RU166404U1

RU166404U1 - LIFTING DRUM

Info

Publication number: RU166404U1
Application number: RU2016111451/11U
Authority: RU
Inventors: Валерий Борисович Здрогов; Сергей Игоревич Архипов
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2016-11-20

Abstract

Барабан грузоподъемного устройства, содержащий обечайку с гладкой цилиндрической частью для многослойной навивки каната, ограниченную по концам ребордами, внутренняя стенка каждой из которых снабжена переходником ряда, отличающийся тем, что переходник ряда выполнен коническим по всей его длине и снабжен винтовой канавкой для размещения в ней пяти витков каната, при этом глубина канавки выполнена постепенно уменьшающейся от стенки реборды к гладкой части обечайки.A load-lifting device drum containing a shell with a smooth cylindrical part for multi-layer winding of the rope, bounded at the ends by flanges, the inner wall of each of which is equipped with a row adapter, characterized in that the row adapter is conical along its entire length and provided with a helical groove for accommodating five the turns of the rope, while the depth of the groove is made gradually decreasing from the flange wall to the smooth part of the shell.

Description

Полезная модель относится к области подъемно-транспортного машиностроения и может быть использована в подъемных (тяговых) механизмах с канатными барабанами, в частности в судовых грузоподъемных устройствах, палубных лебедках различного назначения.The utility model relates to the field of hoisting and transport machinery and can be used in hoisting (traction) mechanisms with rope drums, in particular in ship hoisting devices, deck winches for various purposes.

Наибольшее распространение в судовых грузоподъемных устройствах получили барабаны, имеющие однослойную навивку грузового каната. Цилиндрическая рабочая поверхность у таких барабанов снабжена винтовой канавкой, геометрические размеры, профиль которой взаимоувязаны с размерами используемого каната, что является основной предпосылкой для увеличения срока службы каната. При этом для высокоскоростных грузоподъемных устройств или для устройств, при работе которых возможны рывки и ослабление каната, барабаны выполняют с глубокой канавкой, в остальных устройствах применяют канавки нормального сечения, профили которых в зависимости от диаметра каната задаются таблично (см. Техническая информация Компании «Северосталь-метиз». Стальные канаты, стр. 123) или в процентном отношении (см., например, «Справочник по кранам» под редакцией Гохберга М.М., т. 2, «Машиностроение» Ленинград, 1988 г.)The most widespread in ship lifting devices are drums having a single-layer winding of a cargo rope. The cylindrical working surface of such drums is equipped with a helical groove, geometric dimensions, the profile of which is interconnected with the dimensions of the rope used, which is the main prerequisite for increasing the life of the rope. At the same time, for high-speed lifting devices or for devices that can cause rope jerking and loosening, the drums are made with a deep groove, the rest of the devices use normal section grooves, the profiles of which are tabulated depending on the diameter of the rope (see Severostal Technical Information -metiz. ”Steel ropes, p. 123) or in percentage terms (see, for example,“ Guide to cranes ”edited by MM Gokhberg, vol. 2,“ Engineering ”Leningrad, 1988)

На срок службы каната оказывает влияние и качество укладки его на поверхности барабана, в свою очередь зависящее от расположения канавки и ее профиля. При отсутствии единых требований к профилю канавок поверхности барабанов в судовых грузоподъемных устройствах снабжаются винтовой канавкой с радиусом поперечного сечения по дну, превышающим на 10% радиус каната, а длина дуги по радиусу дна соответствует сектору с углом не менее 120°, полученная при этом глубина канавки обеспечивает в соответствии с требованиями правил Морского регистра (Правила по грузоподъемным устройствам морских судов. Российский морской регистр судоходства. 2011 г.) необходимый зазор между двумя соседними витками и исключает касание набегающей на барабан ветви каната ранее уложенного витка.The rope service life is also affected by the quality of laying it on the surface of the drum, which in turn depends on the location of the groove and its profile. In the absence of uniform requirements for the profile of the grooves, the surface of the drums in ship hoisting devices is equipped with a helical groove with a radius of the cross-section along the bottom that exceeds 10% of the radius of the rope, and the length of the arc along the radius of the bottom corresponds to a sector with an angle of at least 120 °, the groove depth obtained provides in accordance with the requirements of the rules of the Maritime Register (Rules for the lifting devices of sea vessels. Russian Maritime Register of Shipping. 2011) the necessary clearance between two adjacent turns and a lawsuit It touches the touch of the branch of the rope running on the drum of a previously laid coil.

К недостаткам барабанов с однослойной навивкой следует отнести неравномерную их жесткость по длине (жесткость у реборд выше, чем в средней части), что приводит в процессе навивки каната к постепенному уменьшению общей площади рабочей поверхности за счет нарастания объемной деформации под усилием набегающего витка каната в средней части барабана и, как результат, ослабление ранее навитых витков и ухудшение качества укладки каната на барабане (авторское свидетельство SU №796186, (51) B66D 1/30, (45) 15.01.1981 «Барабан грузоподъемной машины»).The disadvantages of single-layer winding drums include their non-uniform stiffness along the length (the stiffness of the flanges is higher than in the middle part), which leads to a gradual decrease in the total working surface area due to the increase in volumetric deformation under the force of the incoming winding of the rope in the middle parts of the drum and, as a result, weakening of the previously wound turns and deterioration of the quality of the rope laying on the drum (copyright certificate SU No. 796186, (51) B66D 1/30, (45) 01.15.1981 “Drum of a hoisting machine”).

По мере развития современных грузоподъемных устройств, увеличения несущей способности и длины используемых канатов появилась необходимость в лебедках с барабанами повышенной канатоемкости и перехода к многослойной навивке. Рабочая поверхность таких барабанов выполнена, как правило, гладкой с обязательным ограничением по торцам ребордами, а для обеспечения требуемого качества многослойной навивки используются прижимные устройства или специальные канатоукладчики. (см. Вайсон А.А. Подъемно-транспортные машины, изд. 3, М. «Машиностроение», 1974 г.). Барабаны с многослойной навивкой выявили ряд недостатков, основным из которых является увеличение площади нежелательного соприкосновения набегающей ветви каната при навивке за счет его касания о канат, уже уложенный в слой, что приводит к увеличению площади трущихся участков и интенсивному износу каната. Также происходит заклинивание каната между ребордой и соседним слоем в процессе перехода его на высший слой навивки, что приводит к дополнительным деформациям каната и нарушению качества укладки каната в следующем слое.With the development of modern lifting devices, an increase in the bearing capacity and the length of the used ropes, a need arose for winches with high-capacity drums and a transition to multi-layer winding. The working surface of such drums is made, as a rule, smooth with a mandatory restriction on the ends of the flanges, and to ensure the required quality of multilayer winding, clamping devices or special rope layers are used. (see Vayson A.A. Hoisting-and-transport machines, ed. 3, M. "Mechanical Engineering", 1974). Multilayer-wound drums have revealed a number of drawbacks, the main of which is an increase in the area of unwanted contact of the oncoming branch of the rope when winding by touching it on a rope already laid in a layer, which leads to an increase in the area of rubbing sections and intensive wear of the rope. Also, the rope jams between the flange and the adjacent layer during its transition to the upper winding layer, which leads to additional deformation of the rope and a violation of the quality of the rope laying in the next layer.

Повышение долговечности каната за счет снижения истирающей и защемляющей нагрузок на него явилось основной задачей изменения конструкции лебедок грузоподъемных устройств.Improving the durability of the rope by reducing abrasion and pinching loads on it was the main task of changing the design of hoists hoisting devices.

Известно устройство для многослойной навивки (патент RU №2205148, (51) B66D 1/30), (45) 27.05.2003 «Способ многослойной навивки каната на барабан и устройство для его осуществления»), в котором для снижения деформаций каната при переходе на вышележащий слой использовались подъемные вкладыши клиновидной формы, ступенчато закрепляемые на вертикальных стенках реборд, что позволяло обеспечить плавный переход каната из слоя в слой и равномерность его укладки в слоях. Недостатком рассматриваемого аналога является уменьшение канатоемкости барабана за счет использования подъемных вкладышей на каждом слое навивки и необходимости их ступенчатого крепления на стенках реборд.A device for multilayer winding (patent RU No. 2205148, (51) B66D 1/30), (45) 05/27/2003 "Method for multilayer winding of a rope on a drum and a device for its implementation"), in which to reduce the deformation of the rope when switching to the overlying layer, wedge-shaped lifting inserts were used, stepwise fixed on the vertical walls of the flanges, which made it possible to ensure a smooth transition of the rope from layer to layer and the uniformity of its laying in the layers. The disadvantage of the analogue under consideration is the reduction in the rope capacity of the drum due to the use of lifting liners on each winding layer and the need for their stepwise mounting on the flange walls.

Известно устройство для многослойной навивки (авторское свидетельство SU №1194828, (51) B66D 1/30, (45) 30.11.1985 «Барабан для многослойной навивки каната»), в котором каждая реборда барабана выполнена с дополнительными коническими участками под углом 45° к вертикали в конце каждого ряда уложенного каната, при этом высота усеченного конуса радиального сечения каждого переходного участка равна 1,58 R_к, а расстояние между переходными участками в радиальных направлениях равно 2,42 R_к, где R_к - радиус навиваемого на барабан каната.A device for multi-layer winding is known (copyright certificate SU No. 1194828, (51) B66D 1/30, (45) 11/30/1985 "Drum for multi-layer winding of a rope"), in which each drum flange is made with additional conical sections at an angle of 45 ° to vertical at the end of each row of the laid rope, while the height of the truncated cone of the radial section of each transition section is 1.58 R _k , and the distance between the transition sections in radial directions is 2.42 R _k , where R _k is the radius of the rope wound on the drum.

Указанные соотношения в аналоге создают угол ≈12° между векторами продольного перемещения и внешней силы, возникающей при намотке и обеспечивающей перемещение каната вдоль барабана, при этом, однако, возрастают дополнительные динамические воздействия на канат на переходном коническом участке барабана.The indicated ratios in the analogue create an angle of ≈12 ° between the vectors of the longitudinal displacement and the external force arising during winding and ensuring the movement of the rope along the drum, while, however, additional dynamic effects on the rope in the transition conical section of the drum increase.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому техническому решению по совокупности признаков, принятым за прототип, является патент на изобретение RU №2203849, (51) B66D 1/30, (45) 10.05.2003 «Барабан для многослойной навивки каната». Согласно прототипа внутренняя стенка каждой из реборд барабана снабжена ступенчатым переходником ряда, коническая часть которого плавно увеличивает перегиб каната в процессе навивки и заставляет его отходить от реборды, позволяя тем самым уменьшить защемляющие и истирающие нагрузки на канат в процессе «перекатывания» его на второй слой укладки.The closest device of the same purpose to the claimed technical solution for the totality of signs adopted for the prototype is the patent for invention RU No. 2203849, (51) B66D 1/30, (45) 05/10/2003 "Drum for multi-layer winding of the rope." According to the prototype, the inner wall of each of the flanges of the drum is equipped with a stepped row adapter, the conical part of which gradually increases the kink of the rope during winding and forces it to move away from the flanges, thereby reducing the pinching and abrasion loads on the rope in the process of “rolling” it onto the second layer of laying .

Недостатком прототипа является то, что уменьшение защемляющих и истирающих нагрузок на канат происходит вблизи реборды на коротком участке, длина которого ограничена линейными размерами переходника ряда и составляет примерно 1,5 диаметра каната, при этом зона снижения нежелательных нагрузок располагается у реборд, где жесткость рабочей поверхности барабана наибольшая, а влияние ее деформации, на износостойкость каната и качество его укладки в слой наименьшая по сравнению с влиянием деформации в средней части барабана.The disadvantage of the prototype is that the reduction of pinched and abrasive loads on the rope occurs near the flanges in a short section, the length of which is limited by the linear dimensions of the row adapter and is approximately 1.5 times the diameter of the rope, while the area for reducing unwanted loads is located near the flanges, where the rigidity of the working surface the drum is greatest, and the influence of its deformation on the wear resistance of the rope and the quality of its laying in the layer is the smallest compared to the effect of deformation in the middle part of the drum.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение безопасности и надежности работы подъемного устройства с многослойной навивкой каната на барабан с уменьшением динамических воздействий на канат на переходных участках реборд, а технический результат - снижение деформаций прядей каната в зонах перехода с одного слоя на другой, качественная укладка витков в слоях и увеличение тем самым срока службы грузового каната, а также снижение износа рабочих поверхностей барабана.The objective of the claimed utility model is to increase the safety and reliability of the lifting device with a multi-layer winding of the rope on the drum with a decrease in the dynamic effects on the rope in the transition sections of the flanges, and the technical result is to reduce the strains of the strands of the rope in the transition zones from one layer to another, high-quality laying of turns in layers and thereby increasing the service life of the cargo rope, as well as reducing wear on the working surfaces of the drum.

Технический результат заявляемой полезной модели достигается тем, что барабан грузоподъемного устройства содержит обечайку с гладкой цилиндрической частью для многослойной навивки, ограниченной по концам ребордами, внутренняя стенка каждой из которых снабжена переходником ряда, при этом каждый переходник ряда выполнен коническим по всей длине и снабжен винтовой канавкой для размещения в ней пяти витков каната, при этом глубина канавки выполнена постепенно уменьшающейся от стенки реборды к гладкой части барабана, причем число витков, укладываемых на коническом переходнике ряда, определено расчетным методом по условию минимальных дополнительных динамических воздействий на канат на этом участке путем уменьшения угла между векторами скорости перемещения каната вдоль барабана и внешней силы, обеспечивающей это перемещение с учетом профиля канавки, исходные размеры которой приведены в монографии А.А. Вайсона, указанной выше.The technical result of the claimed utility model is achieved by the fact that the drum of the lifting device contains a shell with a smooth cylindrical part for multilayer winding, limited at the ends by flanges, the inner wall of each of which is equipped with a row adapter, with each row adapter made conical along the entire length and equipped with a helical groove for placement in it five turns of the rope, while the depth of the groove is made gradually decreasing from the flange wall to the smooth part of the drum, and the number of turns, stacked on a conical adapter row, determined by the calculation method on the condition of minimum additional dynamic effects on the rope in this section by reducing the angle between the velocity vectors of the rope along the drum and the external force, providing this movement taking into account the groove profile, the initial dimensions of which are given in monograph A. BUT. Wyson's above.

Заявляемое устройство поясняется чертежом, где показан принцип навивки каната на рабочую часть барабана, содержащего гладкую цилиндрическую среднюю часть и конические переходники ряда с винтовой канавкой у реборд.The inventive device is illustrated by the drawing, which shows the principle of winding the rope on the working part of the drum, containing a smooth cylindrical middle part and conical row adapters with a helical groove at the flanges.

Заявляемое устройство включает в себя: барабан 1 для многослойной навивки каната; реборду 2; переходник ряда 3; винтовую канавку 4; канат 5; глубину 6 канавки 4.The inventive device includes: a drum 1 for multi-layer winding of a rope; flange 2; row 3 adapter; helical groove 4; rope 5; depth 6 grooves 4.

Заявляемое устройство работает следующим образом: в процессе навивки канат 5 на гладкой цилиндрической части барабана 1 укладывается без зазоров между уложенными витками, обеспечивая тем самым условия качественности укладки, при этом истирающая нагрузка на канат увеличена за счет его взаимодействия с цилиндрической поверхностью барабана и уложенным ранее витком. При заходе каната 5 на переходник ряда 3 его витки укладываются в винтовую канавку 4, начинают раздвигаться и перестают касаться набегающего витка каната 5. Одновременно уменьшается удельное давление на канат за счет увеличения зон соприкосновения витков о стенки канавки, при этом истирающая нагрузка на канат снижается, а его износостойкость увеличивается, к тому же клиновидный зазор между последним витком и стенкой реборды создает условия сползания в него набегающего витка каната 5 в процессе перехода его на второй слой навивки, обеспечивая плавность перехода к началу витка второго слоя навивки.The inventive device operates as follows: in the process of winding the rope 5 on the smooth cylindrical part of the drum 1 is laid without gaps between the laid coils, thereby ensuring conditions for the quality of laying, while the abrasive load on the rope is increased due to its interaction with the cylindrical surface of the drum and the coil laid earlier . When the rope 5 enters the row 3 adapter, its turns are laid in the helical groove 4, they begin to move apart and cease to touch the oncoming turn of the rope 5. At the same time, the specific pressure on the rope decreases due to the increase in the contact zones of the turns on the walls of the groove, while the abrasive load on the rope decreases, and its wear resistance increases, in addition, the wedge-shaped gap between the last turn and the flange wall creates the conditions for sliding of the oncoming turn of the rope 5 in it during its transition to the second winding layer, ensuring Single smooth transition to the top of the second coil layer winding.

При выходе навивки второго слоя каната в зону цилиндрической поверхности барабана процесс навивки будет аналогичен процессу многослойной навивки каната на цилиндрическом барабане.When the winding of the second layer of the rope enters the zone of the cylindrical surface of the drum, the winding process will be similar to the process of multilayer winding of a rope on a cylindrical drum.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить безопасность и надежность барабана грузоподъемного устройства, содержащего обечайку с гладкой цилиндрической частью, ограниченной по концам ребордами, за счет наличия переходника ряда, закрепленного на внутренней стенке каждой из реборд, выполненного коническим по всей длине и снабженного винтовой канавкой для размещения в ней пяти витков каната, а для обеспечения плавного перехода набегающего каната из слоя в слой и равномерности его укладки в слоях глубина канавки выполнена постепенно уменьшающейся от реборды к цилиндрической части барабана.The claimed technical solution improves the safety and reliability of the drum of a lifting device containing a shell with a smooth cylindrical part bounded at the ends by flanges due to the presence of a row adapter mounted on the inner wall of each of the flanges, made conical along the entire length and equipped with a helical groove for placement in five turns of the rope, and to ensure a smooth transition of the oncoming rope from layer to layer and the uniformity of its laying in layers, the depth of the groove is made gradually decreasing continuously from the flange to the cylindrical portion of the drum.

В связи с тем, что проблемы увеличения срока службы грузового каната и снижения износа барабана являются определяющими факторами при расчете амортизационных затрат любого грузоподъемного устройства, то заявляемое техническое решение по изложенной проблеме является актуальным и создающим технико-экономический эффект.Due to the fact that the problems of increasing the service life of the cargo rope and reducing drum wear are determining factors in calculating the depreciation costs of any lifting device, the claimed technical solution to the stated problem is relevant and creates a technical and economic effect.

Claims

A load-lifting device drum containing a shell with a smooth cylindrical part for multi-layer winding of the rope, bounded at the ends by flanges, the inner wall of each of which is equipped with a row adapter, characterized in that the row adapter is conical along its entire length and provided with a helical groove for accommodating five the turns of the rope, while the depth of the groove is made gradually decreasing from the flange wall to the smooth part of the shell.