой осуществляется при помощи органов управления: пульта управления 24 и пульта управления дистанционного 30. Пульт управления 24 предназначен для оперативного управления лебедкой во всех режимах работы и расположен на палубе около лебедки. Пульт управления дистанционный 30 предназначен для дистанционного управления сбросом каната (как правило аварийного) с барабана лебедки и получения оперативной информации о работе лебедки во всех режимах при управлении ею с пульта управления 24, расположен в ходовой рубке или на мостике судна.The winch is controlled using the controls: control panel 24 and remote control 30. The control panel 24 is designed for operational control of the winch in all operating modes and is located on the deck near the winch. The remote control 30 is designed to remotely control the discharge of the rope (usually emergency) from the winch drum and to obtain operational information about the winch operation in all modes when it is controlled from the control panel 24, located in the wheelhouse or on the ship’s bridge.

Система управления обеспечивает работу лебедки в следующих режимах:The control system provides the winch in the following modes:

а) ручной режимa) manual mode

Применяется при заведении каната на буксируемый объект, при перемотках буксирного каната, при оперативном задании длины каната для буксировки в автоматическом режиме или режиме буксировки при включенном тормозе барабана лебедки.It is used when pulling a rope onto a towed object, when rewinding a towing rope, when promptly setting the rope length for towing in automatic mode or in towing mode with the winch drum brake applied.

б) автоматический режимb) automatic mode

Предназначен для обеспечения буксировки объекта с автоматическим поддержанием заданной с пульта управления 24 «Уставкой» по натяжению в канате и «Уставкой» по длине каната.It is designed to ensure towing of an object with automatic maintenance of the “Setpoint” for tension in the rope and “Setpoint” for the length of the rope set from the control panel 24.

в) режим буксировки при включенном тормозе грузового барабана 5 лебедки.c) towing mode when the brake of the cargo drum 5 of the winch is engaged.

В этом случае силовой привод лебедки отключен от грузового барабана 5 кулачковой муфтой 15. При этом грузовой барабан с канатом удерживается тормозным гидроцилиндром 17. Этот тормоз является нормально-замкнутым и торможение грузовым ленточным тормозом 8 обеспечивают пружины гидроцилиндра 17. Растормаживание тормоза грузового барабана производится с пульта управления 24 подачей рабочей жидкости в тормозной гидроцилиндр 17.In this case, the power drive of the winch is disconnected from the load drum 5 by a cam clutch 15. In this case, the load drum with a rope is held by the brake hydraulic cylinder 17. This brake is normally closed and the brake of the load belt brake 8 is provided by the springs of the hydraulic cylinder 17. The brake of the cargo drum is released from the remote control control 24 supply of working fluid to the brake hydraulic cylinder 17.

Включение и выключение кулачковой муфты 15 привода грузового барабана производится дистанционно с пульта управления 24 при заторможенном барабане лебедки гидроцилиндром 13, в котором одна из полостей гидравлическая, а в другой установлены пружины.Turning on and off the cam clutch 15 of the drive of the cargo drum is carried out remotely from the control panel 24 when the winch drum is inhibited by a hydraulic cylinder 13, in which one of the cavities is hydraulic and the springs are installed in the other.

Пружинная полость гидроцилиндра 13 постоянно стремится муфту разъединить, а гидравлическая после подачи в нее рабочей жидкости под давлением, преодолевая сопротивление пружины, соединяет полумуфты, в связи с чем муфта по исполнению считается нормально-разомкнутой.The spring cavity of the hydraulic cylinder 13 constantly seeks to disconnect the coupling, and the hydraulic cavity, after supplying the working fluid under pressure, overcoming the spring resistance, connects the coupling halves, and therefore the coupling is considered normally open in design.

При автоматическом режиме управления силовой привод посредством муфты 15 подключен к грузовому барабану 5 лебедки. Тормоз грузового барабана расторможен, в гидроцилиндр 17 подано давление. На пульте управления 24 заданы «Уставки» по натяжению и длине буксирного каната, включены насос (насосы) 43, а также насосы управления 40 и подпитки 41.In the automatic control mode, the power drive through the clutch 15 is connected to the cargo drum 5 of the winch. The brake of the cargo drum is inhibited, pressure is applied to the hydraulic cylinder 17. On the control panel 24 “Setpoints” are set for the tension and length of the towing rope, the pump (s) 43, as well as the control pumps 40 and make-up 41 are turned on.

При уменьшении усилия натяжения в канате относительно заданной «Уставки» на установленную величину, к примеру на 20÷25% от номинального значения «Уставки», лебедка автоматически включается на выбирание. Выбирание отключается при восстановлении усилия натяжения по заданной «Уставке».With a decrease in the tension force in the rope relative to the specified “Setpoint” by the set value, for example by 20–25% of the nominal value of the “Setpoint”, the winch is automatically switched on for selection. The selection is disabled when the tension force is restored to the specified "Setpoint".

При увеличении усилия натяжения в канате относительно заданной «Уставки» на те же 20÷25% от номинального значения «Уставки» лебедка автоматически включается на травление. Травление отключается при восстановлении усилия натяжения по заданной «Уставке».With an increase in the tension force in the rope relative to the specified “Setpoint” by the same 20–25% of the nominal value of the “Setpoint”, the winch is automatically switched on for etching. Etching is disabled when the tension force is restored to the specified "Setpoint".

Контроль усилия натяжения каната в системе управления производится при помощи тензометрического датчика 19, выдающего в щит управления 20 сигнал, зависящий от усилия натяжения каната при работе лебедки с расторможенным грузовым барабаном 5 и включенной муфтой 15. При этом на цифровых индикаторах «Натяжение» на пультах управления 24 и 30 указывается величина натяжения.The control of the tension of the rope in the control system is carried out using a strain gauge 19, which outputs a signal to the control panel 20 that depends on the tension of the rope when the winch is operating with the released load drum 5 and clutch 15 engaged. At the same time, on the digital indicators “Tension” on the control panels 24 and 30 indicate the amount of tension.

Таким образом, при работе в автоматическом режиме лебедка поддерживает с установленным допуском величину усилия натяжения в буксирном канате согласно заданной «Уставки», которая устанавливается на пульте управления для варианта буксировки конкретного судна с учетом существующих в данное время погодных условий.Thus, when operating in automatic mode, the winch maintains, with the tolerance set, the amount of pulling force in the towing cable according to the specified “Setpoint”, which is set on the control panel for the towing variant of a particular vessel taking into account the current weather conditions.

При отклонении текущей длины каната относительно заданной «Уставки» на длину ±20÷25% от номинального значения «Уставки» лебедка автоматически включается на выбирание и травление каната на номинальной скорости до достижения длины каната, заранее заданной «Уставкой».If the current rope length deviates from the preset "Setpoint" by a length of ± 20 ÷ 25% of the nominal value of the "Setpoint", the winch is automatically switched on to select and etch the rope at a nominal speed until the rope length specified by the "Setpoint" is reached.

На цифровых индикаторах «Длина каната» пультов управления 24 и 30 указывается длина вытравленного каната (буксирного или швартовного). Кроме того на этих пультах 24 и 30 имеется сигнализация «Предел длины», которая включается, когда на грузовом барабане 5 остается менее пяти шлагов каната. Информация от датчика длины каната о числе оборотов грузового барабана лебедки используется для контроля скорости травления - выбирания каната с выдачей результатов на цифровой индикатор «Скорость», расположенный в пультатах управления 24 и 30.On the digital indicators “Rope Length” of the control panels 24 and 30, the length of the etched rope (towing or mooring) is indicated. In addition, on these remotes 24 and 30 there is an alarm “Length Limit”, which is activated when less than five rope lines remain on the cargo drum 5. Information from the rope length sensor on the number of revolutions of the winch cargo drum is used to control the etching speed - to select the rope with the results displayed on the digital indicator "Speed" located in the control results 24 and 30.

Современный как отечественный, так и зарубежный флот требуют, чтобы поставляемые на суда механизмы и оборудование были укомплектованы, прежде всего, системами автоматического управления, обеспечивающими получение заложенных в программах выходных характеристик путем управления с дистанционного пульта или даже нескольких пультов. Также должно быть обеспечено и ручное управлениеModern domestic and foreign fleets require that the mechanisms and equipment supplied to ships be equipped, first of all, with automatic control systems that ensure that the output characteristics included in the programs are obtained by controlling from a remote control or even several remote controls. Manual control must also be provided.

Исходя из изложенного заявляемая автоматическая буксирная (швартовная) лебедка, отвечает указанным требованиям.Based on the foregoing, the claimed automatic towing (mooring) winch meets the specified requirements.

Указанный технический результат заявляемой лебедки достигается применением системы управления, содержащей щит управления с устройством программного управления и электронными модулями, щит силового питания, включающий в себя электросиловую аппаратуру, пульт управления и пульт дистанционного управления, которые содержат органы управления, сигнализации и индикации, а также гидравлической системой, включающей гидравлические насосы, в том числе переменной производительности, управляющую электро-гидрораспределительную аппаратуру.The indicated technical result of the claimed winch is achieved by using a control system comprising a control panel with a program control device and electronic modules, a power supply panel including electric power equipment, a control panel and a remote control that contain controls, alarms and indications, as well as a hydraulic a system including hydraulic pumps, including variable displacement, control electro-hydraulic distribution equipment.

Энергопотребление при выполнении рабочих операций по буксировке всегда высокозатратное для судна, на котором установлена лебедка.Energy consumption during towing operations is always high cost for the vessel on which the winch is installed.

В прототипах главный двигатель в течение всего периода буксировки работает на номинальной нагрузке. Кроме того, для поддержания управляемой муфты сцепления в рабочем состоянии и способной реагировать на изменение действующей на буксир нагрузки насосный агрегат лебедки также должен быть задействован на номинальные нагрузки. Предлагаемая полезная модель лебедки наряду с указанными выше преимуществами способна сокращать энергопотребление, так как силовой гидромотор (гидромоторы) и питающий его насос (насосы) включаются в работу по программе, в которую заложены объективные показания датчиков усилия в канате и его длины.In prototypes, the main engine runs at rated load throughout the towing period. In addition, in order to maintain the controlled clutch in working condition and capable of responding to changes in the load acting on the tug, the winch pump unit must also be used for rated loads. The proposed utility winch model along with the above advantages can reduce energy consumption, since the power hydromotor (s) and the pump (s) supplying it are included in the program, which includes objective readings of the force sensors in the rope and its length.

Продолжительность восстановления основных выходных характеристик, которыми являются заданные усилие и длина каната, в данном случае, составляет несколько минут.The duration of the restoration of the main output characteristics, which are the given force and the length of the rope, in this case, is several minutes.

Предлагаемая полезная модель является базовой моделью типоряда автоматических буксирных лебедок, разработанного технического проекта согласно Федеральной целевой программе «Развитие гражданской морской техники на 2009-2016 годы», утвержденной Постановлением Правительства РФ от 21 февраля 2008 г. №103.The proposed utility model is the basic model of a series of automatic towing winches developed by a technical project in accordance with the Federal Target Program "Development of Civil Marine Equipment for 2009-2016", approved by Decree of the Government of the Russian Federation of February 21, 2008 No. 103.

Разработка велась на базе современных технологий, применяемых в автоматических конкурентоспособных буксирных лебедках нового поколения в обеспечение реализации модульной технологии монтажа и импортозамещения.The development was carried out on the basis of modern technologies used in the new generation of automatic competitive towing winches to ensure the implementation of modular installation and import substitution technology.

Из указанного типоряда, включающего в себя лебедки с усилием в канате 100, 800, 2000 кН, разработана конструкторская документация опытного образца заявляемой автоматической буксирной лебедки с усилием в канате 800 кН (на фиг.2 опытный образец в компьютерном исполнении) с изготовлением и проведением межведомственных испытаний в 2013 году.From the specified series, which includes winches with a rope force of 100, 800, 2000 kN, the design documentation for the prototype of the inventive automatic towing winch with a rope force of 800 kN (Fig. 2 is a prototype in computer design) with the manufacture and conduct of interagency tests in 2013.

Claims

1. Automatic towing winch containing a cargo drum with a rope located on the frame, a power drive of the cargo drum, comprising a motor, a gearbox and a clutch of the cargo drum with a power drive, a force measuring device, as well as a hydraulic system and a control system, characterized in that the system control is a control panel, including a program control device with electronic modules for processing incoming information, turning on and off the engines of pumping units and electromagnetic control valves associated with the control panel and the remote control, while the control panel contains controls, alarms and digital indicators of the length of the rope, the effort in the rope, the speed of rotation of the drum, and the remote control contains modules for processing input signals and alarms, as well as digital indicators of the length of the rope, the effort in the rope, the speed of rotation of the drum, in addition, a power supply panel containing an electric power appa is connected to the control panel an onura of starting and protecting the engines of pumping units and a control module with a programmable processor, while the hydraulic system is a pumping station connected to a control panel, including hydraulic pumps, including variable displacement, an electro-hydraulic module controlling a variable displacement pump, and an electro-hydraulic module that controls the hydraulic cylinders of the belt and disc brake actuators, clutch, and the power shield I is connected with a pumping station, wherein the force-measuring device a strain gauge is integrated in the winch frame also introduced rope length measuring apparatus mounted on the wall of the reducer and connected to the drum shaft of the cargo, wherein the force-measuring device and measuring the length of the rope connected to the control panel.

2. Automatic towing winch according to claim 1, characterized in that the load-measuring device includes a lever-spring system connected to the belt brake of the gear ring of the planetary gearbox and acting on the load cell mounted on the winch frame.

3. Automatic towing winch according to claim 2, characterized in that the rope length measuring device is a controller-sensor that reads the revolutions of the drum.

4. Automatic towing winch according to claim 3, characterized in that the clutch of the cargo drum with the power drive is a normally open cam clutch controlled by a hydraulic cylinder.

5. Automatic towing winch according to claim 4, characterized in that the belt brake is a brake pulley mounted on a cargo drum, covered by a brake belt with friction linings, to which a linkage system with a hydraulic cylinder is connected, in one of the cavities of which springs are installed providing the brake normally closed execution.